-
Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein die Steuerung von elektrischen
Parametern einer lichtempfindlichen Bilderzeugungsfläche.
-
Die
in einer elektrostatographischen Druckmaschine verwendeten grundlegenden
reprographischen Prozesse umfassen allgemein einen ersten Schritt
zum Aufladen eines photoleitenden Glieds auf ein im wesentlichen
gleichmäßiges Potential.
Die aufgeladene Fläche
des photoleitenden Glieds wird danach mit einem Lichtbild eines
Originaldokuments belichtet, um die Ladung in den durch das Lichtbild belichteten
Bereichen selektiv abzuleiten. Durch diese Prozedur wird ein elektrostatisches
Latenzbild auf dem photoleitenden Glied in Entsprechung zu den Informationsbereichen
in dem zu reproduzierenden Originaldokument aufgezeichnet. Das Latenzbild wird
dann entwickelt, indem Entwicklermaterial einschließlich von
Tonerpartikeln, die triboelektrisch an Trägerkörnchen haften, in Kontakt mit
dem Latenzbild zu bringen. Die Tonerpartikeln werden von den Trägerkörnchen weg
zu dem Latenzbild gezogen und bilden ein Tonerbild auf dem photoleitenden
Glied, das im wesentlichen auf ein Kopierblatt übertragen wird. Das Kopierblatt
mit dem Tonerbild wird dann zu einer Fixierstation befördert, um
das Tonerbild in der Bildkonfiguration permanent auf dem Kopierblatt
zu fixieren.
-
Der
für das
mehrfarbige elektrostatographische Drucken verwendete Ansatz ist
im wesentlichen identisch mit dem oben beschriebenen. Anstatt jedoch
nur ein einziges Latenzbild auf der photoleitenden Fläche zu bilden,
um ein Originaldokument zu reproduzieren, wie es beim Schwarzweiß-Drucken
der Fall ist, werden mehrere Latenzbilder in Entsprechung zu Farbauszügen aufeinanderfolgend
auf der photoleitenden Fläche
aufgezeichnet. Die verschiedenfarbigen elektrostatischen Latenzbilder
werden mit einem entsprechenden Farbtoner entwickelt und übereinander
auf das Kopierblatt übertragen,
um ein mehrschichtiges Tonerbild auf dem Kopierblatt vorzusehen.
Schließlich
wird dieses mehrschichtige Tonerbild auf im wesentlichen herkömmliche
Weise permanent auf dem Kopierblatt fixiert, um die Farbkopie fertigzustellen.
-
Bei
elektrostatographischen Maschinen, die ein photoleitendes Glied
in der Form einer Trommel oder eines endlosen Bandes verwenden,
kann die lichtempfindliche Fläche
gleichzeitig mehr als ein Bild tragen, während es sich durch die verschiedenen Verarbeitungsstationen
bewegt. Die Teile der lichtempfindlichen Fläche, die die projizierten Bilder
tragen, d.h. die sogenannten „Bildbereiche" werden gewöhnlich durch
einen Abschnitt der lichtempfindlichen Oberfläche getrennt, der als Zwischendokumentraum
bezeichnet wird. Nachdem die lichtempfindliche Oberfläche auf
einen geeigneten Ladungspegel aufgeladen wurde, wird der Zwischendokumentraumabschnitt
der lichtempfindlichen Oberfläche
allgemein durch eine geeignete Lampe entladen, um zu vermeiden,
dass in den Entwicklungsstationen Tonerpartikeln angezogen werden.
Verschiedene Bereiche auf der lichtempfindlichen Oberfläche werden also
auf verschiedene Spannungspegel aufgeladen. Zum Beispiel befinden
sich ein hoher Spannungspegel der anfänglichen Aufladung, ein selektiv
entladener Bildbereich und ein vollständig entladener Abschnitt zwischen
den Bildbereichen auf der lichtempfindlichen Fläche.
-
Ein
flexibles Photorezeptorband ist ein Typ von photoleitendem Bilderzeugungsglied,
das gewöhnlich
mehrschichtig ist und ein Substrat, eine leitende Schicht, eine
optionale Lochblockierungsschicht, eine optionale Haftschicht, eine
Ladungserzeugungsschicht, eine Ladungstransportschicht und in einigen
Ausführungsformen
eine Antikräuselschicht
oder eine schützende
Deckschicht aufweist. Elektrophotographische Hochgeschwindigkeits-Kopiergeräte und Drucker
verwenden flexible Photorezeptorbänder, um Tonerbilder mit hoher
Qualität
zu erzeugen. Bei längerer
Verwendung verschleißen
die Bänder,
sodass sie ersetzt werden müssen,
um weiterhin Tonerbilder mit hoher Qualität erzeugen zu können. Deshalb
wurden Photorezeptoreigenschaften identifiziert, die die Bildqualität von ausgegebenen
Tonerbildern beeinflussen. Zu den Photorezeptoreigenschaften, die
die Bildqualität
beeinflussen, gehören
die Ladungsannahme bei Kontakt mit einer bestimmten Ladung, die
Dunkelentladung im ersten Zyklus oder im Bereitschaftszustand, die
Entladung bzw. die durch Licht induzierte Entladung (PIDC), die der
Beziehung zwischen dem aufgrund der Lichtintensität verbleibenden
Potential, den Spektraleigenschaften und dem Restpotential entspricht.
Wenn Photorezeptoren älter
werden, treten Phänomene wie
ein Cycle-Up oder ein Cycle-Down auf. Ein Cycle-Up ist ein Phänomen, bei
dem das Restpotential und/oder das Hintergrundpotential mit steigender
Zykluszahl zunimmt, was allgemein zu einer erhöhten und unannehmbaren Hintergrunddichte
bei Kopien von Dokumenten führt.
Ein Cycle-Down ist ein Phänomen,
bei dem das Dunkelentwicklungspotential (das Potential, das den
nicht belichteten Bereichen des Photorezeptors entspricht) mit steigender
Zykluszahl aufgrund der Dunkelentladung abnimmt, was allgemein zu
reduzierten Bilddichten in den Kopien von Dokumenten führt.
-
Es
werden verschiedene Verfahren angewendet, um die elektrischen Parameter
einer photoleitenden Fläche
zu kontrollieren und dadurch eine hohe Bildqualität sicherzustellen.
-
Viele
der Verfahren verwenden einen oder mehrere Testbereiche (die gelegentlich
auch als Kontrollbereiche bezeichnet werden) auf der photoleitenden
Fläche,
wobei sich diese Bereiche gewöhnlich
in der Zwischendokumentzone befinden, um die elektrischen Eigenschaften
durch kapazitiv gekoppelte Fühler
messen zu können.
Der Photorezeptor wird durch mehrere Zyklen gedreht, um den Testbereich unter
verschiedenen elektrischen Bedingungen (d.h. unter verschiedenen
Ladungspotentialen und Belichtungen) für jeden Zyklus zu messen, nachdem
eine ausreichende Anzahl von Messpunkten (d.h. Daten) erfasst wurden.
Ein Prozesssteueralgorithmus in der Steuerelektronik verwendet die
erhaltenen Daten, um die verallgemeinerten durchschnittlichen elektrischen
Eigenschaften des gesamten Photorezeptors vorauszusagen. Dann stellt
die Steuerelektronik kontinuierlich die Ladungsströme und die
Belichtungsbereiche ein, sodass die photoleitende Fläche ein
einheitliches Entwicklungsfeld aufweist.
-
Es
wurden verschiedene Systeme entworfen und implementiert, um die
Ladungsprozess in einer Druckmaschine zu steuern.
-
US-A-4,355,885
gibt eine Bilderzeugungsvorrichtung mit einer Oberflächenpotential-Steuereinrichtung
an, in der die Größe eines
gemessenen Werts zum Oberflächenpotential
aus einem hellen und einem dunklen Bereich mit einem Ziel-Potentialwert
für diese
Bereiche differenziert wird. Wenn es sich bei den Werten um falsche
Parameter handelt, wiederholt die Oberflächenpotential-Steuereinrichtung
die Messung und die Differenzierung der sich ändernden Parameter, bis die
gemessenen Werte korrekt sind.
-
US-A-5,101,293
betrifft ein Verfahren zum Bestimmen von Photorezeptorpotentialen,
wobei die Oberfläche
des Photorezeptors an einer Aufladungsstation aufgeladen wird und
der aufgeladene Bereich gedreht und neben einem elektrostatischen
Voltmeter angehalten wird. Ein elektrostatisches Voltmeter nimmt
Messungen zu verschiedenen Zeiten vor, um die Dunkelentladungsrate
des Photorezeptors zu bestimmen, sodass die Oberflächenpotentiale
an anderen Punkten entlang des Photorezeptorbands berechnet werden
können.
-
Herkömmliche
Techniken zum Steuern des Potentials an der Oberfläche des
Photorezeptors sind problematisch, weil sie einen Anstieg des Restpotentials
erlauben, sodass die Leistung des Photorezeptors über dessen
Lebensdauer variiert. Die Erfindung gibt eine Technik an, die dieses
Problem zu reduzieren versucht. Die Technik zeichnet Kontrollbereiche
auf einer Bilderzeugungsfläche
wie etwa einem Photorezeptorband auf. Die gemessenen Spannungspotentiale
der Kontrollbereiche können
verwendet werden, um elektrische Parameter der Bilderzeugungsfläche wie
etwa Hoch-Kontrast und Reinigungsfeld zu berechnen. Wenn die berechneten Werte
außerhalb
eines annehmbaren Bereiches liegen, zeichnet die Technik einen weiteren
Kontrollbereich auf. Das gemessene Spannungspotential des dritten
Kontrollbereichs kann verwendet werden, um einen Korrekturfaktor
zum Einstellen einer Ladeeinrichtung, eines Belichtungssystems oder
eines Entwicklers zu berechnen.
-
Die
Technik ist vorteilhaft, weil sie die Leistung eines Photorezeptors
verbessert und die Nutzlebensdauer des Photorezeptors verlängert.
-
Unter „Kontrollbereich" ist hier ein Bilderzeugungsflächenbereich
zu verstehen, dessen Zustand gesetzt und gemessen werden kann, um
Information zu dem Zustand der Bilderzeugungsfläche zu erhalten. Ein Kontrollbereich
kann eine geeignete Form und Größe aufweisen.
Sein Zustand kann zum Beispiel ein Spannungspegel oder eine andere
geeignete elektrische Eigenschaft sein. Information zu dem Zustand
der Bilderzeugungsfläche
kann zum Beispiel erhalten werden, indem das Spannungspotential
eines Kontrollbereichs gemessen wird und der gemessene Wert verwendet
wird, um eine Differenz zu der Hintergrundspannung oder eine Abweichung
von einem Ziel bzw. Soll zu erhalten.
-
In Übereinstimmung
mit einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zum Überwachen
und Steuern von elektrischen Parametern einer Bilderzeugungsfläche angegeben, wobei
die Überwachungs-/Steuervorrichtung
einen Bereichserzeuger zum Aufzeichnen eines ersten Kontrollbereichs
mit einem ersten Spannungspegel und eines zweiten Kontrollbereichs
mit einem zweiten Spannungspegel auf der Bilderzeugungsfläche und
ein elektrostatisches Voltmeter zum Messen der mit dem ersten Kontrollbereich
und dem zweiten Kontrollbereich assoziierten Spannungspotentiale umfasst.
Ein Prozessor, der mit dem Bereichserzeuger kommuniziert, berechnet
die elektrischen Parameter der Bilderzeugungsfläche aus den gemessenen Spannungspotentialen
des ersten und des zweiten Kontrollbereichs. Der Prozessor bestimmt
eine Abweichung zwischen den berechneten elektrischen Parameterwerten
und den Sollwerten. Dann erzeugt und sendet der Prozessor ein Rückkopplungs-Fehlersignal
zu dem Bereichserzeuger, wenn die Abweichung einen Schwellwert überschreitet.
Der Bereichserzeuger zeichnet einen dritten Kontrollbereich mit einem
dritten Spannungspegel zwischen dem ersten und dem zweiten Spannungspegel
auf der Bilderzeugungsfläche
auf, nachdem er das Fehlersignal empfangen hat. Das elektrostatische
Voltmeter stellt den dritten Kontrollbereich fest. Der Prozessor
berechnet die elektrischen Parameter der Bilderzeugungsfläche aus
dem gemessenen Spannungspotential aller drei Kontrollbereiche und
bestimmt einen Korrekturfaktor. Die Aufladungseinrichtung, das Belichtungssystem und
der Entwickler werden in Übereinstimmung
mit dem Korrekturfaktor eingestellt.
-
Gemäß einem
Aspekt der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Steuern von elektrischen
Parametern einer Bilderzeugungsfläche angegeben; wobei die Bilderzeugungsfläche ausgebildet
ist, um sich entlang eines Pfades in einer Prozessrichtung an einer
Aufladungseinrichtung zum Aufladen der Bilderzeugungsfläche, einem
Belichtungssystem zum Aufzeichnen eines Latenzbildes, einem Entwickler
zum Entwickeln des Latenzbildes und der Steuervorrichtung vorbei
zu bewegen; wobei die Steuervorrichtung umfasst: einen Bereichserzeuger
zum Aufzeichnen von Kontrollbereichen auf der Bilderzeugungsfläche; eine
Spannungsmesseinrichtung, die angeordnet ist, um mit den Kontrollbereichen
auf der Bilderzeugungsfläche
assoziierte Spannungspotentiale zu messen; und eine Verarbeitungseinrichtung,
die mit dem Bereichserzeuger kommuniziert und auf die Spannungsmesseinrichtung
reagiert, wobei die Verarbeitungseinrichtung den Bereichserzeuger
veranlasst, einen ersten Kontrollbereich mit einem ersten Spannungspegel
und einen zweiten Kontrollbereich mit einem zweiten Spannungspegel
aufzuzeichnen, die gemessenen Spannungspotentiale des ersten und
zweiten Kontrollbereichs von der Spannungsmesseinrichtung empfängt, einen
elektrischen Parameter der Bilderzeugungsfläche aus den gemessenen Spannungspotentialen
der ersten und zweiten Kontrollbereiche berechnet, eine Abweichung
zwischen dem berechneten elektrischen Parameterwert und einem Sollwert
bestimmt, den Bereichserzeuger zur Aufzeichnung eines dritten Kontrollbereichs
mit einem dritten Spannungspegel zwischen dem ersten und dem zweiten
Spannungspegel veranlasst, wenn und nur wenn die Abweichung einen
Schwellwert überschreitet,
ein gemessenes Spannungspotential des dritten Kontrollbereichs von
der Spannungsmesseinrichtung empfängt, einen Korrekturfaktor
unter Verwendung des gemessenen Spannungspotentials aller drei Kontrollbereiche
berechnet und die Aufladungseinrichtung, das Belichtungssystem und/oder den
Entwickler in Übereinstimmung
mit dem Korrekturfaktor einstellt.
-
Gemäß einem
zweiten Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zum Steuern von elektrischen
Parametern einer Bilderzeugungsfläche angegeben, die sich an
einer Aufladungseinrichtung zum Aufladen der Bilderzeugungsfläche, einem
Belichtungssystem zum Aufzeichnen eines Latenzbildes und einem Entwickler
zum Entwickeln des Latenzbildes vorbei bewegt, wobei das Verfahren
folgende Schritte umfasst:
- a) Aufzeichnen eines
ersten Kontrollbereichs mit einem ersten Spannungspegel und eines
zweiten Kontrollbereichs mit einem zweiten Spannungspegel auf der
Bilderzeugungsfläche,
- b) Messen von Spannungspotentialen, die mit dem ersten und dem
zweiten Kontrollbereich assoziiert sind,
- c) Berechnen eines elektrischen Parameters der Bilderzeugungsfläche aus
den gemessenen Spannungspotentialen des ersten und des zweiten Kontrollbereichs,
- d) Bestimmen einer ersten Abweichung zwischen dem berechneten
elektrischen Parameterwert und dem Sollwert,
- e) wenn und nur wenn die erste Abweichung einen Schwellwert überschreitet,
Aufzeichnen eines dritten Kontrollbereichs mit einem dritten Spannungspegel
zwischen dem ersten und dem zweiten Spannungspegel auf der Bilderzeugungsfläche,
- f) Messen eines Spannungspotentials, das mit dem dritten Kontrollbereich
assoziiert ist,
- g) Berechnen eines Korrekturfaktors unter Verwendung des gemessenen
Spannungspotentials aus allen drei Kontrollbereichen, und
- h) Einstellen der Aufladungseinrichtung, des Belichtungssystems
und/oder des Entwicklers in Übereinstimmung
mit dem Korrekturfaktor.
-
Die
vorliegende Erfindung wird im Folgenden anhand von Beispielen mit
Bezug auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben:
-
1 ist ein Flussdiagramm,
das den im PIDC-Controller der vorliegenden Erfindung verwendeten
seriellen Prozess darstellt;
-
2 ist eine Draufsicht auf
einen Kontrollbereich auf dem photoleitenden Band von 1; und
-
3 ist eine schematische
Seitenansicht einer beispielhaften elektrophotographischen Druckmaschine
mit den Merkmalen der vorliegenden Erfindung.
-
Um
die Merkmale der vorliegenden Erfindung zu verdeutlichen wird auf
die Zeichnungen Bezug genommen, in denen jeweils gleiche Bezugszeichen
verwendet werden, um identische Elemente anzugeben. Obwohl die folgende
Beschreibung auf eine elektrophotographische Druckmaschine Bezug nimmt,
können
die nachfolgend beschriebenen Merkmale auf viele verschiedene Drucksysteme
einschließlich
von ionographischen Druckmaschinen und Entladungsbereich-Entwicklungssystemen
sowie auf andere nicht druckende Systeme angewendet werden, die
mehrere oder variable Ausgaben vorsehen. Die Efindung ist also nicht
auf das besondere hier beschriebene System beschränkt.
-
Mit
Bezug auf 3 soll im
Folgenden eine beispielhafte elektrophotographische Kopiervorrichtung
beschrieben werden, bevor die besonderen Merkmale der vorliegenden
Erfindung erläutert
werden. Das beispielhafte elektrophotographische System kann ein
Kopiergerät
wie etwa das Kopiergerät „5090" der Xerox Corporation
sein. Um einen Kopierprozess einzuleiten, wird ein mehrfarbiges
Originaldokument 38 auf einen Rastereingabescanner (RIS) gelegt,
der allgemein durch das Bezugszeichen 10 angegeben wird.
Der RIS 10 umfasst Dokumentbeleuchtungslampen, Optiken,
einen mechanischen Abtastantrieb und eine CCD-Array zum Erfassen
eines vollständigen
Bildes des Originaldokuments 38. Der RIS 10 wandelt
das Bild zu einer Reihe von Rasterabtastzeilen um und misst einen
Satz von Primärfarbdichten,
d.h. Dichten für
Rot, Grün
und Blau, an jedem Punkt des Originaldokuments. Diese Information
wird als ein elektrisches Signal zu einem Bildverarbeitungssystem
(IPS) übertragen,
das allgemein durch das Bezugszeichen 12 angegeben wird.
Der IPS wandelt die Dichtesignale für Rot, Grün und Blau zu einem Satz von
farbmetrischen Koordinaten um. Der IPS umfasst Steuerelektronik
zum Vorbereiten und Verwalten des Bilddatenflusses zu einem Rasterausgabescanner
(ROS), der allgemein durch das Bezugszeichen 16 angegeben
wird. Der IPS kann auch einen Prozessor umfassen, der wie weiter
unten erläutert
als Steuereinrichtung für
Licht-induzierte Entladungseigenschaften (PIDC-Controller) dient.
-
Eine
Benutzerschnittstelle (UI), die allgemein durch das Bezugszeichen 14 angegeben
wird, ist in Kommunikation mit dem IPS 12 vorgesehen. Die
UI 14 ermöglicht
es einem Bediener, die verschiedenen einstellbaren Funktionen zu
steuern, wobei der Bediener entsprechende Eingabetasten der UI 14 betätigt, um
die Parameter der Kopie einzustellen. Die UI 14 kann ein
Berührungsbildschirm
oder eine andere geeignete Einrichtung sein, die eine Bedienschnittstelle
für das
System vorsieht. Das Ausgabesignal aus der UI 14 wird zu
dem IPS 12 übertragen,
das dann Signale in Entsprechung zu dem gewünschten Bild an den ROS 16 überträgt. Der
ROS 16 umfasst einen Laser mit sich drehenden Polygonspiegelblöcken. Der
ROS 16 beleuchtet über
einen Spiegel 37 einen aufgeladenen Teil eines photoleitenden
Bandes 20 eines Druckers bzw. einer Markierungsmaschine,
die allgemein durch das Bezugszeichen 18 angegeben wird.
Vorzugsweise wird ein multifacettierter Polygonspiegel verwendet,
um das Photorezeptorband 20 mit einer Rate von 400 Bildpunkten pro
Zoll zu beleuchten. Der ROS 16 belichtet das photoleitende
Band 20, um ein Latenzbild in Entsprechung zu den vom IPS 12 übertragenen
Signalen auf demselben aufzuzeichnen.
-
In 3 ist die Markierungsmaschine 18 eine
elektrophotographische Druckmaschine, die ein photoleitendes Band 20 mit
einem Rand 21 (2) umfasst,
das um Übertragungswalzen 24 und 26, eine
Spannwalze 28 und eine Antriebswalze 30 geführt ist.
Die Antriebswalze 30 wird durch einen Motor oder einen
anderen geeigneten Mechanismus gedreht, der mit der Antriebswalze 30 über eine
geeignete Einrichtung wie etwa einen Bandantrieb 32 verbunden
ist. Wen sich die Walze 30 dreht, befördert sie das photoleitende
Band 20 in der Richtung des Pfeils 22, um nacheinander
aufeinanderfolgende Teile des photoleitenden Bands 20 durch
die verschiedenen Verarbeitungsstationen zu bewegen, die entlang
des Bewegungspfads angeordnet sind. Das photoleitende Band 20 ist
vorzugsweise aus einem polychromatischen photoleitenden Material
hergestellt, das eine Antikräuselungsschicht,
eine tragende Substratschicht und eine oder mehrere elektrophotographische
Bilderzeugungsschichten umfasst. Die Bilderzeugungsschicht kann
homogene oder heterogene, anorganische oder organische Verbindungen enthalten.
Vorzugsweise sind fein verteilte Partikeln einer photoleitenden
anorganischen oder organischen Verbindung in einem elektrisch isolierenden organischen
Harzbinder gelöst.
Typische photoleitende Partikeln sind trigonales Selen, metallfreies Phthalozyanin,
Kupferphthalozyanin, Vanadylphthalozyanin, Hydroxigalliumphthalozyanin,
Titanolphthalozyanin, Chinacridon, 2,4-Diamino-Triazine und polynukleare
aromatische Chinine. Typische organische Harzbinder sind Polykarbonate,
Acrylatpolymere, Vinylpolymere, Zellulosepolymere, Polyester, Polysiloxane,
Polyamide, Polyurethane, Epoxide und ähnliches sowie Kopolymere der
oben genannten Polymere.
-
Zu
Beginn geht ein Teil des photoleitenden Bandes 20 durch
eine Aufladungsstation, die allgemein durch das Bezugszeichen A
angegeben wird. In der Aufladungsstation A erzeugt eine Koronaerzeugungseinrichtung 34 oder
eine andere Aufladungseinrichtung eine Aufladungsspannung, um das
photoleitende Band 20 auf ein relativ hohes, im wesentlichen
gleichmäßiges Spannungspotential
aufzuladen. Der Koronaerzeuger 34 umfasst eine Koronaerzeugungselektrode,
eine die Elektrode teilweise umgebende Abschirmung und ein Gitter,
das zwischen dem Band 20 und dem nicht eingeschlossenen
Teil der Elektrode angeordnet ist. Die Elektrode lädt die photoleitende
Oberfläche
des Bandes 20 über
eine Koronaentladung auf. Das auf der photoleitende Oberfläche des
Bandes 20 vorgesehene Spannungspotential wird variiert,
indem das Spannungspotential des Drahtgitters gesteuert wird.
-
Dann
wird die aufgeladene photoleitende Oberfläche zu einer Beleuchtungsstation
gedreht, die allgemein durch das Bezugszeichen B angegeben wird.
Die Beleuchtungsstation B empfängt
einen modulierten Lichtstrahl in Entsprechung zu einer durch den
RIS 10 erhaltenen Information, auf dem ein Originaldokument 38 positioniert
ist. Der modulierte Lichtstrahl trifft auf die Oberfläche des
photoleitenden Bandes 20 und beleuchtet die aufgeladene
Oberfläche
des photoleitenden Bandes 20 selektiv, um ein elektrostatisches
Latenzbild auf demselben zu bilden.
-
Nachdem
die elektrostatischen Latenzbilder auf dem photoleitenden Band 20 aufgezeichnet
wurden, wird das Band zu einer Entwicklungsstation befördert, die
allgemein durch das Bezugszeichen C angegeben wird. Bevor jedoch
die Entwicklungsstation C erreicht wird, geht das photoleitende
Band 20 an einem Spannungsmonitor 33 vorbei, der
vorzugsweise ein elektrostatisches Voltmeter (ESV) ist, um das Spannungspotential
an der Oberfläche
des photoleitenden Bandes 20 zu messen. Das elektrostatische
Voltmeter 33 kann zu einem beliebigen Typ aus dem Stand
der Technik gehören,
der die Ladung auf der photoleitenden Oberfläche des Bandes 20 messen
kann, wie etwa in den US-Patenten US-A-3,870,968, US-A-4,205,257
oder US-A-4,853,639 angegeben.
-
Ein
typisches elektrostatisches Voltmeter wird durch eine Schaltanordnung
gesteuert, die eine Messbedingung vorsieht, bei der eine Ladung
auf einer Fühlerelektrode
in Entsprechung zu dem festgestellten Spannungspegel eines Kontrollbereichs
auf dem Band 20 induziert wird. Die induzierte Ladung ist proportional
zu der Summe der internen Kapazität des Fühlers und des assoziierten
Schaltungsaufbaus relativ zu der Kapazität zwischen dem Fühler und
der gemessenen Oberfläche.
Eine Gleichstrom-Messschaltung ist mit der elektrostatischen Voltmeterschaltung
kombiniert, um eine Ausgabe vorzusehen, die durch ein herkömmliches
Testmessgerät
gelesen oder in eine Steuerschaltung eingegeben werden kann. Die
Messung des Spannungspotentials des photoleitenden Bandes 20 wird
verwendet, um spezifische Parameter zum Aufrechterhalten eines vorbestimmten
Potentials der Photorezeptoroberfläche zu bestimmen, was durch
die folgende Beschreibung verdeutlicht wird.
-
Die
Entwicklungsstation C umfasst eine Entwicklereinheit, die durch
das Bezugszeichen 40 angegeben wird. Die Entwicklereinheit
ist von einem Typ, der im Stand der Technik allgemein als „Magnetbürsten-Entwicklungseinheit" bezeichnet wird.
Gewöhnlich
verwendet ein Magnetbürsten-Entwicklungssystem
ein magnetisierbares Entwicklermaterial, das Trägerkörnchen und triboelektrisch
an denselben haftende Tonerpartikeln umfasst. Das Entwicklermaterial
wird kontinuierlich durch ein gerichtetes Flussfeld geführt, um
eine Bürste
aus Entwicklermaterial zu bilden. Das Entwicklermaterial bewegt
sich kontinuierlich, um frisches Entwicklermaterial für die Bürste zuzuführen. Die
Entwicklung wird erreicht, indem die Bürste des Entwicklermaterials
in Kontakt mit der photoleitenden Oberfläche gebracht wird. Die Entwicklereinheit 40 kann
eine entsprechende Anzahl von Walzen umfassen, von denen eine in 3 gezeigt ist. Die im Folgenden
beschriebene Ausführungsform
umfasst drei Walzen, die jeweils eine entsprechende Vorspannung
aufweisen.
-
Die
Entwicklereinheit 40 trägt
Tonerpartikeln auf ein elektrostatisches Latenzbild auf, das auf
der photoleitenden Oberfläche
aufgezeichnet ist.
-
Nach
der Entwicklung wird das Tonerbild zu einer Übertragungsstation bewegt,
die allgemein durch das Bezugszeichen D angegeben ist. Die Übertragungsstation
D umfasst eine Über tragungszone,
die allgemein durch das Bezugszeichen 64 angegeben ist
und die Position definiert, an der das Tonerbild auf ein Blatt aus
einem Trägermaterial übertragen
wird, das ein Blatt aus Papier oder einem anderen geeigneten Trägermaterial
sein kann. Eine Blatttransportvorrichtung, die allgemein durch das Bezugszeichen 48 angegeben
wird, bewegt das Blatt in Kontakt mit dem photoleitenden Band 20.
Der Blatttransport 48 umfasst ein Band 54, das
um ein Paar von im wesentlichen zylindrischen Walzen 50 und 52 geführt ist.
Ein Reibungsverzögerungs-Zuführer 58 transportiert
das oberste Blatt von einem Stapel 56 zu einer Vorübertragungs-Transporteinrichtung 60,
die das Blatt zu dem Blatttransport 48 synchron zu der
Bewegung desselben führt,
sodass die Vorderkante des Blatts an einer vorgewählten Position,
d.h. an einer Ladezone ankommt. Das Blatt wird durch den Blatttransport 48 empfangen
und bewegt sich in demselben in einem Rezirkulationspfad. Wenn sich
das Band 54 des Transports 48 in der Richtung
des Pfeils 62 bewegt, wird das Blatt in Kontakt mit dem
photoleitenden Band 20 synchron zu dem darauf entwickelten
Tonerbild bewegt.
-
In
der Übertragungszone 64 sprüht eine
Koronaerzeugungseinrichtung 66 Ionen auf die Rückseite
des Blatts, um das Blatt auf einen entsprechenden Pegel und mit
der richtigen Polarität
aufzuladen, um das Tonerbild von dem photoleitenden Band 20 auf
das Blatt zu ziehen.
-
Nach
der Übertragung
führt das
Blatttransportsystem das Blatt zu einem Unterdruckbeförderer, der
allgemein durch das Bezugszeichen 68 angegeben wird. Der
Unterdruckbeförderer 68 transportiert das
Blatt in der Richtung des Pfeils 70 zu einer Fixierungsstation,
die allgemein durch das Bezugszeichen E angegeben wird, wobei das
transportierte Tonerbild permanent auf dem Blatt fixiert wird. Die
Fixierstation umfasst eine erhitzte Fixierwalze 74 und eine
Druckwalze 72. Das Blatt geht durch den Walzenspalt hindurch,
der zwischen der Fixierwalze 74 und der Druckwalze 72 definiert
wird. Das Tonerbild kontaktiert die Fixierwalze 74, um
auf dem Blatt fixiert zu werden. Danach wird das Blatt durch ein
Paar von Walzen 76 zu einem Ausgabefach 78 weiterbefördert, aus
dem es durch den Bediener der Maschine entnommen werden kann. Die
letzte Verarbeitungsstation in der durch den Pfeil 22 angegebenen
Bewegungsrichtung des Bandes 20 ist eine Reinigungsstation,
die allgemein durch das Bezugszeichen F angegeben wird. Eine Lampe 80 beleuchtet
die Oberfläche
des photoleitenden Bandes 20, um darauf verbliebende Restladungen
zu entfernen. Außerdem
ist eine drehbar befestigte Faserbürste 82 in der Reinigungsstation
positioniert, die in Kontakt mit dem photoleitenden Band 20 gehalten
wird, um von der Übertragungsoperation
verbliebene restliche Tonerpartikeln zu entfernen, bevor der nächste Bilderzeugungszyklus
gestartet wird.
-
Die
vorstehende Beschreibung sollte ausreichen, um den allgemeinen Betrieb
der elektrophotographischen Druckmaschine verdeutlichen, bei der die
im Folgenden beschriebenen Merkmalen angewendet werden können. Wie
beschrieben, kann ein elektrophotographisches Drucksystem mehreren
bekannte Einrichtungen oder Systemen umfassen. Es können Variationen
an spezifischen elektrophotographischen Teilsystemen oder Prozessen
vorgesehen werden, ohne dass dies etwas am grundsätzlichen Betrieb ändert.
-
Das
Konzept der vorliegenden Erfindung kann in einer Steuereinrichtung
für Licht-induzierte Entladungseigenschaften
(PIDC-Controller) implementiert werden. Der PIDC-Controller ist
ein Echtzeit-Steueralgorithmus, der dafür vorgesehen ist, eine optimale
xerographische Leistung während
der gesamten Lebensdauer der Photorezeptoren aufrechtzuerhalten.
Der PIDC-Controller kann implementiert werden, indem ein Prozessor
im IPS 12 programmiert wird. Probleme, die durch das Anwachsen von
Restladungen und durch eine Veränderung
des Photorezeptors während
dessen Lebensdauer entstehen, werden durch den PIDC-Controller reduziert. Es
werden ein oder mehrere anfängliche
Kontrollbereiche während
der normalen Produktion erzeugt, die dann verwendet werden, um den
aktuellen Zustand des Photorezeptors zu überwachen. Wenn sich ein elektrischer
Parameter außerhalb
des annehmbaren Bereichs befindet, wird ein weiterer Kontrollbereich erzeugt
und wird dessen Spannung gemessen. Diese Information wird dann verwendet,
um zu bestimmen, ob Anpassungen an etwa Vddp (Hohes
Ladungspotential), Vbkg (Hintergrund-Ladungspotential)
und VAMCal (Analysemodus-Belichtungspegel-Ladungspotential)
erforderlich sind. Im Folgenden werden kurz die Aufgaben beschrieben,
die durch die Kontrollbereiche bei der Aufrechterhalten eines optimalen
Leistung erfüllt
werden.
-
Wie
zuvor genannt, verwendet der PIDC-Controller die folgenden Kontrollbereich-ESV-Lesungen (Vddp & Vbkg) als zwei seiner Eingaben, wobei beide
Bereiche ungefähr
ein Mal pro Zyklus des Photorezeptors aktualisiert werden. Nach ihrer
Erfassung werden diese Lesungen dann verwendet, um degemessenen
Hoch-Kontrast (Vddp - Vbkg)
und das gemessene Reinigungsfeld der Walzen 1 und 2 zu berechnen,
wobei die Walzen 1 und 2 die Walzen der Entwicklereinheit 40 sind.
Dann wird die resultierende Abweichung von dem Sollwert, bzw. der
Fehler, für
die vorstehend genannten Werte wie folgt berechnet: (VHC
Error = |[Vddp - Vbkg]
- VHC SetPt.|)und Vcin 1&2 Error = |(Vbias
rolls 1&2 SetPt.|).
Die zuvor genannten Sollwerte oder Zielwerte werden in den Fehlerberechnungen
verwendet. Wenn kein Fehler festgestellt wird, dann fährt die
dargestellte Ausführungsform
mit dieser Abfrageprozedur fort, bis ein Fehler festgestellt wird.
-
Sollte
ein Fehler im Hoch-Kontrast größer als ± 2 ESV-Bits
(1 ESV-Bit = 5,88 Volt) sein oder sollte das Reinigungsfeld an den
Walzen 1 und 2 größer als ± 2 ESV-Bits
sein, wird ein AMCal-Bereich angefordert und in die oben beschriebene
Bereichssequenz eingeführt.
Sollte mit anderen Worten ein in dem Reinigungsfeld oder in dem
Hoch-Kontrast festgestellter Fehler größer als der entsprechende Schwellwert sein, ändert sich
die Bereichssequenz von (Vddp, Vbkg) im wesentlichen zu (Vddp,
Vbkg, VAMCal). Diese
neue Sequenz mit drei Bereichen wird wiederholt, bis eine Konvergenz
erreicht wird.
-
Wenn
der Bereich VAMCal über das ESV gelesen wird, wird
ein ähnlicher
Fehler in dem Niedrig-Kontrast berechnet: (VLC Fehler
= |[VAMCal - Vbkg]
- VLC Sollwert|). Wenn alle drei Fehler
berechnet wurden (VHCError, VLCError & Vcin
1&2 Error),
sagt die dargestellte Ausführungsform
voraus, wie die entsprechenden Belichtungswerte Vddp und
die Vorspannung für
die Walzen 1, 2 & 3
der Entwicklereinheit 40 beschaffen sein müssen, um
alle Fehler gleichzeitig zu minimieren. Diese Prozedur wird wiederholt,
bis eine Konvergenz erreicht wird, d.h. bis die Fehler auf ± 2 ESV-Bits für VHCError und ± 1 Bit für Vcin 1&2 Error reduziert
sind, worauf der VAMCal-Bereich beendet
wird und das Abfragesegment der Routine wieder die Steuerung übernimmt.
Der Prozess wird direkt nach dem Hochfahren, aber vor der Aktivierung
des Druckens aufgerufen und beim Herunterfahren beendet.
-
Vor
dem Hintergrund der oben erläuterten Konzepte
und Prinzipien wird im Folgenden mit Bezug auf 1 und 2 der
im Anhang angegebene Computer-Pseudocode beschrieben, der durch
die Programmierung eines Prozessors im ISP 12 implementiert
werden kann. Der Prozessor kann Signale auf der Basis von Berechnungen
wie in 1 gezeigt empfangen
und ausgeben. Der Prozessor kann auch Signale zu einem Koronaerzeuger 34 und
einem ROS 16 ausgeben, um eine Erzeugung von Kontrollbereichen
zu veranlassen.
-
Es
wird also ein PIDC-Controller angegeben, bei dem während der
normalen Echtzeit-Maschinensteuerung
zwei Bereiche durch das ESV (elektrostatische Voltmeter) überwacht
werden: ein Bereich Vddp wird für die Regelung
des Aufladens sowie für
die Tonersteuerung verwendet, nachdem Pgen auf den Bereich reagiert
hat, um die Spannung zu der für
die Tonersteuerung erforderlichen Spannung zu reduzieren; und ein
zweiter Bereich Vdkg wird verwendet, um den
aktuellen Pegel der Hintergrundspannung für die aktuellen Werte von E0 und Vddp zu berechnen.
Aus diesen Werten werden zusätzlich
zu den aktuellen Vorspannungs-Sollwerten für die Walzen 1, 2 und 3 Fehler
für den
Hoch-Kontrast und das Reinigungsfeld aus den Zielwerten im nichtflüchtigen
Speicher (NVM) berechnet. Der Hoch-Kontrast ist als der Spannungswert Vddp minus den Spannungswert Vdkg definiert.
Reinigungsfelder werden berechnet, indem der Spannungswert Vdkg von den entsprechenden Entwickler-Vorspannungs-Sollspannungswerten subtrahiert
wird. Wenn einer dieser Fehler einen Grenzschwellwert aus dem nichtflüchtigen
Speicher überschreitet,
dann fordert der Algorithmus die Erzeugung des Zwischenbelichtungsbereichs
(VAMCal) an. Dieser Bereich gestattet die
Berechnung eines Fehlers für
das Zwischenkontrastziel. Der Zwischenkontrast ist als der Spannungswert
VAMCal minus dem Spannungswert Vbkg definiert. Deshalb werden mit den Fehlerwerten
für Hoch-Kontrast,
Zwischen-(Niedrig)-Kontrast und Reinigungsfelder jeweils Verstärkungswerte
erhalten, die verwendet werden, um zu bestimmen, wie groß die Korrektur
zu V0, E0 und Vorspannung
sein muss, um Hoch-Kontrast, Zwischen-(Niedrig)-Kontrast und Reinigungsfelder wieder
zurück
zu den vorgeschriebenen Zielen zu zentrieren. Die Erzeugung des
Bereichs VAMCal wird fortgesetzt, bis beide
Kontrastziele konvergieren und die Reinigungsfeldziele auf ein kleines
Epsilon reduziert sind. Danach wird die Erzeugung des Bereichs VAMCal nicht fortgesetzt, sodass nur die Bereiche
Vddp Und Vbkg das
System überwachen
und weitere Abweichungen feststellen. Der aktuelle Bereichsplaner
wird mit der zusätzlichen
Modifikation verwendet, dass die zwei neuen Bereiche Vbkg und
Vu in die 2, 4, 6-Sequenz eingeführt werden. Die Kontrollbereiche
werden derzeit in den ID-Zonen 2, 4 und 6 erzeugt und bleiben als
solche.
-
Es
wurde als ein PIDC-Controller für
eine elektrophotographische Druckmaschine angegeben, die die oben
genannten Ziele und Vorteile vollständig erfüllt. Die Erfindung wurde mit
Bezug auf eine spezifische Ausführungsform
erläutet,
wobei deutlich sein sollte, dass viele Alternativen, Modifikationen
und Variationen durch den Fachmann vorgenommen werden können, ohne
dass dadurch der Erfindungsumfang verlassen wird.