DE2716565C2 - Elektrophotographische Kopiervorrichtung - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine elektrophotographische Kopiervorrichtung zur Herstellung mehrerer Tonerbilder von einem Ladungsbild der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung.

Bei den üblichen, elektrophotographischen Kopiergeräten wird beispielsweise eine photoleitfähige Trommel elektrostatisch geladen und dann mit einer Abbildung einer Vorlage belichtet, so daß durch lokalisierte Photoleitung eine elektrostatische, latente Abbildung der Vorlage entsteht. Auf dieses Ladungsbild wird dann ein Toner aufgebracht, der an den Flächenbereichen mit hohem Potential des Ladungsbildes haftet, wodurch ein Tonerbild entsteht. Dieses Tonerbild wird auf ein im allgemeinen blattförmiges Bildempfangsmaterial übertragen und auf diesem Material fixiert, so daß eine permanente Kopie der Vorlage erhalten wird. Anschließend wird die Trommel entladen und der zurückgebliebene Rest Toner entfernt Diese Vorgänge müssen zur Herstellung jeder einzelnen Kopie wiederholt werden.

Diese Kopiergeräte haben jedoch den Nachteil, daß bei Herstellung mehrerer Kopien einer Vorlage alle Arbeitsgänge, insbesondere die Aufladung der Trommel, die bildmäßige Belichtung, die Entwicklung, die Übertragung und die Reinigung wiederholt werden müssen, so daß ein vorgegebener oberer Grenzwert für die Arbeitsgeschwindigkeit, also die Zahl der pro Minute herstellbaren Kopien, nicht überschritten werden kann. Dies beruht insbesondere darauf, daß für die Belichtung eine bestimmte Zeitspanne erforderlich ist, die zwar durch Verwendung von Lichtquellen hoher Intensität verkürzt werden kann, wobei jedoch gleichzeitig die von diesen Lichtquellen abgegebene, starke Wärme inkaufgenommen werden muß, die zu einer Beschädigung der benachbarten Bereiche des Kopiergerätes und der Vorlage führen kann.

In der US-PS 33 64 020 und der DE-OS 15 22 727 werden Verfahren beschrieben, bei denen mehreren Kopien einer Vorlage gemacht werden können. Hierbei wird die Trommel nur einmal aufgeladen und belichtet so daß das dadurch hergestellte Ladungsbild mehrmals zu einem Tonerbild entwickelt werden kann, also die Zeit für die Aufladung und die bildmäßige Belichtung entfällt so daß sich eine höhere Arbeitsgeschwindigkeit ergibt

Eine ähnliche elektrophotographische Kopiervorrichtung ist aus der DE-AS 21 65 359 bekannt, mit der ebenfalls mehrere Tonerbilder von einem Ladungsbild hergestellt werden können; diese Kopiervorrichtung weist ein periodisch bewegbares, photoleitfähiges Element, eine Aufladungs- und Belichtungseinrichtung zur Erzeugung eines elektrostatischen Ladungsbildes auf dem photoleitfähigen Element eine Entwicklungseinrichtung zum Antragen von Tonerteilchen an das vorbeibewegte photoleitfähige Element und eine Einrichtung zur Übertragung des hergestellten Tonerbildes auf ein Bildempfangsmaterial auf.

Auch diese Kopiervorrichtung ermöglicht jedoch nur die Erreichung einer bestimmten oberen Grenze für die Arbeitsgeschwindigkeit, die insbesondere von der Entwicklungsgeschwindigkeit abhängt; denn Versuche haben ergeben, daß eine Erhöhung der Entwicklungsgeschwindigkeit zu einer Unterentwicklung oder zu Kopien mit unzureichendem Schwärzungsgrad führt. Es ist bisher nicht gelungen, den Schwärzungsgrad von Tonerbildern, die von ein und demselben Ladungsbild erhalten wurden, in optimaler Weise zu steuern.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine elektrophotographische Kopiervorrichtung der angegebenen Gattung zu schaffen, bei der alle Tonerbilder und damit alle erhaltenen Kopien einen sehr konstanten Schwärzungsgrad haben.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Zweckmäßige Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen zusammengestellt.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile beruhen insbesondere darauf, daß die Belichtung und die Entwicklung des ersten Tonerbildes bei einer ersten, geringeren Geschwindigkeit des photoleitfähigen Elementes und die Entwicklung der weiteren Tonerbilder mit einer zweiten, höheren Geschwindigkeit des photoleitfähigen Elementes durchgeführt werden, wodurch sich eine wesentliche Erhöhung der Kopiergeschwindigkeit ergibt.

Außerdem wird die Tonermenge, die dem auf dem photoleitfähigen Element erzeugten Ladungsbild zugeführt wird, in Abhängigkeit von der Bewegungsgeschwindigkeit des photoleitfähigen Elementes gesteuert, wodurch gewährleistet ist, daß jedes Tonerbild immer die optimale Tonermenge enthält und damit jede Kopie den optimalen Schwärzungsgrad hat

Dabei kann die Steuerung der Tonermenge beispielsweise dadurch erfolgen, daß dem Ladungsbild eine größere Tonermenge zugeführt wird, wenn sich das photoleitfähige Element mit höherer Geschwindigkeit bewegt, wie im Anspruch 2 angegeben wird.

Als Alternative hierzu kann auch die an die Entwicklungseinrichtung angelegte Vorspannung in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit variiert werden, um die Zuführung der jeweils optimalen Tonermenge zu gewährleisten.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die schematischen Zeichnungen näher erläutert Es zeigt

Fig. 1 eine Ansicht einer elektrophotographischen Kopiervorrichtung nach der Erfindung,

Fig.2 eine Ansicht dec Antriebssystems für die Entwicklungseinrichtung der Kopiervorrichtung,

F i g. 3 ein Schaltbild dieser Kopiervorrichtung,

Fig.4 ein Zeitdiagramm zur Erläuterung der Funktionsweise dieser Kopiervorrichtung,

F i g. 5 eine Kurvendarstellung des Schwärzungsgrades einer Kopie als Funktion der Umlaufgeschwindigkeit der magnetischen Bürste bei einer herkömmlichen Kopiervorrichtung,

F i g. 6 eine Kurvendarstellung des Leistungsvennögens der erfindungsgemäßen Kopiervorrichtung im Vergleich mit herkömmlichen Kopiervorrichtungen,

Fig.7 ein Schaltbild einer abgewandelten Ausführungsform der Kopiervorrichtung nach der Erfindung, und

F i g. 8 eine Kurvendarstellung des Leistungsvermögens dieser abgewandelten Ausführungsform.

In F i g. 1 ist schematisch eine insgesamt durch das Bezugszeichen 11 angedeutete Kopiervorrichtung dargestellt. Diese Kopiervorrichtung U weist eine photoleitfähige Trommel 12 auf, die in Richtung gegen den Uhrzeigersinn gedreht werden kann und einen geerdeten, zylindrischen Metallkern 12a enthält, auf dessen Mantel eine Auflage \2b aus einem photoleitfähigen Material aufgebracht ist Eine Korona-Aufladungseinrichtung 13 ist in der Nähe des Mantels der Trommel 12 vorgesehen, um die Trommel 12 elektrostatisch aufzuladen. Mittels einer Belichtungseinrichtung 14 wird eine Abbildung einer Vorlage auf die Trommel

12 projiziert, wobei durch lokalisierte Photoleitung ein elektrostatisches Ladungsbild der Vorlage entsteht. In einer Entwicklungseinrichtung 16 wird ein Toner auf dieses Ladungsbild der Trommel 12 aufgebracht, wodurch das Ladungsbild zu einem Tonerbild entwikkelt wird. Ein blattförmiges Bildempfangsmaterial 18, das im folgenden als »Kopierblatt« bezeichnet werden soll, wird durch zwei Zuführrollen 17 so antransportiert, daß es an der Trommel 12 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 dem Toner eine negative Ladung in der Entwicklungseinrichtung 16 gegeben, damit er aufgrund einer elektrostatischen Anziehung an der Trommel 12 haftet Die Ladung auf der Übertragungsrolle 21 ist ebenfalls positiv und ist groß genug, um den Toner von der Trommel 12 durch elektrostatische Anziehung über das Kopierblatt 18 auf das Kopierblati 18 anzuziehen. Mittels einer nicht dargestellten Fixbreinrichtung 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

ίο 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 216 beschichtet ist Die Übertragungsrolle 21 wird im Uhrzeigersinn mit 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 neutralisieren. Eine Reinigungsbürste 24 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 F i g. 1 in Verbindung mit F i g. 2 zu entnehmen ist weist die Entwicklungseinrichtung 16 einen Antriebsmotor 27 auf. Ein Kettenrad 28 ist auf einer nicht näher bezeichneten Welle 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, utn welches die 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 bürstende Berührung mit der Trommel 12 kommt Diese Anordnung ist unter der Bezeichnung magnetische Bürste bekannt und in ihrer Gesamtheit mit 34

so bezeichnet. Aufgrund der bürstenden Berührung der magnetischen Bürste 34 mit der Trommel 12 wird das elektrostatische Bild entwickelt, um ein Tonerbild zu schaffen.

Die Kette 29 ist ferner antriebsmäßig über ein Zwischen- oder Spannzahnrad 36 und ein Zahnrad 37 geführt, an welchem ein Rühr- oder Mischflügel 38 angebracht ist. Bei einer Drehung des Rühr- oder Mischflügels 38 wird der Toner in dem Entwicklungsbehälter 33 homogenisiert. Mittels einer Abstreifeinrichtung 39 wird überschüssiger Toner von der magnetischen Bürste 34 entfernt und zu dem Entwicklungsbehälter 33 zurückgebracht.

Zum Nachfüllen wird frischer Toner in einen Trichter 41 eingebracht, dessen unteres Ende sich zu einem Zylinder 42 mit einer gezackten Oberfläche hin öffnet. Die Kette 29 ist ferner um ein Zahnrad 43 herumgeführt, welches drehbar mit einer Kurbelwelle 44 verbunden ist. Ein Kurbelzapfen 46 ist an der Kurbelwelle 44 ir.

radialer Richtung in einem vorgegebenen Abstand von deren Mitte angebracht.

Ein Armteil 47 ist schwenkbar um einen Bolzen 48 herum gehaltert und mit einem Längsschlitz 49 versehen, in welchem der Kurbelzapfen 46 in gleitendem Eingriff steht Eine Sperr- oder Schaltklinke 51 ist mittels eines Stiftes 52 schwenkbar an dem rechten Ende des Arms 47 angebracht. Die Sperr- oder Schaltklinke 51 steht während des Betriebs mit einem Sperrzahnrad 53 in Eingriff, welches an dem Rad 42 ₎₀ befestigt ist.

Eine Drehung der Kurbelwelle 44 hat eine Schwenkbewegung des Arms 47 um den Bolzen 48 zur Folge. Jedesmal wenn der Arm 47 im Uhrzeigersinn geschwenkt wird, schaltet die Sperrklinke 5 t das Sperrzahnrad 53 und das Rad 52 in derselben Richtung weiter, um eine neue Ladung Toner in den Entwicklungsbehälter 33 über eine Rutsche 54 zuzuführe«. Eine Schab- und Abstreifeinrichtung 56 kommt mit dem Zylinder 31 in Anlage, um allen Toner von diesem zu entfernen, nachdem die magnetische Bürste 34 mit der Trommel 12 in Anlage gekommen ist Dieser Toner gleitet über die Abstreifeinrichtung 56 nach unten auf die Rutsche 54, 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 und auf ihr ein elektrostatisches Bild aufzubringen, welches mit der magnetischen Bürste 34 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 24 von der Trommel 12 wegbewegt Die 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 Übertragungsvorgang 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 Übertragungsvorgang 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 Abbildungsschwärzungsgrad der Kopien herabgesetzt wird, wie durch eine Kurve 6t in F i g. 6 gezeigt ist Die Kopiergeschwindigkeit betrug 15 Kopien pro Minute für die erste Kopie und wurde auf es 45 Kopien pro Minute für die zweite und die nachfolgenden Kopien erhöht Mh anderen Worten, die Kopiergeschwindigkeit wurde verdreifacht Eine Überprüfung der Kurve 61 zeigt, daß der Schwärzungsgrad bei der dritten Kopie erheblich abgenommen hat und danach verhältnismäßig konstant bleibt. Dieses Problem konnte bisher nicht gelöst werden.

F i g. 5 stellt eine Lösung dieses Problems dar. Die in dieser Figur wiedergegebene Kurve zeigt wie der Bildschwärzungsgrad durch Erhöhen der Umlaufgeschwindigkeit des Zylinders 31 der magnetischen Bürste 34 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 300 mm/sek etwa das Doppelte von dem bei 100 mm/sekist.

Dieser Grundgedanke kann ausgenutzt werden, wie durch eine Kurve 62 in F i g. 6 dargestellt ist Da alle übrigen Bedingungen und Voraussetzungen dieselben wie bei der Kurve 61 sind, zeigt die Kurve 62, wie der Bildschwärzungsgrad dadurch im wesentlichen konstant gehalten wird, daß der Zylinder 31 mit einer Oberflächengeschwindigkeit von 150 mm/sek für die erste Kopie und mit 250 mm/sek für die zweite und nachfolgende Kopien gedreht wird.

In F i g. 3 ist ein elektrisches schematisches Schaltbild des Kopiergeräts 11 mit einer Einrichtung zum Steuern der Umlaufgeschwindigkeiten der Trommel 12 und des Zylinders 31 in der Weise gezeigt wie durch die Kurve 62 in F i g. 6 dargestellt ist In F i g. 3 sind Eingangsleitungen 63 und 64 für eine Wechselstromerregung vorgesehen. Eine Antriebseinheit 66 für die Belichtungseinrichtung 14 ist zwischen die Leitungen 63 und 64 geschaltet Eine Belichtungslampe 67 ist zwischen die Antriebseinheit 66 und die Leitung 64 geschaltet Ein normalerweise offener Schalter 68 ist vorgesehen, um die Antriebseinheit 66 zu steuern.

Zwischen die Leitungen 63 und 64 sind in Reihe ein Triac 69 und ein Motor 71 zum Antrieb der Zuführrollen 17 geschaltet Ein Widerstand 72 und ein Kondensator 73 sind in Reihe parallel zu dem Triac 69 geschaltet Ferner sind ein normalerweise offener Schalter 74 und ein Widerstand 76 in Reihe zwischen die Leitung 63 und die Steuerelektrode des Triacs 69 geschaltet

Parallel zu dem Motor 71 sind in Reihe eine Sicherung 77, ein normalerweise geschlossener Schalter 78 und ein Motor 79 zum Drehen der Reinigungsbürste 24 geschaltet Parallel zu dem Motor 79 ist ein Solenoid 81 geschaltet, welches, wenn es erregt ist die Reinigungsbürste 24 bewegt damit sie an der Trommel 12 in Anlage kommt

Eine Leitung 82 ist mit der Verbindung der Sicherung 77 und des Schalters 78 verbunden. Ein Widerstand S3 und ein Kondensator 84 sind in Reihe zwischen die Leitung 82 und die Leitung 64 geschaltet Ferner sind zwischen die Leitungen 82 und 64 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 19 zu steuern.

Die Steuerelektrode des Triacs 86 ist über einen Widerstand 92 mit einem feststehenden Kontakt 93 eines Schalters 94. verbunden. Ein beweglicher Kontaktarm 96 des Schalters 94, welcher mit der Leitung 82 verbunden ist liegt normalerweise an dem feststehenden Kontakt 93 an. Ein weiterer feststehender Kontakt 97 des Schalters 94 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 94 verbunden.

Der feststehende Kontakt 101 ist über einen Widerstand 103 mit der Steuerelektrode eines Triacs 104 verbunden, welches in Reihe mit einem Potentiometer 106 parallel zu den Leitungen 82 und 64 geschaltet ist. Ein Widerstand 107 und ein Kondensator 108 sind in Reihe parallel zu dem Triac 104 geschaltet. Der Gleitkontakt des Potentiometers 106 ist entsprechend geschaltet, um eine Spannungsquelle 109 zu steuern, welche auch zum Speisen der Ladeeinheit 19 verwendet wird.

Energiequellen UO bis 112 für die Ladeeinrichtungen 13, 22 und 23 sind mit entsprechenden Bauelementen und auch mit Erdpotential und der Leitung 64 verbunden. Die Energiequellen 110 bis 112 sind mit den Gleitkontakten von Potentiometern 113, 114 bzw. 116 verbunden, welche mit einem Ende mit der Leitung 64 verbunden sind. Die anderen Enden der Potentiometer 113, 114 und 116 sind über normalerweise offene Schalter 117, 118 bzw. 119 mit der Leitung 82 verbunden. Die Lampe 26 ist in Reihe mit einem normalerweise offenen Schalter 121 parallel zu den Leitungen 82 und 64 geschaltet.

Parallel zu den Potentiometern 87 und 106 sind Potentiometer 122 bzw. 123 geschaltet. Eingänge von Vollweg-Brückengleichrichtern 124 und 126 sind zwischen die Gleitkontakte der Potentiometer 122 bzw. 123 und die Leitung 64 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 Leitung 64 verbunden.

Eingänge von Vollweg-Brückengleichrichtern 128 und 129 sind parallel zu den Potentiometern 87 bzw. 106 geschaltet, während die Ausgänge der Gleichrichter 128 und 129 parallel zu der Statorwicklung 131 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 106 und des Triacs 104 ist mit einem festen Kontakt 134 des Schalters 133 verbunden. Bewegliche Kontaktarme 136 so und 137 des Schalters 133 liegen normalerweise nicht an den Kontakten 132 und 134 an, sondern sind über Potentiometer i3S und i39 einer Parallelschaltung aus normalerweise offenen Schaltern 141 und 142 mit der Leitung 64 verbunden.

Eingänge von Brückengleichrichtern 143 und 144 sind zwischen die Gleitkontakte der Potentiometer 138 bzw. 139 und die Parallelschaltung der Schalter 141 und 142 geschaltet Die Ausgänge der Gleichrichter 143 und 144 sind parallel zu dem Motor 27 für die Entwicklungseinrichtung 16 geschaltet

Die in Fig.3 dargestellten Schalter nehmen normalerweise die dargestellten Schaltstellungen ein und werden mittels einer von einem Motor angetriebenen Steuereinrichtung umgeschaltet, weiche 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 F i g. 3 wird nunmehr im einzelnen anhand des Zeit-oder Ablaufdiagramms der F i g. 4 beschrieben. Die Balken in F i g. 4 zeigen an, daß die Schalter von ihren normalen, in F i g. 3 dargestellten Schaltstellungen umgeschaltet werden, oder daß die Triacs leitend werden.

Zu Beginn eines Kopiervorgangs ist der Schalter 74 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 117 wird geschlossen, wodurch die Leitung 82 mit der Energiequelle 110 verbunden und die Ladeeinrichtung 13 erregt wird. Der Schauer m7 öffnei, 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 103 mit der Leitung 82 verbunden wird. Der Schalter 142 wird zusätzlich zu dem Schalter 133 geschlossen. Wenn sich der Schalter 94 an seiner normalen Schaltstellung befindet, ist 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 der 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 138 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 12 und die Übertragungsrolle 21 mit einer Geschwindigkeit dreht, die 15 Kopien pro Minute entspricht Hierbei ist das Triac 104 abgeschaltet, und es wird über dieses keine Spannung an das Potentiometer 123 angelegt.

Am Anfang des Kopierens ist der Schalter 78 geöffnet, um dadurch den Motor 79 und das Solenoid 81 abzuschalten bzw. iü entregen. Dies hsi zur Folge, daß die Reinigungsbürste 24 von der Trommel 12 wegbewegt und zum Stillstand gebracht wird. Der Schalter 141 wird geschlossen, wodurch die Verbindung des Motors 27 mit der Leitung 64 aufrechterhalten wird, nachdem der Schalter 142 geöffnet wird. Nach einer entsprechenden Zeitdauer wird der Schalter 99 umgeschaltet wodurch die Steuerelektrode des Triacs 104 über den Widerstand 103 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 Vortage 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 118 wird ebenfalls geschlossen, um dadurch die Entladeeinrichtung 22 für die Übertragungsrolle 21 mit Hilfe der Spannungsquelle Hl 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 Leitungen 82 und 64 geschaltet. Die Spannung an dem Gleitkontakt des Potentiometers 87 wird an die Spannungsquelle 91 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 Zuführrollen 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 34 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 24 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 94 umgeschaltet, wodurch die Steuerelektrode des Triacs 104 über die Schalter 94 und 99 und den Widerstand 103 mit der Leitung 82 verbunden wird. Hierdurch wird das Triac 104 an- und das Triac 86 abgeschaltet Die Spannungen an den Ausgängen der Gleichrichter 124,128 und 143 werden null.

Der Gleitkontakt des Potentiometers 123 ist so eingestellt daß die von ihm Ober den Gleichrichter 126 an den Motor 127 angelegte Spannung bewirkt daß die Trommel 12 und die Übertragrolle 21 mit einer Geschwindigkeit angetrieben werden, welche 45 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 144 zu erregen, um dadurch den Zylinder 31 der magnetischen Bürste 34 mit einer Geschwindigkeit von 250mm/sek entsprechend der Kurve 62 in F i g. 6 anzutreiben. Auf diese Weise werden sowohl die Trommel 12 als auch der Zylinder 31 mit entsprechend höheren Geschwindigkeiten angetrieben, so daß, obwohl anschließend Entwicklungen und Übertragungen mit einer höheren Geschwindigkeit durchgeführt werden, der Bildschwärzungsgrad der Kopie konstant bleibt

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

Wenn die letzte Übertragung beendet ist, wird der Schaher 94 in die dargestellte Schaltstellung zurückgeschaltet wodurch das Triac 104 ab- und das Triac 86 angeschaltet wird. Dies hat die Wirkung, daß die Umlaufgeschwindigkeiten der Trommel 12, der Übertragrolle 21 und des Zylinders 31 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

ίο Schalter 133, 118, 78 und 141 in ihre normalen Schaltstellungen zurückgebracht. Durch das Schließen des Schalters 78 werden das Solenoid 81 und der Motor 79 erregt, wodurch die Reinigungsbürste 24 an der Trommel 12 in Anlage gebracht und die Reinigungsbürste 24 gedreht wird, um dadurch die Trommel 12 zu reinigen.

Nachdem die einzelnen Kopier- und Trommeireinigungsvorgänge durchgeführt sind, wird der Schalter 74 geöffnet, wodurch das Triac 69 und auch das ganze Kopiergerät 11 abgeschaltet werden.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung kann der Schwärzungsgrad der Kopie zusätzlich auch über eine Änderung einer Vorspannung beeinflußt werden, die an den Zylinder 31 angelegt wird. 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 elektrostatischen Bildes 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 F i g. 7 dargestellt Primärwicklungen von regelbaren Transformatoren 20t und 202 sind zwischen die beweglichen Kontakte 136 bzw. 137 des Schalters 133 und die Parallelschaltung der Schalter 141 und 142 geschaltet Ein Ende jeder der Sekundärwicklungen der Transformatoren 201 und 202 ist auch mit der Parallelschaltung der Schalter 141 und 142 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 zwischen die Gleitkontakte der Transformatoren 201 und 202 und die Parallelschaltung der Schalter 141 und 142 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 Betrieb mit niedriger Geschwindigkeit erregt wobei das Triac 86 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 104 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 herab-

gesetzt 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 F i g. 7 dargestellt, wobei die Vorspannung geändert wird, wenn sich die Umlaufgeschwindigkeit des Zylinders 31 ändert. In dieser Kurve entsprach die ' Jmlaufgeschwindigkeit 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 + 250 V und für die weiteren Kopien + 100 V. Das Potential des elektrostatischen Bildes auf der Trommel 12 in den dunkelsten Flächenbereichen betrug etwa +700V. Hieraus ist zu ersehen, daß der Bildschwärzungsgrad für alle Kopien im wesentlichen konstant gehalten wurde.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Elektrophotographische Kopiervorrichtung zur Herstellung mehrerer Tonerbilder von einem Ladungsbild, mit einem periodisch bewegbaren, photoleitfähigen Element, mit einer Aufladungs- und Belichtungseinrichtung zur Erzeugung eines elektrostatischen Ladungsbildes auf dem photoleitfähigen Element, mit einer Entwicklungseinrichtung zum Antragen von Tonerteilchen an das vorbeibewegte photoleitfähige Element, und mit einer Einrichtung zur Übertragung der hergestellten Tonerbilder auf ein Bildempfangsmaterial, dadurch gekennzeichnet, daß das photoleitfähige Element (12) während der Belichtung und Entwicklung des ersten Tonerbildes mit einer ersten Geschwindigkeit und während der Entwicklung der folgenden Tonerbilder mit einer zweiten, höheren Geschwindigkeit bewegbar ist, und daß die an das photoleitfähige Element (12) pro Zeiteinheit angetragene Tonermenge von M der Geschwindigkeit der Bewegung des photoleitfähigen Elementes (12) abhängt

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem photoleitfähigen Element (12) bei seiner Bewegung mit der zweiten Geschwindigkeit eine größere Tonermenge pro Zeiteinheit angetragen wird als bei seiner Bewegung mit der ersten Geschwindigkeit.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Entwicklungseinrichtung (16) eine magnetische Bürste (34) aufweist, die sich mit einer ersten Drehzahl dreht, wenn sich das photoleitfähige Element (12) mit einer ersten Geschwindigkeit bewegt, und die sich mit einer zweiten, höheren Drehzahl dreht, wenn sich das photoleitfähige Element (12) mit der zweiten Geschwindigkeit bewegt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Entwicklungseinrichtung (16) eine Anordnung zur Anlegung einer ersten Vorspannung an die magnetische Bürste (34), -wenn sich das photoleitfähige Element (12) mit der ersten Geschwindigkeit bewegt, und zur Anlegung einer zweiten, niedrigeren Vorspannung an die magnetische Bürste (34), wenn sich das photoleitfähige Element (12) mit der zweiten Geschwindigkeit bewegt, aufweist.