DE19538948A1 - Lagerungsmechanismus für eine Walzenübertragungseinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Lagerungsmechanismus für eine Über­ tragungseinrichtung in einer eine Übertragungseinrichtung aufweisenden elektrostatografischen Bilderzeugungseinrichtung kompakter Bauart mit einer elektrisch vorgespannten Übertragungswalze zum Übertragen eines aus pigmentierten Tonerpartikeln bestehenden Bildes von einem dielektri­ schen Bildträger auf ein Empfangselement.

Bei modernen elektrostatografischen Hochgeschwindigkeits/Hochleistungs-Bild­ erzeugungseinrichtungen (Kopierern, Vervielfältigern oder Druckern) wird ein latentes Bildladungsmuster auf einem gleichmäßig geladenen dielektrischen Bildträger ausgebildet. Dann werden zum Entwickeln dieses Bildes auf dem Bildträger pigmentierte Tonerpartikel durch Anziehungs­ kraft auf das latente Bildladungsmuster aufgebracht. Danach wird der dielektrische Bildträger in Arbeitsbeziehung zu einem Empfangselement überführt und ein elektrisches Feld angelegt, um das entwickelte Toner­ bild vom dielektrischen Träger auf das Empfangselement zu übertragen. Nach erfolgter Übertragung wird das jetzt das übertragene Bild tragende Empfangselement vom dielektrischen Bildträger wegbewegt und das Bild auf dem Empfangselement durch Wärme und/oder Druck entwickelt, so daß auf dem Empfangselement eine permanente Bildwiedergabe entsteht.

Das Anlegen des elektrischen Feldes zur Übertragung der Tonerpartikel geschieht im Prinzip durch Ionenemission von einem Koronaladegerät auf ein an dem dielektrischen Bildträger anliegendes Empfangselement oder dadurch, daß eine elektrisch vorgespannte Walze das Empfangselement an den dielektrischen Bildträger andrückt. Walzenübertragungseinrichtungen bieten gegenüber Koronaübertragungseinrichtungen insofern Vorteile, als Walzenübertragungseinrichtungen durch Papierfalten oder Tonerpartikel­ flocken bedingte Fehler im übertragenen Bild weitgehend ausschließen. Dies beruht darauf, daß der Walzendruck, mit dem das Empfangselement an den dielektrischen Bildträger angedrückt wird, die enge Anlage zwi­ schen den beiden Elementen besonders wirksam herstellt. Allerdings sind Walzenübertragungseinrichtungen komplizierter als Koronaübertragungsein­ richtungen, da sie wegen ihrer Neigung, Tonerpartikel vom dielektrischen Bildträger aufzunehmen und sie in unerwünschter Weise auf die Rückseite des Empfangselements aufzubringen, gereinigt werden müssen. Außerdem muß die Walzenübertragungseinrichtung, einschließlich ihrer Reinigungs­ einrichtungen, so aufgebaut sein, daß sie die einfache Behebung etwaiger Staus der Empfangselemente nicht behindert. Ein Beispiel einer selektiv positionierbaren Walzenübertragungseinrichtung mit Reinigungsvorrichtung ist in US-A-5,101,238 beschrieben. Diese Walzenübertragungseinrichtung ist zwar im allgemeinen in bezug auf die erwünschte Tonerbildübertragung effektiv, neigt jedoch dazu, auf dem fotoleitenden Band unerwünschte Spureffekte zu hinterlassen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Übertragungseinrichtung enthaltende elektrostatografische Bilderzeugungseinrichtung in kompakter Bauweise mit einer Bildübertragungswalze zum Übertragen eines pigmentierten Tonerpar­ tikelbildes von einem dielektrischen Bildträger auf ein Empfangselement und einem Lagerungsmechanismus für die Walzenübertragungseinrichtung anzugeben. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Der Lagerungsmechanismus umfaßt eine Halterung für die innerhalb der Bilderzeugungseinrichtung vorhandene Übertragungsein­ richtung. Die Halterung für die Übertragungseinrichtung ist mit der Über­ tragungseinrichtung derart verbunden, daß sich eine kardanisch schwenk­ bare Lagerung für die Übertragungswalze der Übertragungseinrichtung ergibt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in der Zeichnung darge­ stellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer typischen, für den Einsatz der erfindungsgemäßen Walzenübertragungseinrichtung geeig­ neten elektrostatografischen Bilderzeugungseinrichtung;

Fig. 2 eine teilweise geschnittene Vorderansicht einer Walzenübertra­ gungseinrichtung mit einem erfindungsgemäßen Lagerungs­ mechanismus;

Fig. 3 eine Draufsicht des Übertragungswalzen-Lagerungsmechanismus gemäß Fig. 2, wobei der besseren Sicht halber Teile weggelas­ sen sind; und

Fig. 4 eine Stirnansicht des Übertragungswalzen-Lagerungsmechanis­ mus gemäß Fig. 2, wobei der besseren Sicht halber Teile weg­ gelassen sind.

In den beiliegenden Zeichnungen zeigt Fig. 1 eine schematische Darstel­ lung einer typischen elektrostatografischen Bilderzeugungseinrichtung 10, die für den Einsatz einer Walzenübertragungseinrichtung zum Beispiel der in der vorgenannten US-A-5,101,238 dargestellten und beschriebenen Art geeignet ist. Die Bilderzeugungseinrichtung 10, die hierin nur insoweit beschrieben ist, als dies für das vollständige Verständnis der Erfindung nötig ist, umfaßt einen dielektrischen Bildträger 12. Der dielektrische Bildträger 12 weist zum Beispiel die Form eines endlosen Bandes auf, das auf Stützrollen entlang einer geschlossenen Schleife in Richtung des Pfeils A durch eine Reihe elektrografischer Verarbeitungsstationen hindurchge­ führt wird.

Während des Bilderzeugungszyklus der Bilderzeugungseinrichtung 10 wird der bewegte dielektrische Bildträger 12 beim Vorbeilaufen an der Ladesta­ tion 14 gleichzeitig geladen. Anschließend durchläuft der gleichmäßig gela­ dene dielektrische Bildträger eine Belichtungsstation 16, wo die gleichmä­ ßige Ladung derart verändert wird, daß sich ein latentes Bildladungsmu­ ster entsprechend den abzubildenden Informationen ergibt. Je nach den Eigenschaften des dielektrischen Bildträgers und des gesamten Bilderzeu­ gungssystems kann die Erzeugung des latenten Bildladungsmusters dadurch geschehen, daß man den dielektrischen Bildträger vom Bild einer abzubildenden Originalvorlage reflektiertem Licht aussetzt oder mittels einer Reihe von Lampen (z. B. LEDs oder Lasern) oder Punktelektroden, die durch auf der Grundlage der abzubildenden Informationen entspre­ chend erzeugte elektronische Signale aktiviert werden, ein Bild auf dem dielektrischen Bildträger "aufzeichnet". Das auf dem dielektrischen Bild­ träger 12 befindliche latente Bildladungsmuster wird dann einer Entwick­ lungsstation 18 zugeführt, wo zum Entwickeln des latenten Bildes pigmen­ tierte Tonerpartikel durch Anziehungskraft auf den dielektrischen Bildträ­ ger aufgebracht werden. Der das entwickelte Bild tragende Bereich des dielektrischen Bildträgers durchläuft dann passergenau mit einem Emp­ fangselement, das in entsprechender zeitlicher Abstimmung vom Vorratsbe­ hälter entlang der Bahn P zugeführt wird, eine Übertragungsstation 20. Ein in der Übertragungsstation erzeugtes elektrisches Feld überträgt die Tonerpartikel des entwickelten Bildes durch Anziehungskraft vom dielek­ trischen Bildträger auf ein Empfangselement.

Das elektrische Übertragungsfeld kann auch bewirken, daß das Empfangs­ element an dem dielektrischen Bildträger haften bleibt. Daher ist unmittel­ bar anschließend in Bewegungsrichtung des dielektrischen Bildträgers ein Lösemechanismus 24 vorgesehen, der das Ablösen des Empfangselements vom dielektrischen Bildträger erleichtert. Bei dem Lösemechanismus kann es sich zum Beispiel um eine Wechselstrom-Koronaladeeinrichtung handeln, die das Feld, durch das das Empfangselement am dielektrischen Bildträger gehalten wird, neutralisiert. Nach dem Übertragen des entwickelten Bildes auf das Empfangselement und dem Abnehmen des Empfangselements vom dielektrischen Bildträger wird das Empfangselement durch eine Fixiervor­ richtung 26 hindurchgeführt, in der das Bild auf dem Empfangselement, zum Beispiel durch Wärme und/oder Druck, fixiert und dann einem Aus­ gabefach 28 zugeleitet wird, aus dem es vom Bediener entnommen werden kann. Gleichzeitig wird der dielektrische Bildträger 12 von etwaigen noch vorhandenen Tonerpartikeln in der Reinigungsstation 30 gereinigt und zur erneuten Verwendung zur Ladestation 14 zurücktransportiert.

Bei der als Beispiel dargestellten Übertragungsstation 20 handelt es sich zum Beispiel, wie vorstehend erwähnt, um eine Walzenübertragungseinrich­ tung, die im folgenden insbesondere unter Bezugnahme auf Fig. 2 so genau beschrieben werden soll, wie dies für das vollständige Verständnis der Erfindung erforderlich ist. Natürlich sind auch andere Walzenübertra­ gungseinrichtungen im Rahmen dieser Erfindung mit Nutzen einsetzbar. Die Walzenübertragungseinrichtung umfaßt ein einheitliches Gehäuse 40, das eine Übertragungswalze 42, eine Walzenreinigungsvorrichtung 44 und eine Löseeinrichtung 24 in kompakter Bauweise enthält. An den Kern der Walze 42 wird von einer (nicht dargestellten) konstanten Stromquelle mit begrenzter Spannung eine elektrische Vorspannung angelegt. Wenn sich also die Übertragungswalze in Wirkbeziehung zum dielektrischen Bildträger 12 befindet (wie dies in Fig. 2 dargestellt ist), entsteht ein elektrisches Übertragungsfeld, durch das ein mit Tonerpartikeln entwickeltes Bild wirksam vom dielektrischen Bildträger auf ein dazwischen hindurchlaufen­ des Empfangselement übertragen wird.

Gelangt die Übertragungswalze 42 ohne ein dazwischenliegendes Empfangs­ element mit dem dielektrischen Bildträger 12 in Kontakt, neigt die Über­ tragungswalze dazu, restliche Tonerpartikel vom dielektrischen Bildträger aufzunehmen. Beim späteren Hindurchlaufen von Empfangselementen für die Übertragung entwickelter Bilder können dann die auf der Übertra­ gungswalze 42 befindlichen Tonerparikel auf die Rückseite der Empfangs­ elemente aufgebracht werden und dort unerwünschte Spuren hervorrufen. Die Übertragungswalze 42 muß daher ständig wirksam gereinigt werden. Die Reinigungseinrichtung 44 für die Walzenübertragungseinrichtung 20 umfaßt eine langgestreckte, zylindrische Faserbürste 52. Die Bürste 52 ist in dem einheitlichen Gehäuse 40 derart gelagert, daß ihre Längsachse par­ allel zur Längsachse der Übertragungswalze 42 verläuft. Die genannten Längsachsen sind so weit voneinander beabstandet, daß ein Bereich der Umfangsfläche der Bürste 52 die Übertragungswalze 52 berührt. Ein an dem einheitlichen Gehäuse 40 vorgesehener Motor 56 ist mit der Bürste 52 verbunden und versetzt sie in schnelle Rotation, vorzugsweise in einer Richtung, die bewirkt, daß im Anlagebereich zwischen Bürste und Über­ tragungswalze diese beiden Elemente sich in entgegengesetzten Richtungen drehen und damit Farbpartikel (und etwa angesammelter Papierstaub) wirksam von der Übertragungswalze in die Fasern der Bürste gewischt werden.

Damit sich in den Fasern der Bürste 52 nicht zu viel von der Übertra­ gungswalze abgewischte Tonerpartikel ansammeln, weist die Reinigungsvor­ richtung 44 ferner ein Luftabsaugsystem 62 auf. Das mit einem (nicht dar­ gestellten) Sauggebläse verbundene Luftansaugsystem 62 bildet um die Bürste 52 herum eine Luftleitkammer aus. Die Luftleitkammer erzeugt einen um einen Teil der Bürste 52 herumführenden Luftstrom, wobei angrenzend an die Umfangsfläche der Bürste dem Anlagebereich zwischen Bürste und Übertragungswalze (in Drehrichtung der Bürste) nachgeschaltet eine Öff­ nung 64 zur Bürste hin vorgesehen ist, die sich in Richtung der Längs­ achse der Bürste erstreckt. Eine Lippe 68 ragt in die Fasern der Bürste vor. Wird nun die Bürste 52 durch den Motor 56 in Drehbewegung ver­ setzt, biegt die Lippe 68 die Fasern der Bürste um und läßt sie zurück­ schnellen, wodurch die an der Bürste haftenden Partikel sich leichter lösen. Die freigesetzten Partikel werden im Luftstrom mitgenommen, aus der Reinigungsvorrichtung abtransportiert und einer an anderer Stelle vorgesehenen (nicht dargestellten) Sammelstelle zugeführt.

Die Löseeinrichtung 24 der Walzenübertragungseinrichtung besteht vor­ zugsweise aus einer mit dem einheitlichen Gehäuse 40 verbundenen Wech­ selstrom-Koronaladeeinrichtung. Die Löseeinrichtung 24 ist derart angeord­ net, daß wenn die Walzenübertragungseinrichtung 20 sich in Wirkbezie­ hung zum dielektrischen Bildträger 12 befindet, die Löse-Ladeeinrichtung (in Bewegungsrichtung des dielektrischen Bildträgers) vor der Übertra­ gungswalze 42 liegt, um ein Feld zu erzeugen, das die elektrostatischen Anziehungskräfte zwischen dem Empfangselement und dem dielektrischen Bildträger aufhebt. Auf diese Weise löst sich das Empfangselement leicht vom dielektrischen Bildträger und kann ohne Störungen und Staus entlang des dafür vorgesehenen Weges P der Fixiervorrichtung 26 (Fig. 1) zuge­ führt werden.

In Verbindung mit der kompakten Anordnung der vorstehend beschriebe­ nen Walzenübertragungseinrichtung ist erfindungsgemäß eine allgemein mit 70 bezeichnete Halterung vorgesehen. Die Halterung 70 ermöglicht es, daß die Walzenübertragungseinrichtung so an den dielektrischen Bildträger 12 angelegt wird, daß keine Steuerkräfte auf den bewegten Bildträger ausge­ übt werden. Wie am besten in Fig. 2 bis 4 zu erkennen ist, umfaßt die Halterung 70 für die Walzenübertragungseinrichtung hierzu einen Tragarm 72, ein Joch 74 und eine Lagerwelle 76. Die Welle 76 ist in der Bilderzeu­ gungseinrichtung 10 angeordnet und dem dielektrischen Bildträger 12 zugeordnet. Der Tragarm 72 sitzt auf der Welle 76 an einem festen Punkt in Richtung der Längsachse der Welle und ist um die Längsachse der Welle drehbar (siehe Fig. 3). Das Joch 74 seinerseits ist mit dem Tragarm 72 und dem Gehäuse 40 der Walzenübertragungseinrichtung so verbunden, daß die Übertragungswalze kardanisch schwenkbar gelagert ist.

Der Tragarm 72 weist einen sich in radialer Richtung erstreckenden Arm 72a auf. Vom Arm 72a gehen zwei Stifte 78 im wesentlichen senkrecht ab. Vom Joch 74 aus erstreckt sich im wesentlichen senkrecht eine gegabelte Platte 74a, die mit einem Schlitzpaar 80 zur Aufnahme der Stifte 78 verse­ hen ist. Somit ist das Joch 74 relativ zum Tragarm 72 über die dazwischen bestehende Stift/Schlitz-Verbindung (siehe Fig. 3) beweglich gehalten. Da die Schlitze in einem vorbestimmten Radius gekrümmt ausgebildet sind, bewirkt die Bewegung des Jochs 74 entlang des Bogens eine Bewegung des Gehäuses 40, die ihrerseits der Übertragungswalze 42 eine Schwenk­ bewegung vermittelt.

Die Verbindung des Jochs 74 mit dem Gehäuse 40 ist ähnlich gelöst. Denn das Gehäuse 40 ist mit einem Paar sich im wesentlichen senkrecht vom Gehäuse erstreckender Stifte 82 ausgestattet. Ein zur Aufnahme der Stifte 82 vorgesehenes Paar Schlitze 84 ist im Hauptkörper des Jochs 74 (siehe Fig. 4) ausgebildet. Die Schlitze 84 weisen jeweils einen gekrümmten Bereich 84a und einen sich vom gekrümmten Bereich zur Randkante des Jochs erstreckenden Bereich 84b auf. Dadurch ist der Einbau (oder Aus­ bau) der Walzenübertragungseinrichtung leicht möglich. Beim Einbau wird das Joch 74 in eine Position gebracht, in der die Stifte 82 in die Bereiche 84b eintreten; danach wird das Joch bewegt, bis die Stifte in den Berei­ chen 84a sitzen (zum Ausbau führt man diese Schritte in umgekehrter Rei­ henfolge aus). Das Gehäuse 40 und somit die Übertragungswalze sind damit relativ zum Joch 84 mittels der dazwischen bestehenden Stift/Schlitz-Verbindung (siehe Fig. 4) beweglich gehalten. Da die Schlitze mit vorbestimmten Radien gekrümmt ausgebildet sind, bewirkt die Bewegung des Gehäuses entlang des Bogens eine kardanische Schwenkbewegung der Übertragungswalze 42.

Die Schwenkbewegung und die kardanische Schwenkbewegung der Über­ tragungswalze verhindern, daß die Übertragungswalze 42 unerwünschte Gegendruckkräfte auf den dielektrischen Bildträger ausübt, die sonst durch die übermäßige Einengung der Übertragungswalze entstehen wür­ den. Daher erhält man eine bessere und auch gleichmäßigere Qualität der erzeugten Bilder insofern, als sie weniger Artefakte aufweisen. Außerdem unterliegt der dielektrische Bildträger weniger Verschleiß, was seine Lebensdauer verlängert, und darüber hinaus ist der Bildträger weniger Zusammenstößen ausgesetzt, die sonst durch Fehlsteuereffekte der Über­ tragungswalze hervorgerufen werden könnten.

Claims (8)

1. Lagerungsmechanismus für eine Übertragungseinrichtung in einer eine Übertragungseinrichtung aufweisenden elektrostatografischen Bild­ erzeugungseinrichtung (10) kompakter Bauart mit einer elektrisch vorgespannten Übertragungswalze (42) zum Übertragen eines aus pig­ mentierten Tonerpartikeln bestehenden Bildes von einem dielektri­ schen Bildträger (12) auf ein Empfangselement mit einem Lagerungs­ mechanismus, dadurch gekennzeichnet, daß

• - Mittel (70, 72, 74, 76) zum Haltern der Übertragungseinrichtung innerhalb der Bilderzeugungseinrichtung und
• - Mittel (82, 84) zum Verbinden der Halterungsmittel für die Über­ tragungseinrichtung mit der Übertragungseinrichtung derart vorge­ sehen sind, daß die Übertragungswalze (42) der Übertragungsein­ richtung kardanisch schwenkbar gelagert ist.

2. Lagerungsmechanismus für die Übertragungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Verbinden der Halterungsmittel mit der Übertragungseinrichtung ein Joch (74) umfassen, das mit den Halterungsmitteln (72, 40) relativ zu diesen beweglich und mit der Übertragungseinrichtung relativ zu dieser beweglich in Eingriff bringbar ist.

3. Lagerungsmechanismus für die Übertragungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterungsmittel für die Übertragungseinrichtung eine Welle (76) und einen an der Welle befestigten Tragarm (72) umfassen.

4. Lagerungsmechanismus für die Übertragungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragarm (72) der Hal­ terungsmittel für die Übertragungseinrichtung einen ein Paar Stifte (78) tragenden Arm (72a) und das Joch (74) der Verbindungsmittel ein Paar gekrümmter Schlitze (80) zur Aufnahme der Stifte umfassen.

5. Lagerungsmechanismus für die Übertragungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungseinrich­ tung ein Paar Stifte und das Joch der Verbindungsmittel ein Paar gekrümmter Schlitze zur Aufnahme der Stifte umfassen.

6. Lagerungsmechanismus für die Übertragungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragarm der Halte­ rungsmittel für die Übertragungseinrichtung einen ein Paar Stifte tragenden Arm und das Joch der Verbindungsmittel ein Paar gekrümmter Schlitze zur Aufnahme der Stifte umfassen und daß die Übertragungseinrichtung ein zweites Paar Stifte (82) und das Joch ein zweites Paar gekrümmter Schlitze (84) zur Aufnahme des zweiten Stiftpaars aufweisen.

7. Lagerungsmechanismus für die Übertragungseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Joch (84) einen Hauptkörper, in dem das zweite Paar gekrümmter Schlitze (82) ausge­ bildet ist, und einen Tragarm (72a) umfaßt, in dem das erste Paar gekrümmter Schlitze ausgebildet ist.

8. Lagerungsmechanismus für die Übertragungseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der gegabelte Arm des Jochs sich im wesentlichen senkrecht zu dessen Hauptkörper erstreckt.