EP0946902B1

EP0946902B1 - Elektrografische druckeinrichtung mit einander gegenüberliegenden druckwerken

Info

Publication number: EP0946902B1
Application number: EP97953652A
Authority: EP
Inventors: Peter Bergmann; Vilmar Eggerstorfer
Original assignee: Oce Printing Systems GmbH and Co KG
Current assignee: Canon Production Printing Germany GmbH and Co KG
Priority date: 1996-12-18
Filing date: 1997-12-18
Publication date: 2002-03-06
Anticipated expiration: 2017-12-18
Also published as: US6141523A; WO1998027466A1; EP0946902A1; DE59706577D1

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrografische Druckeinrichtung, insbesondere einen Drucker oder einen Kopierer, mit mindestens zwei im wesentlichen gleichartigen Druckwerken mit je einer Umdruckstelle zwischen denen eine zu bedruckende Trägerbahn geführt ist. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer Druckeinrichtung.

Bei einer herkömmlichen Druckeinrichtung wird auf einen Tonerbildträger mit Hilfe eines elektrografischen Verfahrens, z.B. durch Belichten eines Fotoleiters oder durch Magnetisieren einer magnetempfindlichen Schicht, ein latentes Bild aufgebracht. Gemäß der bildförmigen Verteilung der elektrischen Ladungen oder der magnetischen Pole lagert sich an dem latenten Bild Toner an. Auf ein Trägermaterial, im allgemeinen eine Papierbahn, wird dann der Toner an der Umdruckstelle übertragen. Das Tonerbild auf dem Tragermaterial wird später fixiert.

In der modernen Drucktechnik wird gefordert, daß ein einziges Gerät das Trägermaterial auf beiden Seiten mit hoher Geschwindigkeit bedruckt. Diese Betriebsart wird allgemein als Duplex-Druck bezeichnet. Ferner wird die Betriebsart Spot-Colour-Druck oder Zweifarben-Druck gefordert, bei dem zweifarbig auf mindestens einer Seite gedruckt wird. Außerdem besteht der Bedarf nach einem Vollfarb-Druck mit den vier Prozeßfarben. Um beispielsweise die Betriebsart Duplex-Druck zu realisieren, ist es bekannt, die kontinuierliche Trägerbahn zunächst auf einer Seite zu bedrucken, dann die Trägerbahn zu wenden und mit demselben Druckwerk die zweite Seite zu bedrucken. Bei dieser Lösung ist eine Bahnwendeeinrichtung erforderlich. Der Transportweg der Trägerbahn durch den Drukker hindurch ist relativ lang und erfordert eine komplizierte und damit auch störanfällige Transportvorrichtung für das Trägermaterial.

Ein weiterer Nachteil des bekannten Druckers besteht darin, daß, wenn das Tonerbild auf der einen Seite der Trägerbahn noch nicht fixiert ist, es verwischt werden kann und somit die Druckqualität vermindert ist bzw. Ausschuß produziert wird. Um dies zu vermeiden, kann eine Zwischenfixierung des Tonerbildes erfolgen, wodurch jedoch der technische Aufwand groß wird. Außerdem muß die Trägerbahn nach dem Bedrucken auf der zweiten Seite ein zweites Mal den Fixierprozeß durchlaufen, wodurch sie thermisch hoch belastet wird, Schrumpfungsprobleme auftreten und die Paßgenauigkeit des Drucks verringert wird. Wegen des langen Transportweges zwischen der ersten Umdruckstelle für das erste Umdrucken eines Tonerbildes und der zweiten Umdruckstelle kann die Einhaltung einer hohen Paßgenauigkeit der Trägerbahn nur mit hohem technischen Aufwand gewährleistet werden.

Die vorgenannten Probleme treten auch bei einem sogenannten "Twin-System" auf, bei dem zwei gleichartige Drucker in Reihe miteinander geschaltet werden, um unter Wenden der Trägerbahn einen zweiseitigen Druck, d.h. den Duplex-Druck, zu realisieren. Neben den hohen Kosten für zwei Drucker ist ferner nachteilig, daß eine große Stellfläche bereitgestellt werden muß und die Gerätesteuerung der beiden Drucker mit relativ hohem technischen Aufwand aufeinander abgestimmt werden muß.

Aus der EP 0 629 931 A1 (Anmelder XEIKON) ist ein elektrostatischer Drucker bekannt, bei dem eine Trägerbahn in vertikaler Richtung zwischen einer Vielzahl von Tonerbildträgern hindurchgeführt wird. Jeder Tonerbildträger hat eine ein Tonerbild erzeugende Einrichtung. Der Toner wird an je einer Umdruckstelle der Tonerbildträger auf die Trägerbahn übertragen. Durch beidseitige Anordnung von Tonerbildträgern längs der vertikal verlaufenden Trägerbahn ist ein Duplexdruck mit verschiedenen Tonerfarben möglich. Das bekannte Gerät hat einen komplexen Aufbau, eine komplizierte Trägermaterialführung und ist voluminös.

Aus der EP 0 433 444 B1 (Anmelderin: Eastman Kodak Company) ist ein Drucker bekannt, bei dem längs eines Fotoleiterbandes als Tonerbildträger mehrere Entwicklerstationen angeordnet sind. Jede Entwicklerstation kann das von einer Belichtungsstation erzeugte Ladungsbild mit Toner einer vorbestimmten Farbe versehen. Das auf dem Fotoleiterband erzeugte Tonerbild wird dann an einer einzigen Umdruckstelle auf das Trägermaterial übertragen. Auch dieser Drucker ist technisch aufwendig und kann in den verschiedenen Betriebsarten nur geringe Druckgeschwindigkeiten realisieren.

Aus der EP-A-0 629 924 ist eine ähnliche Druckeinrichtung wie in EP-A-0 629 931 beschrieben bekannt, welche die Merkmale des Oberbegriffs von Patentanspruch 1 enthält. Als Fotoleiter bzw. Tonerträger kann auch ein Fotoleiterband verwendet werden.

Aus der EP-A-0 742 496 ist eine elektrografische Druckeinrichtung, insbesondere Drucker oder Kopierer, mit mindestens zwei im wesentlichen gleichartigen Druckwerken bekannt. Eine Trägerbahn wird zwischen den einander gegenüberliegend angeordneten Druckwerken durchgeführt und bedruckt. Die Druckwerke ermöglichen einen Vielfarbendruck.

Aus Patent Abstracts of Japan, Band 15, Nr. 20 (P1154), 17. Januar 1991; Pub. Nr.: JP-A-02264276, ist eine Druckeinrichtung bekannt, bei der ein repetierender Betrieb realisiert ist. Diese Druckeinrichtung bedruckt Einzelblätter auf nur einer Seite. Die Einzelblätter werden im repetierenden Betrieb hin- und herbewegt. Bei der einen Bewegungsrichtung wird das Fotoleiterband sowohl mit einer Entwicklungseinheit als auch mit den Einzelblättern in Kontakt gebracht. Beim Bewegen der Einzelblätter in die andere Richtung wird das Fotoleiterband sowohl vcn den Einzelblättern als auch von der Entwicklungseinheit wegbewegt.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine elektrografische Druckeinrichtung anzugeben, die mit hoher Druckgeschwindigkeit arbeitet und einen kompakten Aufbau hat. Ferner soll eine hohe Flexibilität im Hinblick auf verschiedene Druckbetriebsarten erreicht werden.

Dies wird durch eine Vorrichtung gemäss dem unabhängigen Vorrichtungsanspruch 1 und durch eine Verfahrens gemäss dem unabhängigen Verfahrensanspruch 23 erreicht.

Gemäß der Erfindung wird eine elektrografische Druckeinrichtung mit mindestens zwei im wesentlichen gleichartigen Druckwerken mit je einer Umdruckstelle angegeben, zwischen denen eine zu bedruckende Trägerbahn geführt ist. Die Umdruckstellen sind mit geringem seitlichen Versatz in Bewegungsrichtung der Trägerbahn einander gegenüberliegend angeordnet. Jedes Druckwerk hat ein Tonerträgerband, auf dessen endloser Umfangsfläche gemäß einer bildförmigen Verteilung Toner auftragbar ist, der an der jeweiligen Umdruckstelle auf die ihr gegenüberliegende Fläche der Trägerbahn übertragbar ist.

Bei der Erfindung wird Toner auf ein Tonerträgerband übertragen, welches auf seiner endlosen Umfangsfläche ein latentes Bild trägt. Als Tonerträgerband kann jedes Band verwendet werden, welches auf magnetischem oder elektrischem Wege ein latentes Ladungsbild erzeugen kann. Vorzugsweise wird ein Fotoleiterband verwendet, welches durch Belichten ein elektrisches Ladungsbild erzeugt, wobei sich Tonerteilchen beim Entwickeln entsprechend der Ladungsverteilung auf der Umfangsfläche des Fotoleiterbandes anlagern. Mithilfe des Tonerträgerbandes kann eine langgestreckte Schleife erzeugt werden, welche es ermöglicht, daß die für das Erzeugen eines Tonerbildes erforderlichen Agreggate entlang der Länge des Tonerträgerbandes verteilt angeordnet werden können. Auf diese Weise ist eine kompakte Anordnung zweier Tonerträgerbahnen möglich, deren Umdruckstellen einander gegenüberliegend angeordnet sind, so daß ein einziger Drucker zwei Druckwerke enthalten kann, ohne daß ein voluminöses Gerät entsteht. Durch die Verwendung von Tonerträgerbahnen in den Druckwerken ist es ferner möglich, die beiden Umdruckstellen mit geringem seitlichen Versatz zueinander einander gegenüberliegend anzuordnen. Vorzugsweise ist der seitliche Abstand der beiden Umdruckstellen voneinander nur durch die Abmessungen der zwischen den Umdruckstellen anzuordnenden Umdruckkoronavorrichtung begrenzt. Auf diese Weise rücken die beiden Umdruckstellen nahe zueinander, so daß der Transportweg für die Trägerbahn zwischen diesen Umdruckstellen minimal ist. Dadurch wird eine hohe Paßgenauigkeit für die von beiden Druckwerken erzeugten Druckbilder erreicht.

Wenn bei der Erfindung beide Druckwerke im Druckbetrieb arbeiten, so kann mit hoher Geschwindigkeit die Betriebsart Duplex-Druck realisiert werden. Ein Wenden der Trägerbahn ist nicht erforderlich. Da beide Umdruckstellen im geringen Abstand voneinander angeordnet sind, wird die Paßgenauigkeit der Druckbilder durch Schrumpfungsprozesse, Änderung der Feuchtigkeit etc. nicht beeinflußt.

Die Trägerbahn wird auf einem geraden Wege zwischen den Umdruckstellen geführt. Die von den beiden Druckwerken aufgebrachten Tonerbilder werden durch keine Führungselemente mehr berührt, bis sie einen Fixierprozeß durchlaufen haben. Dadurch ist die Gefahr eines Verwischens der noch nicht fixierten Tonerbilder ausgeschlossen und es wird eine hohe Druckqualität erreicht.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerbahn im wesentlichen waagrecht verläuft. Diese waagrechte Anordnung hat den Vorteil, daß eine Bedienperson zur Überprüfung des Druckbildes von oben auf die Trägerbahn schauen kann. Die Prüfperson nimmt hierbei eine natürliche und bequeme Haltung ein.

Bei der Erfindung enthält jedes Druckwerk eine Schwenkvorrichtung, durch die das Fotoleiterband vom Trägerband weggeschwenkt und an das Trägerband angeschwenkt werden kann. Durch diese Maßnahmen muß das Trägerband bei einem Start- und Stopp-Betrieb selbst nicht bewegt werden. Entsprechende technische Einrichtungen können somit entfallen. Beim Verschwenken des Fotoleiterbandes wird die Länge des Fotoleiterbandes nicht geändert. Dadurch wird die Gefahr von Verwischern im Druckbild reduziert. Im weggeschwenkten Zustand der Schwenkvorrichtung ist es außerdem möglich auf dem Fotoleiterband mehrere Tonerbilder aufzusammeln und diese später gemeinsam umzudrucken.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel mit einem Fotoleiterband als Tonerbildträger ist die äußere Umfangsfläche des Fotoleiterbandes vollkommen mit einem latenten Ladungsbild aufladbar. Die Verwendung eines umlaufenden endlosen Fotoleiterbandes ist für Einzelblatt-Drucker an sich bekannt. Ein solches Fotoleiterband hat eine Nahtstelle, an welcher kein Ladungsbild erzeugt werden kann. Diese Nahtstelle wird in der Regel durch ein Indexloch gekennzeichnet und bei der Belichtung durch die Belichtungseinheit von der Gerätesteuerung berücksichtigt. Beim Zuführen von Einzelblättern wird dann sichergestellt, daß sich die Nahtstelle immer zwischen zwei Enden aufeinanderfolgender Einzelblätter befindet, so daß sich die Nahtstelle im Druckbild nicht bemerkbar macht. Bei der Verwendung von Bandmaterial als Trägermaterial ist nun gemäß dem Ausführungsbeispiel die Nahtstelle möglichst klein bzw. es ist keine Nahtstelle vorhanden. Das Fotoleiterband ist also vollkommen mit fotoaktivem Material zu beschichten, so daß es längs seiner Umfangsfläche vollkommen mit einem latenten Ladungsbild aufladbar ist. Auf diese Weise kann das Bandmaterial ohne Unterbrechung bedruckt werden - es entsteht keine Drucklücke.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel enthält die ein Tonerbild erzeugende erste und/oder zweite Einrichtung jeweils mehrere Entwicklerstationen. Wenn diese Entwicklerstationen Toner mit unterschiedlichen Farben haben, ist ein Mehrfarbendruck möglich. Dieser Mehrfarbendruck kann im einfachen Fall ein Spot-Color-Druck oder bei entsprechender Prozeßführung ein Vollfarbendruck mit den Prozeßfarben Yellow, Magenta, Cyan und Black sein.

Zum Aufbringen verschiedener Tonerbilder kann ein repetitierender Betrieb vorgesehen sein, bei dem das Trägermaterial an den Umdruckstellen wiederholt durch eine Vorwärtsbewegung und eine Rückwärtsbewegung vorbeigeführt wird. Bei jedem Vorbeiführen in Vorwärtsrichtung wird ein Tonerbild auf das Trägermaterial übertragen. Auf diese Weise können Tonerbilder unterschiedlicher Farbe, die von den verschiedenen Entwicklungsstationen eines Umfangsabschnitts auf dem Fotoleiterband erzeugt werden, auf dem Trägermaterial gesammelt und anschließend gemeinsam fixiert werden. Bei jeder Rückwärtsbewegung ist das Fotoleiterband von der Trägerbahn wegzuschwenken, um das aufgebrachte Tonerbild bzw. die aufgebrachten Tonerbilder nicht zu verwischen.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Betreiben einer elektrografischen Druckeinrichtung gemäß Anspruch 23 angegeben. Im kontinuierlichen Betrieb ist ein schneller Umdruck mit mindestens einer Farbe möglich. Im repetierenden Betrieb ist ein verlangsamter Umdruck mit mehreren Farben möglich.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung erläutert. Darin zeigt

Figur 1: schematisch die elektrografische Druckeinrichtung mit zwei einander gegenüberstehenden Druckwerken,
Figur 2: die Anordnung nach Figur 1, wobei die Druckwerke mehrere Entwicklerstationen enthalten,
Figur 3: eine Druckeinrichtung mit zwei Paaren von gleichartigen Druckwerken,
Figur 4: eine Druckeinrichtung, deren Paare von Druckwerken unterschiedlich sind,
Figur 5: eine Druckeinrichtung nach Art der Figur 2 mit vertikal verlaufender Trägerbahn,
Figur 6: schematisch eine Anordnung mit zwei Belichtungseinheiten und zwei Entwicklerstationen in einem Druckwerk,
Figur 7: die paarweise Anordnung von Druckwerken nach Figur 6 mit geneigter Längsachse,
Figur 8: eine Anordnung mit zwei Paaren von Druckwerken nach Figur 6, und
Figur 9: eine Anordnung mit vier Druckwerken nach Figur 6, wobei zwischen je zwei Druckwerken die Trägerbahn gewendet wird.

In Figur 1 ist schematisch eine Druckeinrichtung nach der Erfindung dargestellt. Die Druckeinrichtung enthält zwei Druckwerke 6, 8, die gleichartig aufgebaut sind. Im folgenden wird lediglich das untere Druckwerk 6 erläutert, deren Agreggate durch Bezugszeichen mit dem Zusatz a bezeichnet sind. Dieselben Agreggate werden auch beim oberen Druckwerk 8 verwendet, sind dort jedoch mit entsprechenden Bezugszeichen und dem Buchstaben b bezeichnet.

Das Druckwerk 6 hat ein Fotoleiterband 10a, dessen endlose Umfangsfläche vollkommen mit einem latenten Ladungsbild aufladbar ist. Das Fotoleiterband 10a wird unter Drehbewegung in Richtung des Pfeils 11a an einer Umdruckstelle 12a vorbeigeführt, um Toner auf eine kontinuierliche Papierbahn 15 zu übertragen. Einer Übertragungswalze 14a ist ein Umdruck-Korotron 16a zugeordnet, welche die Tonerpartikel auf dem Fotoleiterband 10a durch die Wirkung eines elektrostatischen Kraftfeldes auf der Papierbahn 15 anlagert, so daß ein noch verwischbares Tonerbild auf der Papierbahn entsteht. Dem Umdruck-Korotron 16a ist in Transportrichtung der Papierbahn 15 gesehen ein Konditionier-Korotron 18a vorgeschaltet, welches die Papierbahn 15 in einen definierten elektrostatischen Ausgangszustand versetzt.

Der Übertragungswalze 14a gegenüberliegend ist eine Umlenkwalze 20a angeordnet, die die Fotoleiterbahn 10a umlenkt. Die Fotoleiterbahn 10a ist als eine langgestreckte Schleife ausgebildet, deren Längsachse im wesentlichen vertikal verläuft. Dadurch ist es möglich, die für die Erzeugung notwendigen Agreggate entlang dieser Längsachse beidseitig der Fotoleiterbahn 10a anzuordnen, wodurch es möglich wird, die beiden Umdruckstellen 12a und 12b mit geringem seitlichen Versatz in Transportrichtung der Papierbahn 15 anzuordnen. Die Länge des Fotoleiterbandes 10a ist so gewählt, daß ausreichend Raum für die genannten Agreggate verbleibt.

Das Fotoleiterband 10a wird wie in Figur 1 zu sehen ist, auf mehreren Walzen (nicht im einzelnen bezeichnet), unter anderem den Walzen 14a und 20a geführt. Ein Spannelement 22a ist in zwei Stellungen schaltbar. In der einen Stellung ist das Fotoleiterband 10a gespannt. In der anderen Stellung wird die mechanische Spannung des Fotoleiterbandes 10a verringert. In dieser Stellung kann das Fotoleiterband ausgetauscht oder es können Wartungsarbeiten vorgenommen werden.

An der Umlenkwalze 20a ist eine als Zeichengenerator 24a ausgebildete Belichtungseinheit angeordnet, die lichtemittierende Dioden enthält und auch als LED-Belichtungseinheit bezeichnet wird. Der Zeichengenerator 24a erzeugt auf dem Fotoleiterband 10a ein latentes Ladungsbild mit einer Ladungsverteilung gemäß den zu druckenden Zeichen oder Bildelementen. In Drehrichtung gesehen ist nach dem Zeichengenerator 24a eine Entwicklerstation 26a vorgesehen, die das Ladungsbild mit Toner einfärbt. Dieses Tonerbild wird wie erwähnt an der Umdruckstelle 12a auf die Unterseite der Papierbahn 15 übertragen.

Im Start- und Stopp-Betrieb muß das Fotoleiterband 10a von der Papierbahn 15 weggeschwenkt werden. Zu diesem Zweck ist eine Schwenkvorrichtung 28a vorgesehen, die das Fotoleiterband 10a entweder in der in Figur 1 mit ausgezogenen Strichen gezeichneten Stellung oder in der gestrichelt gezeichneten Stellung hält. In der gestrichelt gezeichneten Stellung ist das Fotoleiterband 10a von der Papierbahn 15 weggeschwenkt; ein Übertragen von Toner ist ausgeschlossen. Zu beachten ist, daß das Verschwenken des Fotoleiterbandes 10a ohne Änderung der Länge des Fotoleiterbandes erfolgt, so daß der elektrofotografische Prozeß, beispielsweise das Belichten des Fotoleiterbandes, nicht unterbrochen werden muß. Hierzu dient ebenfalls das Spannelement 22a, welches abhängig von der Schwenkstellung der Schwenkvorrichtung 28a in zwei Stellungen verstellbar ist. In jeder dieser Stellungen wird das Fotoleiterband 10a unter Spannung gehalten. Ferner ist darauf hinzuweisen, daß in der von der Papierbahn 15 weggeschwenkten Stellung der Schwenkvorrichtung 28a es möglich ist, mehrere Tonerbilder auf dem Fotoleiterband 10a zu sammeln, um die dann überlagerten Tonerbilder umzudrucken. Diese Betriebsart wird weiter unten noch erläutert.

In Drehrichtung des Fotoleiterbandes 10a gesehen ist nach dem Umdruck-Korotron 16a ein Reinigungs-Korotron 30a und eine Reinigungsstation 32a angeordnet. Beide Agreggate haben die Aufgabe, den nach dem Drucken an der Umdruckstelle 12a noch vorhandenen Toner vom Fotoleiterband 10a zu entfernen, um dieses für die nachfolgende Belichtung und Toneraufnahme in einen definierten Ausgangszustand zu bringen. Vor dem Zeichengenerator 24a ist ein Lade-Korotron 34a angeordnet, welche auf der Oberfläche des Fotoleiterbandes 10a einen definierten Ladezustand erzeugt. Der Prozeß der Ladungsbilderzeugung und der Einfärbung mit Toner ist an sich bekannt und muß hier nicht im einzelnen erläutert werden.

Wie erwähnt hat das obere Druckwerk 8 denselben Aufbau wie das erläuterte Druckwerk 6. Seine mit dem Zusatz b gekennzeichneten Agreggate müssen daher nicht nochmals erläutert werden. Zu erwähnen ist lediglich das Konditionier-Korotron 18b, welches die Papierbahn 15 nach dem beiderseitigen Bedrucken durch die Druckwerke 6, 8 in einen weitgehend neutralen elektrostatischen Zustand bringt.

Im folgenden wird der Transport der Papierbahn 15 durch die Druckeinrichtung beschrieben. Die Papierbahn 15 wird in Richtung des Pfeils P1 über eine Umlenkrolle 35 einer Querausrichtvorrichtung 36 zugeführt, die die Papierbahn 15 in Richtung quer zur Transportrichtung P1 grob ausrichtet. Anschließend wird die Papierbahn 15 an einer Unterdruckbremse 38 vorbeigeführt, welche die Papierbahn 15 mit Unterdruck ansaugt, um die Längsspannung in ihr auf einem definierten Wert halten zu können. Die Papierbahn 15 durchläuft dann eine Seitenführungsvorrichtung 40, welche eine genaue seitliche Führung der Papierbahn 15 für den nachfolgenden Umdruck an den Druckwerken 6, 8 steuert. In bezug auf die seitliche Führung dient die Querausrichtvorrichtung 36 zum groben Ausrichten und die Seitenführungsvorrichtung 40 zum feinen seitlichen Ausrichten der Papierbahn 15.

Ein Friktionswalzenpaar 43 dient zum Vorwärtstransport der Papierbahn 15. Die Papierbahn 15 läuft auf einem geradlinigen Weg horizontal an den Umdruckstellen 12a, 12b vorbei und wird dort im Simplex-Druckbetrieb durch das obere Druckwerk 8 und im Duplex-Druckbetrieb durch beide Druckwerke 6, 8 bedruckt. Im Simplex-Druckbetrieb wird also das Druckwerk 6 inaktiv geschaltet, um auf die Oberseite der Papierbahn 15 das Tonerbild zu drucken. Dies hat den Vorteil, daß eine Bedienperson beim Einrichten des Druckbildes die Oberseite kontrollieren kann. Es ist jedoch auch denkbar, für den Simplex-Druckbetrieb das obere Druckwerk 8 inaktiv zu schalten und den Druck durch das unter Druckwerk 6 zu bewerkstelligen.

Ein Vorteil der gewählten Anordnung ist, daß bei Ausfall eines Druckwerks, z.B. des Druckwerks 6, das andere Druckwerk, z.B. das Druckwerk 8, den Simplex-Druckbetrieb aufrechterhalten kann.

Die mit Tonerbilder versehende Papierbahn 15 gelangt in eine Fixiervorrichtung 42 mit einer langgestreckten, horizontal verlaufenden Fixierstrecke 44. Im vorliegenden Fall arbeitet die Fixiervorrichtung 42 mit Infrarotstrahlung. Es kann jedoch auch eine Fixiervorrichtung eingesetzt werden, die eine Heißdruck-Fixierung mittels zweier gegeneinander drückender Walzen realisiert. Im Duplex-Druckbetrieb werden die beidseitig auf die Papierbahn 15 aufgebrachten Tonerbilder gleichzeitig fixiert. Wesentlich ist, daß zwischen der letzten Umdruckstelle 12b und dem Durchlaufen der Fixierzone es zu keinem mechanischen Kontakt mit den Tonerbildern auf der Papierbahn 15 kommt. Dies bedeutet, daß die Papierbahn 15 in einem gespannten Zustand gehalten werden muß, was durch das Transportwalzenpaar 48 erreicht wird, welche die Papierbahn 15 unter Spannung transportiert. Der Fixiervorrichtung 42 ist eine Kühlvorrichtung 46 nachgeschaltet, welche die aufgeheizte Papierbahn 15 abkühlt.

Wie dem Ausführungsbeispiel nach Figur 1 zu entnehmen ist, kann ein Duplex-Druckbetrieb mit derselben Geschwindigkeit wie ein Simplex-Druckbetrieb erfolgen. Da die beiden Umdruckstellen 12a und 12b sich nahezu gegenüberstehen bzw. in einem geringen seitlichen Abstand voneinander angeordnet sind, ist die Paßgenauigkeit der erzeugten Druckbilder sehr hoch, d.h. es wird eine optimale Druckqualität erreicht.

Beim Beispiel nach Figur 1 erfolgt der Transport der Papierbahn 15 ohne Eingriff in eine Randlochung der Papierbahn. Selbstverständlich kann aber auch ein Papiertransport mit Eingriff in eine Randlochung der Papierbahn 15 erfolgen. Zum Papiertransport werden dann Traktorantriebe eingesetzt, die mittels Transportstacheln in die Randlöcher der Papierbahn 15 eingreifen. Auf diese Weise ist die randgenaue Führung der Papierbahn 15 gesichert und Komponenten wie Querausrichtvorrichtung, Seitenführungsvorrichtung, Unterdruckbremse, Saugtisch können entfallen.

Aufgrund des kurzen Papierwegs zwischen den beiden Umdruckstellen 12a und 12b ist eine hohe Paßgenauigkeit der aufzudruckenden Tonerbilder gegeben. Somit kann eine Zwischenspeicherung von Daten für die Zeichengeneratoren 24a und 24b entfallen. Die Belichtung des Fotoleiterbandes 10a bzw. 10b erfolgt lediglich zeitversetzt um eine Zeit, die sich aus der Transportgeschwindigkeit und dem Papierweg zwischen den beiden Umdruckstellen 12a und 12b ergibt.

In Figur 2 ist eine Druckeinrichtung schematisch dargestellt, die in wesentlichen Teilen mit der nach Figur 1 übereinstimmt. Die beiden Druckwerke 6, 8 enthalten jedoch mehrere Entwicklerstationen 50a, 50b, 50c, 50d. In einem repetierenden Betrieb, d.h. mit Vorwärtsbewegung und Rückwärtsbewegung der Papierbahn 15 an den Umdruckstellen 12a, 12b können je nach Anzahl der verwendeten Entwicklerstationen, im vorliegenden Fall vier Entwicklerstationen 50a bis 50d, mehrere Tonerbilder übereinander auf der Papierbahn 15 gesammelt werden. Die Druckgeschwindigkeit geht bei dieser Betriebsart entsprechend der erforderlichen Vorwärts- und Rückwärtsbewegung zurück. Die Fixierung aller überlagerten Tonerbilder erfolgt gemeinsam in der einzigen Fixiervorrichtung 42. Die Übertragungswalzen 14a, 14b sind bei jeder Rückwärtsbewegung der Papierbahn 15 von ihr wegzuschwenken, um ein Verwischen der noch nicht fixierten Tonerbilder zu vermeiden. Bei Verwendung der bekannten Prozeßfarben Yellow, Magenta, Cyan und Black als Toner in den Entwicklerstationen 50a bis 50d kann bei entsprechender Prozeßführung ein Vollfarb-Druck im Simplex-Druckbetrieb oder im Duplex-Druckbetrieb erzeugt werden.

Figur 3 zeigt eine weitere Variante der Druckeinrichtung nach der Erfindung. Es sind zwei Paare von Druckwerken 6a, 8a und 6b, 8b in Reihe geschaltet. Jedes Paar von Druckwerken 6a, 8a und 6b, 8b hat im wesentlichen den in Figur 1 gezeigten Aufbau. Mit der in Figur 3 gezeigten Anordnung ist insbesondere der schnelle Zweifarben-Duplexbetrieb möglich. Hierzu wird auf der Unterseite durch das Druckwerk 6a von der Entwicklerstation 52a ein Tonerbild mit einer ersten Farbe aufgedruckt. Anschließend wird durch das untere Druckwerk 6b des zweiten Paars von Druckwerken ein zweites Tonerbild auf die Papierbahn 15 durch die Entwicklerstation 52b aufgebracht. Die Oberseite der Papierbahn 15 wird in analoger Weise durch die Druckwerke 8a und 8b bedruckt. Die Tonerbilder beider Seiten der Papierbahn 15 werden in der einzigen Fixiervorrichtung 42 gemeinsam fixiert.

Figur 4 zeigt eine weitere Variante mit paarweise angeordneten Druckwerken nach Figur 3. Das Druckwerkpaar mit den Druckwerken 6b, 8b sind mit vier Entwicklerstationen 50a bis 50d ausgerüstet, wie dies auch in Figur 2 dargestellt ist. Die Druckwerke 6a, 8a entsprechen denen nach Figur 1. Die Anordnung nach Figur 4 kann vorteilhaft für den wechselweisen Duplex-Druckbetrieb, dem Zweifarben-Duplexbetrieb und einem Mehrfarben-Duplexbetrieb eingesetzt werden. Bei einer kontinuierlichen Bewegung der Papierbahn 15 kann durch das erste Druckwerkpaar 6a, 8a mit den Entwicklerstationen 52a, 52a ein Tonerbild einer ersten Farbe beidseitig aufgebracht werden. Wenn das zweite Druckwerkpaar 6b, 8b inaktiv geschaltet ist, so wird ein Einfarben-Duplex-Druckbetrieb realisiert. Wenn das Druckwerkpaar 6b, 8b aktiv geschaltet ist, so kann bei schnellem kontinuierlichen Durchlauf der Papierbahn 15 ein Zweifarben-Duplexbetrieb realisiert werden, indem eine der Entwicklerstationen 50a bis 50d ein Tonerbild mit einer entsprechenden Farbe auf das jeweilige Fotoleiterband 10a, 10b aufbringt. Mit verschiedenen Tonerfarben der Druckwerke 6a, 8a und 6b, 8b, kann ein Mehrfarben-Duplex-Druckbetrieb realisiert werden. Bei repetierendem Betrieb können entsprechend der in den Druckwerken 6b, 8b vorhandenen Entwicklerstationen 50a bis 50d und Tonerfarben ein Mehrfarben-Duplex-Druckbetrieb realisiert werden. Zwischen der Betriebsart mit kontinuierlichem Druckbetrieb (ohne repetieren) und dem repetierenden Druckbetrieb kann rasch, ohne mechanische Umstellungen gewechselt werden.

Figur 5 zeigt ein weiteres Beispiel, bei dem die Papierbahn 15 zum Bedrucken durch die beiden Druckwerke 6, 8 und durch die Fixiervorrichtung in vertikaler Richtung bewegt wird. Die Druckwerke 6, 8 sind wie nach Figur 2 aufgebaut. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß die Papierbahn 15 zwischen der Umdruckstelle des letzten Druckwerks 8 und dem Transportwalzenpaar 48 aufgrund ihres Eigengewichtes nicht nach unten durchhängen kann. Die Gefahr der Verletzung und des Verwischens des Druckbildes bei der Beförderung entlang einer langen Fixierstrecke wird dadurch vermieden. Die Längsachsen der Schleifen der Fotoleiterbänder 10a, 10b der Druckwerke 6, 8 sind in diesem Fall im wesentlichen waagerecht angeordnet.

Figur 6 zeigt eine Druckeinrichtung mit einem Druckwerk 54, welches nach Art des Druckwerks 6 nach Figur 1 aufgebaut ist. Gleiche Teile sind gleich bezeichnet. Zusätzlich zum Druckwerk nach Figur 6 enthält das Druckwerk 54 ein zweites Lade-Korotron 35a, einen zweiten Zeilengenerator 31a und eine zweite Entwicklungsstation 27a. Beim Umlauf des Fotoleiterbandes 10a wird durch das Lade-Korotron 34a, 20a und den Zeichengenerator 24a nach einem von Océ Printing Systems GmbH entwickelten Verfahren ein erstes latentes Ladungsbild und dann durch die Entwicklerstation 26a ein erstes Tonerbild erzeugt. Anschließend erzeugt der zweite Zeichengenerator 31a in Verbindung mit dem Lade-Korotron 35a auf dem entwickelten ersten Ladungsbild durch Uberlagerung ein zweites latentes Ladungsbild, das durch die Entwicklerstation 27a entwickelt wird. Vorzugsweise haben die beiden Entwicklerstationen 26a, 27a unterschiedliche Tonerfarben, Es wird also ein weiteres Tcnerbild dem ersten Tonerbild auf dem Fotoleiterband 10a überlagert. Das resultierende Tonerbild wird dann an der Umdruckstelle auf die Papierbahn 15 übertragen. Auf diese Weise kann mit hoher Druckgeschwindigkeit an der Umdruckstelle ein zweifarbiges Tonerbild gedruckt werden. Es ist auch möglich, ein weiteres Lade-Korotron, eine weitere Belichtungseinheit und eine weitere Entwicklerstation, vorzugsweise mit einer weiteren Tonerfarbe, entlang dem Fotoleiterband 10a anzuordnen, um auf dem Fotoleiterband mehr als zwei Tonerbilder zu überlagern, die dann gemeinsam auf die Papierbahn 15 übertragen werden.

Das in Figur 6 gezeigte Druckwerk 54 kann in verschiedenen Varianten gemäß den in den Figuren 1 bis 5 gezeigten Prinzipien eingesetzt werden. Z.B. in Figur 7 ist dem Druckwerk 54 ein gleichartiges Druckwerk 56 gegenüberliegend angeordnet. Die gesamte Anordnung stimmt im wesentlichen mit der nach Figur 1 überein. Gleiche Teile sind wiederum gleich bezeichnet. Nach dem Durchlaufen der Fixiervorrichtung 42 wird die Papierbahn auf einer Umlenkeinrichtung 58, die ein Luftpolster erzeugt, quasi berührungsfrei umgelenkt und der Kühlvorrichtung 46 zugeführt. Mit der in Figur 7 gezeigten Druckeinrichtung ist mit hoher Druckgeschwindigkeit ein Zweifarben-Duplex-Druckbetrieb möglich.

In Figur 8 ist eine weitere Variante dargestellt, bei dem zwei Paare von Druckwerken nach Art des Druckwerkpaars 54, 56 hintereinandergeschaltet sind. Jedes Druckwerk 54a, 54b, 56a, 56b kann ohne Repetieren ein zweifarbiges Tonerbild auf je eine Seite der Papierbahn aufbringen. Aufgrund der Anordnung mit kurzem Papierweg zwischen dem ersten Druckwerk 54a und dem letzten Druckwerk 56b wird eine hohe Paßgenauigkeit erreicht. Es läßt sich ein Vierfarben-Duplex-Druckbetrieb realisieren. Wenn die Prozeßfarben Yellow, Magenta, Cyan und Black als Toner in den Entwicklerstationen verwendet werden, ist bei entsprechender Prozeßführung ein Vollfarb-Druck auf beiden Seiten der Papierbahn 15 möglich, ohne daß repetierend gedruckt werden muß.

Figur 9 zeigt eine Variante mit vier gleichartigen Druckwerken 54a, 54b, 54c, 54d, die jeweils nach Art des in Figur 6 gezeigten Druckwerks aufgebaut sind. Zwischen den Druckwerken 54a, 54b und den Druckwerken 54c, 54d ist eine Wendeeinrichtung 60 angeordnet, welche die Papierbahn 15 wendet. Mit dieser Anordnung kann ebenfalls ein Vierfarben-Duplex-Druckbetrieb mit hoher Druckgeschwindigkeit realisiert werden, ohne daß die Papierbahn 15 repetiert werden muß. Die Anordnung nach Figur 9 hat den Vorteil, daß die Bauhöhe des die Druckwerke 54a bis 54d in einem Gehäuse aufnehmenden Druckers erheblich reduziert wird. Die Wendeeinrichtung 60 ist als Kreuzwender ausgeführt, bei der das auf die Unterseite der Papierbahn 15 durch die Druckwerke 54a, 54b gedruckte Tonerbild mechanisch nicht beschädigt wird.

Bezugszeichenliste

6,8: Druckwerk
10a, 10b: Fotoleiterbahn
12a, 12b: Umdruckstelle
11a, 11b: Drehrichtungspfeil
14a, 14b: Übertragungswalze
16a, 16b: Umdruck-Korotron
18a, 18b: Konditionier-Korotron
20a, 20b: Umlenkwalze
22a, 22b: Spannelement
24a, 24b: Zeichengenerator
26a, 26b: Entwicklerstation
27a, 27b: Entwicklerstation
28a, 28b: Schwenkvorrichtung
30a, 30b: Reinigungs-Korotron
32a, 32b: Reinigungsstation
34a, 34b: Lade-Korotron
35a, 35b: Lade-Korotron
36: Querausrichtvorrichtung
38: Unterdruckbremse
40: Seitenführungsvorrichtung
42: Fixiervorrichtung
43: Friktionswalzenpaar
44: Fixierstrecke
46: Kühlvorrichtung
48: Transportwalzenpaar
50a, 50b 50c, 50d: Entwicklerstation
52a, 52b: Entwicklerstation
54, 56: Druckwerk
58: Umlenkvorrichtung
60: Wendeeinrichtung
P1: Transportrichtungspfeil

Claims

Elektrografische Druckeinrichtung, insbesondere Drucker oder Kopierer,

mit mindestens zwei im wesentlichen gleichartigen Druckwerken (6, 8) mit je einer Umdruckstelle (12a, 12b) zwischen denen eine zu bedruckende Trägerbahn (15) geführt ist,

wobei die Umdruckstellen (12a, 12b) mit geringem seitlichen Versatz in Bewegungsrichtung der Trägerbahn (15) einander gegenüberliegend angeordnet sind,

wobei jedes Druckwerk (6, 8) ein Tonerträgerband (10a, 10b) hat, auf dessen endloser Umfangsfläche gemäß einer bildförmigen Verteilung Toner auftragbar ist, der an der jeweiligen Umdruckstelle (12a, 12b) auf die ihr gegenüberliegende Fläche der Trägerbahn (15) übertragbar ist,

dadurch gekennzeichnet, daß jedes Druckwerk (6, 8) eine Schwenkvorrichtung (28a, 28b) enthält, durch die das Tonerträgerband (10a, 10b) nur im Bereich der Umdruckstelle (12a, 12b) von der Trägerbahn (15) weggeschwenkt und an die Trägerbahn (15) angeschwenkt werden kann, wobei ein Spannelement (22a, 22b) das Tonerträgerband (10a, 10b) in Spannung hält und das Verschwenken ohne Änderung der Länge des Tonerträgerbandes (10a, 10b) erfolgt.
Druckeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerbahn (15) im wesentlichen waagerecht verläuft.
Druckeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Tonerträgerbänder der beiden Druckwerke (6, 8) eine langgestreckte Schleife bilden, deren Längsachsen im wesentlichen vertikal verlaufen.
Druckeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Tonerträgerband eine langgestreckte Schleife bildet, deren Längsachse einen Winkel von 15° zur Vertikalen bildet, und daß die Längsachsen beider Tonerträgerbänder im wesentlichen parallel zueinander verlaufen.
Druckeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Umfangsfläche des als Fotoleiterband ausgebildeten Tonertragerbandes (10a, 10b) vollkommen mit einem latenten Ladungsbild aufladbar ist.
Druckeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Druckwerk (6, 8) mindestens eine Belichtungseinheit (24a, 24b), vorzugsweise eine Laser-Belichtungseinheit oder eine LED-Belichtungseinheit enthält.
Druckeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Belichtungseinheit (24a, 24b) an der der Umdruckstelle (12a, 12b) im wesentlichen gegenüberliegenden Umlenkwalze (20a, 20b) zum Umlenken des Fotoleiterbandes (10a, 10b) angeordnet ist.
Druckeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Druckwerk (6, 8; 5, 4) mehrere Entwicklerstationen (50a bis 50d; 26a, 27a) enthält.
Druckeinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Druckwerk (6, 8) vier Entwicklerstationen (50a bis 50d) enthält, die vorzugsweise Toner in den vier Prozeßfarben für den Vollfarbdruck haben.
Druckeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der jeweiligen Umdruckstelle die Trägerbahn (15) wiederholt durch eine Vorwärtsbewegung und Rückwärtsbewegung vorbeigeführt wird, und daß bei jedem Vorbeiführen in Vorwärtsrichtung ein Tonerbild auf die Trägerbahn (15) übertragen wird.
Druckeinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Fotoleiterband (10a, 10b) bei jeder Rückwärtsbewegung der Trägerbahn (15) von dieser weggeschwenkt wird.
Druckeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Paar weiterer Druckwerke nach Art der genannten Druckwerke beiderseits der Trägerbahn (15) angeordnet sind.
Druckeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerbahn (15) nach dem Bedrucken einer Fixiereinrichtung zugeführt wird, welche das Tonerbild (42) fixiert.
Druckeinrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Fixiereinrichtung (42) eine Fixierstrecke (44) hat, die im wesentlichen waagerecht verläuft.
Druckeinrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Fixiereinrichtung eine .Fixierstrecke hat, die im wesentlichen vertikal verläuft.
Druckeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der seitliche Abstand der Umdruckstellen voneinander durch die Abmessung der Umdruck-Koronaeinrichtung definiert ist.
Druckeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Druckwerk (5, 8) ein Spannelement (22a, 22b) enthält, das in zwei Stellungen abhängig vom Verschwenkzustand der Schwenkvorrichtung (28a, 28b) verstellbar ist und in jeder Stellung das Fotoleiterband (10a, 10b) in Spannung hält.
Druckeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Druckwerk (54, 56; 54a. 56a; 54a, 54b) mindestens zwei Belichtungseinheiten (24a, 31a; 24b, 31b), mindestens zwei Ladekoronaeinrichtungen (34a, 35a; 34b, 35b) und mindestens zwei Entwicklerstationen (26a, 27a; 26b, 27b) enthält, die längs dem Umfang des Tonerträgerbandes (10a, 10b) angeordnet sind, und daß die Belichcungseinheiten (24a, 31a; 24b, 31b) bei einem einzigen Umlauf des Tonerträgerbandes (10a, 10b) zwei latente Bilder erzeugen, die sich einander überlagern und die nacheinander durch die Entwicklerstationen (26a, 27a; 26b, 27b) mit Toner beschichtbar sind.
Druckeinrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die von den Entwicklerstationen (26a, 27a; 26b, 27b) verwendeten Toner verschiedenfarbig sind.
Druckeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Umdruckstelle (12a) ein Umdruck-Korotron (16a) angeordnet ist, dem in Transportrichtung der Trägerbahn (15) gesehen ein Konditionier-Korotron (18a) vorgelagert ist.
Druckeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Umdruckstelle (12b) ein Umdruck-Korotron (16b) angeordnet ist, dem in Transportrichtung der Trägerbahn (15) gesehen ein Konditionier-Korotron (18b) nachgeordnet ist.
Druckeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der weggeschwenkten Stellung der Schwenkvorrichtung (28a) mehrere Tonerbilder auf dem Tonerträgerband (10a) gesammelt werden, die dann als überlagerte Tonerbilder auf die Trägerbahn (15) umgedruckt werden.
Verfahren zum Betreiben einer elektrofotografischen Druckeinrichtung, insbesondere eines Druckers oder Kopierers,

bei dem mindestens einem Druckwerk (6, 8) mit einer Umdruckstelle eine zu bedruckende Trägerbahn (15) zugeführt wird,

das Druckwerk (6, 8) ein Tonerträgerband (10a) enthält, auf dessen endloser Umfangsfläche gemäß einer bildförmigen Verkeilung Toner aufgetragen wird, der an der jeweiligen Umdruckstelle auf die ihr gegenüberliegende Fläche der Trägerbahn (15) übertragen wird,

das Druckwerk (6, 8) mehrere Entwicklerstationen (50a bis 50d) enthält,

in einem repetierenden Betrieb an der jeweiligen Umdruckstelle (12a, 12b) das Trägerband (15) wiederholt durch eine Vorwärtsbewegung und Rückwärtsbewegung vorbeigeführt wird, und daß bei jedem Vorbeiführen in Vorwärtsrichtung ein Tonerbild auf die Trägerbahn (15) übertragen wird, wobei das Tonerträgerband (10a, 10b) bei jeder Rückwärtsbewegung der Trägerbahn (15) nur im Bereich der Umdruckstelle (12a, 12b) von dieser weggeschwenkt wird, wobei das Verschwenken ohne Änderung der Länge des Tonerträgerbandes (10a, 10b) erfolgt,

in einem kontinuierlichen Betrieb nur eine der Entwicklerstationen (50a bis 50d) aktiv geschaltet ist und das Tonerträgerband (10a) fortlaufend in Kontakt mit der Trägerbahn (15) gehalten und das von der einen EntwicklerStation entwickelte Tonerbild umgedruckt wird,

und bei dem wahlweise der repetierende oder der kontinuierliche Betrieb eingestellt wird, wobei in beiden Betriebsarten ein Spannelement (22a, 22b) das Tonerträgerband (10a, 10b) in Spannung hält.
Verfahren nach Anspruch 23, bei dem das Druckwerk (6, 8) vier Entwicklerstationen (50a bis 50d) enthält, die vorzugsweise Toner in den vier Prozeßfarben für den Vollfarbdruck haben.
Verfahren nach Anspruch 23, bei dem zwischen mehreren Druckwerken (54a, 54b; 54c, 54d) eine Wendeeinrichtung (60) zum Wenden der Trägerbahn (15) angeordnet wird.