DE3300696A1

DE3300696A1 - Bildaufzeichnungseinrichtung

Info

Publication number: DE3300696A1
Application number: DE19833300696
Authority: DE
Inventors: Yasushi Kawasaki Kanagawa Sato
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1982-01-12
Filing date: 1983-01-11
Publication date: 1983-07-21
Also published as: US4563081A; DE3300696C2

Description

BildaufZeichnungseinrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Bildaufzeichnungseinrichtung wie ein Kopiergerät oder einen Laserstrahldrucker und insbesondere auf eine Bildaufzeichnungseinrichtung, bei der die Bildaufzeichnungsbedingungen steuerbar sind.

Die Bilderzeugung in einer elektrofotografischen Bildaufzeichnungseinrichtung wie einem Kopiergerät oder einem Laserstrahldrucker wird allgemein dadurch erzielt, daß ein fotoempfindliches Material durch Koronaentladung
gleichförmig elektrostatisch geladen wird, das fotoempfindliche Material bildweise belichtet wird, um ein Ladungsbild zu bilden, das aus einem einem Vorlagenbildmuster entsprechenden Ladungsmuster zusammengesetzt ist, und das Ladungsbild durch Ablagerung von üblicherweise als Toner bezeichneten! Entwickler sichtbar gemacht wird.

Ein derartiges Ladungsbild kann auf verschiedenerlei Weise erzeugt werden, wie beispielsweise dadurch, daß das fotoempfindliche Material gleichförmig geladen wird, wonach

A/22

Dresdner Bank (München) Kto. 3 939 844

Bayer Vereinsbank (München) KIo. 508 Ü41

Posischeck (München) KIo. 670-43-804

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eine Belichtung mit dem Bildlicht erfolgt, oder dadurch, daß das fotoempfindliche Material gleichförmig geladen wird, danach zugleich mit einer WechseIstrom-Ladung oder einer Gleichstrom-Ladung in der zur ersten Ladung entgegengesetzten Polarität eine Belichtung mit dem Bildlicht vorgenommen wird und über der ganzen Oberfläche eine Totalbelichtung erfolgt.

Ferner kann das Entwickeln des Bilds in den sichtbaren Zustand nach einer sogenannten Ladungsbildübertragung vorgenommen werden, bei der das auf dem fotoempfindlichen Material erzeugte Ladungsbild auf einen weiteren Ladungsbildträger übertragen wird.

Bei jedem der vorangehend genannten Vorgänge muß das Ladungsbild auf einem geeigneten Potential gehalten werden, um die Anpassung an die Bildentwicklung zu erreichen.

Falls das Ladungsbild nicht innerhalb eines bestimmten Bereichs für die Bildentwicklung nach einer bestimmten Bedingung gehalten wird, können sich eine ungleichmäßige Bilddichte und eine Hintergrundschwärzung bzw. Schleierbildung ergeben.

Das Einhalten einer konstanten Bedingung wie beispielsweise eines konstanten Potentials im Ladungsbild kann beispielsweise (1) durch die sich entsprechend der Temperatur und der Feuchtigkeit verändernden Bedingungen der Koronaentladung _f (2) durch die Abhängigkeit der Eigenschaften der fotoempfindlichen Trommel bzw. des fotoempfindlichen Materials von der Temperatur und der Feuchtigkeit und (3) durch Abweichungen zwischen verschiedenen fotoempfindlichen Trommeln bzw. Materialien behindert sein.

Zum Vermeiden von Einwirkungen der vorangehend genannten

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Faktoren wurde schon eine elektrofotografische Aufzeichnungseinrichtung vorgeschlagen, bei der das Potential eines Dunkelbereichs oder eines Hellbereichs auf dem fotoempfindlichen Material mittels eines Potentialmeßfühlers erfaßt wird und die Hochspannung für die Koronaentladung so gesteuert wird, daß das erfaßte Potential auf ein erwünschtes Sollpotential gebracht wird; diese Einrichtung wurde als schon in einem gewissen Ausmaß leistungsfähig befunden.

Bei dem herkömmlichen Potentialsteuerverfahren kann jedoch, obzwar die anfängliche Bildqualität zufriedenstellend sein kann, die Bildqualität während eines fortlaufenden Aufzeichnungsvorgangs nicht auf dem Anfangswert gehalten werden, da sich das Potential von dem Anfangswert weg verschiebt.

Beispielsweise besteht eine allgemeine Tendenz, daß das Potential eines fotoempfindlichen Materials nach wiederholten Koronaentladungen selbst dann allmählich höher oder niedriger wird, wenn die Bedingungen für die Koronaentladung gleich gehalten werden; diese Tendenz ist insbesondere dann ausgeprägt, wenn die Bildaufzeichnung vorgenommen wird, nachdem das Gerät für eine längere Zeitdauer außer Betrieb gesetzt war.

Falls diese Tendenz durch das fotoempfindliche Material selbst hervorgerufen wird, nämlich beispielsweise durch die Ladungshysterese des Materials, kann die Tendenz durch eine geeignete Wahl der Materialien und der Herstellungsvorgänge für das fotoempfindliche Material aufgehoben werden, jedoch ist die hierauf gerichtete Entwicklungsarbeit nicht nur zeitraubend, sondern auch kostspielig, was unvermeidbar zu hohen Kosten des fotoempfindlichen Materials führt.

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Falls ferner das Potential von der Temperatur und der Feuchtigkeit beeinflußt wird, kann von der Potentialsteuerung vor dem Beginn des Aufzeichnungsvorgangs keine durchgehend gleichmäßige Bildqualität erwartet werden. 5

Die Mangel der herkömmlichen Verfahren werden anhand der Fig. IA und IB der Zeichnung veranschaulicht, die die zeitliche Änderung eines Dunkelpotentials in dem Fall zeigen, daß das Ladungsbild in einem belichteten Bereich erzeugt werden soll.

Die Fig. IA zeigt den Fall, daß das Dunkelpotential im Ablauf eines fortgesetzten Aufzeichnungsvorgangs allmählich ansteigt.

In diesem Fall übersteigt im Ablauf eines fortgesetzten Aufzeichnungsvorgangs das Dunkelpotential schließlich selbst dann ein oberes Grenzpotential V _, wenn ein Anfangs-Dunkelpotential V,. auf einen optimalen Wert eingestellt ist.

Ferner zeigt die Fig. Ib einen Fall, bei dem das Potential allmählich abnimmt und schließlich niedriger als ein unteres Grenzpotential V , wird.

Das obere Grenzpotential· V , und das untere Grenzpotential V,, sind durch die Anpassung zwischen der Entwicklungsvorrichtung und dem Bildpctential bestimmt. Falls beispielsweise das Hellpotential ein kleineres negatives Potential als das Dunkelpotential ist und der Entwickler ein sogenannter Zweikomponentenentwickler aus Trägerteilchen wie Eisenpulver und Tonerteilchen aus Kohlenstoff und Harzmaterial ist, entspricht V , einem Grenzpotential, bei dem keine Trägerablagerung hervorgerufen wird, und V₁-, einem Grenzpotential, bei dem keine Tonerablagerung im Hintergrundbereich hervorgerufen wird.

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Infolgedessen kann bei einem fortlaufenden Aufzeichnungsvorgang eine zufriedenstellende Bildqualität im Falle gemäß Fig. IA nur bis zu einem Zeitpunkt t.. und im Falle gemäß Fig. IB nur bis zu einem Zeitpunkt t_? erzielt werden.

Zum Vermeiden dieser Unzulänglichkeiten ist während des Ablaufs eines fortlaufenden Aufzeichnungsvorgangs eine Potenzialsteuerung unerläßlich.

Im Falle intermittierender Bilderzeugungsvorgänge kann zum ständigen Aufrechterhalten eines geeigneten Potentials die Potentialsteuerung für ein jedes Einzelbild vorgenommen werden, jedoch wird durch dieses Vorgehen unvermeidbar der Durchsatz des Geräts vermindert.

Da für die neuesten elektrofotografischen Kopiergeräte und Rechnerausgabe-Endgeräte eine höhere Arbeitsgeschwindigkeit erforderlich ist, wird es zunehmend dringlicher, eine gleichmäßige Bildqualität ohne Beeinträchtigung des Durchsatzes der Aufzeichnungseinrichtung zu erhalten.

Falls eine Tendenz der Potentialverschiebung des fotoempfindlichen Materials fortlaufend voraussagbar ist, kann entsprechend dieser Tendenz die Hochspannung für die Koronaentladung geregelt werden, jedoch ändert sich in der Praxis diese Tendenz in Abhängigkeit von dem Herstellungsposten der fotoempfindlichen Materialien und den Umgebungsbedingungen .

In Anbetracht dessen liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Bildaufzeichnungseinrichtung zu schaffen, die eine fortlaufend gleichmäßige Bildaufzeichnung ohne Verschlechterung der Durchsatzleistung der Einrichtung ermöglicht.

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Ferner soll mit der Erfindung eine Bildaufzeichnungseinrichtung geschaffen werden, bei der im Ablauf eines fortlaufenden Aufzeichnungsvorgangs Bildaufzeichnungsbedingungen eines Aufzeichnungsmaterials erfaßbar sind und eine Bildaufzeichnungsvorrichtung auf eine bestimmte Bildaufzeichnungsbedingung steuerbar ist.

Weiterhin soll bei der erfindungsgemäßen Bildaufzeichnungseinrichtung erfaßbar sein, daß die Bildaufzeichnungsbedingung nicht einem Sollzustand entspricht, und die Bildaufzeichnungsvorrichtung derart steuerbar sein, daß sich die Bildaufzeichnungsbedingung an den Sollzustand annähert.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

Fig. IA und IB sind Diagramme, die zeitabhängige Änderungen des Oberflächenpotentials eines fotoemp

findlichen Materials im Ablauf eines fortlaufenden Aufzeichnungsvorgangs zeigen.

Fig. 2 ist eine schematische Ansicht eines Laserstrahldruckers als Ausführungsbeispiel der Bildauf

zeichnungseinrichtung .

Fig. 3 ist ein Blockschaltbild einer Steuereinheit für

den Laserstrahldrucker.
30

Fig. 4 ist eine schematische Ansicht, die Bildbereiche und bildfreie Bereiche auf einem Faltstapelpapier zeigt.

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Fig. 5 bis 7 sind Ablaufdiagramme von Steuerungen bei Ausführungsbeispielen der Bilderzeugungseinrichtungen .

Fig. 8 ist ein Diagramm, das die zeitabhängige Änderung eines gemäß den Ausführungsbeispielen der Bilderzeugungseinrichtung gesteuerten Oberflächenpotentials zeigt.

Die Fig. 2 zeigt als AusfUhrungsbeispiel der Bilderzeugungseinrichtung schematisch einen Laserstrahldrucker, bei dem von einer nicht gezeigten Lasereinheit abgegebene Laserstrahlen 1 mit einem nicht gezeigten Modulator zugeführten Eingangssignalen moduliert werden, dann mittels eines Polygonaldrehspiegels 2 in eine Überstreichungsbewegung versetzt werden und über eine Abbildungslinse 4 auf einem fotoempfindlichen Material 3 fokussiert werden, wodurch dieses mit Bildlicht belachtet wird.

Zum gleichen Zweck können natürlich die Laserstrahlen durch irgendeine andere geeignete Vorrichtung wie eine Kathodenstrahlröhre, eine Plasmaanzeigevorrichtung oder eine Leuchtdiodenanordnung ersetzt werden.

Bekanntermaßen ist das fotoempfindliche Material 3 im wesentlichen aus einem leitenden Substrat, einer fotoleitfähigen Schicht und einer Isolierschicht gebildet; das Material wird zuerst mittels eines Primär-Koronaladers 5 gleichförmig geladen, dann zugleich mit einer Wechselstrom-Koronaentladung aus einem Sekundär-Koronalader 6 bildweise beuchet und schließlich mittels einer Totalbelichtungslampe 7 gleichförmig belichtet, wodurch auf dem fotoempfindlichen Material ein elektrostatisches Ladungsbild erzeugt wird, das dem Vcrlagenbildlicht entspricht.

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Dieses Ladungsbild wird in einer Entwicklungsstation 8 zu einem Tonerbild entwickelt.

Das Tonerbild kann entweder in einem Hellbereich, der belichtet ist, oder in einem Dunkelbereich erzeugt werden, der nicht belichtet wird.

Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist angenommen, daß die Bilderzeugung nach dem erstgenannten Verfahren erfolgt.

Das auf·diese Weise erzeugte Tonerbild wird mittels eines durch einen Übertragungs-Koronalader 14 erzeugten elektrischen Felds auf ein zickzackförmig gefaltetes Blatt bzw. Faltstapelpapier 13 übertragen, das mittels Zugvorrichtungen 9 und 10 entlang von Transportführungen 11 bzw. 12 transportiert wird; das auf diese Weise übertragene Tonerbild wird in einer Fixierstation 15 an dem Faltstapelpapier 13 fixiert und aus dem Gerät ausgegeben.

Andererseits wird das fotoempfindliche Material 3, das die Bildübertragungsstation durchlaufen hat, in einer Reinigungsstation 16 gereinigt, um zurückgebliebenen Entwickler zu beseitigen, und dann mittels einer Lampe 17 einer gleichförmigen Belichtung sowie mittels eines Gleichstrom-Koronaentladers 18 einer Entladung unterzogen, wodurch die zurückgebliebene Ladung beseitigt wird und das fotoempfindliche Material für den nächsten Abbildungszyklus vorbereitet wird.

Vor Beginn eines Aufzeichnungsvorgangs führt das fotoempfindliche Material 3 eine Vordrehung zum Normalisieren der Bildaufzeichnungsbedingungen aus, während der mittels Laserstrahlen ein Dunkelbereich und ein Hellbereich erzeugt werden _und _dx_e entsprechenden Potentiale mittels

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eines PotentialmeßfUhlers 19 gemessen werden. Die anfänglich dem Primär- und dem Sekundär-Koronalader zugeführten Spannungen werden entsprechend den auf diese Weise gemessenen Potentialen festgelegt.
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Die Fig. 3 ist ein Blockschaltbild eines Systems zum Steuern der Hochspannungen für die Erzeugung der Koronaentladungen, bei dem das mittels des Potentialmeßfühlers 19 gemessene Potential des fotoempfindlichen Materials mit einem Verstärker 20 verstärkt wird, danach mittels eines Analog-Digital-Wandlers 21 in digitale Signale umgesetzt wird, und einer Zentraleinheit (CPU) 22 zugeführt wird, die im wesentlichen aus einem bekannten Einzelbaustein-Mikrocomputer gebildet ist, der Festspeicher, Arbeitsspeicher usw. enthält.

Die Zentraleinheit 22 vergleicht das Potential des Helloder Dunkelbereichs des fotoempfindlichen Materials 3 mit einem in einem Speicher 27 gespeicherten Bezugswert, berechnet zum Erzielen eines geeigneten Oberflächenpotentials entsprechend einem vorbestimmten Algorithmus eine
dem Primär-Koronalader 5 zuzuführende Primär-Hochspannung sowie eine dem Sekundär-Koronalader 6 zuzuführende Sekundär-Hochspannung und führt entsprechende Signale Digital-Analog-Wandlern 23 bzw. 24 zu.

Auf diese Weise werden über die Digital-Analog-Wandler 23 bzw. 24 sowie Primär- und Sekundär-Hochspannungsquellen 25 bzw. 26 die Primär- und die Sekundär-Hochspannung zugeführt, wodurch der Primär- bzw. der Sekundär-Koronalader 5 bzw. 6 die auf diese Weise korrigierte Hochspannung erhält.

Das auf dem fotoempfindlichen Material mittels dieser derart korrigierten Hochspannungen erzeugte Oberflächen-

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potential wird erneut mittels des Potentialmeßfühlers 19 gemessen und der Aufzeichnungsvorgang erst begonnen, nachdem bestätigt ist, daß das Oberflächenpotential einen geeigneten Wert erreicht hat.

Bei einem Aufzeichnungsgerät zum Drucken auf ein zickzackförmig gefaltetes Blatt bzw. Faltstapelpapier gemäß der Darstellung des Ausführungsbeispiels wird der Aufzeichnungsvorgang üblicherweise an den Falzstellen unterbro-

IQ chen, urn eine mangelhafte Bildaufzeichnung zu verhindern, die durch eine fehlerhafte Bildübertragung hervorgerufen wird, welche auf dem Vorliegen von Perforationen an derartigen Falzstellen beruht. Die Fig. 4 zeigt ein derartiges Aufzeichnungsformular, auf dem die Bilder nur an gestrichelten Bereichen 28 erzeugt werden. Auf diese Weise bestehen auch bei einem fortlaufenden Aufzeichnungsvorgang zwischen den Einzelbildern Leerbereiche, die keine Bildmuster enthalten.

Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel werden die Hochspannungsquellen entsprechend dem an diesen Leerbereichen zwischen Einzelbildern erfaßten Oberflächenpotential des fotoempfindlichen Materials gesteuert, wodurch an dem fotoempfindlichen Material 3 ein konstantes Ladungsbildpotential aufrecht erhalten wird.

Im einzelnen wird nach Fig. 3 das während des fortlaufenden Aufzeichnungsvorgangs mittels des Potentialmeßfühlers gemessene Potential des fotoempfindlichen Materials 3 in Intervallen gespeichert, die den Leerbereichen zwischen den Einzelbildern entsprechen, und der Zentraleinheit 22 zugeführt. Diese Intervalle können entweder mittels eines mechanischen Impulsgenerators wie eines Drehungscodierers festgelegt werden, der Taktimpulse entsprechend dem Ablauf des fotoempfindlichen Materials 3 erzeugt,

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oder mittels Signalen, die von einer Steuereinheit erzeugt werden, welche die optische Bildinformation auslöst.

Falls ferner als Bezugsstelle für die Potentialmessung der Beginn einer aufzuzeichnenden Einzelbildinformation herangezogen wird, kann das Potential in dem Leerbereich zwischen den Einzelbildern dadurch gemessen werden, daß die Messung mit einer Verzögerung vorgenommen wird, die einer Zeitdauer entspricht, welche für die Drehung des fotoempfindlichen Matrerials von der Stelle der bildweisen Belichtung bis zu der Stelle des Potentialmeßfühlers erforderlich ist.

Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel, bei dem das Tonerbild auf einem Bereich erzeugt wird, der mit den Laserstrahlen belichtet wird, stellt der einen Hintergrund bildende Leerbereich zwischen den Einzelbildern ein Dunkelpotential dar. Das auf diese Weise in dem Leerbereich zwischen den Einzelbildern gemessene Dunkelpotential wird in den Speicher 27 eingespeichert.

Auf die vorstehend beschriebene Weise werden die Potentiale in den Leerbereichen zwischen den Einzelbildern in Aufeinanderfolge eingespeichert, wobei vop der Zentraleinheit 22 der Durchschnittswert der letzten fünf Messungen zum Vergleich herangezogen wird, um örtliche Schwankungen oder Störungen auf der fotoempfindlichen Trommel bzw. dem fotoempfindlichen Material zu umgehen. Dieser Durchschnittswert der Potentiale in den Leerbereichen wird mit einem Bezugspotential verglichen; wenn eine Abweichung festgestellt wird, wird mittels der Zentraleinheit 22 eine derartige Hochspannung erzeugt, daß das geeignete Oberflächenpotential herbeigeführt wird. Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wird zu diesem Zweck lediglich die Primär-Hochspannungsquelle 25 gesteuert.

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Zur Erläuterung des bei dem Ausführungsbeispiel verwendeten Algorithmus für die Oberflächenpotential-Messungen in Intervallen, die den Leerbereichen zwischen Einzelbildern entsprechen, wird nun auf das in Fig. 5 gezeigte Ablaufdiagramm Bezug genommen.

Zuerst wird bei einem Schritt Sl der Steuerungsvorgang der Zentraleinheit 22 eingeleitet und bei einem Schritt S2 ein Register für das Speichern eines Durchschnittswerts V der Oberflächenpotentiale gelöscht.

Bei einem nachfolgenden Schritt S3 wird ermittelt, ob der Aufzeichnungsvorgang abläuft. Falls dies nicht der Fall ist, wird bei einem Schritt 34 die Pctentialsteuerung beendet.

Falls der Aufzeichnungsvorgang abläuft, wird bei einem Schritt S5 ermittelt, ob der Zeitpunkt einem Leerbereich zwischen Einzelbildern entspricht; wenn dies der Fall ist, wird ein Schritt S6 ausgeführt, bei dem ein Oberflächenpotential Vs des fotoempfindlichen Materials 3 eingelesen und in einen bestimmten Bereich des Speichers 27 eingespeichert wird. Der Speicher 27 ist mit fünf Bereichen für das Speichern der Meßwerte des Oberflächenpotentials Vs versehen und speichert immer mit Hilfe einer geeigneten Adressensteuerung die fünf letzten Daten. Bei einem nachfolgenden Schritt S7 wird der Durchschnittswert V der Potentiale in den fünf Leerbereichen zwischen den Einzelbildern berechnet und in das Register eingespeichert. Dieser Durchschnittswert V wird mit einem zulässigen Grenzpotential V, . ... verglichen, das die zulässige Grenze einer Potentialsteigerung V _n-_ft darstellt, bei der keine Fleckenbildung bzw. Schwärzung durch Ablagerung von Trägerteilchen oder Tonerteilchen bei der Bildentwicklung hervorgerufen wird, und das gleich der Summe des

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anfänglich gewählten Potentials V,. zuzüglich der Potentialsteigerung V , .„, ist.

Die Messung des Oberflächenpotentials wird fortgesetzt, bis der Durchschnittswert V" der letzten fünf Oberflächenpotentiale V bei einem Schritt S8 das zulässige Grenzpotential V.. . . , erreicht, woraufhin ein Schritt S9 ausgeführt wird, bei dem eine Primär-Hochspannung E₁ um ex Volt verringert wird. Infolgedessen kommt das Oberflächenpotential dem anfänglich gewählten Potential V,. näher. Dabei wird der Wert ··* durch den Einfluß einer Änderung der Primär-Hochspannung auf das Oberflächenpotential bestimmt. Es ist anzumerken, daß das Oberflächenpotential nicht unbedingt durch eine Verringerung der Hochspannung um <x Volt auf das anfänglich gewählte Potential V,- eingeregelt werden muß, sondern der Wert c* so gewählt werden kann, daß das Oberflächenpotential in den zulässigen Potentialbereich V ,.» versetzt wird.

Die Fig. 5 zeigt ein Programm zum Messen des Hintergrundpotentials unter Synchronisierung mit den Leerbereichen zwischen den Einzelbildern, jedoch kann dieses Programm einen Fehler aufgrund von Meßverzögerungen ergeben, die von dem Potentialmeßfühler bzw. dem verwendeten Meßsystem abhängen. Zum Verhindern derartiger Mängel ist es möglich, die Potentialmeßfühler und die Meßsysteme auf die gleiche Ansprechzeit zu wählen oder den Zeitpunkt der Messung für ein jedes System festzulegen, jedoch ist eine derartige Lösung hinsichtlich der Kosten und der erforderlichen Arbeitsleistung nachteilig. Derartige Fehler bzw. Mangel können jedoch mittels eines in Fig. 6 gezeigten Algorithmus vermieden werden.

Bei einem Schritt Sl wird das Steuerungsprogramm der Zentraleinheit 22 eingeleitet, wonach bei einem Schritt

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S2 ein Register für das Speichern des Durchschnittswerts V der Oberflächenpotentiale gelöscht wird.

Danach wird bei einem Schritt S3 ein Zeitgeber T gelöscht, der in einem Zeitgeberbereich des Speichers 27 vorgesehen ist, wonach bei einem nachfolgenden Schritt S4 ermittelt wird, ob der Aufzeichnungsvorgang abläuft. Wenn dies nicht der Fall ist, wird bei einem Schritt S5 die Potentialsteuerung beendet.

Falls der Aufzeichnungsvorgang gerade abläuft, wird ein Schritt S6 ausgeführt, bei dem wiederholt in einem Intervall Tl das Oberflächenpotential Vs des fotoempfindlichen Materials 3 gemessen wird. Das Intervall Tl wird vorzugsweise so gewählt, daß es ausreichend kurzer als das Intervall ist, unter welchem die Leerbereiche zwischen den Einzelbildern an dem Potentialmeßfühler 19 vorbeilaufen. Das gemessene Potential Vs wird bei einem Schritt S7 in den Speicher 27 eingespeichert.

Bei einem nachfolgenden Schritt S8 wird ermittelt, ob das mit dem Intervall Tl gemessene Oberflächenpotential Vs über eine Zeitdauer T2 gemessen wurde, die größer als das Intervall zwischen den Einzelbildern ist; wenn dies der Fall ist, wird bei einem Schritt S9 ein maximaler Wert Vms des Oberflächenpotentials während dieser Zeitdauer T2 gewählt und eingespeichert. Wie schon im Vorangehenden erläutert wurde, erfolgt die Adressensteuerung des Speichers 27 in der Weise, daß nur die letzten fünf Datenwerte gespeichert werden.

Falls die Zeitdauer T2 noch nicht abgelaufen ist, kehrt das Programm nach einem Abwarten über die Intervall-Zeit Tl zu dem Schritt S4 zurück.
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Das Ableiten des Maximalwertes Vms bei dem Schritt S9 bedeutet, daß das Hintergrundpotential zwischen den Einzelbildern während der Zeitdauer T2 gemessen wird. Auf die Messung des Maximalwerts Vms des Hintergrundpotentials zwischen den Einzelbildern oder innerhalb eines Einzelbilds hin wird ein Schritt SlO ausgeführt, bei dem der Durchschnittswert V der vorangehenden mehreren Potentiale, nämlich bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel der fünf Potentiale Vms berechnet wird, die in dem Speicher 27 gespeichert sind.

Diese Berechnung wird ausgeführt, um den Fehler auf ein Mindestmaß herabzusetzen, der sich aus Störungen oder örtlichen Schwankungen an dem fotoempfindlichen Material ergibt; damit wird die Wahrscheinlichkeit einer falschen Potentialsteuerung in dem Fall verhindert, daß ein richtiges Potential fälschlich als ungeeignet ermittelt wird.

Der auf diese Weise ermittelte Durchschnittswert V wird bei einem Schritt SIl mit dem zulässigen Grenzpotential ^Vlimit verglichen.

Dieses Grenzpotential V,. . ist gleich der Summe aus dem anfänglich gewählten Potential V,. und der Potentialsteigerung V , . ~. , die zur Lieferung einer zufriedenstellenden Bildqualität zulässig ist.

Falls der Durchschnittswert V das Grenzpotential V, ·_mi·^ übersteigt, wird ein Schritt S12 ausgeführt, bei dem die Primär-Hochspannung El des Primär-Koronaladers 5 um ex
Volt herabgesetzt wird, wodurch das Oberflächenpotential dem anfänglich gewählten Potential V,. näher kommt. Auf diese Weise wird der Wert C\ durch den Einfluß einer Änderung der Primär-Hochspannung auf das Oberflächenpotential bestimmt. Es ist anzumerken, daß das Oberflächenpo-

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tential nicht unbedingt durch die Verringerung der Hochspannung um <X Volt auf das anfänglich gewählte Potential V.. geregelt werden muß, sondern der Wert <X so gewählt werden kann, daß das Oberflächenpotential in den zulässigen Potentialbereich V , . _ versetzt wird. D.h., es gilt auch in diesem Fall die im Zusammenhang mit der Fig. 5 ausgeführte Erläuterung hinsichtlich des Werts Cx . Auf diese Weise ist es möglich, das Oberflächenpotential des fotoempfindlichen Materials innerhalb eines bestimmten Bereichs zu halten und den zufriedenstellenden Aufzeichnungsvorgang gleichmäßig fortzusetzen.

Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen gemäß den Fig. 5 und 6 wird der Prirnär-Koronalader 5-nicht geregelt, bevoir nicht der Durchschnittswert V den Grenzwert bzw. das Grenzpotential V erreicht; es ist aber auch möglich, das Steuersignal für den Primär-Koronalader 5 schrittweise zu steigern, bevor der Durchschnittswert V den Grenzwert V, . . , erreicht.

limit

Ein Algorithmus für einen derartigen Steuerungsvorgang ist in der Fig. 7 gezeigt.

Nach Fig. 7 wird zuerst bei einem Schritt Sl das Steuerungsprogramm der Zentraleinheit 22 eingeleitet, wonach bei einem Schritt S2 das Register zum Speichern des Durchschnittswerts V der Oberflächenpotentiale gelöscht wird. Danach wird bei. einem Schritt S3 der Zeitgeber T gelöscht, der in einem Zeitgeberbereich des Speichers 27 vorgesehen ist; bei einem nachfolgenden Schritt S4 wird ermittelt, ob der Aufzeichnungsvorgang gerade abläuft. Wenn dies nicht der Fall ist, wird bei einem Schritt S5 die Potentialsteuerung beendet.

Wenn der Aufzeichnungsvorgang gerade abläuft, wird ein

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Schritt S6 ausgeführt, bei dem wiederholt das Oberflächenpotential Vs des fotoempfindlichen Materials 3 in einem Intervall Tl gemessen wird. Dieses Intervall Tl wird vorzugsweise so gewählt, daß es ausreichend kürzer als das Intervall ist, in dem die Leerbereiche zwischen den Einzelbildern gemäß der Darstellung in der Fig. 4 an dem Potentialrneßfühler 19 vorbeilaufen. Das gemessene Potential Vs wird bei einem Schritt S7 in den Speicher 27 eingespeichert.

Bei einem nachfolgenden Schritt S8 wird ermittelt, ob seit der Messung des Oberflächenpotentials Vs in dem Intervall Tl eine Zeitdauer T2 abgelaufen ist, die länger als das Intervall zwischen den Einzelbildern ist; wenn dies der Fall ist, wird bei einem Schritt S9 der Maximalwert Vms der während der Periode T2 gemessenen Oberflächen Potentiale gewählt und in einen bestimmten Bereich des Speichers 27 eingespeichert. Wie schon vorangehend erläutert wurde, erfolgt die Adressensteuerung des Speichers 27 in der Weise, daß nur die fünf letzten Daten gespeichert werden.

Falls die Zeitdauer bzw. Periode T2 noch nicht abgelaufen ist, kehrt das Programm nach einem Abwarten der Zeitdauer Tl zu dem Schritt S4 zurück.

Das Ableiten des Maximalwerts Vms bei dem Schritt S9 bedeutet, daß das Hintergrundpotential zwischen den Einzelbildern während der Zeitdauer T2 gemessen wird. Auf die Messung des Maximalwerts Vms des Hintergrundpotentials zwischen den Einzelbildern oder innerhalb eines Einzelbilds hin wird ein Schritt SlO ausgeführt, bei dem der Durchschnittswert V der vorangehenden mehreren Potentiale, nämlich bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel der fünf Potentiale Vms berechnet wird, die in dem Speicher

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27 gespeichert sind. Diese Berechnung wird ausgeführt, um den Fehler auf ein Mindestmaß herabzusetzen, der sich aus Störungen oder örtlichen Abweichungen des fotoempfindlichen Materials ergibt; damit wird die Möglichkeit einer abnormalen Potentialsteuerung in dem Fall verhindert, daß ein richtiges Potential fälschlicherweise als fehlerhaft ermittelt wird.

Der auf diese Weise berechnete Durchschnittswert V wird bei einem Schritt SIl mit dem zulässigen Grenzpotential

k . · · ι ν ti X g .1. J. C^ 11 Ci 1 ■
X lmiü

Das Grenzpotential V₁ . . . ist gleich der Summe aus dem

X XIIlX L»

anfänglich gewählten Potential V,. und der zum Erzielen einer zufriedenstellenden Bildqualität zulässigen Potentialsteigerung v_shift-

Falls der Durchschnittswert V das Grenzpotential V, . ., übersteigt, wird ein Schritt S12 ausgeführt, bei dem die Prirnär-Hochspannung El an dem Primär-Koronalader 5 um •.λ Volt verringert wird, wodurch das Oberflächenpotential dem anfangs gewählten Potential V,. näher kommt. Dabei wird der Wert ex' durch den Einfluß einer Änderung der Primär-Hochspannung auf das Oberflächenpotential bestimmt.

Es ist anzumerken, daß durch das Verringern der Hochspannung um c< Volt das Oberflächenpotential nicht auf das anfänglich gewählte Potential V . eingestellt werden muß, sondern der Wert ix so gewählt werden kann, daß das Oberflächenpotential in den zulässigen Potentialbereich V . .,., gebracht wird.

Falls der Durchschnittswert V den Grenzwert ν_Ί . . . er-

limit

reicht, kehrt das Programm nach der Ausführung des Schritts S12 zu dem Schritt S2 zurück. Falls andererseits der Durchschnittswert V den Grenzwert V₁ . .. nicht er-

limit

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reicht, wird ein Schritt S13 ausgeführt, bei dem die Primär-Hochspannung an dem Primär-Koronalader 5 um β Volt angehoben wird. Der Wert A soll so gewählt werden, daß der im Zusammenhang mit der Fig. IB erläuterte Mangel behoben wird, und zwar auf den Wert

T2 χ (V.. - V₁₁ )/t . Diese Größe kann empirisch bestimmt werden und der Wert A kann mit einem bestimmten Sicherheitsabstand etwas größer als diese Größe gewählt werden. Bei dem in Fig. IA dargestellten Fall übersteigt das Oberflächenpotential den Wert V₁ . . , selbst dann nicht be-

-L .1.111 X L>

trächtlich, wenn die Primär-Hochspannung El erhöht wird.

Nach dem Anstieg der Primär-Hochspannung El um /3 Volt kehrt das Programm zu dem Schritt S3 zurück, wonach der beschriebene Ablauf wiederholt wird.

Auf diese Weise ist es möglich, das Oberflächenpotential des fotoempfindlichen Materials innerhalb eines bestimmten Bereichs stabil zu halten und einen zufriedenstellenden Aufzeichnungsvorgang fortzusetzen.

Die Bildaufzeichnungseinrichtung wurde zwar anhand von Ausführungsbeispielen erläutert, bei denen die Bildinformation Hellbereiche bildet, während der Hintergrund Dunkelbereiche bildet, jedoch ist eine gleichartige Gestaltung der Bildaufzeichnungseinrichtung auch dann anwendbar, wenn der Hintergrund belichtet wird, um einen hellen Bereich zu bilden.

Die Gestaltung der Bilderzeugungseinrichtung ist nicht nur bei dem Laserstrahldrucker gemäß dem vorangehenden Ausführungen anwendbar, sondern auch bei anderen verschiedenartigen Kopiergeräten für die Reproduktion eines Vorlagenbilds .

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* In der vorstehenden Erläuterung ist angenommen, daß das Hintergrundpotential positiv ist, so daß das maximale Potential einen großen positiven Wert annimmt. Falls jedoch das Hintergrundpotential negativ ist, während das Bildpotential positiv ist, nimmt das maximale Potential einen hohen negativen Wert an. Das gleiche gilt für das zulässige Grenzpotential V₁. ...

Bei den vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispielen wird ein Verfahren zur Erfassung des Oberflächenpotentials angewandt, jedoch besteht bei der Bildaufzeichnungseinrichtung keine Einschränkung auf dieses Verfahren; vielmehr kann beispielsweise ein Verfahren angewandt werden, bei dem mittels eines Fotosensors die Bilddichte nach der Bildentwicklung gemessen wird.

Ferner ist es statt der Steuerung des Primar-Koronaladers gemäß der Darstellung bei den vorangehenden Ausführungsbeispielen auch möglich, den Sekundär-Koronalader oder eine Entwicklungsvorspannung zu steuern. Bei einem Gerät für die Reproduktion eines Vorlagenbilds ist es darüberhinaus möglich, eine Vorlagenbeleuchtungslampe zu steuern. Weiterhin ist es möglich, mittels eines Fotosensors die Bilddichte des Vorlagenschriftstücks zu erfassen und dementsprechend die Beleuchtungslampe, Lader und/ oder die Entwicklungsvorspannung zu steuern.

Die Potentialsteuerung zwischen den Einzelbildern bei einem fortlaufenden Aufzeichnungsvorgang erlaubt es, selbst bei einem langdauernden fortlaufenden Aufzeichnungsvorgang Bilder mit einer konstanten Dichte und ohne Hintergrundschleier zu erhalten.

Die Wirkung dieser Potentialsteuerung ist durch die graphische Darstellung des Oberflächenpotentials in der Fig.

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8 gezeigt. Nach Fig. 8 beginnt zu einem Zeitpunkt t das fotoempfindliche Material umzulaufen, wonach während einer

■ Vordrehung bis zu einem Zeitpunkt t das Anfangspotential festgelegt wird, wodurch jeweils im Hellbereich und im Dunkelbereich Potentiale V,. bzw. V,. gebildet werden.

Ein herkömmliches Aufzeichnen bei diesem Zustand ergibt aufgrund der Verschiebung des Hintergrundpotentials im Dunkelbereich über das Grenzpotential hinaus, wie es durch eine gestrichelte Linie A dargestellt ist, eine verwischte Darstellung oder eine unzureichende Bilddichte, jedoch wird mit der vorstehend beschriebenen Steuerung die Primär-Hochspannung zu Zeitpunkten t_o und t_Q korrigiert, wodurch auf dem fotoempfindlichen Material ein gleichmäßiges Potential gebildet wird.

In der Fig. 8 ist zu bemerken, daß das Hellpotential während des Aufzeichnungsvorgangs nicht den Wert V, . erreicht, jedoch ist dies lediglich auf ein unzureichendes Auflösungsvermögen des Meßfühlers und auf ein unzureichendes Ansprechvermögen des Schreibers zurückzuführen.

Gemäß den vorstehenden Erläuterungen erlaubt es die Gestaltung der Bildaufzeichnungseinrichtung, Bildaufzeichnungen mit einer konstanten Dichte und ohne Hintergrundschleier selbst bei einem langdauernden fortlaufenden Aufzeichnungsvorgang dadurch zu erhalten, daß vor dem Beginn des Aufzeichnungsvorgangs das Potential eines fotoempfindlichen Materials auf einen erwünschten Anfangswert eingestellt wird, aus während des fortlaufenden Aufzeichnungsvorgangs gemessenen Potentialen ein besonderes Potential gewählt wird und die Koronaspannung in der Weise gesteuert wird, daß das Potential des fotoempfindlichen Materials zu dem Anfangspotential hin geführt wird, falls das gewählte Potential von dem Anfangspotential über einen bestimmten Bereich hinaus abweicht.

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Es wird eine ßildaufZeichnungseinrichtung angegeben, bei der während eines fortlaufenden Aufzeichnungsvorgangs die Bildaufzeichnungsbedingun^en erfaßt werden und entsprechend den auf diese Weise erfaßten Aufzeichnungsbedingungen eine Bildaufzeichnungsvorrichtung gesteuert wird, um einen konstanten Aufzeichnungszustand aufrecht zu erhalten.

Leerseite

Claims

TI r-rkT Lr er — RriLJi ΐλΐ/ο · — · VCii,*i.& *· '·"* Patentanwälte und

IEPTKE DUHLING·;—-: Ι\ΙΝΝΐ ^ ·..- .; Vertreter beim EPA

Gfy .:. £* *,." .:. *..""..* Dipl.-Ing. H. Tiedtke f

RUPE - PELLMANN - V3IRAMS Dipl.-Chem. G. Bühling

Dipl.-Ing. R. Kinne Dipl.-Ing. R Grupe Dipl.-Ing. B.Pellmann Dipl.-Ing. K. Grams

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11. Januar 1983 DE 2703

Patentansprüche

1/ Bildaufzeichnungseinrichtung, gekennzeichnet durch eine Bildaufzeichnungsvorrichtung (l bis 18) zum Aufzeichnen von Bildern auf ein .Aufzeichnungsmaterial (3,13), eine Meßvorrichtung (19) zum Erfassen von Bildaufzeichnungsbedingungen der Bildaufzeichnungsvorrichtung und eine Steuereinrichtung (20 bis 26) zum Steuern der Bildaufzeichnungseinrichtung entsprechend dem Ausgangssignal der Meßvorrichtung, wobei mit der Steuereinrichtung in dem Fall, daß eine mittels der Meßvorrichtung erfaßte Bildaufzeichnungsbedingung aus einem festgelegten Bereich fällt, die Bildaufzeichnungsvorrichtung derart steuerbar ist, daß die Bildaufzeichnungsbedingung in den festgelegten Bereich gebracht wird.

2. Bildaufzeichnungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Steuereinrichtung (20 bis 26) entsprechend der Bildaufzeichnungsbedingung ein Steuerausgangssignal an die Bildaufzeichnungsvorrichtung (1 bis 18) schrittweise steuerbar ist.

3. Bildaufzeichnungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Steuereinrichtung

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Dresdner Bank (München) Kto. 3 939 844 Bayer. Vereinsbank (München) KIo. 508 941 Postscheck (München) Kto. 670-43-804

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(20 bis 26) das Steuerausgant'.ss ignal schrittweise anhebbar ist, falls die Bildaufzeichnungsbedingung innerhalb des festgelegten Bereichs liegt, und schrittweise absenkbar ist, falls die Bildaufzeichnungsbedingung außerhalb des festgelegten Bereichs liegt.

4. Bildaufzeichnungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildaufzeichnungsvorrichtung (1 bis 18) einen Primär-Koronalader

(5) aufweist, der mittels der Steuereinrichtung (20 bis 26) steuerbar ist.

5. Bildaufzeichnungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildauf-Zeichnungsbedingung ein Oberflachenpotential auf dem Aufzeichnungsmaterial (3) ist.

6. Bildaufzeichnungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufzeichnungsmaterial (3) ein fotoempfindliches Material ist.

7. Bildaufzeichnungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (20 bis 26) eine Analog-Digital-Wandlervorrichtung (21) zum Umsetzen des Ausgangssignals der Meßvorrichtung (12) aus analoger Form in digitale Form aufweist.

B. ßildaufZeichnungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (20 bis 26) eine Digital-Analog-Wandlervorrichtung (23,24) zum Umsetzen eines Steuerausgangssignals für die Bildaufzeichnungsvorrichtung (1 bis 18) aus digitaler Form in analoge Form aufweist.

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9. BildaufZeichnungseinrichtung, gekennzeichnet durch eine Bildaufzeichnungseinrichtung (1 bis 18) zum Aufzeichnen von Bildern auf ein Aufzeichnungsmaterial (3,13), eine Meßvorrichtung (19) zum Erfassen von Bildaufzeichnungsbedingungen der Bildaufzeichnungsvorrichtung während eines fortlaufenden Aufzeichnungsvorgangs und eine Steuereinrichtung (20 bis 26), mit der die Bildaufzeichnungsvorrichtung entsprechend einer besonderen Bildaufzeichnungsbedingung steuerbar ist, die aus Bildaufzeichnungsbedingungen gewählt ist, welche mittels der Meßvorrichtung innerhalb einer bestimmten Zeitdauer wiederholt erfaßt werden.

10. Bildaufzeichnungseinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die besondere Bildaufzeichnungsbedingung ein Maximalwert oder ein Minimalwert der während der bestimmten Zeitdauer erfaßten Bildaufzeichnungsbedingungen ist.

11· Bildaufzeichnungseinrichtung nach Anspruch 9, oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Steuereinrichtung (20 bis 26) ein Mittelwert mehrerer vorangehend erfaßter besonderer Bildaufzeichnungsbedingungen berechenbar ist, gemäß dem die Bildaufzeichnungsvorrichtung (1 bis 18) steuerbar ist.

12. Bildaufzeichnungseinrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeit der Erfassung der Bildaufzeichnungsbedingung mittels der Meßvorrichtung (19) kurzer als ein Intervall gewählt ist, unter welchem Leerbereiche zwischen Einzelbildern auf dem Aufzeichnungsmaterial (3) an der Meßvorrichtung vorbei lauf en.

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13. BildaufzeichnungseinrLchtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die bestimmte Zeitdauer langer als eine Periode gewählt ist, die ein Bildbereich auf dem Aufzeichnungsmaterial (3) zum Vorbeilaufen an der Meßvorrichtung (19) benötigt.

14. Bildaufzeichnungseinrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die besondere Bildaufzeichnungsbedingung eine Bildaufzeichnungsbedingung ist, welche einem bildfreien Bereich auf dem Aufzeichnungsmaterial (3) entspricht.

15. Bildaufzeichnungseinrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Steuereinrichtung (20 bis 26) die Bildaufzeichnungsbedingung vor Beginn des Bildaufzeichnungsvorgangs normalisierbar ist.