DE2716565A1

DE2716565A1 - Elektrostatisches kopiergeraet

Info

Publication number: DE2716565A1
Application number: DE19772716565
Authority: DE
Inventors: Tsutomu Ishida; Masaaki Nomura; Wasaburo Ohta
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1976-04-14
Filing date: 1977-04-14
Publication date: 1977-10-20
Also published as: US4084899A; JPS52126235A; DE2716565C2

Description

dr. berg dipl -ing. stapf dipl-ing. schwabe dr. dr. sandmair

8 MÜNCHEN 86, POSTFACH 8602 45

Anvaltsakte: 28 022 1 4. APR. 1S77

Ricoh Company Ltd. Tokyo / Japan

Elektrostatisches Kopiergerät Die Erfindung betrifft ein elektrostatisches Kopiergerät.

In einem herkömmlichen elektrostatischen Kopiergerät wird •in« photoleitende Trommel oder ein entsprechende· Band elektrostatisch geladen und bildmäßig mit einer Vorlage belichtet, um durch eine örtlich festgelegte Photoleitung ein elektrostatisches Bild zu schaffen. Auf die Trommel wird dann Toner aufgebracht, welcher an den dunklen oder ein hohes Potential aufweisenden Flächenbereichen des elektrostatischen Bildes haftet, um ein Tonerbild zu schaffen.

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Das Tonerbild wird an ein Kopierblatt übertragen und auf diesem fixiert, um dadurch eine dauerhafte Wiedergabe der Vorlage zu schaffen. Danach wird die Trommel entladen und irgendwelcher Resttoner wird von ihr entfernt. Diese Vorgänge werden bei der Herstellung jeder Kopie wiederholt.

Diesem herkömmlichen Kopierverfahren haftet Jedoch ein Nachteil an, wenn eine bestimmte Anzahl Kopien von derselben Vorlage hergestellt werden soll. Infolge der begrenzten Photoleitfähigkeit der üblicherweise verfügbaren, photoleitenden Materialien, mit welchen die Trommeln der Kopiergeräte beschichtet sind, um eine elektrostatische Photographic zu ermöglichen, kann der Belichtungsvorgang nicht über einen be stimmten Wert hinaus schneller durchgeführt werden. Obwohl die Belichtungszeit durch Beleuchtungslampen sehr hoher Stärke verkürzt werden kann, geben diese Larapen soviel Warne ab, daß die Vorlagen und angrenzende Elemente des Kopiergerät·· wie beispielsweise die Glasplatte, beschädigt werden, welch· die Vorlagen trägt.

In japanischen Patentanmeldungen Nr. 42-432, 44-30233 und 46-7786 ist ein Verfahren beschrieben, ua die Geschwindigkeitsbeschränkung der herkömmlichen Kopierverfahren zu überwinden, wenn eine Anzahl Kopien von derselben Vorlag« hergestallt werden soll. Bei dieses Verfahren wird die Trommel nur einmal belichtet und wiederholt das sich ergebende elek-

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trostatische Bild entwickelt, um eine Anzahl Tonerbilder zu schaffen, welche an entsprechende Kopierblätter übertragen werden. Dieses Verfahren erlaubt eine wesentliche Erhöhung der Kopiergeschwindigkeit, da Entwickeln und Übertragen mit einer höheren Geschwindigkeit durchgeführt werden kann als Belichten. Durch Verwenden eines Toners mit Toner- und Trägerpartikeln entsprechender Ausbildung wird eine übermässige Entladung des elektrostatischen Bildes infolge der elektrischen Leitung zwischen der Trommel und der Entwicklungseinrichtung über den Toner verhindert. Statt reine Eisenpartikel für den Träger zu verwenden, werden aufgrund ihrer geringeren elektrischen Leitfähigkeit vorzugsweise Eisenpartikel, die «it einem elektrisch isolierenden Harz überzogen sind, oder Ferritpartikel verwendet. Die Entwicklung kann dann Mittel· einer Pulveransammlung, einer Kaskade, einer Filz- oder Fellbürste oder einer magnetischen Bürste durchgeführt werden.

Ein· Schwierigkeit ist jedoch bisher ungelöst geblieben, da eine Zunahme der Entwicklungsgeschwindigkeit zu einer Unterentwicklung oder zu Kopien mit unzureichendem Schwärzungegrad führen. Obwohl verschiedene Versuche unternommen worden sind, den Schwärzungsgrad der Kopien bei dieser Art von Mehrfachentwicklung zu steuern, hat sich keiner als erfolgreich erwiesen.

Di· Erfindung soll daher ein elektrostatisches Kopiergrät

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schaffen, mit welchem wiederholt ein einzelnes elektrostatisches Bild entwickelt wird, um Tonerbilder zu schaffen,welche

an entsprechende Kopieblätter übertragen werden, auf welchen der Kopieschwärzungsgrad wirksam konstant gehalten wird« darüber hinaus soll ein insgesamt verbessertes, elektrostatisches Kopiergerät geschaffen werden.

Gemäß der Erfindung wird ein elektrostatisches Bild auf einer sich drehenden photoleitenden Trommel geschaffen und mehrmals hintereinander entwickelt, um Tonerbilder zu schaffen, welche an entsprechende Kopierblätter übertragen werden. Die Trommel wird zurBelichtung und Entwicklung des ersten Tonerbilde» mit einer ersten (Umlauf-)Geschwindigkeit und danach zur Entwicklung der nachfolgenden Tonerbilder mit einer zweiten, höheren (Umlauf-geschwindigkeit gedreht. Mittels einer magnetischen Bürste wird der Toner auf die Trommel aufgebracht und sie wird mit einer dritten (Umlauf-}Geschwindigkeit, wenn die Trommel mit der ersten (Umlauf-)Geschwindigkeit gedreht wird, und mit einer vierten (Umlauf- geschwindigkeit gedreht, welche höher ist als die dritte (Umlauf-geschwindigkeit, wenn die Trommel mit der zweiten (Umlauf-)Geschwindigkeit gedreht wird, um dadurch mehr Toner auf die Trommel bei der höheren Umlaufgeschwindigkeit aufzubringen und dadurch den Schwärzungsgrad der Kopie konstant zu halten. Bei einer Ausführungsform der Erfindung wird eine an die magnetische Bürste angelegte Vorspannung bei der höheren Trommelumlaufgeschwindigkeit herabgesetzt, wo-

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durch dann auch mehr Toner auf die Trommel aufgebracht wird.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausfüh rungeformen unter Bezugnahme auf die anliegende* Zeichnungen im einzelnen erläutert. Es zeigen:

Fig.l eine schematische Ansicht eines elektrostatischen Kopiergeräts gemäß der Erfindung;

Fig.2 eine schematische Ansicht eines Antriebssystems für eine Entwicklungseinrichtung des Kopiergeräts;

Fig.3 ein elektrisches schematisches Schaltbild dea Kopiergeräts;

Fig.4 ein Zeitdiagramm der Arbeitswei se de· Kopiergerät« j

Fig.5 eine Kurve, in welcher der Schwärzungsgrad einer Kopie als Funktion der Umlaufgeschwindigkeit der magnetischen Bürste bei einem herkömmlichen Kopierverfahren dargestellt ist«

Fig.6 eine Kurve, in welcher da· Leistungsvermögen dea erfindungagemäßen Kopiergeräte im Vergleich zu

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herkömmlichen Geräten dargestellt ist;

Fig.7 ein elektrisches, schematisches Schaltbild einer abgewandelten Ausführungsform der Erfindung; und

Fig.8 eine Kurve, welche das Leistungsvermögen der abgewandelten Ausführungsforra gemäß der Erfindung wiedergibt.

In Fig.l ist schematisch ein in seiner Gesamtheit mit 11 bezeichnetes Kopiergerät gemäß der Erfindung dargestellt. Das Kopiergerät 11 weist eine photoleitende Trommel 12 auf, welche entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht wird und einen geerdeten zylindrischen Metallkern 12a aufweist, an dessen Umfang eine Auflage 12b aus einem photoleitendem Material aufgebracht ist. Eine Koronaladeeinrichtung 13 ist nahe des Umfangs der Trommel 12 vorgesehen, um auf sie eine elektrostatische Ladung aufzubringen. Obwohl im einzelnen nicht dargestellt.ist eine Belichtungseinrichtung Ik vorgesehen, um eine Vorlage bildmäßig auf der Trommel 12 scharf einzustellen, um durch eine örtlich festgelegte Photoleitung ein elektrostatisches Bild zu schaffen. In einer Entwicklungseinrichtung 16 wird Toner auf die Trommel 12 aufgebracht, um das elektrostatische Bild zu entwickeln und dadurch ein Tonerbild zu schaffen. Eine Blattzuführung welche in vereinfachter Form als ein Paar Zuführrollen 17 dargestellt ist, führt ein Kopierblatt 18 so zu, daß es mit der Trommel 12

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in Anlage kommt. Mittels einer Ladeeinrichtung 19 wird eine elektrostatische Ladung auf die Oberfläche einer Übertragungsrolle 21 aufgebracht, welche das Kopierblatt 18 leicht gegen die Trommel 12 drückt . Während die Trommel 12 anfangs mit einer positiven Polarität durch die Ladeeinrichtung 13 geladen ist, wird den Toner eine negative Ladung in der Entwicklungseinrichtung l6 gegeben, damit er aufgrund einer elektrostatischen Anziehung an der Trommel 12 haftet. Die Ladung auf der Übertragungsrolle 21 ist ebenfalls positiv und ist große genug, um den Toner von der Trommel 12 durch elektrostatische Anziehung über das Kopierblatt 18 auf das Kopierblatt 18 anzuziehen. Mittels einer nicht dargestellten Fixiereinrichtung wird das Tonerbild auf dem Kopierblatt 18 mittels Wärme, Druck oder einer Verbindung hieraus fixiert, obwohl es im einzelnen nicht dargestellt ist. Eine Entladeeinrichtung 22 ist vorgesehen, um die Ladung auf der Übertragungsrolle 21 vor einem erneuten Laden durch die Ladeeinrichtung 19 zu neutralisieren. Üblicherweise ist die Übertragungsrolle 21 aus einem elektrisch leitenden Gummikern gebildet, dessen Oberfläche mit einem Dielektrikum 21b beschichtet ist. Die Übertragungsrolle 21 wird im Uhrzeigersinn ■it derselben Oberflächengeschwindigkeit wie die Trommel 12 gedreht.

Nach einer Übertragung wird eine Koronaentladeeinrichtung 23 angeschaltet, um die elektrostatische Ladung auf der Trommel 12 vor einem erneuten Aufladen durch die Ladeeinrichtung 13 zu

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neutralisieren. Eine Reinigungsbürste 2k wird entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht, um die Trommel 12 abzubürsten und um dadurch irgendwelchen Resttoner von ihr zu entfernen. Schließlich wird eine Lampe 26 angeschaltet, um die Trommel 12 gleichmäßig zu beleuchten und um deren vollständige Entladung sicherzustellen.

Wie der Pig.l in Verbindung mit Fig. 2 zu entnehmen ist, weist die Entwicklungseinrichtung l6 einen Antriebsmotor 27 auf. Ein Kettenrad 28 ist auf einer nicht näher bezeichneten Well· des Motors 27 befestigt, um welches eine Antriebskette 29 geführt ist. Ein Zylinder 31 aus einem nichtmagnetischen Material ist auf einer nicht näher bezeichneten Welle angebracht, damit sie durch ein Kettenrad 32 in Drehung versetzt wird, um welches di· Kette 29 geführt ist. Obwohl es nicht näher dargestellt ist, sind Dauermagneten auf der Innenseite des Zylinders 31 angebracht. Der untere Teil des Zylinders 31 taucht in Toner ein, der in einem Entwicklungsbehälter 33 vorgesehen ist. Eine Drehung der Kettenräder 28 und 32 sowie der Kette 29 entgegen dem Uhrzeigersinn hat eine Drehung des Zylinders 31 entgegen dem Uhrzeigersinn zur Folge. Infolge der Anziehung der Magnete wird der Toner von dem Zylinder 31 aufgenommen und zusammen mit diesem entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht, wobei er in bürstend· Berührung mit der Trommel 12 kommt. Diese Anordnung iat unter der Bezeichnung magnetische Bürste bekannt und in ihrer Gesamtheit ■it Jk bezeichnet. Aufgrund der bürstenden Berührung der magne-

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tischen Dürste Jk mit der Trommel 12 wird das elektrostatische Bild entwickelt, um ein Tonerbild zu schaffen.

Die Kette 29 is t ferner antriebsmäßig über ein Zwischen- oder Spannzahnrad 36 und ein Zahnrad 37 geführt, an welchem ein Rühroder Mischflügel 38 angebracht ist. Bei einer Drehung des Rühroder Mischflügels 38 wird der Toner in dem Entwicklungsbehälter 33 homogenisiert. Mittels einer Abstreifeinrichtung 39 wird überschüssiger Toner von der magnetischen Bürste Jk entfernt und zu dem Entwicklungsbehälter 33 zurückgebracht.

Zum Nachfüllen wird frischer Toner in einen Trichter kl eingebracht, dessen unteres Ende sich zu einem Zylinder k2 mit einer gezackten Oberfläche hin öffnet. Die Kette 29 ist ferner um ein Zahnrad kj herumgeführt, welches drehbar mit einer Kurbelwelle kk verbunden ist. Ein Kurbelzapfen 46 ist an der Kurbelwelle kk in radialer Richtung in einem vorgegebenen Abstand von deren Mitte angebracht.

Ein Armteil k7 ist schwenkbar um einen Bolzen k& herum gehaltert und mit einem Längsschlitz k9 versehen, in welchem der Kurbelzapfen k6 in gleitenden Eingriff steht. Eine Sperr- oder Schaltklinke 51 ist mittels eines Stiftes 52 schwenkbar an dem rechten Ende des Arms k7 angebracht. Die Sperr- oder Schaltklinke 51 steht während des Betriebe mit einem Sperrzahnrad 53 in Eingriff, welches an dem Rad k2 befestigt ist.

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Eine Drehung der Kurbelwelle kk hat eine Schwenkbewegung des Arms k7 um den Bolzen 48 zur Folge. Jedesmal wenn der Arm k7 im Uhrzeigersinn geschwenkt wird, schaltet die Sperrklinke 51 das Sperrzahnrad 53 und das Rad 52 in derselbenRichtung weiter, um eine neue Ladung Toner in den Entwicklungsbehälter 33 über eine Rutsche 5^ zuzuführen. Eine Schab- und Abstreifeinrichtung 56 kommt mit dem Zylinder 3I in Anlage, um allen Toner von diesem zu entfernen, nachdem die magnetische Bürste "}k mit der Trommel 12 in Anlage gekommen ist. Dieser Toner gleitet über die Abstreifeinrichtung 56 nach unten auf die Rutsch· 5k, auf welcher er mit frischem Toner gemischt wird und in den Entwicklungsbehälter 33 fällt.

Um eine einzige Kopie von einer Vorlage herzustellen, arbeitet die Maschine 11 in der vorstehend beschriebenen Weise. Das Kopierverfahren kann jedoch auf folgende Weise erheblich beschleunigt werden, um mehr als eine Kopie von einer Vorlage herzustellen.

Um die erste Kopie herzustellen, wird die Trommel 12 belichtet um auf ihr ein elektrostatisches Bild aufzubringen, welches mit der magnetischen Bürste "}k entwickelt wird, um ein Tonerbild zu schaffen. Dieses erste Tonerbild wird an ein Kopierblatt übertragen. Während dieser ersten Umdrehung der Trommel 12 werden die Entladeeinrichtung 23 und die Lampe 26 abgeschaltet. Ferner wird die Reinigungsbürste 2k von der Trommel 12 wegbewegt. Die

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anschließenden Kopien werden dadurch hergestellt, daß das elektrostatische Bild wiederholt entwickelt wird und die geschaffenen Tonerbilder bei den entsprechenden Umläufen der Trommel 12 an Kopierblätter übertragen werden. Nach dem letzten Ubertragungsvorgang werden die Entladeeinrichtung 23, die Reinigungsbürste 24 und die Lampe 26 dazu benutzt, die Trommel 12 zu entladen und irgendwelchen Resttoner von ihr zu entfernen.

Dieses Verfahren erlaubt eine Beschleunigung des Kopiervorgangs, da das Entwickeln und Belichten mit höherer Geschwindigkeit durchgeführt werden kann als die Belichtung. Folglich werden nach dem ersten Ubertragungsvorgang die Umlaufgeschwindigkeiten der Trommel 12 und der Übertragungsrolle 21 um denselben Betrag erhöht, und nachfolgende Entwicklungs- und Übertragungsvorgänge werden mit einer höheren Geschwindigkeit und infolgedessen in kürzerer Zeit durchgeführt.

Es zeigt sich jedoch eine Schwierigkeit, wenn die Umlaufgeschwindigkeit der Trommel 12 so weit erhöht wird, daß der Abbildung sschwärzungsgr ad der Kopien herabgesetzt wird, wie durch «ine Kurve 6l in Fig.6 gezeigt ist. Die Kopiergeschwindigkeit betrug 15 Kopien pro Minute für die erste Kopie und wurde auf 45 Kopien pro Minute für die zweite und die nachfolgenden Kopien erhöht. Mit anderen Worten, die Kopiergeschwindigkeit wurde verdreifacht. Eine Überprüfung der Kurve 6l zeigt, daß der Schwärzungsgrad bei der dritten Kopie erheblich

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abgenommen hat und danach verhältnismäßig konstant bleibt.

Eine den Erwartungen entsprechende Einrichtung, um diese

Schwierigkeit zu überwinden, ist bisher noch nicht vorgeschlagen worden.

Fig.5 zeigt den Grundgedanken der Erfindung. Die in dieser Figur wiedergegebene Kurve zeigt, wie der Bildschwärzungsgrad durch Erhöhen der Umlaufgeschwindigkeit des Zylinders 31 der magnetischen Bürste "}k erhöht werden kann. Die lineare Geschwindigkeit wird aus der Anzahl Umdrehungen pro Minute und dem Umfang des Zylinders 31 erhalten. Die Kurve gilt für einen herkömmlichen Kopiervorgang, bei welchem die Trommel 12 für jede Kopie belichtet wird. Aus der Kurve kann ersehen werden, daß der Bildschwärzungsgrad bei 300mm/sek etwa das Doppelte von dem bei 100mm/sek ist.

Dieser Grundgedanke wird gemäß der Erfindung wirksam angewendet, wie durch eine Kurve 62 in Fig.6 dargestellt ist. Da alle übrigen Bedingungen und Voraussetzungen dieselben wie bei der Kurve 6l sind, zeigt die Kurve 62, wie der Bildschwärzungsgrad dadurch im wesentlichen konstant gehalten wird, daß der Zylinder 31 mit einer OberflächengOschwindigkeit von 150mm/sek für die erste Kopie und mit 25Omm/sek für die zweite und nachfolgende Kopien gedreht wird.

In Fig.3 ist ein elektrisches schematisches Schaltbild des

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Kopiergeräts 11 mit einer Einrichtung zum Steuern der Umlauf geschwindigkeiten der Trommel 12 und des Zylinders Jl in der Weise gezeigt, wie durch die Kurve 62 in Fig.6 dargestellt ist. In Fig.3 sind Eingangsleitungen 63 und 6k für eine Wech selstromerregung vorgesehen. Eine Antriebseinheit 66 für die Belichtungseinrichtung Ik ist zwischen die Leitungen 63 und 6k geschaltet. Eine Belichtungslampe 67 ist zwischen die An triebseinheit 66 und die Leitung 6k geschaltet. Ein normaler weise offener Schalter 68 ist vorgesehen, um die Antriebseinheit 66 zu steuern.

Zwischen die Leitungen 63 und 6k sind in Reihe ein Triac 69 und ein Motor 71 zum Antrieb der Zufübrrollen 17 geschaltet. Ein Widerstand 72 und ein Kondensator 73 sind in Reihe parallel zu dem Triac 69 geschaltet. Ferner sind ein normaler weise offener Schalter 7k und ein Widerstand 76 in Reihe zwischen die Leitung 63 und die Steuerelektrode des Triac* 69 geschaltet.

Parallel zu dem Motor 71 sind in Reihe eine Sicherung 77« ein normalerweise geschlossener Schalter 78 und ein Motor 79 sum Drehen der Reinigungsbürste 2k geschaltet. Parallel zu dem Motor 79 i>t ein Solenoid 8l geschaltet, welches, wenn es erregt ist, die Reinigungsbürste 2k bewegt, damit sie an der Trommel 12 in Anlage kommt.

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Eine Leitung 82 ist mit der Verbindung derSicherung 77 und des Schalters 78 verbunden. Ein Widerstand 83 und ein Kondensator &k sind in Reihe zwischen die Leitung 82 und die Leitung 6k geschaltet. Ferner sind zwischen die Leitungen 82 und 6k in Reihe ein Triac 86 und ein Potentiometer 87 geschaltet. Ein Widerstand 88 und ein Kondensator 89 sind in Reihe parallel zu dem Triac 86 geschaltet. Der Gleitkontakt des Potentiometers 87 ist so geschaltet, um eine Spannungsquelle 91 für die Ladeeinrichtung I9 zu steuern.

Die Steuerelektrode des Triacs 86 ist über einen Widerstand 92 mit einem feststehenden Kontakt 93 eines Schalters 9k verbunden. Ein beweglicher Kontaktarm 96 des Schalters 9^» welcher mit der Leitung 82 verbunden ist, liegt normalerweise an dem feststehenden Kontakt 93 an. Ein weiterer feststehender Kontakt 97 des Schalters 9^ ist mit einem beweglichen Kontaktarm 98 eines Schalters 99 verbunden. Der bewegliche Kontaktarm 98 liegt normalerweise an dem feststehenden Kontakt 101 des Schalters 99 an. Ein weiterer feststehender Kontakt 102 des Schalters 99 ist mit dem feststehenden Kontakt 93 des Schalters 9^ verbunden.

Der feststehende Kontakt 101 ist über einen Widerstand IO3 mit der Steuerelektrode eines Triacs 10(t verbunden, welches in Reihe mit einem Potentiometer 106 parallel zu den Leitungen 82 und Gk geschaltet ist. Ein Widerstand IO7 und ein Kondensa-

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tor 108 sind in Reihe parallel zu dem Triac ΙΟΊ geschaltet. Der Gleitkontakt des Potentiometers IO6 ist entsprechend geschaltet, um eine Spannungsquelle 109 zu steuern, welche auch zum Speisen der Ladeeinbeit 19 verwendet wird.

Energiequellen 110 bis 112 für die Ladeeinrichtungen 13, 22 und 23 sind mit entsprechenden Bauelementen und auch mit Erdpotential und der Leitung 6k verbunden. Die Energiequellen bis 112 sind mit den Gleitkontakten von Potentiometern 113, H^ bizw. 116 verbunden, welche mit einem Ende mit der Leitung 6k verbunden sind. Die anderen Enden der Potentiometer 113« Il4 und II6 sind über normalerweise offene Schalter 117, II8 bzw. II9 mit der Leitung 82 verbunden. Die Lampe 26 ist in Reihe mit einem normalerweise offenen Schalter 121 parallel zu den Leitungen 82 und 6k geschaltet.

Parallel zu den Potentiometern 87 und IO6 sind Potentiometer 122 bzw. 123 geschaltet. Eingänge von Vollweg-Brückengleichrichtern 124 und I26 sind zwischen die Gleitkontakte der Potentiometer 122 bzw. 123 und die Leitung 6k geschaltet. Jeder der Gleichrichter 124 und 126 weist vier Dioden auf, welche nicht gesondert mit Bezugszeichen versehen sind. Die Ausgänge der Gleichrichter 124 und 126 sind parallel zu einem Rotor eines Motors 127 geschaltet, welcher die Trommel 12 und die Übertragungsrolle 21 in gegenseitiger Verriegelung antreibt und dadurch dreht. Der Rotor des Motors 127 ist auch mit der

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Leitung 6*i verbunden.

Eingänge von Vollweg-Drückengleichrichtern 128 und 129 sind parallel zu den Potentiometern 87 bzw. IO6 geschaltet, während die Ausgänge der Gleichrichter 128 und 129 parallel zu der Statorwicklung I3I des Motors 127 geschaltet sind.

Die Verbindung des Potentiometers 87 und des Triacs 86 ist mit einem festen Kontakt 132 eines Schalters 133 verbunden. Die Verbindung des Potentiometers IO6 und des Triacs \0k ist mit einem festen Kontakt 13*έ des Schalters 133 verbunden. Bewegliche Kontaktarme I36 und 137 des Schalters I33 liegen normalerweise nicht an den Kontakten 132 und 13*t an, sondern sind über Potentiometer I38 und 139 und einer Parallelschaltung aus normalerweise offenen Schaltern l4l und 1^2 mit der Leitung 6k verbunden.

Eingänge von Brückengleichrichtern 1^3 und lkk sind zwischen die Gleitkontakte der Potentiometer I38 bzw. 139 und die Parallelschaltung der Schalter 1^1 und 1^2 geschaltet. Die Ausgänge der Gleichrichter lO und lkk sind parallel zu dem Motor 27 für die Entwicklungseinrichtung l6 geschaltet.

Die in Fig.3 dargestellten Schalter nehmen normalerweise die dargestellten Schaltstellungen ein und werden mittels einer von einem Motor angetriebenen Steuereinrichtung umgeschaltet,

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welche nicht dargestellt ist. Die Steuereinrichtung weist üblicherweise einen Motor und eine Anzahl fest mit der Motorwelle verbundener Steuernocken auf. Die Nocken kommen mit den Schaltern in Anlage, um diese in der geforderten Reihenfolge und für die geforderte Zeitdauer zu betätigen.

Die Arbeitsweise der elektrischen Schaltung der Fig.3 wird nunmehr im einzelnen anhand des Zeit- oder Ablaufdiagramms der Fig.k beschrieben. Die Balken in Fig.4 zeigen an, daß die Schalter von ihren normalen, in Fig.3 dargestellten Schaltstellungen umgeschaltet werden, ader daß die Triacs leitend werden.

Zu Beginn eines Kopiervorgangs ist der Schalter 7k geschlossen, wodurch die Steuerelektrode des Triacs 69 über den Widerstand 76 mit der Leitung 63 verbunden ist. Hierdurch wird das Triac 69 angeschaltet, wodurch die Leitung 82 mit der Leitung 63 verbunden wird. Der Schalter 117wird geschlossen, wodurch die Leitung 82 mit der Energiequelle 110 verbunden und die Ladeeinrichtung 13 erregt wird. Der Schalter 117 öffnet, nachdem die Trommel 12 vollständig geladen worden ist. Der Schalter 99 wird umgeschaltet, so daß der bewegliche Kontaktarm 98 an dem feststehenden Kontakt 102 anliegt, wodurch verhindert ist, daß der Widerstand IO3 mit der Leitung 82 verbunden wird. Der Schalter l42 wird zusätzlich zu dem Schalter 133 geschlossen. Wenn sich der Schalter 9^ in seiner normalen Schaltstellung befindet, ist

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die Steuerelektrode des Triacs 86 über den Widerstand 92 mit der Leitung 82 verbunden, wodurch das Triac 86 angeschaltet wird. Das Potentiometer 138 ist über das Triac 86 sowie die Schalter 133 und 142 parallel zu den Leitungen 82 und 64 geschaltet, wodurch der Motor 27 erregt wird, um die magnetische Bürste 34 zu drehen. Insbesondere wird das Triac 104 abgeschaltet, und es liegt keine Spannung an dem Gleitkontakt des Potentiometers 139 ^an. Dagegen wird die Spannung an dem Gleitkontakt des Potentiometers 138 an den Motor 27 angelegt, um diesen anzutreiben.

Der Gleitkontakt des Potentiometers I38 ist so eingestellt, daß die Spannung, die von ihm über den Gleichrichter 143 an den Motor 27 angelegt wird_; zur Folge hat, daß dieser den Zylinder 31 mit einer Oberflächen- bzw. Umlaufgeschwindigkeit von 150mm/sek antreibt. In ähnlicher Weise ist der Gleitkontakt des Potentiometers 122 so eingestellt, daß die von diesem über den Gleichrichter 124 an den Rotor des Motors 127 angelegte Spannung zur Folge hat, daß der Motor 127 die Trommel und die Übertragungsrolle 21 mit einer Geschwindigkeit dreht, die 15 Kopien pro Minute entspricht. Hierbei ist das Triac abgeschaltet, und es wird über dieses keine Spannung an da« Potentiometer 123 angelegt.

Am Anfang des Kopierens ist der Schalter 78 geöffnet, um dadurch den Motor 79 und das Solenoid 8l abzuschalten bzw. zu

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entregen. Dies hat zur Folge, daß die Reinigungsbürste 2k von der Trommel 12 wegbewegt und zum Stillstand gebracht wird. Der Schalter \kl wird geschlossen, wodurch die Verbindung des Motors 27 mit der Leitung Sk aufrechterhalten wird, nachdem der Schalter 1Λ2 geöffnet wird. Nach einer entsprechenden Zeitdauer wird der Schalter 99 umgeschaltet, wodurch die Steuerelektrode des Triacs iOk über den Widerstand IO3 zu einem späteren Zeitpunkt mit der Leitung 82 verbunden wird, wenn der Schalter 76 umgeschaltet ist.

Etwa eine Sekunde nach dem Beginn des Kopierens wird der Schalter 68 für eine entsprechende Zeitdauer geschlossen, um dadurch die Antriebseinheit 66 und die Lampe 76 anzuschalten. Mittels der Lampe 76 wird eine Vorlage für eine Belichtung beleuchtet, und mittels der Antriebseinheit 66 erfolgt eine Abtastung der Vorlage, wobei die Bauteile zur Durchführung dieser Vorgänge bekannt und daher nicht dargestellt sind.

Der Schalter II8 wird ebenfalls geschlossen, um dadurch die Entladeeinrichtung 22 für die Übertragungsrolle 21 mit Hilfe der Spannungsquelle 111 zu erregen. Hierbei sind die Schalter 119 und 121 geöffnet, so daß die Entladeeinrichtung 23 und die Lampe 26 entregt bzw. abgeschaltet sind.

Das Potentiometer 87 ist über das Triac 86 zwischen die Lei- ' tungen 82 und 6k geschaltet. Die Spannung an dem Gleitkontakt

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des Potentiometers 87 wird an die Spannungsquelle 9I angelegt, um es dadurch zu steuern, um eine entsprechende elektrostatische Ladung oder Vorspannung an die Übertragrolle 21 anzulegen.

Somit werden die Trommel 12 und die Übertragrolle 21 mit einer Geschwindigkeit gedreht, die 15 Kopien pro Minute entspricht, und der Zylinder 31 wird mit einer Umlauf- oder Oberflächengeschwindigkeit von 150mm/sek gedreht. Die Trommel 12 wird durch die Ladeeinrichtung 13 geladen und durch Erregen und Anschalten der Antriebseinheit 66 bildmäßig mit einer Vorlage belichtet, um dadurch ein elektrostatisches Bild auf der Trommel 12 zu schaffen. Die ZufUhrrollen 17 werden angeschaltet, um das Kopierblatt 18 zuzuführen und an der Trommel 12 in Anlage zu bringen, nachdem das elektrostatische Bild durch die magnetische Bürste Jk entwickelt ist. Eine entsprechende Vorspannung wird durch die Ladeeinrichtung 19 an die Übertragrolle 21 angelegt, und die Entladeeinrichtung 22 wird erregt, um die Übertragrolle 21 vor einem erneuten Laden zu neutralisieren. Die Reinigungsbürste 2k wird angehalten und außer Anlage von der Trommel 12 gebracht. Die Entladeeinrichtung 23 und die Lampe 26 werden abgeschaltet bzw. entregt.

Nachdem die erste Übertragung beendet ist, wird der Schalter Sk umgeschaltet, wodurch die Steuerelektrode des Triacs 10*1 über die Schalter 9^ und 99 und den Widerstand IO3 mit der Leitung 82 verbunden wird. Hierdurch wird das Triac lO*t an- und das

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Triac 86 abgeschaltet. Die Spannungen an den Ausgängen der Gleichrichter 12¹I, 128 und 1^3 werden null.

Der Gleitkontakt des Potentiometers 123 ist so eingestellt, daß die von ihm über den Gleichrichter 126 an den Motor 127 angelegte Spannung bewirkt, daß die Trommel 12 und die Übertragrolle 21 mit einer Geschwindigkeit angetrieben werden, welche k5 Kopien pro Minute entspricht. In ähnlicher Weise wird die Spannung an dem Gleitkontakt des Potentiometers 139 auf einen solchen Wert eingestellt.um den Motor 27 über den Gleichrichter lkk zu erregen, um dadurch den Zylinder Jl der magnetischen Bürste Jk mit einer Geschwindigkeit von 250nnt/sek entsprechend der Kurve 62 in Fig.6 anzutreiben. Auf diese Vase werden sowohl die Trommel 12 als auch der Zylinder Jl mit entsprechend höheren Geschwindigkeiten angetrieben, so daß, obwohl anschließend Entwicklungen und Übertragungen mit einer höheren Geschwindigkeit durchgeführt werden, der Bildschwärzungegrad der Kopie konstant bleibt.

Die Spannung an dem Gleitkontakt des Potentiometers 106 steuert die Spannungequelle 109, wodurch das richtige Ladepotential an die Übertragrolle 21 angelegt wird, weichender höheren Geschwindigkeit der Übertragrolle entspricht.

Wenn die letzte Übertragung beendet ist, wird der Schalter 9k in die dargestellte Schaltstellung zurückgeschaltet, wodurch

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das Triac 10*1 ab- und das Triac 86 angeahaltet wird. Dies hat die Wirkung, daß die Umlaufgeschwindigkeiten der Trommel 12, der Übertragrolle 21 und des Zylinders Jl auf ihre entsprechend niedrigeren Werte zurückgehen bzw. zurückgestellt werden. Unmittelbar bevor die letzte Übertragung beendet ist, werden die Schalter 119 und 121 geschlossen, um dadurch die Ladeeinrichtung 23 bzw. die Lampe 26 zu erregen bzw. anzuschalten. Nach der Beendigung der letzten Übertragung werden auch die Schalter 133, 118, 78 und 1^1 in ihre normalen Schaltstellungen zurückgebracht. Durch das Schließen des Schalters 78 werden das Solenoid 8l und der Motor 79 erregt, wodurch die Reinigungebürste 2k an der Trommel 12 in Anlage gebracht und die Reinigungsbürste 2k gedreht wird, um dadurch die Trommel 12 zu reinigen .

Nachdem die einzelnen Kopier- und Trommelr einigungsvorgänsp durchgeführt sind, wird der Schalter 7k geöffnet, wodurch das Triac 69 und auch das ganze Kopiergerät 11 abgeschaltet werden.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung kann der Schwärzungsgrad der Kopie auch über eine Änderung einer Vorspannung konstant gehalten werden, die an den Zylinder 31 angelegt wud. Um zu verhindern, daß weiße Untergrundflächenbereiche der Kopien grau kopiert bzw. wiedergegeben werden, wird eine Vorspannung, welche dieselbe Polarität hat und deren Größe etwas kleiner ist als das Potential der weißen Flächenbereiche des elek-

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torstatischen BiJd es auf der Trommel 12, an den Zylinder 31 ^angelegt. Andererseits oder in Verbindung mit einer Erhöhung der Umlaufgeschwindigkeit des Zylinders 31 kann die angelegte Vorspannung gesenkt werden, um den Bildschwärzungsgrad auf der Kopie gegenüber der erhöhten Umlaufgeschwindigkeit der Trommel 12 konstant zu halten.

Eine Schaltung, um dies durchzuführen, ist in Fig. 7 dargestellt. Primärwicklungen von regelbaren Transformatoren 201 und 202 sind zwischen die beweglichen Kontakte I36 bzw. 137 des Schal ters 133 und die Parallelschaltung der Schalter l4l und 142 geschaltet. Ein Ende jeder der Sekundärwicklungen der Transformatoren 201 und 202 ist auch mit der Parallelschaltung der Schalter l4l und l42 verbunden. Die anderen Enden der Sekundärwicklungen der Transformatoren 201 und 202 sind durch Gleitkontakte gebildet, um dadurch veränderliche Sekundärspannungen zu schaffen. Eingänge von Brückengleichrichtern 203 und 204 sind zwi schen die Gleitkontakte der Transfprmatoren 201 bzw. 202 und die Parallelschaltung der Schalter ΐΊΐ und 1^2 geschaltet. Die Ausgänge der Gleichrichter 203 und 204 sind parallel zu einem Filterkondensator 206 geschaltet, von dem eine Seite geerdet ist. Die nichtgeerdete Seite des Kondensators 206 ist mit dem Zylinder 31 verbunden, um an diesen eine Vorspannung anzulegen.

Während des Betriebs wird der Transformator 201 für einen Be trieb mit niedriger Geschwindigkeit erregt, wobei das Triac 86

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angeschaltet wird. Die Spannung an dem Schleifkontakt des Transformators 201, die an den Zylinder 31 angelegt wird, wird auf einen entsprechenden Wert für die erste Kopie eingestellt. Für die zweite und die nachfolgenden Kopien wird der Transformator 201 entregt, und der Transformator 202 wird über das Triac 10*t erregt. Die Spannung an dem Schleifkontakt des Transformators 202 ist so gewählt, daß die von diesem aus an den Zylinder 31 angelegte Vorspannung bei der höheren Trommelumlaufgeschwindigkeit herabgesetzt wird, so daß der Bildschwärzungsgrad der Kopie über den hinaus erhöht wird, welcher bei der höheren Vorspannung erzeugt werden würde. Die herabgesetzte Vorspannung ist so gewählt, daß der Bildschwärzungsgrad der Kopie für die weiteren Kopien derselbe wie für die erste Kopie ist.

In Fig.8 ist die Arbeitsweise der Ausführungsform der Fig.7 dargestellt, wobei die Vorspannung geändert wird,wenn sich die Umlaufgeschwindigkeit des Zylinders 31 ändert. In dieser Kurve entsprach die Umlaufgeschwindigkeit der Trommel 12 15 Kopien pro Minute für die erste Kopie und 30 Kopien pro Minute für die nachfolgenden Kopien. Die Umlaufgeschwindigkeit des Zylinders 31 wurde konstant auf 150mm/sek gehalten. Die an den Zylinder 31 angelegte Vorspannung betrug für die erste Kopie + 25OV und für die weiteren Kopien +100V. Das Potential des elektrostatische« Bildes auf der Trommel 12 in den dunkelsten Flächenbereichen betrug etwa +7OOV. Hieraus ist zu ersehen,

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daß der Bildschwärzungsgrad für alle Kopien im wesentlichen konstant gehalten wurde.

Die Erfindung schafft somit ein elektrostatisches Kopiergerät, bei welchem die Kopiergeschwindigkeit bei mehreren Kopiervorgängen erhöht ist, obwohl bei den Kopien ein gleichmäßiger Schwärzungsgrad beibehalten ist. Es können auch verschiedene Abwandlungen im Rahmen der Erfindung vorgenommen werden. Beispielsweise kann die Trommel 12 durch ein endloses Band mit einem photoleitenden Überzug ersetzt werden.
Die Erfindung kann auch bei einem elektrostatischen Verfahren zum Kopieren oder zum Wiedergeben angewendet werden, bei welchem ein elektrostatisches Bild von einem photoleitenden Teil an ein Kopierblatt übertragen und das Bild auf dem Kopierblatt entwickelt wird. Andere Einrichtungen, als die dargestellten, können ebenfalls verwendet werden, um die Menge des zugeführten Toners entsprechend der Umlaufgeschwindigkeit der Trommel zu erhöhen, indem beispielsweise die Tonerumlaufmenge erhöht wird.

Patentansprüche

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Claims

Patentansprüche

1. Elektrostatisches Kopiergerät gekennzeichnet durch eine sich drehende, photoleitende Trommel (12); eine Belichtungseinrichtung ( ¹^) zur Aufbringung eines elektrostatischen Bildes auf der Trommel (12); eine Entwicklungseinrichtung (l6) zum Aufbringen eines Toners auf die Trommel (12). um das elektrostatische Bild zu entwickeln und Tonerbilder zu schaffen; eine Übertrageinrichtung (21) zum Übertragen der Tonerbilder auf entsprechende Kopierblätter (l8); ein· Trommelantriebseinrichtung (66) zum Drehen der Trommel mit einer ersten Geschwindigkeit zum Belichten und Entwickeln des elektrostatischen Bildes, um ein erstes Tonerbild zu schaffen, und mit einer zweiten Geschwindigkeit, welche höher als die erste Geschwindigkeit zum Entwickeln des elektrostatischen Bildes ist, um weitere Tonerbilder zu schaffen; und eine Entwicklungssteuereinrichtung (kl bis 53; Fig.2) zum Steuern der Entwicklungseinrichtung (l6), um den Toner auf die Trommel (12) in einer Menge aufzubringen, die der Trommelumlaufgeschwindigkeit entspricht.

2. Kopiergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Entwicklungssteuereinrichtung (kl bis 53;Fig.2) die Entwicklungseinrichtung (l6) steuert, um mehr Toner auf

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die Trommel (12) aufzubringen, wenn die Trommel (12) mit der zweiten Umlaufgeschwindigkeit gedreht wird, als wenn die Trommel (12) mit der ersten Umlaufgeschwindigkeit gedreht wird.

3. Kopiergerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Entwicklungseinrichtung (l6) eine magnetische Bürste (3*t) aufweist, und daß die Entwicklungssteuereinxichtung (kl bis 53« Fig.2) die magnetische Bürste (34) so steuert, daß sie mit einer dritten Umlaufgeschwindigkeit gedreht wird, wenn die Trommel (12) mit der ersten Umlaufgeschwindigkeit gedreht wird, und die magnetische Bürste (3^) entsprechend gesteuert wird, so daß sie mit einer vierten Umlaufgeschwindigkeit gedreht wird, welche höher als die dritte Umlaufgeschwindigkeit ist, wenn die Trommel (12) mit der zweiten Umlaufgeschwindigkeit gedreht wird.

k. Kopiergerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Entwicklungseinrichtung (l6) eine Magnetische Bürste (3Ό aufweist, und daß das Kopiergerät eine Vorspannungsquelle (Fig.7) zum Anlegen einer ersten Vorspannung an die magnetische Trommel (3*0, wenn die Trommel mit der ersten Umlaufgeschwindigkeit gedreht wird, und zum Anlegen einer zweiten Vorspannung an die magnetische Bürste (3^) aufweist, welche niedriger als die erste Vorspannung ist, wenn die Tr oma el (12) ■it der zweiten Umlaufgeschwindigkeit gedreht wird.

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