DE3623323A1 - Kopiergeraet - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen ein elektrophotographisches Kopiergerät und insbesondere ein Kopiergerät, in dem ein Photorezeptor in Form eines end­ losen Bandes verwendet wird.

Ein Kopiergerät, in dem ein Photorezeptorband verwendet wird, ist bekannt. Es ist ferner bekannt, daß diese Art von Kopiergeräten in kompakter Größe hergestellt werden könnte, indem alle notwendigen Verarbeitungseinheiten einschließlich eines Laders, einer Vorrichtung zur Ein­ führung von bildmäßigem Licht, das ein Bild der Vorlage trägt, eines Entwicklers, einer Überführungsvorrichtung und anderer Vorrichtungen rings um das Photorezeptorband und angrenzend daran angeordnet werden. Wenn darüber hinaus eine der beiden Stützwalzen, über die das Photo­ rezeptorband läuft, im Radius verkleinert und ein Überfüh­ rungslader in der Nähe dieser Stützwalze angeordnet wird, kann nicht nur das Pulverbild vom Photorezeptorband auf das Kopierpapier übertragen werden, sondern das Kopier­ papier kann auch leicht natürlich vom Photorezeptorband getrennt werden. Das in dieser Weise abgetrennte Kopier­ papier mit dem darauf befindlichen Pulverbild wird anschließend zur Fixierstation befördert. Wenn diese dem Photorezeptorband eigenen Vorteile ausgenutzt werden, ist es möglich, die Bandlänge zu verkürzen, alle notwendigen Verarbeitungseinheiten in der Nähe des Photorezeptor­ bandes unterzubringen, den Radius einer der Stützwalzen zu verringern und angrenzend an diese Stützwalze eine Fixierwalze anzuordnen, um den Transport des vom Photo­ rezeptorband abgetrennten Kopierpapiers auf die Fixier­ walze zu erleichtern. In dieser Weise kann das Kopiergerät als Ganzes in kompakter Größe zusammengesetzt werden.

Wenn jedoch das Kopiergerät in der vorstehend beschriebenen Weise in kompakter Größe zusammengesetzt wird, pflegt die Umgebung der Fixierwalze durch die durch die Fixierwalze erzeugte Wärme erhitzt zu werden und eine erhöhte Tempe­ ratur zu erreichen, wenn das Kopiergerät selbst in der Bereitschaftsstellung oder im FERTIG-Zustand gehalten wird. Sobald dies geschieht, wird die elektrische Leit­ fähigkeit des Photorezeptors durch Temperaturänderung in einem solchen Maße nachteilig beeinflußt, daß das Ober­ flächenpotential an einem dunklen Bereich von dem an einem hellen Bereich unterschiedlich gestaltet wird. Dies hat die Möglichkeit zur Folge, daß die erhaltene Kopie ein reproduziertes Bild mit wechselnder oder veränderli­ cher Bilddichte darstellen würde.

Um das vorstehend dargelegte Problem zu lösen, könnte man ins Auge fassen, die Fixierwalze in genügendem Abstand zum Photorezeptorband anzuordnen. Dieses Vorgehen trägt jedoch nicht zur Verkleinerung der Größe des Kopiergeräts als Ganzes bei, die durch Verwendung des Photorezeptor­ bandes erreicht werden sollte.

Die wesentliche Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, ein verbessertes Kopiergerät verfügbar zu machen, in dem selbst dann, wenn das Gerät in Bereitschaft gehalten wird, keine örtliche Temperaturänderung im Photorezeptorband stattfindet, wodurch es möglich wird, das erhaltene reproduzierte Bild ohne veränderliche Bilddichte zu liefern.

Um diese Aufgabe zu lösen, wird gemäß der vorliegenden Erfindung ein verbessertes Kopiergerät geschaffen, in dem dann und solange, wie das Gerät im Bereitschaftszustand gehalten wird, das Photorezeptorband mit niedriger Geschwindigkeit angetrieben und angetrieben gehalten wird, um gleichmäßiges Erhitzen des gesamten Photorezeptorbandes durch die von der Fixierwalze ausgehende Wärme zu ermög­ lichen und hierdurch jegliches örtliches Erhitzen des Photorezeptorbandes zu vermeiden.

Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Temperatur des Photorezeptorbandes auf seiner gesamten Oberfläche auch dann gleichmäßig gehalten werden, wenn die Fixierwalze in großer Nähe zu einer der Stützwalzen angeordnet wird. Daher findet keine Schwankung des Oberflächenpotentials im Photorezeptorband statt, so daß es möglich ist, ein Bild ohne veränderliche Bilddichte zu reproduzieren. Ferner kann auf Grund des verringerten Abstandes zwischen der Fixierwalze und dieser einen Stützwalze nicht nur das Kopierpapier mit dem darauf übertragenen Pulverbild nach seiner Abtrennung vom Photorezeptorband an einer an diese eine Stützwalze angrenzenden Stelle glatt zur Fixierwalze transportiert werden, sondern das Kopiergerät selbst selbst kann auch in kompakter Größe hergestellt werden.

Da die Geschwindigkeit, mit der das Photorezeptorband während des Bereitschaftszustandes des Kopiergeräts angetrieben wird, gering ist, findet auch dann keine wesentliche physikalische Schädigung des Photorezeptor­ bandes statt, wenn das Gerät während einer erheblichen Zeitdauer im Bereitschaftszustand gehalten wird.

Diese und weitere Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung deutlich, die anhand von bevorzugten Ausführungsformen der Erfin­ dung unter Bezugnahme auf die Abbildungen erfolgt. Hierin sind

Fig. 1 und Fig. 2 schematische Seitenansichten von Kopiergeräten gemäß verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung im Schnitt,

Fig. 3 ein Logikdiagramm, das eine für die Zwecke der Erfindung verwendete Steuer- und Regeleinrichtung zeigt, und

Fig. 4 ein Flußdiagramm, das die Reihenfolge der Arbeits­ gänge einer zentralen Datenverarbeitungsanlage zur Steuerung der Regeleinrichtung zeigt.

Vor dem Fortgang der Beschreibung der vorliegenden Erfin­ dung ist zu bemerken, daß gleiche Teile in allen Zeich­ nungen mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet sind.

Das endlose Photorezeptorband umfasst eine nahtlose Unter­ lage und eine auf eine Außenseite der nahtlosen Unterlage abgeschiedene elektrisch leitfähige Schicht. Die nahtlose Unterlage muß hohe Zugfestigkeit aufweisen, so daß bei Einwirkung einer Zugkraft auf einen örtlichen Teil der Unterlage dieser Teil der nahtlosen Unterlage nach der Beseitigung der Zugkraft nicht gedehnt bleibt. Als Werk­ stoff für die nahtlose Unterlage eignet sich Polyimid (40 bis 50 µm), und die auf der nahtlosen Unterlage gebil­ dete elektrisch leitfähige Schicht kann eine (4 bis 5 µm dicke) Schicht sein, die durch Dispergieren von Kohlen­ stoffteilchen in Polyimid gebildet worden ist und einen Widerstand im Bereich von 10⁴ bis 10⁵ Ohm-cm hat. Die nahtlose Unterlage mit der darauf befindlichen elektrisch leitfähigen Schicht weist ferner eine lichtempfindliche Schicht auf, die über der elektrisch leitfähigen Schicht durch Beschichten mit Bis-azo- (oder Dis-azo-) Pigmenten 0,2 bis 0,5 µm) und anschließendes Beschichten der letz­ teren mit einem Hydrazonderivat (10 bis 15 µm) gebildet worden ist, wodurch das Photorezeptorband 16 vollendet wird.

Fig. 1 veranschaulicht schematisch im Schnitt als Seiten­ ansicht ein Kopiergerät gemäß einer bevorzugten Ausfüh­ rungsform der Erfindung. Das mit 16 bezeichnete Photo­ rezeptorband wird zwischen Walzen 18 und 15 mit verrin­ gertem und großem Durchmesser angetrieben und straff gehalten. Die Walze 18 mit verringertem Durchmesser hat eine Größe von 20 mm und die Walze mit großem Durchmesser eine solche von 40 mm. Dieses Photorezeptorband 16 wird durch einen Lader 3 elektrostatisch so aufgeladen, daß es ein Oberflächenpotential von -500 V über den gesamten lichtempfindlichen Bereich hat. Das optische System umfaßt eine Lichtquelle 5 mit Reflektorglocke und eine Linsenanordnung 6 und kann so betätigt werden, daß ein Bild der auf auf eine Vorlagenauflage 1 gelegten und durch die Lichtquelle 5 beleuchteten Vorlage durch die Linsenanordnung 6 auf der Außenseite des Photorezeptor­ bandes 16 erzeugt werden kann. Auf diese Weise wird das Photorezeptorband dem bildmäßigen Licht unter Erzeugung eines elektrostatischen latenten Bildes darauf ausgesetzt.

Das in dieser Weise auf dem Photorezeptorband 16 erzeugte elektrostatische latente Bild wird anschließend durch eine Entwicklungswalze einer Entwicklereinrichtung 7 zu einem Pulverbild entwickelt, während eine Vorspannung von -200 V angelegt wird. Der Entwickler enthält aus silicon­ beschichteten Eisenteilchen bestehende und in Tonerpulver dispergierte und damit gemischte Trägerteilchen in einer Menge von 6%. Die Bezugsziffer 8 stellt einen Trichter zur Aufnahme einer als Ergänzung dienenden Tonermasse dar. Die Bezugsziffer 9 stellt ein Papierzuführungsfach dar, das einen Stapel von Kopierpapieren 27 aufnimmt, die ein­ zeln nacheinander durch eine Papierzuführungswalze 10 und dann durch ein Paar von übereinander liegenden Zuführungs­ walzen 12 und 13 zu einer PS-Platte 14 geführt werden.

Zu dem Zeitpunkt, zu dem die Vorderkante des Pulverbildes auf dem Photorezeptorband, gesehen in dessen Laufrichtung, mit der Vorderkante des Kopierpapieres, gesehen in Zu­ führungsrichtung des Kopierpapieres, zusammenfällt, wird die PS-Platte 14 so betätigt, daß das Kopierpapier nach vorn aufgegeben wird.

Anschließend wird durch Aktivierung eines Überführungsladers 19 das Pulverbild auf dem Photorezeptorband 16 auf das Kopierpapier übertragen, das seinerseits durch ein Paar übereinander stehender Fixierwalzen 22 und 23, wo das Pulverbild auf dem Kopierpapier fixiert wird, zugeführt wird. Es ist zu bemerken, daß eine der Fixierwalzen, z. B. die Fixierwalze 22, durch eine Heizlampe 24 auf eine vorbestimmte Temperatur erhitzt wird. Es ist ferner zu bemerken, daß, da die Walze 18 mit verkleinertem Durch­ messer 18 einen kleinen Radius hat, das durch die Fixier­ walzen 22 und 23 zuzuführende Kopierpapier von dem Photo­ rezeptorband 16 während dessen Lauf abgetrennt werden kann, ohne daß es notwendig ist, ein besonderes Abtrenn­ instrument zu verwenden.

Nachdem das Kopierpapier die Fixierwalzen 22 und 23 durch­ laufen hat, wird es durch eine Auswurfwalze 26 aus dem Gerät, beispielsweise in ein Aufnahmefach (nicht darge­ stellt) nach außen ausgeworfen. Andererseits wird der auf der Photorezeptortrommel verbliebene, nicht auf das Kopierpapier übertragene Toner vom Photorezeptorband durch ein Blatt einer Reinigungsvorrichtung 28 abgeschabt und dann in einem (nicht dargestellten) Rückgewinnungs­ kasten gesammelt. Die elektrostatische Ladung auf dem Photorezeptorband 16 wird durch einen Löschungslader 20 und eine Löschlampe 2 zur Bereitschaft für den nächsten Zyklus des Kopiervorganges gelöscht.

Um jede mögliche Flatterbewegung des Photorezeptorbandes während seines Laufes an der Ladestation, der Entwicklungs­ station und der Reinigungsstation vorbei zu vermeiden, ist eine Stützplatte 29 innerhalb des Photorezeptorbandes 16 angeordnet, um es in der dargestellten Weise von hinten zu stützen. Hierdurch kann das Photorezeptorband gleich­ mäßig in einem vorbestimmten Abstand von allen verschie­ denen Verarbeitungseinheiten gehalten werden, wofür ein Faktor, der eine mögliche Abweichung in der Charakteristik jeder der Verarbeitungseinheiten zur Folge haben würde, vernachlässigt werden kann.

Wie aus der Zeichnung deutlich hervorgeht, liegen bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform die Walzen 18 und 15 mit verringertem und großem Durchmesser über­ einander angrenzend an den Überführungslader 19 bzw. die Vorlagenauflage 1. Auf Grund dieser einzigartigen Anord­ nung der Walzen 18 und 15, um die das Photorezeptorband 16 läuft, konnte die Breite des Kopiergeräts als Ganzes in vorteilhafter Weise verringert werden. Die Bezugs­ ziffern 30 und 31 stellen übereinanderliegende Aufgabe­ walzen dar, und da sie zur Verringerung des Abstandes zu den Fixierwalzen 22 und 23 beitragen, kann nicht nur die Möglichkeit des Auftretens eines Papierstaues im Papier­ transportdurchgang weitgehend ausgeschaltet werden, sondern das Kopierpapier kann, wenn es sich aufstaut, leicht entfernt werden. Bei dieser Ausführungsform werden zwei Stützplatten 29 a und 29 b, die jeweils in ähnlicher Weise wie die bei der vorhergehenden Ausführungsform verwendete Stützplatte 29 wirksam sind, verwendet, wobei die Stütz­ platte 29 a an einer Seite des Bandes 16 gegenüber der Reinigungsvorrichtung 28 und die Stützplatte 29 b an einer Seite des Bandes 16 gegenüber der Entwicklervorrichtung 7 angeordnet ist.

Fig. 3 veranschaulicht in Form eines Flußdiagramms eine Steuer- und Regeleinrichtung. Ein Zentralrechner CPU umfaßt einen Mikroprozessor, der so betätigt werden kann, daß er Prozesse gemäß einem Steuerprogramm durchführt, das in einem rad-only memory ROM gespeichert ist. Dieser Zentralrechner CPU bestimmt den Zustand einer Eingabe, die zu einer Tasten-Eingabevorrichtung KEY vorgenommen worden ist, und führt einen Prozess aus, der durch einen tatsächlich betätigte besondere Taste vorgeschrieben worden ist. Ein Treiber ist ein Steuerkreis zur Steuerung eines Motors M und anderer Antriebsvorrichtungen und steuert einen Antriebskreis als Antwort auf ein Ausgangs­ signal, das in ihn vom Zentralrechner CPU über eine Ein- Ausgabe-Steuerung I/O eingespeist wurde. Ein Sensor kann so betätigt werden, daß er die Ankunft des Kopierpapiers an einer vorbestimmten Stellung oder die Ankunft der Vorlagenauflage an einer vorbestimmten Stellung auffasst, wobei sein Zustand anschließend durch den Zentralrechner CPU über die input/output control I/O (Ein-Ausgabe- Steuerung) bestimmt wird. Ein Random access memory RAM wird als Arbeitsbereich zum Zeitpunkt der Ausführung des im read-only memory ROM gespeicherten Programms verwendet.

Fig. 4 veranschaulicht ein Flußdiagramm, das die Reihen­ folge der vom Zentralrechner CPU (central processing unit) durchgeführten Arbeitsgänge zeigt. In der Stufe n 10 werden verschiedene Gerätekomponenten des Kopiergeräts initialisiert. In der Stufe 11 werden die Fixierwalzen 22 und 23 aufgewärmt, und bei dieser Gelegenheit wird die Walze 15 mit großem Durchmesser mit niedriger Geschwindig­ keit angetrieben. Wenn die Heizwalze eine vorbestimmte Temperatur erreicht hat, wird der Zustand eines getasteten Eingangs in der Stufe n 14 eingelesen. Irgendeine Taste wird niedergedrückt, und wenn dies eine Druck-Taste ist, wird die Eingabe des Kopierpapiers in der Stufe n 20 ausgelöst. Im Falle des in Fig. 1 dargestellten Kopier­ geräts wird die Eingabewalze 10 angetrieben, um das oberste Kopierpapier im Stapel der im Papierfach untergebrachten Papiere zuzuführen, bis es gegen die PS-Platte 14 stößt. In der Stufe n 22 wird ein Kopiervorgang gemäß einer vor­ bestimmten Reihenfolge ausgeführt, und während dieses Kopiervorganges wird die Walze 15 mit großem Durchmesser mit einer Geschwindigkeit angetrieben, die der Abtast­ geschwindigkeit der Vorlagenauflage entspricht. In der Stufe 24 wird eine Entscheidung getroffen, um zu bestim­ men, ob die derzeit abgetastete Vorlagenauflage am Bezugspunkt angekommen ist. Wenn die Vorlagenauflage am Bezugspunkt angekommen ist, geht der Programmfluß weiter bis zur Stufe n 26, an der die PS-Platte 14 aktiviert wird, um den Transport des Kopierpapiers zu beginnen. Während das Kopierpapier sich am der Überführungsstation vorbei­ bewegt, wird ein auf dem Photorezeptorband erzeugtes Pulverbild auf das Kopierpapier überführt, und dieses Papier wird seinerseits ausgestoßen, nachdem das Pulver­ bild auf dem Kopierpapier durch die Fixierwalzen 22 und 23 fixiert worden ist. Danach wird in der Stufe n 28 eine Entscheidung getroffen, um zu bestimmen, ob das Kopier­ papier mit dem fixierten Pulverbild ausgestoßen worden ist. Wenn es ausgestoßen worden ist, wird das Photorezeptorband dann in der Stufe n 30 mit niedriger Geschwindigkeit ange­ trieben, wodurch das Kopiergerät in den Bereitschafts­ zustand gebracht wird. Das Kopiergerät wird somit anschließend an das Aufwärmen und auch anschließend an die Vollendung des Kopiervorganges in den Bereitschafts­ zustand gebracht, und während des Zustandes, in dem das Kopiergerät in Bereitschaft gehalten wird, wird die Walze mit großem Durchmesser mit niedriger Geschwindigkeit angetrieben, um die Photorezeptortrommel mit entsprechend niedriger Geschwindigkeit anzutreiben. Aus diesem Grunde bewirkt die von der Heizwalze ausgehende Wärme gleich­ mäßiges Erhitzen des Photorezeptorbandes, wodurch verhin­ dert wird, daß örtliche Teile des Photorezeptorbandes übermäßig stark in einem solchen Maße erhitzt werden, daß Schwankungen des Oberflächenpotentials die Folge sind. Die Steuerung der Antriebsgeschwindigkeit des Photorezep­ torbandes kann erreicht werden, indem der in Fig. 3 darge­ stellte Treiber veranlaßt wird, den Motor M in Abhängig­ keit vom Ausgangssignal des Zentralrechners CPU zu steuern.

Es ist zu bemerken, daß die Stufe n 32 andere Prozesse darstellt, die durchgeführt werden, wenn kein Eingang eingetastet wird, und die Stufe n 34 stellt die Stufe dar, in der, wenn eine andere Taste als die Druck-Taste nieder­ gedrückt worden ist, ein dieser Taste entsprechender Prozeß durchgeführt wird.

Die vorliegende Erfindung wurde in Verbindung mit ihren bevorzugten Ausführungsformen beschrieben, jedoch ist zu bemerken, daß verschiedene Änderungen und Mofifikationen für den Fachmann offensichtlich sind. Beispielsweise wurde von der Verwendung eines endlosen oder nahtlosen Photo­ rezeptorbandes gesprochen, jedoch ist auch ein Photo­ rezeptorband, dessen gegenüberliegende Enden miteinander verbunden sind, oder zu einer Schleife gebildet worden ist, in gleicher Weise anwendbar.

Claims (1)

1. Kopiergerät mit einer Vorlagenabtastvorrichtung zum Abtasten einer zu kopierenden Vorlage, einer Papiertrans­ portvorrichtung zum Transport von Kopierpapier von einer Eingabestation zu einer Auswurfstation, ersten und zweiten Walzen, einem zwischen der ersten Walze und der zweiten Walze angetriebenen Photorezeptorband, einer Antriebs­ vorrichtung zum Antrieb wenigstens einer der ersten und zweiten Walzen in einer vorbestimmten Richtung, einer Eingabevorrichtung, einer Vorrichtung zur Einführung von bildmäßigem Licht, einer Entwicklungsvorrichtung und einer Überführungsvorrichtung, wobei die Eingabe-, Einführungs-, Entwicklungs- und Überführungsvorrichtungen in der Nähe des Photorezeptorbandes angeordnet sind, und mit einer Fixiervorrichtung zum Fixieren des Kopier­ papers, auf das ein Pulverbild vom Photorezeptorband überführt worden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Fixiervorrichtung (22, 23) in der Nähe einer der ersten und zweiten Walzen (15, 18), die angrenzend an die Überführungsvorrichtung (19) liegt, angeordnet ist und die Antriebsvorrichtung wenigstens eine der ersten und zweiten Walzen (15, 18) mit niedriger Geschwindigkeit antreibt, wenn das Gerät in einem anderen Zustand als in einem Kopiervorgang gehalten wird.