DE69613057T2

DE69613057T2 - Elektrostatografischer Drucker

Info

Publication number: DE69613057T2
Application number: DE69613057T
Authority: DE
Inventors: Johan Denise Elsermans; Wim Jacques Josephine Michielsen; Jean Alois Rachel Norbert Van Daele
Original assignee: Xeikon NV
Current assignee: Xeikon Manufacturing NV
Priority date: 1995-08-10
Filing date: 1996-08-07
Publication date: 2001-09-13
Anticipated expiration: 2016-08-08
Also published as: JP4464469B2; CA2183007A1; IL118860A0; IL118860A; DE69613057D1; JPH09106206A; CA2183007C; AU711725B2; AU6087296A

Description

Gebiet der Erfindung

Diese Erfindung betrifft einen elektrostatografischen Drucker und ein Verfahren zum Drucken von Bildern.

Hintergrund der Erfindung

Es sind elektrostatografische Drucker bekannt, in denen Empfängermaterial, wie beispielsweise Papier, entlang eines Pfades an einer oder mehr Bildausbildungsvorrichtungen vorbei vorwärtsbewegt wird, wo auf mindestens einer Oberfläche desselben Tonerbilder ausgebildet werden. Die Tonerbilder werden dann auf dem Empfängermaterial fixiert.
Es sind Drucker bekannt, bei denen das Empfängermaterial in Form einer Bahn vorliegt. Zum Beispiel verwendet die EP-A- 629930 (Xeikon NV) ein Empfängermaterial in Form einer Bahn, während die EP-A-629924 (Xeikon NV) einen Mehrfarben-Duplex- Drucker beschreibt, in dem auf beiden Breitseiten einer Empfängermaterialbahn Tonerbilder ausgebildet werden. Die Tonerbilder werden dann durch Strahlungswärme- Fixiervorrichtungen auf dem Empfängermaterial fixiert.
Das Ergebnis dieses Druckverfahrens besteht darin, dass Bilder mit einem matten Erscheinungsbild erzeugt werden, und diese Bilder besitzen gewöhnlich eine geringe Farbsättigung. Während dieses Erscheinungsbild für viele Anwendungen annehmbar ist, ist es manchmal erwünscht, ein Bild mit einem anderen Erscheinungsbild oder Aussehen bereitzustellen. Mit dem Begriff "Aussehen" im Kontext der vorliegenden Erfindung meinen wir entweder eine Oberflächeneigenschaft, die glänzend ist, d. h. hochgradig reflektierend, oder die eine hohe Sättigung von Farben liefert, wobei dies gewöhnlich erreicht wird, indem man die Streuung von Licht aus der Oberfläche des bedruckten Gegenstandes verringert, oder beide derartige Eigenschaften. Zum Beispiel ist ein glänzendes Erscheinungsbild speziell dort wünschenswert, wo das Empfängermaterial selbst eine glänzende Oberfläche aufweist. Ein höherer Grad an Farbsättigung kann bei Druckarbeiten mit hoher Qualität sehr wünschenswert sein.
Es ist vorgeschlagen worden, glänzende Bilder durch die Verwendung eines Toners bereitzustellen, der ein Glanzmittel enthält, oder durch das Aufbringen einer durchsichtigen Glanzgebungsschicht über dem Tonerbild. Jedoch sind diese Verfahren teuer, was Verbrauchsmaterialien angeht.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Drucker und ein Verfahren zum Drucken bereitzustellen, bei denen in einer einfachen und zweckmäßigen Weise Tonerbilder mit einem veränderten Aussehen erzeugt werden können.
Wir haben entdeckt, dass dieses Ziel durch die Behandlung der Empfängermaterialbahn in einer speziellen Weise nach dem Hindurchtritt durch die Fixiervorrichtung erreicht werden kann. Die Erfindung stellt einen elektrostatografischen Drucker bereit, umfassend:
- Einrichtungen zum Vorwärtsbewegen einer Empfängermaterialbahn entlang eines Bahnpfades;
- mindestens eine Tonerbildausbildungsvorrichtung zur Ausbildung von mindestens einem Tonerbild auf mindestens einer ersten Breitseite des Empfängermaterials während es entlang des Bahnpfades vorwärts bewegt wird; und
- eine Fixiereinrichtung zum Fixieren des Tonerbildes auf dem Empfängermaterial,
- gekennzeichnet durch mindestens ein Oberflächenbehandlungselement, das in Bewegungsrichtung hinter der Fixiereinrichtung angeordnet ist, um die erste Breitseite des Empfängermaterials zu berühren, während sich die berührende Oberfläche des Tonerbildes auf einer Temperatur oberhalb der Glasübergangstemperatur Tg des Toners befindet, um das Aussehen des Tonerbildes zu verändern, wobei zwischen der Fixiereinrichtung und dem Oberflächenbehandlungselement Kühleinrichtungen angeordnet sind, um die Oberseite des Tonerbildes vor einer Berührung mit dem Oberflächenbehandlungselement zu kühlen.
Wir sind uns des United States Patents US 5112717 (Baxter et al. / Eastman Kodak Company) bewusst, das beschreibt, dass eine Toner tragende thermoplastische Schicht auf einem Empfängerbogen mit einer Textur versehen oder der Glanz verbessert wird, indem die thermoplastische Schicht von der Rückseite her auf ihre Glasübergangstemperatur erwärmt und der Bogen unter ausreichendem Druck mit einer Textur verleihenden Oberfläche in Berührung gebracht wird, um der Schicht eine Textur zu verleihen. Ein Abliegen des Thermoplasten auf das ihn berührende Druckelement wird verhindert, indem dieses Element nicht unabhängig wesentlich über die Glasübergangstemperatur der thermoplastischen Schicht erwärmt wird.
Wir haben gefunden, dass es nicht immer möglich ist, das gewünschte Toneraussehen allein durch Verwendung der Fixiereinrichtung zu erhalten, selbst wenn eine Rollenfixierung benutzt wird. Obwohl wir nicht wünschen, durch eine Theorie gebunden zu sein, scheint es, als ob eine getrennte Berührung mit einem Oberflächenbehandlungselement, während sich die Toneroberfläche oberhalb der Toner-Glasübergangstemperatur befindet, speziell zusammen mit einem mäßigen Druck, notwendig ist, um die Toneroberfläche in einer gewünschten Weise umzuformen.
Die Berührung zwischen der Bahn und dem Oberflächenbehandlungselement ist wesentlich. Wir bevorzugen eine rollende Berührung, um jeglichen merklichen Schlupf zwischen der Bahn und dem Oberflächenbehandlungselement zu vermeiden. So ist das Oberflächenbehandlungselement vorzugsweise eine Endlosoberfläche, wie beispielsweise die Oberfläche einer Rolle oder eines ununterbrochenen Bandes. In der nachfolgenden allgemeinen Beschreibung wird auf Oberflächenbehandlungsrollen verwiesen, jedoch soll klar sein, dass derartige Verweise auch auf Endlosbänder oder auf eine beliebige andere Form von Endlosoberflächeneinrichtungen anwendbar sind. Wir haben gefunden, dass ein mittlerer Berührungsdruck über die Berührungsfläche von 2 bis 20 N/cm², wie beispielsweise von 5 bis 10 N/cm², von Vorzug ist. Insbesondere wird bevorzugt, dass die Berührungskraft an jedem Ende des Oberflächenbehandlungselements von 20 bis 200 N betragen kann. Die Oberflächenbehandlungsrolle wird gewöhnlich ein Paar frei drehende, d. h. nicht angetriebene Rollen sein.
Dort, wo das Oberflächenbehandlungselement eine Oberflächenbehandlungsrolle ist, kann eine ausreichende Berührung zwischen der Oberflächenbehandlungsrolle und der Bahn erreicht werden, indem man eine Stützrolle vorsieht, die in Berührung mit der Oberflächenbehandlungsrolle vorgespannt wird, um dazwischen einen Spalt zu bilden, durch den die Bahn hindurchtritt. Es können zwei oder mehr solche Oberflächenbehandlungsrollen verwendet werden, jede mit ihrer zugehörigen Stützrolle. Alternativ kann die Geometrie des Bahnpfades derart sein, dass die Bahn die Oberflächenbehandlungsrolle über einen finiten Winkel berührt, wobei die Zugspannung in der Bahn ausreichend ist, um den notwendigen Berührungsdruck zu erzeugen.
Die Erfindung kann gemäß einem von zwei möglichen Prinzipien ausgeführt werden. Gemäß dem ersten Prinzip ist die Oberflächenbehandlungsrolle in Bewegungsrichtung unmittelbar hinter der Fixiereinrichtung angeordnet und berührt die Empfängermaterialbahn, während die Temperatur von mindestens der Oberseite des Tonerbildes oberhalb von Tg liegt. Gemäß dem zweiten Prinzip wird die Empfängermaterialbahn durch die Kühleinrichtungen gekühlt, nachdem sie die Fixiereinrichtung verlässt, um zumindest die Oberseite des Tonerbildes auf eine Temperatur unterhalb von Tg zu bringen, und die Oberflächenbehandlungsrolle wird erwärmt, um zumindest die Oberseite des Tonerbildes wieder auf eine Temperatur oberhalb von Tg zu bringen. Das zweite Prinzip führt zu einem Vorteil, was das Temperaturprofil durch die Dicke des Empfängermaterials angeht, da die Oberflächenbehandlung stattfindet, während die Temperatur der Oberseite des Tonerbildes höher ist als diejenige im Inneren des Empfängermaterials.
Je nachdem, ob die Oberflächenbehandlungsrollen erwärmt oder gekühlt werden, kann der Drucker weiter Einrichtungen zum Steuern der Wärmeabgabe bzw. der Kühlung derselben umfassen. Die Temperatur der Rollen sollte nicht so hoch sein, dass Toner vom Empfängermaterial auf die Oberfläche der Rollen überführt oder übertragen wird und auf einer nachfolgenden Stelle auf dem Empfängermaterial abgelagert wird, wodurch Heißabliege- Artefakte erzeugt werden. Die Temperatur der Rollen wird somit vorzugsweise so gesteuert, dass sie an dem Punkt, wo das Papier die Berührung mit der Rollenoberfläche abbricht, 10ºC oberhalb der Glasübergangstemperatur (Tg) des Toners nicht übersteigt.
Bei einer Ausführungsform des ersten Prinzips der Erfindung ist die Oberflächenbehandlungsrolle in Bewegungsrichtung unmittelbar hinter der Fixiereinrichtung angeordnet. Bei dieser Ausführungsform umfasst der Drucker Kühleinrichtungen zum Kühlen der Oberflächenbehandlungsrolle. Derartige Kühleinrichtungen können Einrichtungen umfassen, um kalte Luft auf die äußere Oberfläche der Oberflächenbehandlungsrolle zu blasen. In dem Fall, wo die Oberflächenbehandlungsrolle hohl ist, kann alternativ ein Kühlfluid, wie beispielsweise kalte Luft oder ein flüssiges Kühlmittel durch das hohle Innere der Rolle hindurchgeführt werden. Als weitere Alternative kann eine Kühlflüssigkeit, wie beispielsweise gereinigtes Wasser, auf die äußere Oberfläche der Oberflächenbehandlungsrolle aufgebracht werden.
Die Erfindung ist bei Druckern anwendbar, wie beispielsweise Mehrfarbendruckern, die eine Mehrzahl von Tonerbildausbildungsvorrichtungen umfassen, die auf derselben Breitseite des Bahnpfades angeordnet sind, um auf der ersten Breitseite des Empfängermaterials überlappende Bilder auszubilden, wobei die Fixiereinrichtung in Bewegungsrichtung hinter den Tonerbildausbildungsvorrichtungen angeordnet ist.
Die Erfindung ist auch insbesondere bei Druckern anwendbar, die auf beiden Breitseiten einer Empfängermaterialbahn Tonerbilder ausbilden können, d. h. "Duplex"-Drucker. Derartige Drucker umfassen vorzugsweise zwei Tonerbildausbildungsvorrichtungen, von denen eine auf jeder Breitseite des Bahnpfades angeordnet ist, um Bilder auf beiden Breitseiten des Empfängermaterials auszubilden, und umfassen erfindungsgemäß weiter ein Paar Oberflächenbehandlungsrollen, wobei der Bahnpfad zwischen diesen verläuft.
Das Paar Oberflächenbehandlungsrollen kann benachbart zueinander vorgesehen und aufeinander zu vorgespannt sein, um dazwischen einen Spalt zu begrenzen, durch den der Bahnpfad verläuft, und um den notwendigen Berührungsdruck zu liefern. Diese Anordnung ist dort besonders zweckmäßig, wo die Oberflächenbehandlungsrollen unmittelbar hinter der Strahlungswärme-Fixiereinrichtung angeordnet sind und die Empfängermaterialbahn die Oberflächenbehandlungsrollen berühren soll, bevor die Temperatur des Toners unter seine Glasübergangstemperatur (Tg) sinkt.
Alternativ kann eine von dem Paar Oberflächenbehandlungsrollen in Bewegungsrichtung vor der anderen vorgesehen sein, wobei die Bahn um diese Rollen herum einem schlangenlinienförmigen Pfad folgt. In diesem Fall stammt der notwendige Berührungsdruck aus der Zugspannung in der Bahn und der Geometrie der Anordnung. Diese Anordnung ist besonders zweckmäßig, wenn die Bahn die erste Oberflächenbehandlungsrolle berührt, bevor die Temperatur des Toners unter seine Glasübergangstemperatur (Tg) sinkt und zwischen den Oberflächenbehandlungsrollen eine Zwischen- Bahnerwärmungsvorrichtung vorgesehen ist. Jedoch benötigt diese Anordnung im Allgemeinen mehr Platz.
Je nachdem, ob die Oberflächenbehandlungsrollen zueinander benachbart vorgesehen sind oder eine in Bewegungsrichtung im Abstand vor der anderen angeordnet ist, muss die Bahn die Oberfläche derselben über eine finite Strecke berühren, um der Oberseite des Toners ausreichend Zeit zu lassen, auf eine Temperatur abzukühlen, die tief genug ist, um eine leichte Ablösung von den Oberflächenbehandlungsrollen zu ermöglichen. Die optimale Länge dieser Berührungsstrecke wird unter anderem von der Geschwindigkeit der sich bewegenden Bahn und ihrem Temperaturprofil abhängen, während sie mit dem Oberflächenbehandlungselement in Berührung tritt und die Berührung abbricht. Dort, wo das Oberflächenbehandlungselement ein Band ist, wird die benötigte Berührungsstrecke durch die Länge von demjenigen Teil des Bandes geliefert, der von der Bahn berührt wird. Dort, wo das Oberflächenbehandlungselement eine Rolle ist, kann die benötigte Berührungsstrecke dadurch erzielt werden, dass die Bahn über einen finiten Berührungswinkel mit ihr in Berührung steht. Im Fall eines Paars von Rollen, die aufeinander zu vorgespannt werden, um einen Spalt zu bilden, kann die benötigte Berührungsstrecke alternativ erzielt werden, indem man sicherstellt, dass die elastomeren Eigenschaften der Rollen und die Vorspannkraft derart sind, dass ein Spalt von ausreichender Länge gebildet wird. Dort, wo die Bahn beginnt, mit den Oberflächenbehandlungsrollen in Berührung zu treten, während sich die Bahn auf einer Temperatur oberhalb der Glasübergangstemperatur Tg befindet, liegt diese Temperatur vorzugsweise mindestens 45ºC oberhalb von Tg, typischerweise innerhalb des Bereichs von 100 bis 140ºC. Jedoch sollte die Bahn die Berührung mit den Oberflächenbehandlungsrollen bei einer Temperatur abbrechen, die vorzugsweise nicht mehr als 10ºC oberhalb von Tg liegt, typischerweise innerhalb des Bereichs von 50ºC bis 95ºC.
Bei einer Ausführungsform gemäß dem zweiten Prinzip ist die Oberflächenbehandlungsrolle eine erwärmte Oberflächenbehandlungsrolle.
Gemäß dem zweiten Prinzip der Erfindung umfasst der Drucker weiter Kühleinrichtungen, die zwischen der Fixiereinrichtung und den Oberflächenbehandlungselementen angeordnet sind, um die Oberseite des Tonerbildes abzukühlen, um dadurch ein Heißabliegen zu mindern oder zu verhindern, zum Beispiel um die Oberseite des Tonerbildes vor der Berührung mit dem Oberflächenbehandlungselement auf eine Temperatur unterhalb der Glasübergangstemperatur Tg des Toners abzukühlen. Der Drucker kann weiter Heizeinrichtungen zum Erwärmen der Oberflächenbehandlungseinrichtungen umfassen.
Bei dieser alternativen Ausführungsform, die besonders zur Verwendung mit "Duplex"-Drucken angepasst ist, kann die Bahn, welche die Fixierstation verlässt, über ein Paar Kühlrollen laufen, wodurch jede Breitseite der Bahn abgekühlt wird, so dass die Temperatur des Tonerbildes darauf unter die Glasübergangstemperatur des Toners gebracht wird. Diese Kühlrollen können hohle geerdete Metallrollen sein, die eine leitende Elastomerbeschichtung, wie beispielsweise Silikonkautschuk, tragen. Gebläse können vorgesehen sein, um kalte Luft durch das Innere von derartigen hohlen Kühlrollen zu blasen.
Die Oberflächenbehandlungsstation kann bei dieser Ausführungsform zwei Teile umfassen, wobei am Einlass der Oberflächenbehandlungsstation ein erstes Paar Oberflächenbehandlungsrollen vorgesehen ist und am Auslass der Oberflächenbehandlungsstation ein zweites Paar Oberflächenbehandlungsrollen vorgesehen ist. Die Gehäuseteile können aufeinander zu vorgespannt sein, zum Beispiel durch Federn, wodurch die Oberflächenbehandlungsrollen jedes Paars in Berührung miteinander vorgespannt werden, um einen Spalt zu bilden, durch den die Bahn verläuft.
Während die Oberflächenbehandlungsrolle erwärmt werden kann, indem man ihre äußere Oberfläche einer Heizeinrichtung aussetzt, besteht im Fall einer hohlen Oberflächenbehandlungsrolle eine Alternative darin, ein Heizfluid durch das hohle Innere der Rolle zu leiten oder eine Strahlungsheizvorrichtung im hohlen Inneren anzubringen. Zum Beispiel kann jede Oberflächenbehandlungsrolle mit einer Heizeinrichtung, wie beispielsweise einem Heizstrahler, versehen werden. Temperatursensoren können vorgesehen werden, um die Temperatur der Oberfläche von mindestens einer Oberflächenbehandlungsrolle jedes Paars zu messen. Diese Temperatursensoren sind vorzugsweise mit der steuerbaren Energieversorgungseinrichtung für die Heizstrahler verbunden.
Einen besonderen Vorteil kann man sich durch eine äußere Erwärmung der Oberflächenbehandlungsrollen verschaffen, speziell dort, wo sie aus einem allgemein nicht-wärmeleitenden Material, wie beispielsweise Silikonkautschuk, hergestellt sind. Durch eine äußere Erwärmung ist die Temperatur des Inneren der Rolle niedriger als dies bei einer inneren Erwärmung der Fall sein würde. Der Silikonkautschuk ist dadurch einer geringeren Wärmebeanspruchung ausgesetzt, was zu einer längeren Lebensdauer führt und/oder die Notwendigkeit vermeidet, irgendwelche wärmeleitenden Bestandteile im Silikonmaterial einzuschließen. Die Ansprechzeiten sind ebenfalls schneller, was eine genauere Steuerung der Rollenoberflächentemperatur ermöglicht.
Während die vorliegende Erfindung die Verwendung von Verbrauchsmaterialien reduziert, ist das Aufbringen eines Trenn- oder Ablösemittels auf die Oberflächenbehandlungsrollen nicht ausgeschlossen. So kann jede Oberflächenbehandlungsrolle wahlweise auch mit einer Ölungsrolle versehen werden, um ein Trenn- oder Ablösemittel, wie beispielsweise ein Silikonöl, auf die Oberfläche der Oberflächenbehandlungsrollen aufzubringen. Die Temperatur der Oberfläche der Oberflächenbehandlungsrollen wird so gesteuert, dass sie die Oberfläche der Bahn bei einer Temperatur oberhalb der Glasübergangstemperatur Tg des Toners berühren, um das Aussehen des Tonerbildes zu verändern.
Der Drucker kann auch weiter Einrichtungen zum Kühlen der entgegengesetzten Breitseite des Empfängermaterials umfassen, während die erste Breitseite des Empfängermaterials das Oberflächenbehandlungselement berührt. So bewegt sich bei einer Abwandlung der oben angesprochenen Ausführungsform die Bahn, welche die Fixierstation verlässt, zuerst über eine vorgezogene Kühlrolle, wodurch eine Breitseite der Bahn abgekühlt wird, um die Temperatur des Tonerbildes darauf unter die Glasübergangstemperatur des Toners zu bringen. Die Bahn tritt dann in die Oberflächenbehandlungsstation ein, die zwei Gehäuseteile umfasst, in deren jedem man ein Paar Oberflächenbehandlungsrollen und eine gegenüberliegende Kühlrolle finden kann. Die Gehäuseteile können auf einen ortsfesten Teil der Vorrichtung zu vorgespannt sein, zum Beispiel durch Federn, wodurch die Oberflächenbehandlungsrollen in Berührung mit den gegenüberliegenden Kühlrollen vorgespannt werden, um Spalte zu bilden, durch welche die Bahn verläuft.
Dort, wo sich eine Oberflächenbehandlungsrolle in Bewegungsrichtung vor der anderen befindet, d. h. dort, wo die Oberflächenbehandlungsrollen nicht aufeinander zu vorgespannt sind, um dazwischen einen Spalt zu bilden, kann jede Oberflächenbehandlungsrolle mit einer elektrostatischen Aufladeeinrichtung, wie beispielsweise einer Korona, versehen werden, um für eine elektrostatische Aufladung auf der Oberfläche des Empfängermaterials zu sorgen, während es mit der Oberflächenbehandlungsrolle in Berührung tritt. Diese Anordnung vergrößert die Kraft, mit der das Empfängermaterial gegen die Oberfläche der Oberflächenbehandlungsrolle anliegend gehalten wird. Eine Reinigungseinrichtung, wie beispielsweise eine Reinigungsbürste, kann ebenfalls vorgesehen werden, um jegliche Tonerpartikel von der Oberfläche der Oberflächenbehandlungsrolle nach einem Ablösen des Empfängermaterials von ihrer Oberfläche zu entfernen.
Gewöhnlich werden Bahnkühleinrichtungen in Bewegungsrichtung hinter den Oberflächenbehandlungsrollen angeordnet sein, idealer Weise in Bewegungsrichtung unmittelbar dahinter, so dass die Temperatur des Toners so schnell wie möglich unter die Glasübergangstemperatur (Tg) des Toners gesenkt wird. Dort, wo die Oberflächenbehandlungsrollen gekühlt werden, können sich jedoch getrennte Bahnkühleinrichtungen als nicht notwendig erweisen.
Vorzugsweise ist die Oberflächenbehandlungsrolle mit einer nicht-adhäsiven, d. h. abhäsiven Bahnberührungsfläche, wie beispielsweise einer glatten Metalloberfläche oder einer mit Polytetrafluorethylen (z. B. TEFLON - Handelsmarke - ex Dupont) beschichteten Oberfläche versehen.
Die Oberflächenbehandlungsrollen können einen starren Kern umfassen, der mit einem Elastomermaterialüberzug, wie beispielsweise Silikonkautschuk oder EPDM (Ethylen-Propylen- Elastomer), versehen sein kann.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst die Tonerbildausbildungsvorrichtung mindestens eine Abbildungsstation, die benachbart zum Bahnpfad angeordnet ist und einschließt: eine drehbare Endlosoberflächeneinrichtung, eine Einrichtung zum Aufbringen eines elektrostatischen Latentbildes auf die drehbare Endlosoberflächeneinrichtung, eine Entwicklungseinrichtung zum Entwickeln des elektrostatischen Latentbildes zu einem Tonerbild (gewöhnlich mittels einer Magnetbürstentechnologie), und eine Übertragungseinrichtung zum Übertragen des Tonerbildes von der drehbaren Endlosoberflächeneinrichtung auf das Empfängermaterial.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst der Drucker eine Mehrzahl von Tonerbildausbildungsvorrichtungen, die angepasst sind, um verschiedenfarbige Bilder auf das Empfängermaterial aufzubringen, d. h. einen Mehrfarbendrucker.
Die Entwicklungseinrichtung umfasst einen Entwickler, der Tonerpartikel enthält, die eine Mischung aus einem Harz, einem Farbstoff oder Pigment der passenden Farbe und normalerweise einer Ladungssteuerungsverbindung enthalten, die dem Toner eine triboelektrische Aufladung verleiht. In Zwei-Komponenten- Entwicklern, die normalerweise verwendet werden, sind auch Trägerpartikel vorhanden, um die Tonerpartikel durch Reibkontakt damit aufzuladen. Die Trägerpartikel können aus einem magnetisierbaren Material, wie beispielsweise Eisen oder Eisenoxid, bestehen. In Ein-Komponenten-Entwicklern sind die Trägerpartikel nicht vorhanden, wobei die Tonerpartikel selbst ein magnetisierbares Material enthalten, oder ansonsten wird eine andere Entwicklungstechnologie als die Magnetbürstenentwicklung verwendet.
Trockenentwicklungstoner umfassen im Wesentlichen ein thermoplastisches Bindemittel, das aus einem thermoplastischem Harz oder einer Mischung von Harzen besteht, die eine färbende Substanz, z. B. Ruß, oder einen farbgebenden Stoff, wie beispielsweise fein verteilte Farbstoffpigmente oder lösliche Farbstoffe, enthalten.
Der mittlere Durchmesser von Trockentonerpartikeln zur Verwendung bei der Magnetbürstenentwicklung beträgt etwa 10 um (vgl. "Principles of Non Impact Printing" von Jerome L. Johnson - Palatino Press, Irvine CA, 92715 U. S. A. (1986), S. 64-85), können jedoch für eine hochauflösende Entwicklung von 1 bis 5 um groß sein (vgl. z. B. Britische Patentbeschreibung GB-A- 2180948 und Internationale Patentbeschreibung WO-A-91/00548).
Die Tonerpartikel enthalten in dem harzartigen Bindemittel ein Färbemittel (aufgelöster Farbstoff oder fein verteiltes Pigment), das weiß oder schwarz sein kann oder eine Farbe des sichtbaren Spektrums aufweist, nicht jedoch das Vorhandensein von infrarot- oder ultraviolett-absorbierenden Substanzen und Substanzen ausschließt, die bei Vermischung schwarz erzeugen.
Weiße Tonerbilder können auf farbigem Bedruckstoff oder durchsichtigem Empfängermaterial, zum Beispiel zur Herstellung von der Rückseite her beleuchteter durchsichtiger Werbetafeln, verwendet werden.
Das thermoplastische harzartige Bindemittel kann von Polyester, Polyethylen, Polystyrol und Copolymeren davon, z. B. Styrol- Acryl-Harz, Styrol-Butadien-Harz, Acrylat- und Methacrylat- Harzen, Polyvinylchlorid-Harz, Vinylacetat-Harz, Copoly(Vinylchlorid-Vinylacetat)-Harz, Copoly(Vinylchlorid- Vinylacetat-Maleinsäure)-Harz, Vinyl-Butyral-Harzen, Polyvinylalkohol-Harzen, Polyurethan-Harzen, Polyimid-Harzen, Polyamid-Harzen und Polyester-Harzen gebildet werden. Polyesterharze werden bevorzugt, um für Hochglanz und verbesserte Abriebfestigkeit zu sorgen. Derartige Harze weisen gewöhnlich einen Glasübergangspunkt von mehr als 45ºC mit einer Schmelzviskosität von mindestens 500 Poise bis hin zu nicht mehr als 15 000 Poise auf. Das Vorhandensein von anderen Bestandteilen in den Tonerpartikeln, wie beispielsweise das Färbemittel, haben gewöhnlich keine merkliche Auswirkung auf die Glasübergangstemperatur. Der spezifische Volumenwiderstand der Harze liegt vorzugsweise bei mindestens 10¹³ Ω-cm.
Geeignete Tonerzusammensetzungen sind in den Europäischen Patentanmeldungen EP-A-601235 und EP-A-628883 sowie in den Internationalen Patentanmeldungen WO 94/27192, 94/27191 und 94/29770 (sämtlich Agfa-Gevaert NV) beschrieben. Die Glasübergangstemperaturen der meisten gebräuchlichen Tonerzusammensetzungen sind bei etwa 55ºC ähnlich. Dort, wo die Bahn eine Reihe von verschiedenen Tonern trägt, wie zum Beispiel im Fall von Mehrfarbenbildern, sollte das Oberflächenbehandlungselement mit der Bahn in Berührung treten, während sich die Bahn auf einer Temperatur oberhalb der niedrigsten Glasübergangstemperatur der vorhandenen Toner befindet, am besten oberhalb der höchsten Glasübergangstemperatur der vorhandenen Toner, und die Berührung vorzugsweise nahe der niedrigsten Glasübergangstemperatur abbrechen.
Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Druckers sind Einrichtungen vorgesehen, die es ermöglichen, Bilder wahlweise ohne ein glänzendes Erscheinungsbild zu erzeugen, wo dies erwünscht sein kann. Zum Beispiel im Fall von Oberflächenbehandlungsrollen, die das Empfängermaterial berühren, bevor dessen Temperatur unter die Glasübergangstemperatur des Toners sinkt, können Einrichtungen vorgesehen sein, um diese Rollen wahlweise aus der Berührung mit der Bahn herauszubewegen. Im Fall von erwärmten Oberflächenbehandlungsrollen können Einrichtungen vorgesehen sein, um die Zufuhr von Wärmeenergie zu diesen wahlweise abzuschalten.
Eine Reihe von Fixierverfahren sind bekannt. Die Fixiereinrichtungen können eine Vielzahl von Formen annehmen, wie beispielsweise eine Heißrollen- oder Strahlungswärme- Fixierung.
Zum Beispiel wird die das Tonerbild tragende Bahn über erwärmte Rollen geführt. Bei einer solchen Rollenfixierung tritt ein Problem auf, dass wenn die Temperatur der Rollen zu hoch ist, Toner vom Empfängermaterial auf die Oberfläche der Rollen überführt oder übertragen wird (ein als "Heiß-Abliegen" bekannter Effekt) und auf einer nachfolgenden Stelle auf dem Empfängermaterial abgelagert wird, wodurch ein "Geister"- Bilder-Effekt erzeugt wird. Ein Auftreten von Geisterbildern kann reduziert werden, indem ein Trenn- oder Ablösemittel, wie beispielsweise Silikonöl, kontinuierlich auf die Oberfläche der Rollen aufgebracht wird, jedoch stellt dieses Trenn- oder Ablösemittel ein Verbrauchsmaterial dar, das die laufenden Kosten des Druckers erhöht. Wenn die Temperatur der Rollen zu niedrig ist, wird der Toner unzureichend auf dem Papier fixiert, und es kann ein als "Kalt-Abliegen" bekannter Effekt auftreten. Nach einer gewissen Zeit können die erwärmten Rollen einem Verschleiß unterliegen. Aufgrund der Tatsache, dass die Erwärmung mit der Berührung mit dem Empfängermaterial stattfindet, können auch nachteilige Oberflächeneffekte auftreten. Wenn das Papier in Bogenform vorliegt, neigt das Papier außerdem dazu, an den Rollen zu haften, und es müssen spezielle Papierabstreifeinrichtungen vorgesehen werden, und die Auswahl von Materialien zur Ausbildung der Oberfläche der Rollen ist begrenzt.
Nichtsdestotrotz haben wir gefunden, dass dort, wo die Bahn nur auf einer Breitseite ein Tonerbild trägt, d. h. bei sogenannten "Simplex"-Druckern, die Fixiereinrichtung zweckmäßigerweise eine aus einem starren Material ausgebildete erwärmte Fixierrolle sein kann, z. B. eine Metallrolle, die eine Oberflächenbeschichtung aus einem abhäsiven Material, wie beispielsweise Silikonkautschuk, aufweist, ohne die Notwendigkeit, ein Trenn- oder Ablösemittel aufzubringen. Es ist eine zum Bespiel aus Kautschuk oder einem Elastomermaterial ausgebildete gegenüberliegende Druckrolle vorgesehen, die auf die Fixierrolle zu vorgespannt ist, um dazwischen einen Spalt zu bilden, durch den Bahn hindurchtritt. Diese Fixieranordnung ist besonders vorteilhaft, wenn die Bahn ein Material mit niedrigem Schmelzpunkt umfasst, wie beispielsweise ein Kunststoffmaterial, das üblicherweise als Substrat für bedruckte Etiketten verwendet wird, das zum Dehnen neigt, wenn es durch eine Strahlungswärme-Fixiervorrichtung hindurchgeführt wird. Die Temperatur der erwärmten Fixierrolle, die durch die Verwendung eines passend angeordneten Sensors überwacht werden kann, kann so gesteuert werden, dass das Tonerbild unvollständig fixiert wird, wobei die Fixierung durch eine Berührung mit einem erwärmten Oberflächenbehandlungselement vervollständigt wird.
Eine Reihe von Strahlungswärme-Fixiertechniken sind ebenfalls bekannt. Bei der "Blitz-Fixierung" wird dem Empfängermaterial, welches das zu fixierende Tonerbild trägt, ein kurzer intensiver Strahlungsenergiestoß zugeführt. Die Wellenlänge der Strahlungsenergie ist so gewählt, dass sie vom Toner absorbiert wird, und liegt daher im sichtbaren oder ultravioletten Teil des Spektrums. Eine solche Technik ist für Mehrfarbenbilder ungeeignet, wo Toner mit unterschiedlicher Zusammensetzung auf dem Empfängermaterial mitgeführt werden, wobei die besagten Toner im sichtbaren Spektrum unterschiedliche Absorptionseigenschaften aufweisen.
Eine Reihe von Konstruktionen für Bildfixierstationen sind auf dem Fachgebiet vorgeschlagen worden, die eine Strahlungswärme-, d. h. Infrarot-Fixiertechnik verwenden. So beschreibt zum Beispiel die Europäische Patentanmeldung EP-A-629930 (Xeikon NV) eine Bildfixierstation zum Fixieren des Tonerbildes auf einem sich bewegenden Empfängermaterial, die zwei Paare von Strahlungswärmequellen umfasst, deren Spitzenenergieabgabe- Wellenlänge im nicht-sichtbaren Teil des Spektrums liegt.
Durch die Verwendung einer Infrarot-Strahlungswärme-Fixierung wird das gesamte Empfängermaterial, d. h. nicht nur der Toner, heiß. Die meisten Empfängermaterialien besitzen eine relativ hohe Wärmekapazität und benötigen daher zum Abkühlen etwas Zeit. Aus diesem Grund ist in Bewegungsrichtung hinter der Fixierstation häufig eine Kühlvorrichtung, speziell eine berührungsfreie Kühlvorrichtung, vorgesehen.
Wenn die Empfängermaterialbahn von Papier gebildet wird, kann im Fall eines Ausfalls des Bahnantriebs, wie er zum Beispiel auftreten kann, wenn es zu einer Unterbrechung der elektrischen Stromversorgung kommt, eine gefährliche Situation verursacht werden. Selbst wenn dabei die elektrische Stromzufuhr zur Infrarot-Strahlungswärme-Fixiervorrichtung unterbrochen wird, befindet sich ein Teil der Bahn in enger Nachbarschaft zu den Strahlungsheizelementen, die einige Zeit lang eine merkliche Hitze bewahren können. Es besteht daher ein Risiko, dass das Bahnmaterial beschädigt wird oder sogar Feuer fangen kann, und weiter, dass sich ein solcher Feuer entlang der Bahn zu anderen Teilen des Druckers ausbreiten kann.
In der Europäischen Patentanmeldung EP-A-629930 (Xeikon NV) wird eine Ausführungsform beschrieben, bei der die Strahlungswärmequellen in einer solchen Weise in schwenkbar angebrachten Paaren von Gehäusen angeordnet sind, dass die Gehäuse in eine geschlossene Stellung bewegt werden können, um die Strahlungswärmequellen von der Bahn abzuschirmen, wenn die Bewegungsgeschwindigkeit der Bahn unter einen vorbestimmten Wert sinkt. Daher wird eine Beschädigung der Bahn vermieden, wenn deren Bewegung stoppt.
Wir bevorzugen die Verwendung eines berührungsfreien Fixierverfahrens und insbesondere einer Infrarot- Strahlungswärme-Fixierung. Die Spitzenenergieabgabe-Wellenlänge der Strahlungswärmequelle entspricht vorzugsweise einer Absorptionswellenlänge des Empfängermaterials, das bei bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung Papier umfasst, welches über den Bereich von 3 um bis mindestens 8 um Strahlung stark absorbiert (d. h. mehr als 50% der einfallenden Energie absorbiert). Dadurch werden die Tonerpartikel indirekt aus der vom Empfängermaterial absorbierten Wärmeenergie erwärmt, wobei die Wärmeenergie durch eine Kombination von Wärmeleitung und Konvektion aus dem Empfängermaterial übertragen wird. Etwas Wärmeenergie wird selbstverständlich unmittelbar von den Tonerpartikeln absorbiert, in einem Maß, das von ihrer Zusammensetzung abhängt. 50 kann die Strahlungswärmequelle eine oder mehr Infrarot emittierende Quellen umfassen, die bewirken, dass das Empfängermaterial über die Schmelztemperatur der Tonerpartikel erwärmt wird, so dass die letzteren schmelzen und daran haften. Aufgrund der Tatsache, dass die Erwärmung ohne Berührung mit dem Empfängermaterial erfolgt, werden Kalandrier- Effekte vermieden. Die Strahlungswärmequelle weist vorzugsweise eine Strahlungsenergieabgabe-Wellenlänge innerhalb des Bereichs von 1 bis 10 um auf, wie beispielsweise innerhalb des Bereichs von 3 bis 6 um.
Die Strahlungswärmequellen können entlang eines verhältnismäßig langen Bahnpfades des Empfängermaterials vorgesehen sein, so dass die Geschwindigkeit des letzteren weniger Einschränkungen unterworfen ist. Außerdem wird auch ein Verschmieren des übertragenen Tonerbildes vermieden. Die Infrarot emittierenden Strahlungswärmequellen sind vorzugsweise derart, dass sie Wärme durch den Joule-Effekt emittieren.
Dort, wo eine Infrarot-Strahlungswärme-Fixierung verwendet wird, ist es ein zusätzliches Ziel der Erfindung, die Risiken der Ausbreitung von Feuer im Drucker im Fall einer Störung des Bahntransports zu vermindern, ganz gleich, ob die Strahlungswärme-Fixiervorrichtung von der in der EP-A-629930 beschriebenen Art oder von irgendeiner anderen Art ist.
So umfasst die Fixiereinrichtung gemäß einem bevorzugten Merkmal der Erfindung eine Infrarot-Strahlungswärme- Fixiereinrichtung, umfassend ein Fixiergehäuse mit einem Bahneinlass, einem Bahnauslass und Infrarotstrahlerelementen, und in Bewegungsrichtung unmittelbar hinter dem Bahnauslass ist ein Paar Oberflächenbehandlungsrollen angeordnet, durch welche der Bahnpfad verläuft, und es sind Einrichtungen vorgesehen, um die Rollen des Oberflächenbehandlungsrollenpaars zwischen einer offenen Stellung, in der sich die Rollen nicht in Berührung mit dem Empfängermaterial befinden, und einer geschlossenen Stellung zu bewegen, in der sich die Rollen in Berührung mit dem Empfängermaterial befinden und angeordnet sind, um den Bahnauslass zu verschließen.
Bei dieser Ausführungsform der Erfindung kann der Drucker weiter eine Einrichtung umfassen, um das Paar von Oberflächenbehandlungsrollen automatisch zu schließen, wenn die Bewegung der Bahn unter einen vorbestimmten Schwellenwert sinkt, wie beispielsweise unter 25% der Nenngeschwindigkeit. Dieses automatische Schließen des Fixiergehäuses kann auch im Fall eines Stromausfalls automatisch ausgelöst werden.
Eine geeignete Ausführungsform ist, wo die Rollen auf Schwenkarmen angebracht sind, wobei eine auf die Schwenkarme einwirkende Vorspanneinrichtung vorgesehen ist, um die Rollen aufeinander zu vorzuspannen, und eine auf die Schwenkarme einwirkende Antriebseinrichtung vorgesehen ist, um die Rollen voneinander weg zu bewegen. Eine ausrückbare Kupplung kann zwischen der Antriebseinrichtung und den Schwenkarmen vorgesehen sein, um die Antriebseinrichtung von diesen abzukuppeln, wenn die Bewegung der Bahn unter einen vorbestimmten Schwellenwert sinkt.
In Bewegungsrichtung unmittelbar vordem Bahneinlass kann ein weiteres Rollenpaar angeordnet sein, durch welches der Bahnpfad verläuft. Dieses weitere Rollenpaar kann ebenfalls so angeordnet sein, dass es sich schließt, wenn die Bahngeschwindigkeit sinkt.
Die Anordnung, durch welche die Oberflächenbehandlungsrollen zwischen einer offenen und geschlossenen Stellung bewegt werden können, kann besonders vorteilhaft oder nützlich sein, wenn die Oberflächenbehandlungsrollen angetriebene Rollen sind, die von außen erwärmt werden. Beim Anfahren des Druckers können die Rollen in der offenen Stellung gehalten werden, während sie bis auf die Betriebstemperatur erwärmt werden, und können danach in die geschlossene Betriebsstellung bewegt werden.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung

Die Erfindung wird nun rein beispielhaft unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen weiter beschrieben, in denen:
Fig. 1 eine Schnittansicht eines Druckers gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt, der zum gleichzeitigen Duplex-Drucken imstande ist;
Fig. 2 im Detail eine Querschnittsansicht von einer der Druckstationen des in Fig. 1 dargestellten Druckers zeigt;
Fig. 3 Einzelheiten der Oberflächenbehandlungsstation des in den Fig. 1 und 2 dargestellten Druckers zeigt;
Fig. 4 Einzelheiten einer Oberflächenbehandlungsstation eines Druckers gemäß einer alternativen Ausführungsform der Erfindung zeigt;
Fig. 5 Einzelheiten der Oberflächenbehandlungsrolle der in Fig. 4 dargestellten Oberflächenbehandlungsstation zeigt;
Fig. 6 Einzelheiten einer Oberflächenbehandlungsstation gemäß einer weiteren alternativen Ausführungsform der Erfindung zeigt;
die Fig. 7a, 7b und 7c Einzelheiten der Anbringung und des Funktionsprinzips der in Fig. 3 dargestellten Oberflächenbehandlungsstationen in verschiedenen Betriebsstadien zeigen;
Fig. 8 eine alternative Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Oberflächenbehandlungsstation zeigt; und
Fig. 9 eine Abwandlung der in Fig. 8 dargestellten Ausführungsform zeigt.
Der in den Figuren dargestellte Drucker 10 weist eine Versorgungsstation 13 auf, in der eine Rolle 14 Bahnmaterial 12 untergebracht ist, in einer ausreichenden Menge, um etwa bis zu 5000 Bilder zu drucken. Die Bahn 12 wird in ein turmartiges Druckergehäuse 44 transportiert, in dem Trägersäulen 46 und 46' vorgesehen sind, die jeweils fünf gleichartige Druckstationen A bis E und A' bis E' beherbergen. Die Bilderzeugungsstationen A, B, C und D und gleichfalls A', B', C' und D' sind angeordnet, um Bilder in den Farben Gelb, Magenta, Cyan bzw. Schwarz zu drucken. Die Stationen E und E' sind vorgesehen, um wahlweise eine zusätzliche Farbe zu drucken, zum Beispiel eine speziell an Kundenwünsche angepasste Farbe, zum Beispiel Weiß. Jede Untergruppe von Druckstationen A bis E und A' bis E' ist in einer im Wesentlichen vertikalen Konfiguration montiert, was zu einer kleineren Standfläche führt. Die Säulen 46 und 46' können mittels einer auf Federn 50, 51 ruhenden Plattform gegen Schwingungen oder Vibrationen montiert sein. Die Säulen 46 und 46' können auf Schienen montiert sein, was ihre Relativbewegung ermöglicht. Auf diese Weise können die Säulen zu Wartungszwecken voneinander weg bewegt werden.
Die von einer Vorratsrolle 14 abgewickelte Papierbahn 12 wird in einer Aufwärtsrichtung nacheinander an den Druckstationen vorbei transportiert. Eine Bremse 11 wirkt gegen die Rolle 14. Nach dem Passieren der letzten Druckstation E' bewegt sich die Papierbahn 12 über eine Umkehrrolle 150 und dann nach unten durch eine Bildfixierstation 16, eine Oberflächenbehandlungsstation 17 (die in Fig. 1 zu Zwecken der Klarheit nicht dargestellt ist), eine Kühlstation 18 und dann zu einer Schneidestation 20, um die Bahn 12 in Bögen zu schneiden und einem Schnittbogenstapel 52 zuzuführen. Die Bahn 12 wird von zwei Antriebsrollen 22a, 22b durch den Drucker transportiert, von denen eine zwischen der Versorgungsstation 13 und der ersten Bilderzeugungsstation A angeordnet und die zweite zwischen der Kühlstation 18 und der Schneidestation 20 angeordnet ist. Die Antriebsrollen 22a, 22b werden von steuerbaren Motoren 23a, 23b angetrieben. Einer der Motoren 23a, 23b ist geschwindigkeitsgesteuert, mit einer solchen Drehgeschwindigkeit, dass die Bahn mit der geforderten Geschwindigkeit, die zum Beispiel etwa 125 mm/s betragen kann, durch den Drucker transportiert wird. Der andere Motor ist drehmomentgesteuert, in einer solchen Weise, dass eine Bahn- Zugspannung von zum Beispiel 1 N/cm Bahnbreite erzeugt wird.
Wie in Fig. 2 dargestellt, umfasst jede Bilderzeugungsstation (z. B. die Druckstation B) eine zylindrische Trommel 24 mit einer fotoleitenden äußeren Oberfläche 26. In Umfangsrichtung um die Trommel 24 herum angeordnet ist eine Haupt-Corotron- oder Scorotron-Ladevorrichtung 28, welche die Trommeloberfläche 26 gleichförmig zum Beispiel auf ein Potenzial von etwa -600 V aufladen kann, eine Belichtungsstation 30, welche zum Beispiel in Form eines Abtastlaserstrahls oder eines LED-Arrays vorliegen kann, der/das die fotoleitende Trommeloberfläche 26 bildweise und zeilenweise belichtet, wodurch bewirkt wird, dass die Ladung auf der letzteren selektiv abgeleitet wird, zum Beispiel auf ein Potenzial von etwa -250 V, wodurch eine bildweise Verteilung von elektrischer Ladung auf der Trommeloberfläche 26 zurückbleibt. Dieses sogenannte "Latentbild" wird durch eine Entwicklungsstation 32 sichtbar gemacht, die mittels auf dem Fachgebiet bekannter Einrichtungen einen Entwickler mit der Trommeloberfläche 26 in Berührung bringt. Die Entwicklungsstation 32 schließt eine Entwicklertrommel 33 ein, die verstellbar montiert ist, was es ermöglicht, sie in radialer Richtung auf die Trommel 24 zu oder von dieser weg zu bewegen, aus Gründen, die weiter unten erläutert werden. Bei einer typischen Bauweise einer Entwicklerstation enthält die Entwicklertrommel 33 in einer rotierenden Hülse mitgeführte Magnete, die bewirken, dass sich die Mischung von Toner und magnetisierbaren Trägerpartikeln mitdreht, um die Oberfläche 26 der Trommel 24 in einer bürstenartigen Weise zu berühren. Negativ geladene Tonerpartikel, die triboelektrisch auf ein Niveau von zum Beispiel 9 uC/g aufgeladen worden sind, werden zu den fotobelichteten Flächen auf der Trommeloberfläche 26 hin angezogen, durch das elektrische Feld zwischen diesen Flächen und dem negativ elektrisch vorgespannten Entwickler, so dass das Latentbild sichtbar wird.
Nach der Entwicklung wird das an der Trommeloberfläche 26 haftende Tonerbild durch eine Übertragungs-Koronavorrichtung 34 auf die sich bewegende Bahn 12 übertragen. Die sich bewegende Bahn 12 befindet sich über einen durch die Position der Trommeln 24' und 24 " der unmittelbar benachbarten gegenüberliegenden Druckstationen (z. B. der Druckstationen A' und B') festgelegten Umschlingungswinkel o von etwa 15º in Flächenberührung mit der Trommeloberfläche 26. Wie man aus Fig. 1 sieht, sind die Säulen 46 und 46' eng beieinander montiert, so dass sich die Bahn 12 auf einem allgemein vertikalen Pfad bewegt, der durch die einander gegenüberliegenden Oberflächen der Abbildungsstation-Trommeln 24, 24' festgelegt wird. Diese Anordnung ist derart, dass jede Abbildungsstation-Trommel als Führungsrolle für jede benachbarte Trommel dient, indem sie den Umschlingungswinkel festlegt.
Die Übertragungs-Koronavorrichtung, die sich auf der zur Trommel entgegengesetzten Seite der Bahn befindet und ein hohes Potenzial aufweist, dessen Vorzeichen entgegengesetzt zu demjenigen der Ladung auf den Tonerpartikeln ist, zieht die Tonerpartikel von der Trommeloberfläche 26 weg an und auf die Oberfläche der Bahn 12. Die Übertragungs-Koronavorrichtung ist typischerweise mit ihrem Koronadraht etwa 7 mm von dem Gehäuse, das sie umgibt, und 7 mm von der Papierbahn angeordnet. Ein typischer Übertragungs-Koronastrom beträgt etwa 3 uA/cm Bahnbreite. Die Übertragungs-Koronavorrichtung 34 dient auch dazu, eine starke Haftkraft zwischen der Bahn 12 und der Trommeloberfläche 26 zu erzeugen, die bewirkt, dass die letztere in Synchronisation mit der Bewegung der Bahn 12 gedreht wird und die Tonerpartikel in festen Kontakt mit der Oberfläche der Bahn 12 zwingt. Die Bahn sollte sich jedoch nicht über den durch die Positionierung der Trommel der nächsten benachbarten Druckstation vorgegebenen Punkt hinaus um die Trommel herumlegen, und in Umfangsrichtung jenseits der Übertragungs-Koronavorrichtung 34 ist daher eine Bahnentlade- Koronavorrichtung 38 vorgesehen, die mit Wechselstrom betrieben wird und dazu dient, die Bahn 12 zu entladen, und es dadurch der Bahn ermöglicht, sich von der Trommeloberfläche 26 zu lösen. Die Bahnentlade-Koronavorrichtung 38 dient auch dazu, eine Funkenbildung auszuschließen, während die Bahn die Oberfläche 26 der Trommel verlässt.
Danach wird die Trommeloberfläche 26 durch eine Vorlade- Corotron- oder Scorotron-Vorrichtung 40 auf ein Niveau von zum Beispiel -580 V vorgeladen. Das Vorladen macht das endgültige Aufladen durch die Korona 28 leichter. Jeglicher restliche Toner, der noch an der Trommeloberfläche anhaften könnte, kann durch eine auf dem Fachgebiet bekannte Reinigungseinheit 42 leichter entfernt werden. Verbleibende Spuren des vorherigen elektrostatischen Bildes werden von der Korona 28 ausgelöscht. Die Reinigungseinheit 42 enthält eine verstellbar angebrachte Reinigungsbürste 43, deren Position auf die Trommeloberfläche 26 zu oder weg von dieser verstellt werden kann, um eine optimale Reinigung sicherzustellen. Die Reinigungsbürste ist geerdet oder unterliegt in Bezug zur Trommel einem solchen Potenzial, dass sie die restlichen Tonerpartikel von der Trommeloberfläche weg anzieht. Nach der Reinigung ist die Trommeloberfläche für einen anderen Aufzeichnungszyklus bereit.
Unter Bezugnahme auf die beiden Fig. 1 und 2 bewegt sich die Bahn nach dem Passieren der ersten Druckstation A (von einem Drucker 10 - vgl. Fig. 1) nacheinander zu Bilderzeugungsstationen B, C und D, wo Bilder in anderen Farben auf die Bahn übertragen werden. Es ist entscheidend, dass die in aufeinanderfolgenden Stationen erzeugten Bilder miteinander im Register sind. Um dies zu erreichen, muss der Beginn des Abbildungsvorgangs an jeder Station sorgfältig zeitgesteuert werden. Jedoch ist ein genaues Register der Bilder nur dann möglich, wenn kein Schlupf zwischen der Bahn 12 und der Trommeloberfläche 26 vorhanden ist.
Die von der Übertragungs-Koronavorrichtung 34 erzeugte elektrostatische Haftkraft zwischen der Bahn und der Trommel, der durch die Relativposition der Trommel 24 und der Trommeln 24' und 24 " festgelegte Umschlingungswinkel ω und die durch die Antriebsrolle 22 und die Bremswirkung der Bremse 11 in der Bahn erzeugte Zugspannung sind derart, dass sichergestellt wird, dass die Drehgeschwindigkeit der Trommel 24 im Wesentlichen nur durch die Bewegung der Bahn 12 festgelegt wird, wodurch gewährleistet ist, dass sich die Trommeloberfläche synchron zur Bahn bewegt.
Die Reinigungseinheit 42 enthält eine drehbare Reinigungsbürste 43, die so angetrieben wird, dass sie sich in derselben Richtung wie die Trommel 24 und mit einer Umfangsgeschwindigkeit von zum Beispiel dem Doppelten der Umfangsgeschwindigkeit der Trommeloberfläche dreht. Die Entwicklungseinheit 32 enthält eine bürstenartige Entwicklertrommel 33, die sich in der entgegengesetzten Richtung wie die Trommel 24 dreht. Das durch die rotierende Entwicklungsbürste 33 und die gegenläufig rotierende Reinigungsbürste 43 auf die Trommel 24 aufgebrachte resultierende Drehmoment wird so eingestellt, dass es nahe Null beträgt, wodurch sichergestellt wird, dass das einzige auf die Trommel aufgebrachte Drehmoment aus der Haftkraft zwischen der Trommel 24 und der Bahn 12 stammt. Eine Einstellung dieser resultierenden Kraft ist dank der verstellbaren Anbringung der Reinigungsbürste 43 und/oder der Entwicklungsbürste 33 und der Bürsteneigenschaften möglich.
Fig. 3 zeigt Einzelheiten einer Ausführungsform einer Oberflächenbehandlungsstation 17, die zwischen der Bildfixierstation 16 und der Kühlstation 18 angeordnet ist.
Wie man in Fig. 3 sehen kann, umfasst die Bildfixierstation ein Gehäuse 60, das ein Brandschott bildet, wobei das Gehäuse einen oberen Bahneinlass 62, einen unteren Bahnauslass 64 und steuerbare Wärmestrahlerelemente 63 aufweist. In Bewegungsrichtung unmittelbar hinter dem Bahnauslass 64 ist ein Paar Oberflächenbehandlungsrollen 66, 67 angeordnet, die durch in Fig. 3 nicht dargestellte Einrichtungen aufeinander zu vorgespannt sind, um einen Spalt zu bilden, durch den die Bahn 12 hindurchtritt. Die Oberflächenbehandlungsrollen 66, 67 werden von steuerbaren Kaltluftgebläsen 68 bzw. 69 gekühlt.
Wenn sie die Fixierstation 16 verlässt, befindet sich die Bahn 12 auf einer Temperatur oberhalb der Glasübergangstemperatur Tg des Toners, aus dem das Bild darauf besteht. Toner auf den Breitseiten der Bahn berührt die Oberflächenbehandlungsrollen 66, 67, wo seine Oberflächeneigenschaften verändert werden, um den Glanz zu vergrößern und die Farbsättigung zu verbessern.
Bei der in Fig. 4 dargestellten alternativen Ausführungsform folgt die Bahn 12, die den Auslass 64 des Fixiergehäuses 60 verlässt, auf ihrem Weg zur Kühlstation 18 einem schlangenlinienförmigen Pfad zwischen zwei im Abstand angeordneten Oberflächenbehandlungsrollen 70, 71. Wie weiter in Fig. 5 dargestellt, umfasst die Oberflächenbehandlungsrolle 70 einen geerdeten metallischen (z. B. Edelstahl-) Kern 78, der mit einem vorzugsweise leitenden, zum Beispiel aus Silikonkautschuk gebildeten elastomeren Überzug 80 versehen ist, der wiederum eine Beschichtung aus Polytetrafluorethylen oder einem anderen reibungsarmen Material tragen kann. Eine Gleichstrom- Koronavorrichtung 72, die bei einer Spannung von etwa 2 kV mit einem Strom von etwa 10 bis 100 uA arbeitet, baut auf der benachbarten Breitseite der Bahn 12 eine Ladung auf, die dazu dient, die Bahn in Richtung der Oberflächenbehandlungsrolle 70 anzuziehen, wodurch der von dieser Oberflächenbehandlungsrolle auf die Bahn aufgebrachte Druck vergrößert wird. Eine Wechselstrom-Korona 78, die mit sagen wir 15 kV arbeitet, beseitigt die Ladung von der Bahn 12, während sie die Berührung mit der Oberflächenbehandlungsrolle 70 abbricht. Die Oberflächenbehandlungsrolle 71 ist ähnlich aufgebaut und angeordnet. Wie in Fig. 4 dargestellt, kann jede der Oberflächenbehandlungsrollen 70, 71 mit einer rotierenden Bürste 74 versehen sein, die dazu dient, jegliche verirrten Tonerpartikel zu entfernen, die an der Rollenoberfläche anhaften können, oder die alternativ benutzt werden kann, um ein Trenn- oder Ablösemittel auf die Rollenoberfläche aufzubringen.
Wenn sie die Fixierstation 16 verlässt, befindet sich die Bahn 12 auf einer Temperatur oberhalb der Glasübergangstemperatur Tg des Toners, aus dem das Bild darauf besteht. Bei Betrachtung in Fig. 4 berührt Toner auf der rechten Breitseite der Bahn die Oberflächenbehandlungsrolle 70, wo die Oberflächeneigenschaften desselben verändert werden, um den Glanz zu vergrößern und die Farbsättigung zu verbessern. Toner auf der linken Breitseite der Bahn bleibt im Wesentlichen unbeeinflusst. Da die Bahn die Oberflächenbehandlungsrolle 70 mit einer Temperatur verlässt, die unterhalb von Tg liegt, ist eine Zwischen-Heizvorrichtung 76 vorgesehen, um die Bahntemperatur über Tg zu erhöhen, bevor der Toner, aus dem das Bild auf der linken Breitseite der Bahn besteht, die Oberflächenbehandlungsrolle 71 berührt, wo seine Oberflächeneigenschaften gleichfalls verändert werden.
Bei der in Fig. 6 dargestellten Ausführungsform ist in Bewegungsrichtung unmittelbar hinter dem Bahnauslass 64 ein Paar Oberflächenbehandlungsbänder 84, 85 angeordnet, die über obere steuerbar erwärmte Rollen 82 bzw. 83 und untere gekühlte Rollen 86 bzw. 87 laufen. Die geometrische Anordnung dieser Bandtragrollen ist derart, dass zwischen den Bändern 84 und 85 eine Druckberührung aufgebaut wird. Alternativ kann ein Paar dazwischen angeordneter Druckrollen vorgesehen sein, die aufeinander zu vorgespannt sind, um einen Spalt zu bilden, durch den die Oberflächenbehandlungsbänder 84, 85 hindurch treten. Die Bänder werden von Metall gebildet, wie beispielsweise nichtrostendem Stahl, das mit einer PTFE- Beschichtung versehen ist, oder von einem wärmeleitenden Polymer, wie beispielsweise KAPTON (Handelsmarke ex Dupont Corp.).
Wenn sie die Fixierstation 16 verlässt, befindet sich die Bahn 12 auf einer Temperatur oberhalb der Glasübergangstemperatur Tg des Toners, aus dem das Bild darauf besteht. Toner auf den Breitseiten der Bahn berührt die Oberflächenbehandlungsbänder 84, 85, wo seine Oberflächeneigenschaften verändert werden, um den Glanz zu vergrößern und die Farbsättigung zu verbessern. Die Verwendung von Oberflächenbehandlungsbändern an Stelle von Oberflächenbehandlungsrollen bei der in Fig. 6 dargestellten Ausführungsform sorgt für eine längere Berührungszeit, und dadurch wird dem Tonerbild ein höherer Glanz verliehen.
Bezug nehmend auf die Fig. 7a, 7b und 7c sieht man, dass die Oberflächenbehandlungsrollen 66, 67 auf Schwenkarmen 88, 89 montiert sind, die in einer scherenartigen Anordnung an einem Schwenkpunkt 90 schwenkbar miteinander verbunden sind. Eine Feder 92 drückt die unteren Enden der Arme 88, 89 auseinander, um die Rollen 66, 67 in Berührung miteinander vorzuspannen. Ein Bowdenzug 94 steht mit den Armen 88, 89 in Wirkverbindung. Während die Fig. 7a, 7b und 7c die Anordnung an nur einem Ende der Rollen 66, 67 zeigen, versteht sich, dass die Anordnung am anderen Ende ähnlich ist. Die Bowdenzüge von beiden Enden stehen mit einer Betätigungsvorrichtung 102 in Wirkverbindung. Die Betätigungsvorrichtung 102 umfasst einen Linearantriebsmotor 96, der an einem Punkt 97 befestigt ist und einen sich bewegenden Schaft 99 aufweist. Der Schaft 99 trägt eine elektromagnetisch betätigte Kupplungsvorrichtung 98, die solcherart ist, dass wenn durch ihren Elektromagneten Strom fließt, ein verschiebbarer U-förmiger Rahmen 100 zu diesem hin angezogen wird. Der Rahmen 100 ist mit den beiden Bowdenzügen 94 verbunden.
Eine Steuervorrichtung (nicht dargestellt) ist vorgesehen, um die Bewegung der Bahn zu erfassen und die Stromzufuhr zur Kupplungsvorrichtung 98 zu unterbrechen, wenn die Bahngeschwindigkeit unter einen voreingestellten Schwellenwert, wie zum Beispiel 25% der Nenngeschwindigkeit, absinken sollte.
Die Fig. 7a und 7b zeigen zwei normale Betriebsstellungen, wobei in beiden Strom durch den Elektromagneten der Kupplungsvorrichtung 98 fließt. In Fig. 7a ist die Antriebsvorrichtung 96 betätigt worden, um den Schaft 99 einzuziehen, wodurch der Rahmen 100 bei Betrachtung in den Figuren nach rechts gezogen wird, was bewirkt, dass der Bowdenzug die Arme 88, 89 entgegen der Kraft der Feder 92 zusammenzieht, wodurch sich die Rollen 66, 67 öffnen. Diese Stellung entspricht einer Betriebsart des Druckers ohne Bild- Oberflächenbehandlung.
In Fig. 7b ist die Antriebsvorrichtung 96 betätigt worden, um den Schaft 99 auszufahren, wodurch der Rahmen 100 nach links gedrückt wird, was bewirkt, dass der Bowdenzug die Arme 88, 89 freigibt, wodurch sich die Rollen 66, 67 unter der Kraft der Federn 92 schließen können. Diese Stellung entspricht der Betriebsart des Druckers mit Bild-Oberflächenbehandlung.
Fig. 7c zeigt die Stellung, wenn die Bewegung der Bahn 12 unter den vorbestimmten Schwellenwert abgesunken ist, oder ein Stromausfall stattgefunden hat. In dieser Stellung hat der Strom aufgehört, durch den Elektromagneten der Kupplungsvorrichtung 98 zu fließen, und daher ist der Rahmen 100 von dieser freigegeben worden. Dies gestattet es, dass sich der Rahmen 100 nach links verschiebt, was bewirkt, dass die Bowdenzüge die Arme 88, 89 freigeben, wodurch sich die Rollen 66, 67 unter der Kraft der Federn 92 schließen können. Dadurch wird der Auslass 64 des Fixiergehäuses verschlossen. Diese Stellung entspricht der Sicherheitsabschaltungs-Betriebsart des Druckers, wobei jegliches Feuer im Fixiergehäuse sicher darin zurückgehalten wird.
Bei der in Fig. 8 dargestellten alternativen Ausführungsform bewegt sich die Bahn 12, welche die Fixierstation 16 verlässt, mit einer Temperatur von zum Beispiel 110 bis 150ºC über ein Paar Kühlrollen 201, 202, wodurch jede Breitseite der Bahn ausreichend stark abgekühlt wird, um ein Heiß-Abliegen zu verhindern, so dass die Temperatur des Tonerbildes darauf zum Beispiel unter die Glasübergangstemperatur des Toners, beispielsweise unter 65ºC, gebracht wird. Diese Kühlrollen sind hohle geerdete Edelstahl-Rollen, die eine leitende elastomere Silikonkautschukbeschichtung tragen, wobei Gebläse 203, 204 vorgesehen sind, um kalte Luft durch ihr Inneres zu blasen.
Die Bahn 12 tritt nun in eine Oberflächenbehandlungsstation 217 ein. Die Oberflächenbehandlungsstation 217 umfasst zwei Gehäuseteile 218, 219. Ein erstes Paar
Oberflächenbehandlungsrollen 220, 221 ist am Einlass der Oberflächenbehandlungsstation vorgesehen, und ein zweites Paar Oberflächenbehandlungsrollen 222, 223 ist am Auslass der Oberflächenbehandlungsstation vorgesehen. Die Oberflächenbehandlungsrollen 220, 222 werden in einem Gehäuseteil 218 getragen, während die Oberflächenbehandlungsrollen 221, 223 im anderen Gehäuseteil 219 getragen werden. Die Gehäuseteile 218, 219 sind durch Federn 224, 225 aufeinander zu vorgespannt, wodurch die Oberflächenbehandlungsrollen jedes Paars in Berührung miteinander vorgespannt werden, um einen Spalt zu bilden, durch den die Bahn 12 verläuft.
Jede Oberflächenbehandlungsrolle 220, 221, 222 und 223 ist jeweils mit einem Heizstrahler 230, 231, 232, 233 versehen, dem von einer nicht dargestellten Einrichtung elektrischer Strom steuerbar zugeführt wird, wobei die Heizstrahler jeweils unter der Bedingung eines stabilen Zustands eine Wärmeausgangsleistung von 500 bis 200 Watt aufweisen. Temperatursensoren 234, 235 sind vorgesehen, um die Temperatur der Oberfläche von mindestens einer Oberflächenbehandlungsrolle jedes Paars zu messen. Diese Temperatursensoren sind mit der steuerbaren Stromversorgungseinrichtung für die Heizstrahler 230, 231, 232, 233 gekoppelt. Jede Oberflächenbehandlungsrolle 220, 221, 222 und 223 ist auch jeweils mit einer wahlweise vorgesehenen Ölungsrolle 240, 241, 242, 243 versehen, um ein Trenn- oder Ablösemittel, wie beispielsweise ein Silikonöl, auf die Oberfläche der Oberflächenbehandlungsrollen aufzubringen. Die Temperatur der Oberfläche der Oberflächenbehandlungsrollen 220, 221, 222 und 223 wird so gesteuert, dass sie die Oberfläche der Bahn 12 mit einer Temperatur oberhalb der Glasübergangstemperatur Tg des Toners berühren, um das Aussehen des Tonerbildes zu verändern. Zum Beispiel beträgt die Temperatur des ersten Paars von Oberflächenbehandlungsrollen 220, 221 von 80 bis 110ºC, während die Temperatur des zweiten Paars von Oberflächenbehandlungsrollen 222, 223 von 90 bis 120ºC beträgt. Um ein Heiß-Abliegen am zweiten Paar von Oberflächenbehandlungsrollen 222, 223 zu verhindern, ist es wichtig, dass die Temperatur der Oberfläche dieser Oberflächenbehandlungsrollen oberhalb von derjenigen der Oberseite des Tonerbildes liegt. Obwohl zwischen dem ersten und zweiten Paar von Oberflächenbehandlungsrollen eine gewisse Abkühlung des Tonerbildes erwartet werden kann, bevorzugen wir, sicherzustellen, dass ein Heiß-Abliegen dadurch verhindert wird, dass die Temperatur des zweiten Paars von Oberflächenbehandlungsrollen geringfügig oberhalb von derjenigen des ersten Paars eingestellt wird.
Nach dem Verlassen der Oberflächenbehandlungsstation 217 bewegt sich die Bahn 12 über eine weitere hohle Kühlrolle 250, um das Tonerbild auf zum Beispiel unter 65ºC abzukühlen, wobei die Kühlrolle 250 mit einem Gebläse 251 versehen ist, um kalte Luft durch ihr Inneres zu blasen.
Die in Fig. 9 dargestellte Ausführungsform ist der in Fig. 8 dargestellten etwas ähnlich, jedoch mit einer anderen räumlichen Anordnung.
Bei der in Fig. 9 dargestellten alternativen Ausführungsform bewegt sich die Bahn, welche die Fixierstation 16 verlässt, zuerst über eine vorgeschobene Kühlrolle 300, wodurch eine Breitseite der Bahn ausreichend stark abgekühlt wird, um ein Heiß-Abliegen zu verhindern, zum Beispiel so, dass die Temperatur des darauf befindlichen Tonerbildes auf einen Wert unter der Glasübergangstemperatur des Toners, zum Beispiel unter 65ºC gebracht wird. Die Bahn tritt dann in die Oberflächenbehandlungsstation 317 ein, die zwei Gehäuseteile 318, 319 umfasst, in deren jedem man ein Paar Oberflächenbehandlungsrollen finden kann, die auf eine gegenüberliegende Kühlrolle zu vorgespannt sind, welche auf einem ortsfesten Rahmen der Vorrichtung getragen wird. So umfasst der Gehäuseteil 318 Oberflächenbehandlungsrollen 320, 322, die auf eine gegenüberliegende Kühlrolle 301 zu vorgespannt sind, um Spalte zu bilden, durch welche die Bahn 12 verläuft. Der erste Gehäuseteil 318 ist durch Federn 324 in Richtung des feststehenden Rahmens 328 der Vorrichtung (nur teilweise dargestellt) vorgespannt.
Jede Oberflächenbehandlungsrolle 320, 321 ist jeweils mit einem Heizstrahler 330, 332 versehen, jeder mit einer Ausgangsleistung in stabilem Zustand von 50 bis 200 Watt, denen durch nicht dargestellte Einrichtungen elektrischer Strom steuerbar zugeführt wird. Jede Oberflächenbehandlungsrolle 320, 321 ist auch mit einer wahlweise vorgesehenen Ölungsrolle 340, 342 versehen, um ein Trenn- oder Ablösemittel, wie zum Beispiel Silikonöl, auf die Oberfläche der Oberflächenbehandlungsrollen aufzubringen. Die Temperatur der Oberfläche der Oberflächenbehandlungsrollen 320 und 322 wird so gesteuert, zum Beispiel auf 80 bis 110ºC bzw. auf 90 bis 120ºC, dass sie die Oberfläche der Bahn 12 mit einer Temperatur oberhalb der Glasübergangstemperatur Tg des Toners berühren, um das Aussehen des Tonerbildes zu verändern.
Die Bahn 12, die den ersten Teil der Oberflächenbehandlungsstation verlässt, bewegt sich nun über eine zweite Kühlrolle 302, wodurch die entgegengesetzte Breitseite der Bahn ausreichend stark abgekühlt wird, um ein Heiß-Abliegen zu verhindern, zum Beispiel so, dass die Temperatur des Tonerbildes auf der Bahn wieder auf einen Wert unter der Glasübergangstemperatur des Toners, zum Beispiel unter 65ºC, gebracht wird. Die Kühlrolle 302 wird auf dem feststehenden Rahmen der Vorrichtung gegenüber von dem zweiten Gehäuseteil 319 der Oberflächenbehandlungsstation 317 getragen. Oberflächenbehandlungsrollen 321, 323 werden im zweiten Gehäuseteil 319 getragen. Der zweite Gehäuseteil 319 ist durch Federn 325 auf den feststehenden Rahmen 328 der Vorrichtung zu vorgespannt, wodurch die Oberflächenbehandlungsrollen 321, 323 in Berührung mit der zweiten Kühlrolle 302 vorgespannt werden, um Spalte zu bilden, durch welche die Bahn 12 verläuft.
Jede Oberflächenbehandlungsrolle 321, 323 ist jeweils mit einem Heizstrahler 331, 333 versehen, jeder mit einer Ausgangsleistung in stabilem Zustand von 50 bis 200 Watt, denen durch nicht dargestellte Einrichtungen elektrischer Strom steuerbar zugeführt wird. Jede Oberflächenbehandlungsrolle 321, 323 ist auch jeweils mit einer wahlweise vorgesehenen Ölungsrolle 341, 343 versehen, um ein Trenn- oder Ablösemittel, wie zum Beispiel Silikonöl, auf die Oberfläche der Oberflächenbehandlungsrollen aufzubringen. Die Temperatur der Oberfläche der Oberflächenbehandlungsrollen 321 und 323 wird so gesteuert, zum Beispiel auf 80 bis 110ºC bzw. auf 90 bis 120ºC, dass sie die Oberfläche der Bahn mit einer Temperatur oberhalb der Glasübergangstemperatur Tg des Toners berühren, um das Aussehen des Tonerbildes zu verändern.
Die Kühlrollen 300, 301, 302 sind hohle Rollen, wobei jeweils Gebläse 305, 303, 304 vorgesehen sind, um kalte Luft durch ihr Inneres zu blasen.
Die vorliegende Erfindung ist nicht nur auf Drucker gerichtet, in denen die Tonerbildausbildungsvorrichtung mit Bildinformationen in einer elektronischen Form versorgt wird, sondern auch auf Vorrichtungen, in denen die Tonerbildausbildungsvorrichtung mit Bildinformationen in optischer Form versorgt wird, wobei solche Vorrichtungen auf dem Fachgebiet je nach Anwendung als Drucker oder Kopierer bezeichnet werden. Im Kontext der vorliegenden Erfindung soll der Begriff "Drucker" dementsprechend ausgelegt werden.
Bei der am meisten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung verwendet die Fixierstation eine berührungsfrei arbeitende Fixiervorrichtung, weil dies zu einer längeren Lebensdauer mit hoher Qualität als bei nicht-berührungsfrei arbeitenden Vorrichtungen führt. Die Empfängermaterialbahn wird nach dem Hindurchtritt durch die Fixierstation gekühlt, um den Toner fest an das Empfängermaterial zu binden. In der Oberflächenbehandlungsstation, wo Wärme und Druck aufgebracht werden, erreicht nur die Oberseite des Tonerbildes die Erweichungstemperatur, wodurch in dieser Oberfläche die Spitzen entfernt und die Täler aufgefüllt werden, was zu dem gewünschten glänzenderen Erscheinungsbild führt. Die Erwärmung der Toneroberfläche in der Oberflächenbehandlungsstation ist nicht ausreichend, um sich durch das gesamte Volumen des Toners zu erstrecken, so dass eine Schwächung der Bindung zwischen dem Toner und dem Empfängermaterial, die zum Heiß-Abliegen führen könnte, vermieden wird. Die Wärmeübertragung in der Oberflächenbehandlungsstation ist daher geringer als in der Fixierstation. Die Rollen in der Oberflächenbehandlungsstation sind frei drehende Rollen, die durch die Bewegung der Bahn angetrieben werden, obwohl die Verwendung von direkt angetriebenen Rollen ebenfalls möglich ist.

Claims

1. Elektrostatografischer Drucker, umfassend:

- Einrichtungen zum Vorwärtsbewegen einer Bahn von Empfängermaterial (12) entlang eines Bahnpfades;

- eine Tonerbildausbildungsvorrichtung (A, B, C, D, E, A', B', C', D', E') zur Ausbildung von mindestens einem Tonerbild auf mindestens einer ersten Breitseite des Empfängermaterials (12), während es entlang des Bahnpfades vorwärtsbewegt wird; und

- eine Fixiereinrichtung (16) zum Fixieren des Tonerbildes auf dem Empfängermaterial (12),

- gekennzeichnet durch mindestens ein Oberflächenbehandlungselement (220, 221, 222, 223, 320, 321, 322, 323), das in Bewegungsrichtung hinter der Fixiereinrichtung (16) angeordnet ist, um die erste Breitseite des Empfängermaterials (12) zu berühren, während sich die berührende Oberfläche des Tonerbildes auf einer Temperatur oberhalb der Glasübergangstemperatur Tg des Toners befindet, um das Aussehen des Tonerbildes zu verändern, wobei zwischen der Fixiereinrichtung (16) und dem Oberflächenbehandlungselement (220, 221, 222, 223, 320, 321, 322, 323) Kühleinrichtungen (201, 202, 300, 301j angeordnet sind, um die Oberseite des Tonerbildes vor einer Berührung mit dem Oberflächenbehandlungselement (220, 221, 222, 223, 320, 321, 322, 323) zu kühlen.

2. Elektrostatografischer Drucker nach Anspruch 1, weiter umfassend eine in Bewegungsrichtung hinter dem Oberflächenbehandlungselement angeordnete Bahnkühleinrichtung (18).

3. Elektrostatografischer Drucker nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das Oberflächenbehandlungselement (66, 67, 220, 221, 222, 223, 320, 321, 322, 323) mit einer mit Polytetrafluorethylen beschichteten abhäsiven Bahnberührungsfläche versehen ist.

4. Elektrostatografischer Drucker nach einem vorangehenden Anspruch, bei dem das Oberflächenbehandlungselement die Oberfläche einer Rolle (66, 67, 220, 221, 222, 223, 320, 321, 322, 323) ist.

5. Elektrostatografischer Drucker nach einem vorangehenden Anspruch, bei dem das Oberflächenbehandlungselement (70) die Oberfläche einer Rolle umfasst, die einen mit einem Überzug (80) aus Elastomermaterial versehenen starren Kern (78) aufweist.

6. Elektrostatografischer Drucker nach einem vorangehenden Anspruch, bei dem das Oberflächenbehandlungselement eine frei drehende Rolle ist.

7. Elektrostatografischer Drucker, umfassend:

- gekennzeichnet durch mindestens ein Oberflächenbehandlungseiement (66, 67), das in Bewegungsrichtung hinter der Fixiereinrichtung (16) angeordnet ist, um die erste Breitseite des Empfängermaterials (12) zu berühren, während sich die berührende Oberfläche des Tonerbildes auf einer Temperatur oberhalb der Glasübergangstemperatur Tg des Toners befindet, um das Aussehen des Tonerbildes zu verändern, wobei Kühleinrichtungen (68, 69) vorgesehen sind, um das mindestens eine Oberflächenbehandlungselement (66, 67) zu kühlen.

8. Verfahren zum Ausbilden eines Tonerbildes auf einer Bahn vom Empfängermaterial (12), umfassend:

- Vorwärtsbewegen einer Bahn vom Empfängermaterial (12) entlang eines Bahnpfades;

- Ausbilden von mindestens einem Tonerbild auf mindestens einer ersten Breitseite des Empfängermaterials (12), während es entlang des Bahnpfades vorwärtsbewegt wird; und

- Fixieren des Tonerbildes auf dem Empfängermaterial (12),

- dadurch gekennzeichnet, dass danach die erste Breitseite des Empfängermaterials (12) mit mindestens einem Oberflächenbehandlungselement (220, 221, 222, 223, 320, 321, 322, 323) in Berührung gebracht wird, während sich die Oberseite des Tonerbildes auf einer Temperatur oberhalb der Glasübergangstemperatur (Tg) des Toners befindet, um das Aussehen des Tonerbildes zu verändern, wobei die Oberseite des Tonerbildes vor der Berührung mit dem Oberflächenbehandlungselement (220, 221, 222, 223, 320, 321, 322, 323) durch Kühleinrichtungen gekühlt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem das Oberflächenbehandlungselement erwärmt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem mindestens ein erstes und zweites Paar von Oberflächenbehandlungselementen (220, 221; 222, 223) verwendet werden, wobei die Oberflächenbehandlungselemente von jedem Paar aufeinander zu vorgespannt werden, um dazwischen einen Spalt zu begrenzen, durch den der Bahnpfad verläuft, wobei die Oberflächenbehandlungselemente (222, 223) des zweiten Paars auf eine höhere Temperatur als diejenige der Oberflächenbehandlungselemente (220, 221) des ersten Paars erwärmt werden.

11. Verfahren zum Ausbilden eines Tonerbildes auf einer Bahn von Empfängermaterial (12) umfassend: Vorwärtsbewegen einer Bahn vom Empfängermaterial (12) entlang eines Bahnpfades; Ausbilden von mindestens einem Tonerbild auf mindestens einer ersten Breitseite des Empfängermaterials (12), während es entlang des Bahnpfades vorwärtsbewegt wird; und Fixieren des Tonerbildes auf dem Empfängermaterial (12), dadurch gekennzeichnet, dass danach die erste Breitseite des Empfängermaterials (12) mit mindestens einem gekühlten Oberflächenbehandlungselement (66, 67) in Berührung gebracht wird, während sich die Oberseite des Tonerbildes auf einer Temperatur oberhalb der Glasübergangstemperatur (Tg) des Toners befindet, um das Aussehen des Tonerbildes zu verändern.