Elektrofotografische Druckeinrichtung zum simultanen beid- seitigen Bedrucken eines Aufzeichnungsträgers.
Die Erfindung betrifft eine elektrofotografische Druckein¬ richtung zum simultanen beidseitigen Bedrucken eines Auf¬ zeichnungsträgers gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1.
Eine elektrofotografische Druckeinrichtung mit der ein Aufzeichnungsträger beidseitig bedruckt werden kann ist aus der WO-91/13386 bekannt. Die dort beschriebene elek¬ trofotografische Druckeinrichtung, insbesondere zum Be- drucken von Einzelblättern enthält einen oder mehrere
Druckmodule, in denen die Prozeßmittel zur Durchführung des elektrofotografischen Prozesses konstruktiv zusammen¬ gefaßt sind. Die Druckmodule sind als separate Baueinhei¬ ten zum Befestigen in einem Gehäuse der Druckeinrichtung ausgestaltet und weisen Paßelemente zum paßgenauen Anein¬ anderreihen der Druckmodule im Gehäuse auf. Jedes Druck¬ modul enthält einen Zwischenträger mit zugehörigen Fixier¬ elementen, um ein auf einer Fotoleitertrommel erzeugtes Tonerbild auf einen Aufzeichnungsträger zu übertragen und dort zu fixieren. Die Druckeinrichtung läßt sich durch Mehrfachanordnung der Druckmodule von einem Einfarben- simplexdrucker zu einem Mehrfarbenduplexdrucker erweitern.
Es wird weiterhin in der US-A-36 94 073 ein Verfahren zum beidseitigen Bedrucken eines Aufzeichnungsträgers mit ei¬ ner elektrofotografischen Druckeinrichtung beschrieben, bei dem mit Hilfe einer ersten Fotoleitertrommel ein To¬ nerbild auf eine Frontseite des Aufzeichnungsträgers über¬ tragen wird und mit Hilfe einer nachgeschalteten zweiten Fotoleitertrommel ein Tonerbild auf die Rückseite. Fixiert
werden die Tonerbilder in mehreren Stufen. Ein der ersten Fotoleitertrommel nachgeschalteter Strahler fixiert das Tonerbild zunächst teilweise, damit der Aufzeichnungsträ¬ ger sich nicht zu stark erwärmt und damit der Tonerbild¬ transfer an der zweiten Fotoleitertrommel nicht behindert wird. Eine weitere Teilfixierung erfolgt über einen weite¬ ren, der zweiten Fotoleitertrommel nachgeschalteten Strah¬ ler. Die eigentliche Gesamtfixierung der Tonerbilder be¬ wirkt eine nachfolgende Fixierstation mit beidseitig des Aufzeichnungsträgers angeordneten verstärkten Strahlern.
Diese mehrstufige Fixierung ist notwendig weil sich das aus losen Tonerteilchen bestehende Tonerbild zwischen den Fotoleitern vom Aufzeichnungsträger abheben kann. Eine mehrfache Einwirkung von Wärme auf den Aufzeichnungsträ- ger im Verlauf des Druckprozesses verformt und streßt den aus Papier bestehenden Aufzeichnungsträger, was die Druck¬ qualität und das Papierhandling verschlechtert. Weiterhin erfordert die Mehrfachanordnung von einen hohen Leistungs¬ verbrauch aufweisenden Strahlern die Bereitstellung einer leistungsstarken, großdimensionierten Stromversorgung. Dies beeinträchtigt den flexiblen Einsatz der Druckein¬ richtung.
Aufgabe der Erfindung ist es eine einfach aufgebaute und störungsunanfällige elektrofotografische Druckeinrichtung zum simultanen beidseitigen Bedrucken eines Aufzeichungs- trägers bereitzustellen, die bei geringstmöglichem Ener¬ gieverbrauch eine schonende Behandlung des Aufzeichnungs¬ trägers gewährleistet.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es die Druckeinrich¬ tung so aufzubauen, daß sie in Abhängigkeit von kundenspe¬ zifischen Anforderungen aus Standardteilen aufgebaut wer¬ den kann.
Diese Ziele der Erfindung werden gemäß den Merkmalen des ersten Patentanspruches erreicht. Vorteilhafte Ausfüh¬ rungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen ge¬ kennzeichnet.
Durch die Verwendung von standardmäßig aufgebauten Druck¬ systemen, die in der Druckeinrichtung gegeneinanderge- stellt angeordnet sind, so daß sich zwischen den Druck¬ systemen ein Transportkanal für den Aufzeichnungsträger öffnet und durch die Anordnung von entsprechenden Füh- rungsmitteln, mit denen der Aufzeichnungsträger im Trans¬ portkanal gleichzeitig bedruckt und fixiert wird, ergibt sich eine einfach aufgebaute und störungsunanfällige Druckeinrichtung. Sie ist vorzugsweise zum simultanen beidseitigen Bedrucken endloser Aufzeichnungsträger geeig- net. Ein klar definierter Papierweg, zwischen einem Vor¬ ratsbereich und einem Aufnahmebereich, durch den Drucker ohne wesentliche Umlenkungen ermöglicht eine schonende und streßfreie Behandlung des Aufzeichnungsträgers was sich positiv auf die Druckqualität auswirkt. Dies ist insbeson- dere günstig, wenn als Aufzeichnungsträger Umweitpapiere oder ähnliches verwendet werden mit stark unterschiedli¬ cher Zusammensetzung. Da das Papier beim Durchlauf durch die Druckeinrichtung im wesentlichen nur einmal erwärmt wird, ist der Energieverbrauch minimal und der verformende Einfluß von Thermofixierstationen auf den Aufzeichnungs¬ träger wird wesentlich verringert. Die Druckqualität ver¬ schlechternde Walz- und Poliereffekte auf die Oberfläche des Aufzeichnungsträgers treten nicht auf.
Durch den geringen Druckabstand beim Erzeugen von Vorder- und Rückseite wird der Speicherbedarf in der Druckeran¬ steuereinrichtung (Seitenspeicher etc. ) wesentlich verrin¬ gert.
Die beschriebenen Vorteile werden noch größer, wenn man entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung als Füh¬ rungsmittel im Transportkanal eine Walzenpaarung verwen¬ det, die einander gegenüberliegende, von dem jeweiligen Zwischenträger umschlungene Umlenkwalzen aufweist, zwi¬ schen denen der Aufzeichnungsträger in einem Umdruck- und Fixierspalt hindurchgeführt wird.
Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden beispielsweise näher beschrieben. Es zeigen
Figur 1 eine schematische Darstellung einer elektrofoto- grafischen Druckeinrichtung zum simultanen beidseitigen Bedrucken eines Aufzeichnungsträgers mit zwei gegeneinan¬ der gestellten Drucksystemen und
Figur 2 eine schematische Darstellung einer elektrofoto- grafischen Druckeinrichtung mit zwei gegeneinander ge¬ stellten Drucksystemen mit einer gemeinsamen Umdruck- und Fixierstelle.
Die in der Figur 1 dargestellte elektrofotografische Druckeinrichtung dient zum simultanen beidseitigen Be¬ drucken eines bandförmigen Aufzeichnungsträgers, sie ist jedoch bei entsprechender Auslegung des Papierweges auch zum Bedrucken von Einzelblättern geeignet. Sie enthält zwei Druckmodule 10/1 und 10/2, auf denen die Prozeßmit- tel zum Bedrucken eines Aufzeichnungsträgers konstruktiv zusammengefaßt sind. Diese Prozeßmittel umfassen: Eine elektromotorisch antreibbare Fotoleitertrommel 11 mit zugehöriger Belichtungseinrichtung 12 zum Erzeugen eines Ladungsbildes auf der Oberfläche der Fotoleitertrommel; eine Entwicklerstation 13 zum Einfärben des Ladungsbildes mit Toner; ein endlosen bandförmigen Zwischenträger 14 zum Übertragen eines durch Einfärben des Ladungsbildes auf der Fotoleitertrommel entstandenen Tonerbildes auf die Ober¬ fläche des Aufzeichnungsträgers; später näher beschriebene Fixiermittel zum Druck-Wärmefixieren des Tonerbildes auf dem Aufzeichnungsträger und Reinigungsmittel 15 zum Reini¬ gen des Zwischenträgers 14 und des Fotoleiters 11. Die Reinigungsmittel für den Fotoleiter können aus einem Vliesband und einer mit Unterdruck arbeitenden Bürstenrei- nigungsstation bestehen. Zum End- bzw. Aufladen der Foto-
leitertrommel sind außerdem noch Koronaentlade- bzw. Lade¬ einrichtungen vorgesehen. Als Belichtungseinrichtung 12 dient ein LED-Zeichengenerator, der sich über die gesamte Länge der Fotoleitertrommel 12 erstreckt und der zur Er¬ zeugung des Ladungsbildes auf der Fotoleitertrommel 11 von einem Zeichengenerator des Gerätes zeichenabhängig ange¬ steuert wird.
Der zum Übertragen des Tonerbildes auf den Aufzeichnungs¬ träger 21 angeordnete Zwischenträger 14 besteht aus einem auf Umlenkrollen 16 gelagerten als Ther otransferband be¬ zeichneten Gummi- oder Silikonband, das im Bereich einer Umdruckstelle 17 die Oberfläche der Fotoleitertrommel 11 berührt. Eine gegebenenfalls anordbare motorische Einrich¬ tung 18 ermöglicht das bedarfsweise An-und Abschwenken des Zwischenträgers 14 an die Fotoleitertrommel 11. Durch ent¬ sprechende Beheizung des Zwischenträgers 14 bzw. der Foto- leitertro mel 11 wird die Temperatur an der Umdruckstelle 17 so eingestellt, daß der Toner des Tonerbildes sich in einem teigigen Zustand befindet und durch Adhäsionskraft auf den Zwischenträger 14 übertragen wird. Die Übertragung kann jedoch auch auf elektrostatischem Wege über eine ent¬ sprechende Koronastation erfolgen. In einer nachgeschalte¬ ten Erwärmungsstation 19 mit darin angeordneten Heizele¬ menten wird das auf dem Zwischenträger 14 befindliche To- nerbild so stark erwärmt, daß der Toner nahezu verflüssigt wird, sich aber noch gerade im festen Aggregatzustand be¬ findet. An einer Umdruckstelle 20/1 bzw. 20/2 zum Auf¬ zeichnungsträger 21 wird das fast flüssige Tonerbild auf den Aufzeichnungsträger 21 übertragen. Diese Umdruckstelle 20 enthält dazu eine Walzenpaarung aus einer Umlenkrolle 22 mit großem Durchmesser und einer Gegenwalze 23, zwi¬ schen denen der Aufzeichnungsträger 21 hindurchgeführt wird. Gegebenenfalls kann es günstig sein, den Aufzeich¬ nungsträger 21 vor dem Einlauf in die Umdruckstelle 20/1 über eine Wärmestation vorzuwärmen.
Dadurch läßt sich die Fixierbarkeit steigern. Der Zwi¬ schenträger 14 wird anschließend in einer Reinigungssta¬ tion 24 gereinigt. Zu diesem Zweck enthält die Reini¬ gungsstation 24 eine Reinigungswalze mit zugehöriger An- druckwalze. Die Reinigungswalze entfernt mechanisch oder chemisch Tonerreste vom Zwischenträger 14, die dann an einem entsprechend ausgestalteten Vlieselement oder in einem Reinigungsbad von der Reinigungswalze abgestreift werden. Weiterhin kann es günstig sein in Transportrich¬ tung des Zwischenträgers der Reinigungsstation 24 nachge- ordnet eine Transport- und Temperaturstabilisierungsein¬ heit anzuordnen, die den Zwischenträger 14 auf eine kon- stante Temperatur einstellt. Als zusätzliche Heizeinrich¬ tung zum Aufheizen der Umdruckstelle 17 kann die. Fotolei¬ tertrommel 11 ein elektrisch beheiztes Heizelement enthal- ten.
Alle die vorstehend beschriebenen Prozeßmittel sind über entsprechende Lager- bzw. Befestigungsmittel auf Chassis¬ elementen der Druckmodule 10/1 bzw. 10/2 befestigt.
Um mit der elektrofotografischen Druckeinrichtung simultan beide Seiten des Aufzeichnungsträgers 14 bedrucken zu kön¬ nen, sind in der Druckeinrichtung zwei identisch aufgebau¬ te Druckmodule 10/1 und 10/2 gegeneinandergestellt so ang- eordnet, daß sich zwischen den Druckmodulen ein Transport¬ kanal 25 öffnet, durch den der Aufzeichnungsträger 21 hin¬ durchgeführt wird, und zwar ausgehend von einer hier nur schematisch dargestellten Vorratsrolle 26 zu einer Aufnah¬ merolle 27. Entsprechend angeordnete Umlenkrollen 28 die- nen zur Zu- und Abfuhr des Aufzeichnungsträgers 21 im Be¬ reich der Druckmodule 10/1 und 10/2. Gesteuert von einer zentralen Ansteuereinrichtung, die mit beiden Druckmodulen gekoppelt ist, erfolgt an der Umdruckstelle 20/1 des Druckmoduls 10/1 der Umdruck mit gleichzeitiger Fixierung eines Rückseitentonerbildes auf die Rückseite des Auf-
Zeichnungsträgers 21 und in der unmittelbar nachgeschaite- ten Umdruckstelle 20/2 des zweiten Druckmodules 10/2 ein Umdruck mit gleichzeitiger Fixierung eines Frontseitenbil¬ des auf dei Frontseite des AufZeichnungsträgers 21. Zur Unterstützung des Umdruck-und Fixiervorganges an den U - drucksteilen 20/1 und 20/2 kann einer der Walzen 22 bzw. 23 der Walzenpaarung zusätzlich beheizt sein.
Will man im Wechsel Front- oder Rückseite bedrucken oder nur die Front- oder nur die Rückseite, so ist es möglich, den nicht im Einsatz befindlichen Zwischenträger 14 der Druckmodule 10/1 bzw. 10/2 mit Hilfe der elektromotori- sehen Einrichtung 18 bedarfsweise an- und abzuschwenken. Es ist zu diesem Zwecke jedoch auch möglich die Umlenkrol¬ le 22 bzw. die Gegenwalze 23 an- und abschwenkbar auszu- gestalten. Eine mögliche Veränderung des Papierweges läßt sich über die Ansteueranordnung für die Druckmodule 10/1, 10/2 korrigieren bzw. wird bei der Bilderzeugung auf den Fotoleitertrommeln automatisch berücksichtigt.
Ein besonders einfacher und papierschonender Aufbau der elektrofotografischen Druckeinrichtung ergibt sich bei einer Anordnung der Druckmodule 10/1 und 10/2 wie sie in der Figur 2 dargestellt ist. Dabei sind die Druckmodule 10/1 und 10/2 so gegeneinander angeordnet, daß die Um- lenkrollen 22 für die Zwischenträger 14 einander gegen¬ überliegen und so einen einzigen Umdruck- und Fixierspalt 29 bilden, durch den der Aufzeichnungsträger 21 hindurch¬ geführt wird. Zur Erzeugung einer entsprechenden Andruck- kraft auf den Aufzeichnungsträger 21 können die Umlenk- rollen federnd gelagert sein. Entsprechend angeordnete An¬ schläge sorgen gegebenenfalls für eine exakte Einhaltung der erforderlichen von der Stärke des Aufzeichnungsträ¬ gers abhängenden Fixierspaltbreite. Analog zum Ausfüh¬ rungsbeispiel der Figur 1 kann abhängig von den Betriebs- zuständen (Vor-Rückseitendruck, Einseitendruck, alternati-
ver Vor-Rückseitendruck etc.) der nicht aktive Zwischen¬ träger 14 der Druckmodule mit Hilfe der motorischen Ein¬ richtung 18 von der Fotoleitertrommel abgeschwenkt wer¬ den. Zu diesem Zwecke können auch die Umlenkrollen 22 an- und abschwenkbar ausgestaltet sein. Es ist auch möglich vor und hinter dem Umdruck- und Fixierspalt 29 entspre¬ chend an- und abschwenkbare Papierrollen anzuordnen, die für einen notwendigen Andruck des Aufzeichnungsträgers an die Umdruckrollen sorgen bzw. den Aufzeichnungsträger 14 in dem Spalt sicher führen. Anzumerken ist im übrigen, daß die Relativangaben Rückseitentonerbild, Froπtseitentoner- bild bzw. Rückseite und Frontseite des Aufzeichnungsträ- gers austauschbare Relativangabe bezüglich der relativen Lage des Tonerbildes auf dem Aufzeichnungsträger sind.