DE69307773T2

DE69307773T2 - Vorrichtung und Verfahren zur Entfernung von Entwicklermaterial

Info

Publication number: DE69307773T2
Application number: DE69307773T
Authority: DE
Inventors: Neil A Frankel; Edward J Gutman; Larry G Hogestyn
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1992-05-21
Filing date: 1993-05-19
Publication date: 1997-07-10
Anticipated expiration: 2013-05-20
Also published as: DE69307773D1; JP3271822B2; EP0571186B1; JPH0635373A; US5175590A; EP0571186A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Reinigen von Entwicklermaterial von einem Bildempfangselement, und insbesondere eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Entfernen von Entwicklermaterial aus Dokument- und Zwischendokumentbereichen eines Bildempfangselements.
Bei elektrophotografischen Anwendungen, wie der elektrostatographischen Bilderzeugung, wird eine ladungenzurückhaltende Oberfläche eines Bildempfangselements elektrostatisch aufgeladen und dann selektiv gemäß einem Originalbild entladen, das wiedergegeben werden soll. Das sich ergebende, latente Bild wird durch Berühren mit Toner entwickelt, und das Tonerbild kann dann auf ein Substrat (beispielsweise Papier) übertragen und daraüf festgelegt werden, um eine dauerhafte Aufzeichnung des Bildes zu bilden, das wiedergegeben werden soll. Der Entwicklung und Übertragung folgend wird übermäßiger Toner, der auf der ladungenzurückhaltenden Oberfläche zurückgelassen worden ist, von der Oberfläche gereinigt.
Obgleich der Hauptanteil des Toners, der das Bild bildet, während der Übertragung auf das Papier übertragen worden ist, bleibt unvermeidlich einiger Toner auf der ladungenzurückhaltenden Oberfläche zurück, wobei er darauf durch relativ große elektrostatische und/oder mechanische Kräfte gehalten wird. Eine gewerblich erfolgreiche Reinigungsart, die bei der automatischen, elektrophotografischen Bilderzeugung verwendet wird, verwendet eine Bürste mit weichen Faserborsten, die bestimmte reibungselektrische Eigenschaften aufweisen. Während die Borsten weich sind, sind sie ausreichende fest, restliche Tonerteilchen von der ladungenzurückhaltenden Oberfläche zu entfernen. Zusätzlich sind Gewebe oder Bänder aus weichen, faserigen oder klebrigen Materialien und andere Reinigungssysteme bekannt.
Ein Verfahren, das als "Fahrbbildhervorhebung" bezeichnet wird, wird ausgeführt, indem grundsätzliche elektrostatographische Techniken verwendet werden. US-A-4,078,929 offenbart die Verwendung einer elektrostatographischen Bilderzeugung mit drei Pegeln als eine Einrichtung, um hervorgehobene Fahrtbilder mit einem einzigen Durchlauf zu erreichen. Wie es darin geoffenbart ist, wird das Ladungsmuster mit Tonerteilchen einer ersten und einer zweiten Farbe entwickelt. Die Tonerteilchen einer der Farben sind positiv geladen und die Tonerteilchen der anderen Farbe sind negativ geladen. Die Tonerteilchen können durch einen Entwickler zugeführt werden, der eine Mischung aus reibungselektrisch relativ positiven und relativ negativen Trägerkügelchen umfaßt. Die Trägerkügelchen halten jeweils die relativ negativen und relativ positiven Tonerteilchen. Ein solcher Entwickler wird allgemein dem Ladungsmuster zugeführt, indem er über die Bildoberfläche herabläuft, die das Ladungsmuster hält. Alternativ können die Tonerteilchen dem Ladungsmuster durch ein Paar magnetischer Bürsten dargeboten werden. Jede Bürste führt einen Toner einer Farbe und einer Ladung zu.
Es ist allgemein gut bekannt, bestimmte Parameter eines elektrophotografischen Druckgeräts zu steuern und einzustellen. Eine Steuerungstechnik vergleicht ein Signal, das das von einem sauberen, photoleitfähigen Element reflektierte Licht mißt, mit einem Signal, das von einem entwikkelten Prüfbereich reflektiert wird, der darauf gebildet ist. Das sich ergebende Fehlersignal regelt den Toneraustrag, um die Konzentration von Tonerteilchen in dem Entwicklermaterial auf der photoleitfähigen Oberfläche zu steuern. Allgemein wird die Dichte des Entwicklermaterials, das auf dem Prüfbereich entwickelt worden ist, durch einen Infrarotdichtemesser überwacht. Bei verschiedenen Anwendungen schließt das Photoempfangselement mindestens zwei Dokumentbereiche und einen Zwischendokumentbereich ein, der dazwischen angeordnet ist. Vorzugsweise wird ein Bild von einem Dokument in dem Dokumentbereich entwickelt, während der Prüfbereich in dem Zwischendokumentbereich entwickelt wird. Typischerweise wird der Prüfbereich in dem Zwischendokumentbereich gebildet, damit er die Bilderzeugung in dem Dokumentbereich nicht stört.
Ein unwirksames Reinigen kann angetroffen werden, wenn ein Prüfbereich in dem Zwischendokumentbereich gebildet wird, weil, während viel Toner von dem Dokumentbereich während der Übertragungsstufe entfernt wird, der ganze Toner, den der Prüfbereich umfaßt, in dem Zwischendokumentbereich genau bis zu der Reinigungsstufe verbleibt. Ferner werden üblicherweise während der Übertragung und Ablösung der Dokument- und der Zwischendokumentbereich nicht auf die gleichen Polaritätpegel aufgeladen. Tatsächlich kännen diese Bereiche sogar entgegengesetzte Polaritäten besitzen.
US-A-4,615,613 offenbart eine Reinigungsbürste, an die unterschiedliche Vorspannungen gemäß dem Bereich der ladungenzurückhaltenden Oberfläche, der gereinigt wird, angelegt wird. Vorzugsweise wird, wenn Toner von dem Dokumentbereich der ladungenzurückhaltenden Oberfläche entfernt wird, ein Vorspannungspegel angelegt, und wenn der Zwischendokumentbereich gereinigt wird, wird eine unterschiedliche Vorspannung angelegt.
Unwirksames Reinigen kann auch angetroffen werden, wenn ein Gerät mit typischer Farbhervorhebung verwendet wird, in dem Toner unterschiedlicher, reibungselektrischer Eigenschaften verwendet werden, und es mag wünschenswert sein, zwei elektrostatische Bürsten mit unterschiedlichen Polaritäten zu verwenden, um Toner unterschiedlicher Eigenschaften zu entfernen.
Es ist auf dem Gebiet auch bekannt, einen Übertragungsspannungspegel einzustellen, um den Übertragungswirkungsgrad bei geladenen Übertragungsbedingungen, wie bei Feuchtigkeitsänderungen, zu maximieren.
Zusätzlich beschreibt EP-A-0,531,053 das Einstellen der jeweiligen Betriebsparameter der Koronaerzeugungsvorrichtungen zum Entfernen eines Prüfbereiches während eines laufenden Zyklus und der Laufzeit einer Bilderzeugungsvorrichtung mit Farbhervorhebung.
Es ist eine Zielsetzung der vorliegenden Erfindung, optimales Reinigen von Entwicklermaterialresten von dem Dokumentund Zwischendokumentbereich des Fotorezeptors eines Druckgeräts zu erleichtern.
Gemäß der Erfindung wird, wie es in den beigefügten Ansprüchen festgelegt ist, ein Druckgerät von der Art geschaffen, das ein Bildempfangselement einschließt, das eine ladungenzurückhaltende Oberfläche aufweist, wobei ein erstes, entwickeltes Bild in einem ersten Bereich und ein zweites, entwickeltes Bild in einem zweiten Bereich angeordnet sind. Das Druckgerät umfaßt einen Koronagenerator, der nahe der ladungenzurückhaltenden Oberfläche angeordnet ist und durch einen elektrischen Parameter gekennzeichnet ist; eine Einrichtung zum Einstellen des elektrischen Parameters auf einen ersten Wert, um das erste, entwickelte Bild bei einem ersten Ladungspegel anzuordnen, wenn das erste, entwickelte Bild an dem Koronagenerator vorbeiläuft; eine Einrichtung zum Ändern des elektrischen Parameters auf einem zweiten Pegel zum Anordnen des zweiten, entwickelten Bildes bei einem zweiten Ladungspegel, wenn das zweite, entwickelte Bild an dem Koronagenerator vorbeiläuft; und ein Reinigungselement, das die ladungenzurückhaltende Oberfläche berührt, um im wesentlichen das erste, entwickelte Bild und einen Teil des zweiten, entwickelten Bildes von der ladungenzurückhaltenden Oberfläche zu entfernen, worin die Fähigkeit des Reinigungselements, das erste, entwickelte Bild und den Teil des zweiten, entwickelten Bildes von der ladungenzurückhaltenden Oberfläche zu entfernen, von der Größe des ersten und zweiten Pegels abhängt.
Die Druckvorrichtung kann ferner eine Einrichtung umfassen, die nahe der ladungenzurückhaltenden Oberfläche angeordnet ist, um einen zweiten Anteil des zweiten, entwickelten Bildes auf ein Substrat zu übertragen, das nahe der ladungenzurückhaltenden Oberfläche angeordnet ist. Die Vorrichtung kann dann ferner eine Einrichtung umfassen, die nahe der ladungenzurückhaltenden Oberfläche und stromabwärts der genannten Übertragungseinrichtung angeordnet ist, um das Abstreifen eines Bereiches des Substrats von dem Bildempfangselement fort zu unterstützen, das eine ladungenzurückhaltende Oberfläche aufweist. Die genannte Übertragungseinrichtung kann den genannten Koronagenerator umfassen. Alternativ kann die genannte Unterstützungseinrichtung, wenn sie vorhanden ist, den genannten Koronagenerator umfassen.
Die Druckvorrichtung gemäß der Erfindung kann ferner eine Einrichtung umfassen, die nahe der ladungenzurückhaltenden Oberfläche angeordnet ist, um das zweite, entwickelte Bild zu konditionieren, einen zweiten Teil des zweiten, entwikkelten Bildes auf ein Substrat zu übertragen, das nahe der ladungenzurückhaltenden Oberfläche angeordnet ist. Die genannte Konditionierungseinrichtung kann den genannten Koronagenerator umfassen.
Die genannte Einstelleinrichtung und die genannte Aufladungseinrichtung können in einer Steuerungseinrichtung untergebracht werden, wobei die genannte Steuerungseinrichtung mit dem genannten Koronagenerator in Verbindung steht. Der genannte elektrische Parameter kann sich als Funktion eines Signals ändern, das von der genannten Steuerungseinrichtung an den genannten Koronagenerator übertragen wird.
Mindestens eines von dem ersten, entwickelten Bild und dem zweiten, entwickelten Bild kann ersten und zweiten Toner umfassen. Der genannte erste und zweite Toner kann eine erste bzw. zweite Polarität umfassen, wobei die Polarität des genannten ersten Toners entgegengesetzt zu der Polarität des genannten zweiten Toners ist.
In einer Ausführungsform der Erfindung wird das erste, entwickelte Bild durch Entwicklung eines aufgeladenen Bereiches entwickelt, und das zweite, entwickelte Bild wird durch Entwicklung eines entladenen Bereiches entwickelt.
In beispielhafter Weise wird eine Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:
Fig. 1A eine grafische Darstellung des Photorezeptor-Potentials als Funktion der Belichtung bei einem latenten Ladungsbild mit drei Pegeln ist;
Fig. 1B eine grafische Darstellung des Photorezeptor-Potentials ist, das die Eigenschaften des besonderen latenten Bildes mit Farbhervorhebung und einem einzigen Durchlauf darstellt;
Fig. 2 eine schematische Ansicht eines Druckgeräts gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
Fig. 3 eine Teildraufsicht auf ein photoelektrisches Band ist, das in dem Druckgerät der Fig. 2 verwendet wird;
Fig. 4 eine vergrößerte Teilansicht des Druckgeräts der Fig. 2 ist, die Fühlereinrichtungen zeigt, die um das Fotoempfangsband herum angeordnet sind;
Fig. 5A eine schematische Ansicht einer Steuerschaltung ist, die verwendet wird, um verschiedene Bauteile des Druckgeräts der Fig. 2 zu steuern;
Fig. 5B eine schematische Ansicht eines Koronagenerators mit einem Verschluß zum selektiven Ändern seiner Emission ist;
Fig. 6 ein Reinigungsspielraumfenster ist, das die annehmbaren Einstellpunkte für das Druckgerät der Fig. 2 zeigt, wobei das Reinigungsspielraumfenster ohne Hinblick auf angewendete Stromwerte zur optimalen Übertragung oder Ablösung entwickelt worden ist;
Fig. 7 ein Reinigungsspielraumfenster ist, das annehmbare Einstellpunkte für das Druckgerät der Fig. 2 zeigt, in dem der angewandte Stromwert für den Übertragungskoronagenerator optimiert worden ist, um den Übertragungswirkungsgrad zu verbessern; und
Fig. 8 ein Reinigungsspielraumfenster ist, das annehmbare Ablösestromeinstellungen für das Druckgerät der Fig. 2 zeigt, wobei das Spielraumfenster besonders die Wirkung des sich ändernden Ablösestroms beim Reinigen darstellt, während die anderen Einstellungen auf konstanten Werten beibehalten werden.
Bezugnehmend auf die Fig. 1A und 1B wird das Konzept der Bilderzeugung mit Farbhervorhebung und drei Pegeln allgemein dargestellt. Bei einer photoinduzierten Entladungskurve ("PIDC") der Fig. 1A stellt V&sub0; den anfänglichen Ladungspegel dar, Vddp (VCAD) das Dunkelentladungspotential (unbelichtet), und Vweiß den weißen oder Hintergrundsentladungspegel und VC(VDAD) das Photorezepterrestpotential dar. Bei einem Beispiel sind die nominalen Spannungsgrößen für VCAD, Vweiß und VDAD 788 V, 423 V bzw. 123 V.
Bei Anwendungen mit Farbhervorhebung wird die Farbunterscheidung bei der Entwicklung des latenten Ladungsbilds erreicht, indem der Photorezeptor mit einem latenten Bild, das darauf angeordnet ist, durch ein erste und ein zweiten Entiwcklungsgehäuse hindurchläuft und indem die Gehäuse auf Spannungen vorgespannt werden, die gegenüber der Hintergrundspannung Vweiß versetzt sind. Typischer Weise enthält das zweite Gehäuse Entwickler mit positiv aufgeladenem, schwarzem Toner. Demgemäß wird der Toner von dem zweiten Gehäuse zu den am höchsten aufgeladenen (Vddp) Bereichen des latenten Bildes durch das elektrostatische Feld zwischen dem Photorezeptor und den Entwicklungswalzen in dem zweiten Gehäuse hingezogen, wobei die Entwicklungswalzen des zweiten Gehäuses auf Vschwarz Vorsp. (Vbb) vorgespannt sind. Das erste Gehäuse enthält negativ geladenen, farbigen Toner. Demgemäß wird der Toner von dem ersten Gehäuse in Richtung zu den Teilen des latenten Bildes auf Restpotential, nämlich VDAD, durch das elektrostatische Feld gezwungen, das zwischen dem Photorezeptor und den Entwicklungswalzen des ersten Gehäuses vorliegt, wobei die Walzen des ersten Gehäuses auf VFarb-Vorsp. (Vcb) vorgespannt sind. Bei einem Beispiel sind die nominalen Spannungsgrößen Vbb und Vcb 641 V bzw. 294 V.
Bezugnehmend auf Fig. 2 verwendet ein Kopiergerät gemäß der vorliegenden Erfindung ein Photorezeptorband 10, das eine ladungenzurückhaltende Oberfläche aufweist. Das Band 10 bewegt sich in Richtung des Pfeils 12, um aufeinanderfolgende Bereiche des Bandes der Reihe nach durch die verschiedenen Arbeitsstationen fortzubewegen, die auf dem Bewegungsweg davon angeordnet sind. Das Band 10 wird um eine Abstreifwalze 14, eine Spannwalze 16, Leerlaufwalzen 18 und eine Antriebswalze 20 herum bewegt. Die Antriebswalze 20 ist mit einem Motor (nicht gezeigt) durch geeignete Mittel gekoppelt, wie einen Antriebsriemen. Das Band 10 wird durch ein Paar Federn (nicht gezeigt) unter Spannung gehalten, die elastisch die Spannwalze 16 gegen das Band 10 mit der erwünschten Federkraft drücken. Die Abstreifwalze 14 und die Spannwalze 16 sind beide drehbar angebracht. Diese Walzen sind Leerlaufwalzen, die sich frei drehen, wenn sich das Band 10 in Richtung des Pfeils 12 bewegt.
Es wird nun auf Fig. 3 bezug genommen; latente Bilder von Dokumenten werden jeweils in Dokumentbereichen oder Zonen der ladungenzurückhaltenden Oberfläche des Photorezeptors gebildet, wobei jede der Dokumentzonen mit dem Bezugszeichen 22 bezeichnet ist. Bereiche, die zwischen die Dokumentzonen 22 eingefügt sind, werden als Zwischendokumentzonen bezeichnet und sind mit dem Bezugszeichen 24 bezeichnet.
Erneut auf Fig. 2 bezugnehmend laufen Bereiche des Bandes 10 durch die Aufladestation A. Bei der Aufladestation A laden ein Paar Koronaentladungseinrichtungen 26 und 28 aufeinanderfolgende Bereiche 22, 24 des Photorezeptorbandes 10 auf ein relativ hohes, im wesentlichen gleichförmiges, negatives Potential auf.
An der Belichtungsstation B wird der gleichförmige aufgeladene Photorezeptor einer Laser-Abtastvorrichtung 32 oder einer Rasterausgangsabtastvorrichtung ausgesetzt, die gemäß einer Ansteuerung ESS 34 den Photorezeptor auf einen der drei Ladungspegel nach Maßgabe eines gespeicherten Bildes entlädt. Dies zeichnet ein latentes Ladungsbild auf dem Band auf, daß dem Informationsbereich entspricht, der in den elektronisch gespeicherten Orginalinformationen enthalten ist. Die Rasterausgangsabtastvorrichtung könnte durch eine herkömmliche, elektrophotografische Belichtungsanordnung ersetzt werden.
Bei der bevorzugten Betriebsart erfährt die ladungenzurückhaltende Oberfläche des Bandes 10, die anfangs auf eine Spannung V&sub0; aufgeladen worden ist, einen Dunkelzerfall auf einen Pegel Vddp oder VCAD, der gleich ungefähr -900 V ist, um Bilder (CAD) mit Entwicklung des aufgeladenen Bereiches zu bilden. Beim Belichten an der Belichtungsstation B wird der Photorezeptor auf Vc oder VDAD gleich ungefähr -100 V belichtet, um ein Bild (DAD) mit Entwicklung des entladenen Bereicheszu bilden, das auf ungefähr Null- oder Massepotential in den hervorgehobenen Farbteilen des Bildes ist. Während der Belichtung wird die ladungenzurückhaltende Oberfläche des Bandes 10 auf Vweiß entladen, wobei die Größe Vweiß gleich ungefähr -500 V in den Hintergrundbereichen bzw. weißen Bereichen ist.
Weiterhin auf Fig. 2 bezugnehmend ist ein Bereichsgenerator mit dem Bezugszeichen 36 bezeichnet. Bei einem Beispiel umfaßt der Generator 36 eine herkömmliche, Belichtungseinrichtung und dient dazu, Prüf- oder Kontrollbereiche in den Zwischendokumentzonen 24 aufzuzeichnen, wobei die Prüfbereiche in einem entwickelten und in einem unentwickelten Zustand verwendet werden, um verschiedene Verfahrensfunktionen zu steuern. Ein Infrarotdichtemesser (IRD) 38 wird verwendet, das Reflexionsvermögen der Prüfbereiche zu erfühlen oder zu messen, nachdem sie entwickelt worden sind. Man sollte erkennen, daß jeder Prüfbereich aufgezeichnet und mit mehreren Tonern entwickelt werden kann, die unterschiedliche Polaritäten haben. Somit ist der Prüfbereichsgenerator 36 bevorzugt angepaßt, unterschiedliche Belichtungspegel für irgendeine gegebene Zwischendokumentzone 24 zu liefern. Ein erstes, elektrostatisches Voltmeter (ESV&sub1;) 40 ist stromabwärts des Bereichsgenerators 36 zum Überwachen gewisser, elektrostatischer Ladungspegel (das heißt VDAD, VCAD, Vweiß und Vtc) auf verschiedenen Bereichen des Photoempfangsbandes 10 angeordnet.
Bei der Entwicklungsstation C bewegt ein magnetisches Bürstenentwicklungssystem Entwicklermaterialien in Berührung mit einem latenten Ladungsbild auf dem Photorezeptor. Die Entwicklungsstation C umfaßt ein erstes Entwicklungsgehäuse 42 und ein zweites Entwicklungsgehäuse 44. Vorzugsweise enthält das Gehäuse 42 ein Paar magnetischer Bürstenentwicklungswalzen 46, 48, während das Gehäuse 44 ein Paar magnetischer Bürstenentwicklungswalzen 50, 52 enthält. Jedes Rollenpaar bewegt sein jeweiliges Entwicklermaterial in Berührung mit dem latenten Bild vorwärts. Ein geeignetes Vorspannen des Entwicklers wird über Stromversorgungen 56 und 58 ausgeführt, wobei die Stromversorgungen 56, 58 elektrisch mit den jeweiligen Entwicklungsgehäusen 42, 44 gekoppelt sind. Ein Paar Tonerauffülleinrichtungen (nicht gezeigt) sind vorgesehen, um den Toner zu ersetzen, wenn er aus den Entwicklungsgehäusestrukturen 42, 44 abgezogen wird.
Eine Farbunterscheidung bei der Entwicklung des latenten Ladungsbildes wird erreicht, indem der Photorezeptor mit einem einzigen Durchgang an den zwei Entwicklungsgehäusen 42 und 44 mit den magnetischen Bürstenwalzen 46, 48, 50 und 52 vorbeiläuft, die elektrisch auf Spannungen vorgespannt sind, die gegenüber der Hintergrundspannung Vweiß in einer Richtung versetzt sind, die von der Polarität des Toners in dem Gehäuse abhängt. Bei der dargestellten Ausführungsform der Fig. 2 enthält das Gehäuse 42 negativ geladenen, blauen, leitenden Magnetbürstenentwickler 60. Demgemäß wird der blaue Toner zu den am wenigsten hoch aufgeladenen Bereichen auf dem Potential VDAD der latenten Bilder durch das elektrostatische Entwicklungsfeld (VDAD - VFarb-Vorsp.) zwischen dem Photorezeptor und den Entwicklungswalzen 46, 48 hingezogen. Andererseits enthält das Gehäuse 44 positiv geladenen, schwarzen Toner 62. Demgemäß wird der schwarze Toner in Richtung zu den Teilen der latenten Bilder auf dem höchsten, aufgeladenen Potential VCAD durch das elektrostatische Entwicklungsfeld (VCAD - Vschwarz Vorsp.) gezwungen, das zwischen dem Photorezeptor und den Entwicklungswalzen 50, 52 vorhanden ist. Ein zweites, elektrostatisches Voltmeter (ESV&sub2;) 54 ist stromabwärts des ersten Entwicklungsgehäuses 42 zum Überwachen gewisser, elektrostatischer Ladungspegel (das heißt VDAD, VCAD, Vweiß, Vtb und Vtc) auf verschiedenen Bereichen des Photoempfangsbandes 10 angeordnet.
Vorzugsweise sind die Walzen 46 und 48 vorgespannt, wobei eine zerhackte Gleichvorspannung über eine Stromversorgung 56 verwendet wird, während die Walzen 50 und 52 vorgespannt sind, wobei eine zerhackte Gleichvorspannung über die Stromversorgung 58 verwendet wird. Der Ausdruck zerhackter Gleichvorspannung bezieht sich auf den Vorgang, ein Entwicklungsgehäuse zwischen zwei Potentialen abzuwechseln, nämlich einem ersten Potential, das grob die normale Vorspannung für den DAD Entwickler darstellt, und einem zweiten Potential, das grob eine Vorspannung darstellt, die beträchtlich negativer als die normale Vorspannung ist. Das erste Potential ist als VVorsp. nierig und das zweite Potential VVorsp. hoch angegeben. Weitere Einzelheiten in bezug auf eine zerhackte Gleichvorspannung sind in US-A-5,080,988 vorgesehen.
Weil das auf dem Photorezeptor entwickelte, zusammengesetzte Bild aus positivem und negativem Toner besteht, wird eine negative Vorübertragungs-Dielektrikum-Koronaeinrichtung 64 verwendet, um den Toner zur wirksamen Übertragung auf ein Substrat vorzubereiten, wobei eine positive Koronaentladung verwendet wird. Wie man aus der Erörterung unten erkennen wird, könnte der Toner ebenso zur Übertragung mit einer negativen Koronaentladung vorbereitet werden. Nach der Bereitstellung der Vorübertragung bewegt das Band 10 das entwickelte, latente Bild zu der Übertragungsstation D. Bei der Übertragungsstation D wird ein Blatt aus einem Trägermaterial, wie ein Papierkopierblatt, in Berührung mit den entwickelten, latenten Bildern auf dem Band 10 bewegt, und eine Koronaerzeugungsvorrichtung 65 lädt das Kopierblatt auf das richtige Potential auf, so daß es an dem Photorezeptorband 10 anhaftet und das Tonerpulverbild von dem Photorezeptorband 10 auf das Blatt angezogen wird. Der Fachmann auf dem Gebiet erkennt, daß die Erzeugungsvorrichtung 65 durch eine von vielen bekannten Übertragungseinrichtungen ersetzt oder in Verbindung damit verwendet werden könnte, wie eine Vorspannungsübertragungswalze von der Art, die in einem Xerox 9700 Drucker verwendet wird (der Ausdruck "Xerox" ist als Warenzeichen der Xerox Corporation eingetragen), eine akkustische Übertragungsunterstützungseinrichtung von der Art, wie sie in US-A-5,081,500 von Smelling geoffentbart ist, und eine elektrostatische Transporteinrichtung von der Art, wie sie in dem Konica 9028 Druckgerät verwendet wird. Nach der Übertragung lädt ein Koronagenerator 66 das Kopieblatt mit einer entgegengesetzten Polarität auf, um das Kopieblatt von dem Band 10 abzulösen, woraufhin das Blatt von dem Band 10 bei der Abstreifwalze 14 abgestriffen wird. Bei jeder Zwischendokumentzone 224 (Fig. 3) wird Ladung von den Koronageneratoren 65-66 auf jede Zone 24 aufgebracht, wenn sie an den Generatoren 65-66 vorbeiläuft
Blätter aus Trägermaterial werden zu der Übertragungstation D von Vorratsbehältern 68, 70 und 72 vorwärtsbewegt, wobei die Vorratsbehälter unterschiedliche Mengen, Größen und Arten von Trägermaterialien halten können. Die Blätter werden zu der Übertragungsstation D entlang dem Förderer 76 und den Walzen 78 vorwärtsbewegt Nach der Übertragung fährt das Blatt fort, sich in Richtung des Pfeils 80 auf einem Förderer 82 zu bewegen, der das Blatt zu der Einschmelzstation E fortbewegt.
Die Einschmelzstation E, die eine Einschmelzeinrichtung hat, die allgemein mit dem Bezugszeichen 84 bezeichnet ist, dient dazu, dauerhaft die übertragenen Tonerpulverbilder auf den Blättern festzulegen. Vorzugsweise enthält die Einschmelzeinrichtung 84 eine geheizte Einschmelzwalze 86, die in Druckeingriff mit einer Gegenwalze 88 gelangen kann, wobei die Tonerpulverbilder die Einschmelzwalze 86 berühren. Auf diese Weise wird das Tonerpulverbild dauerhaft an dem Blatt festgelegt.
Nach dem Einschmelzen werden Kopieblätter, die eingeschmolzene Bilder tragen, durch die Entwölbungseinrichtung 90 hindurch gelenkt. Eine Rutsche 92 führt das sich fortbewegende Blatt von der Entwölbungseinrichtung 90 zu einem Auffangbehälter 94 oder einer Endbearbeitungsstation zum Binden, Heften, Kollationieren usw. und zum Herausnehmen aus dem Gerät durch die Bedienungsperson. Alternativ kann das Blatt zu einem Zweiseitenbehälter 98 von einem Zweiseitentor 100 fortbewegt werden, von dem es zu der Verarbeitungsvorrichtung und dem Förderer 76 zum Erhalten einer Kopie auf der zweiten Seite zurückgeführt wird.
Eine Koronaerzeugungseinrichtung 102 zur Vorreinigung ist vorgesehen, um den restlichen Toner und Verunreinigungen (nachfolgend zusammen als Toner bezeichnet) positiven Ladungen auszusetzen, um dadurch die Ladungsverteilung darauf in eine positive Richtung zur wirksamen Entfernung an der Reinigungsstation F zu verschieben. Die Reinigungsstation F schließt ferner ein elektrisch isolierendes, drehbar angebrachtes Reinigungselement ein, das mit dem Bezugszeichen 104 bezeichnet ist. Vorzugsweise ist das Element 104 eine Faserbürste in Berührung mit der Oberfläche des Bandes 10. Die isolierende Bürste kann während der Drehung durch reibungselektrische Wechselwirkung mit anderen Reinigungselementen aufgeladen werden, um Toner entgegengesetzter Polarität anzuziehen. Alternativ könnte die Bürste eine leitende Bürste sein, die vorgespannt werden kann, um Toner der entgegengesetzten Polarität anzuziehen. Eine leitende Bürste, die für ein solches Reinigen geeignet ist, ist in US- A-4,819,026 geoffenbart. Als eine andere Alternative könnten zwei Bürsten in Reinigungsbeziehung relativ zu der Oberfläche des Bandes 10 angebracht werden, um eine Redundanz beim Reinigen zu erzielen. Es wird überlegt, daß restlicher Toner, der auf der ladungenzurückhaltenden Oberfläche des Bandes 10 nach der Überführung zurückbleibt, wiedergewonnen und zu der Entwicklungsstation C durch irgendeine von mehreren gut bekannten Rückgewinnungseinrichtungen zurückgeführt wird.
Man wird aus der Erörterung unten verstehen, daß das Erreichen einer wirksamen Reinigung das Überwachen der Lage des Bandes 10 in bezug auf die Koronaeinrichtungen 64-66 und 102 einschließt. Bezugnehmend auf Fig. 4 sind Einrichtungen zum Erfassen der Lage des Bandes 10 in bezug auf solche Koronaeinrichtungen mit dem Bezugszeichen 106 bezeichnet. Bei einem Beispiel kann ein Sensor vom reflektierenden Typ verwendet werden, oder ein Schalter, der die Vorderkante und die Rückkante eines Blattes erfaßt, wenn es dort hindurchgeht. Jedoch wird überlegt, daß irgendeine Anordnung zum Überwachen der Lage des Bandes 10 in bezug auf die Koronaeinrichtungen 64-66 und 102 benutzt werden könnte. Beispiele von anderen solcher Einrichtungen schließen US-A- Re.32,967 und US-A-4,963,899 ein.
Bezugnehmend auf Fig. 5A ist eine Steuerschaltung zur Verwendung mit der oben beschriebenen elektrostatographischen Maschine mit dem Bezugszeichen 110 bezeichnet. In Fig. 5A sind der Infrarotdichtemesser IRD 38, die elektrostatischen Voltmeter ESV1 40 und ESV2 84 als mit einer Maschinensteuerung 112 mittels eines Analog/Digitalwandlers 114 gekoppelt gezeigt, während das ESS34, der Bereichsgenerator 36 und die Koronaeinrichtungen 64-66 und 102 als mit der Steuerung 112 mittels eines Digital/Analogwandlers 116 gekoppelt gezeigt sind. Wie der Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet erkennen wird, enthält die Maschinensteuerung 112 die geeignete Schaltungsanordnung zum Steuern der verschiedenen Einrichtungen, die damit gekoppelt sind, und einen geeigneten Speicher zum Speichern von Bezugswerten, die irgendwelchen Messungen entsprechen, die von dem Infrarotdichtemesser oder den elektrostatischen Voltmetern ESV1, ESV2 erhalten werden. Die Maschinensteuerung 112 könnte eine virtuelle Maschinensteuerungsvorrichtung von der Art sein, wie sie in US-A-4,475,156 geoffenbart ist.
Wie es unten beschrieben ist, schließt das wirksame Reinigen des Photorezeptorbandes 10 auch das Steuern der Strompegel von einer oder mehreren der Koronaeinrichtungen 64-66 und 102 ein. Bei einer in Betracht gezogenen Anordnung könnten die jeweils angelegten Strompegel der Koronaeinrichtungen 64-66 und 102 durch Verwenden eines mechanischen Verschlusses gesteuert werden. Beispielsweise könnte bezugnehmend auf Fig. 5B ein federbelasteter Verschluß bewegbar an einer Öffnung von einer oder mehreren der Koronaeinrichtungen befestigt werden, so daß die Kronaeinrichtungen selektiv ausgeschaltet werden könnten. Alternativ könnte für irgendeine der Einrichtungen 64-66 und 102 mehr als eine Koronaemissionseinrichtung an dieser Stelle vorgesehen werden, so daß die Gesamtemissionspegel an dieser Stelle selektiv geändert werden könnten, indem die zweite Einrichtung ein- und ausgeschaltet wird.
Erneut auf Fig. 5A bezugnehmend werden vorausgewählte Stromwerte jeweils über die Koronaeinrichtungen 64-66 und 102 während der Zykluszeit oder der Laufzeit angewendet, um eine wirksame Übertragung, Ablösung und Reinigung zu ermöglichen. Das heißt, die jeweils durch die Koronaeinrichtungen 64-65 werden eingestellt, um eine optimale Übertragung zu erhalten, während entsprechende Stromwerte durch die Koronaeinrichtungen 66 und 102 eingestellt werden, um ein optimales Ablösen und Reinigen zu erhalten. Wenn Bilder in den Dokumentzonen 22 (Fig. 3) entwickelt werden, bleibt wenig Entwicklermaterial auf dem Band 10 nach der Übertragung zurück, so daß das Reinigen des Bandes 10 erhalten wird, indem die Koronaeinrichtung 102 und die Reinigungsbürste 104 geeignet eingestellt werden. Wenn Bilder in beiden Dokumentzonen 22 und in den Zwischendokumentzonen 24 entwickelt werden, kann jedoch ein Problem beim Reinigen auftreten, da der entwickelte Prüfbereich in jeder Zwischendokumentzone nicht typischerweise von dem Band 10 vor dem Reinigen entfernt wird. Die relativ große Menge an Entwicklermaterial auf jedem entwickelten Bereich kann einen Belastungszustand für die Koronaeinrichtung 102 erzeugen. Dieser Belastungszustand kann verschlimmert werden, wenn die Polarität von jedem Prüfbereich unerwünscht durch die Koronaeinrichtungen 64-66 geändert wird. In diesem Fall können, um ein wünschenswertes Reinigen des entwickelten Bildes in der Zwischendokumentzone 24 zu erreichen, die Einstellungen der Kronaeinrichtung 102 und der Reinigungsbürste 104 sehr unterschiedlich von denjenigen Einstellungen sein, die verlangt werden, um ein erwünschtes Reinigen von restlichem Toner in der Dokumentzone 22 zu erzielen. Wie es aus der Erörterung unten offensichtlich werden wird, kann der Belastungszustand bei der Koronaeinrichtung 102 im wesentlichen ausgeschlossen werden, indem selektiv die angewendeten Stromwerte von einer oder mehreren der Koronaeinrichtungen geschaltet werden, so daß das entwickelte Bild in jeder Dokumentzone auf ein Ladungsniveau vorbereitet wird, während das entwickelte Bild in jeder Zwischendokumentzone auf ein anderes Ladungsniveau vorbereitet wird. Während die unten stehende Erörterung der Anwendung einer Farbhervorhebung dient, gilt das zugrundliegende Konzept in gleichem Maß für irgendeine Druckmaschinenanwendung, bei der ein oder mehrere Arten Entwicklermaterial in Dokumentund Zwischendokumentzonen angeordnet sind.
Bei dem gegenwärtien Beispiel, wie es unten unter Bezugnahme auf die Fig. 6-8 erörtert wird, besitzen die Koronaeinrichtungen 64-66 und 102 jeweils eine negative, positive, negative und positive Polarität. Zusätzlich wird angenommen, daß ein von Schwarz verschiedenes Entwicklermaterial, wie blaues oder rotes Entwicklermaterial, und schwarze Entwicklermaterial auf dem Band 10 aufgezeichnet und entwikkelt werden, wie es oben beschrieben worden ist, obgleich das zugrunde liegende Konzept mit gleicher Wirkung auf jene Einrichtungen anzuwenden ist, bei denen mehrfarbige Entwicklermaterialen in der Dokumentzone 22 und/oder der Zwischendokumentzone 24 entwickelt werden. Das nicht schwarze und das schwarze Entwicklermaterial werden in der Dokumentund Zwischendokumentzone gebildet. Man erkennt, daß jeder Prüfbereich einen oder beide von nicht schwarzem und schwarzem Toner umfassen kann.
Besonders auf Fig. 6 bezugnehmend ist ein Spielraumfenster der Reinigungsleistung für das nicht schwarze und das schwarze Entwicklermaterial der Dokument- und Zwischendokumentzone gezeigt. Dire schraffierten Bereiche 120, 122 bzw. 124 stellen den Bereich dar, in dem nicht schwarze Reste von der Dokumentzone schlecht gereinigt werden, der Bereich in dem nicht schwarze Reste von der Zwischendokumentzone schlecht gereinigt werden und der Bereich in dem schwarze Reste von der Zwischendokumentzone schlecht gereinigt werden. Kein Bereich, der den Bereich darstellt, in dem der schwarze Rest von der Dokumentzone schlecht gereinigt wird, ist gezeigt, da der schwarze Rest von der Dokumentzone ausreichend über einen weiten Bereich von Vorreinigungsstromeinstellungen gereinigt werden kann. Während die Darstellung der Fig. 6 die annehmbaren Reinigungswerte darstellt, die erhalten werden können, wenn der Vorreinigungsstrom zwischen 30-35 µA und die Bürstendrehzahl zwischen 1.000-1.800 UpM sind, hat es sich herausgestellt, daß die Bürstenlebensdauer optimiert wird und die Entwicklermaterialien geeignet zum Entfernen vorbereitet werden, wenn ein Reinigungseinstellpunkt von 30µA und 1.300 UpM gewählt wird.
Bei dem vorliegenden Beispiel scheinen eine optimale Übertragung und Ablösung von nicht schwarzem und von schwarzem Entwicklermaterial von jeder Dokumentzone erhalten zu werden, wenn die angewendeten Ströme der Koronaeinrichtungen 64-66 auf die folgenden Werte eingestellt sind:
Vorübertragungsspannung = -700 V
Übertragungsstrom = +45 µA
Ablösestrom = -10 µA
Bezugnehmend auf Fig. 7 wird die Wirkung solcher Übertragungs- und Ablöseparameter auf das Reinigungsspielraumfenster der Fig. 6 gezeigt. Insbesondere wird, wenn der Vorübertragungs-, der Übertragungs- und der Ablösestrom bei den oben angegebenen Werten beibehalten werden, das schwarze Entwicklermaterial in jeder Zwischendokumentzone überladen, so daß eine optimale Reinigung nicht bei dem Einstellpunkt der Fig. 6 erhalten werden kann.
Bezugnehmend auf Fig. 8 hat es sich für das vorliegende Beispiel herausgestellt, daß eine ausgezeichnete Reinigung des entwickelten Bereiches in der Zwischendokumentzone erzielt werden kann, wenn das schwarze Entwicklermaterial der Zwischendokumentzone ("Black IBCP") mit der Koronaeinrichtung 102 vorbereitet wird, daß es eine nach Nachvorreinigungsladung pro Masseneinheit im Bereich von 4-21 µCoul/g hat. Für das dargestellte Vorgehen der Fig. 8 kann eine optimale Reinigung erzielt werden, indem der Ablösestrom der Koronaeinrichtung 66 auf -30 µA eingestellt wird, wenn jede Zwischendokumentzone daran vorbeiläuft, und indem der Ablösestrom auf -10 µA eingestellt wird, wenn jede Dokumentzone daran vorbeiläuft.
Im Hinblick auf die obige Erörterung versteht man, daß verschiedene Techniken verwendet werden können, um die Lage der Dokument- und Zwischendokumentzone im bezug auf die Koronaeinrichtung 66 zu bestimmen und den angewandten Strom derselben zwischen zwei oder mehreren Werten umzuschalten. Insbesondere können die Fühlereinrichtungen 106 verwendet werden, um zu bestimmen, wenn ein Kopieblatt, und wenn somit eine der Dokumentzonen, an der Koronaeinrichtung 66 vorbeigelaufen ist. Zusätzlich kann unter Bezugnahme auf Fig. 5A das Umschalten durch Verwendung der Maschinensteuerungseinrichtung 112 erzielt werden. Alternativ könnte das Umschalten mit einer gesteuerten Verschlußeinrichtung (Fig. 5B) erzielt werden, oder indem mehrere Koronaeinrichtungen 66 bereitgestellt und diese selektiv ein- und ausgeschaltet werden. Schließlich kann das Entwicklermaterial in den Dokument- und Zwischendokumentzonen genau aufgeladen werden, indem eine schmale Koronaeinrichtung 66 verwendet wird, oder indem eine relativ weite Koronaeinrichtung 66 vorgesehen und sie während relativ kurzer Längen gepulst wird.
Man sollte erkennen, daß, während das Umschalten nur der Koronaeinrichtung 66 beschrieben worden ist, das Vorgehen das Umschalten von irgendeiner oder einer Kombination der Koronaeinrichtungen 64-66 und 102 einschließen könnte. Zusätzlich sollte erkannt werden, daß das zugrundeliegende Konzept im gleichen Maß auf irgendeine Druckmaschine anwendbar ist, die einen entwickelten Prüfbereich in einer Zwischendokumentzone verwendet. Beispielsweise könnte ein ähniches Vorgehen verwendet werden, um das Reinigen in monochromen und in Farbverarbeitungssystemen zu erleichtern.
Eine Einrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, wie sie oben beschrieben worden ist, hebt das Überladen von Entwicklermaterial in jeder Zwischendokumentzone auf. Infolgedessen kann eine Reinigung bei einem optimalen Einstellpunkt erzielt werden, so daß das Belasten verschiedener Bauteile der Reinigungsstation aufgehoben wird. Ferner kann der angewandte Stromwert bei jeder Koronaerzeugungseinrichtung dynamisch eingestellt werden, so daß eine Anpassung an verschiedene Übertragungs- und Reinigungsanforderungen der Druckmaschine gemacht werden können.

Claims

1. Ein Druckmaschine, umfassend:

ein Bildempfangselement (10), das eine ladungenzurückhaltende Oberfläche mit einer ersten Zone (24) für ein erstes, entwickeltes Bild und einer zweiten Zone (22) für ein zweites Bild aufweist;

mindestens einen Koronagenerator (64, 65, 66, 102), der nahe der ladungenzurückhaltenden Oberfläche angeordnet ist;

ein Reinigungselement (104) zum Entfernen von Entwicklermaterial von der ladungenzurückhaltenden Oberfläche; gekennzeichnet durch

eine Steuerungseinrichtung (106, 112) zum Einstellen der Koronagenerators, um Entwicklermaterial in der ersten Zone bei einem ersten Ladungsniveau anzuordnen, wenn sich die erste Zone an dem Koronagenerator vorbeiläuft, und Entwicklermaterial in der zweiten Zone bei einem zweiten Ladungsniveau anzuordnen, wenn sich die zweite Zone an dem Koronagenerator vorbeiläuft;

worin das genannte erste und zweite Ladungsniveau derart sind, daß das Reinigungselement betreibbar ist, Entwicklermaterial von der ersten und der zweiten Zone der ladungenzurückhaltenden Oberfläche zu entfernen

2. Eine Druckmaschine, wie in Anspruch 1 beansprucht, die eine Übertragungseinrichtung (65) einschließt, die nahe der ladungenzurückhaltenden Oberfläche angeordnet ist, um mindestens einen Teil des zweiten, entwickelten Bildes auf einen Träger zu übertragen, der nahe der ladungenzurückhaltenden Oberfläche angeordnet ist.

3. Eine Druckmaschine, wie in Anspruch 2 beansprucht, die eine Unterstützungseinrichtung (66) einschließt, die nahe der ladungenzurückhaltenden Oberfläche und stromabwärts der genannten Übertragungseinrichtung angeordnet ist, um das Abstreifen eines Teils des Trägers von der ladungenzurückhaltenden Oberfläche fort zu unterstützen.

4. Eine Druckmaschine, wie in irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3 beansprucht, die eine Vorbereitungseinrichtung (64) einschließt, die der ladungenzurückhaltenden Oberfläche benachbart angeordnet ist, um das zweite, entwickelte Bild vorzubereiten, um mindestens einen Teil des zweiten, entwickelten Bildes auf einen Träger zu übertragen, der nahe der ladungenzurückhaltenden Oberfläche angeordnet ist.

5. Eine Druckmaschine, wie in irgendeinem der Ansprüche 2 bis 4 beansprucht, worin die genannte Übertragungs- oder Unterstützungs- oder Vorbereitungseinrichtung den genannten Koronagenerator umfaßt.

6. Eine Druckmaschine, wie in irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5 beansprucht, die ferner einen Vorreinigungskoronagenerator (102) umfaßt, der stromaufwärts des genannten Reinigungselements angeordnet ist, wobei der Vorreinigungskoronagenerator betreibbar ist, das genannte erste und zweite Ladungsniveau zu ändern, wenn die erste bzw. zweite Zone vorbeiläuft.

7. Eine Druckmaschine, wie in irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6 beansprucht, in der der genannte mindestens eine Koronagenerator eine Öffnung hat, durch die Ladung emittiert werden kann, und ein Verschlußelement zwischen einer ersten Stellung und einer zweiten Stellung bewegbar ist, um die Ladungsemission durch die Öffnung selektiv zu steuern.

8. Eine Druckmaschine, wie in irgendeinem der Ansprüche 1 bis 7 beansprucht, worin mindestens eines des ersten und zweiten, entwickelten Bildes ersten und zweiten Toner umfaßt.

9. Ein Verfahren zum Reinigen eines Bildempfangselements einer Druckmaschine, wie in irgendeinem der Ansprüche 1-8 beansprucht, wobei das Bildempfangselement eine ladungenzurückhaltende Oberfläche mit einem ersten, entwickelten Bild, das in einer ersten Zone angeordnet ist, und einem zweiten, entwickelten Bild aufweist, das in einer zweiten Zone angeordnet ist, wobei das Verfahren die Schritte umfaßt: Bewegen des Bildempfangselements nahe an mindestens einem Koronagenrator vorbei, um Entwicklermaterial auf der ladungenzurückhaltenden Oberfläche mit einem vorbestimmten Ladungsniveau anzuordnen; und Bewegen des Bildempfangselements nahe an einem Reinigungselement vorbei, das Entwicklermaterial von der ladungenzurücknaltenden Oberfläche in einem Maß entfernt, das von dem genannten Ladungsniveau abhängt; wobei das Verfahren auch den Schritt einschließt, einen Betriebsparameter des genannten mindestens einen Koronagenerators zu steuern, um das erste und das zweite, entwickelte Bild mit Ladungsniveaus anzuordnen, so daß das Reinigungselement Entwicklermaterial von der ersten und von der zweiten Zone der ladungenzurückhaltenden Oberfläche entfernt.