DE4305025A1 - Scanning and sheet feed control for electrostatic copier - by sheet position sensing and sheet-size related processing to prevent reverse charging of imaging drum, toner waste and contamination - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Drucker mit elektrophotographi­ schem Entwicklungssystem und insbesondere ein Verfahren und eine Einrichtung zur Steuerung der Belichtung und zur Verhinderung einer entgegengesetzten Aufladung in derartigen Druckern, wobei die unnö­ tige Belichtung einer lichtempfindlichen Trommel durch die Steuerung der Belichtung in Abhängigkeit von einer tatsächlich zugeführten Pa­ piergröße und eine entgegengesetzte Aufladung der lichtempfindlichen Trommel verhindert werden.

Wie in Fig. 4 gezeigt, umfaßt ein herkömmlicher Drucker mit elektro­ photographischem Entwicklungssystem eine lichtempfindliche Trommel 107, auf der ein elektrostatisches latentes Bild erzeugt wird, eine Auf­ ladeeinheit 104, die eine gleichmäßige Aufladung der lichtempfindli­ chen Trommel 107 erzeugt, eine Belichtungseinheit 105 für die Erzeu­ gung des elektrostatischen latenten Bildes auf der lichtempfindlichen Trommel 107, eine Entwicklereinheit 108 für die Entwicklung des la­ tenten Bildes, das durch die Belichtung der lichtempfindlichen Trom­ mel 107 erzeugt worden ist, eine Übertragungseinheit 106 für die Übertragung eines auf der lichtempfindlichen Trommel 107 erzeugten entwickelten (Toner-)Bildes auf ein Druckmedium wie etwa Papier, ei­ ne Positionierwalze 109 für die Papierzufuhr, eine Fixiereinheit 103 zum Fixieren des auf das Papier übertragenen Entwicklers und Papier­ stausensoren 101 und 111, die den Transportzustand des Papiers erfas­ sen.

In Fig. 5 ist ein Blockschaltbild einer Steuereinrichtung zum Steuern des in Fig. 1 gezeigten Druckers gezeigt. Eine Mechanik-Steuereinrich­ tung 201 erzeugt Signale für ein Steuerung eines Motors und der ein­ zelnen mechanischen Teile. Von einer Entwicklerprozessor-Steuerein­ richtung 202 werden Steuersignale für die Steuerung der Aufladeeinheit 104, der Entwicklereinheit 105 und der Übertragungseinheit 106 er­ zeugt. Eine Sensor-Eingangsschaltung 203 empfängt die von den ver­ schiedenen Sensoren erfaßten Werte, während ein Bilddatengenerator 205 Daten erzeugt, die den auf das Papier zu druckenden Inhalten ent­ sprechen. Eine Schnittstellenschaltung 206 ist mit einer externen Ein­ heit verbunden, schließlich steuert eine Zentraleinheit (CPU) und Steu­ erschaltung 204 sämtliche der erwähnten Schaltungen.

Wenn ein Druckvorgang ausgeführt werden soll, wartet das System, das wie in den Fig. 4 und 5 konstruiert ist, auf einen Druckbefehl, der das System aus dem Bereitschaftszustand in den Betriebszustand über­ führt. Wenn der Druckbefehl ausgegeben wird, werden in der CPU und Steuerschaltung 204 die zu druckende Papiergröße und Bedingungen eines Entwicklungsprozesses gesetzt. Nachdem das Papier in der Posi­ tionierwalze 109 angeordnet worden ist, wird eine Papiervorschubbe­ dingung des Entwicklungsprozesses festgelegt, indem die Belichtungs­ länge AB auf der lichtempfindlichen Trommel 107 von der Länge BD zwischen der Übertragungseinheit 106 und der Positionierwalze 109 subtrahiert wird. Wenn das Papier um die festgelegte Länge vorge­ schoben worden ist, wird mit der Belichtung begonnen, um einen auf dem Papier festgelegten oberen Rand an die Daten anzugleichen. Wenn hierbei das Papier normal geführt wird, wird das der festgelegten Länge entsprechende Papier belichtet, woraufhin die Belichtungs- und Entwicklungsbedingungen gelöscht werden. Danach ist der Druckvor­ gang beendet, woraufhin das Papier ausgegeben wird und das System auf einen weiteren Befehl wartet. Wenn beim Papiervorschub ein Feh­ ler auftritt, wird dieser Fehler von den Papierstausensoren 101 und 111 erfaßt und von der CPU und Steuerschaltung 204 verarbeitet.

Hierbei empfängt die CPU und Steuerschaltung 204 die Daten über die Schnittstellenschaltung 206 von einem Computer oder einer Videosteu­ ereinrichtung, um diese Daten zu verarbeiten und an den Bilddatenge­ nerator 205 zu senden. Der Bilddatengenerator 205 verarbeitet die Da­ ten und liefert sie an die Belichtungseinheit 105.

Wenn, wie genauer in Fig. 6 gezeigt ist, ein Druckbefehl ausgegeben wird, wird die Papiergröße in einem Schritt 3a durch einen Kassetten­ sensor bestimmt. Im Schritt 3b wird das Papier aus einer Kassette ent­ nommen und wird mit dem Vorschub begonnen. In den Schritten 3c und 3d werden die Aufladeeinheit 104 bzw. die Belichtungseinheit 105 eingeschaltet. Im Schritt 3e prüft die CPU und Steuerschaltung 204, ob die Papiervorderkante die Übertragungseinheit 106 erreicht hat. Wenn Papiervorderkante die Übertragungseinheit 106 erreicht hat, schaltet die CPU und Steuereinheit 204 im Schritt 3f die Übertragungseinheit 106 ein, um ein auf der lichtempfindlichen Trommel 107 erzeugtes To­ nerbild auf das Papier zu übertragen. Im Schritt 3g wird geprüft, ob die Papierhinterkante die Übertragungseinheit 106 erreicht hat. Wenn die Papierhinterkante die Übertragungseinheit 106 erreicht hat, wird im Schritt 3h die Übertragungseinheit 106 ausgeschaltet. Im Schritt 3i wird eine Fixierung ausgeführt, während im Schritt 3j die Aufladeeinheit 104 ausgeschaltet wird. Das bedeutet, daß die Übertragungseinheit 106 dann ausgeschaltet wird, wenn sich ein Papier, das beispielsweise die Größe A4 besitzt, seiner Größe entsprechend bewegt hat.

Da die Übertragungseinheit 106 eingeschaltet bleibt, bis sich ein Papier mit Standardgröße an ihr vorbeibewegt hat, wird auch der Toner, wie oben beschrieben, im Fall des Bedruckens eines Papiers, dessen Größe kleiner als diejenige des Standardpapiers aus der Kassette ist, während der gesamten Einschaltdauer an die Übertragungseinheit 106 geliefert. Folglich wird das Druckbild eines nachfolgenden Papiers negativ be­ einflußt. Da außerdem die lichtempfindliche Trommel 107 entgegenge­ setzt aufgeladen ist, wird die Druckmaschine beschädigt. Mit anderen Worten, wenn ein kürzeres Papier als ein Standardpapier zugeführt wird, werden Druckbilder auf einem Teil erzeugt, auf dem kein Papier vorhanden ist. Hierbei ist die lichtempfindliche Trommel 107 einer Be­ lichtung durch die Belichtungseinheit 105 unterworfen. Da der Ent­ wickler von der Entwicklereinheit 108 an die lichtempfindliche Trom­ mel 107 übertragen wird, wird die Übertragungseinheit 106 verunrei­ nigt, so daß die Übertragungseffizienz verringert wird. Darüber hinaus wird an die Übertragungseinheit 106 zuviel übertragener Entwickler unnötigt verbraucht, außerdem wird die lichtempfindliche Trommel 107 unnötig belichtet, wodurch die Lebensdauer der Druckmaschine ver­ kürzt wird.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Einrichtung der gattungsgemäßen Art zu schaffen, mit denen eine unnötige Belichtung der lichtempfindlichen Trommel, der Ver­ brauch von Entwickler und die Verunreinigung der Übertragungsein­ heit durch die Steuerung der Belichtung in Abhängigkeit von der tat­ sächlichen Größe des zugeführten Papiers verhindert werden.

Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren der gattungsgemäßen Art zu schaffen, in dem schädliche Wirkungen auf die Druckmaschine verringert werden können, indem die entgegen­ gesetzte Aufladung verhindert wird.

Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren der gattungsgemäßen Art zu schaffen, in dem die unnötige Aufbringung von Toner verhindert wird, indem in dem Fall, in dem ein kürzeres Papier als Standardpapier von einer Kassette bedruckt werden soll, die Zeitdauer zwischen dem Einschalten der Übertragungseinheit und dem Ausschalten derselben gesteuert wird.

Diese Aufgaben werden bei einem Verfahren der gattungsgemäßen Art erfindungsgemäß gelöst durch die im Anspruch 1 und ferner im An­ spruch 2 angegebenen Merkmale.

Außerdem werden diese Aufgaben bei einer Einrichtung der gattungs­ gemäßen Art erfindungsgemäß gelöst durch die im Anspruch 3 angege­ benen Merkmale.

Die Erfindung wird im folgenden anhand bevorzugter Ausführungs­ formen mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert; es zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Systems, in dem die vorliegende Erfindung verwirklicht ist;

Fig. 2 ein Flußdiagramm einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 3 ein Flußdiagramm einer weiteren bevorzugten Ausführungs­ form der vorliegenden Erfindung;

Fig. 4 eine Darstellung eines herkömmlichen Druckers mit einem typischen elektrophotographischen Entwicklungssystem;

Fig. 5 ein Blockschaltbild einer herkömmlichen Steuereinrichtung für die Steuerung des in Fig. 1 gezeigten Druckers; und

Fig. 6 ein Flußdiagramm zur Erläuterung eines herkömmlichen Druckvorgangs.

Wie in Fig. 1 gezeigt, enthält das erfindungsgemäße System eine Me­ chanik-Steuereinrichtung 401 für die Steuerung des Papiervorschubs, eine Entwicklerprozessor-Steuereinrichtung 402 für die Steuerung des elektrophotographischen Prozesses, eine Sensoreingangsschaltung 403 für die Erfassung des Zustandes der verschiedenen Sensoren, eine Schnittstellenschaltung 407 für die Verbindung einer externen Einheit mit dem System, einen Bilddatengenerator 405 für die Erzeugung von Bilddaten und die Steuerung der Belichtung, eine Belichtungsdaten- Steuereinrichtung 406 für die Erzeugung von Belichtungsdaten für die Belichtungseinheit und eine CPU und Steuerschaltung 404 für die Steuerung sämtlicher dieser Operationen.

Wie in Fig. 2 gezeigt, initialisiert die CPU und Steuerschaltung 404 im Schritt 5a das System. Im Schritt 5b wird geprüft, ob ein Druckbefehl vorliegt. Wenn der Druckbefehl vorliegt, werden in den Schritten 5c und 5d die Papiergröße und die Entwicklungsbedingungen festgelegt, woraufhin im Schritt 5e mit dem Papiervorschub begonnen wird. Im Schritt 5f wird das Papier in der Positionierwalze 109 angeordnet, in­ dem die Mechanik-Steuerschaltung 401 betätigt wird. Im Schritt 5g werden Bilddaten erzeugt und wird mit der Belichtung begonnen, in­ dem der Bilddatengenerator 405 und die Belichtungsdaten-Steuerein­ richtung 406 betätigt werden. In den Schritten 5h, 5i und 5j wird ge­ prüft, ob beim Papiervorschub Fehler auftreten bzw. ob die Papierhin­ terkante den Papierstausensor 111 passiert hat. Wenn beim Papiervor­ schub keine Fehler aufgetreten sind und wenn die Papierhinterkante den Papierstausensor 111 passiert hat, wird im Schritt 5k geprüft, ob das Papier um die Länge (BC-AB) vorgeschoben worden ist. Wenn das Papier um die Länge (BC-AB) vorgeschoben worden ist, wird die Be­ lichtung im Schritt 51 beendet. Im Schritt 5m wird geprüft, ob beim Papiervorschub Fehler aufgetreten sind. Wenn beim Papiervorschub keine Fehler aufgetreten sind, wird im Schritt 5n geprüft, ob das Papier über die gesamte, festgelegte Länge vorgeschoben worden ist. Wenn das Papier über die gesamte, festgelegte Länge vorgeschoben worden ist, wird die Entwicklungsbedingung im Schritt so gelöscht, woraufhin das Papier im Schritt 5p ausgegeben wird.

Wie in Fig. 3 gezeigt, umfaßt ein Verfahren für die Verhinderung einer entgegengesetzten Aufladung die folgenden Schritte: Beginnen mit dem Druckpapiervorschub, Einschalten einer Aufladeeinheit, eines Positio­ nierungssensors und einer Belichtungseinheit und Prüfen, ob die Vor­ derkante des Papiers die Übertragungseinheit erreicht hat; wenn die Vorderkante des Papiers die Übertragungseinheit erreicht hat, wird diese eingeschaltet; dann wird geprüft, ob der Positionierungssensor ausgeschaltet ist; wenn der Positionierungssensor ausgeschaltet ist, wird ein Zeitintervall ermittelt, nach dessen Ablauf die Hinterkante des Papiers die Übertragungseinheit erreicht hat; nach Ablauf dieses Zeitin­ tervalls werden die Übertragungseinheit abgeschaltet, eine Fixierung ausgeführt und die Aufladeeinheit abgeschaltet.

In diesen Schritten wird der Positionierungssensor 111 eingeschaltet, wenn sich das Druckpapier an diesem vorbeizubewegen beginnt, wäh­ rend er ausgeschaltet wird, wenn sich bei einem ununterbrochenen Pa­ piervorschub das Papier vollständig am Positionierungssensor 111 vor­ beibewegt hat. Diese Operation wird von der CPU und Steuerschaltung 404 ausgeführt. Die CPU und Steuerschaltung 404 ermittelt eine Zeit­ periode und schaltet nach Ablauf derselben die Übertragungseinheit 106 aus. Daher wird nicht notwendiger Toner nicht an die Übertra­ gungseinheit 106 geliefert, so daß das Bild keine nachteilige Auswir­ kung erfährt, die durch die entgegengesetzte Aufladung der lichtemp­ findlichen Trommel 107 verursacht wird.

Wie ebenfalls in Fig. 3 gezeigt, steuert die CPU und Steuerschaltung 404 die Mechanik-Steuereinrichtung 401 anhand eines Prüfergebnisses, wenn ein Treiber-Startsignal gegeben wird. Im Schritt 6a wird mit dem Papiervorschub begonnen. Im Schritt 6b wird die Aufladeeinheit 104 eingeschaltet, indem die Entwicklerprozessor-Steuereinrichtung 402 betätigt wird, anschließend wird im Schritt 6c der Positionierungssen­ sor 111 mittels der Sensoreingangsschaltung 403 eingeschaltet. Im Schritt 6d wird die Belichtungseinheit 105 mittels des Bilddatengenera­ tors 405 eingeschaltet.

Wenn das Papier die Übertragungseinheit über den Positionierungssen­ sor 111 und die Positionierwalze 109 aufgrund der Betätigung der Me­ chanik-Steuereinrichtung 401 erreicht, prüft die CPU und Steuerschal­ tung 404 im Schritt 6e, ob die Vorderkante des Papiers die Übertra­ gungseinheit 106 erreicht hat, indem etwa ein Zeitintervall ab der Vor­ beibewegung am Positionierungssensor 111 ermittelt wird. Im Schritt 6f wird die Übertragungseinheit 106 eingeschaltet, indem die Entwick­ lerprozessor-Steuereinrichtung 402 betätigt wird. Im Schritt 6g wird geprüft, ob der Positionierungssensor 111 ausgeschaltet ist. Wenn der Positionierungssensor 111 ausgeschaltet ist, geht der Prozeß direkt vom Schritt 6g zum Schritt 6k weiter, in dem festgestellt wird, ob die Hin­ terkante des Papiers die Übertragungseinheit 106 erreicht hat. Wenn die Hinterkante des Papiers die Übertragungseinheit 106 erreicht hat, wird die Übertragungseinheit 106 im Schritt 6n ausgeschaltet, indem die Entwicklungsprozeß-Steuerschaltung 402 betätigt wird. Im Schritt 6m wird in der Fixiereinheit 103 durch die Betätigung der Mechanik- Steuerschaltung 401 eine Fixierung ausgeführt, woraufhin im Schritt 61 die Aufladeeinheit 104 durch die Betätigung der Entwicklerprozessor- Steuereinrichtung 402 ausgeschaltet wird. Wenn im Schritt 6g festge­ stellt wird, daß der Positionierungssensor 111 nicht ausgeschaltet ist, geht der Prozeß vom Schritt 6g zum Schritt 6h, in dem geprüft wird, ob sich das Papier am Positionierungssensor 111 vorbeibewegt hat. Wenn eine entsprechende Zeitdauer vergangen ist, wird im Schritt 6i geprüft, ob der Positionierungssensor 111 ausgeschaltet worden ist.

Aus der vorangehenden Beschreibung wird deutlich, daß in Druckern wie etwa einem Laserdrucker oder einem Lumineszenzdiodendrucker (LED-Drucker), in denen ein elektrophotographischer Prozeß ausge­ führt wird, bei der Erzeugung eines Druckbildes auf einem kürzeren als dem Standarddruckmedium nicht notwendiger Toner nicht an die Übertragungseinheit übertragen wird und stets ein klares Bild erhalten wird, da die entgegengesetzte Aufladung der Übertragungseinheit und der lichtempfindlichen Trommel erfindungsgemäß verhindert wird.

Obwohl in der obigen Beschreibung bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gezeigt und beschrieben worden sind, kann der Fachmann selbstverständlich Änderungen in der Form und in den Einzelheiten ausführen, die jedoch alle im Umfang der vorliegenden Erfindung enthalten sein sollen.

Claims (3)

1. Verfahren zur Verhinderung einer entgegengesetzten Aufla­ dung in einem Drucker mit elektrophotographischem Entwicklungssy­ stem, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
Beginnen des Druckpapier-Vorschubs, Einschalten einer Aufladeeinheit (104), eines Positionierungssensors (111) und einer Be­ lichtungseinheit (105) und Prüfen, ob die Vorderkante des Papiers eine Übertragungseinheit (106) erreicht hat;
Einschalten der Übertragungseinheit (106), falls die Vorder­ kante des Papiers die Übertragungseinheit (106) erreicht hat;
Prüfen, ob der Positionierungssensor (111) ausgeschaltet ist;
Ermitteln eines Zeitintervalls, nach dessen Ablauf die Hinter­ kante des Papiers die Übertragungseinheit (106) erreicht haben wird, falls der Positionierungssensor (111) ausgeschaltet ist; und
Ausschalten der Übertragungseinheit (106), Ausführen einer Fixierung und Ausschalten der Aufladeeinheit (104), wenn das Zeitin­ tervall verstrichen ist.

2. Verfahren zur Steuerung der Belichtung in einem Drucker mit elektrophotographischem Entwicklungssystem, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
Festlegen der Größe eines zu bedruckendem Papiers und der Bedingungen eines Entwicklerprozessors entsprechend einem Druckbe­ fehl;
Anordnen des Papiers auf einer Positionierwalze (109), Be­ ginnen mit der Belichtung, wenn das Papier um eine vorgegebene Länge bewegt worden ist, und Angleichen eines oberen Papierrandes an die Bilddaten;
Prüfen mittels eines Positionserfassungssensors (111), ob das Papier eine gewünschte Position erreicht hat; und
Ausführen einer Belichtung, bis sich die Hinterkante des Pa­ piers am Positionserfassungssensor (111) vorbeibewegt und Unterdrüc­ ken der Belichtung, wenn sich die Hinterkante des Papiers am Positions­ erfassungssensor (111) vorbeibewegt hat, so daß die an eine Belich­ tungseinheit (105) übertragenen Daten ein weißes Bild ergeben.

3. Einrichtung zur Steuerung der Belichtung und zur Verhinde­ rung einer entgegengesetzten Aufladung in einem Drucker mit elektro­ photographischem Entwicklungssystem, wobei der Drucker einen Bild­ datengenerator (405) und eine Schnittstelleneinrichtung (407) aufweist, die von einer Zentraleinheit (CPU) und Steuereinrichtung (404) gesteu­ ert werden, gekennzeichnet durch eine Belichtungsdaten-Steuereinrichtung (406) die mit Adres­ sen- und Datenbussen der CPU und Steuereinrichtung (404) verbunden ist, um vom Bilddatengenerator (405) bzw. von der Schnittstellenein­ richtung (407) erste bzw. zweite Belichtungsdaten zu empfangen, um diese Belichtungsdaten an eine Belichtungseinheit (405) zu liefern.