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Ladungsableitvorrichtung für ein elektrophoto-
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graphisches Kopiergerät Beschreibung: Die Erfindung betrifft eine
für ein elektrophotographisches Kopiergerät vorgesehene Ladungsableitvorrichtung,
die zuverlässig eine Ladung an den bildfreien Abschnitten zu beseitigen bzw. abzuleiten
vermag.
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Bei einem elektrophotographischen Kopiergerät wird das gewünschte
Auf zeichnungsbild durch Bestrahlung eines Vorlagenbilds mittels einer Belichtungslampe,
Projizieren des von der Vorlage reflektierten Lichts auf ein lichtempfindliches
Element und Ausbildung eines latenten Ladungsbilds des wiederzugebenden Bilds auf
dem lichtempfindlichen Element, Entwickeln des Ladungsbilds zu einem sichtbaren
Bild mit Hilfe eines einen Toner enthaltenden Entwicklers, Übertragen des sichtbaren
Bilds auf einen Aufzeichnungsträger (Kopierpapier) und anschließendes Fixieren dieses
Bilds erhalten. Fig. 1 veranschaulicht schematisch den Aufbau eines solchen Kopiergeräts,
bei dem ein der Vorlage entsprechendes latentes Ladungsbild auf einem lichtempfindlichen
Element 7a dadurch gebildet wird, daß die auf einen
aus Glas bcstchcnden
Vorlagenträger 1 aufyelegtc Vorlage M mittels einer Abdeckung 2 des Vorlagenträgers
1 an diesen angedrückt und mit dem Licht einer Belichtungslampe 3 bestrahlt und
das reflektierte Licht mittels eines ersten Spiegels 4, einer Linse 5 und eines
zweiten Spiegels 6 auf das um eine drehbare Trommel 7 herumgespannte lichtempfindliche
Element 7a projiziert wird. Um die Trommel 7 herum befinden sich in der angegebenen
Reihenfolge eine Ladungs- bzw. Aufladeelektrode 8 zum gleichmäßigen (elektrostatischen)
Aufladen des lichtempfindlichen Elements 7a, eine Entwicklungseinheit 9 zum Entwickeln
des auf dem Element 7a gebildeten latenten Ladungsbilds zu einem sichtbaren Bild
(Tonerbild), eine Ubertragungselektrode 11 zum Übertragen des sichtbaren Bilds auf
ein von einer Papiervorratsmulde 10 zugeführtes Aufzeichnungs-bzw. Kopierpapier,
eine Trennelektrode 12 zum Trennen des Kopierpapiers mit dem übertragenen Bild vom
Element 7a, eine Ladungsableitvorrichtung 13 zur Beseitigung der auf dem Element
7a verbleibenden (Rest-)Ladung sowie eine Putzeinheit 14, welche den auf dem lichtempfindlichen
Element 7a nach der Ladungsableitung verbliebenen Toner entfernt. Das vom Element
7a getrennte Kopierpapier wird durch eine Fördereinheit 15 zu einer Fixiereinheit
16 überführt, in welcher der auf dem Kopierpapier haftende Toner zum Fixieren mittels
Wärme angeschmolzen wird, worauf das Kopierpapier in eine Kopienausgabemulde 17
ausgetragen wird.
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Wenn mit einem solchen elektrophotographischen Kopiergerät eine Kopie
hergestellt werden soll, wird im allgemeinen die Vorlage M auf den Vorlagenträger
1 aufgelegt und mittels der Abdeckung 2 angedrückt. Wenn jedoch der um die Vorlage
herum befindliche Bereich der Vorlagenträger-Abdeckung 2 verschmutzt ist, das Kopieren
ohne Abdeckung 2 vorgenommen wird oder die Vorlage, wie im Fall eines Buches, dick
ist, weist der bildfreie Teil des Kopierpapiers (um das Kopiebild herum) verschmutzte
oder schwarze Stellen auf. Hierdurch wird nicht nur die Kopie unansehnlich,
vielmehr
wird auch Entwickler vergeudet. Zur Vermeidung eines solchen Zustands ist es erforderlich,
die Ladung im bildfmien Ladungsteil des lichtempfindlichen Elements zu beseitigen.
Zu diesem Zweck ist das bisherige elektrophotographische Kopiergerät mit einer Ladungsableitvorrichtung
versehen. Als Ladungsableitvorrichtung wird üblicherweise eine Leuchtstoff- oder
Halogenlampe verwendet, wobei jedoch derartige Lampen mit einer Verzögerung vom
Einschalten bis zum Aufleuchten ansprechen und mechanische Blenden erfordern, um
die Ladung nur an vorderen und hinteren sowie rechten und linken Randbereichen des
Bildbereichs, in Bewegungsrichtung des lichtempfindlichen Elements gesehen, zu beseitigen.
Mittels einer verschweißten bzwi verschmolzenen (fuse type) Lampenanordnung kann
zwar die Ladung in diesen Randbereichen um den Bildbereich herum beseitigt werden,
doch ist die Lebensdauer einer solchen Lampenanordnung ziemlich kurz. Andererseits
besitzt eine auf der Grundlage der Elektrolumineszenz arbeitende Ladungsableitvorrichtung
eine mangelhafte Ladungsableitleistung, weil dabei die Leuchtdichte niedrig ist,
während eine Ladungsableitvorrichtung unter Verwendung einer Leuchtdiodenanordnung
zwar eine längere Betriebslebensdauer besitzt, dabei jedoch die Lichtintensität
zwischen einer Leuchtdiode und der nächsten stark abfällt, weil der von einer Leuchtdiode
abgestrahlte Lichtstrahl gebündelt ist. Infolgedessen entstehen auf dem Kopierpapier
Streifen aufgrund der ungleichmäßigen Ladungsableitung. Nachteilig an den bisherigen
Ladungsableitvorrichtungen ist außerdem, daß dabei ein unscharfer Ubergangs-bzw.
Trennungsbereich der Ladungsableitlampe gegeben ist, weil diese eine breite Belichtungsfläche
besitzt und die Belichtungsintensität über diese Breite hinweg ungleichmäßig ist.
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Aufgabe der Erfindung ist damit insbesondere die Schaffung einer Ladungsableitvorrichtung
für ein elektrophotographisches Kopiergerät mit einer Lichtsammeleinrichtung
zum
Sammeln des Lichts von einem Leuchtkörper, der sich über nahezu die gesamte Breite
des lichtempfindlichen Elements in dessen Bewegungsrichtung erstreckt und mit dem
die vorstehend geschilderten Nachteile und Mängel vermieden werden können. Erfindungsgemäß
soll es dabei möglich sein, die Ladung in den bildfreien Bereichen sicher abzuleiten,
eine Vergeudung von Toner zu verhindern und Aufzeichnungen bzw. Kopien einwandfreier
Güte zu liefern.
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Diese Aufgabe wird durch die in den beigefügten Patentansprüchen gekennzeichneten
Merkmale gelöst.
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Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand
der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1: eine schematische
Darstellung eines elektrophotographischen Kopiergeräts, Fig. 2 und 3: perspektivische
Darstellungen der Hauptteile einer Ladungsableitvorrichtung gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung, Fig. 4 A und 5 B: in vergrößertem Maßstab gehaltene Schnitte längs
der Linie A --A bzw. B - B in Fig. 3 und Fig. 5 A und 5 B: eine Seitenansicht bzw.
eine Teilvorderansicht einer anderen Ausführungsform der erfindungsaemäßen Ladungsableitvorrichtung.
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Fig. 1 ist eingangs bereits erläutert worden.
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Fig. 2 veranschaulicht eine Ladungsableitvorrichtung gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung. Dabei sind eine Elektrolumineszenz- bzw. EL-Lampe 13a und eine halbzylind-
rische
Linse 13b unter Bildung einer Ladungsableitvorrichtung 13 einstückig miteinander
verbunden, wobei das Licht von der Lampe 13a in Bewegungsrichtung des lichtempfindlichen
Elements 7a gesammelt bzw. gebündelt wird.
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Anstelle der EL-Lampe kann als Lichtquelle auch eine Leuchtdiodenanordnung
od. dgl. verwendet werden. Die halbzylindrische Linse 13b besteht aus einem durchsichtigem
Kunststoff oder aus Glas, und ihre Querschnittsform kann auch von einem kreisförmigen
Querschnitt abweichen. Das abgestrahlte Licht wird hierbei in Beweçngsrichtung des
lichtempfindlichen Elements 7a gesammelt bzw. gebündelt und in einem schmalen Streifen
(slenderly) über die Länge des Elements 7a verteilt. Bei zweckmäßiger Steuerung
des Ein- und Ausschaltens der EL-Lampe spricht diese schnell an, so daß die Ladung
in den bildfreien Bereichen sicher beseitigt werden kann.
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Fig. 3 veranschaulicht eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Ladungsableitvorrichtung, die in den Figuren 4A und 4B im Schnitt längs der Linien
A-A bzw. B-B in Fig. 3 näher veranschaulicht ist. Bei dieser Ausführun-sform sind
mehrere lichtemittierende Dioden bzw. Leuchtdioden 14 in einem LeuchtdiodenReiheQubstrat
13c der Ladungsableitvorrichtung 13 angeordnet (vgl. Fig.4A und 4Bi, wobei sich
an das Substrat ein Leuchtdioden-Träger und - wie im Fall von Fig. 2 - ein Lichtleiter
13d anschließen.
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Da das untere Ende des Lichtleiters 13d einen Kondensorteil L bildet,
wird an letzterem das über den Lichtleiter 13d übertragene Licht gebündelt. Die
Lichtachse (Strahlengang) jeder Leuchtdiode kann somit zweckmäßig anaeordnet sein,
wobei ihr Lichtstrahl in Bewegungs- bzw. Umfangsrichtung des lichtempfindlichen
Elements 7a gebündelt wird und sich in dessen Axialrichtung nach dem Brechungsgesetz
ausbreitet. Auf diese Weise wird der Lichtabfall oder -verlust zwischen zwei benachbarten
Leuchtdioden vermieden, so daß die Ladung in Richtung der Breite gleichmäßig abgeleitet
werden kann. Außerdem werden
eine vergrößerte Lichtmenge und eine.
verbesserte Gleichmäßigkeit der Leuchtdichte dadurch gewährleistet, daß die Lichtableitvorrichtung
an einer vom Lichtaustrittsende des Lichtleiters 13d entfernten Stelle mit einer
Lichtreflex ionsschicht versehen ist. Die Leuchtdiodenanordnung kann durch unmittelbares
Anbringen eines Linsenteils an ihr anstelle des Licht leiters integriert bzw. zusammengefaßt
werden. Gemäß Fio. 4A und 4B weisen die einzelnen Leuchtdioden außerdem eine Zuleitung
13e und eine (oder mehrere) Lötstellen 13f auf.
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Die Figuren 5A und 5B veranschaulichen ein Ausführungsbeispiel, bei
dem der Lichtleiter als getrennter Körper ausgebildet und die den Leuchtdioden 14
zugewandte Seite des Lichtleiters 18 so geformt ist, daß das Licht in Axialrichtung
senkrecht zur Bewegungsrichtung des lichtempfindlichen Elements gestreut wird, während
die letzteren zugewandte Seite des Lichtleiters 18 so geformt ist, daß das Licht
in Bewegungs- bzw. Umfangsrichtung des lichtempfindlichen Elements gesammelt bzw.
gebündelt wird. Auf diese Weise kann ebenfalls ein Lichtabfall zwischen benachbarten
Leuchtdioden vermieden werden. Bei dieser Ausführungsform kann ebenfalls an einer
vom Endabschnitt des Lichtleiters, an welchem der Lichtaustritt erfolgt, entfernten
Stelle eine Reflex ionsschicht vorgesehen sein.
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Da bei der beschriebenen Ladungsableitvorrichtung gemäß der Erfindung
das von der Lichtquelle abgestrahlte Licht in Bewegungs- bzw. Umfangsrichtung des
lichtempfindlichen Elements gebündelt wird, kann die (elektrostatische) Ladung in
den bildfreien Bereichen dieses Elements sicher beseitigt werden, so daß ein dunkler
bzw. geschwärzter Hintergrund um den Bildbereich herum und das Anhaften von nicht
benötigtem Toner verhindert werden können. Auf diese Weise wird eine Kopie mit gutem
Aussehen erhalten, während eine Tonervergeudung vermieden wird. Wenn als Lichtquelle
eine
Leuchtdiodenanordnung verwendet wird, können die Lichtachsen der einzelnen Leuchtdioden
zweckmäßig angeordnet sein, wobei der Lichtabfall zwischen den Leuchtdioden durch
Diffusion beseitigt werden kann. Außerdem kann die Ladung in den bildfreien Bereichen
(der Kopie) mit einer einfachen Konstruktion beseitigt bzw. abgeleitet werden, indem
ein Kondensorteil mit der die Leuchtdiodenanordnung tragenden Einrzichtung kombiniert
wird.
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Bei Verwendung eines Zwischenübertragungselements kann im Fall der
erfindungsgemäßen Ladungsableitvorrichtung insbesondere eine Verschmutzung dieses
Zwischenübertragungselements durch den an den bildfreien Bereichen anhaftenden Toner
verhindert werden. Dementsprechend verlängert sich die Betriebs lebensdauer des
Reinigungselements für das Zwischenübertragungseiement beträchtlich, wobei dieses
Reinigungselement erforderlichenfalls auch kleiner ausgebildet sein kann.