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Diese
Erfindung bezieht sich auf elektrophotographische (EP) Drucker und
Kopierer und insbesondere auf ein Verfahren und eine Vorrichtung
zum Beseitigen von Störauswirkungen
oder sogenannten Geisterauswirkungen auf gedruckten Seiten, die
von elektrophotographischen Druckern und Kopierern ausgegeben werden.
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Das
stark kostenempfindliche Wesen des Marktes für elektrophotographische Drucker
und Kopierer erfordert es, daß Entwurfskompromisse
eingegangen werden, um ein spezifiziertes Produktverhalten innerhalb
eines vorbestimmten Preisbereichs zu erreichen. Bei elektrophotographischen
Vorrichtungen werden wesentliche Anstrengungen unternommen, um das
Verhalten des Lasers, der das Bild auf dem Photoleiter erzeugt,
an die Reaktionscharakteristika des Photoleiters anzupassen. Der
Photoleiter wiederum wird entworfen, um einen spezifizierten Photoempfindlichkeitspegel
gemäß den benötigten Bildtransport-
und Übertragungs-Charakteristika
zu zeigen. Der resultierende Entwurf schafft unter bestimmten Umständen eine
elektrophotographische Vorrichtung, die einen Mangel an Ansprechempfindlichkeit
während
des Hochfahrens und bei weiteren vorübergehenden Betriebsbedingungen
zeigt. Die elektrophotographischen Vorrichtungen können insbesondere
eine Verhaltensverschlechterung während einer Zeitspanne zeigen,
die benötigt
wird, damit die Komponenten derselben Dauerzustands-Betriebsbedingungen
erreichen. Ein derartiger Umstand wird bezugnehmend auf die 1 und 2 beschrieben.
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1 stellt
einen elektrophotographischen Drucker dar, der eine Trommel 10 mit
einer mehrschichtigen, organischen Photoleiter-Schicht 12 (OPC-Schicht;
OPC = Organic Photoconductor) aufweist, die auf der Trommel angeordnet
ist. Eine Ladungswalze 14 legt eine negative Löschspannung (z.B. –600 Volt)
an den OPC 12 an, während
er unter derselben vorbeibewegt wird. Die Fähigkeit der Ladungswalze 14,
eine gleichmäßige Löschspannung an
den OPC 12 anzulegen, hängt
direkt sowohl von der Zeit ab, die der OPC 12 benötigt, um
auf die angelegte Ladungsspannung anzusprechen, als auch von der
Rotationsgeschwindigkeit der Trommel 10. Da die Rotationsgeschwindigkeit
der Trommel so hoch wie möglich
gehalten werden muß,
um einen gewünschten
Pegel an ausgegebenen Seiten sicherzustellen, und da die Empfindlichkeit
des OPC 12 ferner direkt mit den Kosten desselben zusammenhängt, müssen die
wechselwirkenden Phänomene sorgfältig angepaßt werden,
um einen vollständigen Ladungszustand
von –600
V für den
OPC 12 sicherzustellen, wenn derselbe unter der Ladungswalze 14 hervorkommt.
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Nachdem
der OPC 12 aus dem Kontakt mit der Ladungswalze 14 herausläuft, wird
er durch einen Laserstrahl 15 eines Lasers 16 unter
der Steuerung einer Steuerung 18 mit einem Bild versehen.
Da die Energieverteilung über
den Laserstrahl 15 eine Gauß'sche Form zeigt, ist die Einwirkung
des Laserstrahls 15 auf die Pixelbereiche des OPC 12 an
Pixelbereichsgrenzen geringer als in den zentraleren Regionen der
Pixelbereiche.
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Der
Bild-Ladungszustand auf dem OPC 12 gelangt dann zu einer
Entwicklungswalze 20, bei der das Bild durch das Aufbringen
von Toner aus einem Tonermagazin 22 (in 1 gestrichelt
gezeigt) entwickelt wird. Da Haftladungen (die noch als Ergebnis
einer unvollständigen
Lösch/Ladeaktion
auf dem OPC 12 vorhanden sind) an den Pixel-Randbereichen durch
den Laserstrahl weniger beeinflußt werden, offenbaren sich
Haftladungen zum Entwicklungszeitpunkt derart, daß eine ungleichmäßige Tonerbelegung
auf der Oberfläche
des OPC 12 gemäß dem Muster
der Haftladungen bewirkt wird. Die ungleichmäßige Tonerbelegung wird sichtbar
gemacht, wenn eine Seite zwischen einer Transportwalze 28 und
der Trommel 10 hindurchläuft und dabei das Toner-Bild von
der Oberfläche
des OPC 12 empfängt.
Der Umfang der Trommel 10 ist ein solcher, daß drei oder mehr
Umdrehungen notwendig sind, um eine gesamte Seite 26 abzubilden,
wodurch die Auswirkungen der ungleichmäßigen Tonerbelegung als ein
sich wiederholendes Muster entlang der Seite erscheinen.
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In 2 kann
die Auswirkung der Haftladungen auf einem beispielhaften Drucktestdiagramm
gesehen werden. Ein Paar schwarze Balken 30 und 32 werden
auf das obere Ende des Drucktestdiagramms gedruckt, gefolgt von
einem breiteren Graustufenbalken 34. Haftladungen, die
das Ergebnis einer unvollständigen
Löschung
und der Unfähigkeit
des Laserstrahls 15 sind, die Auswirkung der Haftladungen
an den Pixelrandbereichen komplett zu unterdrücken, haben ein Störbild oder
sogenanntes Geisterbild der Balken 30 und 32 zur
Folge, das bei dem Bezugszeichen 36 nach einer nachfolgenden
Umdrehung der Trommel 10 erscheint.
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Während das
Störbildproblem,
das in 2 gezeigt und im vorhergehenden beschrieben worden ist, überwunden
werden kann, indem die Empfindlichkeit des OPC 12 erhöht wird,
indem die Rotationsgeschwindigkeit der Trommel 10 verringert
wird, oder indem die Leistung des Laserstrahls 24 erhöht wird, würde jede
dieser Lösungen
entweder die Kosten des elektrophotographischen Druckers erhöhen oder die
Seitenausgabekapazität
desselben beeinträchtigen.
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Die
DE 3641597 C2 betrifft
ein elektrophotographisches Kopierverfahren mit einem Vorbereitungszyklus
zur Ladungsbeseitigung. Dieses elektrophotographische Kopierverfahren
verwendet einen Vorbereitungszyklus unmittelbar vor jedem Kopierzyklus
mit einem gegenüber
dem Kopierzyklus erhöhten
Umdrehungsgeschwindigkeit des Photorezeptors. Vor der Bildung eines
Bildes auf der Photorezeptortrommel wird diese in Drehung versetzt,
wobei während
des Vorbereitungszyklus allein sogenannte Ladungsbeseitigungslampen
arbeiten und die Photorezeptortrommel mehrere Male gedreht wird,
so daß sich
das aufgeladene Potential der Rezeptortrommel stabilisiert und eine
Verschlechterung der Eigenschaft des Photorezeptors vermieden wird.
Anders ausgedrückt
umfaßt
der eben erwähnte
Vorbereitungszyklus das gegenüber
des normalen Kopiervorgangs schnellere Drehen der Trommel und das
Beseitigen von auf der Trommel vorhandenen Ladungen mittels der
Lampen. Nach der Ausführung
des Vorbereitungszyklus stellt sich somit eine Situation ein, in
der sämtliche
Ladungen von der Photorezeptortrommel entladen sind.
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Die
DE 265613 B2 bezieht
sich auf ein Verfahren zum Betreiben einer elektrophotographischen Vorrichtung,
die einen Vorbereitungszyklus verwendet, um einen Photoleiter vorzubereiten,
der auf einer Trommel vorgesehen ist. Dabei ist dieser Photoleiter jedoch
um die Trommel herumgewickelt, wobei der Photoleiter derart angeordnet
ist, daß nach
einer vorbestimmten Anzahl von Kopien derjenige Abschnitt des Photoleiters,
der auf der Manteloberfläche
der Trommel angeordnet ist, in das Innere der Trommel bewegt wird,
und ein neuer Abschnitt des Photoleiters um die Trommel gewickelt
wird. Nach dem Ersetzen dieses "alten" Photoleiters durch
einen unbenutzten Leiter werden einige Vorbereitungsoperationen
ohne das Ausführen
tatsächlicher
Kopieroperationen durchgeführt,
um sicherzustellen, daß der
neu angeordnete Photoleiter in einem geeigneten Zustand für nachfolgende
Kopieroperationen ist.
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Die
DE-2643872 A1 und die DE-3048141 A1 beziehen sich beide auf elektrophotographische
Kopiervorrichtungen. Dabei bezieht sich die DE-2643872 A1 insbesondere
auf eine Kopier-/Druckvorrichtung, bei der im Kopierbetrieb Randbereiche
außerhalb
einer zu beschreibenden photoleitfähigen Oberfläche mittels
einer abtastenden Laservorrichtung entladen bzw, gelöscht werden.
Die DE-3048141 A1 bezieht sich auf eine Ladevorrichtung für eine elektrophotographische
Kopier vorrichtung, bei der mehrere Kontaktelemente mit dem photoleitfähigen Medium
in Berührung
gehalten werden, um bei Anlegen von verschiedenen Spannungen von
einer Stromquelle an diese Elemente eine ständig gleichbleibende und gleichmäßige Aufladung
zu gewährleisten.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, ein Verfahren
und eine Vorrichtung zum Vorbereiten einer elektrophotographischen
Vorrichtung zu schaffen, bei denen unmittelbar nach Beendigung eines
Vorbereitungszyklusses die Aufzeichnung eines Bildes auf der photoleitfähigen Oberfläche der
elektrophotographischen Vorrichtung möglich ist.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 und eine Vorrichtung
gemäß Anspruch
3 gelöst.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist Gegenstand von
Anspruch 2.
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Ein
Verfahren zum Reduzieren von Störbildern
bei einem elektrophotographischen Drucker beginnt am Anfang eines
Druckauftrags, indem alle Bildbereiche eines OPC in dem elektrophotographischen
Drucker für
mindestens eine ganze Umdrehung des OPC belichtet werden. Eine Entwicklungsaktion
wird während
der ganzen Umdrehung verhindert. Der belichtete OPC wird dann als
Vorbereitung zur Durchführung
eines Druckauftrags durch eine Kontaktierwalze gleichmäßig geladen
(d.h. gelöscht). Die
anfängliche
Belichtung aller Bildbereiche ermöglicht ein sogenanntes "Trainieren" des OPC, wobei die
Ladungszustände,
die auf dem OPC vorhanden sind, mit einer ausreichenden Beweglichkeit
versehen werden, damit das Haftladungsphänomen überwunden wird.
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Ein
bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend bezugnehmend auf die
beiliegenden Zeichnungen näher
erläutert.
Es zeigen:
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1 eine
schematische Ansicht eines elektrophotographischen Druckers, bei
dem eine OPC-beschichtete Trommel verwendet wird; und
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2 ein
Drucktestdiagramm, das die Störauswirkung
zeigt, die als Ergebnis der Haftladungen auf der OPC-Schicht von 1 auftritt.
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Wieder
bezugnehmend auf 1 wurde herausgefunden, daß die im
vorhergenden beschriebene Störauswirkung
am Beginn eines Druckauftrags und nicht danach auftritt. Tatsächlich scheint
es, daß bestimmte
der vorher belichteten Pixelbereiche in ihren Umgebungen Ladungszustände bei
einem Pegel von –100
Volt (was belichtete Pixelbereiche anzeigt) behalten, wenn die Ladungswalze 14 eine
Vorspannung von –600
Volt an den OPC 12 anlegt. Wenn der Laserstrahl 15 daraufhin
die Oberfläche
des OPC 12 wieder belichtet, werden besonders bei einem
Graustufen-Bild die Ränder
der belichteten Pixel nicht auf den vollen Bild-Ladungszustand von –100 Volt
gebracht, sondern auf eine etwas niedrigere Spannung (z.B. –400 Volt).
Somit nehmen die Pixelränder
bei –400
Volt an der Entwicklungswalze 20 in einem Muster keinen
Toner auf, das den Haftladungen entspricht, die von einem vorhergehenden
Bild zurückgeblieben
sind. Die Störauswirkung
ist am besten sichtbar, wenn auf ein dunkles, schwarzes Bild auf
einer Seite ein Graustufenbild folgt, und besonders dann, wenn das
Graustufenbild ein helles Graustufenbild ist (wenn sich beispielsweise
25% der Pixel in dem EIN-Zustand befinden).
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Es
wurde herausgefunden, daß die
eingefangenen Elektronen von den Verunreinigungen befreit werden,
wenn die Temperatur der elektrophotographischen Druckervorrichtung
ansteigt und der OPC über
eine Mehrzahl von Belichtungen "trainiert" worden ist, wodurch
sich die Ansprechzeit des OPC 12 beim Aufnehmen und Abweisen
von Ladungszuständen
verbessert.
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Das
oben beschriebene Störproblem
kann im wesentlichen, wenn nicht sogar vollständig, beseitigt werden, wenn
der OPC 12 vor dem Beginn eines Druckauftrags "trainiert" wird. Wenn die Steuerung daher
einen Druckauftrag von einem steuernden Hauptprozessor (nicht gezeigt)
erhält,
schaltet die Steuerung 18 vor dem Beginn des Druckauftrags eine
Stromversorgung 40 ab, um eine beliebige Entwicklungsaktion
durch die Entwicklungswalze 20 zu verhindern. Die Steuerung 18 bewirkt
dann, daß sich die
Trommel 10 mindestens eine ganze Umdrehung dreht, während der
Laser 24 alle Pixelbereiche auf dem OPC 12 abtastet,
um zu bewirken, daß dieselben
alle in den EIN-Zustand "beschrieben" werden. Da die Entwicklungswalze 20 abgeschaltet
wurde, wird kein Toner aufgebracht. Die vollständig beschriebene Oberfläche des
OPC 12 läuft
dann unter die Ladungswalze 14, durch die ein gleichmäßiger Lösch-Ladungszustand
aufgebracht wird.
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Der
OPC 12 wird jetzt darauf vorbereitet, gemäß dem ankommenden
Druckauftrag bildmäßig belichtet
zu werden. Es wurde herausgefunden, daß das anfängliche Trainieren des OPC 12 vor
dem Beginn eines Druckauftrags die oben beschriebene Störauswirkung
beseitigt. Das anfängliche
Belichten/Löschen
des OPC 12 während
der vollen Umdrehung der Trommel 10 trainiert den OPC 12 ausreichend,
um das Auftreten von Haftladungen bei darauffolgenden Umdrehungen
im wesentlichen zu verhindern.