DE3111589A1

DE3111589A1 - Elektrostatisches kopiergeraet

Info

Publication number: DE3111589A1
Application number: DE19813111589
Authority: DE
Inventors: Koji Hirakura; Yoshihiro Ogata; Koji Sakamoto; Harumi Tokyo Takahashi
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1980-03-27
Filing date: 1981-03-24
Publication date: 1982-04-15
Also published as: DE3111589C2; US4367032A

Description

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Anwaltsakte; 31 432

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein elektrostatisches Kopiergerät nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein Kopierblatt kann von einer Trommel mittels eines leitenden Teils getrennt werden, wie beispielsweise in der US-PS 3 508 824 beschrieben ist. Das leitende Teil ist geerdet, und das Kopierblatt liegt nach einer Tonerbildübertragung an diesem Teil an. Die elektrostatische Ladung des Kopierblattes induziert eine entgegengesetzte elektrostatische Ladung auf dem leitenden Teil, wodurch das Kopierblatt an das leitende Teil angezogen und dadurch von der Trommel getrennt wird.

Eine Schwierigkeit bei dieser Anordnung besteht darin, daß das leitende Teil das Kopierblatt entlädt, wodurch ■ das Tonerbild verschmiert oder zurück an die Trommel übertragen wird. Aus diesem Grund ist in der Praxis ein Konstantspannungsele ment, wie beispielsweise eine ZCnCrUiOdB₇ und ein Widerstand zwischen das leitende Teil und Erde geschaltet. In diesem Fall wird, auch wenn die Vorderkante des Kopierblattes infolge der anfänglichen Nullspannung an dem leitenden Teil von der Trommel getrennt wird, eine Spannung an dem Konstantspannungselements infolge einer von dem Kopierblatt induzierten Ladung entgegengesetzter Polarität ausgebildet, wodurch das Tonerbild nach einer Trennung von der Trommel an dem Kopierblatt haftet.

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Aufgrund der Verzögerung bei der Ausbildung der Spannung an dem Konstantspannungselement ist jedoch durch diese Maßnahme die Schwierigkeit nicht vollständig überwunden. Es wird nämlich ein vorderer Randteil des Tonerbildes zurück an die Trommel übertragen und geht verloren. Die Schwierigkeit wird ferner aufgrund der Tatsache kompliziert, daß die Spannungsan Stiegsgeschwindigkeit an dem Konstantspannungselement auf einen konstanten Spannungspegel von dem Muster des Tonerbildes, von unterschiedlichen Größen und Dicken der Kopierblätter sowie von anderen Faktoren abhängt, die sich in großem Umfang ändern können.

Die Erfindung soll daher ein elektrostatisches Kopiergerät mit einer Einrichtung schaffen, mit welcher nach einer Tonerbildübertragung wirksam ein Kopierblatt von einer photoleitfähigen Trommel getrennt werden kann, ohne daß ein Teil eines Tonerbildes verlorengeht. Gemäß der Erfindung ist dies bei einem elektrostatischen Kopiergerät nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 erreicht. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den UnteranSprüchen angegeben.

Gemäß der Erfindung wird ein Tonerbild einer Vorlage auf einer photoleitfähigen Trommel ausgebildet und an ein Kopierblatt, welches an der Trommel anliegend bewegt wird, mittels einer Koronaladeeinheit übertragen,durch welche eine elektrostatische Ladung auf das Kopierblatt aufgebracht wird, wodurch dann an

dieses das Tonerbild übertragen wird. Das Kopierblatt wird von der Trommel mittels eines leitenden Bandes getrennt. Das Band ist anfangs geerdet/ so daß die Vorderkante des Kopierblattes durch induzierte elektrostatische Ladung angezogen wird. Eine Spannung derselben Polarität wie die der Transferladung wird dann auf das Band aufgebracht, wodurch ein übertragen des Tonerbildes zurück an die Trommel verhindert, wird. Durch die Erfindung ist somit ein insgesamt verbessertes elektrostatisches Kopiergerät geschaffen.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen im einzelnen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Vorderansicht einer Bildübertragungs- und Blattfcrenneinrichtung, bei welcher die Erfindung anwendbar ist;

Fig. 2 eine Ersatzschaltung der in Fig. 1 dargestellten Einrichtung;

Fig. 3 eine andere bei einer herkömmlichen Anordnung vorgesehene Schaltung;

Fig. 4 ein Schaltbild einer Ausführungsform gemäß der Erfindung ;

Fig. 5 schematisch verschiedene Potentialänderungen an einem leitenden Band;

Fig. 6 ein Schaltbild einer weiteren Ausführungsform gemäß der Erfindung, und

Fig. 7 eine Vorderansicht einer weiteren Einrichtung gemäß der Erfindung.

Eine Einrichtung, bei welcher die Erfindung anwendbar ist, ist in Fig. 1 dargestellt. In Fig. 1 ist ein photoempfindliches Element oder eine photoleitfähige Trommel 3 in der durch einen Pfeil A angegebenen Richtung drehbar. Das photoempfindliche Element 1 trägt auf seiner Oberfläche ein negativ geladenes, elektrostatisches latentes Bild 2, an welchem Tonerpartikel 3 mit positiver Polarität haften. Ein Transfer- oder Kopierblatt 4 wird, wie durch einen Pfeil B angezeigt, zu der Oberfläche des photoempfindlichen Elements 1 hin befördert und an das Kopierblatt wird mittels eines Koronaladers 5, der mit einer Gleichspannung gespeist wird, eine negative Spannung angelegt. Folglich werden die Tonerpartikel 3 angezogen und an das Kopierblatt 4 übertragen, um auf diesem ein Tonerbild zu schaffen. Das Kopierblatt 4, das nunmehr das Tonerbild trägt, wird zu einer Stelle befördert, an welcher ein 40μπι dickes, leitendes Band 6 aus Nickel oder einem ähnlichem Material angeordnet ist, wobei das Blatt 4 an der Oberfläche des rotierenden photoempfindlichen Elements 1 haftet. Das leitende Band 6 wird

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in der durch einen Pfeil C angezeigten Richtung gedreht und ist über ein Konstantspannungselement oder eine Zenerdiode Z und einen Widerstand R geerdet. Durch die negative Ladung auf dem Kopierblatt 4 wird durch elektrostatische Induktion eine positive Ladung an dem leitenden Band ausgebildet, so daß dann durch eine elektrostatische Anziehungskraft, die zwischen zwei entgegengesetzten Ladungen wirkt, das Kopier- oder Transferblatt 4 zu dem Band 6 hin angezogen und dadurch von dem photoempfindlichen Element 1 getrennt oder abgezogen wird. Das Potential des Bandes 6 ist anfangs null.steigt aber, wenn das Kopierblatt 4 näher heran befördert wird, allmählich an, bis es sich auf einem bestimmten Wert (üblicherweise in der Größenordnung von -600V) stabilisiert, der durch das Konstantspannungselement Z festgelegt ist.

Das Potential an dem leitenden Band 6 hat einen großen Einfluß auf das Bildübertragungs- und Blatt-Trennvermögen eines Kopiergeräts . Obwohl ein Nullpotential an dem leitenden Band 6 eine ausreichende Trennung schaffen, kann, wird gleichzeitig die Anziehungskraft auf den Toner 3 in Richtung auf das Kopierblatt 4 unzureichend und es kann zu einer unerwünschten Rückübertragung des Toners an das photoempfindliche Element 1 kommen, was im Hinblick auf die Bildübertragung nachteilig ist. Diese sich widersprechenden Schwierigkeiten scheinen durch die Potentialänderung des leitenden Bandes 6 mit der Zeit beigelegt zu sein. Vor dem Eintreffen des Kopierblattes 4 ist das Potential des leitenden Bandes 6 auf dem Nullwert gehalten,

um eine ausreichende Blatt trennung zu schaffen. Dies fördert dann eine Trennung des Blattes am vorderen Randteil des sich bewegenden Kopierblattes 4 auf Kosten der Bildübertragung. Wenn das Kopierblatt 4 das Band 6 auf einer allmählich größer werdenden Fläche berührt, nimmt das Potential des Bandes 6 zu, bis es den durch das Konstantspannungselement Z festgelegten Wert erreicht. Bei einem solchen Anstieg des Bandpotentials wird dann das Ubertragungsvermögen wieder zurückgewonnen. Obwohl die Intensität derKraft₍ damit das Kopierblatt 4 an dem Band 6 haften kann, entsprechend der Zunahme des Bandpotentials allmählich abnimmt, kann das Haftvermögen des Kopierblattes 4 trotz der Abnahme der Haftkraft aufrecht erhalten werden, nachdem der vordere Randteil des Blattes 4 an dem Band 6 haften geblieben ist. Das Kopierblatt 4 kann dann fortlaufend von dem photoempfindlichen Element 1 abgenommen werden.

Obwohl der vorbeschriebene Vorgang sowohl der Bildübertragungsfunktion als auch der Blatt-Trennfunktion zu genügen scheint, ist das dabei erhaltene Ergebnis nicht immer so, wie es erwartet wird. Eine zufriedenstellende übertragungs- oder Trennfunktion kann in Abhängigkeit von dem Material und der Größe des Kopierblattes 4 sowie in Abhängigkeit von den Umgebungsbedingungen nicht immer erreicht werden.

In Fig. 2 ist ein Ersatzschaltbild des Bildübertragungs- und Blatt-Trennsystems dargestellt, das anhand von Fig. 1 beschrieben worden ist. Das Ersatzschaltbild weist eine elektro-

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statische Kapazität C₁(t) zwischen dem Kopierblatt 4 und dem leitenden Band 6, eine elektrostatische Kapazität C₂(t) zwischen dem Kopierblatt 4 und dem photoempfindlichen Element 1, eine elektrostatische Kapazität C₃(t) zwischen dem leitenden Band und dem photoempfindlichen Element 1 (an einer dazwischen liegenden Fläche, an welcher das Kopierblatt 4 nicht vorhanden ist) , eine elektrostatische Kapazität Q. des Konstantspannungselements und einen Widerstand R„ des Konstantspannungselements Z auf. Die Kapazitäten C₃Ct) und C₃(t) enthalten die elektrostatische Kapazität des photoempfindlichen Elements 1. Bezüglich der erwähnten Kapazitäten C, (t) und C₃(t) beinhaltet das "Kopier- oder Transferblatt 4" eigentlich die Lage der Ladung auf dem Kopierblatt 4. In dem Ersatzschaltbild der Fig. 3 ist auch ein Potential V(t) des Kopierblattes 4 dargestellt. Das Kopierblatt 4 trägt eine mit -Q(t) bezeichnete Ladung. Hierbei ist durch den nachgestellten Buchstaben(t) anzeigt, daß der entsprechende Parameter eine Funktion der Zeit ist.

Wie aus dem Ersatzschaltbild zu ersehen ist, wird das Potential V(t) des leitenden Bandes 6 durch Laden einer RC-Zeitkonstantenschaltung erzeugt, und da die Kapazitäten C₁ und C_ aus den vorerwähnten Gründen schwanken, schwankt auch die Anstiegskennlinie des Potentials V(t). Dies dürfte auch eine Ursache des Einflusses auf die Bildübertragung und die Blatt trennung darstellen. Da ferner die Änderung in der Ladung -Q(t) auf dem Kopierblatt 4 bezüglich der Zeit einen kleinen Wert hat, be-

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nötigt das Potential V(t) eine längere Zeitspanne zum Anstieg, was dann eine unzureichende Bildübertragung während dieser Zeitspanne zur Folge hat.

Bei einer anderen, bereits vorgeschlagenen Ausführung/ um die vorerwähnten Schwierigkeiten zu überwinden, wird, wie in Fig. 3 dargestellt, ein Relaiskontakt oder ein Schalter S verwendet, der parallel zu dem Konstantspannungselement Z in Fig.3 geschaltet ist. Wenn sich das Kopierblatt 4 dem leitenden Band 6 nähert, wird der Relaiskontakt S geschlossen, wodurch das Potential V(t) null gemacht wird, und dadurch das Blatttrennvermögen erhöht wird. Nach dem Beginn einer Blatttrennung wird der Relaiskontakt S geöffnet. In diesem Fall steigt dann das Potential V(t) verhältnismäßig schnell an, da die durch den Widerstand R^ gebildete Umgehungsschaltung fehlt.

Der Anstieg des Potentials V(t) beruht jedoch auf der Ladung -Q(t) auf dem Kopierblatt 4, welche sehr klein ist, und folglich kann die Anstiegszeit des Potentials V(t) nur in begrenztem MaBe verkürzt werden. Eine andere, verbesserte Schaltungsausführung ist in Fig. 4 dargestellt. Die Schaltung in Fig. 4 weist eine Reihenschaltung aus einer Fremdspannungsquelle E und einem Schutzwiderstand R₁ auf, die parallel zu dem Konstantspannungselement Z geschaltet ist. Durch die Fremdspannungsquelle E.wird zusammen mit der Ladung -Q(t) auf dem Kopierblatt 4 das Potential V(t) des leitenden Bandes 6 schneller erhöht, so daß der Zeitanstieg des Potentials V(t) verkürzt

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werden kann. Bei der Anordnung der Fig. 4 beruht ein Anstieg des Potentials V(t) nicht auf der Ladung -Q(t) des Kopierblattes 4, und folglich wird er nicht mehr von dem Material und der Größe des Kopierblattes 4 sowie von den Umgebungsbedingungen beeinflußt.

Bei dieser Schaltungsanordnung erfährt das Potential V(t) des leitenden Bandes 6 eine Änderung, wie durch eine Kurve a in Fig. 5 dargestellt ist. Eine Kurve b in Fig. 5 zeigt eine Änderung desselben Potentials V(t), die mit der nichtverbesserten, in Fig. 1 dargestellten Ausführung erhalten wird. Ein Vergleich der Kurven a und b zeigt, daß bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform die Anstiegszeit des Potentials V(t) verkürzt ist. Diese Ausführung weist jedoch noch den Nachteil auf, daß das Potential V(t) so plötzlich und stark ansteigt, daß am vorderen Randteil des Kopierblattes 4 nicht eine Fläche vermieden werden kann, an welcher die Übertragung des Bildes, verhindert worden ist und welche bezüglich des übrigen Teils des Kopierblattes 4 scharf und wahrnehmbar abgegrenzt ist.

Der Zeitpunkt, an welchem der Kontakt S geöffnet wird, kann durch einen Fühler u.a. festgelegt werden, welcher die Lage des Blattes 4 festlegt. Der Fühler kann in der Blattzuführbahn angeordnet sein oder er kann einen anderen Umstand fühlen, wie beispielsweise das Ansteuern und Antreiben eines optischen Abtastsystems, die Ansteuerung bei der lagerichtigen Blattzuführung u.a. Die Zeitachse in Fig. 5 zeigt die Zeit an, bevor

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und nachdem die Vorderkante des Blattes 4 an dem Band 6 anliegt.

In Fig. 6 ist eine Bildübertragungs- und Blatttrenneinrichtung gemäß der Erfindung dargestellt. Das erfindungsgemäße System weist einen Kondensator C und einen Schutzwiderstand R^ auf, welche eine RC-Zeitkonstanten- oder Verzögerungsschaltung bilden und in Reihe geschaltet sind. Diese Reihenschaltung ist parallel zu der anhand von Fig.4 beschriebenen Schaltung geschaltet. Der Kondensator C kann eine Kapazität von 0,0235μΓ und der Widerstand R~ kann beispielsweise einen Widerstandswert von 50 kSt-haben. Da diese Kapazität um mehr als eine Größenordnung größer als die der Kapazitäten C. (t) bis C₃(t) der in Fig. 2 dargestellten Ersatzschaltung ist, kann die Spannungsanstiegscharakteristik des Potentials V(t) frei festgelegt werden, ohne durch andere Schwankungen beeinflußt zu werden. Durch eine entsprechende Wahl der Zeitkonstanten oder der Potentialanstiegscharakteristik und durch ein entsprechendes zeitliches Steuern des öffnen des Relaiskontaktes S wird eine unterbliebene Bildübertragung am vorderen Rand des Kopierblattes nicht mehr feststellbar, und das Kopierblatt 4 kann wirksam von dem photoempfindlichen Element 1 abgezogen werden. Eine Kurve C in Fig. 5 gibt eine Potentialanstiegskennlinie - gemäß der Erfindung, welche nicht so steil ist wie die Kennlinie a. Bei dem erfindungsgemäßen Systen wird der Relaiskontakt.S zu einem Zeitpunkt geöffnet, der vor einem Zeitpunkt null liegt, an welchem das Kopierblatt 4 mit dem leitenden Band 6 in Anlage kommt, so daß das Potential V(t) des Bandes 6 etwa 200V

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erreicht, wenn das Blatt 4 das Band 6 berührt.

Bei einem elektrostatischen Kopiergerät gemäß der Erfindung wird somit ein leitendes Förderteil verwendet, welches über eine Schaltung mit einem Kondensator geerdet ist und welches mit einer äußeren Gleichspannungsquelle verbunden ist; das System steuert dann den Beginn des Spannungsanlegens von der Gleichspannungsquelle aus an das Förderten in Übereinstimmung mit der zeitlichen Steuerung der Zuführung des Kopierblattes. Mit dem erfindungsgemäßen System kann dann mittels des Förderteils ein Kopierblatt wirksam und sicher getrennt werden, in dem das Potential an dem Förderteil niedrig gehalten wird. Die Größe des anschließenden Potentialanstiegs kann durch die Fremdspannungsquelle und eine η mit dem Förderteil verbundenen Kondensator frei gewählt werden. Hierdurch wird eine glatte, gleichmäßige Bildübertragung gefördert. Außerdem bleiben der BiIdübertragungs- und Blatttrennvorgang immer unverändert, da das Potential des Förderteils hauptsächlich durch die Fremdspan nungsquelle und einen Kondensator festgelegt ist, ohne sich hierbei auf schwankende Kapazitäten zu verlassen, welche veränderliche Faktoren (C. bis CU) darstellen.

Im Rahmen der Erfindung sind verschiedene Abwandlungen möglich. Beispielsweise erdet in Fig. 7 eine Spannungsquelle 7 zuerst das Band 6, legt dann aber eine Spannung derselben Polarität wie die der übertragungsladung an das Band 6 an, wenn der vordere.Randteil des Kopierblatts 4 mit dem Band in Anlage

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kommt. Obwohl diese Anordnung einen geringen Verlust an Tonerbild an dem vordersten Randteil des Kopierblattes zur Folge haben kann, ist der Verlust sehr klein · und kann bei bestimmten Anwendungen als Vernachlässigbar angesehen werden.

Ende der Beschreibung

Claims

Patentansprüche

1J Elektrostatisches Kopiergerät mit einem beweglichen photoleitfähigen Teil, einer Abbildungseinrichtung zum Erzeugen eines Tonerbildes auf dem photoleitfähigen Teil, und einer übertragungseinrichtung zum Bewegen eines an dem photoleitfähigen Teil anliegenden Kopierblattes und zum Anlegen einer elektrostatischen Ladung mit einer bestimmten Polarität an das Kopierblatt, um an dieses das Tonerbild zu übertragen, dadurch gekennzeichnet, daß ein leitendes Teil (F) angeordnet ist, so daß das Kopierblatt (4) mit diesem in Anlage kommt, nachdem das Tonerbild an das Kopierblatt (4) übertragen ist., und daß das Kopierblatt mittels des leitenden Teils (6) elektrostatisch von dem photoleithähigen Teil (1) getrennt wird, und daß eine Energieguellenanordnung (E, Z, S, R₁, R», C) zum Anlegen einer

VII/XX/Ktz

r (089) 988272 988273 988274 983310

Telegramme:

BEROSTAPFPATENT Manchen TELEX: 0524560 BERG d

Bankkonten: Hypo-Buik München 4410122850 (BLZ 7(020011) Swift Code: HYPO DE MM Bayec Vereinibink München 453100 (BLZ 70020270) Postscheck Manchen 65343-808 (BLZ 70010080)

Spannung bestimmter Polarität an das leitende Teil (6) vorgesehen ist, wenn ein vorderer Rand des Kopierblattes (4) mit dem leitenden Teil (6) in Anlage kommt.
2. Kopiergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Energiequellenanordnung eine Energiequelle (E) zum Vorsehen der Spannung, eine Schalteinrichtung (S) zum Verbinden des leitenden Teils (6) mit der Energiequelle (E) oder zum Erden und eine Zeitkonstantenschaltung (C, R₂) aufweist, um verzögert die Spannung an das leitende Teil (6) anzulegen .
3. Kopiergerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung (S) entsprechend ausgelegt ist, um das leitende Teil (6) etwas zu erden, bevor die Vorderkante des Kopierblattes (4) mit dem leitenden Teil (6) in Anlage kommt.
4. Kopiergerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung (S) entsprechend ausgelegt ist, um anfangs die Zeitkonstantenschaltung (C, R_) kurzzuschließen, und dann die Zeitkonstantenschaltung nicht mehr kurzzuschließen, wobei dann das leitende Teil (6) mit der Energiequelle (E) verbunden ist.
5. Kopiergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Energiequellenanordnung entsprechend ausgelegt

ist, um das leitende Teil (6) vor dem Anlegen der Spannung zu erden.
6. Kopiergerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Energiequellenanordnung ein Konstantspannungselement (Z) aufweist.
7. Kopiergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das leitende Teil ein umlaufendes Band (6) aufweist.
8. Kopiergerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet/ daß die Zeitkonstantenanordnung einen Widerstand (R?) und einen Kondensator (C) aufweist, dessen Kapazität um mehr als eine Größenordnung größer als der Kapazitätswert einer Kapazität (C₁) zwischen dem Kopierblatt (4) und dem leitenden Teil (6), einer Kapazität (C_?) zwischen dem Kopierblatt (4) und dem photoeleitenden Teil (1) und einer Kapazität (C~) zwischen dem leitenden Teil (6) und dem photoeleitfähigen Teil (1) ist.

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