DE3333947C2

DE3333947C2 -

Info

Publication number: DE3333947C2
Application number: DE3333947A
Authority: DE
Inventors: Ninichi Tokio/Tokyo Jp Kamogawa; Kenji Ueno; Kazumi Hachioji Tokio/Tokyo Jp Ishii
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1982-09-20
Filing date: 1983-09-20
Publication date: 1990-08-02
Also published as: GB8324894D0; DE3333947A1; GB2127230B; US4542977A; GB2127230A; JPS5952268A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abtrennen von Aufzeichnungspapier von einem Bildträger mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1.

In einer elektrostatischen Vorrichtung wie einer elektrophotographischen Kopiervorrichtung muß ein Kopierpapier von einem Bildträger nach dem Übertragen eines sichtbaren Tonerbildes von letzterem auf ersteres abgetrennt werden. Für diese Abtrennung des Kopierpapiers wurden bisher verschiedene Verfahrensweisen empfohlen und in die Praxis umgesetzt. Beispiele hierfür sind eine pneumatische Methode unter Anwendung eines Luftstrahls, eine mechanische Methode unter Anwendung eines Riemens oder eines Greifers und eine elektrostatische Methode, bei der die Anziehungskräfte zwischen dem Bildträger und dem Kopierpapier unter Wechselstrom- oder Gleichstromladung mit umgekehrter Polarität zur Neutralisation des Papiers für das Abtrennen entfernt wird. Diese Methoden weisen Vorteile und Nachteile auf. Die elektrostatische Methode unter Anwendung der Wechselstrom-Koronaentladung ist die insgesamt am häufigsten angewendete Methode. Der Grund liegt darin, daß das Bild auf die ganze Seite Kopierpapier übertragen werden kann, ohne daß das Papier verschmutzt wird und der Bildträger, wie ein Fotoleiter, frei von Schädigungen, wie Kratzern, ist. Jedoch führt diese elektrostatische Methode der Abtrennung von Kopierpapier zu einigen Problemen. So hängt die Trenn-Leistungsfähigkeit dieser elektrostatischen Methode von der Art des kopierten Bildes ab und ist hinsichtlich ihrer Trenn-Leistungsfähigkeit weniger zuverlässig als die mechanische Methode unter Anwendung eines Riemens.

Bei einem aus der DE-OS 29 30 701 bekannten elektrostatischen Kopiergerät mit Koronaentladungseinrichtung ist eine Wechselstrom-Koronaentladungsvorrichtung zum Trennen der Kopierblätter vom Bildträger vorgesehen, die elektrostatische Kräfte verringern bzw. beseitigen soll. Dabei ist jedoch vorgesehen, um ein besonders günstiges bzw. zuverlässiges Abtrennen der Kopieträger von der Oberfläche zu gewährleisten, zwei im konstanten Abstand zur Trommeloberfläche angeordnete Koronaentladungsdrähte vorzusehen. Dies hat einen erhöhten konstruktiven Aufwand und damit eine Verteuerung der Vorrichtung sowohl durch Erhöhung der Materialkosten als auch durch Erhöhung der Montagekosten und damit auch der Wartungskosten zur Folge. Hinzu kommt, daß bei einer Störung eines der beiden Koronaentladungsdrähte, d. h. auch bei einer Verminderung der Leistung, die gewünschte Zuverlässigkeit beim Abtrennen der Kopierträger nicht mehr gewährleistet ist. Des weiteren hat die Anordnung zweier Koronaentladungsdrähte einen erhöhten Platzbedarf zur Folge, so daß sich dies bei der Ausgestaltung der Vorrichtung nachteilig auswirkt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Abtrennen von Aufzeichnungspapier von einem Bildträger eines elektrostatischen Kopiergerätes oder einer elektrophotographischen Laser-Druckvorrichtung zu schaffen, bei dem die Trennleistungsfähigkeit nicht durch die Art des kopierten Bildes beeinflußt wird und ein besonders günstiges, zuverlässiges Abtrennen der Kopierträger von der Oberfläche gewährleistet ist und dies bei einem gleichzeitig geringen konstruktiven Aufwand und der Möglichkeit einer preiswerten Erstellung der Vorrichtung bei ebenfalls geringen Betriebskosten durch verringerten Wartungsaufwand und geringe Störanfälligkeit.

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Gattung mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teiles des Patentanspruches 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Dadurch, daß gemäß der Erfindung im Bereich des kürzesten Abstandes zwischen dem Bildträger und der Trennelektrode ein streifenförmiger Isolator vorgesehen ist, wird die Schärfe und räumliche Verteilung des Koronaentladungsstromes gemildert, d. h. es kommt zu einer Verbreitung der Beaufschlagung des Kopierpapiers auf dem Bildträger mit Ladungen und dadurch zu einer sicheren und zuverlässigen Abtrennung des Aufzeichnungspapiers vom Bildträger. Es kommt zu einer unterschiedlich räumlichen Verteilung des Koronaentladungsstromes, so daß ein längerer Spielraum an Kopierpapier vollständig oder fast neutralisiert gehalten werden kann, um das Papier abzutrennen. Darüber hinaus kann dadurch nicht nur die Elastizität des Kopierpapiers, sondern auch das Gewicht seines Anteils vorteilhaft genutzt werden, wodurch die gute Abtrennleistungsfähigkeit ebenfalls erhöht wird.

Ist der Isolator in der Trennelektrode integriert, so wird dadurch eine kompakte und damit preiswerte und einfach zu handhabende Isolatorvorrichtung geschaffen.

Bei der Verfahrensweise, bei der Anziehungskräfte zwischen dem Bildträger und dem Kopierpapier mittels einer Wechselstrom-Koronaentladung entfernt oder verringert werden, um das Kopierpapier von dem Bildträger abzutrennen, muß die Vorrichtung zur elektrostatischen Aufzeichnung gemäß der Erfindung das Problem der bildabhängigen Trenn-Leistungsfähigkeit und der unterlegenen Zuverlässigkeit bei der Trennung, wie vorstehend erwähnt, lösen, durch Einführen eines Isolators zwischen eine Trennelektrode, die zu der Wechselstrom-Koronaentladung führt, und dem Kopierpapier, so daß die Schärfe und die räumliche Verteilung des Koronaentladungsstromes gemildert werden.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt, und zwar zeigt

Fig. 1 ein Beispiel für den Aufbau des Grundmechanismus einer Kopiereinheit,

Fig. 2 eine Ansicht einer Trennelektrode gemäß der vorliegenden Erfindung,

Fig. 3 einen Schnitt der Trennelektrode längs Linie III-III der Fig. 2,

Fig. 4 einen Schnitt der Trennelektrode längs Linie IV-IV der Fig. 2,

Fig. 5 die räumliche Verteilung des Koronaentladungsstroms beim Stand der Technik,

Fig. 6 wie Aufzeichnungspapier beim Stand der Technik aufgeladen wird,

Fig. 7 die räumliche Verteilung des Koronaentladungsstroms gemäß der Erfindung und

Fig. 8 wie Aufzeichnungspapier gemäß der Erfindung aufgeladen wird.

Bei der in Fig. 1 gezeigten Kopiereinheit ist der Bildträger eine rotierende zylindrische Trommel mit horizontaler Achse. Die Trommel (1) weist eine photoleitfähige Schicht, beispielsweise aus Selen, an ihrer Oberfläche auf. Diese Schicht wird durch Koronaentladung, die durch die Aufladungselektrode (2) erzeugt wird, aufgeladen. Ein optisches System (3) projiziert einen reflektierten Lichtstrahl von einem Originalbild, das sich auf einer Originaltafel (nicht dargestellt) befindet, auf die Oberfläche der Trommel (1) und erzeugt dort ein elektrostatisches latentes Bild. Eine Entwickeleinheit (4) entwickelt dieses latente Bild mit Toner zu einem sichtbaren Tonerbild. Eine erste Zufuhrwalze (5) schickt Aufzeichnungspapiere, die in einer Papierkassette (6) gestapelt sind, einzeln nacheinander in eine vorgeschriebene Lage. Ein Zufuhrwalzenpaar (7) transportiert jedes Aufzeichnungspapier in vorgeschriebener Zeitsteuerung derart, daß es das sichtbare, auf der Oberfläche der Trommel (1) gebildete Bild genau überlappt. Eine Übertragungselektrode (8) erzeugt eine Gleichstrom-Koronaentladung, um das sichtbare Tonerbild von der Trommeloberfläche auf das Aufzeichnungspapier zu übertragen. Eine Trennelektrode (9) erzeugt eine Wechselstrom-Koronaentladung, um elektrostatische Kräfte zwischen der Oberfläche der Trommel (1) und dem Aufzeichnungspapier auszuräumen oder zu verringern. Eine Fördereinheit (10) befördert das von der Oberfläche der Trommel (1) abgetrennte Aufzeichnungspapier zu einer Fixiereinheit (11). Eine Reinigungseinheit (12) entfernt den restlichen Toner, der auf der Oberfläche der Trommel (1) verblieben ist. Eine Vorkonditionierlampe (13) bewirkt eine Vorbelichtung der gesamten Oberfläche der Trommel (1) vor Beginn des nächsten Kopierzyklus.

Die Trennelektrode (9), ist, wie in Fig. 2, 3 und 4 veranschaulicht, gebaut. Ein elektrisch leitfähiger Schirm (21) aus Aluminium oder dergleichen weist U-förmigen Querschnitt auf, Isolatorblöcke (22 und 23) sind an den entgegengesetzten Enden dieses Schirms (21) mittels Schrauben (24, 25, 26) befestigt. Ein Hochspannungs-Steckeranschluß (29) ragt aus dem Isolatorblock (23) heraus. Ein Ende einer Feder (28) ist mittels einer Schraube (27) am Isolatorblock (22) befestigt, und ein Draht (30), beispielsweise mit einem Durchmesser von 0,08 mm, aus Wolfram erstreckt sich zwischen dem Steckeranschluß (29) und dem anderen Ende der Feder (28). Der Draht (30) erstreckt sich im wesentlichen rechtwinklig zur Bewegungsrichtung des Bildträgers, nämlich der Trommel (1). Stege (31) sind am Schirm (21) befestigt, und Bogenableiter (32 und 33) sind durch Kunststoffschrauben (34 und 35) an den Isolatorblöcken (22 bzw. 23) befestigt. Ein dünner streifenförmiger Isolator (40) geeigneter Breite, der beispielsweise aus Polyethylenterephthalat oder Nylon besteht, erstreckt sich zwischen den Bogenableitern (32 und 33) und parallel zum Draht (30). Der Isolator bedeckt einen wirksamen Teil des Drahtes zum Erzeugen der Wechselstrom-Koronaentladung. Obwohl bei dieser Ausführungsform der Isolator (40) in die Trennelektrode integriert ist, kann er unabhängig zwischen der Trennelektrode und der Trommel (1) angeordnet sein.

Die Wechselstrom-Koronaentladung erfolgt durch den Isolator (40). Die Größe des jeweils geeigneten Wechselstrom-Koronaentladungsstroms, der durch die Trennelektrode fließen soll, um eine wirksame Abtrennung des Aufzeichnungspapiers zu erzielen, hängt davon ab, ob sich ein schwarzes Bild im Bereich der vorderen Kante des Aufzeichnungspapiers befindet. Die Tabelle I zeigt ein Beispiel für die Abtrenn- Leistungsfähigkeit, die mit einer Trennelektrode ohne zwischengeschalteten Isolator erzielt werden kann. Der offene Kreis "○" zeigt eine gute Trennung an, wohingegen die Markierung "×" eine schlechte Trennung angibt. Bei dieser Untersuchung betrug die Umfangsgeschwindigkeit der photoleitfähigen Trommel 180 mm/sec und die Frequenz der Wechselstrom-Koronaentladung 500 Hz. Die Spannung, die an den Photoleiter angelegt war, betrug +750 V und die Ampere-Zahl für die Übertragung +40 µA. Die Untersuchungen der Förderung, der Übertragung und der Abtrennung wurden mit Aufzeichnungspapieren von 64 g/m² der Größe A4 durchgeführt, wobei die Längsseite des Aufzeichnungspapiers parallel zur Achse der Trommel verlief.

In Tabelle I werden die Ergebnisse der Reihe A mit der Kopie eines Originals erhalten, das ein schwarzes Bild im 40 mm breiten Bereich der voderen Kante aufweist, während sich die der Reihe B auf die Kopie eines leeren Originals beziehen.

Tabelle I

Aus der vorstehenden Tabelle ist ersichtlich, daß eine Trennelektrode ohne zwischengeschalteten Isolator das Aufzeichnungspapier günstig und unabhängig von der Art des Originals nur in einem engen Bereich des Wechselstrom-Koronaentladungsstroms abtrennen kann. Dieser enge Bereich ändert sich beispielsweise in Abhängigkeit von der Dicke und der Größe des Aufzeichnungspapiers. Daher ist es schwierig, mit einer Trennelektrode einen weiten Bereich des Wechselstrom-Koronaentladungsstroms zu erhalten, der zu einer ausgezeichneten Abtrennung von Aufzeichnungspapier geeignet ist.

Die Tabelle II zeigt die Trennleistungsfähigkeit, die man feststellte, wenn der Isolator (40) verwendet und der Wechselstrom-Koronaentladungsstrom geändert wurde. Die Tabelle II zeigt eine wesentliche Ausdehnung des Bereiches des Wechselstrom-Koronaentladungsstromes, in dem das Aufzeichnungspapier günstig abgetrennt werden kann. Die Größe des Übertragungsstromes und die Bedeutung der Symbole "A", "B", "○" und "×" sind die gleichen wie in Tabelle I.

Tabelle II

Die Ergebnisse in Tabelle II erhält man mit einem Isolator (40), der aus einem Polyethylenterephthalatstreifen von 0,1 mm Dicke und 1,8 mm Breite besteht und in einem Abstand von 3 mm entfernt vom Draht (30) angeordnet war. Gleiche Ergebnisse erhielt man, wenn die Dicke bzw. die Breite des Isolators (40) auf 0,2 und 0,3 mm bzw. 1,5 und 2 mm geändert wurden oder wenn der Isolator (40) leicht in der Richtung seiner Breite verschoben wurde.

Bei diesem Beispiel wird ein dünner streifenförmiger Isolator (40) geringer Breite verwendet. Jedoch soll der Isolator (40) nicht auf einen derartig dünnen Streifen beschränkt sein. Man erzielt auch den gleichen Effekt bei Verwendung anderer Isolatortypen, beispielsweise eines Isolators aus Draht, bei dem sich mehrere Drähte parallel zur Trennelektrode erstrecken.

Wenn leere Bildteile des Aufzeichnungspapiers vom Bildträger abgetrennt werden, ist die Abtrennung um so besser, je höher der Wechselstrom-Koronaentladungsstrom ist. Im Falle schwarzer Bildteile jedoch wird, je mehr der Wechselstrom- Koronaentladungsstrom erhöht wird, die Ladungspolarität im Aufzeichnungspapier letztlich von positiv nach negativ umgekehrt, was zum Haften des Aufzeichnungspapiers an der Photoleitertrommel führt, so daß es ziemlich schwierig wird, das Aufzeichnungspapier abzutrennen. Selbst wenn ein positiv geladener Photoleiter mit negativ geladenen Tonern entwickelt wird, liegt die Neutralisation nur in der Größenordnung von einem Fünftel eines positiven latenten Bildes. Dies führt in diesem Falle dazu, daß das Aufzeichnungspapier mit negativer Polarität aufgeladen wird, da Wechselstrom-Koronaaufladung das Oberflächenpotential aller Schichten, die mit dem mit positiver Polarität aufgeladenen Photoleiter überlappen, mit einer negativen Polarität aufgeladenem, an dem Photoleiter haftendem Toner und das auf den Toner aufgelegtem Aufzeichnungspapier, neutralisieren.

Bei bekannten Trennelektroden mit einem Draht hat die räumliche Verteilung des Koronaentladungsstroms eine scharfe Spitze, wie in Fig. 5 dargestellt. Hierdurch ändert das Aufzeichnungspapier seine Polarität von positiv nach negativ, während es ein kurzes Stück in Transportrichtung über die Trennelektrode läuft, so daß nur ein sehr kurzer Randbereich L₁, wie in Fig. 6 gezeigt, des Aufzeichnungspapiers vollständig oder fast vollständig neutralisiert wird, wodurch es möglich ist, daß die Abtrennung des Papiers nicht gelingt. Da im Gegensatz hierzu erfindungsgemäß eine unterschiedliche räumliche Verteilung des Koronaentladungsstroms, wie in Fig. 7 gezeigt, erzielt wird, erfolgt die Ladung zur umgekehrten Polarität, wie vorstehend erwähnt, nach Durchlaufen einer wesentlich längeren Strecke L₂, wie in Fig. 8 dargestellt.

Daher wird ein längerer Randbereich des Aufzeichnungspapiers vollständig oder fast vollständig neutralisiert gehalten, um das Papier abzutrennen. Darüber hinaus kann nicht nur die Elastizität des Kopierpapiers, sondern auch das Gewicht seines Anteils L₂ die Abtrennung des Papiers erleichtern, wodurch eine gute Abtrennleistungsfähigkeit erzielt wird.

Claims

1. Vorrichtung zum Abtrennen von Aufzeichnungspapier von einem Bildträger eines elektrostatischen Kopiergerätes oder einer elektrophotographischen Laser-Druckvorrichtung, auf dem sich ein sichtbares Tonerbild befindet, das auf das Aufzeichnungspapier übertragen wird, mit einer Trennelektrode zum Erzeugen einer Wechselstrom-Koronaentladung zum Entfernen oder Verringern elektrostatischer Kräfte zwischen dem Bildträger und dem Aufzeichnungspapier dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des kürzesten Abstandes zwischen dem Bildträger (1) und der Trennelektrode (9) ein streifenförmiger Isolator (40) vorgesehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolator (40) in die Trennelektrode (9) integriert ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolator (40) aus Polyethylenterephthalat besteht.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennelektrode (9) für Wechselstrom-Koronaentladung einen Draht (30) enthält, der sich im wesentlichen rechtwinklig zur Bewegungsrichtung des Bildträgers (1) erstreckt, und daß der Isolator (40) parallel zu dem Draht (30) zwischen diesem und dem Bildträger (1) angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ioslator (40) in räumlichem Abstand zum Draht (30) angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolator (40) breiter als der Draht (30) ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolator (40) fast so lang wie der Draht (30) ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Isolator (40) über den Draht (30) erstreckt.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennelektrode (9) einen elektrisch leitfähigen Schirm (21), an den beiden Enden des leitfähigen Schirms (21) je einen Isolatorblock (22, 23), einen Hochspannungs-Steckeranschluß (29) an einem der Isolatorblöcke (23), einen Wolframdraht (30), der sich zwischen dem Steckeranschluß (29) und dem anderen Isolatorblock (22) erstreckt, und Bogenableiter (32, 33), die am oberen Teil der Isolatorblöcke (22, 23) angeordnet sind, aufweist, wobei sich der Isolator (40) zwischen den Bogenableitern (32) parallel zu dem Wolframdraht (30) erstreckt.