EP1828850B1 - Verfahren, vorrichtung und computerprogramm zum erzeugen eines entwicklergemisches in einer elektrografischen entwicklerstation - Google Patents

Verfahren, vorrichtung und computerprogramm zum erzeugen eines entwicklergemisches in einer elektrografischen entwicklerstation Download PDF

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EP1828850B1
EP1828850B1 EP05811331A EP05811331A EP1828850B1 EP 1828850 B1 EP1828850 B1 EP 1828850B1 EP 05811331 A EP05811331 A EP 05811331A EP 05811331 A EP05811331 A EP 05811331A EP 1828850 B1 EP1828850 B1 EP 1828850B1
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EP
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developer
toner
developer station
station
mixture
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Bernd Hausmann
Thomas Schwarz-Kock
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Canon Production Printing Germany GmbH and Co KG
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Oce Printing Systems GmbH and Co KG
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Definitions

  • the invention relates to a method and apparatus for generating a developer mixture in a developer station for an electrographic printer or copier.
  • Such devices operate according to the electrographic principle, in which image information is transmitted by e.g. electrical, magnetic and / or optical signals are generated as electrical charge or magnetic fields on an intermediate carrier point by point and the intermediate carrier is dot-wise inked with toner.
  • the coloring is accomplished in particular with a two-component developer mixture and can proceed by means of a magnetic brush produced with magnets or according to the so-called toner jump principle.
  • the developer mixture contains charged and / or magnetized particles, so-called carrier particles, and toner.
  • the toner image is then on a recording medium, especially on paper, reprintable.
  • a working according to the electrophotographic principle printing device in which the image information is generated by means of light on a photoconductive layer is from the DE-C1-19540138 known. From the WO-A1-98 / 27472 For example, a developer station operating on the toner jump method is known.
  • magnetizable, especially ferromagnetic carrier particles and toner are simultaneously introduced into the developer station. This achieves a process parallelization of the two filling processes.
  • a significant time optimization is achieved. If a device has multiple developer stations, a further optimization of the time sequences and thus a reduction of the printer downtime, ie the times in which no printing operation is possible, can be achieved, that the filling of the various developer stations at least partially takes place in parallel or simultane- ously ,
  • the developer stations each have their own device for monitoring the aging state of the mixture, for example a counter for the number of pages printed with the mixture, but that an exchange of several developer mixtures takes place simultaneously for all these mixtures, as soon as first mixture has reached its life limit, for example, by reaching a predetermined upper counter limit of the page counter.
  • the simultaneous replacement of a further developer mixture can be made dependent on whether its age state has reached a certain minimum degree of substitution, for example if its page counter has reached a so-called lower replacement threshold, which is below said upper counter limit value.
  • three phases for generating a developer mixture are: Carrier filling, toner-toning (i.e., toner filling), and mixing (mixing).
  • the individual processes are filled with carriers and run on toner at the same time.
  • the two processes can be coordinated so that first the carrier is filled and switches on the Auftoner mixes after a defined time. The time is reasonable for some carrier to be in the developer station before the first toner is added. Both In particular, processes end at the same time. The mixing takes place in particular simultaneously with the other two processes.
  • the parallel processes of conveying the carrier and toner fulfill the function of the mixing phase.
  • the overall process of the mixture preparation is subdivided in particular into phases and predetermined parameters, in particular quantitative values of the filled-in materials, are recorded during the process.
  • predetermined parameters in particular quantitative values of the filled-in materials
  • a continuation takes place at a predetermined process step, in particular using the last detected amount of carrier particles and / or toner.
  • the process structure can be done in particular by so-called anchor points.
  • the anchor points serve as reentry points at predetermined process steps in the event that the mixture change sequence is interrupted.
  • the entire procedure does not have to be run through again from the beginning, but can be continued at the appropriate place in a time-saving manner.
  • not a possibly newly filled Carrier must be drained and discarded just to the process again (with a new carrier) to start over again (which incurs additional costs).
  • This form of process structure is particularly advantageous when the process is computer controlled.
  • the “anchor points” lead to even greater time savings in the event of a fault. It also prevents developer station errors from occurring (eg over-toning, aging too long, mixture too low). In addition, in the event of a fault, the already filled in carrier and toner need not be removed again and thrown away.
  • the above-mentioned toner denoising counter is active during the toner toning phase and counts the number of toner conveying cycles performed. If the process is interrupted during this phase, it will be resumed at this point later ("anchor point"). The process continuation at the anchor point is possible because the number of already completed conveyor cycles are counted, and thus the already promoted in the developer station or the carrier amount toner is known. Thus, for example, a Kochtonern the developer station is prevented.
  • a corresponding counter for counting mixing cycles can also be set up for the mixing phase.
  • the carrier ages in the course of its lifetime, and this factor is processed by the printer, it is advantageous to know the length of the mixing phase and not stretch unnecessarily long.
  • developer-mix-related status and / or counter data in particular a full / empty status for the developer station, becomes a state of the phaser, which is the indicating the actual phase of the mixture change or the mixture production and / or the quantity and / or time values recorded during generation of the mixture, stored on a non-volatile, electrical memory of the developer station.
  • the current status of the developer station - z. B. empty or partially empty - is stored on a non-volatile memory on the developer station itself.
  • the counters described above are also noted on the non-volatile memory.
  • a microprocessor can be provided on the developer station, which processes these data. Due to the data stored on it, a developer station can be used at any time, even after a canceled mixture change in another printer or at another time, without running the risk to get into an erroneous state, for example by Kochertontation.
  • FIG. 1 schematically an electrophotographic printing device for single or multi-color, one or two-sided printing of tape-shaped recording media 10 of different bandwidth is shown. It contains as an intermediate carrier an electric motor driven photoconductor drum 11. To the intermediate carrier 11 group the various units for the electrophotographic process.
  • a charging device 12 in the form of a charging corotron for charging the intermediate carrier 11; a character generator 13 having a light-emitting diode comb for character-dependent exposure of the intermediate carrier 11, which extends over the entire usable width of the intermediate carrier 11; a developer station 14 for coloring the character-dependent charge image on the intermediate carrier 11 by means of a one- or two-component developer mixture; a transfer station 15 which extends across the width of the intermediate carrier 11 and with which the toner images are transferred to the recording medium 10.
  • a cleaning station 16 is provided with a cleaning brush integrated therein with associated suction device and an unloading device 17.
  • the intermediate carrier 11 is driven by an electric motor and moved in the direction of arrow in printing operation.
  • the printing device includes a transfer station 15 downstream in the transport direction of the recording medium fuser 18, which is designed as Thermobuchfixierstation, and a fixing station downstream feeder 21 with guide rollers for feeding the recording medium 10 to an internal stacking device 22 or to an outside of the printing device arranged external stacking or other Nach kausraum.
  • the tape-shaped recording medium 10 is e.g. as prefolded, provided with Randperforationen continuous paper and is supplied starting from an internal storage area 23 via feed rollers 24 of a swing-off paper diverter the transfer station 15. However, it is also possible to supply a recording medium without edge perforations via a roll feed.
  • the transport of the recording medium 10 preferably takes place via a transport device 25 assigned to the transfer printing station 15 in the form of transport belts provided with pins, which engage in the peripheral perforations of the recording medium 10 via drive shafts. Furthermore, in the housing portion of the printing device, in a receiving area for the internal storage stack 23, a turning device 28 is arranged over the printed on the back of the already printed on the front side recording medium and again the transfer station 15 is supplied. The turning device 28 is connected to the fixing station 18 via a return channel 29 in connection.
  • the aggregates are combined into interchangeable modules in the illustrated printing device, or designed as exchangeable modules.
  • the developer station 14 Separately exchangeable in the electrophotographic printing module 26 is the developer station 14. It is mounted for this purpose on rails 27 and can thus be pushed and replaced perpendicular to the plane of the printing device. Their basic structure is from the WO-A1-98 / 27472 known, which is incorporated herein by reference.
  • an identification device 30 is arranged in the form of a printed circuit board whose function will be explained later.
  • the developer station contains an automatically controlled mixing excavator, with which the toner-developer mixture can be mixed.
  • the printing device is controlled via a printer control, not shown.
  • the operation of the printing device via a control panel display 31 in the form of a touch-screen screen.
  • the identification device 30 mounted on the developer station 14 may consist of a plurality of electronic modules arranged on a printed circuit board which are interconnected via control lines to a microprocessor control and as shown in FIG EP-B1-1 016 935 ( Fig. 2 ) are described in more detail.
  • the variable data about the state or the properties of the developer station are stored in a non-volatile semiconductor memory, in particular in a transponder memory.
  • the developer station 14 In the developer station 14 are arranged a plurality of inductively and analogously operating toner concentration sensors and one or more temperature sensors.
  • the toner concentration sensors inductively determine the ratio of the carrier particles consisting of iron to the toner particles of the developer mixture, taking into account the ambient temperature and the sheet counter reading and possibly taking into account other influencing variables.
  • the need for fresh toner is determined and notified the device control.
  • This actuates the corresponding Frischtonerzu slaughter the device.
  • a corresponding software program is started via the control panel 31, which computer-controlled the process. As soon as the process of the mixture discharge is started, the developer station must be completely drained off, since otherwise the necessary filling degree (with mixture / carrier) is no longer guaranteed. This status is stored with "not full" (or draining) in the semiconductor memory mounted on the developer station 14.
  • FIG. 2 four sub-processes of a mixture change process and their relationships are shown, namely P1 "discharge mixture”, P2 “Carrier fill”, P3 “Germantonern” and P4 "mixing". In addition, the respective process time is indicated.
  • the higher-level process control (software) is set up such that the entire process can be aborted when process P1 is completed, ie P2 does not necessarily follow P1.
  • the Prozes P3 (toning) is automatically started after a predetermined time (57 sec), after the process P2 (fill in Carrier) has been started. Since the process of "filling in carriers” usually takes 4 minutes and the process of "toning" takes 3 minutes and 3 seconds, the two processes are usually completed at the same time.
  • the toning is done in this embodiment in 37 substeps, each step is stored in a counter on the developer station, so that in case of a termination or an error during toner toning later still needed residual amount of toner can be determined and filled.
  • the mixing process P4 can be started, wherein this start and / or the duration of the mixing process P4 can be initiated manually or after measurement of the mixture properties, if necessary, automatically or station or device individually also fixed can be set.
  • the middle column has a bright background and describes process steps that are carried out in-house in the developer station and / or in the device control of the printing device.
  • the column to the left of the middle column has a lightly shaded background and, in particular, represents interface method steps supported by the control panel of the printing apparatus, which in particular includes a display device (screen), input devices (touch screen switches) and control panel software.
  • the column to the right of the middle column mainly represents steps for device-internal error and warning messages as well as activation steps for one or more LEDs located on the developer station.
  • FIGs 3 and 4 is the software-controlled process P1 "release mixture" in detail, which is supported by a corresponding software program.
  • printer-side settings or states that are made via actuators or detected by sensors, taken into account, eg vacuum and blower conditions, service flap settings, door positions, roller tensions, etc.
  • the process has five anchor points A1, A2, A3, A4 and A5, where the process can be resumed if it was aborted at a point past the anchor point and subsequent anchor point.
  • the device control software and the control panel software have appropriate means to assist with the return to anchor points.
  • Column 35 shows the control panel steps
  • column 36 represents the developer station specific process steps
  • column 36 shows the warning messages and light emitting diode (LED) controls.
  • LED light emitting diode
  • the catchbox is a container in which spent developer particles and / or toner are filled.
  • Light emitting diodes attached to the developer station and / or displayed on a control panel indicate specific operating states of the TJE through corresponding color indicators.
  • a service flap represents a switch for switching on the negative pressure in the evacuation hose of the developer station, provided that the blower at the developer station is switched on.
  • the developer station is in particular a so-called toner jump developer station (TJE) with a jump roller (JW).
  • the Submit Developer sub-process has three anchor points A7 when selecting the station, A8 for failure checking, if the carrier bottle is empty, and A9 when removing the developer bottle.
  • the "toning" sub-process has the two anchor points A10 at start and A11 at the continuation of the process with corresponding counter value.
  • the "Mixing" phase has an anchor point A12 on the continuation of the process with a corresponding counter value.
  • the mixture change in a conventional high-performance printing systems is a relatively lengthy affair and presents, typically about 30 minutes. per developer station a significant downtime in the printing operation. This is particularly serious if the printing device, such as. the Océ Variostream 9000 printing system developed by the applicant has several (up to 14) developer stations.
  • the entire mixture change process must be repeated from the beginning. For this purpose, it is also necessary to drain a possibly already filled in carrier again. The drained carrier must also be thrown away mostly, although it is unused.
  • a mixture change is a so-called special function.
  • Special functions are functions outside of "normal" printing operation.
  • the state of the developer station is stored on a non-volatile memory on the developer station itself. If the mixture change is interrupted (intentionally or unintentionally, it can be replaced in the appropriate place and the process is terminated, even if the developer station is inserted in another printer and / or the station is used at a later time). Carrier that has already been filled in does not have to be emptied again because the process does not have to start all over again, for the same reason the mixture change is shortened in the event of a fault.
  • the possible states of the developer station stored on the non-volatile memory of the developer station are: 1 corresponds to empty The mixture is drained, the developer station is empty. 2 corresponds to not full Both the carrier and the toner are in the developer station, but they are not considered a developer until mixed. 3 corresponds to full with carrier There is Carrier in the developer station 4 corresponds to full With Developer Carrier and toner are in the developer station and the mixing process is complete. Thus, Developer is in the developer station. 5 corresponds to draining The developer station is currently being drained, or has been interrupted during draining. 6 corresponds to filling carrierIm Moment Carrier is filled in the developer station, or has been interrupted during the filling of carrier.
  • the listed states of the developer stations are not only important for the mixture change. They are always important when a station is inserted in a printer or the printer is switched on. In these cases, the deployed developer stations are queried for the printer to determine if it is in a printable state or not. Accordingly, the printer responds and releases the pressure, or "forces" the operator to terminate a possibly interrupted process (mixture change).
  • Anchor points are points in the mixture change that are to be regarded as reentry points. Ie. an interrupted mixture change does not have to be repeated completely from the beginning, but only "falls" back to the last anchor point and ends the procedure from there.
  • the anchor points are located at meaningful and technically feasible points in the process and thus shorten the process time of the mixture change in the event of a fault, or in case of interruptions.
  • Particularly important anchor points are the counters shown in section 4.2, which ensure that, for example the exact amount of toner required is conveyed to the developer station.
  • the two processes are coordinated. Since it is necessary for some of the carrier to be already in the developer station before toner is added, toning starts a little later than filling the carrier. In addition, the two processes are changed so that they end at about the same time in order to obtain a maximum of temporal optimization.
  • the mixture in the developer station is drained off. This step can not be shortened, compared to the existing mixture change, since it must be ensured that all the material in the developer station is sucked off (with the exception of a few hundred grams which can not be removed).
  • the developer station gets draining. This means that the suction process has started and that the original amount of mixture in the developer station is no longer present. There is no statement as to how much mixture is still in the developer station or was discharged. If the process is interrupted or stopped, it is impossible to print with this station as draining does not allow it. Even if the developer station is inserted into another printer of the same type, the state is recognized because the information is stored on the developer station.
  • the station receives the status "empty". With this state, the process "carrier The process may also be terminated because the developer station has been emptied for transport, for example.
  • carrier is filled into the empty developer station.
  • the developer slips through a hose into the developer station, driven solely by gravity.
  • the developer station receives the status "filling carrier”.
  • a query is made as to whether the entire carrier has slipped out of the bottle into the developer station. If the query is confirmed, the developer station receives the state "full with carrier", if it is no, the filling process is repeated. Normally, however, the time should be sufficient to fill the entire carrier. Actually The time required for the carrier to flow from the bottle to the developer station is about two minutes. The process time itself is therefore reduced from five to four minutes.
  • a query is made whether the entire carrier has flowed into the developer station, d. H. if the carrier bottle is empty. Accordingly, the filling process is completed or repeated.
  • Process time new 3:03 min
  • the sub-step is carried out parallel to the "Carrier filling".
  • the time to be estimated in the overall process for this process step is: new 0:00 min old 4:51 min
  • Delivery cycle 37 delivery cycles must be carried out with the following sample New 3 sec. promote / 2 sec. Break old 3 sec. promote / 5 sec. Break
  • the carrier must be supplied with enough toner to contain 6.4% toner. 37 delivery cycles are necessary for this. The conveyor cycles are counted and stored continuously on the developer station.
  • the "Toning" sub-step is carried out parallel to the "Carrier filling", which has not been the case so far. It is important that already some carriers in the developer station is before the toner is conveyed, since then mix both elements better. Therefore toning starts a little later (57 sec.) Than filling the carrier. The time of 57 sec. It is also useful between the beginning of the two phases - “filling in carrier” and “toning” - as both phases end at the same time.
  • the carrier and the toner are mixed. Due to the frictional resistance occurring, the two substances are charged, d. H. activated. In addition, the two substances mix.
  • the charging of the toner and carrier is important because it can only be printed with a sufficiently activated mixture.
  • FIG. 7 a printing device is shown with a plurality of developer stations, which are optionally provided for printing with different colors and / or for a double-sided printing on a recording medium. It is in particular with features of WO-A1-98 / 39691 and the WO-A1-98 / 27466 fitted, the contents of which are hereby incorporated by reference into the present description. With the present invention, it is then possible in particular to exchange the developer mixtures of several developer stations in parallel or completely or at least partially simultaneously.
  • a feed module M1 contains the elements for feeding a continuous paper, for example drawn from a stacker, to the printing module M2.
  • the printing module M2 contains the actually electrophotographic printing units which print the recording medium, which is then fixed in the fixing module M3 and cut or stacked in the post-processing module M4.
  • the printing module M2 contains the necessary for the printing of a tape-shaped recording medium 10 with toner images aggregates, which are arranged on both sides of a transport channel 11 for the recording medium 10.
  • These units consist essentially of two differently configurable electrophotography modules E1 and E2 with associated transfer modules T1 and T2.
  • the modules E1 and T1 are assigned to the front side of the recording medium 10 and the modules E2 and T2 to the back.
  • the identical constructed electrophotography modules E1 and E2 comprise a seamless photoconductor belt 13a guided via deflecting rollers 12a and driven by electromotives in the direction of the arrow, for example an organic photoconductor (OPC).
  • OPC organic photoconductor
  • the photoconductor moving in the direction of the arrow is first charged to a voltage of about -600 V with the aid of a charging device 14a and then discharged to about -50 volts depending on the character with the aid of a character generator 15a comprising a light-emitting diode comb (LED comb).
  • the photogenerated charge latent image thus formed is then toned with the aid of developer stations 16/1 to 16/5, and then the image is loosened by means of the intermediate exposure means 17a and carried on a transfer belt 19a of the transfer ribbon module T1 in a transfer area 18a Help a transmission corona device 20 a transfer.
  • the entire photoconductor belt is discharged over the entire width and cleaned by a cleaning device 22a with cleaning brush of adhering toner dust.
  • a subsequent intermediate exposure device 23a ensures a corresponding charge-conditioning of the photoconductor belt 13a, which is then uniformly charged, as already described, with the aid of the charging device 14a.
  • the developer stations are 16/1 to 16/5 switchable. They each contain the toner associated with a single color separation.
  • developer station 16/1 contains black toner, developer station 16/2 yellow toner, developer station 16/3 magenta toner, developer station 16/4 cyan toner, and blue developer station 16/5, for example Toner or toner of a special color.
  • developer stations both one-component and two-component toner developer stations can be used.
  • the transfer module T1 contains the transfer belt 19a, which consists of polyimide or a similar substance, and is guided around a plurality of deflection devices and driven by a motor.
  • the transfer belt 19a is formed like the photoconductor belt 13a endlessly and without seam.
  • the transfer belt 19a in the transfer module T1 functions as a collector for the individual toner images associated with the color separations, which are transferred to the transfer belt 19a via the transfer device 18a, 20a.
  • the individual toner images are arranged one above the other so that an overall toner image corresponding to the color image is formed.
  • the transfer module T1 contains a switchable transfer station 24a. This can, according to the representation of Fig. 1 , Several, mechanically displaceable transfer rolls 28a included with associated Umdruckkorona responded 29a.
  • transfer rolls 28a and transfer corona 29a are shifted upward in the direction of the arrow, so that the transfer ribbon 19a is spaced from the record carrier 10a.
  • the individual toner images are taken over in this state by the electrophotography module E1 and superimposed on the transfer belt 19a.
  • the cleaning station 26a is deactivated by pivoting.
  • the recording medium 10 is at rest in this operating state in the region of the transfer printing station 24a.
  • the electrophotography module E2 and the rear-side transfer module T2 of the recording medium 10 are constructed according to the modules E1 and T1. Again, a Sammelfarbtonersent for the back is generated on the transfer belt T2, wherein in the operating state "collecting" here, the corresponding transfer station 24a is pivoted.
  • the transfer belts 19a of the transfer modules T1 and T2 are simultaneously brought into contact with the record carrier 10 in the area of their transfer stations 24a, thereby moving the record carrier 10.
  • the cleaning stations 26a of the transfer modules T1 and T2 are swiveled in and activated.
  • adhering toner image residues on the transfer belts 19a are removed via the cleaning stations 26a.
  • This is followed again by a collecting cycle for the generation of new toner images, in which the transfer belts 19a are swung off and the recording medium 10 is at a standstill.
  • the transfer of toner images from the transfer modules T1 and T2 on the recording medium 10 thus takes place in the start-stop operation of the recording medium.
  • the recording medium 10 is moved in the feed module M1 from a stacking device 31a via a loop puller 30a to the printing module M2 and there in the paper transport channel 11a by means of motor-driven transport rollers 38a.
  • loading or corona devices 39a for paper conditioning may be arranged so that the paper carrier web 10, which is made of paper, can be charged, e.g. is set evenly.
  • the fixing module M3 includes an upper and lower row of infrared radiators 32a between which the paper transport channel for the record carrier 10 extends. Since there is a loose toner image both on the front side and on the rear side of the recording medium, the recording medium 10 is guided freely in the region of the infrared steels 32a via a deflecting roller 33a arranged on the output side. The fixation takes place via the heat of the infrared radiator 32a.
  • cooling of the recording medium 10 and smoothing take place, for example, via corresponding decurler devices.
  • fan-driven air chambers can serve as cooling elements 34a.
  • a corresponding post-processing of the recording medium 10 takes place in the context of the post-processing module M4, which is e.g. may include a cutting device 36a with stacking device 37a.
  • a microprocessor-controlled control device ST coupled to the device controller GS of the printer is provided, which is in communication with the components to be controlled and regulated of feed module M1, print module M2 and fixation module M3 or post-processing module M4. Within the modules it is coupled to the individual aggregates, e.g. with the electrophotography modules E1 and E2 and the transfer modules T1 and T2.
  • a control panel B Connected to the device control GS or the control ST, which may be part of the device control, is a control panel B, via which the various operating states can be entered.
  • the control panel may include a touch-screen display or a personal computer with a paired keyboard.
  • the invention is particularly suitable for being executed fully or partially automatically by means of a computer program (software). It can thus also be distributed as a computer program module, as a file on a data medium such as a floppy disk or CD-ROM or as a file via a data or communication network. Such and comparable computer program products or computer program elements are also embodiments of the invention.
  • the process according to the invention can be used in a computer, in a printing device or in a printing system. It is clear that corresponding computer to which the invention is applied, further, known per se technical devices such as input means (keyboard, mouse, touch screen), a microprocessor, a data or control bus, a display device (monitor, display) and can contain a memory, a hard disk space and a network card.

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Abstract

In einem Verfahren zum Erzeugen eines Entwicklergemisches in einer Entwicklerstation (14, 16/1…16/5) eines elektrografischen Druckgeräts werden gleichzeitig ferromagnetiche Trägerteilchen und Toner in die Entwicklerstation (14, 16/1…16/5) eingefüllt. In Falle eines Fehlers wird an einem vorbestimmten Prozess-Schritt das Einfüllen unter Verwendung der zuletzt erfassten Menge von Trägerteilchen und/oder Toner fortgesetzt.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erzeugen eines Entwicklergemisches in einer Entwicklerstation für ein elektrografisches Druck- oder Kopiergerät. Derartige Geräte arbeiten nach dem elektrografischen Prinzip, bei dem Bildinformationen durch z.B. elektrische, magnetische und/oder optische Signale als elektrische Ladung bzw. magnetische Felder auf einem Zwischenträger punktweise erzeugt werden und der Zwischenträger punktweise mit Toner eingefärbt wird. Die Einfärbung wird dabei insbesondere mit einem ZweiKomponenten-Entwicklergemisch bewerkstelligt und kann mittels einer mit Magneten erzeugten Magnetbürste vonstatten gehen oder nach dem sogenannten Toner-Jump-Prinzip. Das Entwicklergemisch enthält dabei geladene und/oder magnetisierte Teilchen, sog. Trägerteilchen, und Toner. Das Tonerbild ist dann auf einen Aufzeichnungsträger, inbesondere auf Papier, umdruckbar.
  • Ein nach dem elektrofotografischen Prinzip arbeitendes Druckgerät, bei dem die Bildinformation mittels Licht auf einer fotoleitenden Schicht erzeugt wird, ist aus der DE-C1-19540138 bekannt. Aus der WO-A1-98/27472 ist eine nach dem Toner-Jump-Verfahren arbeitende Entwicklerstation bekannt.
  • Aus der US-A-4,511,639 ist ein Verfahren zum Regenerieren eines Entwicklergemisches in einem elektrofotografischen Drucksystem bekannt. Obwohl mit derartigen Verfahren die Lebensdauer des Entwicklergemisches erhöht werden kann, ist es von Zeit zu Zeit nötig, das Gemisch völlig zu erneuern, um eine - hohe Qualität der gedruckten Bilder zu gewährleisten.
  • Aus der EP-B1-1 016 935 ist ein Drucksystem bekannt, bei dem Aggregate wie z.B. eine Entwicklerstation einen elektrischen Speicher zum Ablegen von Betriebswerten aufweisen.
  • Aus der WO-A2-02/067060 ist ein Verfahren zum kontinuierlichen Austausch von Trägerteilchen in einer Entwicklerstation bekannt.
  • Aus der WO-A1-98/39691 ist ein elektrofotgrafisches Druckgerät bekannt, das mehrere Entwicklerstationen aufweist. Die WO-A1-98/27466 zeigt eine entsprechende Einrichtung.
  • Aus der US-A-5,592,270 ist ein Verfahren zum Befüllen einer elektrofotografischen Entwicklerstation mit Trägerteilchen und Toner bekannt, wobei die Zuflüsse von Toner und Trägerteilchen jeweils separat steuerbar sind.
  • Aus der EP-B1-1 016 935 ist ein Druckgerät bekannt, bei dem verschiedene Aggregate mit einem elektronischen Speicherelement versehen sind, in dem aggregatespezifische Werte dauerhaft abgespeichert werden können.
  • Die vorstehend genannten Veröffentlichungen werden hiermit durch Bezugnahme in die vorliegende Beschreibung aufgenommen.
  • In großen elektrografischen Druckgeräten mit hohen Druckleistungen von einigen zig Seiten DIN A 4 pro Minute bis zu über 1000 Seiten DIN A4 pro Minute sind relativ große Mengen von Entwicklergemischen bereitzustellen. Diese Bereitstellung ist bei derartigen Geräten relativ zeitaufwändig, wenn der Toner und die ferromagnetischen Trägerteilchen erst in der Entwicklerstation vermengt werden und zusätzlich aktiviert werden müssen, d.h. über einen bestimmten Mindestzeitraum kontinuierlich miteinander durchmischt werden müssen um ein triboelektrisches Potential in dem Entwicklergemisch aufzubauen. Der Zeitaufwand ist insbesondere deshalb nachteilig, weil während dieser Zeit die Druckmaschine außer Betrieb ist.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, entwicklergemischbezogene Prozesse für elektrografische Geräte zu verbessern.
  • Diese Aufgabe wird durch die in den unabhängigen Ansprüchen angegebene Erfindung gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung werden zum Erzeugen eines Entwicklergemisches in einer Entwicklerstation eines elektrografischen Druckgeräts gleichzeitig magnetisierbare, insbes. ferromagnetische Trägerteilchen und Toner in die Entwicklerstation eingefüllt. Hiermit wird eine Prozessparallelisierung der beiden Einfüllprozesse erreicht.
  • Durch Parallelisieren einzelner Phasen des Gesamtprozesses "Gemischwechsel" wird eine deutliche Zeitoptimierung erreicht. Wenn ein Gerät mehrere Entwicklerstationen aufweist, kann eine weitere Optimierung der zeitlichen Abläufe und damit eine Reduzierung der Druckerstillstandszeiten, d.h. der Zeiten, in denen kein Druckbetrieb möglich ist, dadurch erreicht werden, dass die Befüllung der verschiedenen Entwicklerstationen zumindest teilweise zeitlich parallel bzw. gleichzeiig erfolgt. Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, dass die Entwicklerstationen zwar jeweils eine eigene Einrichtung zum Überwachen des Alterungszustands des Gemisches aufweist, z.B. einen Zähler für die Anzahl der mit dem Gemisch gedruckten Seiten, dass aber ein Austausch mehrerer Entwicklergemische gleichzeitig für alle diese Gemische erfolgt, sobald ein erstes Gemisch seine Lebensdauergrenze erreicht hat, beispielsweise durch Erreichen eines vorgegebenen oberen Zählergrenzwerts des Seitenzählers. In einer weiter verfeinerten Ausführungsform kann das gleichzeitige Auswechseln eines weiteren Entwicklergemische davon abhängig gemacht werden, ob dessen Alterszustand einen bestimmten Mindest-Auswechselgrad erreicht hat, beispielsweise wenn dessen Seitenzähler einen sog. unteren Auswechselgrenzwert erreicht hat, der unterhalb des genannten oberen Zählergrenzwerts liegt.
  • Drei Phasen zum Erzeugen eines Entwicklergemisches sind insbesondere: Trägerteilchen (engl. Carrier) einfüllen, Auftonern (d. h. Toner einfüllen) und Durchmischen (Mixing).
  • Diese Phasen können folgendermaßen beschrieben werden:
    • Carrier einfüllen: In dieser Phase wird das Trägermaterial - Carrier - in die Entwicklerstation gefüllt.
    • Auftonern: Der eingefüllte Carrier besitzt keinen Toner. Um drucken zu können muss eine gewisse Tonerkonzentration vorhanden sein. Um dies zu erreichen wird ein neu eingefülltes Gemisch aufgetonert. Dabei werden eine festgelegte Anzahl von Förderzyklen durchgeführt, die die nötige Tonermenge zum Carrier transportieren.
    • Durchmischen (Mixing): Der Carrier und der Toner müssen durchmischt werden, um eine gleichmäßige Verteilung zu erhalten und sich elektrisch aufzuladen. Diese Aufladung des Carriers und speziell des Toners ist notwendig um den Druckprozess überhaupt durchführen zu können.
  • Zur Lösung des Problems werden die Einzelprozesse Carrier einfüllen und Auftonern zeitgleich ausgeführt. Insbesondere können die beiden Prozesse so aufeinander abgestimmt werden, dass zuerst der Carrier eingefüllt wird und nach einer definierten Zeit der Auftonerprozess zuschaltet. Die Zeit ist sinnvoll, damit sich bereits etwas Carrier in der Entwicklerstation befindet ehe der erste Toner hinzugegeben wird. Beide Prozesse enden insbesondere gleichzeitig. Das Durchmischen findet insbesondere ebenfalls gleichzeitig mit den beiden anderen Prozessen statt. Die parallel durchgeführten Vorgänge des Einförderns von Carrier und Toner erfüllen dabei gleichzeitig die Funktion der Mixingphase. Weiterhin besteht die Möglichkeit bei Bedarf eine Mixingphase von beliebiger Zeit durch Parameteränderung zusätzlich durchzuführen. Die Möglichkeit ist insbesondere deshalb vorteilhaft, weil es bei bestimmten Tonern oder Carriern einer längeren Aktivierung bedürfen kann.
  • Durch die Parallelisierung werden die einzelnen Phasen einer Gemischaufbereitung, die bisher streng nacheinander ausgeführt wurden, zeitlich ineinander geschoben was zu einer deutlichen Zeitoptimierung führt. Die geringere Prozesszeit führt zu einem angenehmeren Umgang mit dem Drucker und zu weniger Wartezeit während des Gemischwechsels. Darüber hinaus altert das Gemisch weniger, da es kürzer beansprucht wird.
  • Mit der Erfindung werden erstmals Prozesse parallelisiert, die in bisher bekannten Verfahrern nacheinander ausgeführt wurden. Es wird mit einer gewissen Verzögerung, die notwendig ist, Carrier und Toner gleichzeitig eingefüllt. Dadurch lassen sich die Prozesse ineinander schieben und sich die Gesamtprozesszeit deutlich reduzieren.
  • Auch die Mixingphase zum Durchmischen und Aktivieren des Gemisches wird parallel dazu durchgeführt, wobei die gemeinsame Befüllung der Entwicklerstation ausreicht, um das entstehende Gemisch zu aktivieren. Aktivieren bedeutet, dass sich Toner und Carrier durch die Reibung beim Durchmischen entgegengesetzt aufladen. Sollte es Gemische geben, die andere Eigenschaften haben und eine längere Mixingphase erfordern, kann eine gesonderte Mixingphase im Prozess vorgesehen werden, die bei Bedarf über Parameteränderung freigeschalten werden kann. Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung, der in Kombination oder auch unabhängig vom ersten Aspekt ausgeführt werden kann, umfasst ein Verfahren zum computerunterstützten Wechseln eines Entwicklergemisches in einer Entwicklerstation eines elektrografischen Druckgeräts:
    1. (a) eine erste Phase, in der ein verbrauchtes Entwicklergemisch aus der Entwicklerstation abgelassen wird und
    2. (b) eine zweite Phase, in der ein neues Entwicklergemisch erzeugt wird indem neue Trägerteilchen und Toner in die Entwicklerstation prozessschrittweise oder kontinuierlich eingefüllt und miteinander durchmischt werden, wobei die Menge der zugeführten Trägerteilchen und/oder des zugeführten Toners regelmäßig, insbesondere prozesschrittweise automatisch erfasst werden.
  • Der Gesamtprozess der Gemischerstellung wird dabei insbesondere in Phasen gegliedert und vorgegebene Parameter, insbesondere Mengenwerte der eingefüllten Materialien, während des Prozesses erfasst. Dadurch ist es möglich, im Falle eines Abbruchs des Prozesses während einer Phase, insbesondere in einem Fehlerfalle, den Prozess in dieser Phase kontrolliert fortzusetzen. Dadurch können teilweise erstellte Gemische kontrolliert fertiggestellt werden und brauchen nicht entsorgt zu werden.
  • Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung, der alleine oder auch zusammen mit den zuvor genannten Aspekten betrachtet werden kann, erfolgt in einem Verfahren zum Wechseln eines Entwicklergemisches in einer elektrografischen Entwicklerstation im Falle eines Fehlers oder eines Abbruchs des Verfahrens eine Fortsetzung an einem vorbestimmten Prozessschritt, insbesondere unter Verwendung der zuletzt erfassten Menge von Trägerteilchen und/oder Toner.
  • Die Prozessgliederung kann dabei insbesondere durch sogenannte Ankerpunkte erfolgen. Die Ankerpunkte dienen als Wiedereinstiegspunkte an vorbestimmten Prozessschritten für den Fall, dass der Gemischwechselablauf unterbrochen wird. Somit muss nicht die gesamte Prozedur erneut von vorne durchlaufen werden, sondern kann zeitsparend an entsprechender Stelle fortgesetzt werden. Außerdem muss auf diese Weise nicht ein evtl. gerade neu eingefüllter Carrier wieder abgelassen und verworfen werden nur um den Prozess erneut (mit einem neuen Carrier) von vorne beginnen zu können (was zusätzliche Kosten verursacht). Diese Form der Prozessgliederung ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn der Prozess computergesteuert ist.
  • Tritt ein Fehler auf, muss der Prozess nicht komplett wiederholt werden, sondern wird an einem Ankerpunkt fortgesetzt. Die Ankerpunkte sind an sinnvollen und technisch machbaren Punkten im Prozess eingefügt. Um an manchen, sehr wichtigen Stellen im Gemischwechselprozess wieder fortsetzen zu können, ist es notwendig neue Zähler einzuführen, um z. B. einer Übertonerung der Entwicklerstation zu entgehen. Diese Zähler sind:
    1. 1. Zähler zum Zählen von Förderzyklen eines Tonertransportmittels während der Auftonerphase. Damit wird bestimmt, wie viel Toner bereits zum neuen Carrier gegeben wurde. Es kann somit genau die noch fehlende Menge Toner in die Entwicklerstation gefördert werden.
    2. 2. Zähler bzw. Timer, der den Mixingprozess zeitlich überwacht. Damit wird ausgeschlossen, dass das Gemisch zu lange durchmischt wird, und somit zu lange altert, oder versehentlich zu kurz durchgemischt wird, was zu erheblichen Druckbildproblemen und somit zu einem Fehler führt.
  • Vorteile: Die "Ankerpunkte" führen zu einer noch deutlicheren Zeitersparnis im Fehlerfall. Außerdem wird verhindert, dass Fehler der Entwicklerstation auftreten (z. B. Übertonerung, zu lange Alterung, zu gering aufgeladenes Gemisch). Hinzu kommt, dass im Fehlerfall der bereits eingefüllte Carrier und Toner nicht wieder entnommen und weggeworfen werden muss.
  • Der oben genannte Tonerföderzähler ist insbesondere während der Phase des Auftonerns des Carriers aktiv und zählt die Anzahl der durchgeführten Tonerförderzyklen. Wird der Prozess während dieser Phase unterbrochen, wird er später wieder an dieser Stelle fortgesetzt ("Ankerpunkt"). Die Prozessfortsetzung am Ankerpunkt ist möglich, weil die Anzahl der bereits absolvierten Förderzyklen mitgezählt werden, und somit die bereits in die Entwicklerstation bzw. den Carrier geförderte Menge Toner bekannt ist. Somit wird beispielsweise ein Übertonern der Entwicklerstation verhindert.
  • Ein entsprechender Zähler zum Zählen von Mischzyklen kann auch für die Mixingphase eingerichtet werden. Da der Carrier im Laufe seiner Lebenszeit altert, und dieser Faktor vom Drucker verarbeitet wird, ist es vorteilhaft, die Länge der Mixingphase zu kennen und nicht unnötig lange zu strecken.
  • Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung, der unabhängig oder auch in Kombination mit einem oder beiden der zuvor genannten Aspekte gesehen werden kann, werden entwicklergemischrelevante Status- und/oder Zählerdaten, insbesondere ein voll/leer-Status für die Entwicklerstation, ein Phäsenstatus, der die aktuelle Phase des Gemischwechsels oder der Gemischerzeugung anzeigt und/oder die beim Erzeugen des Gemischs erfassten Mengen- und/oder Zeitwerte, auf einem nicht flüchtigen, elektrischen Speicher der Entwicklerstation gespeichert.
  • Der aktuelle Stand der Entwicklerstation - z. B. leer oder teilweise leer - wird dabei auf einem nicht flüchtigen Speicher auf der Entwicklerstation selbst gespeichert. Auch die oben beschriebenen Zähler werden dabei auf dem nicht flüchtigen Speicher vermerkt. Somit ist die Information bezüglich des Zustandes der Entwicklerstation nicht mehr nur im Drucker vorhanden sondern auch auf der Entwicklerstation selbst gespeichert. Weiterhin kann auf der Entwicklerstation ein Mikroprozessor vorgesehen sein, der diese Daten verarbeitet. Aufgrund der auf ihr gespeicherten Daten kann eine Entwicklerstation jederzeit, selbst nach einem abgebrochenen Gemischwechsel auch in einem anderen Drucker oder zu einem anderen Zeitpunkt eingesetzt werden, ohne Gefahr zu laufen in einen fehlerhaften Zustand zu geraten, beispielsweise durch Übertonerung. Außerdem kann ein neuer Carrier, der zum Zeitpunkt des Abbruchs des Gemischwechsels bereits eingefüllt wurde und noch aufgetonert werden muss (teilweise oder komplett), weiter verwendet werden, da die Entwicklerstation auf Grund des Zählerstandes auf dem nicht flüchtigen Speicher erkennt, wieviel Toner bereits eingefüllt wurde. Auch dies kann in einem anderen Drucker erfolgen, da die Information des Zählerstandes und des Status (z.B: "draining") mit der Entwicklerstation "mitgenommen" wird.
  • Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand eines Vergleichs zwischen einem konventionellen Drucksystem (alt) und einem erfindungsgemäßen Drucksystem beschrieben, aus denen weitere Wirkungen und Vorteile der Erfindung deutlich werden.
  • Es zeigen:
    • Figur 1:
    ein elektrografisches Hochleistungsdruckgerät
    Figur 2:
    Zusammenhänge beim Wechseln eines Entwicklergemi- sches
    Figur 3:
    einen Prozess des Gemischablassens
    Figur 4:
    einen Teilprozess des Absaugens
    Figur 5:
    einen Prozess zum Einfüllen von Trägerteilchen
    Figur 6:
    Prozesse des Auftonerns und Durchmischens und
    Figur 7:
    ein elektrofotografisches Druckgerät mit mehren Ent- wicklerstationen.
  • In Figur 1 ist schematisch eine elektrophotographische Druckeinrichtung zum ein- oder mehrfarbigen, ein- oder beidseitigen Bedrucken von bandförmigen Aufzeichnungsträgern 10 unterschiedlicher Bandbreite dargestellt. Sie enthält als Zwischenträger eine elektromotorisch angetriebene Photoleitertrommel 11. Um den Zwischenträger 11 gruppieren sich die verschiedenen Aggregate für den elektrophotographischen Prozeß. Diese sind im wesentlichen eine Ladeeinrichtung 12 in Form eines Ladecorotrons zum Aufladen des Zwischenträgers 11; ein Zeichengenerator 13 mit einem Leuchtdiodenkamm zum zeichenabhängigen Belichten des Zwischenträgers 11, der sich über die gesamte nutzbare Breite des Zwischenträgers 11 erstreckt; eine Entwicklerstation 14 zum Einfärben des zeichenabhängigen Ladungsbildes auf dem Zwischenträger 11 mit Hilfe eines Ein- oder Zweikomponentenentwicklergemisches; eine Umdruckstation 15, die sich über die Breite des Zwischenträgers 11 erstreckt und mit der die Tonerbilder auf den Aufzeichnungsträger 10 übertragen werden. Zum Entfernen des Resttoners nach der Entwicklung und dem Umdruck ist eine Reinigungstation 16 vorgesehen mit darin integrierter Reinigungsbürste mit zugehöriger Absaugeinrichtung sowie eine Entladeeinrichtung 17. Der Zwischenträger 11 wird elektromotorisch angetrieben und im Druckbetrieb in Pfeilrichtung bewegt.
  • Weiterhin enthält die Druckeinrichtung eine der Umdruckstation 15 in Transportrichtung des Aufzeichnungsträgers nachgeordnete Fixierstation 18, die als Thermodruckfixierstation ausgebildet ist, sowie eine der Fixierstation nachgeordnete Zuführeinrichtung 21 mit Führungsrollen zur Zuführung des Aufzeichnungsträgers 10 zu einer internen Stapeleinrichtung 22 oder zu einer außerhalb der Druckeinrichtung angeordneten externen Stapel- oder sonstigen Nachverarbeitungsrichtung.
  • Der bandförmige Aufzeichnungsträger 10 ist z.B. als vorgefaltetes, mit Randperforationen versehenes Endlospapier konfektioniert und wird ausgehend von einem internen Vorratsbereich 23 über Zuführrollen 24 einer abschwenkbaren Papierteilereinrichtung der Umdruckstation 15 zugeführt. Es ist jedoch auch möglich, einen Aufzeichnungsträger ohne Randperforationen über eine Rollenzuführung zuzuführen.
  • Der Transport des Aufzeichnungsträgers 10 erfolgt dabei vorzugsweise über eine der Umdruckstation 15 zugeordnete Transporteinrichtung 25 in Form von mit Stiften versehenen Transportbändern, die über Antriebswellen in die Randperforationen des Aufzeichnungsträgers 10 eingreifen. Weiterhin ist im Gehäusebereich der Druckeinrichtung, und zwar in einem Aufnahmebereich für den internen Vorratstapel 23 eine Wendeeinrichtung 28 angeordnet, über die zum Bedrucken der Rückseite der bereits auf der Frontseite bedruckte Aufzeichnungsträger gewendet und erneut der Umdruckstation 15 zugeführt wird. Die Wendeeinrichtung 28 steht mit der Fixierstation 18 über einen Rückführkanal 29 in Verbindung.
  • Im Prinzip sind bei der dargestellten Druckeinrichtung die Aggregate zu austauschbaren Modulen zusammengefaßt, bzw. als austauschbare Module ausgebildet. Dies gilt sowohl für die Wendeeinrichtung 28, den Rückführkanal 29 als auch für das elektrophotographische Druckmodul 26 mit den dort angeordneten Aggregaten für den elektrophotographischen Prozeß. Gesondert austauschbar in dem elektrophotographischen Druckmodul 26 ist die Entwicklerstation 14. Sie ist zu diesem Zwecke auf Schienen 27 gelagert und kann damit senkrecht zur Zeichenebene aus der Druckeinrichtung geschoben und ausgetauscht werden. Ihr prinzipieller Aufbau ist aus der WO-A1-98/27472 bekannt, die an dieser Stelle durch Bezugnahme in die vorliegende Beschreibung aufgenommen wird. Auf der Entwicklerstation 14 ist eine Identifizierungsanordnung 30 in Form einer Flachbaugruppe angeordnet, deren Funktion später erläutert wird. Weiterhin enthält die Entwicklerstation einen automatisch gesteuerten Mischbagger, mit dem das Toner-Entwicklergemisch durchmischt werden kann.
  • Gesteuert wird die Druckeinrichtung über eine nicht dargestellte Druckersteuerung. Die Bedienung der Druckeinrichtung erfolgt über ein Bedienfeld-Display 31 in Form eines Touch-Screen Bildschirmes.
  • Die auf der Entwicklerstation 14 befestigte Identifizierungsanordnung 30 kann aus mehreren, auf einer Leiterplatte angeordneten elektronischen Modulen bestehen, die über Steuerleitungen zu einer Mikroprozessorsteuerung miteinander verbunden sind und wie sie in der EP-B1-1 016 935 (Fig. 2) näher beschrieben sind. Die variablen Daten über den Zustand bzw. die Eigenschaften der Entwicklerstation sind dabei in einem nicht flüchtigen Halbleiterspeicher abgelegt, insbesondere in einem Transponderspeicher.
  • In der Entwicklerstation 14 angeordnet sind mehrere induktiv und analog arbeitende Tonerkonzentrationssensoren sowie ein oder mehrere Temperatursensoren. Die Tonerkonzentrationssensoren ermitteln induktiv das Verhältnis der aus Eisen bestehenden Trägerteilchen zu den Tonerteilchen des Entwicklergemisches und zwar unter Berücksichtigung von Umgebungstemperatur und Blattzählerstand und ggf. unter Berücksichtigung anderer Einflußgrößen. Damit wird der Bedarf an Frischtoner ermittelt und der Gerätesteuerung mitgeteilt. Diese betätigt die entsprechende Frischtonerzuführeinrichtung im Gerät. Wenn in der Entwicklerstation 14 ein Gemischwechsel durchgeführt werden soll, wird über das Bedienfeld 31 ein entsprechendes Softwareprogramm gestartet, das den Prozess computergestützt steuert. Sobald der Vorgang des Gemischablassens gestartet ist, muss die Entwicklerstation komplett abgelassen werden, da sonst der nötige Füllgrad (mit Gemisch/ Carrier) nicht mehr gewährleistet ist. Dieser Status wird mit "nicht voll" (bzw. draining) in dem auf der Entwicklerstation 14 angebrachten Halbleiterspeicher gespeichert.
  • Insgesamt können der Entwicklerstation, die in den nachfolgenden Beispielen nach dem Tribo Jump Prinzip arbeitet und im folgenden auch TJE genannt wird, folgende Zustände zugewiesen werden, wobei die jeweilige Ziffer als Zahlenwert im Halbleiterspeicher abgelegt wird:
    • 1 leer; 2 not Full; 5 draining; 6 filling Carrier; 3 full With Carrier; 7 filling Toner; 4 full With Developer; 8 expired; 0 undefined.
  • In Figur 2 sind vier Teilprozesse eines Gemischwechselprozesses und ihre Zusammenhänge gezeigt, nämlich P1 "Gemisch ablassen", P2 "Carrier einfüllen", P3 "Auftonern" und P4 "Durchmischen" (mixing). Zusätzlich ist die jeweilige Prozesszeit angegeben.
  • In den zugehörigen Tabellen sind entsprechende Daten angegeben, die im Halbleiterspeicher der Entwicklerstation abgespeichert werden, z.B. der Statuswert 5 bei Durchlaufen des Teilprozesses "Gemisch ablassen" (draining).
  • Die übergeordnete Prozesssteuerung (Software) ist so eingerichtet, dass der Gesamtprozess abgebrochen werden kann, wenn Prozess P1 abgeschlossen ist, d.h. P2 folgt nicht zwangsläufig auf P1. Dagegen wird der Prozes P3 (Auftonern) zwangsläufig automatisch nach einer vorbestimmten Zeit (57 sek,) gestartet, nachdem der Prozess P2 (Carrier einfüllen) gestartet wurde. Da der Prozess "Carrier einfüllen" in der Regel 4 Minuten dauert und der Prozess "Auftonern" 3 min 3 sec, sind die beiden Prozesse im Regelfall zur selben Zeit abgeschlossen. Das Auftonern erfolgt in diesem Ausführungsbeispiel in 37 Teilschritten, wobei jeder Teilschritt in einem Zähler auf der Entwicklerstation abgespeichert wird, so dass bei einem Abbruch oder einem Fehler beim Auftonern später die noch benötigte Restmenge an Toner ermittelt und eingefüllt werden kann. Tritt im Prozess "Auftonern" ein Fehler auf oder wird er abgebrochen, so wird er später automatisch an der Stelle fortgesetzt, an der er unterbrochen wurde. Dazu wird der zuletzt auf der Entwicklerstation abgespeicherte Wert des Tonerzählers ausgelesen und im Drucker der Restbedarf an Tonerförderzyklen ermittelt. Im Falle eines auftretenden Fehlers während dem Carrier-Einfüllens wird abgefragt (automatisch, oder teilautomatisch), ob die Carrierflasche bereits leer ist. Ggf. wird zum Ende des Teilprozesses an eine "UND"-Verbindungsstelle übergegangen, an der auf das Ende des Auftoner-Teilprozesses gewartet wird. Falls die Carrierflasche noch nicht leer ist, wird der Carrier-Einfüllprozess fortgesetzt bzw. neu gestartet.
  • Nach Beenden des Auftonerns kann zusätzlich der Durchmischungsprozess P4 gestartet werden, wobei dieser Start und/oder die Dauer des Durchmischungsprozesses P4 manuell initiiert werden kann oder nach Messung der Gemischeigenschaften bedarfsweise automatisch oder stations- bzw. geräteindividuell auch fest eingestellt werden kann.
  • In den nachfolgenden Figuren werden verschiedene Schritte wie folgt bezeichnet und gegliedert:
    • GG(i):
    Schritte zum Auslassen von Entwicklergemisch,
    F (i):
    Fehlerzustand/meldung,
    W (i):
    Warnmeldung,
    GE(i):
    Schritte zum Einfüllen von Entwicklerteilchen,
    GM(i):
    Schritte zum Gemisch auftonern / Durchmischen,
    wobei i jeweils eine natürliche Zahl bedeutet.
  • Weiterhin sind in den Figuren 3 bis 6 Flußdiagramme dargestellt, in denen Verfahrensschritte jeweils in drei Spalten angegeben sind. Die mittlere Spalte hat hellen Hintergrund und beschreibt Verfahrensschritte, die maschinenintern in der Entwicklerstation und/oder in der Gerätesteuerung des Druckgeräts ausgeführt werden. Die Spalte links von der mittleren Spalte hat leicht schattierten Hintergrund und stellt insbesondere Schnittstellen-Verfahrensschritte dar, die durch das Bedienfeld des Druckgeräts, welches insbesondere eine Anzeigevorrichtung (Bildschirm), Eingabemittel (Touch Screen Schalter) und eine Bedienfeldsoftware umfassen, unterstützt werden. Die Spalte rechts von der mittleren Spalte stellt vorwiegend Schritte für geräteinterne Fehler- und Warnmeldungen dar sowie Ansteuerungsschritte für eine oder mehrere auf der Entwicklerstation befindliche Leuchtdioden.
  • In den Figuren 3 und 4 ist der softwaremäßig gesteuerte Prozess P1 "Gemisch ablassen" im Detail dargestellt, der durch ein entsprechendes Softwareprogramm unterstützt wird. Dabei sind auch druckerseitige Einstellungen bzw. Zustände, die über Aktoren vorgenommen oder über Sensoren erfasst werden, berücksichtigt, z.B. Unterdruck- und Gebläsezustände, Service-Flap Einstellungen, Türstellungen, Walzenspannungen usw. Der Prozess weist fünf Ankerpunkte A1, A2, A3, A4 und A5 auf, an denen der Prozess jeweils fortgesetzt werden kann, wenn er an einer Stelle hinter dem Ankerpunkt und dem nachfolgenden Ankerpunkt abgebrochen wurde. Die Gerätesteuerungssoftware und die Bedienfeldsoftware verfügen über entsprechende Mittel um die Rückkehr zu Ankerpunkten zu unterstützen. In Spalte 35 sind die Bedienfeldschritte zu finden, Spalte 36 stellt die Entwicklerstationsspezifischen Verfahrensschritte dar und in Spalte 36 sind die Warnmeldungen und Leuchtdioden (LED-) Ansteuerungen gezeigt.
  • Die Catchbox ist ein Behälter, in dem verbrauchte Entwicklerteilchen und/oder Toner abgefüllt werden. Leuchtdioden, die an der Entwicklerstation angebracht und/oder auf einem Bedienfeld angezeigt sind, geben bestimmte Betriebszustände der TJE durch entsprechende Farbanzeigen an. Ein Service-Flap stellt einen Schalter zum Einschalten des Unterdrucks im Absaugschlauch der Entwicklerstation dar, vorausgesetzt, das Gebläse an der Entwicklerstation ist eingeschaltet. Die Entwicklerstation ist insbesondere eine sogenannte Toner-Jump-Entwicklerstation (TJE) mit einer Jump Walze (JW).
  • In Figur 5 ist der Prozess "Trägerteilchen einfüllen" dargestellt und in Figur 6 der Prozess "Auftonern und ggf. Durchmischen". Der Teilprozess "Entwickler einfüllen" weist drei Ankerpunkte A7 beim Auswählen der Station, A8 bei der Prüfung im Fehlerfall, ob die Carrierflasche leer ist und A9 beim Abnehmen der Entwicklerflasche auf. Der Teilprozess "Auftonern" weist die beiden Ankerpunkte A10 beim Start und A11 beim Fortsetzten des Prozesses mit entsprechendem Zählerwert auf. Die Phase "Durchmischen (Mixing)" weist einen Ankerpunkt A12 beim Fortsetzten des Prozesses mit einem entsprechenden Zählerwert auf. Wie eingangs erwähnt ist der Prozess "Mixing" (Eintritt am Punkt B der Figur 6) optional je Gerät bzw. Entwicklerstation und kann je nach eingestelltem oder ausgewähltem Zählerwert Z unausgeführt bleiben (Z=0) oder mit Z>0 Mixingschritten wiederholt ausgeführt werden. Die Schritte/Abfragen GES(2a) "Carrier oder Gemsich neu oder gebraucht?" GES(2b) "Alter eingeben" und GE(3) "Tür öffnen" werden über das Bedienfeld angezeigt und ggf. eingegeben.
  • Im Folgenden wird die mit der Erfindung erreichbare Verbesserung anhand eines Vergleichs mit bisher verfügbaren Drucksystemen beschrieben.
    • 1. Grund der Optimierung
  • Der Gemischwechsel ist in einem konventionellen Hochleistungsdrucksystemen eine relativ langwierige Angelegenheit und stellt, mit typischerweise etwa 30 min. je Entwicklerstation eine erhebliche Ausfallzeit im Druckbetrieb dar. Dies ist besonders gravierend, wenn das Druckgerät, wie z.B. das von der Anmelderin entwickelte Drucksystem Océ Variostream 9000 mehrere (bis zu 14) Entwicklerstationen aufweist. Hinzu kommt, dass bei einem aufgetretenen Fehler u.U. der gesamte Gemischwechselprozess von Anfang an wiederholt werden muss. Dazu ist es außerdem noch notwendig einen evtl. bereits eingefüllter Carrier wieder abzulassen. Der abgelassene Carrier muss zudem meist weggeworfen werden, obwohl er ungebraucht ist.
    • 2. Ziel
  • Der Gemischwechsel sollte verbessert werden, wobei folgende Punkte zu erfüllen sind:
    • Zeitoptimierter Gemischwechsel im Gut- und im Fehlerfall
    • Fortsetzung des Gemischwechsels nach einer Unterbrechung, z. B. durch einen Fehler
    • Der Status der Entwicklerstation soll erkennbar sein.
    3. Allgemein
  • Ein Gemischwechsel ist eine sog. Spezialfunktion. Spezialfunktionen sind Funktionen außerhalb des "normalen" Druckbetriebs.
    • 4. Verbesserungen allgemein 4.1 Zustand der Entwicklerstation
  • Der Zustand der Entwicklerstation wird auf einem nicht flüchtigen Speicher auf der Entwicklerstation selbst gespeichert. Wird der Gemischwechsel unterbrochen (gewollt oder ungewollt kann er an entsprechender Stelle wieder aufsetzen und den Prozess beenden. Das ist selbst dann möglich, wenn die Entwicklerstation in einen anderen Drucker eingesetzt wird und/oder die Station zu einem späteren Zeitpunkt verwendet wird. Ein evtl. bereits eingefüllter Carrier muss somit nicht wieder abgelassen werden, da der Prozess nicht komplett von vorne beginnen muss. Aus dem selben Grund verkürzt sich im Fehlerfall der Gemischwechsel.
  • Die möglichen, auf dem nicht flüchtigen Speicher der Entwicklerstation gespeicherten Zustände der Entwicklerstation sind:
    1 entspricht leer Das Gemisch ist abgelassen, die Entwicklerstation ist leer.
    2 entspricht not Full Sowohl Carrier als auch Toner befinden sich in der Entwicklerstation, die aber erst dann als Developer (Gemisch) angesehen werden, wenn sie durchmischt wurden.
    3 entspricht full With Carrier Es befindet sich Carrier in der Entwicklerstation
    4 entspricht full With Developer Carrier und Toner befinden sich in der Entwicklerstation und der Mixingprozess ist abgeschlossen. Somit befindet sich Developer (Gemisch) in der Entwicklerstation.
    5 entspricht draining Die Entwicklerstation wird im Moment abgelassen, bzw. ist während des Ablassens unterbrochen worden.
    6 entspricht filling CarrierIm Moment wird Carrier in die Entwicklerstation eingefüllt, bzw. ist während des Einfüllens von Carrier unterbrochen worden.
    7 entspricht filling TonerIm Moment wird Toner in die Entwicklerstation eingefüllt, bzw. ist während des Einfüllens von Toner unterbrochen worden.
    8 entspricht expired Das in der Entwicklerstation befindliche Gemisch hat das En-de der Lebenszeit erreicht.
    0 entspricht undefined Die Entwicklerstation hat einen undefinierten Zustand.
  • Die aufgelisteten Zustände der Entwicklerstationen sind nicht nur beim Gemischwechsel wichtig. Sie sind immer dann von Bedeutung, wenn eine Station in einen Drucker eingesetzt, bzw. der Drucker eingeschaltet wird. In diesen Fällen werden die eingesetzten Entwicklerstationen abgefragt, damit der Drucker feststellt, ob er sich in einem druckfähigen Zustand befindet, oder nicht. Entsprechend reagiert der Drucker und gibt den Druck frei, oder "zwingt" den Betreiber einen evtl. unterbrochenen Vorgang (Gemischwechsel) zu beenden.
    • 4.2 Gemischwechselzähler
  • Neben den, in Punkt 4.1 beschriebenen Zuständen, befinden sich noch weitere Informationen auf der Entwicklerstation, die allerdings ausschließlich für den Gemischwechsel wichtig sind. Hierbei handelt es sich um zwei Zähler, die dafür sorgen, dass entsprechende Prozeduren während des Gemischwechsels genau eingehalten werden, um schwerwiegende Fehler zu vermeiden. Außerdem gewährleisten sie, dass selbst bei Abbruch des Gemischwechsels während einer "kritischen" Phasen, der Prozess an entsprechender Stelle fortgesetzt werden kann. Die Zähler sind:
    • Zähler zum Zählen der Förderzyklen beim Auftonern
      sorgt dafür, dass genau die richtige Menge Toner in die Entwicklerstation gefördert wird.
    • Zähler zum Zählen der Mixingzeit
      sorgt dafür, dass Carrier und Toner genau die vorgesehene Zeit durchmischt werden.
  • Ohne die hier beschriebenen Zähler könnte es z. B. zu einer Übertonerung kommen, oder zu einem qualitativ schlechten Druckergebnis, auf Grund eines nicht ausreichend aufgeladenen Gemisches.
    • 4.3 Ankerpunkte
  • Ankerpunkte sind Stellen im Gemischwechsel, die als Wiedereinstiegspunkte anzusehen sind. D. h. ein unterbrochener Gemischwechsel muss nicht von vorne komplett wiederholt werden, sondern "fällt" lediglich bis zum letzten Ankerpunkt zurück und beendet von dort aus die Prozedur.
  • Die Ankerpunkte sind an sinnvollen und technisch machbaren Stellen im Ablauf untergebracht und verkürzen somit die Prozesszeit des Gemischwechsels im Fehlerfall, bzw. bei Unterbrechungen.
  • Als besonders wichtige Ankerpunkte sind die in Punkt 4.2 dargestellten Zähler zu nennen, die dafür sorgen, dass beispielsweise die exakt benötigte Menge Toner in die Entwicklerstation gefördert wird.
    • 4.4 Parallelisierung
  • Die vier Phasen, aus welchen ein Gemischwechsel besteht, wurden bislang alle seriell durchlaufen. Um die Prozesszeit zu reduzieren sind einige Teile des optimierten Gemischwechsels parallelisiert. Hierbei handelt es sich um die Teilprozesse "Carrier einfüllen", "Auftonern" und teilweise auch die "Mixingphase". Speziell die Parallelisierung der beiden Phasen "Carrier einfüllen" und "Auftonern" führt zu erheblicher Zeitverkürzung.
  • Um diese Maßnahme umzusetzen werden die beiden Prozesse aufeinander abgestimmt. Da es erforderlich ist, dass sich bereits etwas Carrier in der Entwicklerstation befindet, ehe Toner zugeführt wird, startet das Auftonern etwas später als das Carrier einfüllen. Zusätzlich sind die beiden Prozesse so verändert, dass sie etwa zur gleichen Zeit enden, um ein Maximum an zeitlicher Optimierung zu erhalten.
  • Eine extra Mixingphase, wie bisher, ist derzeit nicht notwendig, da durch die parallele Zuführung von Toner und Carrier die beiden Stoffe bereits ausreichend gut durchmischt werden. Somit wird das Durchmischen ebenfalls zeitgleich vollzogen. Es ist jedoch nicht ausgeschlossen, dass bei Bedarf eine zusätzliche separate Mixingphase durchgeführt wird.
    • 5. Verbesserungen des Ablaufs
  • Der Gemischwechsel besteht aus vier Teilen:
    • Gemisch ablassen
    • Carrier einfüllen
    • Auftonern
    • Mixing (bzw. Durchmischen oder Aktivieren)
  • Die Teile werden im einzelnen erklärt und die entsprechenden Vorteile bzw. Verbesserungen erläutert.
    • 5.1 1. Schritt: Gemisch ablassen
  • Prozesszeit: neu 8:20 min
    alt 8:20 min
    • Allgemein:
  • Beim ersten Teil des Gemischwechsels wird das, in der in der Entwicklerstation befindliche Gemisch abgelassen. Dieser Schritt kann, im Vergleich zum bereits bestehenden Gemischwechsel nicht verkürzt werden, da sichergestellt werden muss, dass das gesamte, sich in der Entwicklerstation befindliche Material abgesaugt wird (bis auf einen Rest von einigen Hundert Gramm, der nicht entfernt werden kann). Sobald der Absaugprozess gestartet ist, erhält die Entwicklerstation den Zustand draining. Das bedeutet, dass der Absaugprozess gestartet ist, und sich nicht mehr die ursprüngliche Menge an Gemisch in der Entwicklerstation befindet. Es ist keine Aussage darüber, wie viel Gemisch sich noch in der Entwicklerstation befindet bzw. abgelassen wurde. Sollte der Vorgang unterbrochen oder gestoppt werden, ist es unmöglich mit dieser Station zu drucken, da es der Zustand draining nicht erlaubt. Selbst wenn die Entwicklerstation in einen anderen Drucker desselben Typs eingesetzt wird, wird der Zustand erkannt, da die Information auf der Entwicklerstation hinterlegt ist.
  • Ist das gesamte Gemisch abgelassen erhält die Station den Zustand "leer". Mit diesem Zustand kann der Prozess "Carrier einfüllen" gestartet werden, wobei dieser Schritt nicht zwingend folgen muss. Der Prozess kann auch beendet werden, da die Entwicklerstation beispielsweise für einen Transport entleert worden ist.
    • Fehlerfall:
  • Sollte während des Gemisch Ablassens ein Fehler auftreten bzw. der Vorgang unterbrochen werden, muss der Prozess komplett wiederholt werden. Grund dafür ist das Risiko, dass eine nicht komplett entleerten Entwicklerstation, die nicht als solche erkannt wird, birgt. Der Einsatz einer solchen Entwicklerstation kann bis zu ihrem Totalausfall führen. Daher ist für den ersten Teilschritt des Gemischwechsels - dem Gemisch ablassen - kein Zähler bzw. Timer eingeführt um an entsprechender Stelle fortzufahren, sondern muss der komplette Teilschritt wiederholt werden, um sicher zu stellen, dass das gesamte Gemisch entleert ist.
    • 5.2 2. Schritt: Carrier einfüllen
  • Prozesszeit: neu 4:00 min
    alt 5:00 min
    • Allgemein:
  • In dieser Phase des Gemischwechsels wird Carrier in die leere Entwicklerstation gefüllt. Der Entwickler rutscht, allein durch die Schwerkraft angetrieben durch einen Schlauch in die Entwicklerstation. Sobald der Prozess gestartet ist, erhält die Entwicklerstation den Zustand "filling Carrier". Ist der Prozess beendet, erfolgt eine Abfrage ob der gesamte Carrier aus der Flasche in die Entwicklerstation gerutscht ist. Wird die Abfrage bestätigt, erhält die Entwicklerstation den Zustand "full With Carrier", wird sie verneint, wird der Einfüllvorgang wiederholt. Normalerweise sollte jedoch die Zeit ausreichen um den gesamten Carrier einzufüllen. Die tatsächlich benötigte Zeit, bis der Carrier aus der Flasche in die Entwicklerstation geflossen ist, beträgt etwa zwei Minuten. Die Prozesszeit selbst ist daher von fünf auf vier Minuten reduziert.
    • Fehlerfall:
  • Wird der Vorgang unterbrochen erfolgt eine Abfrage, ob der gesamte Carrier in die Entwicklerstation geflossen ist, d. h. ob die Carrierflasche leer ist. Entsprechend ist der Einfüllvorgang beendet oder wird wiederholt.
    • 5.3 3. Schritt: Auftonern
  • Prozesszeit: neu 3:03 min
    Der Teilschritt wird parallel zum "Carrier einfüllen" durchgeführt. Somit ist die, im Gesamtprozess zu veranschlagende Zeit für diesen Prozessschritt:
    neu 0:00 min
    alt 4:51 min
  • Förderzyklus:Es müssen 37 Förderzyklen erfolgen mit nachfolgendem Muster
    neu 3 sek. fördern / 2 sek. Pause
    alt 3 sek. fördern / 5 sek. Pause
    • Allgemein:
  • Dem Carrier muss so viel Toner zugeführt werden, dass 6,4% Toner enthalten ist. Dazu sind 37 Förderzyklen notwendig. Die Förderzyklen werden mitgezählt und kontinuierlich auf der Entwicklerstation gespeichert.
  • Der Teilschritt "Auftonern" wird parallel zum "Carrier einfüllen" durchgeführt, was bisher nicht der Fall war. Wichtig ist, dass sich bereits etwas Carrier in der Entwicklerstation befindet ehe, der Toner eingefördert wird, da sich dann beide Elemente besser vermischen. Deshalb beginnt das Auftonern etwas später (57 sek.) als das Einfüllen des Carriers. Die Zeit von 57 sek. zwischen dem Beginn der beiden Phasen - "Carrier einfüllen" und "Auftonern" - ist außerdem deshalb sinnvoll, da beide Phasen gleichzeitig enden.
    • Fehlerfall:
  • Tritt während des "Auftonerns" ein Fehler auf, bzw. wird der Prozess gestoppt, wird der Vorgang genau an der Stelle fortgesetzt, an der er unterbrochen wurde. Da die Anzahl der bereits erfolgten Förderzyklen auf der Entwicklerstation gespeichert sind, ist bekannt, wie viele Zyklen noch zu erfolgen haben. Somit wird eine Über- oder Untertonerung ausgeschlossen.
    • 5.4 4. Schritt: Mixing / Durchmischen
  • Prozesszeit: neu 0:00 min
    alt 5:00 min
    • Allgemein:
  • In der Mixingphase werden der Carrier und der Toner durchmischt. Durch den auftretenden Reibungswiderstand werden die beiden Stoffe aufgeladen, d. h. aktiviert. Außerdem vermischen sich die beiden Stoffe. Die Aufladung des Toners und Carriers ist wichtig, da nur mit einem ausreichend aktivierten Gemisch gedruckt werden kann.
  • Bisher wurde zum Aktivieren eine Mixingphase von 5:00 min. durchgeführt. Auf Grund des neuen, gleichzeitigen Einfüllens von Carrier und Toner wird bereits während den Phasen "Carrier einfüllen" und "Auftonern" eine gute Durchmischung erreicht. Die Durchmischung während dieser Phasen ist ausreichend um die notwendige Aktivierung zu erzielen. Somit ist die Zeit der Mixingphase auf 0:00 min. reduziert. Jedoch ist die Mixingphase als Prozess vorhanden, und kann bei Bedarf jederzeit aktiviert werden. Dazu muss der entsprechende Parameter, der die Dauer der Mixingphase angibt, auf die gewünschte Zeit eingestellt werden. Ist der Parameter größer als Null, folgt die Mixingphase zwangsläufig auf das "Carrier einfüllen" und das "Auftonern".
    • Fehlerfall:
  • Tritt während der Mixingphase ein Fehler auf, bzw. wird der Vorgang gestoppt, wird der Vorgang genau an der Stelle wieder fortgesetzt, an der er unterbrochen wurde. Um dies zu ermöglichen, wird die Zeit, die die beiden Stoffe bereits durchmischt wurden permanent auf der Entwicklerstation gespeichert. Nach einer Unterbrechung wird auf den Zähler bzw. Timer der Entwicklerstation zurückgegriffen. Dieses Verhalten ist analog dem Verhalten beim Auftreten eines Fehlers während des Auftonerns.
    • 5.5 Zeitvergleich alter und neuer Gemischwechsel
  • Durch die Parallelisierung und Verkürzung der Einzelschritte des Gemischwechsels ergibt sich folgende Gesamtprozesszeit:
    Gemischwechsel neu: 12:20 min
    Gemischwechsel alt: 23:11 min
  • Hinzuzurechnen ist u. U. eine Mixingzeit. Diese ist aber prinzipiell nicht vorgesehen und somit nur bei entsprechender Kenntnis eines Sonderfalles oder bei generell veränderter Bedingungen einzuführen.
  • In Figur 7 ist eine Druckeinrichtung mit mehreren Entwicklerstationen gezeigt, die wahlweise für den Druck mit verschiedenen Farben und/oder für einen doppelseitigen Druck auf einen Aufzeichnungsträger vorgesehen sind. Sie ist insbesondere mit Merkmalen der WO-A1-98/39691 und der WO-A1-98/27466 ausgestattet, deren Inhalte an dieser Stelle nochmals durch Bezugnahme in die vorliegende Beschreibung aufgenommen werden. Mit der vorliegenden Erfindung ist es dann insbesondere möglich, die Entwicklergemische mehrerer Entwicklerstationen parallel bzw. ganz oder zumindest teilweise gleichzeitig auszutauschen.
  • Das in der Fig. 7 dargestellte Druckgerät zum performanceangepaßten, monochromen und/oder farbigen, ein- oder beidseitigen Bedrucken eines bandförmigen Aufzeichnungsträgers ist modulartig aufgebaut und weist prinzipiell ein Zuführmodul M1, ein Druckmodul M2, ein Fixiermodul M3 und ein Nachverarbeitungsmodul M4 auf. Das Zuführmodul M1 enthält die Elemente zur Zuführung eines z.B. von einem Stapler abgezogenen Endlospapieres zum Druckmodul M2. Das Druckmodul M2 enthält die eigentlich elektrophotographischen Druckaggregate, die den Aufzeichnungsträger bedrucken, der dann im Fixiermodul M3 fixiert und im Nachverarbeitungsmodul M4 geschnitten bzw. gestapelt wird.
  • Die Module im einzelnen:
  • Das Druckmodul M2 enthält die für das Bedrucken eines bandförmigen Aufzeichnungsträgers 10 mit Tonerbildern erforderlichen Aggregate, die beidseitig eines Transportkanals 11 für den Aufzeichnungsträger 10 angeordnet sind. Diese Aggregate bestehen im wesentlichen aus zwei verschieden konfigurierbaren Elektrophotographiemodulen E1 und E2 mit zugehörigen Transfermodulen T1 und T2. Dabei sind die Module E1 und T1 der Frontseite des Aufzeichnungsträgers 10 zugeordnet und die Module E2 und T2 der Rückseite. Die identischen aufgebauten Elektrophotographiemodule E1 und E2 enthalten ein über Umlenkwalzen 12a geführtes, und elektromotorisch in Pfeilrichtung angetriebenes nahtloses Photoleiterband 13a, z.B. einen organischen Photoleiter (OPC). Entlang der lichtempfindlichen Außenseite sind die Aggregate für den elektrophotographischen Prozeß angeordnet. Sie dienen dazu, auf dem Photoleiter einzelnen Farbauszügen zugeordnete Tonerbilder zu erzeugen. Zu diesem Zwecke wird der in Pfeilrichtung bewegte Photoleiter zunächst mit Hilfe einer Ladeeinrichtung 14a auf eine Spannung von ca. -600 V aufgeladen und dann zeichenabhängig mit Hilfe eines einen Leuchtdioden-Kamm (LED-Kamm) umfassenden Zeichengenerators 15a auf etwa -50 Volt entladen. Das so erzeugte, auf dem Photoleiter befindliche latente Ladungsbild wird dann mit Hilfe von Entwicklerstationen 16/1 bis 16/5 mit Toner eingefärbt und danach wird mit Hilfe der Zwischenbelichtungseinrichtung 17a das Bild gelockert und in einem Umdruckbereich 18a auf ein Transferband 19a des Transferbandmoduls T1 mit Hilfe einer Übertragungskoronaeinrichtung 20a übertragen. Danach wird mit Hilfe der Entladekoronaeinrichtung 21a das gesamte Photoleiterband über die gesamte Breite entladen und über eine Reinigungseinrichtung 22a mit Reinigungsbürste von anhaftendem Tonerstaub gereinigt. Eine nachfolgende Zwischenbelichtungseinrichtung 23a sorgt für eine entsprechende ladungsmäßige Konditionierung des Photoleiterbandes 13a, das dann, wie bereits beschrieben, mit Hilfe der Ladeeinrichtung 14a gleichmäßig aufgeladen wird.
  • Mit dem Elektrophotographiemodul E1 bzw. E2 werden einzelnen Farbauszügen des zu erzeugenden Farbbildes zugeordnete Tonerbilder erzeugt. Zu diesem Zwecke sind die Entwicklerstationen 16/1 bis 16/5 schaltbar ausgebildet. Sie enthalten jeweils den einem einzelnen Farbauszug zugeordneten Toner. Beispielsweise enthält die Entwicklerstation 16/1 schwarzen Toner, die Entwicklerstation 16/2 Toner der Farbe Gelb (Yellow), die Entwicklerstation 16/3 Toner der Farbe Magenta, die Entwicklerstation 16/4 Toner der Farbe Cyan und beispielsweise die Entwicklerstation 16/5 blauen Toner oder Toner einer Sonderfarbe. Als Entwicklerstationen können sowohl Einkomponentenals auch Zweikomponententoner-Entwicklerstationen verwendet werden.
  • Im Betrieb der Druckeinrichtung wird über die Entwicklerstation 16/1 bis 16/5, jeweils immer durch eine einzige Entwicklerstation ein Tonerbild erzeugt, das einem einzelnen Farbauszug zugeordnet ist. Dieses Tonerbild wird dann über die Umdruckeinrichtung 18a in Verbindung mit der Übertragungskoronaeinrichtung 20a elektrostatisch auf das Transferband 19a des Transfermoduls T1 übertragen. Das Transfermodul T1 enthält das Transferband 19a, das aus Polyimid oder einer ähnlichen Substanz besteht, und um mehrere Umlenkeinrichtungen geführt und motorisch angetrieben ist. Das Transferband 19a ist ähnlich dem Photoleiterband 13a endlos und ohne Naht ausgebildet. Es wird in Pfeilrichtung bewegt und zwar ausgehend vom Transferbereich mit der Walze 18a und der Übertragungskoronaeinrichtung 20a zu einer Umdruckstation 24a und von dort weiter um eine Umlenkwalze 25a zu einer Reinigungsstation 26a und von dort wiederum zum Transferbereich 18a, 20a mit der dort angeordneten Umlenkwalze 27a.
  • Das Transferband 19a im Transfermodul T1 fungiert als Sammler für die einzelnen, den Farbauszügen zugeordneten Tonerbilder, die über die Transfereinrichtung 18a, 20a auf das Transferband 19a übertragen werden. Die einzelnen Tonerbilder werden dabei übereinander angeordnet, so daß ein dem Farbbild entsprechendes Gesamttonerbild entsteht. Um das Gesamtfarbtonerbild erzeugen zu können und um es dann auf die Frontseite des Aufzeichnungsträgers 10 zu übertragen, enthält das Transfermodul T1 eine schaltbare Umdruckstation 24a. Diese kann, entsprechend der Darstellung der Fig. 1, mehrere, mechanisch verschiebbare Umdruckwalzen 28a enthalten mit zugehöriger Umdruckkoronaeinrichtung 29a. Im Betriebszustand "Sammeln" sind Umdruckwalzen 28a und Umdruckkorona 29a entsprechend der Pfeilrichtung nach oben verschoben, so daß das Transferband 19a zum Aufzeichnungsträger 10a beabstandet ist. Die einzelnen Tonerbilder werden in diesem Zustand vom Elektrophotographiemodul E1 übernommen und auf dem Transferband 19a überlagert. Die Reinigungsstation 26a ist durch Abschwenken deaktiviert. Der Aufzeichnungsträger 10 ist in diesem Betriebszustand im Bereich der Umdruckstation 24a in Ruhe.
  • Das Elektrophotographiemodul E2 und das Transfermodul T2 für die Rückseite des Aufzeichnungsträgers 10 sind entsprechend den Modulen E1 und T1 aufgebaut. Auch hier wird auf dem Transferband T2 ein Sammelfarbtonerbild für die Rückseite erzeugt, wobei im Betriebszustand "Sammeln" auch hier die entsprechende Umdruckstation 24a abgeschwenkt ist.
  • Zum gleichzeitigen Bedrucken der Front- und Rückseite des Aufzeichnungsträgers 10a werden die Transferbänder 19a der Transfermodule T1 und T2 im Bereich ihrer Umdruckstationen 24a gleichzeitig in Berührung mit dem Aufzeichnungsträger 10 gebracht und dabei der Aufzeichnungsträger 10 bewegt. Gleichzeitig sind die Reinigungsstationen 26a der Transfermodule T1 und T2 angeschwenkt und aktiviert. Nach Übertragung der beiden Tonerbilder auf die Front- bzw. die Rückseite des Aufzeichnungsträgers 10a werden auf den Transferbändern 19a anhaftende Tonerbildreste über die Reinigungsstationen 26a entfernt. Danach schließt sich wieder ein Sammelzyklus zur Erzeugung neuer Tonerbilder an, bei dem die Transferbänder 19a abgeschwenkt sind und der Aufzeichnungsträger 10 sich im Stillstand befindet. Die Übertragung der Tonerbilder von den Transfermodulen T1 und T2 auf den Aufzeichnungsträger 10 erfolgt also im Start-Stop-Betrieb des Aufzeichnungsträgers.
  • Bewegt wird der Aufzeichnungsträger 10 im Zuführmodul M1 von einer Stapeleinrichtung 31a über einen Schlaufenzieher 30a zum Druckmodul M2 und dort im Papiertransportkanal 11a mit Hilfe von motorisch angetriebenen Transportwalzen 38a. Im Bereich zwischen den Transportwalzen 38a und den Umdruckstationen 24a können Lade- bzw. Koronaeinrichtungen 39a zur Papierkonditionierung angeordnet sein, damit die aus Papier bestehende Aufzeichnungsträgerbahn 10 vor dem Umdruck ladungsmäßig z.B. gleichmäßig eingestellt ist.
  • Nach dem Umdruck beider farbiger Tonerbilder im Bereich der Umdruckstationen 24a auf den Aufzeichnungsträger 10 müssen diese noch fixiert werden. Diesem Zweck dient das Fixiermodul M3. Es enthält eine obere und untere Reihe von Infrarotstrahlern 32a zwischen denen der Papiertransportkanal für den Aufzeichnungsträger 10 verläuft. Da sich sowohl auf der Frontseite als auch auf der Rückseite des Aufzeichnungsträgers ein loses Tonerbild befindet, wird der Aufzeichnungsträger 10 im Bereich der Infrarotstahler 32a über eine ausgangsseitig angeordnete Umlenkwalze 33a berührungslos frei geführt. Die Fixierung erfolgt über die Wärme der Infrarotstrahler 32a. In einer sich an die Infrarotstrahler 32a anschließende Abkühlstrecke mit Kühlelementen 34a und Umlenkwalzen 35a erfolgt eine Abkühlung des Aufzeichnungsträgers 10 sowie eine Glättung z.B. über entsprechende Decurler-Einrichtungen. Als Kühlelemente 34a können insbesondere gebläsegetriebene Luftkammern dienen.
  • Nach Fixierung beider Tonerbilder und Abkühlung erfolgt eine entsprechende Nachverarbeitung des Aufzeichungsträgers 10 im Rahmen des Nachverarbeitungsmoduls M4, das z.B. eine Schneideeinrichtung 36a mit Stapeleinrichtung 37a enthalten kann.
  • Weiterhin ist eine mit der Gerätesteuerung GS des Drucker gekoppelte mikroprozessorgesteuerte Steuereinrichtung ST vorgesehen, die mit den zu steuernden und regelnden Komponenten von Zuführungsmodul M1, Druckmodul M2 und Fixiermodul M3 bzw. Nachverarbeitungsmodul M4 in Verbindung steht. Innerhalb der Module ist sie gekoppelt mit den einzelnen Aggregaten, so z.B. mit den Elektrophotographiemodulen E1 und E2 und den Transfermodulen T1 und T2. Verbunden mit der Gerätesteuerung GS bzw. der Steuerung ST, die Bestandteil der Gerätesteuerung sein kann, ist ein Bedienfeld B, über das die verschiedenen Betriebszustände eingebbar sind. Das Bedienfeld kann einen Touch-Screen Bildschirm enthalten bzw. einen Personal Computer mit gekoppelter Tastatur.
  • Obwohl die Erfindung weiter oben vorwiegend anhand von Druckgeräten mit einem elektrofotografischen Druckprozess beschrieben wurden ist klar, dass sie auch für andere Druckgeräte bzw. Druckprozesse, in denen Toner und Trägerteilchen zu einem Entwicklergemisch verbunden werden, geeignet ist. Hierzu zählen insbesondere die Magnetografie und die Ionografie. Statt des beschriebenen LED-Kamms zur Belichtung eines Fotoleiters können auch andere ansteuerbare Lichtquellen wie z.B. Laser verwendet werden.
  • Die Erfindung ist insbesondere dazu geeignet, mittels eines Computerprogramms (Software) voll- oder teilautomatisch ausgeführt zu werden. Sie kann damit auch als Computerprogramm-Modul, als Datei auf einem Datenträger wie einer Diskette oder CD-Rom oder als Datei über ein Daten- bzw. Kommunikationsnetz verbreitet werden. Auch derartige und vergleichbare Computerprogrammprodukte oder Computerprogramm-Elemente sind Ausgestaltungen der Erfindung. Der erfindungsgemäße Ablauf kann in einem Computer, in einem Druckgerät oder in einem Drucksystem Anwendung finden. Dabei ist klar, daß entsprechende Computer, auf denen die Erfindung angewandt wird, weitere, an sich bekannte technische Einrichtungen wie Eingabemittel (Tastatur, Mouse, Touchscreen), einen Mikroprozessor, einen Daten- bzw. Steuerungsbus, eine Anzeigeeinrichtung (Monitor, Display) sowie einen Arbeitsspeicher, einen Festplattenspeicher und eine Netzwerkkarte enthalten können.
  • Es wurden verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Dabei ist klar, dass der Fachmann jederzeit Abwandlungen und Weiterentwicklungen angeben kann. Beispielsweise kann die Erfindung genauso in einem Drucksystem angewandt werden, bei dem blattförmige Aufzeichnungsträger statt bandförmige Aufzeichnungsträger verarbeitet werden. Weiterhin ist klar, dass Zahlenangaben nur beispielhaft zu verstehen sind und jederzeit variiert werden können ohne das erfindungsgemäße Konzept zu verlassen.
    • Bezugszeichenliste
    • 10
    Aufzeichnungsträger, Papier
    11
    Photoleitertrommel
    12
    Ladeeinrichtung
    13
    Zeichengenerator
    14
    Entwicklerstation
    15
    Umdruckstation
    16
    Reinigungsstation
    17
    Entladeeinrichtung
    18
    Fixierstation
    21
    Zuführeinrichtung
    22
    interne Stapeleinrichtung
    23
    Vorratsbereich
    24
    Zuführrollen
    25
    Transporteinrichtung
    26
    Druckmodul
    27
    Schienen
    28
    Wendeeinrichtung
    29
    Rückführkanal
    30
    Identifizierungsanordnung
    31
    Bedienfeld
    35
    Spalte der Bedienfeldschritte
    36
    Spalte der TJE-Stationsschritte
    37
    Spalte der Warn- und Anzeigemeldungen
    11a
    Transportkanal
    12a
    Umlenkwalzen
    13a
    Photoleiter
    14a
    Ladeeinrichtung
    15a
    Zeichengenerator
    16/1
    bis
    16/5
    Entwicklerstationen
    17a
    Zwischenbelichtungseinrichtung
    18a
    Umdruckeinrichtung, Transferbereich
    19a
    Transferband
    20a
    Übertragungskoronaeinrichtung
    21a
    Endladekoronaeinrichtung
    22a
    Reinigungsstation
    23a
    Zwischenbelichtungseinrichtung
    24a
    Umdruckstation
    25a
    Umlenkwalze
    26a
    Reinigungsstation
    27a
    Umlenkwalze
    28a
    Umdruckwalze
    29a
    Umdruckkorotron
    30a
    Schlaufenzieher
    31a
    Stapeleinrichtung
    32a
    Infrarotstrahler
    33a
    Umlenkwalze
    34a
    Kühlelement
    35a
    Umlenkwalze
    36a
    Schneideeinrichtung
    37a
    Stapeleinrichtung
    38a
    Transportwalzen
    39a
    Lade-Koronaeinrichtung
    A1...A12:
    Ankerpunkte
    B
    Bedienteil
    E1
    Elektrophotographiemodul, Frontseite
    E2
    Elektrophotographiemodul, Rückseite
    GS
    Gerätesteuerung
    M1
    Zuführungsmodul
    M2
    Druckmodul
    M3
    Fixiermodul
    M4
    Nachverarbeitungsmodul
    ST
    Steuereinrichtung
    T1
    Transfermodul, Frontseite
    T2
    Transfermodul, Rückseite

Claims (17)

  1. Verfahren zum Erzeugen eines Entwicklergemisches in einer Entwicklerstation (14, 16/1...16/5) eines elektrografischen Druckgeräts, wobei gleichzeitig magnetisierbare Trägerteilchen und Toner in die Entwicklerstation (14, 16/1...16/5) eingefüllt werden und wobei im Falle eines Fehlers oder eines Abbruchs des Einfüllprozesses eine Fortsetzung an einem vorbestimmten Prozessschritt des Verfahrens zum Erzeugen eines Entwicklergemisches, insbesondere unter Verwendung der zuletzt erfassten Menge von Trägerteilchen und/oder Toner erfolgt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei zunächst nur Trägerteilchen in die Entwicklerstation (14, 16/1...16/5) eingefüllt werden und nach dem Beginn des Einfüllvorganges für Trägerteilchen zusätzlich Toner in die Entwicklerstation (14, 16/1...16/5) eingefüllt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dass zwischen dem Beginn des Einfüllens von Trägerteilchen und dem Beginn des Einfüllens von Toner eine vorgegebene Zeitspanne liegt, die derart bemessen ist, dass eine vorgegebene Menge von Trägerteilchen in die Entwicklerstation (14, 16/1...16/5) eingefüllt wird, bevor das Einfüllen des Toners beginnt.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Trägerteilchen und der Toner gleichzeitig mit dem Einfüllen durchmischt werden.
  5. Verfahren zum Wechseln eines Entwicklergemisches in einer Entwicklerstation (14, 16/1...16/5) eines elektrografischen Druckgeräts, nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend:
    (a) eine erste Phase, in der ein verbrauchtes Entwicklergemisch aus der Entwicklerstation (14, 16/1...16/5) abgelassen wird und
    (b) eine zweite Phase, in der ein neues Entwicklergemisch erzeugt wird indem neue Trägerteilchen und Toner in die Entwicklerstation (14, 16/1...16/5) prozessschrittweise oder kontinuierlich eingefüllt und miteinander durchmischt werden, wobei die Menge der zugeführten Trägerteilchen und/oder des zugeführten Toners regelmäßig, insbesondere prozesschrittweise automatisch erfasst werden.
  6. Verfahren zum Wechseln eines Entwicklergemisches in einer Entwicklerstation (14, 16/1...16/5) eines elektrografischen Druck- oder Kopiergeräts, nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mehrere Entwicklerstationen (14) gleichzeitig befüllt werden.
  7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, wobei in der zweiten Phase eine Durchmischung der Trägerteilchen und des Toners erfolgt, wobei ein Parameter für die Durchmischungsintensität, insbesondere die Länge der Durchmischungszeit erfasst wird.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, das es computergestützt ausgeführt wird.
  9. Verfahren zum Betreiben einer elektrografischen Entwicklerstation (14, 16/1...16/5), nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem entwicklergemischrelevante Statusdaten auf einem nicht flüchtigen, elektrischen Speicher der Entwicklerstation (14, 16/1...16/5) gespeichert werden.
  10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6 bis 9, wobei geprüft wird, ob eine erste Entwicklerstation (14, 16/1...16/5) ein erster Statuswert erreicht hat, der anzeigt, dass das Entwicklergemisch dieser Entwicklerstation (14, 16/1...16/5) auszutauschen ist und für mindestens eine weitere Entwicklerstation (14, 16/1...16/5) geprüft wird, ob sie einen zweiten Statuswert erreicht hat, der Anzeigt, dass das Entwicklergemisch der zweiten Entwicklerstation (14, 16/1...16/5) mitzutauschen ist, wenn das erste Entwicklergemisch getauscht wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei die beiden Statuswerte Seitenzählergrenzwerte sind und dass der zweite Seitenzählergrenzwert niedriger als der erste Seitenzählergrenzwert ist.
  12. Verfahren nach Anspruch 9, 10 oder 11, wobei ein voll/leer-Status und/oder ein Prozessphasen-Status in dem Speicher gespeichert wird.
  13. Verfahren nach Anspruch einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei beim Erzeugen des Entwicklergemischs erfasste Mengen- und/oder Zeitwerte von Trägerteilchen und/oder Tonerteilchen gespeichert werden.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, wobei ein Wert für die Durchmischungsdauer von Trägerteilchen und Toner gespeichert wird.
  15. Elektrografisches Druckgerät umfassend Mittel, die ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14 ausführen.
  16. Computerprogramm, das beim Laden und Ausführen auf einem Computer ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14 bewirkt.
  17. Verfahren zum Betreiben einer elektrografischen Entwicklerstation (14, 16/1...16/5),
    bei dem entwicklergemischrelevante Statusdaten auf einem nicht flüchtigen, elektrischen Speicher der Entwicklerstation gespeichert werden,
    wobei das Verfahren umfasst:
    (a) eine erste Phase, in der ein verbrauchtes Entwicklergemisch aus der Entwicklerstation (14, 16/1...16/5) abgelassen wird und
    (b) eine zweite Phase, in der ein neues Entwicklergemisch erzeugt wird indem neue Trägerteilchen und Toner in die Entwicklerstation (14, 16/1...16/5) prozessschrittweise oder kontinuierlich eingefüllt und miteinander durchmischt werden, wobei die Menge der zugeführten Trägerteilchen und/oder des zugeführten Toners regelmäßig, insbesondere prozesschrittweise automatisch erfasst und in dem Speicher der Entwicklerstation (14, 16/1...16/5) gespeichert werden.
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