DE3810558A1 - Verbessertes elektrografisches druck-/kopiergeraet mit fotoleitfaehigem band - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrografisches Druck- oder Kopiergerät mit vereinfachter Papierbahn. Insbesondere betrifft vorliegende Erfindung ein elektrografisches Druck- oder Kopiergerät, welches mit einer vertikal angeordneten fotoleitfähigen Bandeinheit mit vereinfachter Papierbahn arbeitet, wodurch auf der Unterseite des Kopieblattes ein latentes elektrostatisches Bild entwickelt wird.

Beim elektrografischen oder xerografischen Drucken wird zur Aufzeichnung eines Bildes ein fotoleit­ fähiges Element benutzt. Das fotoleitfähige Ele­ ment, welches die Form eines Bandes oder einer Walze haben kann, wird zur Sensibilisierung der Oberfläche mit einem im wesentlichen gleichmäßigen Potential aufgeladen. Im Falle eines Kopiergerätes wird der aufgeladene Teil der fotoleitfähigen Ober­ fläche einem reflektierten Lichtbild eines zu reproduzierenden Originals ausgesetzt. Das Licht­ bild wird entsprechend den im Originaldokument ent­ haltenen Informationsflächen auf dem fotoleitfähi­ gen Element als latentes elektrostatisches Abbild aufgezeichnet.

Im Falle eines Druckers, der mit einem Computer verbunden ist, wird ein ähnliches Verfahren zur Aufzeichnung von Informationen auf dem fotoleitfä­ higen Element benutzt. Der aufgeladene Teil der fotoleitfähigen Oberfläche wird einem Lichtbild ausgesetzt, dessen Form durch die Eingabesignale vom Computer gesteuert wird. So wirkt beispiels­ weise eine Laser- oder Leuchtdiodenanordnung, die Eingabesignale vom Computer empfängt, als optischer Druckkopf und beleuchtet das fotoleitfähige Element mit einem Lichtbild einer bestimmten Form. Auch hier wird ein latentes elektrostatisches Bild, wel­ ches den gewünschten Informationsbereichen ent­ spricht, auf dem fotoleitfähigen Element aufge­ zeichnet.

Nach Aufzeichnung des latenten elektrostatischen Bildes auf dem fotoleitfähigen Element wird das latente Bild entwickelt, indem es mit einem Ent­ wickler oder Toner in Berührung gebracht wird. Der Entwickler wird von dem latenten elektrostatischen Bild angezogen und bildet auf dem fotoleitfähigen Element ein Pulverabbild, welches dem latenten elektrostatischen Bild entspricht. Das Pulverabbild wird anschließend auf ein Blatt des Aufzeichnungs­ mediums, wie z.B. ein Blatt Papier, übertragen. Danach wird das Pulverabbild auf dem Blatt in der Bildkonfiguration durch eine Vielzahl von Verfah­ ren, wie z.B. durch Fixierung, bleibend aufgezeich­ net.

Obige Vorgänge können dadurch bewirkt werden, daß man eine Reihe von Stationen hintereinander in Nähe des fotoleitfähigen Elementes anbringt. Das foto­ leitfähige Element ist daher gewöhnlich von einer Ladestation, einer Abbildungsstation, einer Ent­ wicklerstation und einer Übertragungsstation umge­ ben, die nacheinander angeordnet sind. Eine Entla­ destation und eine Reinigungsstation sind ebenfalls am fotoleitfähigen Element angebracht, um dieses wieder für den Einsatz bereitzumachen.

Ein Beispiel eines solchen elektrografischen Druck­ gerätes ist in der erteilten Anmeldung mit der Serien-No. 7 00 813, eingereicht am 11. Februar 1985, beschrieben. Das elektrografische Druck-/ Kopiergerät, welches in der betreffenden Patent­ anmeldung beschrieben ist, arbeitet mit einer foto­ leitfähigen Bandeinheit in Form einer Einwegcasset­ te, die in der erteilten Anmeldung mit der Serien- No. 7 18 947, eingereicht am 2. Aprilil 1985, be­ schrieben und mit entsprechenden Ansprüchen verse­ hen ist. Das in der Anmeldung mit der Serien-No. 7 00 813 beschriebene Druck-/Kopiergerät arbeitet ebenfalls mit der kombinierten Entwickler- und Rei­ nigungseinheit, die Gegenstand der erteilten Anmel­ dung mit der Serien-No. 7 18 946, eingereicht am 2. April 1985, ist. Alle diese vorgenannten Patent­ anmeldungen wurden auf den jetzigen Übernehmer übertragen und auf sie alle wird in dieser Patent­ anmeldung Bezug genommen.

Der in der Anmeldung mit der Serien-No. 700 813 beschriebene elektrografische Drucker/Kopierer besitzt eine vereinfachte Papierbahn, die von der Geräteoberseite aus zugänglich ist. In diesem elek­ trografischen Drucker/Kopierer ist die das foto­ leitfähige Band enthaltende Cassette vertikal ange­ bracht, und auf der Unterseite des Kopierpapiers entsteht ein latentes Bild, während sich das Papier über die fotoleitfähige Bandeinheit bewegt und mit dieser in Kontakt kommt.

Das betreffende elektrografische Druckgerät erfor­ dert zwei Umdrehungen des fotoleitfähigen Bandes je hergestellte Kopie. Es ist zur Herstellung von etwa 12 Kopien pro Minute geeignet. Während des ersten Umlaufs des fotoleitfähigen Bandes wird das Band gleichmäßig aufgeladen, und mit Hilfe eines opti­ schen Druckkopfes wird auf der Oberfläche des foto­ leitfähigen Bandes ein latentes Bild erzeugt. Das so erzeugte latente Bild wird durch Auftragung von Toner aus der in Betriebsart "Entwickeln" arbeiten­ den Entwickler-/Reinigungseinheit entwickelt. Das Band läuft dann in den Übertragungsbereich ein, wo das entwickelte Bild auf die Unterseite des Papiers oder eines anderweitigen Kopiermaterials übertragen wird. Im Übertragungsbereich erzeugt eine Übertra­ gungseinheit ein elektrisches Feld, welches den Toner vom fotoelektrischen Band auf die Unterseite des Papiers zieht. Damit wird der erste Umlauf des Bandes beendet, während sich das Papier zu einer Fixiereinheit bewegt und in eine Austragschale aus­ geworfen wird.

Während des nächsten Bandumlaufs wird das Band für die Herstellung der nächsten Kopie vorbereitet. Das Hauptladegerät und der wahlweise Druckkopf sind blockiert, während eine Löschlampe aktiviert und die Entwickler-/Reinigungseinheit auf Betriebsart "Reinigen" geschaltet ist. Während das Band somit nach der Bildübertragung weiter umläuft, wird das fotoleitfähige Band durch eine Löschlampe entladen, und der überschüssige Toner wird mit Hilfe eines herkömmlichen elektrostatischen Verfahrens von der Entwickler-/Reinigungseinheit entfernt. Dadurch wird das Band für die nächste Kopie beim nächsten Bandumlauf bereitgemacht.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Leistung des obenbeschriebenen elektrografischen Druckers/ Kopierers zu erhöhen und hierfür das Gerät so abzu­ ändern, daß dadurch eine "Ein-Stufen-Vorrichtung" wird. Dies bedeutet, es wäre wünschenswert, wenn der elektrografische Drucker/Kopierer nur einen einzigen Umlauf des fotoleitfähigen Bandes je hergestellter Kopie erfordern würde. Auf diese Weise würde die Leistung des Gerätes verdoppelt.

Diese Aufgabe wird durch ein elektrografisches Druckgerät gelöst, das in seiner Bauweise dem Gerät gleicht, welches in der erteilten Anmeldung mit der Serien-No. 7 00 813, eingereicht am 11. Februar 1985, beschrieben wurde, bei dem jedoch unmittelbar hinter der Übertragungsstation eine separate und unabhängige Reinigungseinheit vorgesehen ist. Ein elektrografisches Druckgerät gemäß vorliegender Erfindung umfaßt somit ein Gehäuse, einen Deckel zur Abdeckung des Gehäuseoberteils, eine Kopier­ materialquelle und eine Austragschale zur Aufnahme des Kopiermaterials nach dem Druck. Das Druckgerät enthält auch ein fotoleitfähiges Element, an dem folgende Einheiten hintereinander angeordnet sind: eine Ladeeinheit für das gleichmäßige Aufladen des fotoleitfähigen Elementes, ein optischer Druckkopf zur Entladung ausgewählter Teile des fotoleitfähi­ gen Elementes, so daß darauf ein latentes elektro­ statisches Abbild entsteht, eine Entwicklereinheit zur Entwicklung des latenten elektrostatischen Ab­ bildes, eine Übertragungseinheit für die Übertra­ gung des entwickelten elektrostatischen Abbildes auf das Papier oder sonstiges Kopiermaterial, eine separate Reinigungseinheit zur Beseitigung restli­ cher Entwicklerteilchen von dem fotoleitfähigen Element und eine Löschlampe für die gleichmäßige Entladung des fotoleitfähigen Elementes, um es für die Herstellung der nächsten Kopie bereitzumachen.

Wie bei dem Drucker/Kopierer gemäß der Anmeldung mit der Serien-No. 7 00 813 bewegt sich das Kopier­ material längs einer im wesentlichen ebenen Papier­ bahn in Nähe der Gehäuseoberseite, so daß durch Hochheben des Deckels der Zugang zur Papierbahn möglich wird. Das fotoleitfähige Element ist unter­ halb der ebenen Papierbahn angeordnet und kommt mit der Unterseite des Kopiermaterials in einem in der ebenen Papierbahn angeordneten Übertragungsbereich in Kontakt, um das Pulverabbild auf die Unterseite des Kopiermaterials zu übertragen.

Wünschenswert ist, daß das fotoleitfähige Element die fotoleitfähige Bandeinheit in Form einer Ein­ wegcassette enthält, die in der zuvor erwähnten erteilten Anmeldung mit der Serien-No. 7 18 947 eingereicht am 2. Aprilil 1985, beschrieben und mit den entsprechenden Ansprüchen versehen ist. Diese fotoleitfähige Bandeinheit ist im elektrografischen Drucker/Kopierer vertikal angebracht. Sie enthält eine Blattführung oben am Rahmen, die einen hori­ zontalen Übertragungsbereich sehr geringer Länge unter der Gehäuseoberseite begrenzt.

Während elektrografische Druck-/Kopiergeräte be­ schrieben wurden, die separate und unabhängige Rei­ nigungseinheiten enthalten - siehe z. B. US-Patent No. 39 76 375 (Kurita et al) - wurde beim bisheri­ gen Stand der Technik noch nicht der spezielle Auf­ bau und die spezielle Anordnung der obenbeschriebe­ nen Einheiten beschrieben.

Die Abbildung zeigt eine schematische Darstellung eines elektrografischen Druckers/Kopierers entspre­ chend einer veranschaulichenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Die Abbildung ist ein Blockdiagramm, welches die Grundbestandteile des elektrofotografischen Druckers gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung zeigt. Solche Drucker enthalten typi­ scherweise ein fotoleitfähiges Element, welches bei der dargestellten Ausführungsform ein Band 110 ist. Letzteres läuft im Uhrzeigersinn um die Rollen 111 und 112 herum. Entlang der rechten Seite des Ban­ des, gemäß der Darstellung in Abb. 1, befinden sich eine Reinigungseinheit 100, Löschlampen 114, ein Hauptladegerät 113 und ein optischer Druckkopf 115. Auf der linken Seite des Bandes befindet sich die Entwicklereinheit 116. Diese Einheit enthält eine Tonerpatrone 118 zur bequemen Handhabung. Oben am Bandweg ist eine Übertragungseinheit 119 angeord­ net, die ein elektrisches Feld erzeugt, um Toner vom fotoleitfähigen Band 110 auf die Unterseite von Papierblättern zu ziehen, die durch den Bildüber­ tragungsbereich 125 laufen.

Das Kopiermaterial, z.B. Papier, wird einer von zwei zweckmäßigen Papiercassetten 120 oder 121 ent­ nommen. Das Papier wird längs einer der beiden Papierbahnen 122-1 oder 122-2 zum Bildübertragungs­ bereich 125 zwischen der oberen Rolle 111 und der Übertragungseinheit 119 geführt. Aus dem Bildüber­ tragungsbereich 125 wird das Papier dann mit Hilfe einer Vakuumtransporteinheit 124 einer Fixierein­ heit 123 zugeführt und schließlich in eine Austrag­ schale 125 ausgeworfen.

Die Arbeitsweise dieses Druckers bringt nur einen einzigen Umlauf des Bandes 110 je hergestellter Kopie mit sich. Während dieses Umlaufs wird das Band, während es am Hauptladegerät 113 vorbeiläuft, gleichmäßig aufgeladen. Mit Hilfe eines optischen Druckkopfes 115, bei dem es sich entweder um eine Laser- oder eine Leuchtdiodenanordnung handeln kann, wird ein latentes Bild erzeugt. Der optische Druckkopf bewirkt die Entladung ausgewählter Teile des gleichmäßig aufgeladenen fotoleitfähigen Bandes 110, während sich dieses am optischen Druckkopf vorbeibewegt. Das so erzeugte latente Bild wird dann durch Auftragung von Tonerteilchen aus einer Entwicklereinheit 116 entwickelt. In der Veran­ schaulichung ist der Toner nur auf den entladenen Teilen des fotoleitfähigen Bandes 110 aufgetragen. Das Band läuft dann in den Übertragungsbereich 125 ein, wo das entwickelte Bild auf die Unterseite des Papiers oder sonstigen Kopiermaterials übertragen wird. Im Übertragungsbereich 125 dient die Übertra­ gungseinheit 19 zur Erzeugung eines elektrischen Feldes, welches den Toner vom fotoleitfähigen Band auf die Unterseite des Papiers zieht.

Nachdem das entwickelte Bild auf die Unterseite des Papiers oder sonstigen Blattmaterials übertragen ist, muß dann das fotoleitfähige Band für die näch­ ste Kopie bereitgemacht werden. Das fotoleitfähige Band 110, welches den gleichen Umlauf fortsetzt, wird mittels der Reinigungseinheit 100 gereinigt. Die Löschlampen 114 werden aktiviert, um das foto­ leitfähige Band gleichmäßig zu entladen. Während also das Band nach erfolgter Bildübertragung weiter umläuft, wird der überschüssige Toner von der Rei­ nigungseinheit 100 entfernt und das Band wird durch die Löschlampen 114 entladen. Dadurch wird das Band für eine neuerliche Aufladung durch das Hauptlade­ gerät 113 zur Herstellung der nächsten Kopie be­ reitgemacht.

Wie weiter oben bemerkt, ist es ein Merkmal der vorliegenden Erfindung, daß die Kopie entlang der Papierunterseite erzeugt wird. Dies wird erreicht, indem man das fotoleitfähige Band 110 unter der Papierbahn anordnet. In der veranschaulichenden Ausführungsart gemäß Abb. 1 liegt somit der Über­ tragungsbereich über der Walze 111, und das Papier läuft in den Bereich so ein, daß seine Unterseite mit dem Band 110 in Berührung kommt.

Um ein Verschmutzen der Kopie nach der Bildübertra­ gung zu vermeiden, wird das bedruckte Papier mit Hilfe einer Vakuumübertragungseinheit 124, deren einziger Kontakt zur oberen, unbedruckten Seite des Papiers besteht, der herkömmlichen Fixiereinheit 123 zugeführt. Die Fixiereinheit 123 dient dazu, den Toner durch Erwärmung des Papiers auf dem Papier zu fixieren.

Nachdem die gedruckte Kopie die Fixiereinheit 123 verlassen hat, läuft sie mit der bedruckten Seite nach unten in die Austragschale 125 ein. Ein Vorzug dieser Anordnung ist, daß die gedruckten Kopien automatisch zusammengetragen werden. Ein weiterer Vorteil der Anordnung des fotoleitfähigen Bandes 110 unterhalb der Papierbahn besteht darin, daß die Papierbahn dann gut zugänglich ist und die Möglich­ keit besteht, Papierstaus leichter zu beheben. Wie aus Abb. 1 ersichtlich, verläuft die Papierbahn entlang der Oberseite des Druckers und ist durch einfaches Anheben des Gerätedeckels 130 zugänglich.

Die Reinigungseinheit 100 kann eine aus einer Reihe herkömmlicher Vorrichtungen umfassen, die bisher bereits zur Entfernung von Tonerrestteilchen von fotoleitfähigen Elementen verwendet wurden. Die Reinigungseinheit 100 kann beispielsweise aus einer Reinigungsbürste oder einem Abstreifer bestehen. Vorzugsweise besteht die Reinigungseinheit 100 aus einer elektrostatisch aufgeladenen Reinigungsvor­ richtung. Solche Vorrichtungen werden unter einer entsprechenden Vorspannung gehalten, aufgrund deren sie Tonerteilchen vom fotoleitfähigen Element an­ ziehen können. In der bevorzugten Ausführungsform enthält die Reinigungseinheit 100 eine der elektro­ statischen Reinigungsvorrichtungen, die in den An­ meldungen mit dem Titel "VORRICHTUNG ZUR ENTFERNUNG RESTLICHER ENTWICKLERTEILCHEN VON EINEM FOTOLEITFÄHIGEN ELEMENT" (device for removing residual developer particles from a photoconductive member) oder "TONERREINIGUNGSEINHEIT" (toner cleaning unit) beschrieben wurden, die gleichzeitig mit der vor­ liegenden Anmeldung eingereicht werden. Diese Anmeldungen sind auf den gemeinsamen Übernehmer der vorliegenden Anmeldung übertragen worden und darauf wird hier Bezug genommen. Diese Anmeldungen bezie­ hen sich auf Reinigungseinheiten, die sich zweckmä­ ßig an einer fotoleitfähigen Bandeinheit wie der hier dargestellten anbringen lassen.

Infolge der Verwendung einer separaten und unabhän­ gigen Reinigungseinheit kann der elektrografische Drucker/Kopierer, der in der Anmeldung mit der Se­ rien-No. 7 00 813 beschrieben ist, aus einem "Zwei- Stufen-Gerät" in ein "Ein-Stufen-Gerät" umgewandelt werden, d.h. es wird eine Kopie je Umlauf des foto­ leitfähigen Bandes hergestellt. Dadurch verdoppelt sich praktisch die Leistung der Maschine von etwa 12 Seiten je Minute auf etwa 24 Seiten je Minute.

An obigen Geräten können entsprechende Angleichun­ gen vorgenommen werden, um eine Druckvorrichtung mit Duplexmerkmalen zu erzielen. Mit Hilfe dieser Angleichungen läuft zunächst eine Seite des Kopier­ materials am fotoleitfähigen Band vorbei und dann läuft die andere Seite des Kopiermaterials am foto­ leitfähigen Band vorbei, so daß Pulverabbilder auf beide Seiten des Kopiermaterials übertragen werden. Mit der Verwendung einer separaten und unabhängigen Reinigungsvorrichtung ist je gedruckte Seite Ko­ piermaterial nur ein Umlauf des fotoleitfähigen Bandes erforderlich. Das Gerät mit Duplexmerkmalen ist somit in der Lage, 24 Seiten je Minute zu ver­ arbeiten.

Die Reinigungseinheit 100 ist in einem eigenen Ge­ häuse untergebracht. Wünschenswert ist, sie - wie abgebildet - an der fotoleitfähigen Bandeinheit an­ zubringen. Die Reinigungseinheit 100 kann im Stö­ rungsfalle als separate Einheit ausgetauscht wer­ den. Dadurch kann jedoch eine Neuausfluchtung der Teile erforderlich werden. Beim normalen Betriebs­ ablauf wird davon ausgegangen, daß sie zusammen mit dem Rest der Einwegcassette beseitigt wird.

Während die Erfindung unter Bezugnahme auf eine spezielle Ausführungsform beschrieben wurde, diente dies nur Veranschaulichungszwecken und sollte nicht als Einschränkung des Geltungsbereiches der Erfin­ dung ausgelegt werden.

Claims (7)

1. Elektrografisches Druckgerät zur Herstellung von Hartkopien mit auf zuzeichnenden Informationen, ge­ kennzeichnet durch:
ein oben offenes Gehäuse,
einen Deckel zur Abdeckung der Gehäuseoberseite,
eine Kopiermaterialquelle und eine Austragschale zur Aufnahme des erwähnten Kopiermaterials nach dem Drucken,
eine Kopiermaterialbahn, entlang welcher sich das erwähnte Kopiermaterial zwischen der erwähnten Quelle und der erwähnten Austragschale bewegt, wobei sich die erwähnte Kopiermaterialbahn im wesentlichen in einer einzigen Ebene im erwähnten Gehäuse in der Nähe von dessen Oberseite befindet, so daß durch Anheben des erwähnten Deckels die erwähnte Kopiermaterialbahn zugänglich wird,
ein fotoleitfähiges Element zur Speicherung eines latenten elektrostatischen Bildes der zu druckenden Informationen, wobei das erwähnte fotoleitfähige Element unterhalb der erwähnten ebenen Kopiermate­ rialbahn liegt und mit der Unterseite des erwähnten Kopiermaterials in einem Übertragungsbereich in Berührung kommt, der in der erwähnten ebenen Ko­ piermaterialbahn liegt, um das erwähnte latente elektrostatische Bild auf die Unterseite des er­ wähnten Kopiermaterials zu übertragen, während das erwähnte Kopiermaterial mit dem erwähnten fotoleit­ fähigen Element im wesentlichen nur im erwähnten Übertragungsbereich in Kontakt kommt,
einem Ladegerät, einer selektiven Entladeeinheit, einer Entwicklungseinheit, einer Übertragungsein­ heit, einer Reinigungseinheit und einer Löschein­ heit, die hintereinander am erwähnten fotoleitfähi­ gen Element angeordnet sind,
wobei das erwähnte elektrografische Druckgerät eine bedruckte Seite des Aufzeichnungsmaterials je Um­ lauf des erwähnten fotoleitfähigen Elements her­ stellt.

2. Elektrografisches Druckgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das fotoleitfähige Element ein fotoleitfähiges Band ist.

3. Elektrografisches Druckgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das fotoleitfähige Band vertikal angebracht ist.

4. Elektrografisches Druckgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das erwähnte fotoleit­ fähige Band Bestandteil einer Einwegcassette ist.

5. Elektrografisches Druckgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erwähnte Reini­ gungseinheit an der erwähnten Cassette angebracht ist.

6. Elektrografisches Druckgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die erwähnte Reini­ gungseinheit in einem entsprechenden Gehäuse unter­ gebracht ist.

7. Elektrografisches Druckgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die selektive Entlade­ einheit einen optischen Druckkopf umfaßt.