DE1472995A1 - Elektrophotographisches Kopiergeraet - Google Patents

Description

• Elektrophotographisches Kopiergerät Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein elektrophotographisches Kopiergerät zur Herstellung von elektrophotographischen Bildern von einer Vorlage.
• Bekanntlich werden elektrophotographische Bilder in der Weise hergestellt, daß man ein elektrophotographisches Material bestehend aus einem Träger und einer photoleitenden Schicht in der Weise herstellt, daß man das elektrophotographische Material zunächst elektrostatisch auflädt, beispielsweise mit Hilfe einer Koronaentladung, das geladene Material belichtet, wobei die Ladung an den vom Licht getroffenen Steilen abfließt, und das auf diese Weise entstandene latente elektrostatische Bild durch Bestreuen mit einem elektroskopischen Harzpulver, dem sogenannten Toner, sichtbar macht und durch Erhitzen oder Behandeln mit einem Lösungsmittel fixiert.
• Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein elektrophotographisches Kopiergerät zur Durchführung dieses bekannten elektrophotographischen Verfahrens vorzusehen, das eine schnelle und sichere Herstellung elektrophotographischer Bilder von Vorlagen gestattet.
• Gegenstand der Erfindung ist ein elektrophotographisches Kopiergerät, in dem Kopien auf elektrophotographischen Materialien aller Art, d.h. auf Materialien, die eine Metall-, Kunststoff- oder Papierunterlage besitzen und anorganische oder organische Photoleiter oder Mischungen von beiden aufweisen, hergestellt werden können. Das erfindungsgemäße elektrophotographische Kopiergerät zur Her-Stellung elektrophotographischer Bilder von Originalen ist in einem Gehäuse untergebracht und dadurch gekennzeichnet, daß tim unteren Gehäuseteil 2 ein Behälter 31 für den Tonar 32, eine Haltevorrichtung 22 für das elektrophotographische Material, ein hin und her beweglicher Wagen 26, der eine Vorrichtung zur elektrostatischen Aufladung des elektrophotographischen Materials und eine Antragvorrichtung für den Toner trägt und im obren Gehäuseteil 4 eine Vorrichtung zur Aufnahme und Projektion des Originals auf das elektrophotographische Material angeordnet sind. Dabei wird das Antragsystem für den Toner mit Hilfe von Kniehebeln und Nocken betätigt. An dem hin und her beweglichen Wagen 26 sind Mittel vorgesehen, die das Antragsystem für den Toner in einem bestimmten Abschnitt der horizontalen Bewegung des Wagens 26 vertikal auf und ab bewegen. Die Tonervorrichtung des erfindungsgemäßen elektrophotographischen Kopiergeräts weist eine magnetische Antragvorrichtung für den Toner auf. Der Wagen 26 ist mit der Antragvorrichtung für den Toner in der Weise verbunden, daß sie auf und ab bewegt wird, wenn der Wagen eine Nocke passiert. Das magnetische Antrag-System beinhaltet einen Magneten, zB. einen permanenten oder einen Elektromagneten, der in einem Abschnitt der horizontalen Bewegung des Wagens durch eine Nocke gehoben und gesenkt ivrer den kann.
• Die Erfindung wird durch die beigefügten Zeichnungen näher erläutert, in denen eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Apparates dargestellt ist. In Abb. 1 wird der Apparat der vorliegenden Erfindung perspektivisch dargestellt. Die obere Klappe ist geöffnet, so daß die zu kopierende Vorlage eingelegt werden kann. In Abb. 2 wird der Apparat wie in Abb. 1 perspektivisch dargestellt. Hier ist jedoch die obere Klappe geschlossen und die untere Klappe geöffnet, so daß sie das elektrophotographische Material aufnehmen kann.
• In Abb. 3 wird der untere Teil des in Abb. 1 und 2 gezeigten Apparates dargestellt. Hierbei wurde der obere Gehäuseteil fortgelassen.
• Abb. 4 stellt einen. Schnitt entlang der Linie 4 - 4 des in Abb. 3 gezeigten Teiles dar, in Pfeilrichtung gesehen. Abb. 5 zeigt einen Schnitt entlang der Linie 5 - 5 des in Abb. 3 gezeigten Teiles, ebenfalls in Pfeilrichtung gesehen. Abb. 6 zeigt einen Schnitt entlang der Linie 6 - 6 in Abb. 4. Abb. 7 ist sine schematische Darstellung der vier Stellungen der Entwicklungsvorrichtung während der Aufladungsphase. Abb. 8 ist eine schematische Darstellung der vier Stellungen der Entwicklungsvorrichtung während der Entwicklungsphase. Wie aus Abb. 1 hervorgeht, besteht der Apparat aus einem Gehäuse, das sich zweckmäßig aus einem oberen Teil 2 und einem unteren Teil 4 zusammensetzt, um das lnnere des Gehäuses leichter zugänglich zu machen. Im Bedarfsfalle kann es jedoch auch aus einem einzigen Teil bestehen. Der obere Gehäuseteil 2 hat einen automatischen Zeitmesser 5 und eine Tür auf der sich eine Plätte 8 befindet, die das zu kopierende Material aufnimmt. Die Vorlage (hier nicht abgebildet) wird von der Platte 8 und der durch ein Scharnier an der Tür angebrachten Glasplatte 10 festgehalten. Im oberen Gehäuse befinden, sich mehrere Glühlampen 12, die zur Beleuchtung des Originals während des Belichtungsvorganges dienen. Das Abbild des zwischen der Platte 8 und der Glasplatte 10 befindlichen Originals wird mit Hilfe des Spiegels 14 und des Objektivs 16 auf ein elektrophotographisches Material 18 im unteren Teil des Gehäuses projiziert. Dieses Material wird durch die geöffnete Tür 20 in den Apparat hineingelegt (s.Äbb.2) Wie Abb. 3 zeigt, wird das elektrophötographische Material im uiiteren Gehäuse 4 festgehalten, indem man. es auf eine Loch= platte 22 legt, wo es durch eine Blasvorrichtung 24 angesaut wird, die von einem hier nicht abgebildeten Motor betätigt wird.
• Ein Wagen 26 mit einer Vorrichtung zum elektrostatischen Aufladen, d.h. mit den Korona-Drähten 28 und dem die Entwicklungsvorrichtung enthaltenden Gehäuse 30, ist so innerhalb des unteren Gehäuseteils angebracht, daß er in Längsrichtung hin- und herlaufen kann. Auf der linken Seite der in Abb. 3 gezeigten Vorrichtung befindet sich ein Behälter 31, der den Toner 32 enthält.Der Toner wird durch eine aus einer drehbaren Welle mit mehreren an ihr befestigten Querstäben 34 bestehenden Rührvorrichtung ständig in Bewegung gehalten.
• Der Aufbau des im Gehäuse 30 enthaltenen Entwicklungsmechanismus geht am deutlichsten aus den Abb. 4, 7 und 8 hervor. Er besteht aus zwei Winkelhebeln 36, die an der Welle 38 im Gehäuse 30 drehbar angebracht sind. Im Gehäuse 30 befindet sich ein weiteres Gehäuse 40 für den Magneten 42 Abb. 8), bei dem es sich entweder um einen Permanentmagneten oder um einen Elektromagneten handeln kann. Die Winkelhebel 36 werden durch die Zugfedern 44, deren Befestgungspunkte 40 sich am Gehäuse befinden, in Zugrichtung ständig schräg gehalten. Während der Ladungsphase, d.h. der elektrostatischen Aufladung des elektrophotographischen Materials, dürfen der Magnet und das Tonergehäuse 40 nicht mit dem elektrophotographischen Material in Berührung kommen. Das läßt sich, wie Abb. 7 zeigt, durch Drehen der in Abb. 3 dargestellten Kurbel 48 erreichen, die ihrerseits die gekröpften Teile 50 der Welle 52 exzentrisch verdreht, wodurch die Bügelnocken 46 entgegen der Bewegung der an den Bügeln 36 angebrachten Räder 54 angehoben werden. Die Räder 54 liegen dabei unter Spannung gegen die Bügelnocken 46, hervorgerufen durch die Zugfedern 44. Während der Ladungsphase bewegt sich der Wagen 26 nach rechts (s.Abb. 7), wobei die das Gehäuse 40 tragenden Räder 56 über die Gehäusenocken 58 laufen (s.Stellungen 2 und 3, Abb. 7), bis sie die Stellung 4 in Abb. 7 erreicht haben. Sie bleiben ebenso wie das Gehäuse dadurch angehoben, daß sich die unteren hakenförmigen Enden 60 der Winkelhebel 36 an der die Räder 56 tragenden Achse 62 festhaken. Während sich der Wagen nach rechts bewegt (s.Abb.7), rasten die oberen Haken 68 der Winkelhebel an der Achse 64 ein, auf der, sich die den Magneten 42 tragenden Räder 66 befinden. Das Einrasten der Haken 68 an der Achse 64 wird durch Hinabrollen der Räder 66 über die Nocken 70 bis zu dem Funkt, an dem das Einrasten erfolgt, bewirkt,. Der mit der Achse 64 ver- bundene Magnet 42 wird während des Aufladungsvor,ganges ebenfalls angehoben, wie aus Stellung 4 in Abb. 7 ersichtlich ist. Nach Aufladung des elektrophotographischen Materials kehrt die Toner-Vorrichtung in die Ausgangsstellung zurück (s.Abb.7), und nach der Belichtungsphase beginnt der Entwicklungsvorgang. Er wird ausgelöst durch Drehen der Kurbel 48, die die gekröpften Teile 50 der Welle 52 und die Bügelnocken 46 niederdrückt, wodurch die Winkelhebel 36 entgegen der Uhrzeigerrichtung gedreht werden, wie die Stellungen 1 und 2 in Abb. 8 zeigen, Während sich das Gehäuse 40 nach rechts bewegt (s. Abb.8), rollen die Räder 66 über die Magnetnocken 70 hinab und führen damit den Magneten 42 nach unten, so daß er sich dem im Tonerbehälter 31 befindlichen Toner 32 nähert. Wird die Rechtsbewegung der Tonervorrichtung fortgesetzt, so laufen die das Gehäuse tragenden Räder 56 über die Gehäusenocken 58 hinauf, und während sie auf der anderen Seite der Gehäusenocken hinablaufen (s.Stellung 3 in Abb. 8),

  werden die Winkelhebel wieder in Uhrzeigerrichtung geneigt,

  da die Räder 54 über die Abschrägung 72 an den Bügelnocken 46 7

  laufen. Die Drehung der Winkelhebel 36 in Uhrzeigerrichtung

  führt zum Einhaken der unteren Bügelenden 60 an der Achse 691

  so daß das Gehäuse 40 angehoben bleibt, wie aus Stellung 4

  ih Abb.8 hervorgeht. Die Achse 64 und der Magnet 42 bleiben

  3eäöch gesenkt, dh.in der gleichen Lage wie bei Stellung 2

  uhd 5 in Abb. 8, wobei der Magnet 42 durch den Vorsprung 74

  im Gehäuseinnern festgehalten wrd.;Ver Magnet ist innerhalb .

  des Gehäuses versehiebbär auf einer Aüfldge dngebrscnt;

  Bewegt sich die Tonervorrichtung nach rechts (s.Abb.8), so kann der Magnet, während er über das elektrophotographische Material geführt wird, den an ihm haftenden Toner über das elektrostatische latente Bild verteilen. Bewegt sich die Tonervorrichtung nachlinks, wie in Abb. 8 dargestellt, so laufen die Räder 56 wieder über die Gehäusenocken 58 und die Räder 66 wieder über die Magnetnocken 70 zurück. Wenn die Räder 66 über die Magnetnocken laufen, wird der mit ihnen verbundene Magnet innerhalb des Gehäuses 40 angehoben, und der anhaftende Toner fällt in den Tonerbehälter 31 zurück, da sich am unteren Ende des Gehäuses 40 eine dünne Kunststoffolie 76 befindet und die Anziehungskraft des angehobenen Magneten (s.Abb.8,Stellung 1) nicht ausreicht, den an dieser Folie haftenden Toner festzuhalten. Der in den Behälter 31 zurückgefallene Toner wird mit Hilfe der Rührvorrichtung 34 wieder mit der Tonermischung 32 vermengt.
• Der Antriebsmechanismus für den Apparat wird am deutlichs en ir) Abb. 5 gezeigt. Der Motor 78 (hier nur angedeutet) ist mit dem Zahnrad 80 durch ein an dieser Stelle nicht abgebildetes Untersetzungsgetriebe gekoppelt. Die Kette 82 treibt das an der Welle 86 befindliche Zahnrad 84 an. An der Welle 86 sind ferner die Zahnräder 88 angebracht, die die Ketten 90 antreiben, welche ihrerseits den Wagen 26 in Bewegung setzen. Die Ketten 90 sind mit demWagen 26 durch Kupplungsmuffen överbunden, die in den Zapfen 92 drehbar gelagert sind. Ein Arm 94 ist mit einem Ende an den Zapfen 92 angebracht, mit dem anderen Ende an der Kette 90, so daß er sich um den Zapfen 92 dreht, wenn der Wagen 26 sich maximal nach rechts bewegt hat (s.Abb.4). Läuft nun die Kette weiter, so wird der Wagen in entgegengesetzter Richtung in Bewegung gesetzt. Der Wagen 26 ist durch die Arme 95 mit den Zapfen 92 verbunden.
• Der Wagen 26 läuft auf den Rädern 98 über die Schienen 96 Der Magnet 42 ruht auf den Magneträdern 66 und der Welle 64 (s.Abb.5). Die Gehäuseräder 66 sind an der Welle,62 angebracht. Ferner ist das Triebwerk 100 für die Rührvorrichtung abgebildet.
• Bei dem für den Betrieb des Apparates erforderlichen Stromkreis handelt es sich nicht um eine Neuerfindung. Er kann von einem Fachmann ohne Schwierigkeiten konstruiert werden und ist deshalb nicht abgebildet.
• Die Arbeitsweise des Apparates wird- im folgenden besclirieveii: Der Blasmotor unter der Vakuumplatte 24 wird in Betrieb gesetzt und das mit einer Papier- oder Metallunterlage versehene elektrophotographische Material auf diese Platte gelegt, wie aus Abb. 2. hervorgeht. Die zu kopierende Vorlage w: wird auf die Platte 8 gelegt und mit Hilfe der in Abb. 1 gezeigten Deckplatte 10 festgeklemmt; anschließend werden die Türen 6 und 20 geschlossen. Durch Drehen der Kurbel 48 werden die Bügelnocken 46 angehoben und sie bewirken nun, dab die Magnetvorrichtung im Gehäuse 40 angehoben bleibt. Danach wird der Motor angelassen, und der Wagen 26 bewegt sich nach rechts (s. Abb. 4, 6, 7 und 8), wobei er von den Zahnrädern 88 und den Ketten 90, mit denen der Wagen 26 durch die Arme 94 und 95 sowie die Zapfen 92 verbunden ist, angetriebenÖwird. Während sich der Wagen nach rechts bewegt, wird eine Hochspannung erzeugt und durch eine hier nicht abgebildete Stromschiene und einen Gleitkontakt zur Korona 28 geleitet. Da der Magnet 42 angehoben ist (s:Abb.7), zieht er die im Behälter 31 befindliche Mischung von Toner und Trägermaterial nicht an, so daß das elektrophotographische Material, wenn der Wagen bei der Aufladüngsphase (s.Abb.7) darüber geführt wird, lediglich elektrostatisch aufgeladen wird 6 Nachdöem der Wagen zur Ausgangsstellung (Stellung 1, Abb.8) zurückgekehrt ist, beginnt die Belichtungsphase. Dabei werden die Bügelnocken 46 automatisch gesenkt, der Antriebsmotor ausgeschaltet und die Hochspannungsleitung (hier nicht abgebildet) unterbrochen. Die im oberen Teil des Gehäuses 2 angebrachten Lampen 12 werden ebenfalls automatisch betätigt und die Belichtungsdauer wird äuf dem automatischen Zeitmesser 5 auf der rechten Seite des Gehäuses (S.Abb.1) eingestellt.
• Nach Beendigung des Belichtungsvorganges beginnt die Entwicklungsphase. Der Antriebsmotor wird in Betrieb gesetzt und bei gesenkten Bügelnocken 46 läuft der nun nicht mehr, von den Kniehebeln gehaltene Magnet 42 getragen von den Rädern 66 die Magnetnocken 70 hinab, bis er die Stellung 2 erreicht hat (s.Abb.8). Dabei bleibt auf Grund der Anziehungskraft des Magneten eine große Menge der Mischung 32 aus Toner und Trägermaterial an der über das Ende des Gehäuses gespannten dünnen Kunststoffolie haften. Während sich der Wagen 26 weiter nach rechts bewegt (s.Abb.8), Wird das Gehäuse 40_nit dem gesenkten Magneten über die Gehäusenocken 58 geführt und die hakenförmigen Bügelenden 60 haken sich an der Achse 62 ein. In dieser Stellung laufen das Gehäuse 40 und der Magnet 42 über das belichtete elektrophotographische Material und entwickeln das elektrostatische Bild. Nachdem der Wagen wieder nach links zurückgelaufen ist (s.Abb.8), wird der Magnet 42 durch die Magnetnocken 70 angehoben, Dadurch wird das magnetische Feld auf der Kunststoffolie 74 aufgehoben, so daß der anhaftende Toner in den Behälter 31 zurückfällt und durch die Rührvorrichtung wieder gründlich mit der darin befindlichen Mischung vermengt wird. Das entwickelteelektrophotographische Material kann nun herausgenommen und fixiert werden.
• Außerdem weist die vorliegende Erfindung noch folgende, in den Abbildungen nicht dargestellte Vorzüge auf: auf der linken Seite des in Abb. 1 gezeigten Apparates ist eine Tür angebracht, die das Herausnehmen und Nachfüllen des Toner-

  behälters 31 erleichtert. Eine weitere für auf der rechten

  Seite des Apparates führt zu einem Gehäuse, das einen

  Filtersack enthält, der das durch die ÖffÜungen der Vakuum-

  platte 32 hindurchrieselnde Entwicklungspulver auffängt

  sowie eine filterpatrone, die das durch die Kvxona-Entla-

  dang entstehende Q7eu abserbiert. Die Vcuumplatte 22 ist ..

  austauschbar, um die Verwendung von: olekrtttr;.r'tph.sthet

  Materalign verscbt»d#r firZZurg.Tsn.

  Die Stromquelle, mit deren Hilfe die Koronaentladung hervorgerufen wurde, enthält eine Vorrichtung zur Einstellung der Spannung. Die Stärke des zur Aufladung verwandten Stromes kann auf einem Milliamperemeter abgelesen werden. Ferner ist eine Vorrichtung zur Erzeugung einer niedrigen Spannung vorhanden, die über eine Stromschiene und einen Gleitkontakt zum Wagen 26 geleitet wird und mit deren Hilfe während der Entwicklungsphase (s.Abb.8) eine negative Ladung an den Wagen 26 angelegt wird. Mit Hilfe dieser Vorrichtung läßt sich ein durch Restladung entstehendes Tonen des Hintergrundes des photoelektrischen Materials vermeiden Das erfindungsgemäße Kopiergerät ist besonders geeignet zur Herstellung von lithographischen Platten auf der Grundlege eines elektrophotographischen Materials, das aus einem metallischen Träger oder einem Träger aus Papier und einer Photoleiterschicht bestehst.

Claims (1)

1. P a t e n t a n s p r ü c h e Elektrophotographisches Kopiergerät zur Herstellung elektrophotographischer Bilder von einem Original, das in einem Gehäuse untergebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß im unteren Gehäuseteil 2 ein Behälter 31 für den Toner 32, eine Haltevorrichtung 22 für das elektrophotograpaische Material, ein hin und her beweglicher Wagen 26, der eine Vorrichtung zur elektrostatischen Aufladung des elektrophotographischen Materials und eine Antragsvorrichtung für den Toner trägt, und im oberen Gehäuseteil 4 eine Vorrichtung zur Aufnahme und Projektion des Originals auf das elektrophotographische Material angeordnet sind. 2. Elektrophotographisches Kopiergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet., daß das Antragsystem für den Toner mit Hilfe von Kniehebeln und Nocken betätigt wird. 3. Elektrophotographisches Kopiergerät nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß an dem hin und her beweg- lichen Wagen 26 Mittel vorgesehen sind, die das Antrag- system für den Toner in einem bestimmten Abschnitt der horizontalen Bewegung des Wagens 26 vertikal auf und ab bewegen. 4. Elektrophotographisches Kopiergerät nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es eine magnetische Antragsvorrichtung für den Toner aufweist. 5. Elektrophotograp isches Kopiergerät -nach Anspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Antragavor richtung für den Toner mit dem Wagen 26 in der Weise verbunden ist, daß sie auf und äbbewegt wird, wenn der Wagen eine Nocke passiert. 6. Elektrophotographisches Kopiergerät nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der in der Antragsvorrichtung für den Toner befindliche Magnet beim Passieren einer Necke auf und nie bewegt wird.