DE1139741B - Elektrophotographisches Durchlauf-kopiergeraet - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrophotographisches Durchlaufkopiergerät, insbesondere zur Verwendung im Büro.

Elektrophotographische Verfahren (auch xerographische Verfahren genannt) sind bekannt. Hierbei 5 wird eine photoleitende Schicht, die auf einen geeigneten Träger aufgebracht ist, zunächst elektrisch aufgeladen, wobei sie lichtempfindlich wird. Diese Schicht wird mit HiKe einer Vorlage und eines Belichtungsgerätes belichtet, wobei eine Differenzierung der Schicht in geladene und ungeladene Stellen eintritt; man erhält auf diese Weise ein latentes elektrisches Bild. Durch Einstäuben mit einem Puder oder Pulver (Trockenentwickler), welches beispielsweise im wesentlichen aus einem Harz-Ruß-Gemisch besteht und eine entgegengesetzte Ladung hat wie die photographische Schicht, wird das Bild sichtbar gemacht. Die Fixierung des Bildes erfolgt durch Einwirkung von Wärme. Die elektromechanische Entwicklung kann auch in einer Flüssigkeit erfolgen, welche die schwärzenden Teile enthält, z. B. in Tetrachlorkohlenstoff mit kolloidalem Graphit. Wenn das durch die Belichtung erzeugte Bild ein seitenverkehrtes Bild ist, wird das durch Aufstäuben sichtbar gemachte Bild durch Anwendung von Druck oder in einem elektrischen Feld auf ein Übertragpapier (wozu jedes gewöhnliche Papier dienen kann) übertragen und das dadurch erzeugte, seitenrichtige Bild durch Einwirkung von Wärme fixiert. Benutzt man als Träger der photoleitenden Schicht ein transparentes Material, so kann die Übertragung des seitenverkehrten Bildes auch unterbleiben. In diesem Fall wird das durch die elektromechanische Entwicklung sichtbar gemachte Bild direkt fixiert.

Es ist bei photographischen Durchlaufkopiergeräten bekannt, das Kopiergut (Vorlage und Kopierpapier) auf einem durchsichtigen, drehbaren Zylinder zu befestigen oder gegen diesen zu drücken und an einer im Innern des Zylinders angeordneten Belichtungsstation vorbeizuführen.

Diese Anordnung kann für das xerographische Verfahren nicht ohne weiteres übernommen werden, weil der durchsichtige Zylinder als Unterlage bei der elektrischen Aufladung leitfähig sein muß. Es wurde daher schon vorgeschlagen, den Zylinder aus leitfähigem Glas herzustellen. Eine derartige Ausführung ist jedoch aufwendig und daher nachteilig.

Das dem Erfindungsgegenstand zugrunde liegende Problem wird in dem Ersatz des bei herkömmlichen Kopierverfahren nur durchsichtigen, bei den elektrophotographischen Verfahren jedoch für die Aufladung Elektrophotographisches Durchlaufkopiergerät

Anmelder:

Janos Szekeres,
Stamford, Conn. (V. St. A.)

Vertreter: Dipl.-Ing. G. W. Schmidt, Patentanwalt, München 5, Buttermelcherstr. 19

Janos Szekeres, Stamford, Conn. (V. St. A.),
ist als Erfinder genannt worden

außerdem notwendigerweise auch elektrisch leitenden, rotierenden Zylinders gesehen.
Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß die Haltevorrichtung für den elektrophotographischen Träger einen an einem außerhalb der Bewegungsbahn des Trägers angeordneten Stützelement befestigten, achsparallelen Arm enthält, der mit Mitteln zur Befestigung der Vorderkante (d. h. der in Bewegungsrichtung vorangehenden Kante) des Trägers versehen ist.

Weitere Merkmale der Erfindung bestehen in der besonderen Ausbildung des Stützelements und seiner Befestigungseinrichtung sowie in der Ausbildung der Gegenflächen, um welche der Träger herumgeführt wird.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht.

Fig. 1 ist eine etwas schematische Darstellung, im wesentlichen im vertikalen Schnitt, eines Kopiergerätes nach der Erfindung;

Fig. 2 und 3 sind zwei schematische Schnitte durch die Belichtungsstation, welche die Anordnung und Steuerung einer Andrückrolle erläutern.

Fig. 1 zeigt schematisch ein elektrophotographisches Kopiergerät nach der Erfindung im Querschnitt. Eine Haltevorrichtung, die aus einem radialen Arm 1' und einem achsparallelen Arm 1 besteht und mit der Welle 7 verbunden ist, durchläuft in einer Kreisbewegung alle Stationen des Gerätes und kehrt nach einer Umdrehung von 360° in ihre Ausgangsstellung zurück. Nach dieser vollen Umdrehung ist eine Kopie

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fertig, nachdem das elektrophotographische Papier aufgeladen, belichtet, entwickelt, das Bild auf ein gewöhnliches Papier übertragen und dieses dann fixiert worden ist. Eine in der Zeichnung nicht dargestellte Antriebsvorrichtung bewirkt nach ihrer Einschaltung eine Drehung der Welle 7 um 360° und schaltet sich dann automatisch aus.

Der Arbeitsgang ist folgender: Das elektrophotographische Papier wird auf die Zuführungsplatte 2

das elektrophotographische Papier beim Vorübergleiten fest aufliegt. Das glatte Aufliegen des elektrophotographischen Papiers ist eine Vorbedingung für eine gute und gleichmäßige Aufladung.

Die Aufladestation 12 hat eine Mehrzahl sehr dünner Aufladungsdrähte 12' von beispielsweise 0,002 mm Durchmesser, deren Abstand von der Metallunterlage 14 so bemessen ist, daß eine möglichst starke elektrostatische Aufladung des Papiers

gelegt und an seiner vorderen Kante mit dem achs- io erreicht wird, wobei eine Korona-Entladung stattparallelen Arm 1 der Haltevorrichtung verbunden. findet, ohne daß Funkenüberschläge auftreten.
Die Befestigungsvorrichtung besteht beispielsweise Sobald der Anfang des im Arm 1 befestigten

aus einer Mehrzahl von Haken 3, in welche das ent- Papiers die Aufladestation 12 durchlaufen hat, trifft sprechend vorgelochte, elektrophotographische Papier dieses auf die im Schlitz 4 wartende Kopiervorlage eingehakt wird. Statt der Haken 3 kann auch eine 15 (Original), und beide werden jetzt zusammen und im Klemmvorrichtung benutzt werden. Durch diese Be- Gleichlauf durch die Belichtungsstation geführt, weil festigung des elektrophotographischen Papiers an der das Zahnradsegmente in die Zähne der Transport-Haltevorrichtung ist stets eine genaue Stellung und walze 15 eingreift.

Halterung des Papiers gegeben und die sonst nur mit Da der achsparallele Arm 1 zweckmäßigerweise aus

einem sehr komplizierten und störanfälligen Mecha- 20 Metall besteht, kann es notwendig sein, die Aufladenismus zu erreichende spätere Trennung der Kopier- station erst dann einzuschalten, wenn der achsvorlage von dem elektrophotographischen Papier in parallele Arm 1 diese bereits durchlaufen hat. Anleichter und sicherer Weise gewährleistet. dernfalls könnten Funkenentladungen zwischen den Alle notwendigen Schaltvorgänge und zeitlich auf- Aufladedrähten 12' und dem achsparallelen Arm 1 einander abgestimmten Arbeitsgänge erfolgen einzig 25 bzw. den Haken 3 auftreten. Das Ein- und Ausschal- und allein von der Haltevorrichtung bzw. von den ten der Aufladestation kann durch Schaltstifte erfolgen, die am Zahnradsegment 6 befestigt sind.

Hinter der Walze 15 ist eine zweite Transportwalze 17 vorgesehen, deren Zahnrad ebenfalls in das Zahnradsegment 6 eingreift. Um die Walzen 15 und 17 sowie eine weitere Walze 18, die in einem Schlitzlager gelagert ist und federnd nach außen gedrückt wird, ist ein Transportband 16 gelegt, welches von den Walzen 15 und 17 mitgenommen wird. Die Walzen

richtet ist. Hier wartet die Vorlage, bis der achs- 35 15 und 17 sind durch eine Zahnradkette 20 miteinparallele Arm 1 mit dem elektrophotographischen ander verbunden. Die Geschwindigkeit des Transport-Papier an dieser Stelle angekommen ist.
Ferner muß vor Einschaltung des Motors das zur

damit verbundenen Teilen aus, so daß keinerlei besondere Schaltaggregate erforderlich sind und die Gesamtkonstruktion denkbar einfach und betriebssicher wird.

Vor Einschaltung des Motors wird die Vorlage, die einseitig oder doppelseitig beschriftet sein kann, bis zum Anschlag derart in den Schlitz 4 eingeschoben, daß die zu kopierende Seite nach links der Fig. 1 geÜbertragung verwendete normale Papier (Übertrag

bandes 16 entspricht genau der Geschwindigkeit des achsparallelen Arms 1 und des elektrophotographischen Papiers, was durch entsprechende Ausbildung papier) bis zum Anschlag in den Schlitz 5 eingescho- 4° des Zahnradsegments 6 und der Zahnräder der Walben werden. Auch hier erfolgt der Weitertransport zen 15 und 17 leicht zu erreichen ist.
erst, nachdem der achsparallele Arm 1 an dieser Stelle
angelangt ist.

Nun kann der Kopierprozeß beginnen. Die Halte-

Es entsteht daher keine Relativbewegung zwischen dem elektrophotographischen Papier und der Kopiervorlage, was unscharfe Aufnahmen verursachen vorrichtung, die direkt oder über die Welle 7 mit 45 würde,
einem Zahnradsegment 6 fest verbunden ist, wird Das elektrophotographische Papier gleitet nun zu-

nach Einschaltung des Motors durch die Welle 7 im sammen mit der Kopiervorlage über die kreisförmig Kreise herumgeführt. Zur sicheren Mitnahme trägt die gebogene Glasplatte 17 a. Beide Papiere werden durch Welle 7 einen flachen Ansatz 8.

Zunächst gleitet das im achsparallelen Arm 1 festgeklemmte elektrophotographische Papier unter einer Rolle 9 hindurch, die in einem Schlitzlager 10 federnd ausweichen kann, um den achsparallelen Arm 1 durchzulassen. Die Rolle 9 besteht aus Metall und ist

geerdet (mit Masse verbunden), um alle etwaigen 55 photographische Papier über die Glasplatte 17 a Ladungen des elektrophotographischen Papiers abzu- gleitet, entsteht in unmittelbarer Nähe des Arms 1 ein leiten. Sie ist so angeordnet, daß sie den Einführungsschlitz 11 des Gerätes lichtdicht abschließt, da das
elektrophotographische Papier nach erfolgter elektrostatischer Aufladung lichtempfindlich wird. Außer- 60
dem hat die Rolle 9 die Aufgabe, das Papier glatt zu
spannen, um eine gleichmäßige Aufladung in der
Aufladestation 12 zu ermöglichen. Die Aufladestation

das Transportband 16 sicher angepreßt.

Zwecks besserer Anpressung des Transportbandes 16 hinter der Haltevorrichtung 1 kann die Anordnung nach Fig. 2 und 3 vorgesehen sein.

Wenn der achsparallele Arm 1 der Haltevorrichtung mit den Befestigungsmitteln 3 für das elektro-

12 wird beispielsweise mit einer Gleichspannung von

kleiner Hohlraum 52 (Fig. 2), der die Schärfe der Kopie beeinträchtigen kann, wenn die Kopiervorlage bis an den Rand beschriftet ist.

Um diesen Nachteil zu beseitigen, kann die Zusatzeinrichtung der Fig. 3 vorgesehen sein.

Sobald der achsparallele Arm 1 mit dem daran befestigten elektrophotographischen Papier zusammen mit der Kopiervorlage die Transportrolle 15 der Fig. 3

6000 bis 8000 Volt und etwa 1 Milliampere betrie- 5g passiert hat, drückt eine Rolle 53, die an einem Arm ben. Zur Abschirmung ist die Aufladestation 12 von 54 befestigt ist und durch eine Feder 55 nach unten einem geerdeten Gehäuse 13 umgeben. Sie hat eine
feststehende, geerdete Metallgleitfläche 14, auf der

gedruckt wird, die beiden Papiere gegen die Glasplatte 17 α und schaltet den Hohlraum 52 der Fig. 4 aus.

Die Mitnahme der Rolle 53 erfolgt durch eine Nase 56, die mit dem Arm Γ verbunden ist. Die Mitnahme erfolgt über die ganze Fläche der Belichtungseinrichtung. Der Steuerhebel 54 ist in einem Schlitz 57 gelagert. Sobald die Rolle 53 am Ende der Belichtungsfläche angekommen ist, wird sie durch eine feststehende Kurve 58 angehoben, so daß sie aus der Nase 56 herausgleitet, wobei sie durch eine (in der Zeichnung nicht dargestellte) Feder in ihre Ausgangsstellung zurückgeführt wird, in welcher sie sich gegen den Anschlag 59 legt.

Die Belichtung erfolgt durch die Lampe 18 a der Fig. 1. Die Lampe 18« ist von einem Gehäuse 19 umgeben, welches zur Abschirmung von Fremdlicht dient. An seiner Innenseite ist das Gehäuse 19 als Reflektor ausgebildet. Zur Regulierung der Belichtungszeit kann die Helligkeit der Lampe 18 α durch einen (in der Zeichnung nicht dargestellten) Regulierwiderstand verändert werden. Die Welle 7 rotiert mit konstanter Geschwindigkeit und benötigt für einen Umlauf vorzugsweise etwa 5 bis 6 Sekunden.

Infolge des Zahnrades der Walze 17 und der Kette

20 dauert der Antrieb des Transportbandes 16 an, bis das Zahnradsegment 6 das Zahnrad der Walze 17 verlassen hat. Nach dem Verlassen der Belichtungsstation wird die Kopiervorlage durch den Abstreifer

21 ergriffen und durch den Schlitz 22 hindurch aus dem Gerät herausbefördert.

Das elektrophotographische Papier wird nun durch den Entwicklungsbehälter 23 geführt. Der Entwicklungsbehälter 23 hat die Form einer etwa halbkreisförmigen Mulde, die nach außen hin genügend groß gehalten werden muß, um genügend Entwicklungsmittel 24 aufzunehmen.

Der Entwickler 24 besteht vorzugsweise aus kleinen Glaskügelchen, die mit Toner (einem aus Harz und Ruß bestehenden feinen Pulver) im Verhältnis von beispielsweise 96:4 gemischt sind. Statt des Trockenentwicklers kann in an sich bekannter Weise auch eine Flüssigkeit mit einem elektromechanischen Entwickler, z. B. Tetrachlorkohlenstoff mit kolloidalem Graphit, zur Anwendung gelangen. In dem Entwicklungsbehälter 23 kann in an sich bekannter Weise eine Durchmischungseinrichtung (Rührwerk) vorgesehen sein.

Das an dem achsparallelen Arm 1 befestigte elektrophotographische Papier wird von dem Arm 1 durch den Entwicklungsbehälter 23 mit dem Entwickler 24 wie durch eine Flüssigkeit hindurchgezogen und kann durch den langen Entwicklungsweg von etwa 160° gut durchentwickelt werden, wobei die Schwere des oberhalb des elektrophotographischen Papiers liegenden Toners 24 für einen guten Kontakt zwischen Toner und elektrophotographischem Papier sorgt.

Die Vorrichtung kann auch derart ausgebildet sein, daß die zylindrische Teilfläche, die durch die feststehende Metallunterlage 14 der Aufladestation und die feststehende Glasplatte 17 α der Belichtungsstation gebildet wird, durch eine zylindrische Fläche 60, beispielsweise aus Kunststoff oder Metall, zu einem vollen, feststehenden Zylinder ergänzt wird. Der gesamte Kopiervorgang erfolgt dann um einen Zylinder, dessen Oberfläche an der Aufladestation mit einer leitenden Unterlage versehen und an der Belichtungsstation durchsichtig gestaltet ist. Das elektrophoto- graphische Papier wird in diesem Fall um einen vollen, feststehenden Zylinder herumgeführt und kommt nur einseitig mit dem Entwickler in Berührung.

Das Zahnradsegment 6 ist derart angeordnet, daß es außerhalb des Entwicklungsbehälters 23 liegt und nicht in diesen eintaucht.

Sobald der achsparallele Arm 1 der Haltevorrichtung den Entwicklungsbehälter 23 verlassen hat, gleitet er zwischen den Rollen 25 und 26 hindurch. Die Rolle 26 ist derart ausgebildet, daß sie federnd ausweicht. Nun greift das mit dem Arm 1' bzw. mit der Welle 7 verbundene Zahnradsegment 6 in das Zahnrad der Walze 25 ein. Dadurch wird das im Schlitz 5 wartende Übertragpapier mitgenommen und zusammen mit dem elektrophotographischen Papier zwischen den Walzen 25 und 26 hindurchgeführt. Hierbei überträgt sich das auf dem elektrophotographischen Papier durch die Entwicklung erzeugte Tonerbild auf das Übertragpapier. Eine Übertragung auf Offsetdruckplatten ist ebenfalls möglich.

Auch hier ist darauf zu achten, daß die Umfangsgeschwindigkeit der Walze 25 mit der Geschwindigkeit des Arms 1 übereinstimmt, damit keine Relativbewegung zwischen dem elektrophotographischen Papier und dem Übertragpapier auftritt. Dies wird durch entsprechende Dimensionierung des Zahneingriffes zwischen dem Zahnradsegment 6 und dem Zahnrad der Walze 25 erreicht. Der Teilkreisdurchmesser des Zahnradsegments 6 muß mit dem Durchmesser der Bahn des elektrophotographischen Papiers übereinstimmen.

Während nun das am Arm 1 der Haltevorrichtung befestigte elektrophotographische Papier in die Ausgangsstellung des Arms 1 weiterwandert, wird das mit dem übertragenen Bild versehene Übertragpapier durch den Schlitz 27 hindurch an einer Wärmeeinrichtung 28 vorübergeführt, wo das Tonerbild mit der Fläche des Übertragpapiers verschmolzen und dadurch fixiert wird.

Nachdem der Arm 1' in seine Ausgangsstellung zurückgekehrt ist, wird der Antrieb der Welle 7 automatisch ausgeschaltet. Hiermit ist der Kreislauf beendet; das elektrophotographische Papier kann nunmehr von Hand aus der Befestigungsvorrichtung 3 herausgenommen werden.

Die vorstehende Beschreibung zeigt das Prinzip und die Arbeitsweise eines elektrophotographischen Kopiergerätes nach der Erfindung in seiner einfachsten Ausführungsform. Die beschriebene Konstruktion hat den Vorteil größter Einfachheit und Betriebssicherheit.

Für den Fall, daß auch Durchleuchtungskopien hergestellt werden sollen, kann gemäß Fig. 1 eine weitere Lampe 29 innerhalb des Transportbandes 16 vorgesehen sein. Das Transportband 16 muß in diesem Fall aus lichtdurchlässigem Material bestehen.

Die Größe des Gerätes richtet sich nach der Größe der zu kopierenden Vorlagen, wobei darauf zu achten ist, daß diese stets mit ihrer längsten Seitenkante in den Schlitz 4 des Gerätes eingeführt werden.

Claims (8)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Elektrophotographisches Durchlaufkopiergerät, bei welchem ein mit einer photoleitenden Schicht versehener, blattförmiger Träger, insbesondere Papierträger, durch eine auf einer geschlossenen Bahn, insbesondere einer Kreisbahn, herumgeführte Haltevorrichtung der Reihe nach an einer Aufladestation, einer Belichtungsstation und einer Entwicklungsstation vorübergeführt

wird, wo nacheinander die Aufladung des Trägers, seine Belichtung und seine Entwicklung erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltevorrichtung einen an einem außerhalb der Bewegungsbahn des Trägers (35) angeordneten Stützelement (1') befestigten, achsparallelen Arm (1) enthält, der mit Mitteln zur Befestigung der Vorderkante (d. h. der in Bewegungsrichtung vorangehenden Kante) des Trägers versehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützelement als Kurbelarm (1) ausgebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Befestigung des Trägers eine bewegliche Klemmleiste (30) enthalten, die durch eine einrastende Klinke (38) entgegen der Wirkung einer Feder (39) in der Klemmstellung gehalten wird.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der durch den zo achsparallelen Arm (1) frei geführte (d. h. nicht auf einen rotierenden Zylinder aufgespannte) elektrophotographische Träger in der Aufladestation (12) an einer ortsfesten, geerdeten Elektrode (14) und in der Belichtungsstation an einer gekrümmten, durchsichtigen Platte (17 a), unter der sich eine Beleuchtungseinrichtung (18 a) befindet, vorübergeführt wird.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der frei geführte elektrophotographische Träger um einen feststehenden Zylinder (60) herumgeführt wird, dessen Oberfläche an der Aufladestation (12) mit einer leitenden, geerdeten Platte (14) versehen und an der Belichtungsstation (17 a) durchsichtig gestaltet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß am Eingang der Aufladestation (12) eine federnd angeordnete Rolle (9) vorgesehen ist, die den elektrophotographischen Träger auf die Unterlage (14) drückt und gleichzeitig den Einführungsschlitz (11) gegen Lichteinfail abdichtet.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine federnde Andrückrolle (53), die von einer Nase (56) des achsparallelen Arms (1) mitgenommen und am Ende ihres Weges durch eine feststehende Kurve (58) aus dem Bereich der Nase (56) herausgebracht wird, so daß sie unter der Wirkung einer Feder in ihre Ausgangsstellung zurückkehrt.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle (7) für den achsparallelen Arm (1) durch eine Antriebsvorrichtung angetrieben wird, welche der Welle (7) jeweils eine volle Umdrehung erteilt und sie dann stillsetzt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 743 200, 671438;
deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1757 938.

In Betracht gezogenes älteres Patent:
Deutsches Patent Nr. 1 088 809.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 209· 707/128 11.62