DE10052927A1 - Elektrofotografische Druckeinrichtung - Google Patents

Abstract

Durch Bereitstellung einer Druckdichtesteuerung zur Änderung der Druckdichte in einem Bereich von einer Drop-out-Farbe zu einer Nicht-Drop-out-Farbe kann eine elektrofotografische Druckeinrichtung die Hell- und Dunkeleinstellung der Druckdichte in einem breiten Bereich durchführen und auch einen Drop-out-Farbdruck durchführen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrofotografische Druckeinrichtung, und insbesondere eine derartige elektrofotografische Druckeinrichtung, mit welcher ein sogenannter Drop-out-Farbdruck durchgeführt werden kann.

Zur Aufzeichnung in einer Druckeinrichtung wird allgemein ein Verfahren eingesetzt, welches einen sogenannten elektrofotografischen Prozess verwendet, bei welchem eine Fotorezeptoroberfläche auf eine vorbestimmte Spannung aufgeladen wird, eine Bildbelichtung auf dem geladenen Fotorezeptor durchgeführt wird, und ein elektrostatisches latentes Bild ausgebildet wird, dem latenten elektrostatischen Bild ein Pulvertoner zugeführt wird, und ein Tonerbild auf der Fotorezeptoroberfläche erhalten wird, und dieses Tonerbild auf das Aufzeichnungsmedium übertragen wird, beispielsweise ein Blatt, ein OHP-Blatt, oder einen Zwischenübertragungskörper.

Als Entwicklungssystem für diese Art einer elektrofotografischen Druckeinrichtung sind ein normales Entwicklungssystem und ein Umkehrentwicklungssystem bekannt. Beispielsweise wird bei dem Umkehrentwicklungssystem, wie dies in Fig. 5A gezeigt ist, eine Entwicklungsvorspannung V_B auf einen Wert zwischen einem Ladepotential V₀ und einem Potential eines Abschnitts mit einem latenten elektrostatischen Bild (Restpotential) V_R eingestellt, das durch die Bildbelichtung entsteht, und haftet Toner an einem Kontrastpotential |V_B - V_R| zwischen dem Entwicklungsvorspannungspotential V_B und dem Restpotential V_R an, wodurch ein Tonerbild mit einer vorbestimmten Dichte erhalten wird, wie es beispielsweise in Fig. 5B gezeigt ist.

Wenn das in Fig. 5B dargestellte Tonerbild wie ein helles Bild aussehen soll, werden folgende Operationen durchgeführt: ein Betriebszeitraum für Licht zur Ausbildung des latenten elektrostatischen Bildes wird feingesteuert; es wird ein latentes elektrostatisches Bild erhalten, wie es in Fig. 6A gezeigt ist; und es wird ein gepunktetes Tonerbild, beispielsweise wie in Fig. 6B gezeigt, dadurch erhalten, dass der Toner an dem latenten Bild anhaftet; hierdurch wird die Menge an anhaftendem Toner pro Flächeneinheit verringert, damit ein Tonerbild mit niedriger Dichte erhalten wird; oder es wird, wie in Fig. 7 gezeigt ist, das Entwicklungsvorspannungspotential V_B abgesenkt, um ein verkleinertes Kontrastpotential |V_B - V_R| zu erhalten; und wenn der Toner an dem latenten Bild anhaftet, wird ein Tonerbild erhalten, dessen Dichte niedriger ist als jenes des Tonerbildes von Fig. 5B.

Das Tonerbild, das bei dem Verfahren gemäß Fig. 6A und 6B erhalten wird, sieht so aus, dass es eine geringe Dichte aufweist, aber da das Kontrastpotential |V_B - V_R| selbst denselben Wert wie in dem Fall der Fig. 5A und 5B aufweist, wird die Dichte jedes Punktes d, der den Druckpunkt bildet, mit hoher Dichte gedruckt, ebenso wie bei dem Tonerbild in Fig. 5B. Obwohl die Dichte des Tonerbildes, das bei dem Verfahren gemäß Fig. 7 erhalten wird, so wirkt, dass sie niedriger ist als bei dem Tonerbild in Fig. 5B, wird herkömmlich bei dieser Art von Druckeinrichtung der Bereich für Hell und Dunkel der Druckdichte auf einem Bereich der Druckdichte von 1,0 D bis 1,4 D eingestellt.

Seit einiger Zeit wird auch bei Druckeinrichtungen, die den elektrofotografischen Prozess einsetzen, der Farbdruck allgemein eingesetzt, und werden elektrofotografische Druckeinrichtungen entwickelt, um den Drop-out-Farbdruck durchzuführen (vgl. die JP-A-11-78208). Hierbei ist mit Drop- out-Farbe eine Farbe gemeint, wie dies in der JP-A-11-78208 beschrieben ist, die bei einem gedruckten Abschnitt mit heller oder geringer Farbe eingesetzt wird, was häufig bei Abschnitten, wie beispielsweise einem Eingaberahmen, bei einer Bemerkung und dergleichen auf Überweisungsformularen für Banken verwendet wird, bei Versuchsantwortformularen (Markierungsblättern) und dergleichen. Obwohl ein Bereich, der mit einer derartigen Drop-out-Farbe gedruckt wird, von dem unbewaffneten Auge gesehen werden kann, kann er nicht von einer optischen Leseeinrichtung unterschieden werden, die mit einer vorbestimmten Wellenlänge arbeitet.

Um den Drop-out-Farbdruck durchzuführen, ist es erforderlich, dass der Druck mit einer Druckdichte von weniger als 0,7 D durchgeführt werden kann, und daher kann bei einer herkömmlichen Druckeinrichtung, bei welcher die Hell- und Dunkeleinstellung der Druckdichte zwischen 1,0 D und 1,4 D durchgeführt wird, der Drop-out-Farbdruck nicht durchgeführt werden.

Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung einer elektrofotografischen Druckeinrichtung, mit welcher die Hell- und Dunkeleinstellung der Druckdichte in einem weiten Bereich durchgeführt werden kann, und mit welcher auch ein Drop-out-Farbdruck durchgeführt werden kann.

Das voranstehende Ziel kann durch eine elektrofotografische Druckeinrichtung erreicht werden, welche aufweist:
eine Ladevorrichtung zum Aufladen eines Fotorezeptors auf ein vorbestimmtes Ladepotential |V₀|;
eine Belichtungsvorrichtung zum Belichten des aufgeladenen Fotorezeptors und zur Aufzeichnung eines latenten elektrostatischen Bildes, welches ein Potential |V_R| des latenten elektrostatischen Bildes von weniger als dem Ladepotential aufweist, auf dem Fotorezeptor;
eine Entwicklungsvorrichtung, die eine Entwicklungsrolle aufweist, an welche ein Entwicklungsvorspannungspotential |V_B| angelegt wird, welches auf einen Wert zwischen dem Ladepotential und dem Potential des Abschnitts mit dem latenten elektrostatischen Bild eingestellt ist, wobei ein Pulverfarbtoner, der auf der Entwicklungsrolle festgehalten wird, an einem Abschnitt mit dem Ladepotential anhaftet, wenn das Entwicklungsverfahren das normale Entwicklungsverfahren ist, dagegen an einem Abschnitt mit dem Potential des Abschnitts des latenten elektrostatischen Bildes, wenn das Entwicklungsverfahren ein Umkehrentwicklungsverfahren ist, und Ausbildung eines Tonerbildes auf dem Fotorezeptor; und
eine Druckdichte-Steuervorrichtung zum Ändern der Druckdichte innerhalb des Bereiches von einer Drop-out-Farbe zu einer Nicht-Drop-out-Farbe.

Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert, aus welchen weitere Vorteile und Merkmale hervorgehen. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer elektrofotografischen Druckeinrichtung gemäß der Erfindung;

Fig. 2 eine Erläuterung der Beziehung zwischen der Entwicklungsvorspannung und der Druckdichte;

Fig. 3 eine Erläuterung der Beziehung zwischen der Tonerdichte und der Druckdichte;

Fig. 4 eine Erläuterung der Beziehung zwischen der Belichtungsintensität und der Druckdichte;

Fig. 5A und 5B Darstellungen zur Erläuterung des Grundprinzips eines Umkehrentwicklungssystems;

Fig. 6A und 6B Darstellungen zur Erläuterung des Grundprinzips des Punktdrucks; und

Fig. 7 eine Erläuterung der Beziehung zwischen der Dichte eines Tonerbildes und der Entwicklungsvorspannung.

Zunächst erfolgt unter Bezugnahme auf Fig. 1 eine Beschreibung des allgemeinen Aufbaus eines Druckers, welcher ein elektrofotografisches System gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet. In Fig. 1 ist mit dem Bezugszeichen 1 eine Fotorezeptortrommel bezeichnet. Bei einem Druckbetriebsstartsignal von einer (nicht gezeigten) Steuerung beginnt sich die Fotorezeptortrommel 1 in einer durch einen Pfeil angedeuteten Richtung zu drehen. Die Fotorezeptortrommel 1 dreht sich mit einer Geschwindigkeit entsprechend der Druckgeschwindigkeit des Druckers, und dreht sich solange weiter, bis eine Druckoperation beendet ist. Wenn die Fotorezeptortrommel 1 ihre Drehung beginnt, wird eine Hochspannung an eine Koronaladevorrichtung 2 angelegt, und wird beispielsweise die Oberfläche der Fotorezeptortrommel 1 gleichmäßig positiv elektrisch aufgeladen.

Dann erfolgt bei einem aufgeladenen Fotorezeptortrommelbereich eine Bildbelichtung mit Licht von einer Belichtungseinrichtung 3, die eine Lichtquelle, wie beispielsweise einen Halbleiterlaser, eine lichtemittierende Diode und dergleichen aufweist, und werden Abschnitte ausgebildet, auf welche Licht aufgestrahlt wird, so wie Abschnitte, auf welche kein Licht aufgestrahlt wird, auf der Oberfläche der Fotorezeptortrommel 1, und wird ein sogenanntes latentes elektrostatisches Bild erzeugt. Wenn der Fotorezeptortrommelbereich, auf welchem sich das latente elektrostatische Bild befindet, eine Position gegenüberliegend einer Entwicklungseinrichtung 4 erreicht, wird ein Pulvertoner, der sich auf einer Entwicklungsrolle 4a befindet, auf das latente elektrostatische Bild übertragen, und wird der Toner, der beispielsweise durch die positiven elektrischen Ladungen aufgeladen ist, an einen Abschnitt angezogen, bei welchem die elektrischen Ladungen auf der Fotorezeptortrommel 1 durch Bestrahlung mit Licht durch statische Elektrizität ausgeschaltet werden, und bildet sich ein Tonerbild auf der Fotorezeptortrommel 1. Wenn als Entwicklungssystem ein normales Entwicklungssystem eingesetzt wird, haftet selbstverständlich der Toner an Abschnitten an, die nicht mit Licht bestrahlt wurden, und wird die Fotorezeptortrommel 1 entwickelt.

Ein Aufzeichnungsmedium 6, das in einer (nicht dargestellten) Blattzufuhreinrichtung aufgenommen ist (bei der vorliegenden Ausführungsform ist ein Fall dargestellt, in welcher ein kontinuierliches Blatt verwendet wird, das sich in Längsrichtung erstreckt), wird zu einer Position zwischen der Fotorezeptortrommel 1 und einem Übertragungsgerät 5 transportiert, durch eine (nicht dargestellte) Blatttransporteinrichtung, synchronisiert mit dem Zeitpunkt, an welchem das auf der Fotorezeptortrommel 1 ausgebildete Tonerbild die Position des Übertragungsgerätes 5 erreicht. Als Blattfördereinrichtung kann eine wohlbekannte Fördereinrichtung verwendet werden, beispielsweise eine Fördereinrichtung mit Stachelwalzen oder eine Förderrolle.

Das auf der Fotorezeptortrommel 1 vorhandene Tonerbild wird an das Aufzeichnungsmedium 6 durch die Einwirkung des Übertragungsgerätes 5 angezogen, welches eine elektrische Ladung mit entgegengesetzter Polarität an das Tonerbild anlegt, und zwar an die Seite der rückwärtigen Oberfläche des Aufzeichnungsmediums 6.

Wie voranstehend geschildert, wird das Aufzeichnungsmedium 6 durch das Übertragungsgerät 5 zu einer Fixiereinrichtung 7 transportiert. Das Aufzeichnungsmedium 6, das die Fixiereinrichtung 7 erreicht hat, wird eingequetscht und transportiert, während es erwärmt und druckbeaufschlagt wird, durch einen Quetschabschnitt, der durch zwei Fixierrollen gebildet wird, welche eine Heizrolle mit einer Heizlampe (nicht dargestellt) und eine Andruckrolle umfassen, wodurch das Tonerbild geschmolzen und auf dem Aufzeichnungsmedium 6 fixiert wird.

Das Aufzeichnungsmedium 6, das von der Fixiereinrichtung 7 zugeführt wird, wird abwechselnd gefaltet und in einem Blattlieferabschnitt separiert, und dort gefaltet und gestapelt.

Nachdem die Fotorezeptortrommel 1 durch das Übertragungsgerät 5 hindurchgegangen ist, wird sie durch eine (nicht dargestellte) Reinigungseinrichtung gereinigt, wird der Zustand des Oberflächenpotentials durch eine Entladevorrichtung eingestellt, und ist die Fotorezeptortrommel 1 für die nächste Druckoperation bereit.

Tonerdichtesensoren 11, die in der Ladevorrichtung 2, der Belichtungseinrichtung 3, der Entwicklungsrolle 4a und der Entwicklungseinrichtung 4 vorgesehen sind, sind jeweils mit einer Druckdichteeinstelleinrichtung 13 und 14 über Steuerungen 8, 9, 10 und 12 verbunden.

Bei den Druckmechanismen ist der Druckmechanismus, der mit der Druckdichteeinstelleinrichtung 14 verbunden ist, der Druckmechanismus für einfarbigen Druck, bei welchem schwarzer Toner in der Entwicklungseinrichtung 4 vorhanden ist, und sind zwei Druckmechanismen, die mit der Druckdichteeinstelleinrichtung 13 verbunden sind, die Druckmechanismen für den Farbdruck, bei welchen farbige Toner, mit Ausnahme von schwarzem Toner, in die Entwicklungseinrichtung 4 eingefüllt sind.

Als Drop-out-Farbe, die für Abschnitte von Eingaberahmen oder Notizen auf Überweisungsformularen von Banken oder bei Versuchsantwortblättern verwendet werden (Markierungsblättern), wird hauptsächlich Rot, Blau und Grün eingesetzt, und daher ist bei der vorliegenden Ausführungsform der Hell- und Dunkelsteuerbereich der Druckdichte in der Druckdichteeinstelleinrichtung 13, die mit dem Druckmechanismus für Farbdruck verbunden ist, so gewählt, dass der Hell- und Dunkelsteuerbereich für die Druckdichte innerhalb des Bereiches von der Drop-out-Farbe bis zur Nicht- Drop-out-Farbe geändert werden kann.

Dann wird die Druckdichte durch ein Verfahren geändert, wie es in den Fig. 2 bis 4 gezeigt ist, so dass der Drop-out- Farbdruck und der normale Farbdruck ohne Drop-out durch die Druckdichteeinstelleinrichtung 13 für Farbdruck oder die Druckdichteeinstelleinrichtung 14 für schwarzen Druck durchgeführt werden können.

Fig. 2 erläutert die Beziehung zwischen der Entwicklungsvorspannung, die an die Entwicklungsrolle angelegt wird, und der Druckdichte. Wenn ein Vollfarbdruck etwa eines Fotos oder ein Farbdruck zur Erzielung eines bestimmten visuellen Defekts durchgeführt wird, ist es erforderlich, dass die Entwicklungsvorspannung nicht kleiner als 300 V ist (vorzugsweise etwa 400 V), wodurch eine Druckdichte von 1,0 D bis 1,4 D sichergestellt werden kann. Wenn jedoch ein OCR-Auftrag durchgeführt wird (OCR: Optical Character Recognition, also optische Zeichenerkennung), wird der Druck unter solchen Bedingungen durchgeführt, dass die Entwicklungsvorspannung auf einen Wert von nicht mehr als 200 V (vorzugsweise etwa 100 V) eingestellt wird, um die Druckdichte auf einen Wert von nicht mehr als 0,7 D herunterzudrücken. In diesem Fall tritt manchmal der Nachteil auf, wenn der Änderungsbereich der an die Entwicklungseinrichtung angelegten Entwicklungsvorspannung groß ist, dass überschüssiger Toner an einem Bereich anhaftet, der zum Zeitpunkt des Drucks ein Hintergrundbereich ist, oder dann, wenn der Entwickler ein Zweikomponentenentwickler ist, der Träger des Entwicklers an der Oberfläche der Fotorezeptortrommel anhaftet, und daher ist es erforderlich, dass das Ladepotential V₀ der Fotorezeptortrommel synchron zur Entwicklungsvorspannung V_B geändert werden kann. Vorzugsweise wird, wenn die Entwicklungsvorspannung auf 400 V eingestellt ist, das Ladepotential (Oberflächenpotential) so gesteuert, dass es etwa 700 V beträgt, wogegen dann, wenn die Entwicklungsvorspannung 200 V beträgt, das Ladepotential auf etwa 500 V gesteuert wird.

Fig. 3 erläutert die Beziehung zwischen der Tonerdichte (die das Mischungsverhältnis des Toners und des Trägers darstellt) und der Druckdichte. Wenn ein Druck ohne Drop-out-Farbe durchgeführt wird, so ist es vorzuziehen, dass die Tonerdichte in der Entwicklungseinrichtung auf 3 bis 4% eingestellt wird, wogegen dann, wenn der Drop-out-Farbdruck durchgeführt wird, es vorzuziehen ist, die Tonerdichte in der Entwicklungseinrichtung auf 2 bis 3% einzustellen.

Fig. 4 erläutert die Beziehung zwischen der Belichtungsintensität der Belichtungseinrichtung und der Druckdichte. Wenn ein Farbdruck ohne Drop-out durchgeführt wird, ist es vorzuziehen, die Belichtung auf das 3- bis 4-Fache der Belichtung einzustellen, durch welche das Potential der Fotorezeptoroberfläche auf die Hälfte verringert wird, und wenn der Drop-out-Farbdruck durchgeführt wird, ist es vorzuziehen, dass die Belichtung auf etwa das 1,5- bis 2,5-Fache eingestellt wird.

Der Drop-out-Farbdruck kann dadurch durchgeführt werden, dass eine Steuerung einer der folgenden Größen erfolgt: Entwicklungsvorspannung, Oberflächenpotential, Tonerdichte und Belichtung. Der Drop-out-Farbdruck kann auch so durchgeführt werden, dass eine Kombination einiger dieser Größen erfolgt, oder sämtlicher Größen.

Da bei der Druckeinrichtung mit dem voranstehend geschilderten Aufbau der Druck der Eingaberahmen oder der Notizen mit einer Drop-out-Farbe sowie der Druck der normalen Zeichen oder Bilder ohne Drop-out in Farbe von einer Druckeinrichtung durchgeführt werden können, ist es nicht erforderlich, den Abschnitt in der Drop-out-Farbe von externen Herstellern zu beziehen, und lassen sich einfach Drucke mit der Drop-out-Farbe erhalten.

Wie voranstehend geschildert, kann gemäß der vorliegenden Erfindung eine elektrofotografische Druckeinrichtung zur Verfügung gestellt werden, bei welcher die Hell- und Dunkeleinstellung der Druckdichte in einem breiten Bereich durchgeführt werden können, und welche auch dazu fähig ist, einen Drop-out-Farbdruck durchzuführen.

Claims (5)

1. Elektrofotografische Druckeinrichtung, welche aufweist:
einen Fotorezeptor;
eine Ladevorrichtung zum Aufladen des Fotorezeptors auf ein vorbestimmtes Ladepotential |V₀|;
eine Belichtungseinheit zum Belichten des aufgeladenen Fotorezeptors und zur Aufzeichnung, auf dem Fotorezeptor, eines latenten elektrostatischen Bildes, welches ein Potential |V_R| eines Abschnitts eines latenten elektrostatischen Bildes aufweist, das niedriger ist als das Ladepotential |V₀|;
eine Entwicklungseinheit, die eine Entwicklungsrolle aufweist, an welche ein Entwicklungsvorspannungspotential |V_B| angelegt wird, wobei das Entwicklungsvorspannungspotential |V_B| auf einen Wert zwischen dem Ladepotential |V₀| und dem Potential |V_R| des Abschnitts mit dem latenten elektrostatischen Bild eingestellt ist, und die Entwicklungseinheit dazu dient, einen Pulverfarbtoner, der auf der Entwicklungsrolle vorgesehen ist, an einen Abschnitt des Ladepotentials auf dem Fotorezeptor anzulegen, wenn das Entwicklungsverfahren ein normales Entwicklungsverfahren ist, dagegen an einen Abschnitt des Abschnitts mit dem latenten elektrostatischen Bild auf dem Fotorezeptor, wenn das Entwicklungsverfahren ein Umkehrentwicklungsverfahren ist, um ein Tonerbild auf dem Fotorezeptor auszubilden; und
eine Druckdichtesteuerung zur Änderung der Druckdichte innerhalb des Bereiches von einer Drop-out-Farbe zu einer Nicht-Drop-out-Farbe.

2. Elektrofotografische Druckeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckdichtesteuerung das Entwicklungsvorspannungspotential |V_B| entsprechend der Druckdichte auf einen frei wählbaren Wert zwischen dem Ladepotential |V₀| und dem Potential |V_R| des Abschnitts mit dem latenten elektrostatischen Bild ändert.

3. Elektrofotografische Druckeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckdichtesteuerung das Ladepotential |V₀| proportional zur Änderung der Entwicklungsvorspannung |V_B| ändert.

4. Elektrofotografische Druckeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckdichtesteuerung die Belichtungsintensität der Belichtungseinheit ändert.

5. Elektrofotografische Druckeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
die Entwicklungseinheit einen Entwickler verwendet, der den Pulverfarbtoner und einen Träger aufweist, der reibungselektrisch mit dem Pulverfarbtoner aufgeladen ist;
die Druckdichtesteuerung das Mischungsverhältnis zwischen Pulverfarbtoner und Träger einstellt.