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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verwendung in einem
Kopiergerät mit einem mit einer ersten Geschwindigkeit angetriebenen Band, einem
mit einer zweiten Geschwindigkeit angetriebenen umlaufenden Element,
Mitteln, die dazu eingerichtet sind, das Band intermittierend mit dem
Element in Berührung zu drücken, wobei das Band infolge der Reibung mit dem
Element an der Berührungsstelle mit der zweiten Geschwindigkeit
angetrieben wird, und mit zwei schwimmenden Walzen, die das Band in
Bewegungsrichtung desselben gesehen vor und hinter der Berührungsstelle unter
Bildung von Schleifen spannen, wobei eine der schwimmenden Walzen eine
größere Spannkraft erzeugt als die andere.
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Eine in einem Kopiergerät verwendete Vorrichtung dieser Art ist bekannt
aus dem US-Patent 4 183 658. Bei dieser bekannten Vorrichtung wird ein
fotoleitendes Band, auf dem elektrofotografisch ein Bild erzeugt worden ist,
gegen einen Zwischenträger angedrückt, um das erzeugte Bild auf den
Zwischenträger zu übertragen. Unter diesen Bedingungen nimmt das Band an
der Stelle, wo der Kontaktdruck ausgeübt wird, die Geschwindigkeit des
Zwischenträgers an, so daß die Bildübertragung stattfindet, ohne daß das Bild
verwischt wird.
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Da in dieser bekannten Vorrichtung der Zwischenträger mit einer etwas
kleineren Geschwindigkeit als das fotoleitende Band angetrieben wird, wird bei
der Bildübertragung die Schleife größer, die durch die erste schwimmende
Walze vor der Stelle erzeugt wird, an der der Kontaktdruck ausgeübt wird,
und die durch die zweite schwimmende Walze hinter dieser Stelle erzeugte
Schleife wird kleiner. Wenn der Kontaktdruck nach der Bildübertragung
aufgehoben wird, so wird die zweite schwimmende Walze, die eine größere
Spannkraft ausübt als die erste schwimmende Walze, die Schleife, die sie in
dem Band hinter der Stelle der Ausübung des Kontaktdruckes erzeugt
vergrößern und gleichzeitig die Schleife verkleinern, die die erste
schwimmende Walze vor dieser Stelle in dem Band bildet. Nach jeder Bildübertragung
wird somit die ursprüngliche Position des fotoleitenden Bandes in bezug auf
den Zwischenträger wieder hergestellt, während das Band gespannt bleibt.
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Um störende Stöße und Vibrationen in dem Band während der Bewegung der
schwimmenden Walzen von einer Position in die andere zu vermeiden, wird
man die Differenz zwischen den von den beiden schwimmenden Walzen
ausgeübten Kräften vorzugsweise nicht größer machen als die Kraft, die zum
Bewegen der Walzen und des dazwischenliegenden Abschnitts des Bandes
benötigt wird. Auch die Kraft, die jede Walze einzeln ausübt, wird man
vorzugsweise nicht größer machen als nötig, um die zugehörige Bandschleife
hinreichend straff zu halten.
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Wenn, wie es bei der bekannten Einrichtung der Fall ist, die beteiligten
Kräfte durch das Gewicht der schwimmenden Walzen und/oder durch die
Spannkraft von auf die Walzen wirkenden Federn hervorgerufen werden, so können
in der Praxis Schwierigkeiten bei der Herstellung solcher Vorrichtungen
auftreten, infolge des kumulierten Effekts von Abweichungen dieser Kräfte
aufgrund von Herstellungstoleranzen, die für die verschiedenen Komponenten
hingenommen werden müssen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, solche Schwierigkeiten zu beseitigen, und dies
wird bei einer Vorrichtung der im Oberbegriff genannten Art dadurch
erreicht, daß jede der schwimmenden Walzen an ersten Armen eines Paares
identischer zweiarmiger Hebel montiert ist, daß jedes der Enden von
zweiten Armen des einen Hebelpaares durch ein Spannfedersystem mit dem
Ende des entsprechenden zweiten Armes des anderen Hebelpaares verbunden
ist und daß die Hebelwirkung des einen Hebelpaares von derjenigen des
anderen Hebelpaares verschieden ist.
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Wie nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher
erläutert wird, leiten sich bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung die
beteiligten Kräfte hauptsächlich von einem Spannfedersystem her, so daß sich die
Toleranzabweichungen nicht kumulieren. Außerdem können die
schwimmenden Walzen sehr leichtgewichtig gemacht werden, so daß zu ihrer Bewegung
nur wenig Kraft benötigt wird. Störende Stöße und Vibrationen in den
Bändern werden auf diese Weise vermieden.
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Die beigefügte Zeichnung ist ein schematischer Querschnitt eines
Kopiergerätes, in dem die erfindungsgemäße Vorrichtung verwendet wird.
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In der Zeichnung bezeichnet 1 ein endloses fotoleitendes Band, das über eine
sich fortlaufend drehende Antriebswalze 2, eine Andruckwalze 3,
Führungswalzen 4,5 und 6, Hilfswalzen 7 und 8 und schwimmende Walzen 9 und 10
gespannt ist. Mit Hilfe von schmalen Rollen 11, die nur die Ränder des
Bandes 1 berühren, wird das Band 1 mit der Oberfläche der Walze 2 in
Berührung gehalten, und auf diese Weise wird das Band 1 mit einer
Geschwindigkeit von beispielsweise 20 m/min angetrieben. Die Andruckwalze 3 ist frei
drehbar in Lagern in Armen 12 gelagert, die um eine Welle 13 schwenken
können. Der in der Zeichnung sichtbare Arm 12 ist mit einem Nockenfolger
14 versehen, der mit einem drehbar in Lagern gelagerten Nocken 15
zusammenwirkt. Federn 16 üben eine Zugkraft auf die Arme 12 aus, so daß der
Nockenfolger 14 ständig mit dem Nocken 15 in Berührung gehalten wird.
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Die Führungswalze 4 wird kontinuierlich in der durch einen Pfeil
angegebenen Richtung angetrieben, mit einer Umfangsgeschwindigkeit, die etwas
kleiner ist als die Fortbewegungsgeschwindigkeit des Bandes 1,
beispielsweise mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 19,8 m/min. Aufgrund der
Geschwindigkeitsdifferenz schlüpft das Band 1 über die Oberfläche der Walze 4.
Unter Verwendung dieses Schlupfes wird das Band 1 mit Hilfe von auf der
Walze 4 an beiden Seiten des Bandes 1 vorhandenen Führungsplatten 17
ausgerichtet, all dies nach dem Prinzip, das in der niederländischen
Patentschrift 148 418 beschrieben wird.
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Die Führungswalzen 5 und 6 und die Hilfswalzen 7 und 8 sind frei drehbar in
Lagern gelagert. Die schwimmende Walze 9 besteht aus zwei schmalen
Scheiben, die nur mit den Rändern des Bandes 1 in Berührung stehen und mit
Lagern drehbar auf einer Stange 18 gelagert sind, die an Armen 19a von
zweiarmigen Hebeln 19 befestigt ist, die um eine Welle 20 schwenken können.
Die schwimmende Walze 10 weist ähnliche Scheiben auf, die frei drehbar in
Lagern auf einer Welle 22 gehalten sind, die auf jeder Seite in Lagern in
Armen 21a von zweiarmigen Hebeln 21 gehalten ist, die in Lagern schwenkbar
auf einer Welle 23 gelagert sind.
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Der Arm 19b jedes Hebels 19 ist durch eine Zugfeder 24 mit dem Arm 21b
des entsprechenden Hebels 21 verbunden. Aus mit der Konstruktion
zusammenhängenden technischen Gründen ist es möglich, Zugseile, die über
Seilscheiben laufen können, zwischen den Hebeln und den Federn vorzusehen.
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Da die Abmessungen des Hebels 21 von denen des Hebels 19 verschieden
sind (die kürzeren Arme 21a und 19a sind beispielsweise jeweils 50 mm
lang, die längeren Arme 19b 95 mm und die längeren Arme 21b 100 mm),
ist die Hebelwirkung der Hebel 21 größer als die der Hebel 19 (bei den
gegebenen Längen etwa 5 %).
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Da die Zugfedern 24 an den Armen 19b und 21b mit gleicher Kraft ziehen,
wird auf die schwimmende Walze 10 eine größere Kraft ausgeübt als auf die
schwimmende Walze 9. Um zu verhindern, daß die schwimmende Walze 10
die von der schwimmenden Walze 9 gebildete Bandschleife vollständig
beseitigt, sind die Arme 19a der Hebel 19 durch einen Anschlag 25 in ihrer
Bewegung beschränkt. Da die bandspannenden Kräfte von dem Zugfedersystem
abgeleitet sind, können die schwimmenden Walzen 9 und 10 sehr
leichtgewichtig gemacht werden. Die in dem oben beschriebenen Beispiel
verwendete Zugfeder hat eine Federkonstante von 0,15 N/mm, eine Vorspannung von
2,35 N und eine Länge von 70 mm im unbelasteten Zustand. Etwaige
Abweichungen innerhalb der Toleranzgrenzen haben keinen Einfluß auf die
Wirkungsweise.
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Über der Andruckwalze 3 ist ein Zwischenträger angeordnet, der aus einem
endlosen Band 26 besteht, das mit einer aus weichem Silikongummi
hergestellten Oberflächenschicht versehen ist. Das Band 26 wird durch eine
Antriebswalze 27 in Richtung des Pfeiles mit einer Geschwindigkeit
angetrieben, die etwas kleiner ist als die des Bandes 1 und beispielsweise 19,8
m/min beträgt. Weiterhin ist das Band 26 über eine frei drehbar in Lagern
gehaltene Walze 28 geführt. Auf der Innenseite der Walze 28 ist ein
Heizelement 29 angeordnet, mit dem der Zylinder der Walze 28 und somit das
damit in Berührung kommende Band 26 aufgeheizt wird. Mit Hilfe von nicht
gezeigten, allgemein bekannten Mitteln wird die Energieversorgung für das
Element 29 so gesteuert, daß die Temperatur an der Oberfläche des Bandes
26 konstant auf beispielsweise 105º C gehalten wird. Auf der Seite der
Antriebswalze 27 ist eine Andruckwalze 30 frei drehbar in Lagern auf einer
Welie 31 gehalten, die mit Armen 32 verbunden ist und mit diesen Armen eine
starre Einheit bildet, die schwenkbar in Lagern auf einer Welle 33 gehalten
ist. Der Arm 32, der in der Zeichnung sichtbar ist, ist mit einem
Nockenfolger 34 versehen, der mit einem drehbaren Nocken 35 zusammenwirkt.
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Weiterhin ist das Kopiergerät mit einer Kopierpapierzuführung versehen, die
ein Tablett 37 zur Aufnahme eines Stapels von Bögen 38 aufweist. Das Tablett
37 ist mit einer Reibrolle 39 versehen, mit der die vorhandenen Bögen einer
nach dem anderen vom Stapel 38 abgezogen werden können. Eine Feder 40
drückt gegen das Tablett 37 und bewirkt so, während das Tablett 37 um eine
Welle 41 schwenkt, daß der oberste Bogen des Stapels ständig mit einem
vorgegebenen Druck gegen die Rolle 39 gehalten wird. Ein von dem Stapel
38 abgezogener Bogen wird durch eine Führungsplatte 42 in den Spalt
zwischen der sich fortlaufend drehenden Walze 43 und einer frei auf der Walze
43 aufliegenden Scheibenwalze 44 geführt. In den sich anschließenden Kanal
zwischen Führungsplatten 45 und 46 erstreckt sich ein Anschlag 47, der mit
Armen 48 verbunden ist, die auf einer Welle 49 befestigt sind, die
schwenkbar in Lagern gehalten ist. Der in der Zeichnung sichtbare Arm 48 wird durch
die Kraft von Federn 50 ständig mit einem drehbar in Lagern gehaltenen
Nocken 51 in Berührung gehalten.
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Hinter dem Anschlag 47 ist ein endloses Band 52 angeordnet, das um frei
drehbare Walzen 53 und 54 und um eine sich kontinuierlich drehende
Antriebswalze 55 gespannt ist. Die Walze 55 treibt das Band 52 mit einer
Geschwindigkeit an, die ebenso hoch oder etwas höher ist (beispielsweise 5 %
höher) als die Fortbewegungsgeschwindigkeit des Bandes 26. Im Inneren der
Walze 53 ist ein Heizelement 56 angeordnet, mit dem der Zylinder der Walze
53 und somit auch das Band 52 aufgeheizt wird. Mit Hilfe nicht gezeigter,
aber allgemein bekannter Mittel wird die Energiezufuhr zu dem Element 56
so gesteuert, daß die Temperatur an der Oberfläche des Bandes 52 konstant
auf einem vorgegebenen Wert, beispielsweise 105º C gehalten wird. Auf dem
Band 52 liegt eine flexible Andruckplatte 57 auf, die an einer schwenkbar in
Lagern gehaltenen Welle 58 befestigt ist.
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Längs der von dem Band 1 durchlaufenen Bahn sind Einrichtungen der
üblichen Art zur Ausbildung von Pulverbildern durch den xerographischen
Prozeß auf der fotoleitenden Oberfläche des Bandes 1 angeordnet. Diese
Einrichtungen umfassen eine Lichtquelle 59, mit der etwaige auf dem Band 1
vorhandene Ladungen entfernt werden, eine Reinigungsbürste 60, mit der etwa
auf dem Band 1 vorhandene Pulverreste entfernt werden, eine
Ladeeinrichtung 61, mit der eine gleichförmige elektrostatische Ladung auf das Band 1
aufgebracht wird, eine Projektionsstation 62, in der in an sich bekannter
Weise ein optisches Abbild einer auf einer Belichtungsplatte liegenden
Vorlage mit Hilfe nicht gezeigter Blitzlampen, (eines oder mehrerer) Spiegel und
eines Objektivs auf das Band 1 projiziert wird, bei welcher Projektion ein
bildmäßiges Ladungsmuster auf dem Band 1 erzeugt wird, eine
Entwicklungseinrichtung 63, mit deren Hilfe das Ladungsmuster auf dem Band 1 in ein
Pulverbild entwickelt wird, und eine Lichtquelle 64, mit der das Band 1
bestrahlt wird, um die Haftung zwischen dem Bildpulver und dem Band 1 zu
vermindern.
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Schließlich ist das Kopiergerät mit nicht gezeigten Steuermitteln versehen,
durch die die Arbeitsweise der oben beschriebenen
Bilderzeugungseinrichtungen 59-64 sowie die Arbeitsweise des Nockens 15, des Nockens 35, der
Reibrolle 39 und des Nockens 51 synchronisiert werden. Steuersysteme, die
zu diesem Zweck verwendet werden können, sind in vielen Arten und
Ausführungsformen bekannt; eine besonders geeignete Ausführungsform eines
solchen Systems wird beispielsweise in der niederländischen
Patentanmeldung 73 11 992 beschrieben.
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Wenn ein durch aufeinanderfolgendes Aufladen, bildmäßiges Belichten und
Entwickeln auf dem Band 1 erzeugtes Pulverbild die Andruckwalze 3
erreicht, wird der Nocken 15 auf ein von dem Steuersystem ausgegebenes
Signal hin um 180º gedreht. Folglich schwenken die Arme 12, und die Walze
3 wird nach oben bewegt. Das Band 1 wird so zwischen den Walzen 3 und 28
gegen das Band 26 angedrückt. Infolge der dann auftretenden Reibung nimmt
das Band 1 an der Stelle der Berührungszone die etwas kleinere
Geschwindigkeit des Bandes 26 an. Da das Band 1 durch die Walze 2 mit einer
konstanten und etwas größeren Geschwindigkeit angetrieben wird, vergrößert
sich die Schleife, in der die Walze 9 hängt. Durch die von der Feder 24 über
den Hebel 19 ausgeübte Kraft hält jedoch die Walze 9, während sie bei der
Schwenkbewegung mit den Armen 19a ausgelenkt wird, die Schleife
gespannt.
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Da das Band 1 mit ungeänderter Geschwindigkeit über die Walze 4
schlüpfend abgefördert wird, verkleinert sich die Schleife, in der die Walze
10 hängt, und die Walze 10 wird in einer Schwenkbewegung mit den Armen
21a angehoben. Durch die von der Feder 24 über den Hebel 21 ausgeübte
Kraft hält die Walze 10 das Material in der Schleife gespannt.
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Während das Pulverbild die Andruckzone durchläuft, wird es in die
Weichgummischicht des Bandes 26 eingedrückt und auf diese Weise von dem Band
1 auf das Band 26 übertragen und von dem letzteren mitgenommen.
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Obgleich bei dieser Übertragung ein sehr großer Teil (90-95 %) des
Bildpulvers auf das Band 26 übertragen wird, kann nicht verhindert werden, daß ein
Rest auf dem Band 1 verbleibt. Dieser Rest wird später in üblicher Weise
durch die Wirkung der Lampe 59 und der Bürste 60 entfernt.
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Während das Pulverbild durch das Band 26 weitertransportiert wird, wird es
von dem Band 26 aufgeheizt. Bei diesem Aufheizen werden die Pulver-Körner
aufgeweicht und beginnen zu verkleben, so daß das Bild klebrig geworden ist,
wenn es sich der Andruckwalze 30 nähert.
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In der Zwischenzeit hat das Steuersystem des Kopiergeräts auch Signale
ausgegeben. mit denen die erste Reibrolle 39 aktiviert worden ist, um einen
Bogen vom Stapel 28 gegen den Anschlag 47 zu fördern, und mit denen
anschließend der Nocken 51 um 180º gedreht worden ist. Während der
letztgenannten Drehung schwenken die Arme 48 aufwärts, so daß der Anschlag
47 angehoben wird. Der zugeführte Bogen wird dann durch die Walzen 43
und 44 vorgeschoben und zwischen das Band 52 und die Platte 57 gefördert.
Der Bogen wird dann durch das Band 52 weitertransportiert, während er
aufgeheizt wird, so daß er bei Erreichen der Andruckwalze 30 zumindest auf der
Seite, mit der er das Band 52 berührt, eine Temperatur hat, die nahezu
gleich der Temperatur des durch das Band 26 zugeführten Bildmaterials ist.
Wenn die vorauslaufende Kante des auf dem Band 26 vorhandenen Bildes und
die vorauslaufende Kante des Kopiermaterials in die Nähe der Walze 30
gekommen sind, erzeugt das Steuersystem des Kopiergerätes ein Signal, durch
das der Nocken 35 um 180º gedreht wird.
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Infolgedessen schwenken die Arme 32 um die Welle 33, und die Walze 30
wird gegen das Band 26 angedrückt. Wenn anschließend das Bild und der
Bogen des Kopiermaterials die Andruckzone zwischen der Walze 30 und dem
Band 26 durchlaufen, wird das aufgeweichte und klebrige Bildmaterial in das
Kopiermaterial gedrückt. Dies erklärt, weshalb beim Durchlauf durch die
Andruckzone das gesamte Bild von dem Band 26 abgelöst und auf das
Kopiermaterial übertragen wird. Nach Abkühlung wird das Bild fest an dem
Kopiermaterial
haften und somit fixiert worden sein.
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Nachdem auf diese Weise das auf dem Band 1 erzeugte Bild auf das Band 26
bzw. auf den Kopierbogen übertragen worden ist, gibt das Steuersystem des
Kopiergerätes Signale aus, mit denen die Nocken 15,35 und 51 und
demgemäß auch die Walzen 3 und 30 sowie der Anschlag 47 wieder in ihre
Ausgangsstellungen zurückgeführt werden. Wenn die Walze 3 von dem Band 26
gelöst wird, so übertrifft die von der Walze 10 ausgeübte Kraft die von der
Walze 9 ausgeübte Kraft, da die Hebelwirkung der Hebel 21 größer ist als die
Hebelwirkung der Hebel 19, und infolgedessen vergrößert sich die durch die
Walze 10 gebildete Schleife, und die durch die Walze 9 gebildete Schleife
verkleinert sich. Die Walze 9 wird aufwärtsbewegt, bis ihre Bewegung durch den
Anschlag 25 begrenzt wird. In diesem Augenblick haben die beiden Schleifen
wieder exakt ihre ursprünglichen Abmessungen zurückerhalten.