DE3825679A1 - Elektrografischer drucker - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen elektrografischen Drucker zum Erzeugen von Papierkopien von auf einem Blatt Papier od. dgl. aufzuzeichnenden Informationen.

Beim erfindungsgemäßen Drucker ist die Papierbahn nahe dessem oberem Ende, und der Drucker besitzt eine durchmesserkleine, fotoleitfähige Trommel und einen der Trommel zugeordneten geladenen Übertragungsriemen. Der geladene Übertragungsriemen ist gegenüber der fotoleitfähigen Trommel angeordnet und überträgt ein entwickeltes Bild von der fotoleitfähigen Trommel auf ein Blatt Papier. Der geladene Übertragungsriemen transportiert auch das bedruckte Blatt Papier zu einer Fixierstation. Die Trommel ist fugenlos und deshalb kann das Drucken bzw. Kopieren in jeglicher Position der Trommel beginnen. Der elektrografische bzw. elektrofotografische Drucker gemäß vorliegender Erfindung ist insbesondere zum kontinuierlichen Drucken bzw. Kopieren, wie bspw. als Tischgerät geeignet.

Beim Verfahren des elektrofotografischen oder xerografischen Druckens bzw. Kopierens wird ein fotoleitfähiges Element zum Aufzeichnen eines Bildes bzw. einer Abbildung verwendet. Das fotoleitfähige Element, das die Form eines Riemens oder einer Trommel besitzen kann, wird auf im wesentlichen einheitliches Potential aufgeladen, um deren fotoempfindliche Oberfläche zu sensitivieren. Im Falle eines Kopiergerätes wird ein Licht auf ein zu kopierendes Originaldokument geworfen. Durch die Verwendung von Linsen, Spiegeln und anderer optischer Bauteile wird der geladene Bereich der fotoleitfähigen Oberfläche einem Reflektionsbild eines zu reproduzierenden Originaldokuments ausgesetzt. Das Lichtabbild wird als elektrostatisches latentes Abbild auf dem fotoleitfähigen Element aufgezeichnet. Dieses latente Abbild entspricht den Informationsbereichen auf dem Originaldokument.

Im Falle eines mit einem Rechner verbundenen elektrografischen Druckers wird ein ähnliches Verfahren zum Aufzeichenn von Informationen auf dem fotoleitfähigen Element verwendet. Der aufgeladene Bereich der fotoleitfähigen Oberfläche wird einem Lichtabbild ausgesetzt, das von einem optischen Druckkopf erzeugt wird. Das genaue Format des Lichtabbildes wird von Eingangssignalen vom Rechner gesteuert. Beispielsweise kann ein Laser oder eine LED-Anordnung als optischer Druckkopf verwendet werden, der die Eingangssignale vom Rechner empfängt, um das fotoleitfähiges Element mit einem Lichtabbild eines bestimmten Formates zu beleuchten. Auch hiermit ist ein elektrostatisches latentes Abbild, das den gewünschten Informationsbereichen entspricht, auf dem fotoleitfähigen Element aufgezeichnet.

Nach dem Aufzeichnen des elektrostatischen latenten Abbildes auf dem fotoleitfähigen Element wird das latente Abbild dadurch entwickelt, daß ein Entwicklermaterial oder Farblack (im folgenden auch Toner genannt) mit ihm in Berührung gebracht wird. Das Entwicklermaterial wird vom elektrostatischen latenten Abbild angezogen und bildet ein entwickeltes oder Pulver-Abbild auf dem fotoleitfähigen Element, welches Abbild dem elektrostatischen latenten Abbild entspricht. Das Pulver-Abbild wird danach auf ein Blatt eines Aufzeichnungsmediums, wie bspw. auf ein Blatt Papier in einem Übertragungsbereich übertragen. Danach wird das Pulver-Abbild auf dem Blatt in der Bildkonfiguration durch verschiedene Verfahrens, bspw. durch Erwärmen bzw. Fixieren dauerhaft gemacht.

Die oben genannten Vorgänge können dadurch ausgeführt werden, daß eine Anzahl von Stationen in bestimmter Folge um das fotoleitfähige Element angeordnet werden. So ist das fotoleitfähige Element gewöhnlich nacheinander von einer Aufladestation zum Aufladen des fotoleitfähigen Elementes, einer Abbildungsstation zum Bilden eines elektrostatischen latenten Abbildes auf dem fotoleitfähigen Element, einer Entwicklerstation zum Entwickeln des elektrostatischen latenten Abbildes auf dem fotoleitfähigen Element und einer Übertragungsstation zum Übertragen des entwickelten Abbildes vom fotoleitfähigen Element auf das Blatt des Aufzeichnungsmediums umgeben. Eine Entladestation und eine Reinigungsstation sind ebenfalls um das fotoleitfähige Element angeordnet, um dieses für eine Wiederverwendung bereit zu machen.

Die Anmelderin hat eine Reihe von Patenten und Patentanmeldungen eingereicht, in denen ein elektrofotografischer Kopierer und verschiedene Komponenten davon, die gemäß den oben genannten Prinzipien arbeiten, beschrieben und beansprucht ist. Der elektrofotografische Drucker ist im US-Patent 46 64 507 offenbart. Der elektrofotografische Drucker/Kopierer gemäß diesem Patent verwendet eine fotoleitfähige Riemenanordnung in Form einer Einweg-Kassette. Die fotoleitfähige Riemenanordnung ist im US-Patent 46 57 369 offenbart. Der im US-Patent 46 64 507 beschriebene Drucker/Kopierer verwendet auch eine kombinierte Entwickler- und Reinigungseinheit, die Gegenstand des US-Patentes 46 39 116 ist. Alle vorgenannten Patente der Anmelderin werden im folgenden angezogen.

Der im US-Patent 46 64 507 beschriebene elektrofotografische Drucker/Kopierer besitzt eine vereinfachte Papierbahn, die einen Zugriff von der Oberseite des Gerätes erlaubt. Die Papierbahn ist im wesentlichen eben und unmittelbar unterhalb der Oberseite des Gerätes angeordnet. In diesem elektrofotografischen Drucker/Kopierer ist die Kassette, die den fotoleitfähigen Riemen enthält, innerhalb des Gerätes vertikal angeordnet und ein latentes Abbild ist an der Unterseite des Kopierblattes entwickelt, wenn es vorbeiläuft und in Berührung mit dem oberen Ende der fotoleitfähigen Riemenanordnung kommt.

Der in diesem Patent beschriebene elektrofotografische Drucker/Kopierer erfordert zwei Umdrehungen des fotoleitfähigen Riemens pro erzeugter Kopie. In der Praxis kann er etwa 12 Kopien pro Minute erzeugen. Während der ersten Umdrehung des fotoleitfähigen Riemens wird dieser einheitlich aufgeladen und ein latentes Abbild wird mit Hilfe eines optischen Druckkopfes auf der Oberfläche des fotoleitfähigen Riemens erzeugt. Das so gebildete latente Abbild wird durch Niederschlag von Toner von einer kombinierten Entwickler/Reinigungseinheit, die als Entwickler arbeitet, entwickelt. Der Riemen tritt dann in den Übertragungsbereich ein, in welchem das entwickelte Abbild auf die Unterseite des Papiers oder eines anderen Kopiermaterials übertragen wird. Im Übertragungsbereich erzeugt eine Übertragungseinheit ein elektrisches Feld, das den Toner vom fotoleitfähigen Riemen auf die Unterseite des Papier anzieht. Dies vollendet die erste Umdrehung des Riemens, da das Papier zu einer Fixierstation mit Hilfe einer Vakuumtransporteinheit, die am Deckel der Maschine befestigt ist, transportiert wird. Die Vakuumtransporteinheit ist nur mit der Oberseite des Papiers in Berührung. Ein Verschmieren ist dadurch vermieden, da das entwickelte Abbild auf der Unterseite des Papiers vorhanden ist.

Während der nächsten Umdrehung des Riemens wird der Riemen für das Herstellen der nächsten Kopie vorbereitet. Die Hauptladeeinheit und der optische Druckkopf sind unwirksam, während eine Löschlampe zugeschaltet wird und die Entwickler/Reinigungseinheit wird auf Reinigungsbetrieb umgeschaltet. Somit wird, wenn der Riemen nach einer Bildübertragung weitergedreht wird, der fotoleitfähige Riemen durch die Löschlampe entladen und der überschüssige Toner wird entfernt, wobei ein konventioneller elektrostatischer Prozeß durch die Entwickler/Reinigungseinheit verwendet wird. Der Riemen wird dadurch zum Kopieren auf einer nächsten Seite fertiggemacht.

Eine der Hauptziele des im US-Patent 46 64 507 beschriebenen Druckers/Kopierers besteht darin, ein Gerät zu schaffen, das über eine lange Anwendungszeitdauer zuverlässig ist und das leicht zu warten ist. Um dies zu erreichen, ist das Gerät mit modularen Einheiten versehen, die in bestimmten Zeitabständen oder, wenn sie defekt sind, in einfacher Weise ausgebaut und ersetzt werden können. Ferner ist das Gerät mit einer vereinfachten Papierbahn versehen, wodurch das Papier stets längs einer im wesentlichen ebenen Bahn, die nahe der Oberseite des Gerätes angeordnet ist, wandert. Das Papier wird an seiner Unterseite bedruckt, während es längs dieser Papierbahn wandert und über das obere Ende des vertikal gehaltenen fotoleitfähigen Riemens sich bewegt.

Durch Vorsehen dieser "geradlinig durchlaufenden" Papierbahn und deren "Oberseiten-Übertragungs"-Geometrie ist die Anzahl der Papierstaus beträchtlich verringert. Falls doch ein Papierstau eintritt, kann der Deckel des Gerätes geöffnet werden und das aufgestaute Papier kann von der Oberseite des Gerätes aus in einfacher Weise erreicht werden. Dies steht im Gegensatz zu vielen bekannten Geräten, bei denen Papierstaus nur von der Seite des Gerätes her erreicht werden können. Darüber hinaus wird, weil das Papier an seiner Unterseite bedruckt ist und weil das Gerät die "geradlinig durchlaufende" Papierbahn besitzt, das Papier in den Ausgangskasten mit der Sichtseite nach unten ausgeworfen. Somit ist das Papier automatisch geordnet, nachdem es bedruckt und ausgeworfen ist.

Die vorliegende Erfindung ist in vielerlei Hinsicht ähnlich dem elektrofotografischen Drucker/Kopierer nach dem US-Patent 46 64 507. Er enthält viele modulare Bauteile, die im im elektrofotografischen Kopierer/Drucker des US-Patentes 46 64 507 verwendet sind. Er enthält auch eine Papierbahn, die nahe der Oberseite des Geräts angeordnet ist, die einen leichten Zugang von der Oberseite des Gerätes im Falle von Paierstaus ermöglicht. Das Gerät vorliegender Erfindung unterscheidet sich jedoch von dem elektrofotografischen Drucker/Kopierer des US-Patentes 46 64 507 ist in mancherlei Hinsicht, wie nachstehend beschrieben wird.

Das Gerät muß vorliegender Erfindung ist insbesondere auf einen elektrofotografischen Drucker gerichtet, der sich mit einem Rechner kombinieren läßt. Mit geeigneten Änderungen kann die hier beschriebene Vorrichtung so modifiziert werden, daß sie als elektrofotografisches Kopiergerät arbeitet. Sie ist jedoch zum Drucken geeigneter als zum Kopieren und insbesondere ist sie zum kontinuierlichen Drucken geeignet. Kontinuierliches Drucken wird durch Verwenden einer fugenlosen, fotoleitfähigen Trommel mit relativ kleinem Durchmesser erreicht und durch die Verwendung geeigneter Software, die den Betrieb des optischen Druckkopfes steuert. Da die Trommel fugenlos ist, gibt es keine vorbestimmten Start/Stop-Punkte auf der Trommel, und das Drucken kann irgendwo auf der Trommel beginnen. Somit besteht keine unnötige Drehung der Trommel. Darüber hinaus ermöglicht der relativ kleine Durchmesser der Trommel, daß sie mit relativ hoher Geschwindigkeit gedreht werden kann.

Das Gerät vorliegender Erfindung besitzt ferner einen geladenen Übertragungsriemen, der gegenüber der fotoleitfähigen Trommel angeordnet ist. Der geladene Übertragungsriemen hat eine zweifache Funktion. Erstens erzeugt er ein elektrisches Feld, das das entwickelte Abbild von der fotoleitfähigen Trommel auf die Unterseite des Blattes Papier, das in die Übertragungszone gebracht ist, anzieht. Zweitens hält die statische Ladung auf dem Riemen das Blatt an ihm und der Riemen transportiert das Blatt vom fotoleitfähigen Riemen zu einer Fixierstation. Die Kombination aus oberer Papierbahn. Ausrichtung des geladenen Übertragungsriemens und durchmesserkleiner Trommel ist derart, daß das Blatt zwischen der Trommel und dem Übertragungsriemen unter relativ scharfen bzw. kleinen Winkeln in die Übertragungszone eintritt und diese verläßt. Die Übertragungszone ist relativ kurz verglichen mit bekannten elektrofotografischen Druckern/Kopierern.

Trotz dieser Unterschiede ähnelt der elektrofotografische Drucker vorliegender Erfindung dem Drucker/Kopierer nach dem US-Patent 46 64 507 darin, daß er eine vereinfachte Papierbahn, die nahe dem oberen Deckel des Gerätes angeordnet ist, besitzt. Er verwendet auch dieselbe Oberseitenübertragungsgeometrie des Druckers/Kopierers des US-Patentes 46 64 507, wodurch das Blatt Papier auf seiner Unterseite bedruckt wird, während es über das obere Ende des fotoleitfähigen Elementes läuft.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen elektrofotografischen bzw. elektrofotografischen Drucker der eingangs genannten Art zu schaffen, der die genannten Nachteile vermeidet.

Diese Aufgabe wird bei einem derartigen Druckgerät durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 2 angegebenen Merkmale gelöst.

Gemäß vorliegender Erfindung besitzt der elektrofotografische Drucker zum Herstellen von Papierkopien von auf einem Blatt Papier oder dgl. aufzuzeichnenden Informationen ein Gehäuse, einen Papierspeicher, ein Ausgangsbehältnis zur Aufnahme des Papiers, nachdem es bedruckt ist, ein fotoleitfähiges Element zum Speichern eines latenten elektrostatischen Abbildes der zu druckenden Information und eine Entwicklereinheit zum Entwickeln des latenten elektrostatischen Abbildes auf dem fotoleitfähigen Element. Der elektrofotografische Drucker besitzt eine Papierbahn, längs der das Papier zwischen seinem Speicher und dem Ausgangsbehältnis wandert, wobei die Papierbahn nahe der Oberseite des Gehäuses angeordnet ist. Der elektrofotografische Drucker besitzt gemäß einer Ausführungsform ferner eine kombinierte Übertragungs- und Transporteinheit, die oberhalb der Papierbahn angeordnet ist. Die kombinierte Übertragungs- und Transporteinheit arbeitet mit dem fotoleitfähigen Element zusammen und definiert eine Übertragungszone, in der das entwickelte Abbild auf die Unterseite des Blattes Papier übertragen wird. Die kombinierte Übertragungs- und Transporteinheit ist auch dazu da, das Blatt Papier von fotoleitfähigen Element zu trennen und dieses längs der Papierbahn weg vom fotoleitfähigen Element zu transportieren, nachdem das Blatt an seiner Unterseite bedruckt worden ist. Vorzugsweise enthält das fotoleitfähige Element eine fotoempfindliche Trommel mit reduziertem Durchmesser, bspw. mit einem Durchmesser von etwa 30 bis 80 mm.

Gemäß einem weiteren Aspekt vorliegender Erfindung besitzt die kombinierte Übertragungs- und Transporteinheit einen geladenen Übertragungsriemen, der aus einem dielektrischen Material, wie bspw. Gummi, hergestellt ist. Der geladene Übertragungsriemen ist in Form eines Dreiecks ausgelegt, wobei ein Trum bzw. Schenkel des Dreiecks an einem Bereich der Papierbahn gegenüberliegend angrenzt. Wegen der Ladung auf dem Übertragungsriemen dient dieser Trum als Transportvorrichtung zum Trennen des bedruckten Blattes vom fotoleitfähigen Element und zum Transportieren des Blattes zu einer Fixierstation. Während geladene Übertragungsriemen für sich bekannt sind, siehe bspw. das US-Patent 39 07 421, ist ein geladener Übertragungsriemen nicht bekannt, der in Form eines Dreiecks verläuft, dessen einer Trum bzw. Schenkel als Transporteinheit für das Blatt Papier, nachdem es bedruckt worden ist, dient.

Gemäß einem weiteren Aspekt vorliegender Erfindung besitzt die Papierbahn, längs der das Blatt zwischen seinem Stapel und dem Ausgangsbehältnis wandert, verschiedene Abschnitte. Ein Abschnitt der Papierbahn liefert das Blatt an eine Übertragungszone zwischen dem fotoleitfähigen Element und dem geladenen Übertragungsriemen in einem ersten schräg ansteigenden Winkel von oberhalb. Ein zweiter Abschnitt der Papierbahn, der an den einen Trum des geladenen Übertragungsriemens angrenzt, bewegt das Blatt in einem zweiten schräg ansteigenden Winkel von der Übertragungszone weg. Dieser zweite schräge Winkel ist größer als der erste schräge Winkel. Ein dritter Abschnitt der Papierbahn nimmt das Blatt vom zweiten Abschnitt in einem gegenüber dem zweiten Abschnitt nach unten gerichteten Winkel auf und liefert es an die Fixierstation. Dieser dritte Abschnitt ist im wesentlichen horizontal. Die Kombination aus spezifischer Papierbahn, dreieckförmiger Anordnung des geladenen Übertragungsriemens und durchmesserkleiner Trommel definiert eine sehr kurze Übertragungszone für das Blatt Papier. Die gesamte Papierbahn ist nahe der Oberseite des Gerätes angeordnet und das Blatt Papier ist von unten bedruckt.

Weitere Ausführungsbeispiele ergeben sich aus den Merkmalen der übrigen Unteransprüche.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind der folgenden Beschreibung zu entnehmen, in der die Erfindung anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher beschrieben und erläutert ist. Die einzige Figur zeigt in schematischer Darstellung einen elektrofotografischen Drucker gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung.

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung, in der die Grundbauteile eines elektrografischen bzw. elektrofotografischen Druckgerätes bzw. Druckers 1 vorliegender Erfindung gezeigt sind. Der elektrofotografische Drucker 2 besitzt ein Gehäuse 3, das mit einem oberen Deckel 5 versehen ist. Der obere Deckel 5 ist am Rest des Gehäuses 3 angelenkt, so daß er nach oben verschwenkt werden kann und Zugang zum Inneren des Druckers im Falle eines Papierstaus schafft.

Der elektrografische bzw. elektrofotografische Drucker 1 enthält eine fotoempfindliche Trommel 10 als fotoleitfähiges Element. Wie in Fig. 1 herausgezeichnet, besitzt die Trommel 10 einen relativ kleinen Durchmesser und ist im Uhrzeigersinn angetrieben. Die Trommel 10 besitzt vorzugsweise einen Durchmesser im Bereich von etwa 30 bis 80 mm, insbesondere von etwa 60 mm. Dieser reduzierte Durchmesser ermöglicht es, daß der Drucker kompakt in seinen Abmessungen ist. Die mit dem reduzierten Durchmesser versehene Trommel ermöglicht auch eine hohe Rotationsgeschwindigkeit bzw. Drehzahl und ermöglicht es somit, daß die Trommel bei Geschwindigkeiten in der Höhe von 48 Seiten pro Minute arbeiten kann.

Die fotoleitfähige Trommel10 ist fugenlos bzw. ununterbrochen, besitzt also keine Fuge bzw. Stoß.Die Technologie zum Herstellen von fugenlosen fotoleitfähigen Trommeln ist an sich bekannt. Da auf der Trommel 10 kein Stoß ist, der ein gedrucktes Bild markieren könnte, gibt es keine bestimmten Start/Stop-Punkte auf der Trommel 10. Das Drucken kann irgendwo auf der Trommel 10 beginnen, so daß keine nutzlose Drehung der Trommel 10 erfolgt. Ferner ermöglicht der relativ kleine Durchmesser der Trommel, daß sie bei hohen Geschwindigkeiten rotieren kann.

Ein weiterer Vorteil, der aus der fugenlosen Konstruktion der Trommel 10 herrührt, liegt darin, daß der Umfang der Trommel in keiner Beziehung zur Papiergröße stehen muß. Während bei elektrofotografischen Druckern und Kopierern mit Trommeln, die einen Stoß besitzen, der Umfang der Trommel eine bestimmte Beziehung zum Format des Papiers besitzen muß, damit der Stoß nicht in der Mitte einer Seite erscheint, ist dies bei fugenlosen Trommeln, wie sie hier beschrieben sind, nicht der Fall. Im Ergebnis kann die Trommel 10 mit einem reduzierten Durchmesser versehen sein, was entsprechende Vorteile mit sich bringt.

Obwohl kein Zwang zu einem bestimmten Umfang der Trommel10 besteht, besitzt die Trommel wenigstens eine Länge von 11″ (ca. 28 cm). Diese Länge ermöglicht es, viele verschiedene Papierformate zu bedrucken. Beispielsweise kann, wenn die fotoleitfähige Trommel 10 einen Umfang von 8½″ (21,6 cm) (entspr. ca. 65 mm im Durchmesser) und einer Länge von 11″ (ca. 28 cm) besitzt, ein Blatt Papier von 8½″ mal 11″ (ca, 21,6 × 28 cm) von oben bis unten mit der Trommel 10, die etwa 1¹/₃ Umdrehungen ausführt, bedruckt werden. Alternativ hierzu kann ein Blatt von 8½″ mal 11″ (ca. 21,6 × 28 cm) mit einer einzigen Umdrehung der Trommel in Querformat bedruckt werden. In entsprechender Weise kann ein Blatt Papier mit einer Größe von 11″ mal 17″ (ca. 28 x 43,2 cm) mit dieser Trommel dadurch bedruckt werden, daß es quer in die Trommel eingeführt wird. In diesem Falle würde die fotoleitfähige Trommel 10 zwei Umdrehungen pro bedrucktes Baltt ausführen.

Um die Trommel 10 sind verschiedene Einheiten und Stationen angeordnet, die für einen entsprechenden Betrieb des Druckers notwendig sind. Beginnt man am oberen rechten Bereich der Trommel 10 und geht im Uhrzeigersinn herum, so sind folgende Einheiten dargestellt: eine Reinigungseinheit 12, eine Hauptladekorona bzw. Hauptkoronaaufladung 20, ein optischer Druckkopf 22, eine Entwicklereinheit 24, ein Übertragungsriemen 30 und eine Löschlampe 36.

Die Reinigungseinheit 12 ist eine modulare Einheit, die an der Trommel 10 befestigt werden kann und die restliche Tonerpartikel von der Trommel 10, nachdem ein Blatt bedruckt worden ist, entfernt. Die Reinigungseinheit 12 besitzt eine Bürste 14, eine Metallwalze 16, einen Schaber 18 und eine Schnecke 19. Eine ähnliche modulare Reinigungseinheit ist in der US-Patentanmeldung 0 33 457 vom 1. 4. 87 der Anmelderin, auf die hiermit Bezug genommen wird, beschrieben und beansprucht.

Der optische Druckkopf 22 besitzt eine LED-Anordnung und ein faseroptisches Bündel, bspw. ein solches von Nippon Sheet Glas Co., wie es unter dem Namen SELFOC verkauft wird, um das Licht auf der Trommel 10 zu fokussieren. Das Lichtabbild, das durch den optischen Druckkopf 22 auf die Trommel 10 projiziert wird, wird von Eingangssignalen, die von einem nicht dargestellten Rechner empfangen werden, und einem apparateeigenen Steuergerät gesteuert. Das Steuergerät bestimmt, ob das Papier von oben bis unten oder in anderer Weise bedruckt wird.

Die Entwicklereinheit 24 ist in ihrer Konstruktion ähnlich der Entwicklereinheit, wie sie im US-Patent 46 39 116 der Anmelderin beschrieben ist. Sie enthält eine Tonerpatrone 26 und eine Magnetbürste 28, die die Tonerpartikel zur Trommel 10 führt. Die Entwicklereinheit 24 enthält ebenfalls eine Schnecke 29, die das Verteilen der restlichen Tonerpartikel in der Entwicklereinheit, wie sie von der Reinigungseinheit 12 erhalten werden, unterstützt. Eine nicht dargestellte Recyclingeinheit ist zum Transportieren restlicher Tonerpartikel von der Reinigungseinheit 12 zur Entwicklereinheit 24 vorgesehen.

Der Transportriemen 30 ist oberhalb der Trommel 10 angeordnet. Der Transportriemen ist aus einem isolierenden dielektrischen Material, wie bspw. Gummi, hergestellt. Eine Ladekorona bzw. Koronaaufladung 32 ist dem Übertragungsriemen zugeordnet und zum Anlegen einer Vorspannung im Bereich von etwa 1000 V bis 2000 V an den Übertragungsriemen 30 wirksam. Da dieser aus einem dielektrischen isolierenden Material hergestellt ist, hält der Übertragungsriemen 30 die Ladung, die ihn durch die Ladekorona 32 übertragen wird, aus.

Wie sich aus Fig. 1 ergibt, ist der Übertragungsriemen 30 um Rollen 33 a, 33 b und 33 c in der Art eines rechtwinkligen Dreiecks angeordnet, wobei jede dieser Rollen eine Ecke des Dreiecks bildet. Der Übertragungsriemen 30 besitzt drei Schenkel bzw. Trums 35 a, 35 b und 35 c. Wie weiter unten im einzelnen beschrieben wird, ist der Trum bzw. Schenkel 35 a dieses Dreiecks tangential zur Trommel 10 und nach oben geneigt angeordnet. Der Trum bzw. Schenkel 35 a grenzt an einen Bereich der Papierbahn. Wegen der statischen Ladung auf dem Trum 35 a des Übertragungsriemens 30 wird das Papier an diesem Trum gehalten. Somit dient der Trum 35 a des Übertragungsriemens 30 dazu, ein Blatt Papier von der Trommel 10 wegzutransportieren. Ein Schaber bzw. eine Klinge 37 ist dem Übertragungsriemen 30 zugeordnet. Der Schaber 37 trennt das Blatt Papier vom Übertragungsriemen 30.

Weitere Bauteile, die von Interesse sind, im elektrofotografischen Drucker sind die Papiereingangskassetten 40 und 42, die Papierzuführwalzen 44 und 46, die Löschlampe 37, die Fixierstation 60 mit einer beheizten Rolle 61 und einer unbeheizten Rolle 61 a, der Ausgangsablagekasten 62, der Floppy-Disk-Antrieb 64 und Magnetplatten-Antrieb 66.

Das Kopiermaterial, bspw. Papier wird von einer von zwei üblichen Papierkassetten 40 und 42 mit Hilfe von Zuführrollen 44 und 46 geliefert. Das Papier ist längs einer Papierbahn, die insgesamt mit der Bezugsziffer 50 versehen ist, mit Hilfe verschiedener dargestellter Rollen bzw. Walzen gerichtet. Die Papierbahn 50 ist nahe der Oberseite des Gehäuses 3 angeordnet. Sie enthält eine Anzahl von Abschnitten oder Nebenbahnen, wie bspw. die Nebenbahnen 52 a und 52 b, die von den Kassetten 40 und 42 kommen. Die Nebenbahnen bzw. Abschnitte 52 a und 52 b laufen in einen ersten Hauptabschnitt 54 zusammen, der zu einer Übertragungszone 34 führt, die zwischen der Rolle 33 a des Übertragungsriemens 30 und der fotoleitfähigen Trommel 10 angeordnet ist. Die Papierbahn 50 besitzt auch einen zweiten Hauptabschnitt 56, der das Blatt Papier aus der Übertragungszone 34 herausführt. Ein dritter Hauptabschnitt 58 empfängt das Blatt vom zweiten Abschnitt 56 und transportiert es zur Fixierstation 60 und von dort zum Ausgangskasten 62.

Der Abschnitt 56 der Papierbahn 50 liegt dem nach oben geneigten Trum 35 a des Übertragungsriemens 30 gegenüber. Wegen der Ladung, die auf dem Übertragungsriemen 30 ist, wird das Blatt Papier vom Riemen 30 bei dessen Umdrehung in Richtung des Gegenuhrzeigersinns gehalten. Es besteht deshalb keine Notwendigkit für eine Vakuumtransporteinheit, da das Papier am nach oben geneigten Trum 35 a des Riemens 30 gehalten ist. Es tritt kein Vibrieren des Papiers auf, während es durch die Übertragungszone 34 wandert.

Es ist ersichtlich, daß der erste Abschnitt 54 der Papierbahn 50 das Blatt Papier aus einem nach oben gerichteten Winkel in die Übertragungszone 34 führt. Danach führt der zweite Abschnitt 56 das Papier aus der Übertragungszone wieder in einem scharf nach oben gerichteten Winkel heraus. Als Ergebnis dieser Aneinanderreibung der Abschnitte der Papierbahn 50 ebenso wie die Anordnung des Übertragungsriemens 30 und der durchmesserkleinen Trommel 10 wandert das Blatt Papier durch eine sehr kurze Übertragungszone, d. h. das Blatt Papier liegt an der fotoleitfähigen Trommel 10 nur während einer sehr kurzen Distanz. Dies steht im Gegensatz zu vielen bekannten Vorrichtungen, die durchmessergroße Trommeln verwenden und große Übertragungszonen besitzen. Die kleine bzw. kurze Übertragungszone ist sehr wünschenswert, da sie eine mögliches Verschmutzen verringert. Darüber hinaus ist ein Verschmutzen auch aufgrund des Riemens 30 reduziert, der das Papier in fester Ausrichtung mit der Trommel hält, im Gegensatz zu Vakuumtransporteinheiten, die das Papier zum Flattern bringen.

Es ist ferner ersichtlich, daß der dritte Abschnitt 58 der Papierbahn 50 gegenüber dem zweiten Abschnitt 56 etwas nach unten gerichtet ist. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Abschnitt 58 horizontal. Obwohl das Papier ziemlich fest am Übertragungsriemen wegen der Ladung auf dem Riemen gehalten ist, wird das Papier aufgrund des scharfen Trennungswinkels zwischen dem zweiten Abschnitt 56 und dem dritten Abschnitt 58 aufgrund der Steifigkeit des Papiers selbst vom Riemen 30 trennen und in die Fixierstation 60 einlaufen. Um jedoch dieses Trennen zu verbessern, ist ein Schaber bzw. eine Klinge 37 vorgesehen, der bzw. die das Papier vom Riemen 30 trennt und dieses in die Fixierstation 60 führt.

Der elektrofotografische Drucker, wie er in der Zeichnung dargestellt ist, ist ein sog. "intelligenter Drucker". Dies bedeutet, daß dieser elektrofotografischer Drucker eine eigene Steuereinheit besitzt, die jeden der Vorgänge der verschiedenen Bauteile steuert und koordiniert. Die Steuereinheit empfängt eine Vielzahl von Signalen von verschiedenen Sensoren und steuert die Stationen, die dem Drucker zugeordnet sind, an und gibt eine Vielzahl von Signalen in Antwort darauf ab, die den Betrieb der verschiedenen Bauteile des Druckers koordinieren. Somit empfängt die Steuereinheit Signale von verschiedenen Sensoren, um Fehlfunktionen im Drucker zu erfassen, und gibt Signale ab, um dem Bedienenden auf solche Fehlfunktionen warnend anzuzeigen. Die Steuereinheit stellt auch eine Verbindung zum Rechnerausgang ebenso wie zum dargestellten Floppy-Disk- bzw. Diskettenlaufwerk 64 und zum Magnetplatten-Antrieb 66 dar, um den Betrieb des optischen Druckers 22 zu steuern. Die Antriebe dienen als Puffer, um Texte und/oder Grafiken, die vom Rechner programmgeladen sind, zu speichern. Die Antriebe speichern ebenfalls eine Vielzahl von vorgegebenen programmladbaren Schriftarten und Grafiken.

Die geräteeigene Steuereinheit ist auch dazu vorgesehen, daß der dargestellte Drucker als kontinuierlicher Drucker betrieben und zum Drucken in Querformat verwendet werden kann. Somit koordiniert die Steuereinheit den optischen Druckkopf 22 mit der Rotation der fotoleitfähigen Trommel 10 und dem Zugang des Papiers längs und in der Papierbahn 50. Da der Drucker 1 bei Verwendung einer geeignten Software, wie bspw. einer "pape description language", in einem bitverschachtelten bzw. bitgeordnetem Modus arbeitet, wird die Rotation der fotoleitfähigen Trommel 10 automatisch mit dem Eingang des Papiers koordiniert. Dies ermöglicht es, daß der Drucker als kontinuierliches Ausgabegerät arbeitet; das Drucken kann an jedem Ort längs der Oberfläche der fotoleitfähigen Trommel 10 und in jede Richtung, d. h. von oben nach unten, von unten nach oben oder quer erfolgen. Es gibt keine unnütze Rotationsbewegung der Trommel 10.

Die Betriebsweise des elektrofotografischen Druckers 1 vorliegender Erfindung sei nun anhand der Figur beschrieben. Wenn die fotoleitfähige Trommel 10 ihre erste Umdrehung beginnt, lädt die Hauptladeeinheit 20 die fotoempfindliche Oberfläche auf ein einheitliches Ladepotential von bspw. etwa -550 V auf. Der optische Druckkopf 22, der beim dargestellten Ausführungsbeispiel eine LED-Anordnung aufweist, entlädt ausgewählte Bereiche der fotoempfindlichen Oberfläche, welche Bereiche den Informationsbereichen entsprechen. Somit ist ein elektrostatisches latentes Abbild, das den zu druckenden Informationsbereichen entspricht, auf der fotoleitfähigen Trommel 10 gebildet. Dieses elektrostatische latente Abbild trägt ein Spannungspotential von etwa -100 V und ist von -550 V Hintergrundsbereichen umgeben.

Da die fotoleitfähige Trommel 10 sich weiterdreht, wird die Magnetbürste 28 der Entwicklereinheit 24 zugeschaltet und Tonerpartikel, die eine negative Ladung von bspw. etwa -100 V tragen, werden auf die fotoleitfähige Trommel 10 gebracht. Die -100 V-Tonerpartikel werden von dem "relativ positiven" latenten -100 V-Abbild auf der fotoleitfähigen Trommel angezogen, während sie von den -550 V-Hintergrundsbereichen abgestoßen werden. Das elektrostatische latente Abbild auf der fotoleitfähigen Trommel 10 wird somit durch die Tonerpartikel entwickelt, so daß ein entwickeltes Bild auf der fotoleitfähigen Trommel 10 gebildet ist.

Gleichzeitig mit der Umdrehung der fotoleitfähigen Trommel 10 wird der Übertragungsriemen 30 mit Hilfe der Ladekorona 32 auf eine Vorspannung von bspw. etwa +1000 V bis +2000 V aufgeladen und wird im Gegenuhrzeigersinn um die dargestellten Rollen rotierend angetrieben. Da der Übertragungsriemen 30 auf eine höhere und "positivere" Spannung geladen ist, werden die Tonerpartikel bei -100 V an den Übertragungsriemen 30 angezogen.

Zwischenzeitlich ist das Blatt Papier von einer der Eingangskassetten 40 oder 42 in den ersten Abschnitt 54 der Papierbahn 50 geführt worden. Der Abschnitt 54 führt das Blatt Papier von einem nach oben gerichteten Winkel aus in die Übertragungszone 34, wobei die Unterseite des Blatts Papier in Berührung mit der fotoleitfähigen Trommel 10 kommt. Die hohe Vorspannung auf dem Riemen 30 zieht das entwickelte Abbild von der Trommel 10 auf das Papier und das Blatt ist an seiner Unterseite bedruckt. Der aufgeladene Übertragungsriemen hält dann das Papier und trägt es längs seines nach oben geneigten Trums 35 a längs des zweiten Abschnittes 56 der Papierbahn 50. Dieser nach oben zeigende Winkel ist ziemlich groß bzw. scharf und trägt zu der kurzen Verweildauer bei, während der das Papier in Berührung mit der fotoleitfähigen Trommel 10 ist. Danach wird das Papier vom Trum 35 a des Riemens 30 mit Hilfe der Klinge 37 getrennt und das Blatt tritt in den dritten Abschnitt 58 der Papierbahn 50 ein. Es wird längs des Abschnitts 58 zur Fixierstation 60 getragen und aus dem Drucker in den Ausgangskasten 62 mit der bedruckten Seite nach unten ausgegeben. In der Zwischenzeit setzt die fotoleitfähige Trommel 10 ihre Rotation fort und wird durch die Löschlampe 36 entladen und mit Hilfe der Reinigungseinheit 12 gereinigt.

Es ist ersichtlich, daß der vorliegende Drucker eine separate und unabhängige Reinigungseinheit besitzt und so als Einzeldurchlaufgerät arbeitet im Gegensatz zu dem im US-Patent 46 64 507 der Anmelderin beschriebenen und beanspruchten elektrofotografischer Drucker, der ein Doppeldurchlaufgerät ist. Dieses Gerät enthält keine separate und unabhängige Reinigungseinheit, hat jedoch eine Entwicklereinheit, die zwischen einer Entwicklerbetriebsweise und Reinigungsbetriebsweise abwechselt.

Beim Gerät vorliegender Erfindung ist der Riemen 30 am Deckel 5 des Gehäuses 1 befestigt. Somit wird, wenn der Deckel 5 angehoben wird, auch der Riemen 30 angehoben und es ist ein leichter bzw. einfacher Zugang zur Papierbahn erreicht.

Das Gerät gemäß vorliegender Erfindung kann für einen Zweifach-Druck geeignet sein, d. h., für ein Bedrucken auf beiden Seiten eines einzelnen Blattes Papier. Eine geeignete Verdopplungseinheit, die in den elektrofotografischen Drucker vorliegender Erfindung eingebaut werden kann, ist in der US-Patentanmeldung 0 39 464 vom 16. 4. 87 der Anmelderin beschrieben.

Wenn auch die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles beschrieben worden ist, versteht es sich, daß im Rahmen der Ansprüche auch andere Ausführungsformen möglich sind.

Claims (18)

1. Elektrografischer Drucker zum Erzeugen von Papierkopien von auf einem Blatt Papier oder dgl. aufzuzeichnenden Informationen, gekennzeichnet durch ein Gehäuse (3);
einen Papierspeicher (40, 42) und eine Ausgangsaufnahme (62) zum Aufnehmen des Papiers nach dem Bedrucken;
eine Papierbahn (50), längs der das Papier zwischen dem Papierspeicher (40, 42) und der Ausgangsaufnahme (62) wandert;
ein fotoleitfähiges Element (10) zum Speichern eines latenten elektrostatischen Abbildes der zu druckenden Informationen;
eine Entwicklervorrichtung (24) zum Entwickeln des latenten elektrostatischen Abbildes auf dem fotoleitfähigen Element (10); und
eine kombinierte Übertragungs- und Transportvorrichtung, die dem fotoleitfähigen Element (10) zugeordnet ist, die mit dem fotoleitfähigen Element (10) zusammenwirkt und so eine Übertragungszone (34) definiert, in der das entwickelte Abbild auf das Papier übertragen wird, und die das Papier von dem fotoleitfähigen Element (10) trennt und längs der Papierbahn weg von dem fotoleitfähigen Element (10) transportiert.

2. Elektrofotografischer Drucker zum Erzeugen von Papierkopien von auf einem Blatt Papier oder dgl. aufzuzeichnenden Informationen, gekennzeichnet durch
ein Gehäuse (3);
einen Papierspeicher (40, 42) und eine Ausgangsaufnahme (62) zum Aufnehmen des Papiers nach dem Bedrucken;
ein fotoleitfähiges Element (10);
eine Vorrichtung (20) zum Laden des fotoleitfähigen Elementes (10);
eine Vorrichtung (22) zum selektiven Entladen von Bereichen des fotoleitfähigen Elementes (10) zum Bilden eines latenten elektrostatischen Abbildes;
eine Entwicklervorrichtung (24) zum Erzeugen eines entwickelten Abbildes auf dem fotoleitfähigen Element (10);
eine Übertragungsvorrichtung zum Übertragen des entwickelten Abbildes vom fotoleitfähigen Element (10) auf das Papier in einer Übertragungszone (34); und
eine Papierbahn (50), längs der das Papier zwischen dem Papierspeicher (40, 42) und der Ausgangsaufnahme (62) wandert und die den Transport des Papiers durch die Übertragungszone (34) bewirkt.

3. Drucker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Papierbahn (50) nahe der Oberseite des Gehäuses (3) angeordnet ist, daß das fotoleitfähige Element (10) unterhalb der Papierbahn (50) angeordnet ist, und daß das fotoleitfähige Element (10) mit der Unterseite des Papiers in Berührung kommt.

4. Drucker nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das fotoleitfähige Element eine fotoempfindliche Trommel (10) enthält.

5. Drucker nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Trommel (10) fugenlos ist.

6. Drucker nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Trommel einen Durchmesser im Bereich von etwa 30 bis 80 mm besitzt.

7. Drucker nach einem der Ansprüche 1 bzw. 2 oder 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die kombinierte Übertragungs- und Transportvorrichtung bzw. die Übertragungsvorrichtung einen geladenen Übertragungsriemen (30) aufweist.

8. Drucker nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Übertragungsriemen (30) als ein Dreieck oberhalb der Papierbahn (50) bzw. dem fotoleitfähigen Element (10) gegenüberliegend angeordnet ist.

9. Drucker nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schenkel (35 a) des Dreiecks (30) einen Bereich der Papierbahn (50) bildet, und daß dieser eine Schenkel (35 a) tangential zum fotoleitfähigen Element (10) angeordnet ist.

10. Drucker nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß dieser eine Schenkel (35 a) relativ zum fotoleitfähigen Element (10) nach oben geneigt angeordnet ist.

11. Drucker nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungszone (34) zwischen einer Ecke des Dreiecks (30) und dem fotoleitfähigen Element (10) gebildet ist, wobei die Ecke ein Ende des einen Schenkels (35 a) ist.

12. Drucker nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Dreieck ein rechtwinkliges Dreieck (30) ist.

13. Drucker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Papierbahn (50) einen ersten Abschnitt (54), der ds Papier von einem ersten nach oben gerichteten Winkel in die Übertragungszone (34) führt, und einen zweiten Abschnitt (56) aufweist, der das Papier aus der Übertragungszone (34) in einem zweiten nach oben gerichteten Winkel führt.

14. Drucker nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Winkel größer ist als der erste Winkel.

15. Drucker nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Papierbahn (50) einen dritten Abschnitt (58) aufweist, der das Papier aus dem zweiten Abschnitt (56) unter einem dritten gegenüber dem zweiten Abschnitt nach unten gerichteten Winkel erhält.

16. Drucker nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Abschnitt (58) im wesentlichen horizontal ist.

17. Drucker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungszone (34) zwischen dem Übertragungsriemen (30) und dem fotoleitfähigen Element (10) angeordnet ist.

18. Drucker nach den Ansprüchen 9 oder 10 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Schenkel (35 a) des geladenen Übertragungsriemens (30) am zweiten Abschnitt (56) der Papierbahn (50) anliegend angeordnet ist.