DE3317283C2

DE3317283C2 -

Info

Publication number: DE3317283C2
Application number: DE3317283A
Authority: DE
Inventors: Yutaka Kawasaki Kanagawa Jp Koizumi; Eiichi Ichikawa Chiba Jp Akutsu
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1982-05-12
Filing date: 1983-05-11
Publication date: 1993-07-01
Also published as: JPS58196574A; USRE33844E; GB2119715A; DE3317283A1; US4571057A; GB2119715B; GB8312568D0

Description

Die Erfindung betrifft ein Aufzeichnungsgerät mit einem trommelförmigen Bildaufzeichnungsmedium nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Ein derartiges Aufzeichnungsgerät mit einem trommelförmigen Bildaufzeichnungsmedium ist aus der DE-AS 23 59 331 bekannt. Das trommelförmige Bildaufzeichnungsmedium wird in einer vorbestimmten Drehrichtung angetrieben, damit es eine Übertragungsstation durchläuft. Diese Übertragungsstation befindet sich am unteren Bereich der Trommel. Es ist ferner eine bilderzeugende Einrichtung vorhanden, um auf dem Bildaufzeichnungsmedium in Form der Trommel ein Tonerbild zu erzeugen. Ferner ist eine Fördereinrichtung vorhanden, um Bildträgermaterial einzeln durch die Übertragungsstation zu fördern, wobei das Tonerbild auf dem Bildaufzeichnungsmedium auf das Bildträgermaterial übertragen wird, welches in der Übertragungsstation in Berührung mit dem Bildaufzeichnungsmedium bzw. Trommel gebracht wird.

Aus der DE-OS 27 09 430 ist ein Verfahren zum Fixieren eines aus einem thermoplastischen Material bestehenden Bildes auf Papier bekannt, wobei als bildererzeugende Einrichtung ein bandförmiges Medium verwendet wird. Gemäß diesem bekannten Verfahren wird ein auf dem bandförmigen Material anhaftendes Aufzeichnungspapier an einer Umlenkstelle des Bandes so stark abgebogen, daß das Aufzeichnungspapier von dem Band abgelöst wird.

Aus der US-PS 35 08 824 ist ein Aufzeichnungsgerät bekannt, bei welchem das Bildaufzeichnungsmedium entweder aus einem Band gebildet ist oder aus einer Trommel besteht. Bei der Ausführungsform mit der Trommel wird das Bildträgermaterial auf herkömmliche Weise mit Hilfe einer Ablöseeinrichtung an der Oberfläche der Trommel abgelöst. Bei der Ausführungsform gemäß dem bilderzeugenden Band erfolgt das Ablösen des Bildträgermaterials von dem bilderzeugenden Band durch Vorsehen einer relativ scharfen Umlenkstelle im Bereich einer Umlenkrolle, wobei die Steifigkeit des Bildträgermaterials für den Ablösevorgang ausgenutzt wird.

Aus der US-PS 41 26 388 ist ein Aufzeichnungsgerät mit einem trommelförmigen Aufzeichnungsmedium bekannt, welches einen Durchmesser im Bereich von 20 bis 60 mm hat. Diese bekannte Konstruktion besitzt jedoch keine Einrichtung, um das Anhaften des Bildträgermaterials an dem trommelförmigen Bildaufzeichnungsmedium im Bereich der Übertragungsstation zu verhindern bzw. das Bildträgermaterial dort wirksam von der Oberfläche des trommelförmigen Bildaufzeichnungsmediums abzuheben. Dieses bekannte Gerät kann nur mit einem ganz spezifischen Bildträgermaterial betrieben werden und ist nicht dafür geeignet, Bildträgermaterialien mit unterschiedlicher Steifigkeit zu verarbeiten.

Aus der DE-AS 17 61 703 ist eine Bogenfördervorrichtung bekannt, mit deren Hilfe die Möglichkeit geschaffen werden soll, sehr dünne und weiche Bogen knitterfrei in einen Walzenspalt einführen zu können, ohne daß die Förderung stärkerer Bogen oder mehrerer Bogen gleichzeitig zu einer Betriebsstörungg führen kann. Diese bekannte Kontruktion besteht gemäß einer Ausführungsform im wesentlichen aus einem oberhalb eines zu fördernden Bogens angeordneten Bogenablenkelement, welches drehbar angeordnet ist und durch Federkraft im Gegenuhrzeigersinn nach unten gedrückt wird, wobei das vordere Ende des Bogenablenkelementes auf der Oberfläche eines zu fördernden Bogens aufliegt, der dadurch nach unten gedrückt wird. Mit Hilfe dieser bekannten Konstruktion kann aber nicht erreicht werden, daß z. B. die Auflaufposition eines Bogens auf ein trommelförmiges Aufzeichnungsmedium abhängig von dessen Steifigkeit verändert wird.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, ein Aufzeichnungsgerät mit einem trommelförmigen Aufzeichnungsmedium der angegebenen Gattung zu schaffen, bei welchem auf jegliche Ablöseeinrichtung zum Ablösen des Bildträgermaterials von dem trommelförmigen Bildaufzeichnungsmedium vollständig verzichtet werden kann und welches in besonders kompakter gedrängter Bauweise ausgeführt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichnungsteil des Patentanspruches aufgeführten Merkmale gelöst.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Hinweis auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 und 2 schematische Darstellungen des Papierführungsaufbaus, der einen Teil eines Aufzeichnungsgerätes darstellt; und

Fig. 3 eine schematische Darstellung, anhand welcher das leichte Warten des Aufzeichnungsgerätes erläutert wird.

Gemäß Fig. 1 weist ein in Fig. 3 schematisch gezeigtes Aufzeichnungsgerät eine bilderzeugende Trommel auf, deren Umfangsfläche als eine bilderzeugende Abbildungsfläche dient, auf welcher ein elektrostatisches latentes Bild erzeugt wird, und deren Durchmesser in der Praxis so klein wie möglich festgesetzt wird, damit sich ein Aufzeichnungsmaterial nach einer Bildübertragung von der Trommel trennen kann, wenn diese sich dreht. Der Durchmesser der Trommel liegt erfindungsgemäß im Bereich von 10 mm bis 40 mm. Bei einer solchen bilderzeugenden Trommel mit einem so kleinen Durchmesser oder einer großen Krümmung kann das Bildträgermaterial von der bilderzeugenden Trommel entfernt werden, wenn es in Verbindung mit der Drehbewegung der Trommel befördert wird, nachdem es mit der Trommel in Anlage gebracht worden ist, um ein latentes oder entwickeltes Bild von der Trommel an das Bildträgermaterial zu übertragen.

Bildträgermaterial, insbesondere geschnittenes Papier oder ein Blatt Papier, hat einen gewissen Steifheitsgrad, so daß, wenn es gezwungenermaßen um einen Zylinder mit einem kleinen Durchmesser oder einer großen Krümmung gewickelt wird, es eine verhältnismäßig starke Gegenkraft entwickelt. Folglich bringt, wenn ein trommelförmiges Bildaufzeichnungsmedium mit einem kleinen Durchmesser ausgeführt ist, ein Bildträgermaterial eine verhältnismäßig starke Widerstandskraft auf, wenn es gezwungenermaßen um das trommelförmige Bildaufzeichnungsmedium gelegt wird. Wenn somit eine bilderzeugende Trommel in der Praxis so klein wie möglich, vorzugsweise in einem vorbestimmten Bereich ausgebildet ist, kann sich das Bildträgermaterial aufgrund seiner eigenen Steifheit von der Trommel trennen, wenn sich diese dreht, nachdem es für eine Bildübertragung mit der Trommel in Anlage gebracht worden ist. Eine derartige Ausführung ist sehr vorteilhaft, da keine gesonderte Trenneinrichtung vorgesehen zu werden braucht und da noch dazu das Bildträgermaterial jederzeit sicher getrennt werden kann.

Unter dem Gesichtpunkt einer Trennung eines Bildträgermaterials von einer bilderzeugenden Trommel sollte daher der Durchmesser der Trommel so klein wie möglich bzw. deren Krümmung so groß wie möglich gemacht werden. In einem Aufzeichnungsgerät der vorbeschriebenen Art gibt es jedoch einen praktischen Grenzwert, wie klein der Durchmesser der bilderzeugenden Trommel gemacht werden kann. Oder anders ausgedrückt, um die einzelnen Verfahrensschritte, wie Laden und bildmäßiges Belichten durchzuführen, müssen verschiedene Einheiten um die bilderzeugende Trommel herum angeordnet werden. Diese Einheiten weisen eine Ladeeinrichtung, ein optisches System zum bildmäßigen Belichten oder andere elektrostatische, ein latentes Bild erzeugende Einrichtungen, wie einen Vielfachschreiber-Aufzeichnungskopf, eine Bildübertragungseinrichtung, usw. auf. Folglich kann der Durchmesser der Trommel nicht kleiner als 10 mm gemacht werden, da es sonst unmöglich wird, diese verschiedenen Einheiten um die Trommel herum anzuordnen. Wenn jedoch im Falle einer photoleitfähigen, bilderzeugenden Trommel die Krümmung der Umfangsfläche der Trommel zu groß gemacht wird, ergibt sich ein größerer Unterschied in der optischen (Weg-)Länge zwischen der Oberfläche einer Vorlage und der Umfangsfläche der Trommel an einer Bildbelichtungsstelle, wodurch dann verhindert wird, eine richtige Bildbelichtung durchzuführen. Folglich gibt es einen Grenzwert, wie klein der Durchmesser der bilderzeugenden Trommel gemacht werden kann, welcher durch den Gesamtaufbau sowie durch andere Voraussetzungen, wie beispielsweise die Voraussetzung bei der Bildbelichtung vorgegeben sind. Wenn andererseits der Durchmesser der bilderzeugenden Trommel größer gemacht wird, um an der Umfangsfläche eine kleinere Krümmung zu schaffen, wird das Bestreben des Bildträgermaterials, sich von der Trommel zu trennen, geringer.

Anhand eines einfachen Modells wird die Voraussetzung bzw. die Bedingung für ein Bildträgermaterial, sich von der bilderzeugenden Trommel aufgrund seiner Eigensteifigkeit zu trennen, im folgenden hergeleitet.

Wenn nur eine elektrostatische Kraft als äußere, auf ein Bildträgermaterial wirkende Kraft in Betracht gezogen wird, und wenn das Moment infolge einer solchen elektrostatischen Kraft bezüglich der Trennstelle mit Mq und das Moment infolge einer Steifigkeit des Bildträgermaterials bezüglich der Trennstelle mit Ms bezeichnet wird, ist der folgenden Bedingung zu genügen, damit sich das Bildträgermaterial aufgrund seiner Eigensteifheit von der bilderzeugenden Trommel trennt:

Ms ≧ Mq

Ferner ist der Abstand zwischen der Trennstelle und dem vorderen Ende des Bildträgermaterials mit 1 und die Dicke einer photoleitfähigen oder einer elektrisch isolierenden Schicht auf dem trommelförmigen Bildaufzeichnungsmedium mit d bezeichnet. Wenn nun das Bildträgermaterial entlang der Strecke von dem vorderen Ende bis zur Trennstelle an der Trommel haftet, ist die elektrostatische Anziehungskraft, welche zwischen dem Bildträgermaterial und der Trommel wirkt, eine spiegelbildliche Kraft zwischen der Ladung, die auf das Bildträgermaterial ausgeübt wird, und der Ladung, die durch das Laden des Bildträgermaterials in dem elektrisch leitfähigen Teil der Trommel induziert worden ist. Wenn die Gesamtmenge Q der Ladung über den Teil des Bildträgermaterials verteilt ist, welcher an der bilderzeugenden Trommel anliegt, wird als Näherung angenommen, daß die Ladung Q in der Mitte dieses Teils des an der Trommel anliegenden Bildträgermaterials konzentriert ist. Unter dieser Voraussetzung kann dann das Moment Mq auf folgende Weise abgeleitet werden:

Mq = (Q²/4πε₀ (2d)²) · (1/2) (1)

wobei ε₀ eine Dielektrizitätskonstante im Vakuum ist.

Wenn die elektrostatische Kapazität des Bildträgermaterials mit C_p und das Potential mit V_p bezeichnet ist, kann die vorstehende Gl. (1) folgendermaßen modifiziert werden:

Mq = ((C_pV_p)²/16πε₀d²) · (1/2) (2)

Wenn mit E der Elastizitätsmodul, mit Iz das Trägheitsmoment eines Querschnitts und mit R der Krümmungsradius bezeichnmet wird, kann das Steifheitsmoment Ms des Bildträgermaterials folgendermaßen ausgedrückt werden:

Ms = E · Iz/R (3)

Wenn beispielsweise das Bildträgermaterial ein Blatt Papier guter Qualität ist, was üblicherweise in einem Aufzeichnungsgerät verwendet wird, in welchem ein sichtbares Bild übertragen wird, dann ist der Wert C_p gleich 20 pF/cm³. Wenn das Bildaufzeichnungsmedium ein photoempfindliches Teil mit Se ist, ist der Durchmesser d=1×10^-3 cm. Mit 1=1 cm, mit V_p=300 V und mit E · Iz=1,5×10^-1 N · cm² kann der Krümmungsradius R, welcher der Bedingung genügt, daß Ms gleich oder größer als Mq ist, auf folgende Weise ausgedrückt werden:

R ≦ (32πε₀d²EIz)/((C_pV_p)²1) = 3,6 cm) (4)

Folglich ist offensichtlich, daß solange der Durchmesser des trommelförmigen Bildaufzeichnungsmedium 72 mm oder kleiner ist, sich das Bildträgermaterial unter den vorstehend angeführten Bedingungen bzw. Voraussetzungen automatisch von der bilderzeugenden Trommel abschälen bzw. abheben kann. Mit dem vorstehend wiedergegebenen Ergebnis als Faustregel sind mehrere bilderzeugende Trommeln mit Durchmessern von 80 mm, 60 mm, 40 mm und 25 mm hergestellt worden und es sind Versuche mit verschiedenen Arten von Bildträgermaterialien durchgeführt worden, um deren automatisches Trennverhalten aufgrund ihrer Eigensteifheit zu überprüfen. Die Ergebnisse dieser Versuche sind in der folgenden Tabelle I aufgeführt.

Tabelle I

Fortsetzung von Tabelle I

Bei den vorstehend angeführten Versuchen wurde als trommelförmiges Bildaufzeichnungsmedium ein photoempfindliches S-Teil verwendet. Die verwendeten Bildträgermaterialien hatten alle die Größe DIN A4, die Spannung, welche an die Korona-Transfereinheit angelegt wurde, betrug 6,0 kV, und die Fördergeschwindigkeit eines Bildträgermaterials lag bei 100 mm/s. Die in der Tabelle wiedergegebenen Zahlen zeigen die prozentuale Quote des Auftretens einer unvollkommenen Trennung an; somit gibt die Zahl "0,3" an, daß bei 1000 Versuchen dreimal eine unvollständige Trennung vorgekommen ist. Wie aus der vorstehenden Tabelle zu ersehen ist, ergibt sich, solange der Durchmesser der bilderzeugenden Trommel bei 40 mm oder kleiner eingestellt ist, eine automatische Trennung infolge der Steifheit des Bildträgerpapiers. Auf diese Weise ist der obere Grenzwert eines bevorzugten Bereichs für den Durchmesser der bilderzeugenden Trommel experimentell festgelegt worden.

Da gemäß der Erfindung das Trennen eines Bildträgermaterials von einem trommelförmigen Bildaufzeichnungsmedium automatisch stattfindet und dabei die Steifheit des Bildträgersmaterials selbst sicher ausgenützt wird, braucht keine Trennrichtung vorgesehen zu werden, welche ausschließlich zum Trennen des Bildträgermaterials von der Trommel verwendet wird, wodurch sich zahlreiche Vorteile ergeben, wie beispielsweise eine kompakte Ausbildung und Vereinfachung des gesamten Geräts, da dadurch verhindert ist, daß ein Bildträgermaterial an einer bilderzeugenden Trommel hängenbleibt, ein niedriges Gewicht sowie eine Verringerung der Kosten.

Wenn in Fig. 3 die Kopiertaste gedrückt wird, wird die Papierzuführrolle 16 angetrieben und dadurch in Drehung versetzt, wodurch das oberste Blatt Übertragungspapier aus der Kassette 17 abgezogen wird. Das abgezogene Blatt wird dann vor einer Weiterbeförderung eingeklemmt, wenn sich vorderes Ende an der Ausrichtrolle 15 in Anlage kommt. die Ausrichtrolle 15 hält das Blatt Übertragungspapier in einem Bereitschaftszustand. Während dieser Zeit wird die photoempfindliche Trommel 10 im Uhrzeigersinn gedreht, wobei die Ladeeinheit, die Entwicklungsrolle, die Reinigungseinheit und die Löscheinheit alle in betriebsbereitem Zustand sind. Beim Anschalten des Hauptschalters wird dann die Fixiereinheit 22 wirksam. Mit anderen Worten, ein im Innern der oberen Rolle vorgesehener Heizer wird angeschaltet. Auf diese Weise wird dann auch die Fixiereinheit 22 für eine kurze Zeitspanne betriebsbereit.

Solange eine Auflageplatte mit einer darauf angeordneten Vorlage in einer vorbestimmten Richtung bewegt wird, wird die Vorlage von einem zum anderen Ende schlitzbelichtet, so daß ein elektrostatisches, latentes Bild auf der Umfangsfläche der Trommel 10 erzeugt wird. Wenn das latente Bild geschaffen wird, wird es unmittelbar darauf durch eine Entwicklungsrolle in ein sichtbares Tonerbild entwickelt. Das Blatt Übertragungspapier, das durch eine Ausrichtrolle 15 in Bereitschaftszustand gehalten ist, wird durch die Ausrichtrolle 15 synchron mit der Drehung der Trommel 10 und zeitlich gesteuert bezüglich der Schlitzbelichtung der Vorlage in eine Bildübertragungsstation befördert, in welcher dann das auf der Trommel 10 erzeugte, sichtbare Tonerbild auf ein Blatt Übertragungspapier übertragen wird, welches dann durch die Bildübertragungsstation befördert wird.

Das Blatt Übertragungspapier wird somit mit der Trommel 10 in Anlage gebracht, damit das Tonerbild auf das Übertragungspapier übertragen wird; da jedoch die Trommel 10, wie weiter oben ausgeführt, einen kleinen Durchmesser hat, wird das Übertragungspapier aufgrund seiner Eigensteifheit von der Umfangsfläche der Trommel 10 getrennt, wenn es entsprechend der Drehbewegung der Trommel 10 in der Transportrichtung befördert wird.

Wenn das Übertragungspapier, das von der Trommel 10 getrennt worden ist, weiter befördert wird, kommt eine Ladungsentfernbürste mit der Rückseite des Übertragungspapiers in Anlage, wodurch die Ladung auf dem Übertragungspapier entfernt wird. Das Übertragungspapier seinerseits wird, geführt durch die Führungsplatten 21, in die Bildfixiereinheit 22 befördert, in welcher das Tonerbild auf dem Übertragungspapier auf diesem fixiert wird, während es durch ein Paar gegeneinandergedrückter Fixierrollen hindurchbefördert wird. Danach wird das Übertragungspapier mit dem auf ihm fixierten Tonerbild, geführt durch die zusätzlichen Führungsplatten 24, weiter befördert, um schließlich aus dem Geräte mittels der Papieraustragsrollen 23 ausgetragen zu werden. Die Umfangsfläche der Trommel 10 wird nach einer Bildübertragung in eine Reinigungsstation gebracht, in welcher verbliebene Tonerpartikel mittels einer Reinigungseinheit entfernt werden; hierauf folgt dann der Entladungsschritt, bei welchem die Umfangsfläche der Trommel 10 einer Leerbelichtung mit Licht von einer Löschlampe unterzogen wird, um irgendwelche Restladungen auf der Trommeloberfläche zu beseitigen, wodurch dann Wiedergabevorgang beendet ist.

Das Führungselement 13 weist einen vorderen Teil auf, welcher in Richtung zur Trommel 10 nach oben etwas schräggestellt ist, wie am besten aus Fig. 1 und 2 zu ersehen ist. Die Andruckplatte 14 ist durch eine Schwenkachse schwenkbar gehaltert und weist ein verhältnismäßig geringes Gewicht auf. Die Andruckplatte 14 kann unter dem Einfluß der Schwerkraft frei um diese Schwenkachse schwenken, und folglich liegt ihr vorderes Ende auf der oberen Fläche des Führungselements 13 auf, wenn dazwischen kein Übertragungspapier vorhanden ist. Wenn, wie Fig. 1 dargestellt, ein verhältnismäßig dickes oder steifes Übertragungspapier S_E befördert wird, wird es durch die Andruckplatte 14 nicht in nennenswerter Weise durchgebogen; wenn jedoch, wie in Fig. 2 dargestellt ist, ein verhältnismäßig dünnes oder weniger steifes Übertragungspapier S_M befördert wird, wird es (S_M) durch das Gewicht der Andruckplatte 14 verhältnismäßig stark durchgebogen, so daß das Übertragungspapier S_M entlang der oberen Fläche des schrägen vorderen Teils geführt, weiter befördert wird, bevor es in die Bildübertragungsstation eintritt.

Auf diese Weise kann durch das Zusammenwirken zwischen dem Führungselement 13 und der Andruckplatte 14 der Einführwinkel des in die Übertragungsstation eingebrachten Übertragungspapiers in Abhängigkeit von der Dicke oder Steifigkeit des Papiers automatisch eingestellt werden, wodurch dann Unregelmäßigkeiten in den Übertragungskenndaten infolge von Schwankungen in der Steifheit des verwendeten Übertragungspapiers ausgeschaltet sind.

In Fig. 3 ist durch eine strichpunktierte Linie OP der Förderweg des Übertragungspapiers im Inneren des Geräts wiedergegeben; das erfindungsgemäße Gerät oder dessen Gehäuse ist durch diese Linie LOP in eine obere und eine untere Hälfte aufgeteilt. Folglich kann die obere Hälfte des Gerätes bezüglich der ortsfesten, unteren Hälfte nach oben angehoben oder verschwenkt werden, wodurch dann der Transportweg frei daliegt, und leicht Zugang nicht nur zu dem Transportweg, sondern auch zu allen inneren Teilen des Geräts möglich ist. Vom Gesichtspunkt der Wartung ist ein solcher Aufbau äußerst vorteilhaft. Wenn sich beispielsweise ein Blatt Übertragungspapier irgendwo entlang der Transportbahn verklemmt hat, braucht nur die obere Hälfte weg von der unteren Hälfte verschwenkt zu werden, um die Förderbahn freizulegen, ohne daß vorher genau geprüft werden muß, wo es zu dem Stau gekommen ist.

Claims

Aufzeichnungsgerät mit einem trommelförmigen Bildaufzeichnungsmedium, welches in einer vorbestimmten Drehrichtung angetrieben wird, damit es eine Übertragungsstation durchläuft, mit einer bilderzeugenden Einrichtung, um auf dem Bildauffzeichnungsmedium ein Tonerbild zu erzeugen, und mit einer Fördereinrichtung, um Bildträgermaterialien einzeln durch die Übertragungsstation zu fördern, wobei das Tonerbild von dem Bildaufzeichnungsmedium auf das Bildträgermaterial übertragen wird, dadurch gekennzeichnet, daß
- a) das Bildaufzeichnungsmedium (10) einen Durchmesser zwischen 10 mm und 40 mm aufweist.
- b) die Fördereinrichtung (13, 14, 15, 16) eine Einstellvorrichtung (13, 14) aufweist, bestehend aus einem Führungselement (13) mit einem aufwärts zeigenden vorderen Abschnitt, der zu dem Bildaufzeichnungsmedium (10) hinweist und der das Bildträgermaterial (SE, SM) von unten her abstützt, wobei die obere Fläche des Führungselements (13) einen Teil der Förderbahn bildet, und einer schwenkbar gelagerten Andruckplatte (14), deren stromab der Förderbahn weisendes vorderes Ende durch ihr Eigengewicht auf der genannten oberen Fläche oder bei Förderung eines Bildträgermaterials auf diesem aufliegt.