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Diese Erfindung betrifft ein elektrostatographisches Kopiergerät
mit einem umlaufenden Abbildungselement, einem
Übertragungsbereich, wo ein entwickeltes Tonerbild von dem Abbildungselement
auf ein Kopierblatt übertragen werden kann, und eine Einrichtung
zum Zuführen des Kopierblattes zu dem Übertragungsbereich.
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Bei elektrostatographischen Kopierern besteht allgemein ein
Erfordernis, eine Feinabstimmung zwischen der Geschwindigkeit
des Photorezeptors und der Geschwindigkeit, mit der das
Kopierblatt dem Photorezeptor an dem Übertragungsbereich zugeführt
wird, vorzunehmen, da anderenfalls das nicht eingebrannte
Tonerbild während der Übertragung auf das Kopierblatt verschmiert
werden kann. Unglücklicherweise können Toleranzen bei der
Blattzuführeinrichtung Geschwindigkeitsabweichungen entstehen lassen,
die zu dem Verschmieren führen.
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Außerdem besteht ein Problem bei bekannten
elektrostatographischen Kopierern darin, daß der vordere Rand des Kopierblatts
nach unten weisen kann, wenn er beispielsweise in Kontakt mit
hinter der Übertragung angeordneten Papierführungen oder mit der
Einbrenneinrichtung selbst gerät, und dieser "Stoß" kann sich
durch das Kopierblatt rückwärts zu der Übertragungsstation
fortsetzen, was zu einem Verschmieren des nicht eingebrannten
Tonerbildes führt, wenn dieses auf das Kopierblatt übertragen
wird. Obwohl Versuche gemacht wurden, die Papierbahn so zu
konstruieren, daß dieser Effekt minimiert wird, ist dieses
Problem nicht eliminiert worden, insbesondere weil die
Kopierblätter dazu neigen, unvorhersehbar von der gewünschten Bahn
infolge von Variationen in den Papiereigenschaften abzuweichen.
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Ein Krümmungseinstellvorgang, der automatisch die Größe der
Krümmung einstellt, in die Kopierblätter versetzt werden, ist in
der US-A-4,669,853 offenbart. Der Krümmungseinstellvorgang
schließt das Messen der Zeitspanne des vorderen Randes eines
ersten Satzes gekrümmter Kopierblätter an der
Ausrichtungsstation ein, in der diese unter einem Vor-Ausrichtungsschalter
hindurchgehen. Eine zweite Messung wird hinsichtlich einer
Zeitspanne des hinteren Randes eines zweiten Satzes von
nichtgekrümmten Kopierblättern gemacht, in der diese unter dem
Vor-Ausrichtungsschalter hindurchgehen. Diese zwei Zeitspannen
werden verglichen, und wenn der Unterschied einen akzeptablen
Bereich übersteigt, wird eine automatisch Einstellung der Größe
der Krümmung vorgenommen, die in die Kopierblätter eingeführt
wird. Die Größe der Krümmung ist durch die Zeitspanne bestimmt,
in der die Kopierblätter in gebremsten Ausrichtungswalzen
angetrieben werden.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein elektrostatographisches
Kopiergerät mit einem umlaufenden Abbildungselement, einem
Übertragungsbereich, an dem ein entwickeltes Tonerbild von dem
Abbildungselement auf ein Kopierblatt übertragen werden kann,
und einer Einrichtung zum Zuführen des Kopierblattes zu dem
Übertragungsbereich vorgesehen, bei dem die Zuführeinrichtung
geeignet ist, (a) einen ersten vorderen Abschnitts des Blatts
mit einer ersten Geschwindigkeit vorzurücken, die im
wesentlichen der Geschwindigkeit des Abbildungselementes entspricht, (b)
einen zweiten, anschließenden Abschnitt des Blattes mit einer
zweiten Geschwindigkeit vorzurücken, die größer als die erste
Geschwindigkeit ist, nachdem der erste Abschnitt des Blatts das
Abbildungselement berührt, und (c) den restlichen Abschnitt des
Blatts mit der ersten Geschwindigkeit vorzurücken, um eine
Krümmung in das Blatt einzuführen und dadurch ein Verwischen des
Bildes zu verhindern.
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Somit ist gemäß der vorliegenden Erfindung die Geschwindigkeit
der Blattzuführeinrichtung variabel. Anfänglich wird jedes Blatt
dem Übertragungsbereich mit einer Geschwindigkeit zugeführt, die
so nahe wie möglich bei derjenigen des Abbildungselementes oder
Photorezeptors liegt. Wenn der vordere Rand des Kopierblattes an
der Photorezeptorfläche anhaftet, wird vorzugsweise die
Geschwindigkeit der Blattzuführeinrichtung über eine kurze
Zeitspanne erhöht, wodurch eine kleine Krümmung in dem Papier
hervorgerufen wird. Die Geschwindigkeit der Blattzuführeinrichtung
wird dann auf den Anfangswert zurückgeführt, so daß die Größe
der Krümmung etwa konstant bleibt, während der Rest des Blattes
vorgerückt wird. Die Krümmung bewirkt einen ausreichenden
Durchhang in dem Blatt, um zu verhindern, daß es in dem
Übertragungsbereich gespannt gezogen wird, was zu einem Verwischen des
Bildes führen würde. Außerdem muß die erzeugte Krümmung nur
relativ klein sein, und da sie im wesentlichen konstant in ihrer
Größe gehalten wird, ist es nicht erforderlich, einen großen
Raum vorzusehen, um die Krümmung ohne Beschädigung des
Kopierblattes aufzunehmen. Dies ist für ein kompaktes Kopiergerät
besonders vorteilhaft.
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In einer bevorzugten Ausführungsform enthält das Kopiergerät
ferner zwischen der Zuführeinrichtung und dem
Übertragungsbereich eine Kopierblattführung mit einer konkaven Führungsfläche
nahe dem Bereich, an dem die Krümmung in das Kopierblatt
eingeführt wird. Somit wird die Krümmung in engen Kontakt mit der
konkaven Fläche der Führung gezwängt, um die Steifigkeit des
Kopierblattes an der Übertragungsstation zu vergrößern und die
Tendenz zu verringern, daß der vorderen Rand nach der
Übertragung einen Stoß erhält, der sich rückwärts durch den
Übertragungsbereich fortsetzt.
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Eine Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend als Beispiel
mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung beschrieben.
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Die einzige Figur ist ein schematischer Querschnitt durch ein
xerographisches Kopiergerät gemäß der vorliegenden Erfindung.
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Das xerographische Kopiergerät in der Figur enthält ein
endloses, flexibles Photorezeptorband 1, das drehbar (in der Figur im
Uhrzeigersinn dargestellt) um Halterollen 1a und 1b angeordnet
ist, um die photosensitive Abbildungsfläche des Bandes 1
nacheinander durch eine Folge von xerographischen
Bearbeitungsstationen zu führen, nämlich eine Ladestation 2, eine
Abbildungsstation 3, eine Entwicklungsstation 4, eine Übertragungsstation
5 und eine Reinigungsstation 6.
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Die Ladestation 2 enthält ein Corotron 2a, das eine
gleichförmige elektrostatische Ladung auf das Photorezeptorband 1
aufbringt.
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Ein Originaldokument D, das zu reproduzieren ist, wird auf einer
Platte 12 positioniert und auf bekannte Weise jeweils in einem
schmalen Streifen von einer Lichtquelle beleuchtet, die eine
Wolframhalogenlampe 14 enthält. Licht von der Lampe wird von
einem elliptischen Reflektor 15 gebündelt, um einen schmalen
Lichtstreifen auf die Seite des Originaldokuments D abzugeben,
die der Platte 13 zugewandt ist. Das Dokument D, das so
belichtet wird, wird auf dem Photorezeptor 1 über ein System von
Spiegeln M1 bis M6 und eine Fokussierlinse 18 abgebildet. Das
optische Bild entlädt wahlweise den Photorezeptor in der
Bildkonfiguration, wodurch ein elektrostatisches Speicherbild des
Originaldokuments auf der Bandfläche an der Abbildungsstation 3
entsteht. Um das gesamte Dokument zu kopieren, sind die Lampe
14, der Reflektor 15 und der Spiegel M1 auf einem Schlitten
ganzer Geschwindigkeit (nicht dargestellt) befestigt, welcher
sich mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit unterhalb der Platte
seitlich bewegt und dabei das gesamte Dokument abtastet. Wegen
der geknickten optischen Bahn sind die Spiegel M2 und M3 auf
einem weiteren Schlitten (nicht dargestellt) angeordnet, der
sich mit halber Geschwindigkeit des
Vollgeschwindigkeitsschlittens seitlich bewegt, um die optische Bahn konstant zu halten.
Der Photorezeptor 1 ist auch in Bewegung, wodurch das Bild
Streifen für Streifen niedergelegt wird und die Gesamtheit des
Originaldokumentes als ein Bild auf dem Photorezeptor
reproduziert wird.
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An der Entwicklungsstation 4 entwickelt ein
Magnetbürstenentwicklersystem 20 das elektrostatische Speicherbild in sichtbare
Form. Hier wird Toner von einem Behälter (nicht dargestellt) in
ein Entwicklergehäuse 23 abgegeben, welches ein
Zwei-Komponenten-Entwicklergemisch mit einem magnetisch anziehbaren Träger
und dem Toner enthält, welches auf dem geladenen Bereich des
Bandes 1 mittels einer Entwicklerwalze 24 abgelagert wird.
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Das entwickelte Bild wird an der Übertragungsstation 5 von dem
Band auf ein Blatt Kopierpapier übertragen, welches in Kontakt
mit dem Band in synchroner Relation zu dem Bild von einem
Papiervorratsystem 25 transportiert wird, bei dem ein Stapel
Kopierpapierblätter 26 auf einem Behälter 27 gespeichert ist.
Das oberste Blatt des Stapels in dem Behälter wird bei Bedarf in
Transporteingriff mit dem Separator/Vorschubeinrichtung 28 für
das oberste Blatt gebracht. Die Blattvorschubeinrichtung 28
fördert das oberste Kopierblatt des Stapels zu dem Photorezeptor
um eine 180 -Bahn über zwei Sätze von Spaltrollenpaaren 29 und
30. Die Bahn, der die Kopierblätter folgen, ist durch eine
gestrichelte Linie in der Figur bezeichnet. An der
Übertragungsstation 5 ruft ein Übertragungscorotron 7 ein elektrisches
Feld hervor, um die Übertragung der Tonerpartikel auf das
Kopierblatt zu unterstützen.
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Das Vorschubrollenpaar 30 wird von einem Motor variabler
Geschwindigkeit (nicht dargestellt) wie einem herkömmlichen
Stufenmotor angetrieben. Wenn der vordere Rand des Kopierblattes in
den Spalt der Vorschubwalzen 30 eintritt, werden die
Vorschubwalzen
30 mit einer Geschwindigkeit angetrieben, die etwa gleich
derjenigen des Photorezeptors ist. Ein erster Abschnitt des
Kopierblattes wird konstant mit derselben Geschwindigkeit
vorgerückt, und anfänglich wird das Kopierblatt zu dem Einlaß der
Übertragungsstation 5 durch ein umgekehrt L-förmiges
Führungsteil 16 an der Unterseite des Kopierblattes geführt. Wenn der
vordere Rand des Blattes in die Übertragungsstation 5 eintritt
und an das Photorezeptorband 1 angeheftet wird, wird die
Geschwindigkeit der Vorschubwalzen 30 über eine kurze Zeitspanne
erhöht, damit ein kleines Papierübermaß von beispielsweise 5 mm
in der Papierbahn zwischen der Vorschubwalze 30 und der
Übertragungsstation 5 entsteht, welches eine kleine Krümmung B in
der Nähe der Papierführung 17 unmittelbar vor dem Eingang zu der
Übertragungsstation 5 entstehen läßt. Dieses kleine
Papierübermaß unmittelbar vor der Übertragungsstation verhindert, daß das
Papier gespannt gezogen wird, und verhindert so ein Verwischen
des nicht geschmolzenen Tonerbildes. Wenn die Größe der Krümmung
B wächst, wird sie in engen Kontakt mit der konkaven Fläche des
oberen Führungsteils 17 gezwängt. Dies bewirkt, daß das
Kopierblatt in der Prozeßrichtung versteift wird, und verringert so
die Tendenz, daß jegliche "Stöße", die entstehen können, wenn
der vordere Rand des Kopierblatts die
Nach-Übertragungs-Papierführungen berührt und/oder in die Einbrennstation eintritt, und
sich rückwärts zu der Übertragungsstation fortsetzen, um so das
Auftreten des Verwischens des Tonerbildes zu reduzieren, wie
oben erwähnt ist. Nach dem kurzen Intervall höherer
Geschwindigkeit kehren die Vorschubwalzen zu ihrer Originalgeschwindigkeit
zurück, um den restlichen Abschnitt des Kopierblattes
vorzurükken, wobei die Größe der Krümmung konstant verbleibt.
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Es ist offensichtlich, daß die relativen Längen des Papiers, die
mit den zwei verschiedenen Geschwindigkeiten vorgerückt werden,
und die Größe der Krümmung von dem jeweiligen Aufbau des
Kopierers in dem Bereich der Übertragungsstation und der dahin
führenden Papierbahn abhängen. Beispielsweise werden jedoch bei
einer
Konstruktion, die von den Anmeldern verwendet wird, die
ersten 80 mm des Kopierblatts anfänglich mit einer
Geschwindigkeit von 17,2 cm s&supmin;¹ transportiert. Die Geschwindigkeit wird dann
auf 20,5 cm s&supmin;¹ erhöht, um den nächsten 32 mm-Abschnitt des
Papiers vorzurücken, wodurch ein Papierübermaß von etwa 5 mm
erzeugt wird, und somit die Krümmung 5 entsteht. Die
Geschwindigkeit kehrt dann für den Rest des Blattes auf den Anfangswert
zurück. Dieselben Bedingungen können unabhängig von der
Papiergröße verwendet werden. Die Stufenmotorparameter können
folgendermaßen geändert werden. Anfänglich, wenn der vordere Rand des
Kopierblattes in den Vorschubwalzenspalt eintritt, läuft der
Motor über 100 Stufen mit 5 ms pro Stufe. Bei 19 mm-Durchmesser-
Vorschubwalzen werden die ersten 80 mm des Kopierblattes mit
einer linearen Geschwindigkeit von 17,2 cm s&supmin;¹ vorgerückt. Das
Timing des Motors wird dann auf 4 ms pro Stufe für die nächsten
35 Stufen geändert, was dazu führt, daß der nächste 32
mm-Abschnitt des Blattes mit einer linearen Geschwindigkeit von 20,5
cm s&supmin;¹ vorgerückt wird. Das Timing des Motors wird dann zurück
auf 5 ms pro Stufe geändert, um den restlichen Abschnitt des
Kopierblattes mit der anfänglichen linearen Geschwindigkeit von
17,2 cm s&supmin;¹ vorzurücken.
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Das Kopierblatt, das das entwickelte Bild trägt, wird dann von
dem Band 1 abgestreift und anschließend zu einer Einbrennstation
10 transportiert, die eine Heißwalzeneinbrenneinrichtung
enthält, auf die auf bekannte Weise ein Trennöl aufgebracht werden
kann. Das Bild wird durch die Hitze und den Druck in dem Spalt
zwischen den beiden Walzen 10a und 10b der Einbrenneinrichtung
fixiert. Die endgültige Kopie wird von den Einbrennwalzen in
einen Auffangbehälter 32 über zwei weitere Spaltwalzenpaare 31a
und 31b transportiert.
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Nach der Übertragung des entwickelten Bildes von dem Band
verbleiben gewöhnlich einige Tonerpartikel auf der Bandfläche, und
diese werden an der Reinigungsstation 6 von einer Schneidklinge
34 entfernt, die restlichen Toner von dem Band abkratzt. Die so
entfernten Tonerpartikel fallen in einen darunter befindlichen
Behälter 35. Außerdem wird die auf dem Band verbliebene
restliche elektrostatische Ladung durch Belichtung mit einer
Löschlampe 11 entladen, die eine gleichmäßige Lichtverteilung über
die Photorezeptorfläche bewirkt. Der Photorezeptor ist dann
bereit, von dem Ladecorotron 2a als ersten Schritt des nächsten
Kopierzyklus erneut geladen zu werden.
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Das Photorezeptorband 1, das Ladecorotron 2a, das
Entwicklersystem 20, das Übertragungscorotron 7 und die Reinigungsstation 6
können alle in eine Prozeßeinheit 12 eingebaut sein, die lösbar
in der Hauptanordnung 100 des xerographischen Kopiergerätes
befestigt ist.
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Aus der vorstehenden Beschreibung ist für den Fachmann des
Gebietes ersichtlich, daß verschiedene Modifikationen im Rahmen
der Erfindung getroffen werden können. Beispielsweise kann die
Papierbahnanordnung am Eingang zu der Übertragungsstation anders
ausgebildet sein als in der Figur dargestellt. Außerdem muß der
Motor variabler Geschwindigkeit nicht ein Stufenmotor sein,
sondern statt dessen kann ein Gleichstrommotor oder ein
Wechselstrommotor mit einer Kupplung variabler Geschwindigkeit oder
einem Getriebe verwendet werden.