EP1550009B1 - Einrichtung und verfahren zum umdrucken und fixieren mit einem geführten und einem freien transportabschnitt - Google Patents
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- EP1550009B1 EP1550009B1 EP03757953A EP03757953A EP1550009B1 EP 1550009 B1 EP1550009 B1 EP 1550009B1 EP 03757953 A EP03757953 A EP 03757953A EP 03757953 A EP03757953 A EP 03757953A EP 1550009 B1 EP1550009 B1 EP 1550009B1
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- European Patent Office
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- recording medium
- transport section
- guided
- length
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- 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 an apparatus and method for transferring an electrostatically charged toner image from an intermediate carrier of an electrographic printer or copier to a recording medium and fixing the transferred toner image on the recording medium.
- the transfer of a toner image from an intermediate carrier for example a photoconductor drum or a photoconductor belt to a recording medium is referred to as a transfer printing.
- the portion of the printer or copier at which the subcarrier and the recording medium are brought into contact with each other is called a transfer area.
- the intermediate carrier i. e.g. the lateral surface of a photoconductive 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 between the record carrier and the intermediate carrier is produced in the transfer area, and if the record carrier and the intermediate carrier actually move at exactly the same speed in the transfer area.
- the recording media are transported with transport rollers in the transfer area and sprayed on the side facing away from the intermediate carrier with a charge whose sign of the charge of the toner image and the intermediate carrier is opposite.
- the recording medium is attracted to the intermediate carrier and transported to this adhering through the transfer area, at the same time causes the Charging of the recording medium, the transfer of the charged toner particles from the subcarrier on the recording medium.
- the recording medium is then discharged by means of a discharge device, so that it releases from the intermediate carrier, and transported to a fixing device.
- a transfer device of this kind is from the WO 98/58297 A1 known.
- This transfer device has a pressure element for pressing the recording medium to the intermediate carrier.
- a printer with two similar printing units is known, which are fed via an input section recording medium.
- the printed record carriers are output via a common output section.
- the one printing unit is associated with a discharge channel, via which a recording medium, which was printed by this printing unit on one side, this printing unit can be fed again for printing on the back.
- About the discharge channel from the other printing unit printed record carrier, bypassing the transfer printing transport path of the former printing unit to the output section can be discharged.
- a suction table is used, wherein the recording medium by suction forces on a Transport belt is held.
- the recording medium is guided between two rollers, whose lateral surfaces abut closely along a surface line and form a roller contact area or transport gap.
- the roller contact area or transport gap is often referred to in German literature with the English term "Nip". At least one of the two rollers is heated, and the toner image is fixed on the recording medium by pressure and heat.
- the fixing rollers Upon entry of the recording medium in the roll contact area, the fixing rollers perform additional flexing work, as a result of which the recording medium is braked for a short time, ie experiences a sudden shock, which is directed counter to the transport direction.
- the distance between the fixing rollers and transfer area is often less than the length of the longest to be printed recording medium ..
- the "length" of the recording medium is always below the extension of the recording medium in the transport direction , So the length of the edges of the recording medium, which are arranged parallel to the transport path. This need not necessarily be the "longitudinal edges" in a rectangular recording medium, but may also be its transverse edges, namely when it is printed in landscape format.
- the distance between the transfer printing area and the fixing rollers is shorter than the length of the recording medium, it is possible that the leading edge of the recording medium in the roller contact area experiences a shock while the recording medium is still being printed on a rear section. If this impact transfers to the rear portion, this will blur the printed image, which is unacceptable.
- the invention has for its object to provide a device and a method of the type mentioned, with which in a compact design, a printed image of high quality is generated.
- 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 thereby impaired in its function. In addition, when the conveyor belt is heated, there is a risk that the toner thereon will start to melt and adhere to the conveyor belt.
- the guided transport section is arranged in a transport assembly and the fixing device in a Fixierbauaji, which can be used independently of each other in the printer or copier and removed therefrom. Due to the structural separation of the two units no heat can be transmitted via common components, such as circuit boards.
- the Fixierbautician has designed as a hollow chamber profile wall, which provides good thermal insulation.
- the hollow chamber profile has openings through which for cooling the. Transport unit air is sucked.
- a “free transport section” in this document denotes a transport section on which the record carrier can bulge freely, ie form a wave or a hump, whereby the distance between its front and rear edge is shortened.
- the further developed device or method thus effectively prevents blurring of the printed image.
- For one thing can be achieved with the help of an electrostatically rechargeable conveyor belt, a stronger adhesion, as with a suction table, so that the section located in the guided transport section of the recording medium can not be slowed down so easily by the impact.
- the shock can be intercepted 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 of polyvinylidene fluoride (PVDF).
- the guided transport section must be long enough to ensure sufficiently secure guidance that precludes blurring of the printed image in the transfer area.
- the length L 1 of the guided transport section is between 100 and 210 mm.
- the length L 2 of the free transport section must be large enough that can form a wave with not too low curvature to cushion the shock.
- L 2 is 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 the components of an electrographic printer involved in the image formation are shown schematically. In the following, the principles of electrographic printing or copying are briefly explained.
- 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
- Such a photo-semiconductor has a high dark resistance, but decreases with sufficient exposure.
- the photoconductor drum 10 rotates in the direction indicated by the arrow 12.
- their photo semiconductor layer is first electrostatically charged by means of a so-called charging corotron 14.
- the charged portion passes to a character generator 16 having a light source 18 (in FIG Fig. 1 an LED comb) with which the photoconductor drum 10 is exposed.
- the electrical resistance of the photo semiconductor layer decreases and the charge flows off.
- pixels of a latent charge image are generated on the photoconductor drum.
- the latent charge image passes to a developer station 20, from which triboelectrically charged toner with the aid of a suitable electric field from a developer roller 22 on the exposed (so-called “dark writing") or unexposed areas of the photo semiconductor (so-called "Hell990” ) is transmitted.
- a developer station 20 from which triboelectrically charged toner with the aid of a suitable electric field from a developer roller 22 on the exposed (so-called "dark writing") or unexposed areas of the photo semiconductor (so-called "HellTEN" ) is transmitted.
- the charge image on the photoconductor drum 10 is inked with toner, i. developed.
- the toner image is then transferred to a record carrier such as 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 in the transfer area 28.
- Umtik College the section is designated at which the photoconductor drum 10 and the sheet 24 come into contact with each other and the toner image is transferred to the sheet 24.
- the transfer corotron 30 which is opposite to the charging of the toner. Thereby, the sheet 24 adheres to the photoconductive drum 10, and the toner is transferred to the sheet 24 by the electrostatic attraction.
- 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 this.
- 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.
- Fig. 1 The decor of Fig. 1 is kept so compact that the distance between transfer area 28 and fixing device 36 is less than the length of the longest to be printed recording medium. This means that the front edge of such a recording medium already penetrates into the roller contact area 44, while a rear portion of the same is still printed in the transfer area 28.
- Fig. 2 the fixing device 36 is shown, in which the leading edge of a recording medium 24 penetrates into the roller contact region 44 formed by the fixing roller 38 and the pressure roller 40. As in Fig. 2 to see, while the rollers 38 and 40 are deformed. The leading edge of the sheet 24 is briefly decelerated when entering the roller contact area 44 and experiences a shock with an impact force F s . The impact force F s is opposite to the direction of movement of the blade 24 and in Fig. 2 represented by a power arrow.
- Fig. 3 are for clarity only those components of the conventional arrangement of Fig. 1 shown involved in transfer printing and fixation.
- a blade 24 ' is shown, whose leading edge just penetrates into the roller contact region 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.
- snapshot F s to form a shaft 52 in the sheet 24 '.
- wave is meant in this context, a curved portion of the sheet 24 ', which differs from the intended transport path.
- the sheet 24 'of Fig. 3 has a low rigidity, so that only a small force is needed to bend the blade to a shaft 52.
- the suction of the suction table 34 is shown by the arrows pointing vertically down, is sufficient to prevent shearing of the sheet 24 'from the suction table 34.
- the rear portion of the sheet 24 ' is thus guided on the suction table and the impact force F s is not transmitted to the transfer area.
- Fig. 4 the same components are shown as in Fig. 3 only in that a sheet 24 "with a higher rigidity is transported in. Due to the higher stiffness of the sheet 24" is in the representation of Fig. 4 no shaft is formed, instead the blade 24 "shears off the suction table 34. The blade 24" is almost stretched, so that the impact force F s is transmitted to the transfer printing area 28, which blurs the printed image.
- the described problem of image blurring can be in the conventional device of Fig. 1 . 3 and 4 only handle a lot of extra effort.
- the impact can be largely mitigated by appropriate speed control of the fuser rollers 38 and 40 which is triggered by the leading edge of the sheet into the roller assembly.
- the controller must take into account the thickness of the paper on which the impact force F s is dependent. This requires a complex sensor with a corresponding control device. In sheets with high inherent rigidity and large thickness, even with such control, print image blur can not be completely prevented.
- the pressure force of the rollers must be briefly reduced when entering the leading edge of the sheet in the roller contact region 44, which in turn requires a high mechanical complexity and also worsens the fixing quality in the region of the leading edge.
- FIG. 5 is a substantially identical arrangement of imaging components as in FIG Fig. 1 shown schematically, 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 a deployment roller 62.
- the conveyor belt 54 is from the first roller 56 in the illustration of Fig. 5 counterclockwise driven at a rotational speed V 0 , which coincides with the tangential velocity of the lateral surface of the photoconductive drum 10.
- the third roller 60 is biased by a spring 64 so that it exerts a tensile stress on the conveyor belt 54.
- the deployment roller 62 is disposed between the first roller 56 and the transfer area 28 and exposes the conveyor belt 54 outward from a line of flight 66 of the first and second rollers 56, 58.
- the display roller 62 ensures a close contact of the conveyor belt 54 on the photoconductor drum 10, in which the conveyor belt wraps around the photoconductive drum in the transfer area, that touches the lateral surface of the photoconductor drum over a certain angular range.
- the cleaning device 68 has a blade 70, which is arranged transversely to the running direction of the conveyor belt 54 and adjacent thereto, and a toner collecting container 72, falls into the scraped from the blade 70 from the conveyor belt 54 toner.
- a blade-like contact element 74 On the side facing away from the photoconductor drum 10 of the conveyor belt 54 is located on 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 in the schematic representation of Fig. 5 is shown by a dashed line frame.
- a fixing device 36 is shown, which differs from that of Fig. 1 . 3 and 4 does not differ significantly, but is housed in a structurally independent Fixierbautechnik 80, which is also shown schematically by a dashed frame is.
- the fixing assembly 80 further includes a baffle 82. Above the first roller 56, a discharge device 84 is arranged.
- the conveyor belt 54 is charged via the contact blade 74 to an electrostatic potential of a few kilovolts from a ground potential, wherein the sign of the charge of the conveyor belt 54 from the sign of the charge of the toner image on the photoconductor drum 10 is different.
- a recording medium 24 is transported by means of transport rollers 26 in the region of the second roller 58 on the conveyor belt 54 and adheres to this electrostatically.
- the conveyor belt 54 wraps around the photoconductive drum 10 in a certain angular range and thereby establishes a uniform contact between the sheet 24 resting on the conveyor belt 54 and the photoconductive drum 10.
- the conveyor belt 54 has a volume resistivity between 10 11 and 10 15 ⁇ cm so that it maintains sufficient electrostatic charge on the portion between the first roller 56 and the transfer area 28 to hold the sheet 24 thereon by electrostatic forces.
- the transport path between the transfer printing area 28 and the first roller 56 is therefore referred to below as the "guided transport section".
- a particularly good guidance results in a conveyor belt, which consists essentially of polyvinylidene fluoride (PVDF), has a volume resistivity of 8 x 10 12 ⁇ cm and a thickness of 150 microns.
- the first roller 56 is an antistatic roller made of silicone with a volume resistivity of 10 8 ⁇ cm and therefore suitable at the end of the guided transport section a large part of the charge of the conveyor belt Dissipate 54 of this.
- the first roller 56 has a diameter of less than 28 mm, so that the conveyor belt 54 is relatively strongly curved at her and the blade 24 is easily sheared from the guided around the first roller 56 conveyor belt 54.
- the amount of charge discharged at the leveling roller can be influenced by its material, for example the choice between metal and plastic.
- the transferred but not yet fixed toner is held on the sheet 24 by the electrostatic attraction of the conveyor belt 54. After shearing the sheet 24 from the conveyor belt 54 in the region of the first roller 56, this attraction is absent, and the similarly charged toner particles tend to repel each other and accumulate on and contaminate surrounding conductive parts. In order to prevent this, the toner on the sheet 24 is unloaded from the transfer belt 54 by shaving the sheet 24 with the aid of the discharge device 84.
- the sheared off from the conveyor belt 54 sheet is guided over the guide plate 82 in the Fixierbautician 80 and fixed there. Between the first roller 56 and the roller contact region 44, no forces are applied to the blade 24, except for gravity. This section is therefore referred to below as the free transport section. In the free transport section, the blade 24 has the ability to form a shaft so as to intercept the impact force F s described.
- FIG. 5 is a snapshot in which the leading edge of a sheet 24 "enters the roll contact area 44, while a rear portion of the sheet 24 "is still being printed in the transfer area 28.
- the sheet 24" is the same sheet as in FIG Fig. 4 , The shock is not transferred to the transfer area 28, but the sheet 24 "remains in the guided transport section on the conveyor belt 54, while forming in the free transport section, a wave.
- the free transport section in which the shaft can form, is significantly larger than the free section in the establishment of Fig. 3 and 4 so that a shallower wave may be formed that is less prone to shearing off the conveyor belt 54 than a more curved shaft.
- Fig. 6 is the length of the guided transport section with L 1 and the length of the free transport section with L 2 designated.
- a certain smallest possible distance between transfer area and fixing device ie a certain value for the sum of L 1 and L 2 is desired.
- a large value for L 1 ie a long guided transport section, has the advantage that the total holding force experienced by the blade 24 "is relatively large, but a large value for L 2 has the advantage that a flatter shaft can be formed,
- an ideally ideal compromise between L 1 and L 2 must be found.
- the length L 1 in Fig. 6 at least 1/3 of the length of the shortest sheet to be printed.
- length is meant the extent of the sheet in the transport direction, which may well correspond to the shorter side in a rectangular sheet, namely, when it is printed in landscape orientation.
- a favorable corrugation can be assisted by suitably selecting the speed V f at which the sheet 24 "is fed by rollers 38, 40 of the fixture 36.
- V f is between 97% and 100% of the peripheral speed V 0 of the conveyor belt 54 ,
- Fig. 7 the transport assembly 78 and the Fixierbautician 80 are shown in a sectional view.
- the use of two separate units has two major advantages. The one concerns the assembly, which is much less expensive in separate units. Because the transport assembly 78 must be very precisely adjusted relative to the photoconductor drum 10 in order to ensure a good transfer printing, while the Fixierbautician 80 does not have to be installed with such accuracy.
- the devices for transport and fixation are combined in a common structural unit, as is the case with the assembly 48 of FIG Fig. 1 If this is the case, the entire assembly must be installed with high precision to ensure a high quality transfer. But right now the fixing device includes heavy components, the total assembly 48 is much heavier and more cumbersome than the transport assembly 78 and therefore also much more difficult to install precisely.
- the second advantage is that the heat radiated from 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 fixing assembly 80 has a housing 86 which stops the heat radiated from the fixing roller 38.
- On the transport assembly 78 side facing the housing 86 has walls 88 and 90, which are formed as hollow chamber profiles and therefore thermally isolate well.
- the hollow chamber profile 88 is vented with a fan (not shown) and has openings 92 through which air is drawn to cool the transport assembly.
- the air flow of the intake air is shown schematically by an arrow 94.
- the air extraction also serves to clean the Transportbautician of accumulated toner particles.
- the transport assembly 78 and the Fixierbautician 80 may be advantageously designed as bays.
- the air drawn into the hollow chamber profile is filtered by means of an ozone filter (not shown) before being discharged into the environment.
- the fan (not shown) in the illustrated embodiment trails after the printer is turned off for about half an hour.
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Abstract
Description
- 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 Zwischenträger, beispielsweise einer Fotoleitertrommel oder einem Fotoleiterband auf einen Aufzeichnungsträger als Umdruck bezeichnet. 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 gleichmäßiger 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 entgegengesetzt 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 Entladungsvorrichtung entladen, damit er sich vom Zwischenträger löst, und zu einer Fixiervorrichtung transportiert.
- Eine Umdruckvorrichtung dieser Art ist aus der
bekannt. Diese Umdruckvorrichtung hat ein Andruckelement zum Andrücken des Aufzeichnungsträgers an den Zwischenträger.WO 98/58297 A1 - Aus der
ist ein Drucker mit zwei gleichartigen Druckwerken bekannt, denen über einen Eingabeabschnitt Aufzeichnungsträger zugeführt werden. Die bedruckten Aufzeichnungsträger 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.WO 98/18052 A1 - Belüftungs banäle für Fixiereinheiben sind bekannt aus der
.JP-57-189169 - Weiterer Stand der Technik ist den Schriften
DE 199 56 505 A1 ,DE 43 24 148 C2 ,US 5 666 622 A ,US 2002/057933 A1 ,DE 40 39 158 A1 , ,JP 2002-268 301 A DE 77 36 767 U1 undDE 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 herkömmlichen 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 Aufzeichnungsträger zwischen zwei Walzen hindurchgeführt, deren Mantelflächen entlang einer Mantellinie eng aneinander anliegen und einen Walzenberührungsbereich oder Transportspalt bilden. Der Walzenberührungsbereich bzw. Transportspalt wird auch in der deutschen Literatur oft mit dem englischen Begriff "Nip" bezeichnet. Von den beiden Walzen ist mindestens eine beheizt, und das Tonerbild wird durch Druck und Wärme auf dem Aufzeichnungsträger fixiert.
- Beim Eintritt des Aufzeichnungsträgers in den Walzenberührungsbereich leisten die Fixierwalzen eine zusätzliche Walkarbeit, wodurch der Aufzeichnungsträger kurzzeitig abgebremst 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 Aufzeichnungsträgers, 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 Aufzeichnungsträger 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 19 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 ebenfalls 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 entnommen werden können. Durch die bauliche Trennung der beiden Baueinheiten kann keine Wärme über gemeinsame Bauteile, beispielsweise Platinen übertragen werden.
- Dabei hat die Fixierbaueinheit eine als Hohlkammerprofil 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 Aufzeichnungsträger auf einem elektrostatisch aufladbaren Transportband aufliegend und durch elektrostatische Kräfte daran anhaftend durch den Umdruckbereich und entlang eines daran anschließenden, geführten Transportabschnittes transportiert und über einen an den geführten Transportabschnitt 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 Transportabschnitt 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 besteht das Transportband im wesentlichen aus Polyvinylidenfluorid (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 L1 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 Veränderungen 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 elektro- grafischen Druckers oder Kopiergerätes mit einer herkömmlichen Einrichtung zum Umdrucken eines Tonerbildes von einem Zwischenträger auf einen Aufzeichnungsträger und Fixieren des umgedruck- ten Tonerbildes auf dem Aufzeichnungsträger,
- Fig. 2
- eine schematische Darstellung eines Aufzeich- nungsträgers beim Eindringen in den Wal- zenberührungsbereich zweier Fixierwalzen,
- Fig. 3
- die Einrichtung zum Umdrucken und Fixieren von
Fig. 1 bei einem Aufzeichnungsträger mit gerin- ger Steifigkeit, - Fig. 4
- die Einrichtung von
Fig. 3 mit einem Aufzeich- nungsträger mit hoher Steifigkeit, - Fig. 5
- eine schematische Darstellung der an der Bilder- zeugung beteiligten Komponenten eines elektro- grafischen Druckers oder Kopiergerätes mit einer Einrichtung zum Umdrucken eines Tonerbildes von einem Zwischenträger auf einen Aufzeichnungsträ- ger und Fixieren des umgedruckten Tonerbildes auf dem Aufzeichnungsträger gemäß einer Weiter- bildung 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 elektrografischen Druckens oder Kopierens kurz erläutert. - In
Fig. 1 ist eine Fotoleitertrommel 10 im Querschnitt dargestellt, deren Umfangsfläche 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 Fotoleitertrommel 10 gelangt der aufgeladene Abschnitt zu einem Zeichengenerator 16 mit einer Lichtquelle 18 (inFig. 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 Tonerbild 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 Transferkorotrons 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 Fotoleitertrommel 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 Fixierwalze 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 hinterer 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 inFig. 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 inFig. 2 durch einen Kraftpfeil dargestellt. - In
Fig. 3 sind der Übersichtlichkeit halber lediglich diejenigen Komponenten der herkömmlichen Anordnung vonFig. 1 gezeigt, die am Umdruck und der Fixierung beteiligt sind. InFig. 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 vorgesehenen Transportweg abweicht. Das Blatt 24' vonFig. 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 Ansaugkraft des Saugtisches 34, die inFig. 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 inFig. 3 , nur dass darin ein Blatt 24" mit einer höheren Steifigkeit transportiert wird. Aufgrund der höheren Steifigkeit des Blattes 24" wird in der Darstellung vonFig. 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 und4 nur mit großem zusätzlichen Aufwand umgehen. Beispielsweise kann der Stoß weitgehend durch eine geeignete Geschwindigkeitssteuerung der Fixierwalzen 38 und 40 abgeschwächt 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 Regeleinrichtung. 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 Anordnung von an der Bilderzeugung beteiligten Komponenten wie inFig. 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 vonFig. 5 entgegen dem Uhrzeigersinn 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 Ausstellwalze 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 Spannungsquelle 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 Darstellung von
Fig. 5 durch einen gestrichelt gezeichneten Rahmen dargestellt ist. - In
Fig. 5 ist eine Fixiervorrichtung 36 gezeigt, die sich von derjenigen vonFig. 1 ,3 und4 nicht wesentlich unterscheidet, 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 Aufzeichnungsträger 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 beibehält, 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 wesentlichen 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 Silikon 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 Transportband 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 umgedruckte 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 Walzenberührungsbereich 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 eindringt, 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 inFig. 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. 6 gegenüber der Einrichtung vonFig. 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 inFig. 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 und4 , 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 L1 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 L1 und L2 angestrebt. Ein großer Wert für L1, d.h. ein langer 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 Abscherkräfte geringer sind. Bei einem angestrebten Wert für L1 + L2 muss also ein möglichst idealer Kompromiss zwischen L1 und L2 gefunden werden. - Allerdings wird durch Vergleich mit
Fig. 3 und4 sofort klar, dass sich mit der herkömmlichen Einrichtung bei einer 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 vonFig. 5 und6 . Denn bei der Einrichtung vonFig. 3 und4 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 Bandentladebereich nicht wesentlich kürzer gewählt werden als inFig. 3 und4 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 und6 ist die Haltekraft des Blattes 24" auf dem Transportband 54 in der nähe des Umdruckbereiches 28 am stärksten, während das Blatt 24' bzw. 24" bei der Einrichtung vonFig. 3 und4 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 L1 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 vonFig. 5 und6 hat sich eine sichere Führung ohne Druckbildverwischung bei Längen von L1 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 Vf, 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 Fixierbaueinheit 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 Fotoleitertrommel 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 vonFig. 1 der Fall ist, muss die gesamte Baueinheit mit hoher Präzision eingebaut werden, um einen Umdruck hoher Qualität zu gewährleisten. Da aber gerade 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 Transportbaueinheit 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.
-
- 10
- Fotoleitertrommel
- 12
- Drehrichtung der Fotoleitertrommel
- 14
- Aufladekorotron
- 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 (30)
- 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, wobei die Fixierbaueinheit (80 zumindest eine Wand (88, 90) hat, die als Hohlkammerprofil (88, 90) ausgebildet ist und die eine Wärmeübertragung von der Fixierbaueinheit (80) auf die Transportbaueinheit (78) behindert. - Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die mindestens eine Wand als Hohlkammerprofil (88, 90) ausgebildet ist.
- Einrichtung nach Anspruch 3, bei der das Hohlkammerprofil (88) Öffnungen (92) hat, durch die zur Kühlung der Transportbaueinheit (78) Luft abgesaugt wird.
- Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen (92) im Hohlkammerprofil (88) derart angeordnet sind, dass Luft aus der Umgebung des Transportbandes (54) in das Hohlkammerprofil (88) eingesaugt wird.
- Einrichtung nach Anspruch 3 oder 4, bei der ein Ozonfilter zum Filtern der in das Hohlkammerprofil (88) eingesaugten Luft vorgesehen ist.
- Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, 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.
- Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Transportband (54) ein Kunststoffband mit einem spezifischen Volumenwiderstand von zwischen 1011 und 1015 Ωcm ist.
- Einrichtung nach Anspruch 7, bei der das Transportband (54) im wesentlichen aus Polyvinylidenfluorid (PVDF) besteht.
- 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 Aufzeichnungsträger (24, 24") frei wölben kann, zur Fixiervorrichtung (36) befördert wird, in der er wieder fest geführt wird.
- Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Länge (L1) des geführten Transportabschnittes mindestens 1/3 der Länge des kürzesten zu bedruckenden Aufzeichnungsträgers beträgt.
- Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Länge (L1) des geführten Transportabschnittes zwischen 100 mm und 210 mm beträgt.
- Einrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, 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.
- Einrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, bei der die Länge (L2) des freien Transportabschnittes zwischen 80 mm und 130 mm beträgt.
- 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.
- 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.
- Einrichtung nach Anspruch 15, bei der die Walze (56) aus Silikon ist.
- Einrichtung nach Anspruch 15 oder 16, bei der die Walze (56) eine Antriebswalze ist.
- Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche
mit einer Entladevorrichtung (84) zum Entladen des auf dem Aufzeichnungsträger (24, 24") befindlichen Toners. - Verfahren zum Umdrucken eines elektrostatisch geladenen 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"),
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 daran 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, wobei die Fixierbaueinheit (80) zumindest eine Wand (88, 90) hat, die als Hohlkammerprofil ausgebildet ist und die eine Wärmeübertragung von der Fixierbaueinheit (80) auf die Transportbaueinheit (78) behindert. - Verfahren nach Anspruch 19, bei dem das Hohlkammerprofil (88) Öffnungen (92) hat, durch die Luft zur Kühlung der Transportbaueinheit (78) gesaugt wird.
- Verfahren nach Anspruch 20, bei dem Luft aus der Umgebung des Transportbandes (54) in das Hohlkammerprofil eingesaugt wird.
- Verfahren nach Anspruch 20 oder 21, bei dem in das Hohlkammerprofil (88) eingesaugte Luft mit einem Ozonfilter gefiltert wird.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 22, bei dem das Transportband (54) im wesentlichen aus Polyvinylidenfluorid (PVDF) besteht.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 23, 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.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 24, bei dem die Länge (L1) des geführten Transportabschnittes mindestens 1/3 der Länge des kürzesten zu bedruckenden Aufzeichnungsträgers beträgt.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 25, bei dem die Länge (L1) des geführten Transportabschnittes zwischen 100 mm und 210 mm beträgt.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 26, bei dem 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.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 27, bei dem die Länge (L2) des freien Transportabschnittes zwischen 80 mm und 130 mm beträgt.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 28, bei dem 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.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 29, bei dem auf dem Aufzeichnungsträger (24, 24") befindlicher Toner mit Hilfe einer Entladevorrichtung (84) entladen wird.
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