DE69725107T2

DE69725107T2 - Elektrophotographisches Bilderzeugungsgerät und Druckverfahren

Info

Publication number: DE69725107T2
Application number: DE69725107T
Authority: DE
Inventors: Takefumi Nakahara-ku Takahashi; Yoshio Nakahara-ku Yamaguchi; Hiroshi Nakahara-ku Kera; Akira Nakahara-ku Nagahara; Yoshiya Nakahara-ku Ishiyama; Hideki Nakahara-ku Kamaji; Toshio Nakahara-ku Tooda; Shizuo Inagi-shi Takano
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1996-12-20
Filing date: 1997-07-02
Publication date: 2004-07-22
Anticipated expiration: 2017-07-03
Also published as: EP0849646A2; JP3285784B2; CN1103942C; JPH10186852A; EP0849646B1; CN1185597A; EP0849646A3; US5848343A; DE69725107D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrophotographische Bilderzeugungsvorrichtung wie etwa eine Kopiermaschine, ein Faksimilegerät oder irgendeinen anderen Laserdrucker.
Auf Grund der jüngsten Entwicklungen auf dem Gebiet der Büroautomatisierung finden gegenwärtig elektrophotographische Bilderzeugungsvorrichtungen wie etwa Laserstrahldrucker breite Verwendung in Computerausgabeterminals, Kopiermaschinen, Faksimilemaschinen oder anderen Druckmaschinen.
In solch einer Bilderzeugungsvorrichtung wird ein Bildschirmausdruck durch diese Schritte erhalten: Laden einer Photoleitertrommel mit einem vorbestimmten Potential durch einen elektrischen Lader, Bilden eines elektrostatischen latenten Bildes entsprechend Bildinformationen auf der Photoleitertrommel durch Einstrahlen von Licht auf dieselbe, Entwickeln des latenten Bildes mit einem Pulver, d. h. Toner, zu einem sichtbaren Bild. Nach dem Übertragen des entwickelten Bildes auf ein Aufzeichnungsmedium wird das Aufzeichnungsmedium von der Photoleitertrommel getrennt, und das entwickelte Bild wird auf dem Aufzeichnungsmedium fixiert.
Später wird die Photoleitertrommel durch einen Entlader entladen, und der Resttoner wird von der Oberfläche der Photoleitertrommel durch einen Reiniger abgestreift, wodurch ein Zyklus der Druckoperation auf der Photoleitertrommel vollendet ist.
Als Verfahren zum Entwickeln des elektrostatischen latenten Bildes auf der Photoleitertrommel existiert ein Entwicklungsverfahren des "Zweikomponenten"-Typs, bei dem ein Entwickler, der Träger und Toner enthält, besonders für Hochgeschwindigkeitsdrucker verwendet wird. Um die Entwicklungsmagnetrolle zum Zuführen des Entwicklers zu der Photoleitertrommel ist eine Entwickleraufnahmebox zum temporären Lagern des Entwicklers vorgesehen, und die Trägermenge ist bezüglich der Kapazität der Entwickleraufnahmebox vorbestimmt, um die Tonerdichte (Anwendungsrate) so zu steuern, daß ein Tonervolumen, das eine gewisse Dichte hat, der Kapazität der Entwickleraufnahmebox gleich ist. Solch ein Verfahren hat die folgenden Vorteile.

(1) Der Entwickler, der bis zum Lebensende der Vorrichtung kontinuierlich zugeführt wird, ist nur der Toner, und deshalb ist es nicht erforderlich, während der Betriebslebensdauer des Druckers Träger zuzuführen. Daher können die laufenden Kosten der Vorrichtung reduziert werden.
(2) Die Tonerdichte kann mechanisch gesteuert werden, und deshalb kann ein Tonerdichtesensor eliminiert werden. Falls ein System zum Einsatz kommt, bei dem der Resttoner auf dem das latente Bild tragenden Körper (Photoleitertrommel) während des Übertragungsprozesses gesammelt wird und in der Entwicklungsvorrichtung wieder verwendet wird, können die laufenden Kosten der Vorrichtung weiter reduziert werden.

In der herkömmlichen elektrophotographischen Bilderzeugungsvorrichtung sind jedoch die folgenden Probleme vorhanden. Falls ein System eingesetzt wird, bei dem die Tonerdichte (Gewichtsverhältnis) gesteuert wird, wird auf Grund der Charakteristik der Tonerdichtesteuerung der Fluß von Entwickler in der axialen Richtung der Vorrichtung, d. h. senkrecht zu der Zufuhrrichtung des Aufzeichnungsmediums, nicht aktiviert. Falls eine Druckoperation für eine große Anzahl von Druckblättern wiederholt wird und falls ein Druckmuster für das jeweilige Druckblatt eine relativ große Abweichung in der axialen Richtung aufweist, kommt es deshalb zu einer großen Abweichung bei der Tonerverbrauchsrate in der axialen Richtung. Daher existiert ein Abschnitt, wo Toner immer verbraucht wird und deshalb immer frischer Toner zugeführt wird, und der andere Abschnitt, wo Toner kaum verbraucht wird und deshalb der stationäre Toner auf der Hülse der Entwicklungsmagnetrolle und in der Entwickleraufnahmebox verbleibt.
Der Resttoner auf der Hülse der Entwicklungsmagnetrolle und in der Entwickleraufnahmebox unterliegt einer Verringerung des elektrischen Potentials, einer mechanischen Zerstörung, einer Entfernung des Trägers, einer Abweichung der Tonerdichte oder anderen Problemen. Der Druck auf dem Aufzeichnungsmedium kann verschwommen oder streifig werden, oder es können ODs (off-dots: Punktversetzungen) erzeugt werden.
Es wäre wünschenswert, eine elektrophotographische Bilderzeugungsvorrichtung vorzusehen, in der die Abweichung der Tonercharakteristik in der axialen Richtung der Vorrichtung so weit wie möglich reduziert wird, um eine hohe Druckqualität ohne jegliche Unschärfe, Streifen oder ODs zu erhalten.
Eine elektrophotographische Bilderzeugungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist in den Ansprüchen 1 und 2 definiert.
Das Aufzeichnungsmedium kann ein Einzelblatt sein, und der zweite Abschnitt kann einem Nichtübertragungsbereich entsprechen, der zwischen den benachbarten Einzelblättern definiert ist, so daß dann, nachdem eine gewisse Anzahl von Einzelblättern bedruckt ist, das Tonerentladungsvereinheitlichungsmittel Toner durch die Entwicklungsrolle im Nichtübertragungsbereich auf den bildtragenden Körper entlädt.
Vorzugsweise erfolgt die Tonerentladung durch die Entwicklungsrolle am bildtragenden Körper gleichförmig mit einer gewissen Menge in einer Richtung, die zu der Transportrichtung des Aufzeichnungsmediums senkrecht ist.
Die Tonerentladung durch die Entwicklungsrolle am bildtragenden Körper wird vorzugsweise so ausgeführt, daß eine Gesamttonermenge, die den gemäß den Bildinformationen entladenen Toner enthält, sowohl in einer Aufzeichnungsmedientransportrichtung als auch in einer Richtung senkrecht zu derselben im wesentlichen konstant ist.
In einer Ausführungsform ist ein Druckbereich auf dem bildtragenden Körper in einer Richtung senkrecht zu einer Aufzeichnungsmedientransportrichtung in mehrere Sektionen geteilt, die dieselbe Breite haben, und die Tonerentladung durch die Entwicklungsrolle am bildtragenden Körper erfolgt so, daß Druckpunktanzahlen der jeweiligen Sektionen gemäß den Bildinformationen gezählt werden und eine Tonermenge, die zu entladen ist, für die jeweiligen Sektionen gemäß den Druckpunktanzahlen bestimmt wird.
In einer anderen Ausführungsform ist ein Druckbereich auf dem bildtragenden Körper in einer Richtung senkrecht zu einer Aufzeichnungsmedientransportrichtung in mehrere Sektionen geteilt, die dieselbe Breite haben, und die Tonerentladung durch die Entwicklungsrolle am bildtragenden Körper erfolgt so, daß Toner mit demselben Muster in den jeweiligen Sektionen längs der Aufzeichnungsmedientransportrichtung entwickelt wird.
In einer weiteren Ausführungsform ist ein Druckbereich auf dem bildtragenden Körper in einer Richtung senkrecht zu einer Aufzeichnungsmedientransportrichtung in mehrere Sektionen geteilt, die dieselbe Breite haben, und die Tonerentladung durch die Entwicklungsrolle am bildtragenden Körper erfolgt so, daß Druckpunktanzahlen der jeweiligen Sektionen gemäß den Bildinformationen gezählt werden und Toner mit demselben Muster, jedoch mit einer Länge gemäß der Druckpunktanzahl, in den jeweiligen Sektionen entwickelt wird.
In noch einer weiteren Ausführungsform ist ein Druckbereich auf dem bildtragenden Körper in einer Richtung senkrecht zu einer Aufzeichnungsmedientransportrichtung in mehrere Sektionen geteilt, die dieselbe Breite haben, und die Tonerentladung durch die Entwicklungsrolle am bildtragenden Körper erfolgt so, daß Druckpunktanzahlen der jeweiligen Sektionen gemäß den Bildinformationen gezählt werden und Toner mit verschiedener Druckrate gemäß der Druckpunktanzahl in den jeweiligen Sektionen entwickelt wird.
Die Tonermenge, die zu entladen ist, kann für die jeweiligen Sektionen gemäß den Druckpunktanzahlen bestimmt werden.
Zum besseren Verstehen der Erfindung und um zu zeigen, wie dieselbe verwirklicht werden kann, wird nun als Beispiel Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen genommen, in denen:
1 eine Darstellung einer Gesamtstruktur eines Druckers unter Verwendung einer elektrophotographischen Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
2 eine schematische Querschnittsansicht der Entwicklungsprozeßeinheit ist;
3 eine Draufsicht auf das Tonerrezirkulationssystem ist;
4 eine Draufsicht ist, die die Beziehung hinsichtlich der Position zwischen dem Druckmuster und dem stationären Toner in dem herkömmlichen System zeigt;
5 eine Draufsicht ist, die die Beziehung hinsichtlich der Position zwischen dem Druckmuster und dem stationären Toner in diesem Tonerentladungssystem zeigt (Beispiel 1);
6 ein Zeitlagendiagramm gemäß Beispiel 1 ist;
7 eine Draufsicht ist, die die Beziehung hinsichtlich der Position zwischen dem Druckmuster und dem stationä ren Toner in diesem Tonerentladungssystem zeigt (Beispiel 2);
8 ein Blockdiagramm zum Steuern von Beispiel 2 ist;
9 ein Zeitlagendiagramm von Tonerentladungsschritten gemäß Beispiel 2 ist;
10 eine Ansicht ist, die ein Entwicklungsmuster (vollflächiges Bild) zwischen Blättern gemäß Beispiel 3 zeigt; und
11 eine Ansicht ist, die ein Entwicklungsmuster (dunkles/helles Tonerbild) zwischen Blättern gemäß Beispiel 4 zeigt.
In 1 ist eine Struktur einer elektrostatischen Photographie-Bilderzeugungsvorrichtung (Drucker) gemäß der vorliegenden Erfindung schematisch gezeigt. Ein Bildträger der Photoleitertrommel 20 ist durch Vorsehen einer doppelschichtigen Photoleiterstruktur mit einer Dicke von 20 μm auf einer Aluminiumtrommel mit einem Durchmesser von 24 mm gebildet und rotiert in Pfeilrichtung mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 25 mm/s. Der Coronalader 22 ist ein Scorotronlader, der zum gleichförmigen Laden der Oberfläche der Photoleitertrommel 20 auf ein Potential von etwa –600 V in der Lage ist.
Die optische Einheit 48 ist operativ, um ein elektrostatisches latentes Bild auf der gleichförmig geladenen Photoleitertrommel 20 durch Bildbelichtung zu erzeugen. Gemäß dieser Ausführungsform wird eine Halbleiterlasereinheit als optische Einheit 48 eingesetzt. Ein elektrostatisches latentes Bild als Potential in einem Bereich zwischen –50 V und –100 V wird auf der Photoleitertrommel 20 erzeugt, indem dieselbe gemäß dem Bildmuster belichtet wird.
Das elektrostatische latente Bild wird durch die Entwicklungsvorrichtung 24 mit der Entwicklungsrolle 30 entwikkelt, um ein Tonerbild auf der Photoleitertrommel 20 zu erzeugen. Die Entwicklungsrolle 30 ist aus einer Magnetrolle mit einer Vielzahl von Magnetpolen und einer Hülse gebildet, die auf der Magnetrolle rotierbar ist.
Toner, der aus der Tonerkassette 44 zugeführt wird, und Resttoner, der von dem Tonerrecyclingmechanismus 46 recycelt wird, wird der Tonerkammer 38 zugeführt, und die Toner werden durch die Rotation der Rührer 40 und 42 gleichförmig miteinander vermischt.
Die Trägerkammer 34 enthält eine vorbestimmte Trägermenge, und der Toner wird aus der Tonerkammer 38 der Trägerkammer 34 so zugeführt, daß eine Tonerdichte in der Trägerkammer 34 im allgemeinen konstant beibehalten wird.
Eine Schichtdicke des Entwicklungsagens auf der Entwicklungsrolle 30 wird durch das Abstreichmesser 36 gesteuert, so daß eine magnetische Bürste auf der Entwicklungsrolle 30 gebildet wird. Wenn diese magnetische Bürste das elektrostatische latente Bild auf der Photoleitertrommel 20 berührt, wird das latente Bild zu einem Tonerbild entwikkelt.
Ein Aufzeichnungsmedium aus Papier 52, das in einer Papierkassette 50 enthalten ist, wird durch die Rotation einer Aufnahmerolle 54 derselben entnommen und zu einem Übertragungslader 60 transportiert, nachdem die Zeitlage desselben so eingestellt ist, um mit dem Tonerbild auf der Photoleitertrommel 20 übereinzustimmen. Diesbezüglich ist auch eine manuelle Papierzuführung 56 vorgesehen.
Das Tonerbild auf der Photoleitertrommel 20 wird durch die Operation des Übertragungsladers 60 elektrostatisch auf das Papier 52 übertragen. Das auf das Papier 52 übertragene Tonerbild wird durch eine Fixiervorrichtung 62 fixiert, die aus einer Wärmerolle 64 und einer Stützrolle 66 gebildet ist. Danach wird das Papier, auf dem das fixierte Bild vorhanden ist, an einen Stapler 68 entladen.
Der Resttoner auf der Photoleitertrommel 20 wird durch ein Messer 28 des Reinigers 26 von derselben abgestreift und durch den Tonerrecyclingmechanismus 46 in die Tonerkammer 38 zurückgeführt. Auf einer gedruckten Schaltung 69 ist eine Steuerschaltung für den Drucker enthalten.
Da der Toner durch die Entwicklungsoperation verbraucht wird, verringert sich die Tonermenge in der Trägerkammer 34, um das Volumen des Entwicklungsagens zu minimieren, das Träger und Toner umfaßt. Dann wird eine Menge des Toners, der in der Tonerkammer 38 aufbewahrt wird, entsprechend der verbrauchten Menge in der Trägerkammer 34 durch die Rotation der Rührer 40 und 42 nachgefüllt, so daß die Tonerdichte in der Trägerkammer 34 konstant beibehalten wird. Die Rührer 40 und 42 korrigieren die axiale Verteilung des Toners in der Tonerkammer 38.
Wenn der Toner in der Tonerkammer 38 auf Grund des Aufbrauchens des Toners zur Neige geht, wird dieser Zustand durch einen Tonersensor (nicht gezeigt) detektiert und an einem Display des Druckers angezeigt. Dann entfernt der Bediener die geleerte Tonerkassette aus der Entwicklungsvorrichtung 24 und montiert an deren Stelle eine frische Tonerkassette 44, die mit Toner gefüllt ist, an die Entwicklungsvorrichtung 24, um den Toner in der Tonerkammer 38 nachzufüllen.
2 zeigt eine Schnittansicht einer Prozeßeinheit gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Prozeßeinheit 2 ist eine Struktur, bei der eine Photoleitertrommel 20, eine Entwicklungsvorrichtung 24 und ein Reiniger 26 auf integrale Weise kombiniert sind, um als Einzeleinheit von einem Drucker lösbar zu sein.
Ein Gehäuse 4 der Prozeßeinheit 2 hat eine Öffnung 6 zum Montieren eines Coronaladers 22 und eine Öffnung 8 zum Belichten der Photoleitertrommel 20 durch eine optische Einheit. Der Coronalader 22 ist in die Öffnung 6 des Gehäuses 4 der Prozeßeinheit 2 montiert.
Die Entwicklungsvorrichtung 24 enthält eine Entwicklungsrolle 30, die in Pfeilrichtung rotierbar ist, und eine Trägerkammer oder eine Entwicklungskammer 34, die zwischen der Entwicklungsrolle 30 und einem Trennglied 32 definiert ist, das an dem Gehäuse 4 angebracht ist. Die Trägerkammer 34 enthält ein Entwicklungsagens, das Träger und Toner umfaßt. Ein Abstreichmesser 36 ist zum Steuern einer Dicke einer Schicht des Entwicklungsagens vorgesehen, das an der Entwicklungsrolle 30 haftet.
Eine Tonerkammer 38 ist zum Aufbewahren des Toners vorgesehen, in der erste und zweite Rührer 40, 42 zum Mischen des in der Tonerkammer 38 aufbewahrten Toners rotierbar montiert sind.
Die Kassette 44 ist an dem Kassettenaufnahmeglied 10 lösbar installiert. Der Reiniger 26 hat ein Messer 28, das mit der Photoleitertrommel 20 in Kontakt ist, um den Resttoner von ihr abzustreifen.
Ein Tonerrecyclingmechanismus 46 führt den Resttoner, der in einem Gehäuse 27 des Reinigers 26 aufbewahrt wird, in die Tonerkammer 38 der Entwicklungsvorrichtung 24 zurück.
Unter Bezugnahme auf 3 werden Einzelheiten des Tonerrecyclingmechanismus 46 beschrieben. Ein Wendelglied 80 ist in dem Reiniger 26 enthalten, während es mit einem Zahnrad 84 an einem Ende und mit einem Schrägstirnrad 90 am anderen Ende gekoppelt ist.
Der Tonerrecyclingmechanismus 46 enthält eine flexible Röhre 86 wie etwa einen Gummischlauch 86 und ein Wendelglied 88, das in der flexiblen Röhre 86 enthalten ist. Ein Ende des Wendelgliedes 88 ist mit einem Schrägstirnrad 92 gekoppelt, das mit dem Schrägstirnrad 90 in Eingriff ist. In einer Tonerrückführkammer 39, die an die Tonerkammer 38 angrenzt, sind ein Schaft 94, der mit einem Zahnrad 98 gekoppelt ist, und ein Wendelglied 96 untergebracht, das mit dem Schaft 94 gekoppelt ist.
Wenn das Zahnrad 84 rotiert, das mit einem Zahnrad 82 zum Antreiben der Photoleitertrommel 20 in Eingriff ist, rotiert auch das Wendelglied 80, um den Resttoner in dem Reiniger 26 in Pfeilrichtung B zu transportieren. Die Rotation des Wendelgliedes 80 wird auf das Wendelglied 88, das in der flexiblen Röhre 86 enthalten ist, über die Zahnräder 90 und 92 übertragen, um das Wendelglied 88 zu rotieren, so daß der Resttoner in Pfeilrichtung C transportiert wird.
Andererseits rotiert das Wendelglied 96 über das Zahnrad 98, um den Resttoner, der in der Tonerrückführkammer 39 gesammelt wird, in Pfeilrichtung D zu transportieren, und führt denselben durch Öffnungen 97 und 99, die in einer der Breite nach zentralen Zone einer Rückwand vorgesehen sind, die die Tonerkammer 38 definiert, der Tonerkammer 38 zu.
Gemäß dem Tonerrecyclingmechanismus dieser Ausführungsform ist es möglich, da der in dem Reiniger 26 enthaltene Resttoner zu der der Breite nach zentralen Zone der Tonerkammer 38 zurückgeführt wird, den Toner, der von der Tonerkassette 44 zugeführt wird, durch die Rotation des Rührers 42 gleichförmig mit dem Resttoner zu vermischen.
Während der kontinuierlichen Druckoperation wird der Resttoner auf der Photoleitertrommel gesammelt und wieder verwendet, wie oben beschrieben.
4 zeigt die Beziehung hinsichtlich der Positionen zwischen dem Druckmuster und dem stationären Toner auf der Photoleitertrommel. In 4 ist der Abschnitt der linken Hälfte S₁ in dem Druckbereich auf dem Aufzeichnungsblatt S ein Bereich mit hoher Druckrate und ist der Abschnitt der rechten Hälfte S₂ in dem Druckbereich ein Bereich mit niedriger Druckrate. Deshalb ist die Entwicklungsrolle 30 mit einem Bereich 30a versehen, wo der Tonerverbrauch entsprechend S₁ hoch ist, und mit dem anderen Bereich 30b, wo der Tonerverbrauch entsprechend S₂ niedrig ist. Ferner existiert in der Toneraufnahmebox 38 frischer Toner in der Zone 38a, die dem Bereich mit dem hohen Tonerverbrauch 30a entspricht, und im Gegensatz dazu existiert stationärer Toner in der Zone 38b, die dem Bereich mit dem niedrigen Tonerverbrauch 30b entspricht.
In dem System nach Stand der Technik, das in 4 gezeigt ist, wurde ein Lauftest bei 500 Druckblättern ausgeführt, um Halbtondrucksubstanzen zu erhalten. Als Resultat wurde festgestellt, daß schwarze Streifen und eine Zunahme von ODs (Punktversetzungen) in dem Bereich S₂ vorhanden waren, der dem Bereich mit der niedrigen Druckrate entspricht, und deshalb war die Druckqualität nicht gut.
Nun wird ein Beispiel 1 dieser Erfindung beschrieben. 5 zeigt die Beziehung hinsichtlich der Positionen zwischen dem Druckmuster und dem stationären Toner (nichtstationären Toner) auf der Photoleitertrommel gemäß dem Tonerentladungsverfahren der vorliegenden Erfindung (Beispiel 1). Hinsichtlich des Bereiches S (S₁, S₂) und 30 (30a und 30b) sind die Bedingungen dieselben wie nach Stand der Technik, der in 4 gezeigt ist. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird, um die Menge von stationärem Toner zu reduzieren, ein schwarzer Toner T (vollflächig) mit einer gewissen Breite auf der Photoleitertrommel zu einer gesteuerten Zeitlage entwickelt, um den Toner in Wirklichkeit nicht auf das Druckpapier S zu übertragen.
Das heißt, in der Toneraufnahmebox 38 existiert viel frischer Toner in der Zone 38a, die dem Bereich mit dem hohen Tonerverbrauch 30a entspricht, und stationärer Toner existiert in der Zone 38b, die dem Bereich mit dem niedrigen Tonerverbrauch 30b entspricht.
Der vollflächig gleichförmige schwarze Toner T, der auf dem bildtragenden Körper (Photoleitertrommel) entwickelt wird, wird durch den Reiniger 26 (2) von der Trommel 20 auf dieselbe Weise wie oben erwähnt abgestreift und während der kontinuierlichen Druckoperation durch den Tonerrezirkulationsmechanismus 46 gesammelt.
Nichtverwendeter Toner zum Reduzieren des stationären Toners wird von der Entwicklungsvorrichtung 24 (2) an der Photoleitertrommel 20 entladen. Es versteht sich, daß solch eine Tonerentladungsoperation während des Intervalls zwischen benachbarten Druckblättern ausgeführt wird, die kontinuierlich zu bedrucken sind. 6 zeigt ein Zeitlagendiagramm in diesem Fall. Wenn das Blatt durch die Widerstandsrolle 58 (1) zugeführt wird, detektiert der Blattsensor das hintere Ende des Blattes und schaltet sich ein. Wie in 6 gezeigt, wiederholt der Blattsensor immer dann seine Ein/Aus-Operationen, wenn die Aufzeichnungsblätter den Blattsensor passieren. Die Entladung von nichtverwendetem Toner beginnt zu der Zeit, wenn der Blattsensor ein hinteres Ende des Blattes detektiert (Abwärtssignal), nachdem eine vorbestimmte Anzahl von Blättern (wie etwa 500) schon bedruckt ist. Nach einer vorbestimmten Zeitperiode wird eine Laserbelichtung ausgeführt, um das latente Bild auf der Photoleitertrommel zu erzeugen, und das latente Bild wird mit Toner entwickelt, um ein vollflächiges schwarzes Bild (Bild mit konstanter Druckrate) T zwischen den benachbarten Blättern zu erzeugen, wie in 5 gezeigt.
Das vollflächige schwarze Bild T wird nicht auf die Aufzeichnungsblätter übertragen, sondern durch den Reiniger 26 gesammelt, wie oben erwähnt, und dann durch den Rezirku lationsmechanismus 46 rezirkuliert. Deshalb wird derartiger Toner nicht vergeudet. Da somit der nichtverwendete Toner aus der Entwicklungsvorrichtung 24 periodisch an die Photoleitertrommel 20 entladen wird, wird die Verschlechterung des Drucks auf dem Aufzeichnungsblatt mit dem verwendeten Toner effektiv verhindert.
Die Versuchsdatenergebnisse haben auch gezeigt, daß durch solch eine Operation die Druckverschlechterung mit Toner wie folgt effektiv verhindert werden kann.

(1) Um die Menge von stationärem Toner zu reduzieren, wurde für ein Druckmedium ein vollflächiges schwarzes Muster mit einer Breite von 20 mm in der Blattzufuhrrichtung auf dem das latente Bild tragenden Körper zu einer Zeit entwikkelt, um das Tonerbild nicht auf das Blatt zu übertragen, und der nichtverwendete Toner wurde gesammelt. Solch ein Lauftest wurde bei 500 Blättern ausgeführt. Als Resultat wurden keine schwarzen Streifen erzeugt und war keine Zunahme von ODs (Punktversetzungen) zu verzeichnen.
(2) Um die Menge von stationärem Toner zu verringern, wurde für zehn Druckmedien ein vollflächiges schwarzes Muster mit einer Breite von 200 mm in der Blattzufuhrrichtung auf dem das latente Bild tragenden Körper zu einer Zeit entwickelt, um den Toner nicht auf das Blatt zu übertragen, und der nichtverwendete Toner wurde gesammelt. Solch ein Lauftest wurde bei 500 Blättern ausgeführt. Als Resultat wurden keine schwarzen Streifen erzeugt und war keine Zunahme der ODs zu verzeichnen.
(3) Um die Menge von stationärem Toner zu verringern, wurde für 50 Druckmedien ein vollflächiges schwarzes Muster mit einer Breite von 200 mm in der Blattzufuhrrichtung auf dem das latente Bild tragenden Körper zu einer Zeit entwikkelt, um den Toner nicht auf das Blatt zu übertragen, und der nichtverwendete Toner wurde gesammelt. Solch ein Lauf test wurde bei 500 Blättern ausgeführt. Als Resultat wurden keine schwarzen Streifen erzeugt und war keine Zunahme der ODs zu verzeichnen.

Nun wird ein Beispiel 2 dieser Erfindung beschrieben. 7 zeigt die Beziehung hinsichtlich der Positionen zwischen dem Druckmuster und dem stationären Toner (nichtstationären Toner) auf der Photoleitertrommel gemäß dem Tonerentladungsverfahren der vorliegenden Erfindung (Beispiel 2). S₁ auf dem Aufzeichnungsblatt S stellt einen Bereich mit hoher Druckrate dar, S₂ stellt einen Bereich mit mittlerer Druckrate dar, und S₃ stellt einen Bereich mit niedriger Druckrate dar. Bei diesem Beispiel ist jedoch das Druckmuster zum Entladen des nichtverwendeten Toners kein vollflächiges schwarzes Tonerbild mit einer gewissen Breite und einer konstanten Dichte, ähnlich wie bei Beispiel 1, sondern ein Druckmuster T, das dieselbe Menge von akkumuliertem Toner in der Richtung hat, die zu der Blattzufuhrrichtung senkrecht ist, indem die Anzahl von Punkten gezählt wird, wie es später erläutert wird.
Deshalb existiert in der Toneraufnahmebox 38, mit der die Entwicklungsrolle 30 in Kontakt ist, kein stationärer Toner an irgendeiner der Stellen 38a-38c.
Somit ist das Beispiel 2 dasselbe wie das Beispiel 1 in dem Sinne, daß der nichtverwendete Toner an Positionen zwischen benachbarten Druckblättern entladen wird, jedoch unterscheidet es sich von dem Beispiel 1 in dem Laserbelichtungsverfahren zum Entladen des nichtverwendeten Toners.
8 zeigt ein Steuerungsflußdiagramm von Beispiel 2, und 9 zeigt ein Steuerungsblockdiagramm desselben. Ein Prozeß zum Entladen von nichtverwendetem Toner wird nun unter Bezugnahme auf 8 und 9 beschrieben.
Nachdem die Druckoperation gestartet wird (S1), werden zuerst die Druckdaten, die von einer Hostvorrichtung 101 gesendet werden, auf den Bitmap-Speicher 102 angewendet (S2). Zur gleichen Zeit wird die Anzahl von Druckpunkten für die jeweiligen Zeilen (in der Aufzeichnungsblattzufuhrrichtung) gezählt (S3) und in einer Druckpunktanzahlspeichersektion 103 gespeichert. Wenn die Druckoperation in ihrem "Bereit"-Zustand ist (S4), konvertiert ein mechanischer Controller 104 die Daten des Bitmap-Speichers 102 in "Video"-Daten und überträgt sie zu einem Laserantrieb 105 (S5), um eine Laserbelichtung auszuführen. Wenn eine Druckoperation für eine vorbestimmte Anzahl von Druckblättern vollendet ist (S6), werden die Belichtungsdaten in einer Lichtemissionsdatensektion 106 zur Tonerentladung vorbereitet (S7).
Nun wird ein Verfahren zum Vorbereiten der Belichtungsdaten beschrieben. Ein Maximalwert M von der Anzahl von Punkten, die für die jeweiligen Zeilen gezählt wurden, und Zählwerte L der jeweiligen Zeilen werden bestimmt. Belichtungsdaten, bei denen die Anzahl von Druckpunkten (P) für die jeweiligen Zeilen zwischen benachbarten Blättern (P=) M-L Punkte beträgt, werden vorbereitet und zu dem Laserantrieb 105 übertragen (S8). Bei den so vorbereiteten Daten ist die Gesamtanzahl von Druckpunkten für die jeweiligen Zeilen M. Deshalb ist der Tonerverbrauch längs der axialen Richtung (senkrecht zu der Blattzufuhrrichtung) im wesentlichen konstant, und daher kann eine Erzeugung des nichtverwendeten Toners eliminiert werden.
Nun werden die Versuchsresultate gemäß Beispiel 2 beschrieben.

(1) Um die Menge von stationärem Toner zu eliminieren, wurde für ein Druckmedium eine Menge von nichtverwendetem Toner, der zu entladen ist, in der Hardware auf solch eine Weise berechnet, daß der akkumulierte Tonerverbrauch längs der axialen Richtung im wesentlichen konstant ist. Das entsprechende Muster wurde auf dem das latente Bild tragenden Körper zu der Zeitlage entwickelt, um den Toner nicht auf das Blatt zu übertragen, und der nichtverwendete Toner wurde gesammelt. Solch ein Lauftest wurde bei 500 Blättern ausgeführt. Als Resultat wurden keine schwarzen Streifen erzeugt und war keine Zunahme von ODs zu verzeichnen.
(2) Um die Menge von stationärem Toner zu eliminieren, wurde für zehn Druckmedien eine Menge von nichtverwendetem Toner, der zu entladen ist, in der Hardware auf solch eine Weise berechnet, daß der akkumulierte Tonerverbrauch längs der axialen Richtung im wesentlichen konstant ist. Das entsprechende Muster wurde auf dem das latente Bild tragenden Körper zu der Zeitlage entwickelt, um den Toner nicht auf das Blatt zu übertragen, und der nichtverwendete Toner wurde gesammelt. Solch ein Lauftest wurde bei 500 Blättern ausgeführt. Als Resultat wurden keine schwarzen Streifen erzeugt und war keine Zunahme der ODs zu verzeichnen.
(3) Um die Menge von stationärem Toner zu eliminieren, wurde für 50 Druckmedien eine Menge von nichtverwendetem Toner, der zu entladen ist, in der Hardware auf solch eine Weise berechnet, daß der akkumulierte Tonerverbrauch längs der axialen Richtung im wesentlichen konstant ist. Das entsprechende Muster wurde auf dem das latente Bild tragenden Körper zu einer Zeit entwickelt, um den Toner nicht auf das Blatt zu übertragen, und der nichtverwendete Toner wurde gesammelt. Solch ein Lauftest wurde bei 500 Blättern ausgeführt. Als Resultat wurden keine schwarzen Streifen erzeugt und war keine Zunahme der ODs zu verzeichnen.

Unter Bezugnahme auf 10 und 11 werden nun die Beispiele 3 und 4 beschrieben.
Der Druckbereich S des Aufzeichnungsblattes wurde in der Richtung senkrecht zu der Blattzufuhrrichtung in eine Vielzahl von Sektionen geteilt (bei dem gezeigten Beispiel waren es zehn im gleichen Abstand abgeteilte Sektionen). Die Anzahlen von Druckpunkten für die jeweiligen Sektionen wurden jeweilig gezählt, und vollflächige Bilder (d. h. Bilder mit konstanter Dichte) mit jeweiligen Stufen, die auf der Basis der gezählten Punktanzahlen vorbestimmt waren, wurden für die jeweiligen Sektionen auf die Photoleitertrommel übertragen (Beispiel 3). Wie in 10 gezeigt, war die Tonerdichte der vollflächigen Bilder konstant, aber die Breiten (d. h. die Längen in der Blattzufuhrrichtung) in den jeweiligen Sektionen waren verschieden. Es sei jedoch erwähnt, daß die maximale Breite kleiner als der Abstand zwischen den benachbarten Blättern war.
Bei Beispiel 4 ist das Tonerbild kein vollflächiges Bild mit konstanter Dichte, sondern es stellt Druckmuster mit verschiedenen Dichten (verschiedenen Druckraten) dar, die für die jeweiligen Sektionen eine konstante Breite haben. Das heißt, auf dieselbe Weise wie bei Beispiel 3 wurden die Anzahlen von Druckpunkten für die jeweiligen Sektionen jeweilig gezählt, und vollflächige Bilder mit verschiedenen Tonerdichten, die auf der Basis der gezählten Punktanzahlen vorbestimmt waren, wurden auf die Photoleitertrommel für die jeweiligen Sektionen innerhalb des Abstandes zwischen den benachbarten Blättern übertragen. So kann die Erzeugung von nichtverwendetem Toner in der Entwicklungsvorrichtung reduziert werden.
Die Fachwelt wird verstehen, daß die obige Beschreibung nur einige bevorzugte Ausführungsformen der offenbarten Erfindung betrifft und daß verschiedene Veränderungen und Abwandlungen an der Erfindung vorgenommen werden können, ohne von ihrem Schutzumfang abzuweichen. Das heißt, die vorliegende Erfindung kann angewendet werden, um die Druckqualität für jeglichen Typ von elektrophotographischen Druckern zu verbessern, die eine Elektrisierungseinheit, eine Belichtungseinheit, eine Entwicklungsvorrichtung (Zweikomponententyp mit einer gewissen Trägermenge), eine Übertragungsvorrichtung, eine Reinigungsvorrichtung und eine Tonerrezirkulationsvorrichtung haben.

Claims

Elektrophotographische Bilderzeugungsvorrichtung mit: ein elektrostatisches latentes Bild tragenden Körper (20); einem Elektrisierungsmittel (22) zum Elektrisieren des bildtragenden Körpers (20); einem Mittel (48) zum Einstrahlen von Licht auf den bildtragenden Körper (20), um ein elektrostatisches latentes Bild auf demselben zu erzeugen; einer Entwicklungseinheit (24), die eine Entwicklungsrolle (30) und eine Entwickleraufnahmebox (38) enthält, zum Entladen von Toner an den bildtragenden Körper (20), um das latente Bild zu entwickeln und ein Tonerbild auf dem bildtragenden Körper (20) zu erzeugen; einer Übertragungseinheit (60) zum Übertragen des Tonerbildes von dem bildtragenden Körper (20) auf das Aufzeichnungsmedium; einem Mittel (54) zum Transportieren eines Aufzeichnungsmediums durch die Übertragungseinheit (60); einem Reinigungsmittel (28) zum Entfernen von Resttoner von dem bildtragenden Körper (20); einem Mittel zum Zurückführen des Resttoners in die Entwickleraufnahmebox (38); und einem Tonerentladungsvereinheitlichungsmittel (69), das ein Mittel zum Bewirken dessen umfaßt, daß das Elektrisierungsmittel (22) die Gesamtheit oder einen Teil des bildtragenden Körpers (20) in der Richtung senkrecht zu der Transportrichtung des Aufzeichnungsmediums elektrisiert, und die Entwicklungsrolle (30), um Toner auf die Gesamtheit oder einen Teil des bildtragenden Körpers (20) zu entladen, so daß der Toner an dem bildtragenden Körper (20) haftet, aber durch das Reinigungsmittel (28) entfernt wird, ohne auf das Aufzeichnungsmedium übertragen zu werden, und von dem bildtragenden Körper (20) in die Entwickleraufnahmebox (38) zurückgeführt wird.
Elektrophotographische Bilderzeugungsvorrichtung mit: einem ein elektrostatisches latentes Bild tragenden Körper (20); einem Elektrisierungsmittel (22) zum Elektrisieren des bildtragenden Körpers (20); einem Mittel (48) zum Einstrahlen von Licht auf den bildtragenden Körper (20), um ein elektrostatisches latentes Bild auf demselben gemäß Bildinformationen zu erzeugen; einer Entwicklungseinheit (24), die eine Entwicklungsrolle (30) und eine Entwickleraufnahmebox (38) enthält, zum Entladen von Toner an den bildtragenden Körper (20), um das latente Bild zu entwickeln und ein Tonerbild auf demselben zu erzeugen; einer Übertragungseinheit (60) zum Übertragen des Tonerbildes von dem bildtragenden Körper (20) auf ein Aufzeichnungsmedium; einem Mittel zum Transportieren des Aufzeichnungsmediums durch die Übertragungseinheit (60); einem Reinigungsmittel (28) zum Entfernen von Resttoner auf dem bildtragenden Körper (20); und einem Mittel zum Zurückführen des Toners, der durch das Reinigungsmittel (28) von dem bildtragenden Körper (20) entfernt wird, in die Entwickleraufnahmebox (38); welche Vorrichtung ferner ein Tonerentladungsvereinheitlichungsmittel (69) umfaßt, mit einem Mittel zum Entladen von Toner durch die Entwicklungsrolle (30) an einen zweiten Abschnitt auf dem bildtragenden Körper (20), statt an einen ersten Abschnitt, wo das elektrostatische latente Bild gemäß den Bildinformationen gebildet wird, damit der Toner an dem bildtragenden Körper (20) haftet, so daß der Toner durch das Reinigungsmittel (28) entfernt wird, ohne auf das Aufzeichnungsmedium übertragen zu werden, und von dem bildtragenden Körper (20) in die Entwickleraufnahmebox (38) zurückgeführt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der die Tonerentladung durch die Entwicklungsrolle (30) an den bildtragenden Körper (20) gleichförmig in einer gewissen Menge in einer Richtung senkrecht zu der Transportrichtung des Aufzeichnungsmediums ausgeführt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, bei der die Tonerentladung durch die Entwicklungsrolle (30) an den bildtragenden Körper (20) auf solch eine Weise ausgeführt wird, daß eine Gesamttonermenge, die den gemäß den Bildinformationen entladenen Toner enthält, sowohl in einer Aufzeichnungsmedientransportrichtung als auch in einer Richtung senkrecht zu derselben im wesentlichen konstant ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, 3 oder 4, bei der ein Druckbereich auf dem bildtragenden Körper (20) in einer Richtung senkrecht zu einer Aufzeichnungsmedientransportrichtung in mehrere Sektionen unterteilt ist und die Tonerentladung durch die Entwicklungsrolle (30) an den bildtragenden Körper (20) auf solch eine Weise ausgeführt wird, daß Druckpunktanzahlen der jeweiligen Sektionen gemäß den Bildinformationen gezählt werden und eine Tonermenge, die zu entladen ist, für die jeweiligen Sektionen gemäß den Druckpunktanzahlen bestimmt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 2, 3 oder 4, bei der ein Druckbereich auf dem bildtragenden Körper (20) in einer Richtung senkrecht zu einer Aufzeichnungsmedientransportrichtung in mehrere Sektionen unterteilt ist und die Tonerentladung durch die Entwicklungsrolle (30) an den bildtragenden Körper (20) auf solch eine Weise ausgeführt wird, daß ein Toner mit demselben Muster in den jeweiligen Sektionen längs der Aufzeichnungsmedientransportrichtung entwickelt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 2, 3 oder 4, bei der ein Druckbereich auf dem bildtragenden Körper (20) in einer Richtung senkrecht zu einer Aufzeichnungsmedientransportrichtung in mehrere Sektionen unterteilt ist und die Tonerentladung durch die Entwicklungsrolle (30) an den bildtragenden Körper (20) auf solch eine Weise ausgeführt wird, daß Druckpunktanzahlen der jeweiligen Sektion gemäß den Bildinformationen gezählt werden und ein Toner mit demselben Muster, jedoch mit unterschiedlicher Übereinstimmung mit der Druckpunktanzahl, für die jeweiligen Sektionen entwickelt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 2, 3 oder 4, bei der ein Druckbereich auf dem bildtragenden Körper (20) in einer Richtung senkrecht zu einer Aufzeichnungsmedientransportrichtung in mehrere Sektionen unterteilt ist und die Tonerentladung durch die Entwicklungsrolle (30) an den bildtragenden Körper (20) auf solch eine Weise ausgeführt wird, daß Druckpunktanzahlen der jeweiligen Sektionen gemäß den Bildinformationen gezählt werden und ein Toner mit verschiedener Druckrate gemäß der Druckpunktanzahl auf den jeweiligen Sektionen entwickelt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 5, bei der eine Tonermenge, die zu entladen ist, für die jeweiligen Sektionen gemäß den Druckpunktanzahlen bestimmt wird.
Elektrophotographische Bilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 2, ferner mit einem Mittel (48) zum Einstrahlen von Licht auf den bildtragenden Körper (20), um auf ihm ein zweites elektrostatisches latentes Bild gemäß zweiten Bildinformationen zu erzeugen; und einem Reinigungsmittel (28) zum Entfernen von Resttoner des ersten Tonerbildes und Toner des zweiten Tonerbildes von dem bildtragenden Körper (20).
Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 10, bei der das Aufzeichnungsmedium ein Einzelblatt ist und der zweite Abschnitt einem Nichtübertragungsbereich entspricht, der zwischen den benachbarten Einzelblättern definiert ist, so daß dann, nachdem eine gewisse Anzahl von Einzelblättern bedruckt ist, das Tonerentladungsvereinheitlichungsmittel (69) Toner durch die Entwicklungsrolle (30) auf den Nichtübertragungsbereich auf dem bildtragenden Körper (20) entlädt.
Vorrichtung nach Anspruch 11, bei der das zweite Tonerbild so erzeugt wird, um sich mit einer gewissen Breite in einer Richtung senkrecht zu der Transportrichtung des Aufzeichnungsmediums zu erstrecken.
Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 10– 12, bei der das zweite Tonerbild auf solch eine Weise erzeugt wird, daß eine Gesamttonermenge, die das erste Tonerbild enthält, sowohl in einer Aufzeichnungsmedientransportrichtung als auch in einer Richtung senkrecht zu derselben im wesentlichen konstant ist.
Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 10– 13, bei der das zweite Tonerbild ein vollflächiges Bild ist, das eine konstante Druckrate hat.
Vorrichtung nach Anspruch 14, bei der ein Druckbereich auf dem bildtragenden Körper (20) längs einer Richtung senkrecht zu einer Aufzeichnungsmedientransportrichtung in mehrere Sektionen unterteilt ist und Druckpunktanzahlen der jeweiligen Sektionen gemäß den ersten Bildinformationen gezählt werden, so daß ein Bereich des vollflächigen Bildes (T) des zweiten Tonerbildes für die jeweiligen Sektionen gemäß der Druckpunktanzahl bestimmt wird.
Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 10– 13, bei der das zweite Tonerbild Bildmuster mit einer verschiedenen Druckrate innerhalb des Nichtübertragungsbereiches umfaßt.
Vorrichtung nach Anspruch 16, bei der ein Druckbereich auf dem bildtragenden Körper (20) längs einer Richtung senkrecht zu einer Aufzeichnungsmedientransportrichtung in mehrere Sektionen unterteilt ist und Druckpunktanzahlen der jeweiligen Sektionen gemäß den ersten Bildinformationen gezählt werden, so daß die Druckrate des zweiten Tonerbildes für die jeweiligen Sektionen gemäß der Druckpunktanzahl bestimmt wird.
Verfahren zum Drucken mit den folgenden Schritten: Erzeugen eines elektrostatischen latenten Bildes auf einem ein elektrostatisches latentes Bild tragenden Körper (20); Entladen von Toner von einer Entwicklereinheit (24) an den bildtragenden Körper (20), um das latente Bild zu entwickeln und ein Tonerbild auf dem bildtragenden Körper (20) zu erzeugen; Übertragen des Tonerbildes von dem bildtragenden Körper (20) auf ein Aufzeichnungsmedium; Entfernen von Resttoner von dem bildtragenden Körper (20); und Zurückführen des Resttoners in die Entwicklereinheit (24); bei dem nach einer vorbestimmten Periode Toner an den bildtragenden Körper (20) entladen wird und an der Gesamtheit oder einem Teil desselben zum Haften gebracht wird, jedoch durch das Reinigungsmittel (28) entfernt wird, ohne auf das Aufzeichnungsmedium übertragen zu werden, und von dem bildtragenden Körper (20) in die Entwicklereinheit (24) zurückgeführt wird.