DE3909312C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für die ein Fi­ xierwalzenpaar enthaltende Fixiereinheit eines elektrophoto­ graphischen Druckers, der Bildsignale empfängt und in Abhän­ gigkeit von diesen Bildsignalen ein Tonerbild auf einem Auf­ zeichnungsmedium erzeugt.

Aus JP/56-1 64 374 (A) ist eine derartige Steuervorrichtung be­ kannt, bei der eine Bildsignal-Erfassungseinrichtung die An­ zahl der Bildpunkte pro vorgegebener Flächeneinheit ermittelt und daraus einen Ausgangssignalwert erzeugt, in Abhängigkeit von dem die Intensität des zur Fixierung verwendeten Laser­ strahls gesteuert wird. Auf diese Weise soll eine gleichmä­ ßige Fixierung in Abhängigkeit von der Bildpunktdichte er­ zielt werden.

Aus JP/61-1 26 585 (A) ist eine weitere Steuervorrichtung für die Fixiereinheit eines elektrophotographischen Druckers be­ kannt, bei der die Temperatur der Fixiereinheit in Abhängig­ keit von der Bildpunktdichte oder der Größe der Vorlage, vom Vergrößerungsfaktor und/oder von der Farbe des Entwicklers gesteuert wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Fixiereinheit eines elektrophotographischen Druckers anzugeben, die mög­ lichst effektiv arbeitet.

Die Lösung dieser Aufgabe ist im Anspruch 1 angegeben.

Im Gegensatz zum Stand der Technik wird bei der erfindungsge­ mäßen Steuervorrichtung die Bildpunktdichte zeilenweise er­ mittelt und in Abhängigkeit davon die Drehzahl oder der Druck des Fixierwalzenpaares während des Durchlaufs des Aufzeich­ nungsmediums durch die Fixiereinheit eingestellt.

Wird die Drehzahl gesteuert, so ergibt sich der Vorteil einer Verringerung der Gesamt-Fixierzeit. Ist beispielsweise die in Transportrichtung erste Hälfte des zu druckenden Bildes weiß und die zweite Hälfte mit Toner versehen, so durchläuft die erste Hälfte des Aufzeichnungsmediums die Fixiereinheit schnell und zweite Hälfte langsam.

Erfolgt die Steuerung des Fixiervorgangs durch Änderung des Drucks, so ergibt sich der Vorteil der Schonung der Druckwal­ zen und einer behutsamen Behandlung des Aufzeichnungsträgers, weil für die Fixierung jeder Bildzeile nur der zur ausrei­ chenden Fixierung gerade nötige Druck aufgebracht wird.

Besonders deutlich werden die Vorteile der Erfindung bei der Fixierung mehrfarbiger Tonerbilder gemäß Anspruch 2, weil dann durch die Überlagerung der Tonereinzelbilder unter­ schiedlicher Farbe die Gesamt-Tonerdicke besonders hoch wer­ den und von Zeile zu Zeile besonders stark schwanken kann.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigt:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Steuervorrichtung für eine Fixiereinheit eines elektrophotographischen Druckers,

Fig. 2 ein Blockschaltbild für den Aufbau des Druckers unter Verwendung der Steuervorrichtung nach Anspruch 1,

Fig. 3 eine schematische Seitenansicht einer Fixiereinheit,

Fig. 4 ein Zeitdiagramm der in der Schaltung nach Fig. 2 auftretenden Signale, und

Fig. 5 ein anderes Ausführungsbeispiel der Fixiereinheit.

Die Fig. 2 zeigt den prinzipiellen Aufbau eines Farbauf­ zeichnungsgerätes mit einer Steuervorrichtung für den Fi­ xiervorgang. Das Aufzeichnungsgerät erhält von einem Haupt­ system ein Bildsignal (VDS) 6. Ein elektrophotographisches Aufzeichnungsgerät 1 von im wesentlichen bekannter Art, ohne Fixiereinheit bzw. mit getrennter Fixiereinheit, überträgt das aus dem Bildsignal 6 abgeleitete Tonerbild 7 auf ein Blatt Papier und befördert das Papier zu der Fixiereinheit 2.

Die Fig. 3 zeigt schematisch den Aufbau des Aufzeichnungsge­ rätes und der Fixiereinheit 2. Das Aufzeichnungsgerät dieser Ausführungsform ist ein Vollfarben-Aufzeichnungsgerät, bei dem jeweils für eine Anzahl von Farben Toner auf ein Blatt Papier 33 auf einer Übertragungstrommel 32 übertragen wird, und zwar eine bestimmte Farbe bei jeder Umdrehung der Trom­ mel, und wobei der Toner schließlich auf einmal fixiert wird. Bei der Übertragung ist das Papier 33 um die Übertra­ gungstrommel 32 gewunden, es wird bei Beginn der Aufzeich­ nung durch eine Festhaltevorrichtung festgehalten. Die auf einer lichtempfindlichen Trommel 31 ausgebildeten Toner­ bilder werden an einer Übertragungsposition A auf das Papier übertragen, und zwar wie erwähnt eine Farbe bei jeder Umdrehung der Trommel. Nach dem letzten Übertragungsvorgang wird das Papier von der Trommel 32 gelöst und entlang einer Papierführung 12 zu der Fixiereinheit 2 befördert. Die Pa­ pierführung 12 hat eine solche Länge, daß, wenn der vordere Rand des Papiers die Fixierposition B erreicht hat, der hintere Rand des Papiers die Übertragungsposition A verläßt. Die Festhaltevorrichtung an der Trommel 32 hält das Papier mindestens so lange fest, bis der vordere Rand des Papiers die Fixierposition B erreicht hat. Die Papierzuführungsge­ schwindigkeit der Fixiereinheit 2 ist im allgemeinen kleiner als diejenige der Trommel 32, und das Papier auf der Papier­ führung 12 kann zusammengeschoben werden. Die Papierführung 12 ist daher wie in der Fig. 3 gezeigt nach oben gekrümmt, um es dem Papier zu ermöglichen, sich aufzuwölben. Diese Anordnung ermöglicht es, die Papiertransportgeschwindigkeit der Fixiereinheit 2, das heißt die Fixiergeschwindigkeit, auf einen beliebigen Wert kleiner als die Papiertransport­ geschwindigkeit der Trommel 32 einzustellen.

Anhand der Fig. 2 wird eine Fixiergeschwindigkeitssteuerung 4 erläutert. Das Aufzeichnungsgerät 1 übermittelt im allge­ meinen zu einem Hauptsystem (nicht gezeigt), von dem das aufzuzeichnende Bild kommt, ein Aufzeichnungssignal (PRINT) 8, das anzeigt, daß eine Aufzeichnung läuft, ein Beschich­ tungssignal (PAGE) 9, das anzeigt, daß die Aufzeichnung ge­ rade in einer bestimmten Farbe erfolgt, und für jede Zeile ein Synchronisationssignal (LINE) 10. Die Fig. 4 zeigt diese Signale für den Fall einer Übertragung der vier Farben Gelb Y, Purpurrot (Magentarot) M, Cyanblau C und Schwarz Bk in dieser Reihenfolge in ihrer zeitlichen Abfolge. Die Fixier­ geschwindigkeitssteuerung 4 erhält diese Signale ebenfalls und erzeugt daraus ein Fixiergeschwindigkeitssignal 11, das an eine Motorsteuerung 5 gegeben wird.

Die Fig. 1 zeigt den Aufbau der Fixiergeschwindigkeitssteue­ rung 4, die eine Ausführungsform der Steuervorrichtung für den Fixiervorgang darstellt.

In einem Festwertspeicher (ROM) 15 sind die Umfangsgeschwin­ digkeiten der Fixierrollen gespeichert. Die im ROM 15 enthaltenen Um­ fangsgeschwindigkeiten beruhen auf vorher ausgeführten Un­ tersuchungen.

Das Aufzeichnungssignal 8 wird in einer Verzögerungsschal­ tung 18 verzögert, bis der vordere Rand des Papiers die Fixierrollen in der Fixiereinheit 2 erreicht hat, woraufhin ein Zähler 26 freigegeben wird. Der Zähler 26 zählt die Impulse 28 eines Kodierers. Im Zähler 26 sind vorab Werte für Papiermaße in Einheiten der Kodiererimpulse eingestellt, und er gibt, nachdem der vordere Rand des Papieres die Fi­ xiereinheit erreicht hat, ein Signal (FUSE) 20 an einen Selektor 17, das anzeigt, daß ein Fixiervorgang läuft, bis der hintere Rand des Papiers die Fixiereinheit wieder ver­ lassen hat. Der Selektor 17 gibt bei Abwesenheit des Fixier­ signales 20 Basisdaten 16 für eine Basisgeschwindigkeit und bei Anwe­ senheit des Fixiersignales 20 gibt er während des Fixier­ vorganges die Geschwindigkeitsdaten aus dem ROM 15 aus.

Die Motorsteuerung 5 der Fig. 2 steuert die Umdrehungszahl eines Motors 3 auf der Basis der Geschwindigkeits­ informationen aus der Fixiergeschwindigkeitssteuerung 4. Die oben erwähnten Ko­ diererimpulse 28 werden zu der Fixiergeschwindigkeitssteue­ rung 4 gesendet.

Der Fixiervorgang wird mit der jeweils optimalen Fixierrollengeschwindigkeit für die einzelnen Fälle von der Einfarbenaufzeichnung bis zur Vierfarbenaufzeichnung ausgeführt. Die Eigenschaften des fixierten Toners sind damit in jedem Fall verbessert, und es kann eine qualitativ hochwertige Farbabbildung erhalten werden, da die Farbent­ wicklung der unteren Tonerschichten durch die vollständige Farbmischung sehr gut ist.

Bei dem Eintrommel-Mehrfach-Übertragungssystem steigt die Gesamt-Übertragungszeit proportional zur Anzahl von über­ tragenen Farben an. In jedem Fall ist die Fixierzeit kürzer als die Übertragungszeit.

In Fig. 1 weist die Steuerung Zähler 22 und 26 und einen Speicher 25 auf, die anfänglich gelöscht sind. Mit dem Be­ ginn der Aufzeichnung geht das Beschichtungssignal 9 auf den hohen Pegel, und der Zähler 26 beginnt mit dem Zählen der Synchronisationssignale 10 entsprechend der Auswahl durch einen Selektor 29, während der Zähler 26 die Anzahl von Zeilen zählt. Die Anzahl der Zeilen beträgt gewöhnlich etwa 4000, und der Zähler 26 ist daher ein 12-Bit-Binärzähler. Das Ausgangssignal des Zählers 26 wird zum Adressieren des Speichers 25 verwendet. Beim Beginn der Aufzeichnung in jeder Zeile, wenn das Synchronisationssignal 10 auf den hohen Pegel geht, beginnt der Zähler 22, die Bildsignale 6 auf hohem Pegel synchron zu einem punktweisen Synchronisa­ tionssignal (CLK) 30 zu zählen. Entsprechend stellt bei der Aufzeichnung eines Farbpunktes oder eines weißen Punktes in Reaktion auf ein Bildsignal 6 auf hohem Pegel bzw. niedrigem Pegel das Ausgangssignal des Zählers 22, wenn das Synchro­ nisationssignal 10 wieder auf den niedrigen Pegel geht, die Gesamtzahl von Farbpunkten in jeder Zeile dar. Die Anzahl von Punkten in einer Zeile ist gewöhnlich etwa 4000, und der Zähler 22 ist daher ebenfalls ein 12-Bit-Binärzähler. Der Zähler 22 hat nur einen Vier-Bit-Ausgang für die höherwerti­ gen Bits, wodurch sich die nachfolgende Schaltung verein­ facht.

Wenn das Synchronisationssignal 10 auf den niedrigen Pegel geht, wird der Inhalt des Speichers 25 durch einen Addierer 24 zum Ausgang des Zählers 22 hinzuaddiert, und das Ergebnis wird wieder im Speicher 25 gespeichert. Der Zähler 22 hat einen Vier-Bit-Ausgang zur Verarbeitung von maximal einer Vierfarben-Übertragung, und im Speicher 25 sind für jede Zeile sechs Bits vorgesehen. Eine Seite eines A4-Papierblat­ tes enthält etwa 4000 Zeilen, und der Speicher 25 hat ent­ sprechend eine Kapazität von 24 K Bit.

Wenn das Synchronisationssignal 10 erneut auf den hohen Pegel geht, zählt der Zähler 26 um eins weiter, und der Zugriff im Speicher 25 wird zu der nächsten Zeile verscho­ ben. Auf diese Weise wird die Aufzeichnung für eine Farbe vervollständigt, wobei die Gesamtzahl an Farbpunkten in jeder Zeile im Speicher 25 gespeichert wird, und das Be­ schichtungssignal 9 geht schließlich auf den niedrigen Pegel. Zu Beginn der Aufzeichnung der nächsten Farbe, wenn das Beschichtungssignal 9 wieder auf den hohen Pegel geht, werden die gleichen Vorgänge wiederholt. Dabei wird jedoch der Speicher 25 nicht gelöscht, sondern die Anzahl der Punkte für die nächste Farbe hinzuaddiert. Nachdem die Übertragung vervollständigt und das Papier zur Fixiereinheit befördert wurde, geht das von der Verzögerungsschaltung 18 verzögerte Aufzeichnungssignal auf den hohen Pegel, um den Zähler 26 über ein ODER-Gatter 23 zu betätigen. Zu diesem Zeitpunkt zählt der Zähler 26 die Impulse 28, die durch den Selektor 29 ausgegeben werden. Der Zähler 26 enthält eine Voreinstellung über das Papiermaß, wie oben beschrieben, und er bringt das Fixiersignal 20 auf den hohen Pegel, wenn das Papier durch die Fixiereinheit läuft, und auf den niedrigen Pegel, wenn das Papier ausgegeben wurde. Da das Fixiersignal 20 durch das Aufzeichnungssignal 8, das durch ein UND-Gatter 27 verzögert ist, ausgelöst wird, ist es nur während des Fi­ xiervorganges aktiv. Über die Adressierung durch den Zähler 26 gibt der Speicher 25 die Gesamtzahl an Farbpunkten in einer Zeile an den ROM 15 aus. Der ROM 15 wird seinerseits durch diese Information addressiert, um die Geschwindigkeit der Fixierrollen auszulesen und an den Selektor 17 zu lie­ fern. Der ROM 15 mit einem Sechs-Bit-Eingang kann 64 ver­ schiedene Informationen über Umfangsgeschwindigkeiten ab­ geben, die vorher durch Versuche bestimmt wurden. Der Selektor 17 gibt als Ausgangssignal 11 für die Fixiergeschwindigkeit das Ausgangssignal des ROMs 15 ab, wenn das Fixiersignal 20 auf hohem Pegel ist, und er gibt die Basisdaten 16 aus, wenn das Fixiersignal 20 auf nied­ rigem Pegel ist.

Die Geschwindigkeit der Fi­ xierrollen kann somit während des Fixiervorganges für jede einzelne Zeile einer Seite optimal eingestellt werden. Wenn bei­ spielsweise die erste Hälfte eines Papierblattes weiß ge­ blieben ist und die zweite Hälfte vollständig gefärbt ist, durchläuft der erste Abschnitt die Fixiereinheit schnell und der zweite Abschnitt langsam, wobei beide Abschnitte optimal fixiert werden und darüberhinaus die Fixierzeit verringert ist.

In der Folge wird eine Variante der Steuer­ vorrichtung der vorstehenden Ausführungsform beschrieben.

Das erste Beispiel bezieht sich auf eine Druck-Fixierein­ heit. Die Fig. 5 zeigt eine Druck-Fixiereinheit, die zwei Druckrollen 105 und 106 aufweist. Die Druckrolle 105 wird mittels eines Servomotors 103 und einer Schraube 104 an die andere Rolle 106 angedrückt. Am Motor 103 ist ein Potentio­ meter angebracht, das die Winkelverschiebung an eine Steue­ rung 101 (entspricht der Steuerung 5 in der Fig. 2) über­ mittelt. Die Steuerung 101 vergleicht die Verschiebung mit einem Druck-Eingangssignal 100 und ändert die Winkelver­ schiebung des Motors 103 entsprechend einer eventuellen Dif­ ferenz, wodurch der Druck zwischen den Rollen 105 und 106 geregelt wird.

Als ausgewählte Daten werden, wenn sich in der Fixiereinheit 2 kein Papier befindet, dieser Druck-Fixiereinheit die Ba­ sisdaten 16 zugeführt, und der Druck wird dabei normaler­ weise auf Null eingestellt, um mechanische Spannungen ab­ zubauen. Die Daten im ROM 15, die während des Fixiervor­ ganges vom Selektor 17 ausgewählt und abgegeben werden, stellen einen Satz von optimalen Rollendrücken dar, die vorher auf der Basis von Versuchen für eine Anzahl von Farben und schwarzen Punkten in einer Zeile auf dem Papier bestimmt wurden. Das ausgewählte Ausgangssignal 11 wird dabei zu dem Druck-Eingangssignal 100 für die Druck-Fixier­ einheit.

Bei dieser Ausführungsform wird daher bei der Fixierung kein unnötiger Druck ausgeübt, wodurch sich die Eigenschaften der Fixierung und der Farbentwicklung verbessern. Darüber hinaus ist diese Ausführungsform auch unter dem Gesichtspunkt des Schutzes des Papiers und des Aufbaues der Fixiervorrichtung vorteilhaft.

Erfindungsgemäß wird somit bei einem elektrophotographischen Drucker mit Mehrfach-Farbübertragung die Umfangsgeschwindig­ keit oder der Druck der Fixierrollen auf der Basis von Informationen über die Bildpunktdichte pro Bildzeile für jede Farbe variiert, wodurch solche Nachteile wie Verschiebungen aufgrund zu starker Verschmelzung, ver­ schlechterte Auflösung, Entstehung von Blasen, Abblättern wegen nicht ausreichender Fixierung und ungenügende Farb­ entwicklung von unteren Tonerschichten vermieden werden können und immer die optimalen Bedingungen für die Fixierung eingehalten werden, so daß sich qualitativ hochwertige Bilder, insbesondere Farb­ bilder herstellen lassen.

Claims (4)

1. Steuervorrichtung für die ein Fixierwalzenpaar enthal­ tende Fixiereinheit (2) eines elektrophotographischen Druckers, der Bildsignale empfängt und in Abhängigkeit von diesen Bildsignalen ein Tonerbild auf einem Aufzeichnungsmedium (33) erzeugt, wobei

• a) dieses Tonerbild, das in eine Vielzahl von Bildzeilen unterteilt ist, die jeweils senkrecht zur Transportrich­ tung des Fixierwalzenpaares verlaufen, in der Fixierein­ heit (2) fixiert wird, und
• b) die Steuervorrichtung
  • b₁) eine Bildsignal-Erfassungseinrichtung (22 bis 26) auf­ weist, mit deren Hilfe pro Bildzeile die Bildpunktdichte des Tonerbildes ermittelt wird, und die den dabei erhal­ tenen Wert als Ausgangssignalwert erzeugt, der jeweils die Bildpunktdichte des auf dem Aufzeichnungsmedium (33) erzeugten Tonerbildes pro Bildzeile angibt, und
  • b₂) während des Durchlaufes des Aufzeichnungsmediums (33) durch die Fixiereinheit (2) für jede Bildzeile entweder die Drehzahl oder den Druck des Fixierwalzenpaares in Abhängigkeit von dem jeweils zugehörigen Ausgangssignal­ wert der Bildsignal-Erfassungseinrichtung (22 bis 26) einstellt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Fixierung eines aus einer Überlagerung von Toner-Ein­ zelbildern unterschiedlicher Farbe bestehenden mehrfarbigen Tonerbildes die Bildsignal-Erfassungseinrichtung (22 bis 26) für jedes Toner-Einzelbild die Bildpunktdichte pro Bildzeile ermittelt, über die verschiedenen Tonerfarben summiert und den bei dieser Summation erhaltenen Wert als Ausgangssignal­ wert erzeugt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (16) zur Vorgabe von Basissteuerdaten für die Fixiereinheit (2) und eine Selektorstufe (17), die dann, wenn kein Fixiervorgang erfolgt, die Basissteuerdaten anstel­ le des Ausgangssignalwertes der Bildsignal-Erfassungseinrich­ tung (22 bis 26) der Fixiereinheit (2) zuführt.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß für den Transport des Aufzeichnungsmedi­ ums (33) zu der Fixiereinheit (2) eine in Transportrichtung gekrümmte Führung (12) vorgesehen ist, die eine Aufwölbung des Aufzeichnungsmediums (33) gestattet.