DE3843971A1 - Laserdrucker - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Laserdrucker und insbesondere auf einen Laserdrucker, bei dem die durch eine Eigenschaft der fotoempfindlichen Einrichtung hervorgerufene Verschlechterung der Bildqualität kompensiert werden kann.

Ein Laserdrucker enthält eine Einrichtung zur Erzeugung eines Laserstrahls sowie eine fotoempfindliche Einrichtung, auf der durch Bestrahlung mittels des Laserstrahls aus der diesen abgebenden Einrichtung latente Bilder erzeugt werden. Die Bildqualität eines derartigen Laserdruckers hängt in starkem Maße von den Zuständen der fotoempfindlichen Einrichtung ab. Hauptgründe für die Änderungen der Zustände der fotoempfindlichen Einrichtung umfassen die Verschlechterung der fotoempfindlichen Anordnung und Änderungen in der Temperatur der fotoempfindlichen Einrichtung. Wenn die fotoempfindliche Einrichtung sich verschlechtert oder ihre Temperatur vom Normalzustand abweicht, ändert sich das Potential des Bereichs der fotoempfindlichen Einrichtung, der mit einem Laserstrahl beleuchtet bzw. beaufschlagt wurde, selbst wenn der Pegel des Laserstrahls einen konstanten Wert hat. Die Änderung des Potentials eines mit Laser beaufschlagten Bereiches erzeugt eine Änderung in der Dichte des gedruckten Bildes bei einem Negativ-Entwicklungssystem oder einen Schleier bei einem Positiv-Entwicklungssystem.

Gegen diese Verschlechterung der Bildqualität wurden bereits Verbesserungen an der fotoempfindlichen Einrichtung selbst oder an den Umgebungszuständen vorgenommen, etwa erfolgte eine Verlängerung der Lebensdauer der fotoempfindlichen Einrichtung durch Verbesserung der Zusammensetzung oder Struktur, es wurden die Temperatureigenschaften der fotoempfindlichen Einrichtung verbessert, und es erfolgte eine Verbesserung der Umgebungsbedingungen, beispielsweise wurden Kühleinrichtungen zur Aufrechterhaltung der Temperatur der fotoempfindlichen Einrichtung innerhalb eines vorbestimmten Bereiches vorgesehen.

Laserdrucker werden immer kompakter aufgebaut, und ihre Bauelemente werden somit in immer engeren räumlichen Zusammenhang gebracht. Daher ist es schwierig, die Verschlechterung der Bildqualität durch Verbesserung der fotoempfindlichen Einrichtung oder durch Verbesserung der Umgebungsbedingungen zu vermeiden.

Es ist Aufgabe der Erfindung, die Bildqualität eines Laserdruckers zu verbessern, ohne daß Änderungen an den Haupteinrichtungen oder an den Umgebungsbedingungen vorgenommen werden.

Diese Aufgabe wird bei einem Laserdrucker mit einer fotoempfindlichen Einrichtung und einer Einrichtung zur Abgabe eines Laserstrahls gelöst durch eine Ermittlungseinrichtung zur Ermittlung eines einen Maßstab für die Verschlechterung der Bildqualität darstellenden Faktors aus der fotoempfindlichen Einrichtung und durch eine Steueranordnung zur Steuerung des Ausgangspegels der Einrichtung zur Abgabe eines Laserstrahls gemäß der ermittelten Größe des Faktors.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist in der Nähe der fotoempfindlichen Einrichtung eine Ladeeinrichtung vorgesehen, zwischen der und der fotoempfindlichen Einrichtung sich ein Gitter befindet, dessen Gitterstrom als auszuwertender Faktor dient.

In einer anderen bevorzugten Ausgestaltung ist der auszuwertende Faktor die Temperatur der fotoempfindlichen Einrichtung.

Erfindungsgemäß wird somit die Verschlechterung der Bildqualität eines Laserdruckers infolge Eigenschaften seiner fotoempfindlichen Einrichtung ausgeglichen, ohne daß die fotoempfindliche Einrichtung oder die Umgebungszustände verändert werden. Daher kann mittels der Erfindung ein Laserdrucker geringer Größe hergestellt werden, der keine teure fotoempfindliche Einrichtung benötigt und dessen Herstellungskosten niedrig sind.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren näher erläutert.

Fig. 1 zeigt in einem Blockschaltbild die Steuerung eines Laserdruckers.

Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch den Laserdrucker aus Fig. 1.

Fig. 3A zeigt die Beziehung zwischen der Verschlechterung der fotoempfindlichen Trommel und der Höhe des Gitterstroms im Laserdrucker gemäß Fig. 1.

Fig. 3B zeigt die Beziehung zwischen der Verschlechterung der fotoempfindlichen Trommel und dem Potential des vom Laser bestrahlten Bereiches.

Fig. 3C zeigt die Beziehung zwischen der Höhe des Potentials des vom Laser bestrahlten Bereiches und dem Ausgangspegel der den Laserstrahl abgebenden Einrichtung.

Fig. 4 zeigt in einem Blockschaltbild die Steuerung eines anderen Laserdruckers.

Fig. 5A zeigt die Beziehung zwischen der Temperatur und der Verschlechterung der fotoempfindlichen Trommel.

Fig. 5B zeigt die Beziehung zwischen der Größe des Potentials eines vom Laser bestrahlten Bereiches und dem Ausgangspegel der den Laserstrahl abgebenden Einrichtung.

Fig. 2 zeigt einen Laserdrucker, bei dem die Verschlechterung einer fotoempfindlichen Einrichtung in Abhängigkeit von Gitterstrom einer Ladeeinrichtung (Scorotron) ermittelt wird. Der Laserdrucker aus Fig. 2 enthält eine fotoempfindliche Trommel 7, die sich im Mittelbereich eines Hauptgehäuses 30 befindet. In der Nähe der fotoempfindlichen Trommel 7 sind eine Hauptladeeinrichtung 6, eine Entwicklerstation 32, eine Übertragungs- und Trennladeeinrichtung 33 und eine Reinigungseinheit 34 vorhanden. Die Hauptladeeinrichtung 6 weist ein Gitter 6 b (Fig. 1) auf. Am oberen Teil des Gehäuses 30 ist eine Steuereinheit 21 befestigt. Unterhalb der Steuereinheit 21 befindet sich ein Polygonspiegel 26, eine f R-Linse 27 und eine den Laserstrahl abgebende Einrichtung 9. Das Papier, auf das Abbildungen übertragen werden, wird von einer Papierkassette 31 zur Übertragungs- und Trennungsladeeinrichtung 33 und über eine Fixierstation 35 zu einem Papieraustritt 36 befördert.

Der von der Einrichtung 9 abgegebene Laserstrahl gelangt über den Polygonspiegel 26 und die Linse 27 auf die fotoempfindliche Trommel 7, um diese abzutasten. Auf der fotoempfindlichen Trommel 7 werden latente Bilder erzeugt und von der Entwicklerstation 32 Tonerbilder ausgebildet. Die Tonerbilder werden auf das von der Papierkassette 31 kommende Papier übertragen und auf diesem in der Fixierstation 35 fixiert.

Fig.1 zeigt in einem Blockschaltbild schematisch die Steuerung des Laserdruckers. Mit dem Gitter 6 b ist ein Gitterstromsensor 6 a verbunden, der eine Reihenschaltung aus einem Varistor 60, also einem spannungsregelnden Element, und einem Widerstand 61 enthält, über dem ein Spannungsabfall erzeugt wird. Wie Fig. 1 zeigt, ist der Sensor 6 a mit einem A/D-Konverter 5 verbunden. Die Änderung des Gitterstroms kann als Änderung des Spannungsabfalls über dem Widerstand 61 ermittelt werden. Die Spannung über dem Widerstand 61 wird über den A/D-Konverter 5 und eine E/A-Anordnung 4 einer Zentraleinheit (CPU) 1 zugeführt. Mit der Zentraleinheit 1 sind ein ROM 2 und ein RAM 3 verbunden. Eine Steuerschaltung 8 für das Laserausgangssignal ist über die E/A-Anordnung 4 mit der Zentraleinheit 1 verbunden und steuert den optischen Ausgangspegel der den Laserstrahl abgebenden Einrichtung 5.

Das Ausgangssignal des Gitterstromsensors 6 a wird vom A/D-Konverter 5 in digitale Signale umgewandelt, die der CPU 1 zugeführt werden. Diese errechnet den Steuerpegel der Steuerschaltung 8 in der noch zu beschreibenden Weise. Der erhaltene Steuerpegel wird der Steuerschaltung 8 zugeführt, die in Abhängigkeit von diesem den optischen Ausgangspegel der den Laserstrahl abgebenden Einrichtung 9 steuert, wodurch die fotoempfindliche Trommel 7 mittels eines Laserstrahls abgetastet wird, dessen Pegel oder Stärke sich vergrößert, um die Verschlechterung der fotoempfindlichen Trommel 7 auszugleichen.

Fig. 3A zeigt die Beziehung zwischen der Verschlechterung der fotoempfindlichen Trommel 7 und der Größe des Gitterstroms. Wie Fig. 3A zu entnehmen ist, nimmt der Gitterstrom mit Zunahme der Verschlechterung der fotoempfindlichen Trommel 7 ab. Die Beziehung gemäß Fig. 3A wurde zuvor für jeden Typ eines Laserdruckers ermittelt und ist im ROM 2 in Form einer Tabelle gespeichert. Wenn der ermittelte Wert des Gitterstroms kleiner ist als ein vorgegebener Wert (z. B. 20 µmA), wird die fotoempfindliche Trommel 7 als verschlechtert (Verschlechterungszustand a) angesehen und die Steuerung des optischen Ausgangspegels der den Laserstrahl abgebenden Einrichtung 9 begonnen.

Wenn der Laserausgangspegel nicht gesteuert wird, beträgt das Potential eines vom Laser beaufschlagten Bereiches der fotoempfindlichen Trommel 7 beim Verschlechterungszustand a V _La, wie dies in Fig. 3B dargestellt ist, die die zuvor erhaltene Beziehung zwischen der Verschlechterung der fotoempfindlichen Trommel 7 und dem Potential des vom Laser belichteten Bereiches wiedergibt. Die Beziehung gemäß Fig. 3B wurde vorher im ROM 2 gespeichert. Das Potential eines von einem Laserstrahl belichteten Bereiches beträgt V _LO , wenn die fotoempfindliche Trommel 7 noch nicht verschlechtert ist (Zustand aO). Die CPU 1 errechnet die Potentialdifferenz Δ V _a = V _LO -V_La. Die Potentialdifferenz Δ V _a ist der Wert, der kompensiert werden muß, um einen Potentialwert zu erreichen, der gleich dem Potentialwert V _LO ist, d. h. um eine Bildqualität zu erhalten, die die gleiche ist, wie diejenige, die bei nicht verschlechterter fotoempfindlicher Trommel 7 erhalten wird.

Fig. 3C zeigt die Beziehung zwischen der Größe des Potentials eines vom Laser bestrahlten Bereiches und dem Ausgangspegel L der den Laserstrahl abgebenden Einrichtung 9. Je größer der Ausgangspegel ist, um so geringer ist die Größe des Potentials. Wenn sich die fotoempfindliche Trommel 7 im normalen Zustand aO befindet, wird zur Erzielung eines Potentials von V _LO ein Ausgangspegel der Einrichtung 9 von L _ao benötigt. Die CPU 1 errechnet den Erhöhungswert Δ L _a des optischen Pegels, um eine Größe des Potentials von V _LO + Δ V _a zu erhalten und liefert ein dem Pegel L _aO + Δ L _a eines Laserstrahls entsprechendes Steuersignal an die Steuerschaltung 8. In Abhängigkeit von diesem Steuersignal erzeugt die Einrichtung 9 einen Laserstrahl mit einem Pegel von L _aO + Δ L _a, so daß das Potential des vom Laserstrahl beaufschlagten Bereiches V _LO wird, wodurch die gleiche Bildqualität erhalten wird, wie bei nicht verschlechterter fotoempfindlicher Trommel 7.

Die Beziehungen gemäß Fig. 3A bis 3C unterscheiden sich je nach Art eines Laserdruckers und insbesondere nach Art der fotoempfindlichen Trommel 7, der Einrichtung 9 zur Abgabe eines Laserstrahls usw. Daher werden diese Beziehungen vorher ermittelt und im ROM 2 gespeichert.

Fig. 4 zeigt einen anderen Laserdrucker, der im wesentlichen den gleichen Aufbau wie der Laserdrucker gemäß Fig. 1 und 2 hat, jedoch anstelle eine Gitterstromsensor 6 a einen Temperatursensor 7 a enthält. Der Temperatursensor 7 a ist in der Nähe der fotoempfindlichen Trommel 7 befestigt, um die Temperatur der Trommel 7 zu ermitteln, und er kann gegebenenfalls auch in die Trommel 7 integriert sein. Im ROM 2 ist die Beziehung zwischen Temperatur und Potential eines vom Laser bestrahlten Bereiches (Fig. 5A) sowie auch die Beziehung zwischen der Größe des Potentials eines vom Laser bestrahlten Bereichs und dem Ausgangspegel der den Laserstrahl abgebenden Einrichtung 9 (Fig. 5B) gespeichert.

Wie Fig. 5A zeigt, ist das Potential eines vom Laser beaufschlagten Bereiches um so niedriger, je höher die Temperatur der fotoempfindlichen Trommel ist. Liegt die Temperatur der fotoempfindlichen Trommel auf einen normalen Wert t0, d. h. ist ein Zustand vorhanden, in dem keine Verschlechterung der Bildqualität eintritt, ist das Potential eines vom Laser beaufschlagten Bereiches der fotoempfindlichen Trommel 7 V _{t 0}. Falls der Laserausgangspegel nicht gesteuert wird, beträgt das Potential eines vom Laser beaufschlagten Bereiches der fotoempfindlichen Trommel 7 bei einer Temperatur t, die höher ist als die normale Temperatur t 0, V _Lt . Die CPU 1 errechnet die Potentialdifferenz V _t = V _Lt-V _{t 0}. Die Potentialdifferenz Δ V _t ist der Wert, der kompensiert werden muß, um eine Potentialgröße zu erhalten, die gleich der Potentialgröße V _{t 0} ist, d. h. um eine Bildqualität zu erzielen die gleich derjenigen ist, die bei der Temperatur der fotoempfindlichen Trommel 7 von t₀ erhalten wird.

Die CPU 1 errechnet den optischen Pegel Δ L _t, um den eine Erhöhung erfolgen muß, damit man ein Potential von V _{t 0}-Δ V _t erhält, und liefert ein dem Pegel L _{t 0}-Δ L _t eines Laserstrahls entsprechendes Steuersignal an die Steuereinheit 8. In Abhängigkeit von diesem Steuersignal erzeugt die Einrichtung 9 einen Laserstrahl mit dem Pegel L _{t 0}-Δ L _t, so daß das Potential eines vom Laserstrahl beaufschlagten Bereiches V _LO ist, was zu einer Bildqualität führt, die gleich derjenigen ist, die bei der Temperatur t 0 der fotoempfindlichen Trommel 7 erhalten wird. Wenn die Temperatur der fotoempfindlichen Trommel 7 geringer als der normale Wert t0 ist, wird die Einrichtung 9 zur Abgabe eines Laserstrahls so gesteuert, daß der Laserausgangspegel erhöht wird.

In den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen werden der Gitterstrom und eine Temperatur der fotoempfindlichen Trommel als Faktoren für die Verschlechterung der Bildqualität ermittelt. Der im Laserprinter ermittelbare Faktor ist jedoch nicht auf diese Faktoren beschränkt, sondern umfaßt auch andere.

Claims (3)

1. Laserdrucker mit einer fotoempfindlichen Einrichtung (7) und einer Einrichtung (9) zur Abgabe eines Laserstrahls, gekennzeichnet durch eine Ermittlungseinrichtung (6 b; 7 a) zur Ermittlung eines einen Maßstab für die Verschlechterung der Bildqualität darstellenden Faktors aus der lichtempfindlichen Einrichtung (7), und durch eine Steueranordnung (1, 2, 3, 8) zur Steuerung des Ausgangspegels der Einrichtung (9) zur Abgabe des Laserstrahls gemäß der ermittelten Größe des Faktors.

2. Laserdrucker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Nähe der fotoempfindlichen Einrichtung (7) eine Ladeeinrichtung (6) vorhanden ist, zwischen der und der fotoempfindlichen Einrichtung (7) sich ein Gitter (6 b) befindet, dessen Gitterstrom als Faktor dient.

3. Laserdrucker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Faktor die Temperatur der fotoempfindlichen Einrichtung (7) ermittelt wird.