-
Hintergrund der Erfindung
-
1. Gebiet der Erfindung
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Bilderzeugungsvorrichtung, und
insbesondere eine Bilderzeugungsvorrichtung vom elektrophotographischen
Typ unter Verwendung eines Kontaktladeverfahrens, wie etwa einen
Kopierer oder einen Drucker.
-
Beschreibung
des verwandten Sachstandes
-
Bislang
ist eine Corona-Entladungseinrichtung oft als eine Einrichtung zum
Laden eines Photorezeptors eines Kopierers oder Druckers vom elektrophotographischen
Typ verwendet worden Jedoch ist kürzlich ein Kontaktladeverfahren
verwendet worden in welchem zugelassen wird, dass eine Ladeeinheit,
die eine Form wie eine Bürste,
eine Walze, eine Klinge oder ein Band aufweist, in Kontakt mit dem
Photorezeptor ist oder gegenüberliegend
zu dem Photorezeptor mit einem kleinen Spalt, der dazwischen aufrechterhalten
ist, gehalten wird.
-
Dieses
Verfahren kann einen Defekt abmildern, dass eine Vorrichtung, die
eine Corona-Entladungseinrichtung verwendet, giftiges Ozon erzeugt
oder dass eine Hochspannung von mehrere Kilovolt an die Corona-Entladungseinrichtung
angelegt werden muss, um ein Ladepotenzial bereitzustellen, das
für den
Photorezeptor erforderlich ist.
-
Weiter
kann das Kontaktladeverfahren ein Problem dahingehend mit sich bringen,
dass der Kontaktzustand zwischen der Ladeeinheit und dem Photorezeptor
nicht gleichmäßig ist
und es nicht möglich
ist, ein gleichmäßiges Oberflächenpotenzial
zu erhalten, weil eine Variation in der Oberflächenform und der Oberflächenrauheit
des Photorezeptors oder in der Form, den physikalischen Eigenschaften
oder dergleichen der Kontakt-Ladeeinheit
vorhanden ist. Dementsprechend sind verschiedene Versuche durchgeführt worden,
dieses Problem zu überwinden.
Beispielsweise schlägt
die ungeprüfte
japanische Patentanmeldung Nr. SHO 63 (1988)-149669 ein Verfahren
vor, in welchem ein DC-Strom mit einem überlagerten AC-Strom an die
Ladeeinheit angelegt wird.
-
Jedoch
geht mit diesem Verfahren ein Nachteil dahingehend einher, dass
eine Ladeirregularität
(Ungleichmäßigkeit),
die als ein Ausblenden, eine Streifenbildung oder als zyklische
Punkte bezeichnet wird, in der Bewegungsrichtung des Photorezeptors
aufgrund der AC-Spannungskomponente erzeugt. Wenn die AC-Spannung hoch ist,
wird das Oberflächenpotenzial
hoch sein; wohingegen, wenn die AC-Spannung niedrig ist, die Oberflächenspannung
niedrig sein wird. In dem Reverse-Entwicklungsverfahren, das oft
in einem Laserdrucker oder dergleichen verwendet wird, wird die
entwickelte Dichte niedrig sein, wenn ein Abschnitt mit einem hohen
Oberflächenpotenzial
Licht ausgesetzt wird, wohingegen die entwickelte Dichte hoch sein
wird, wenn ein Abschnitt mit einem niedrigen Oberflächenpotenzial
Licht ausgesetzt wird.
-
Unterdessen
wird die Frequenz der AC-Spannungskomponente geeignet in Übereinstimmung
mit dem elektrophotographischen Prozess, der in der Vorrichtung
verwendet wird, gewählt.
Typischerweise wird eine Frequenz innerhalb eines Bereichs von mehreren
zehn Hz bis mehreren hundert Hz verwendet. Wenn die Belichtungsfrequenz
in der Unterabtastrichtung nahe bei der Frequenz der AC-Spannungskomponente
ist, tritt ein Fall auf, in welchem ein Abschnitt, der ein hohes
Oberflächenpotenzial
aufweist, Licht ausgesetzt wird, und ein Fall, in welchem ein Abschnitt,
der ein niedriges Oberflächenpotenzial
aufweist, Licht ausgesetzt wird. Wenn Schwarz auf der gesamten Oberfläche des
Aufzeichnungspapiers aufgezeichnet ist, werden ein Abschnitt einer
größeren Dichte
und ein Abschnitt einer kleineren Dichte abwechselnd erscheinen,
und ein Streifenmuster, das der Frequenz der AC-Spannungskomponente
entspricht, wird be obachtet. Auch wenn nichts aufgezeichnet ist,
wird eine Dichte-Ungleichmäßigkeit
eines Grundschleiers auftreten.
-
Manchmal
können
diese Phänomene
nicht beobachtet werden, wenn die Frequenz der AC-Spannungskomponente
hoch ist. Jedoch erscheint, wenn ein Bild auf einer lateralen Zeile,
die eine Hauptabtastrichtung ist, abwechselnd in weißen/schwarzen
Zeilen oder in einer weißen
Zeile/zwei schwarzen Zeilen oder in zwei weißen Zeilen/einer weißen Zeile
zu bilden ist, ein Streifenmuster aufgrund einer Interferenz mit
der Lade-Ungleichmäßigkeit,
die mit einem Intervall erzeugt wird, das der Frequenz der AC-Spannungskomponente entspricht,
was es äußerst schwierig
macht, die Aufzeichnung zu erkennen.
-
5 zeigt
einen Zustand eines Photorezeptor-Oberflächenpotenzials in dem Fall,
wo ein Bild in abwechselnder schwarzen Zeile/weißen Zeile in einem mit dem
Photorezeptor-Oberflächenpotenzial
von 700 V gleichmäßig geladenen
Zustand zu erzeugen ist. Der Abschnitt (schraffierter Abschnitt),
der niedriger als das Entwicklungs-Vorspannpotenzial (400 V) ist,
wird in Schwarz entwickelt. Wenn eine Ungleichmäßigkeit eines Photorezeptor-Oberflächenpotenzials
durch die AC-Spannungskomponente, die an die Ladeeinheit angelegt wird,
erzeugt wird, wird das entwickelte Bild einer Zeile schmal und dünn sein,
wenn ein Abschnitt eines hohen Potenzials mit Licht belichtet wird,
wie in 6(b) gezeigt, wohingegen es
breit und dick sein wird, wenn ein Abschnitt eines niedrigen Oberflächenpotenzials
mit Licht belichtet wird, wie in 6(a) gezeigt.
-
Weiter
werden in dem Fall, wo die Frequenz der AC-Spannungskomponente nicht
mit der Teilung und einer Periode der Belichtung mit Licht zusammenfällt, sowohl
eine Zeile, die entwickelt ist, breit und dick zu sein, als auch
eine Zeile, die entwickelt ist, schmal und dünn zu sein, auf einer Seite
des Aufzeichnungsbogens erscheinen. Dies wird durch die Interferenz
zwischen der Periode der Ladungs-Ungleichmäßigkeit und der Periode der
Belichtung mit Licht verursacht. Die Interferenz wird als ein Streifenmuster
mit dicken/dünnen
Abschnitten beobachtet, die eine Periode aufweisen, die gleich der
Differenz der Perioden ist.
-
Somit
erzeugt, wenn die Frequenz der Ladungs-Ungleichmäßigkeit, die durch die AC-Spannungskomponente
und die Frequenz der Abtastzeilen verursacht wird, geringfügig unterschiedlich
ist, der Unterschied etwas, das in der Akustik als eine "Schwebung" bezeichnet wird,
wodurch ein Streifenmuster erzeugt wird.
-
Beispielsweise
wird, wenn Zeichen bei 600 Dpi in einer Vorrichtung mit einer Photorezeptorgeschwindigkeit
von Vp = 25 mm/s und einer AC-Spannungskomponente von f = 300 Hz
gedruckt werden, die Ungleichmäßigkeit
des Oberflächenpotenzials
auf der Photorezeptortrommel bei einer Teilung von Vp/f = 0,08333
mm erzeugt. In dem Fall, wo eine schwarze Zeile und eine weiße Zeile
abwechselnd gedruckt werden, wird die Teilung der schwarzen Abtastzeilen
25,4/600 × 2
= 0,04233 × 2
= 0,084667 mm. Da die Frequenz der schwarzen Abtastzeilen 25/0,084667
= 295,2755 Hz ist, ist der Unterschied in der Frequenz 300 Hz – 295,2755
Hz = 4,7245 Hz, so dass ein Streifenmuster mit dicken/dünnen Abschnitten,
die eine Periode von 25/4,7245 = 5,29 mm aufweisen, auf der Photorezeptoroberfläche erscheint,
wodurch die Bildqualität
extrem verschlechtert wird.
-
Verfahren
zum Verbessern dieser Situation sind in den US-Patenten Nr. 4,727,453
und Nr. 4,851,960 offenbart. Das US-Patent Nr. 4,727,453 offenbart,
dass eine Kontakt-Ladeeinheit in Kontakt mit einem Photorezeptor
für ein
Zeitintervall von 1/f gebracht wird, vorausgesetzt, dass die Frequenz
der AC-Spannung f ist. In diesem Verfahren müssen die Frequenz der AC-Spannung, die Oberflächengeschwindigkeit
des Photorezeptors und die Kontaktbreite in einer vorbestimmten
Beziehung gehalten werden, so dass der Aufbau der Vorrichtung eingeschränkt ist.
Andererseits weist das US-Patent Nr. 4,851,960 die folgenden Einschränkungen auf.
Die Amplitude der AC-Spannungskomponente muss nämlich mehr als das Doppelte
der Anfangs-Ladespannung
betragen, und die Form der Ladeeinheit muss der art sein, dass sie
graduell weg von der Photorezeptoroberfläche abweicht.
-
Auch
passiert es manchmal, dass, wenn sich die Frequenz der AC-Spannungskomponente
der Raumfrequenz nähert,
die durch laterale Zeilen auf einem Aufzeichnungsbogen dargestellt
wird, der ein Bild darauf erzeugt aufweist, ein Streifenmuster in
dem Bild erzeugt wird. Um dies zu verhindern, offenbart die geprüfte japanische
Patentanmeldung Nr. HEI 07(1995)-89249, dass die Frequenz f der
AC-Spannungskomponente und die Bewegungsgeschwindigkeit Vp des Photorezeptors
so eingestellt werden, dass N-mal oder 1/N-mal das minimale Intervall
der Abtastzeilen (wobei N eine natürliche Zahl ist) nicht den
Variationsbereich der Raumwellenlänge (Vp/f) überlappt.
-
Hier
wird das fragliche Streifenmuster wie folgt erzeugt. Wenn ein Abschnitt
der Ladewalze, die eine abgeschwächte
Festigkeit aufweist, eine elektrostatische Kapazität aufweist,
wird die Ladephase verschoben, um Zykluspunkte zu erzeugen, die
in der axialen Richtung des Photorezeptors gekrümmt sind. Wenn eine laterale
Zeile mit diesem gekrümmten
Abschnitt zusammenfällt,
der ein niedriges Potenzial aufweist, wird sie dick entwickelt,
um das Streifenmuster zu erzeugen. Deswegen verhindert das in der
obigen Publikation offenbarte Verfahren nicht eine Erzeugung des
Streifenmusters, wenn die Frequenz der Ladungs-Ungleichmäßigkeit, die durch die AC-Spannungskomponente
herbeigeführt
wird, und die Frequenz der Abtastzeilen geringfügig unterschiedlich ist.
-
Auch
ohne Verwendung der oben erwähnten
Verfahren ist es möglich,
dieses Phänomen
zu vermeiden, indem ein Oszillator separat hinzugefügt wird,
der eine Frequenz einer AC-Spannungskomponente erzeugt und die Frequenz
so einstellt, es zuzulassen, dass die Frequenz vollständig mit
der Abtastteilung übereinstimmt.
Jedoch erhöht
diese Lösung
die Kosten der Vorrichtung und erfordert eine Einstellung von Vorrichtung
zu Vorrichtung.
-
Bilderzeugungsvorrichtungen
gemäß den Oberbegriffen
der Ansprüche
1 und 2 sind aus Patent Abstracts of Japan, Band 018, Nr. 557 (P-1817),
1994-10-24, die der JP 06-202418 A entsprechen, und aus der
EP 0 417 801 A bekannt.
Aus Patent Abstracts of Japan, Band 018, Nr. 423 (P-1783), 1994-08-08,
die der JP 06-130749 A entspricht und sich auf eine weitere Bilderzeugungsvorrichtung
bezieht, ist bekannt, einen Oszillator für ein System-Taktsignal bereitzustellen
und Gebrauch von Frequenzteilern zu machen. Aus Patent Abstracts
of Japan, Band 1997, Nr. 10, 1997-10-31, die der JP 06-152781 A
(veröffentlicht
am 1997-06-10) entspricht und sich auf noch eine weitere Bilderzeugungsvorrichtung
bezieht, ist bekannt, einen Puls mit einem Modulationssignal zu
erzeugen.
-
Zusammenfassung
der Erfindung
-
Die
vorliegende Erfindung stellt eine Bilderzeugungsvorrichtung bereit,
umfassend: einen Spannungserzeugungsabschnitt zum Erzeugen entweder
einer AC-Spannung oder einer Spannung, die durch ein Überlagern
einer AC-Spannung auf eine DC-Spannung erhalten wird; einen Bildträger; eine
Kontaktladeeinheit zum Aufnehmen der Spannung, die von dem Spannungserzeugungsabschnitt
erzeugt wird, und zum Vorgeben eines Oberflächenpotenzials, das der empfangenen
Spannung entspricht, auf den Bildträger durch einen Kontakt; einen
Erzeugungsabschnitt für
ein latentes Bild zum Erzeugen eines latenten Bilds durch ein Abtasten des
Bildträgers
mit einer vorbestimmten Abtastperiode; und einen Steuerabschnitt
zum Steuern des Spannungserzeugungsabschnitts und des Erzeugungsabschnitts
für ein
latentes Bild, wobei der Steuerabschnitt den Spannungserzeugungsabschnitt
und den Erzeugungsabschnitt für
ein latentes Bild so steuert, dass eine Periode einer AC-Komponente
der Spannung, die von dem Spannungserzeugungsabschnitt erzeugt wird, N-mal
oder 1/N-mal so lang wie die Abtastperiode ist, wobei N eine natürliche Zahl
ist. Der Steuerabschnitt erzeugt ein Pulsbreitenmodulationssignal,
das die Periode der AC-Komponente aufweist, wobei der Spannungserzeugungsabschnitt
die AC-Komponente auf der Grundlage des Pulsbreitenmodulationssignals
erzeugt, und der Steuerabschnitt schließt einen Speicher zum Speichern
einer Tabelle im Voraus ein, die eine Beziehung zwischen einer Zeit,
die in dem Systemtaktzyklus dargestellt ist, und einer Puls breite,
die in dem Systemtaktzyklus dargestellt ist, in Übereinstimmung mit einer Wellenform
einer Periode der AC-Komponente zeigt, wobei der Steuerabschnitt
das Pulsbreitenmodulationssignal auf der Grundlage der Pulsbreite
erzeugt, die aus der Tabelle ausgelesen wird.
-
Die
vorliegende Erfindung stellt auch eine Bilderzeugungsvorrichtung
bereit, umfassend: einen Spannungserzeugungsabschnitt zum Erzeugen
entweder einer AC-Spannung oder einer Spannung, die durch ein Überlagern
einer AC-Spannung auf eine DC-Spannung
erhalten wird; einen Bildträger;
eine Kontaktladeeinheit zum Aufnehmen der Spannung, die von dem
Spannungserzeugungsabschnitt erzeugt wird, und zum Vorgeben eines
Oberflächenpotenzials,
das der aufgenommenen Spannung entspricht, auf den Bildträger durch
einen Kontakt; einen Erzeugungsabschnitt für ein latentes Bild zum Erzeugen
eines latentes Bilds durch ein Abtasten des Bildträgers mit
einer vorbestimmten Abtastperiode; und einen Steuerabschnitt zum
Steuern des Spannungserzeugungsabschnitts und des Erzeugungsabschnitts
für ein
latentes Bild, wobei der Steuerabschnitt den Spannungserzeugungsabschnitt
und den Erzeugungsabschnitt für
ein latentes Bild so steuert, dass eine Periode einer AC-Komponente
der Spannung, die von dem Spannungserzeugungsabschnitt erzeugt wird, N-mal
oder 1/N-mal so lang wie die Abtastperiode ist, wobei N eine natürliche Zahl
ist. Der Steuerabschnitt erzeugt ein Pulsbreitenmodulationssignal,
das die Periode der AC-Komponente aufweist, wobei der Spannungserzeugungsabschnitt
die AC-Komponente auf der Grundlage des Pulsbreitenmodulationssignals
erzeugt, und der Steuerabschnitt einen Speicher zum Speichern einer
periodischen Funktion im Voraus einschließt, die die gleiche Periode
wie die AC-Komponente aufweist und eine Beziehung zwischen einer
Zeit, die in dem Systemtaktzyklus dargestellt ist, und einer Pulsbreite,
die in dem Systemtaktzyklus dargestellt ist, zeigt, wobei der Steuerabschnitt
das Pulsbreitenmodulationssignal auf der Grundlage der Pulsbreite
erzeugt, die unter Verwendung der periodischen Funktion berechnet
wird.
-
Kurze Beschreibung der
Zeichnungen
-
Die
vorliegende Erfindung wird besser aus der folgenden detaillierten
Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
der Erfindung verstanden werden, die in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen
genommen werden.
-
In
den Zeichnungen zeigen:
-
1 eine
Ansicht, die einen Aufbau eines Laserdruckers als eine Bilderzeugungsvorrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt;
-
2 einen
Graphen, der eine Wellenform eines Pulsbreitenmodulationssignals
zeigt, das für
jede Interrupt-Verarbeitung in einer ersten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung ausgegeben wird;
-
3 ein
Flussdiagramm zum Bestimmen der Anzahl von Taktzyklen zum Ausgeben
eines Pulsbreitenmodulationssignals gemäß einer zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
-
4 einen
Graphen, der eine Wellenform eines Pulsbreitenmodulationssignals
zeigt, das für
jede Interrupt-Verarbeitung in der zweiten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung ausgegeben wird;
-
5 einen
Graphen, der ein Photorezeptor-Oberflächenpotenzial und eine Änderung
in einem Potenzial zeigt, die durch eine Belichtung mit Licht herbeigeführt wird,
gemäß der vorliegenden
Erfindung;
-
6(a) und 6(b) Graphen,
die eine Änderung
in einem Potenzial zeigen, das durch eine Belichtung mit Licht herbeigeführt wird,
wenn eine Ungleichmäßigkeit
des Oberflächenpotenzials
durch eine AC-Spannung erzeugt wird, gemäß der vorliegenden Erfindung;
-
7 einen
Graphen, der eine Änderung
in einem Bild zeigt, wenn eine Periode der AC-Spannung geringfügig unterschiedlich
von einer Periode einer Belichtung mit Licht ist;
-
8 ein
Steuer-Blockdiagramm des Laserdruckers gemäß der vorliegenden Erfindung;
und
-
9 einen
Graphen, der eine Wellenform eines Pulsbreitenmodulationssignals
zeigt, das für
jede Interrupt-Verarbeitung ausgegeben wird, gemäß dem Stand der Technik.
-
Detaillierte Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsformen
-
Der
Spannungserzeugungsabschnitt der vorliegenden Erfindung kann beispielsweise
eine Hochspannungserzeugungsschaltung zum Erzeugen einer Spannung
sein, die durch ein Überlagern
einer AC 600 V (Spitze-zu-Spitze-Spannung) von 200 bis 300 Hz auf
eine DC 950 V erhalten wird. Vorzugsweise werden die Amplitude und
die Frequenz ihrer AC-Komponente durch ein PWM(Pulsbreitenmodulations)-Signal
von außen gesteuert.
-
Der
Bildträger
der vorliegenden Erfindung kann beispielsweise einen elektrophotographischen
Photorezeptor oder ein elektrostatisches Aufzeichnungsdielektrikum
eines Trommeltyps oder eines Bandtyps einschließen, das bei einer vorbestimmten
Geschwindigkeit in einer vorbestimmten Richtung angetrieben wird.
-
Die
Kontaktladeeinheit legt eine Spannung, die von dem Spannungserzeugungsabschnitt
erzeugt wird, an den Bildträger
an, während
sie in Kontakt mit dem Bildträger
ist. Die Kontaktladeeinheit kann von einem Bürstentyp, einem Walzentyp,
einem Klingentyp, einem Bandtyp oder dergleichen sein.
-
Der
Erzeugungsabschnitt für
ein latentes Bild tastet den Bildträger in einer Richtung (Hauptabtastrichtung)
senkrecht zu der Richtung (Unterabtastrichtung) der Bewegung des
Bildträgers
mittels beispielsweise eines Laserstrahls, der durch die Bilddaten
moduliert ist, periodisch ab, wodurch ein elektrostatisches latentes Bild
auf dem Bildträger
erzeugt wird.
-
Der
Steuerabschnitt kann einen Oszillator zum Erzeugen eines Systemtaktsignals
einschließen,
wobei der Steuerabschnitt die Periode der AC-Komponente und die
Abtastperiode auf der Grundlage des Systemtaktsignals bestimmen
kann.
-
Der
Steuerabschnitt kann ein Pulsbreitenmodulationssignal erzeugen,
das die Periode der AC-Komponente aufweist, wobei der Spannungserzeugungsabschnitt
die AC-Komponente auf der Grundlage des Pulsbreitenmodulationssignals
erzeugen kann.
-
Der
Steuerabschnitt kann einen Oszillator zum Erzeugen eines Systemtaktsignals,
einen ersten Frequenzteiler zum Erzeugen eines ersten Frequenzteilungs-Taktsignals
durch eine Frequenzteilung des Systemtaktsignals und einen zweiten
Frequenzteiler zum Erzeugen eines zweiten Frequenzteilungs-Taktsignals
durch eine Frequenzteilung des Systemtaktsignals einschließen, wobei
der Steuerabschnitt die Abtastperiode auf der Grundlage des ersten
Frequenzteilungs-Taktsignals bestimmen kann und die Periode der
AC-Komponente auf der Grundlage des zweiten Frequenzteilungs-Taktsignals
bestimmen kann, und die Perioden der ersten und zweiten Frequenzteilungs-Taktsignale
können
so aufeinander bezogen sein, dass die Periode der AC-Komponente
N-mal oder 1/N-mal
so lang wie die Abtastperiode ist.
-
Der
Steuerabschnitt kann einen Oszillator zum Erzeugen eines Systemtaktsignals
und einen Frequenzteiler zum Erzeugen eines Frequenzteilungs-Taktsignals
durch eine Frequenzteilung des Systemtaktsignals einschließen, wobei
der Steuerabschnitt es zulassen kann, dass die Periode der AC-Komponente
N-mal oder 1/N-mal so lang wie die Abtastperiode auf der Grundlage
des Frequenzteilungs-Taktsignals ist.
-
Der
Steuerabschnitt kann einen Speicher zum Speichern einer Tabelle
im Voraus einschließen,
die eine Beziehung zwischen einer Zeit, die in dem Systemtaktzyklus
dargestellt ist, und einer Pulsbreite, die in dem Systemtaktzyklus
dargestellt ist, in Übereinstimmung
mit einer Wellenform einer Periode der AC-Komponente zeigt, wobei der Steuerabschnitt
das Pulsbreitemodulationssignal auf der Grundlage der Pulsbreite
erzeugen kann, die aus der Tabelle ausgelesen wird.
-
Der
Steuerabschnitt kann einen Speicher zum Speichern einer periodischen
Funktion im Voraus einschließen,
die die gleiche Periode wie die AC-Komponente aufweist und eine
Beziehung zwischen einer Zeit, die in dem Systemtaktzyklus dargestellt
ist, und einer Pulsbreite, die in dem Systemtaktzyklus dargestellt
ist, zeigt, wobei der Steuerabschnitt das Pulsbreitenmodulationssignal
auf der Grundlage der Pulsbreite erzeugen kann, die unter Verwendung
der periodischen Funktion berechnet wird.
-
Ausführungsformen
-
Erste Ausführungsform
-
1 ist
eine Ansicht, die einen Aufbau eines Laserdruckers als eine Bilderzeugungsvorrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt. Hier ist der Aufbau, der sich auf die Steuerung
des Laserdruckers bezieht, der gleiche wie jener in 8 gezeigte.
-
Eine
Photorezeptortrommel 20 wirkt als ein Bildträger und
wird in einer Uhrzeigerrichtung einer vorbestimmten Verarbeitungsgeschwindigkeit
gedreht und angetrieben. Entlang des äußeren Umfangs davon sind eine
Ladeeinheit 21, eine Entwicklungswalze 22 und
eine Übertragungs-Ladungswalze 23 angeordnet,
und weiter sind eine Reinigungseinheit und ein statischer Eliminator
(Elektrizitätsentferner),
die nicht gezeigt sind, angeordnet.
-
Die
Ladeeinheit 21 schließt
eine Hauptladebürste
ein und ist eine Ladeeinheit vom Kontakttyp, die der Photorezeptortrommel 20 ein
Oberflächenpotenzial
bereitstellt, indem sie in Kontakt mit der Photorezeptortrommel 20 ist.
Aus einer Energieversorgung 25, die mit einer Hochspannungserzeugungsschaltung 4 verbunden
ist, die auf dem Steuersubstrat 24 angebracht ist, legt
die Ladeeinheit 21 eine Spannung an, die durch ein Überlagern einer
AC-Spannungskomponente von AC 600 V (P-P) auf DC 950 V erhalten
wird, um so die Oberfläche
der Photorezeptortrommel auf ungefähr 700 V zu laden. Die Ladeeinheit 21 kann
eine elektrisch leitfähige
Walze, ein Band oder eine Klinge anstelle der Bürste einschließen. Die
anzulegende Spannung kann aus einer AC-Spannung allein gebildet
werden, und die AC-Spannungskomponente kann eine Sinuswelle, eine Dreieckwelle
oder eine Rechteckwelle sein.
-
Eine
Laserabtasteinheit 3 wirkt als eine Latentbild-Erzeugungseinrichtung
zum Erzeugen eines latenten Bilds auf der Photorezeptortrommel 20 entlang
der Abtastzeilen, die mit einer vorbestimmten Teilung gezogen sind.
Die Laserabtasteinheit 3 schließt eine Lasereinheit 26,
einen Abtastspiegel 8 und eine Reflexionsspiegel 27 ein.
Wenn Bilddaten in die CPU 1 über eine Schnittstelle 6 und
einen Controller 28 von einem Host-Computer 5, wie etwa einem
Computer oder einem Wortprozessor, eingegeben werden, emittiert
eine Laserdiode der Lasereinheit 26 einen Laserstrahl,
der von den Bilddaten moduliert ist, zu dem Abtastspiegel 8 hin.
Der Abtastspiegel 8 wird gedreht und bei einer vorbestimmten
Geschwindigkeit von dem Abtastmotor 7 angetrieben, wodurch
der Laserstrahl von dem Abtastspiegel 8 abgelenkt und von
dem Reflexionsspiegel 27 reflektiert wird, um die Oberfläche der
Photorezeptortrommel 20 in einer axialen Richtung abzutasten
und zu belichten. Dieser Abtastbetrieb entfernt etwas von der Elektrizität auf der
Oberfläche
der Photorezeptortrommel 20, wodurch ein elektrostatisches
latentes Bild auf der Photorezeptortrommel 20 auf der Grundlage
der Bilddaten erzeugt wird. Hier wird eine Abtastzeile durch eine
Drehung des Abtastmotors 7 gezogen.
-
Da
DC 400 V an die Entwicklungswalze 22 von der DC-Energieversorgung 29 angelegt
wird, wird der Toner, der an der Entwicklungswalze 22 haftet,
durch einen Abschnitt der Photorezeptortrommel 20 absorbiert, der
ein niedriges Oberflächenpotenzial
aufweist, wodurch das elektrostatische latente Bild entwickelt wird,
ein Tonerbild zu sein. Auch wird eine Spannung, die durch ein Überlagern
einer AC-Spannungskomponente von AC 600 V (P-P) auf DC 1050 V erhalten
wird, an die Übertragungs-Lade walze 23 von
der Energieversorgung 30 angelegt, wodurch das Tonerbild
auf ein Aufzeichnungspapier, das zwischen der Photorezeptortrommel 20 und
der Übertragungs-Ladewalze 23 durchläuft, übertragen
wird. Das Aufzeichnungspapier wird von der Photorezeptortrommel 20 durch
eine Abschälelektrode 31 abgeschält und durch
eine Fixierungseinrichtung (nicht gezeigt) fixiert.
-
Elemente,
wie etwa die Ladeeinheit 21 und der Laserabtastmotor 7 werden
durch das Steuersystem 1 angetrieben und gesteuert. Der
Steuerabschnitt 1 ist ein Mikrocomputer, der eine CPU,
einen ROM, einen RAM und dergleichen darin eingeschlossen aufweist,
und wird mittels eines Takts getrieben, der durch einen Quarz-Vibrationsoszillator
G erzeugt wird, der als ein Systemtakt wird. Der Steuerabschnitt 1 schließt Zähler PP
und TO, einen Zeitgeber 9, einen Interrupt-Verarbeitungsabschnitt 12 und
einen Speicher 13 ein. Jeder der Zähler PP und TO teilt die Frequenz
des Systemtakts. Der Zeitgeber 9 schließt ein Vergleichsregister 10 und einen
Zähler 11 ein.
Der Zähler 11 wird
gelöscht,
wenn ein Wert, der in das Vergleichsregister 10 gesetzt
ist, mit einem Wert übereinstimmt,
der durch ein Zählen
der Systemtaktzyklen in dem Zähler 11 erhalten
wird.
-
Hier
erzeugt der Oszillator G einen Takt von 7,256692736 MHz, und der
Zähler
PP erzeugt einen Abtastmotortakt, der durch eine Frequenzteilung
des Systemtakts unter Verwendung eines Frequenzteilungswerts von
4096 erhalten wird. Da die Laserabtasteinheit 3 auf eine
derartige Weise aufgebaut ist, dass der Abtastmotor 7 bei
einer Drehfrequenz von 1/6 der Frequenz des Abtastmotortakts gedreht
wird, wird der Abtastmotor 7 um eine Umdrehung in 4096 × 6 = 24576
Systemtaktzyklen gedreht. Die Drehfrequenz des Abtastmotors 7 beträgt 7,25662736
MHz/24576 = 295,2755 Hz. Deswegen tastet der Laserstrahl auf der
Photorezeptortrommel 20 bei einer Frequenz von 295,2755
Hz ab.
-
Der
Frequenzteilungswert des Zählers
TO wird eingestellt, 1536 zu betragen. Dieser Wert entspricht 1/16
der Frequenz des Systemtakts. Der Interrupt-Verarbeitungsabschnitt 12 führt eine
Interrupt-Verarbeitung jedes Mal durch, wenn die Zeit, die in dem
Systemtaktzyklus gezählt
wird, um 1536 zunimmt. Wenn die Interrupt-Verarbeitung gestartet
ist, wird der Zähler 11 gelöscht, und
ein vorgegebener Wert, der in dem Speicher 13 gespeichert
ist, wird in das Vergleichsregister 10 gesetzt. Wenn der
Systemtakt für
die Zahl, die in das Vergleichsregister 10 gesetzt ist,
gezählt
ist, wird der Zähler 11 zurückgesetzt
und ein Puls, der eine Zeitbreite aufweist, die der Zahl entspricht,
die in das Vergleichsregister 10 gesetzt ist, wird zu der
Hochspannungserzeugungsschaltung 4 ausgegeben.
-
Wenn
die Zahl, die in das Vergleichsregister 10 zu setzen ist,
für jede
Interrupt-Verarbeitung erhöht oder
verringert wird, kann ein Pulsbreitenmodulationssignal, das dem
Wert entspricht, ausgegeben werden. Hier werden die Werte, die für jede 16
Male der Interrupt-Verarbeitung zu wiederholen sind, aus dem Speicher 13 gelesen
und in das Vergleichsregister 10 gesetzt. Deswegen kann
ein Pulsbreitenmodulationssignal, in welchem eine Periode 24576
Systemtaktzyklen entspricht, erzeugt werden. Eine Tabelle 2 zeigt
die Anzahl von Interrupt-Verarbeitungsmalen
und die in das Vergleichsregister 10 zu setzenden Werte. 2 zeigt
eine Beziehung zwischen der Zeitbreite des Pulses, der aus dem Zeitgeber 9 ausgegeben
wird, und der Zeit, die in dem Systemtaktzyklus gezählt ist.
-
-
Der
Puls, der aus dem Zeitgeber 9 ausgegeben wird, ist ein
Pulsweitenmodulationssignal (PWMSIN), das in einer Trapezwellenform
variiert. Die Periode des Pulses entspricht 1536 × 16 = 14576
Systemtaktzyklen und stimmt mit der Periode einer Umdrehung des
Abtastmotors 7 überein.
Das PWMSIN-Signal wird in die Hochspannungserzeugungsschaltung 4 eingegeben
in eine Wellenform ähnlich
einer Sinuswelle durch ein Tiefpassfilter (nicht gezeigt) konvertiert,
wodurch eine Hochspannung mit der AC-Spannungskomponente, die auf
einem DC-Strom überlagert
ist, erzeugt und an die Ladeeinheit 21 angelegt wird.
-
Wie
oben gezeigt, ist es, indem der Frequenzteilungswert des Zählers TO
so eingestellt wird, dass N-mal die Zahl der Interrupt-Prozesse
in einer Periode mit der Zeit, die in dem Systemtaktzyklus für eine Umdrehung
des Abtastmotors gezählt
wird, übereinstimmt,
möglich,
es zuzulassen, dass die Periode für eine Umdrehung des Abtastmotors 7,
nämlich
die Periode der Abtastzeilen, mit der Periode der AC-Spannungskomponente
der Spannung übereinstimmt,
die an die Ladeeinheit 21 angelegt ist. Deswegen stimmt,
auch wenn eine abwechselnde Änderung
in dem Oberflächenpotenzial
aufgrund der AC-Spannungskomponente erzeugt wird, die Periode der
abwechselnden Änderung
mit der Periode der Abtastzeilen überein, so dass eine Erzeugung
von Interferenzstreifen aufgrund eines Unterschieds in den Perioden
verhindert werden kann und ein Bild einer guten Qualität erzeugt
werden kann.
-
Auch
wenn ein Streifenmuster einer ungleichmäßigen Dichte aufgrund der Interferenz
erzeugt wird, wird seine Periode länger als die Länge eines
Aufzeichnungsbogens in der Zufuhrrichtung sein, so dass die maximalen
Dichte und die minimale Dichte nicht auf einem Aufzeichnungspapier
zusammen vorhanden sein werden. Dies verringert eine Verschlechterung
der Bildqualität.
-
Weiter
kann, da die AC-Spannungskomponente in Übereinstimmung mit der Interrupt-Verarbeitung der
CPU 1 erzeugt wird, eine Erzeugung einer Hochspannung durch
einen Programmierprozess verwirklicht werden. Dies eliminiert die
Erfordernis, einen getrennten Oszillator oder eine zusätzliche
Schaltung außerhalb des
Mikrocomputers hinzuzufügen,
wodurch die Erhöhung
von Kosten der Vorrichtung verhindert wird und die Erfordernis nach
einer Einstellung von Vorrichtung zu Vorrichtung eliminiert wird.
-
Besonders
wird, indem die beiden Perioden vollständig zusammenfallend ausgeführt werden,
das Steuerprogramm vereinfacht sein, und außerdem kann ein Laserdrucker
verwirklicht werden, der nicht durch Änderungen in der Umgebung beeinträchtigt ist
und der keine Variation von Vorrichtung zu Vorrichtung aufweist.
-
Hier
ist in der obigen Ausführungsform
die Periode der AC-Spannungskomponente
zusammenfallend mit der Periode für eine Umdrehung des Abtastmotors 7 ausgeführt. Jedoch
existieren Fälle,
wo die Periode der AC-Spannungskomponente nicht zusammenfallend
mit der Periode des Abtastmotors 7 ausgeführt werden
kann, weil die Periode der Abtastzeilen in Übereinstimmung mit der Umfangsgeschwindigkeit
des Photorezeptors oder der gewünschten
Aufzeichnungsdichte variiert. Es ist klar, dass in einem derartigen
Fall eine Erzeugung von Interferenzstreifen verhindert werden kann,
indem die Periode der AC-Spannungskomponente zusammenfallend mit
N-mal oder 1/N-mal der Periode der Abtastzeilen ausgeführt wird.
-
Zweite Ausführungsform
-
Während der
Interrupt-Verarbeitung des Laserdruckers werden eine Steuerung des
Hauptmotors 2, eine Erfassung durch verschiedene Sensoren
und die Verarbeitung der Kommunikationsschnittstelle mit einer Einrichtung
einer höheren
Ebene durchgeführt.
Deswegen existieren Fälle,
wo die Periode der Interrupt-Verarbeitung nicht unabhängig eingestellt
werden kann. Dementsprechend wird in dieser Ausführungsform eine periodische
Funktion, die mit einer Periode variiert, die der Periode der Abtastzeilen
entspricht, so eingestellt, mit diesen Fällen zurechtzukommen. Durch
ein Substituieren der periodischen Funktion durch die Zeit, die
in dem Systemtaktzyklus gezählt
wird, wird die Anzahl von Taktzyklen, die in das Vergleichsregister 10 zu
setzen sind, bestimmt, und durch ein Ausgeben eines Pulses, der
eine Zeitbreite aufweist, die der Anzahl von Taktzyklen entspricht,
wird die Periode der AC-Spannungskomponente mit der Periode der
Abtastzeilen zusammenzufallend ausgeführt.
-
Ein
Schrittmotor wird nämlich
als der Hauptmotor 2 verwendet, und ein Hauptmotortakt
wird von der CPU 1 ausgegeben. Da die Drehgeschwindigkeit
des Hauptmotors 2 durch die Frequenz des Hauptmotortakts bestimmt
ist, werden die Drehgeschwindigkeit und die Umfangsgeschwindigkeit
der Photorezeptortrommel 20, die durch den Hauptmotor 2 angetrieben
wird, auch durch die Frequenz des Hauptmotortakts bestimmt. Deswegen
ist die Vorrichtung so aufgebaut, dass die Periode des Hauptmotortakts
durch die Anzahl von Interrupt-Verarbeitungsmalen bestimmt wird.
Da die Verarbeitungsgeschwindigkeit (Druckgeschwindigkeit) des Laserdruckers
zuvor durch die Vorrichtung oder das System bestimmt wird, in welchem
sie verwendet wird, ändert
sich die Umfangsgeschwindigkeit der Photorezeptortrommel, wenn die
Periode der Interrupt-Verarbeitung geändert wird, so dass sie nicht
aus anderen Erfordernissen bestimmt werden kann. In diesem Laserdrucker beträgt die erforderliche
Geschwindigkeit für
die Photorezeptortrommel 20 25 mm/s wegen der Druckgeschwindigkeit,
die in der Spezifikation der Vorrichtung dargelegt ist. Da die Periode
der Interrupt-Verarbeitung durch die Drehgeschwindigkeit des Hauptmotors 2 und
das Geschwindigkeitsverringerungsverhältnis zu der Photorezeptortrommel 20 bestimmt
wird, muss der Frequenzteilungswert des Zählers TO 1656 sein. Die anderen
Merkmale des Aufbaus sind die gleichen wie jene der ersten Ausführungsform.
-
Nachstehend
wird unter Bezugnahme auf die 3 und 4 eine
Erklärung
bezüglich
eines Verfahrens zum Berechnen der Werte, die in das Vergleichsregister 10 zu
setzen sind, unter Verwendung der oben erwähnten periodischen Funktion
für jede
Interrupt-Verarbeitung gegeben. Eine Tabelle 3 zeigt die Anzahl
von Interrupt-Verarbeitungsmalen und die in das Vergleichsregister 10 zu
setzenden Werte.
-
-
-
Zuerst
wird, in dem Anfangs-Interrupt-Prozess, wo CLK = 0, die Beurteilung
in S1, S2, S3 und S4 Ja sein, wodurch ein Wert, der in das Vergleichsregister 10 zu
setzen ist, in dem Prozess von A berechnet wird. Hier stellt CLK
eine Zeit dar, die in dem Systemtaktzyklus gezählt ist. In diesem Fall wird
ein Wert 330 in das Vergleichsregister 10 gesetzt. Die
Breite des Ausgangspulses entspricht 330 Taktzyklen.
-
In
den ersten, dritten und vierten Interrupt-Prozessen, wo CLK 1656,
3312 bzw. 4968 ist, wird die Beurteilung in S1, S2, S3 und S4 auch
Ja sein, wodurch Werte 606, 882 und 1158 in das Vergleichsregister 10 durch
den Prozess von A gesetzt werden, um so Pulse, die eine Breite aufweisen,
die der Anzahl von Taktzyklen entspricht, auszugeben.
-
In
dem fünften
Interrupt-Prozess wird, da die Zeit, die in dem Systemtaktzyklus
gezählt
ist, 6624 beträgt,
die 5700 überschreitet,
die Beurteilung in S4 Nein sein, so dass der Prozess von B ausgeführt wird,
einen Wert 1280 in das Vergleichsregister 10 zu setzen.
Da der Prozess von B auch in den sechsten, siebten und achten Interrupt-Prozessen
ausgeführt
wird, wird der gleiche Wert 1280 in das Vergleichsregister 10 gesetzt.
-
In
dem neunten Interrupt-Prozess wird, da die Zeit, die in dem Systemtaktzyklus
gezählt
ist, 13248 beträgt,
die 12288 überschreitet,
der Prozess von C ausgeführt.
In diesem Fall wird ein Wert N berechnet, indem die Zeit, die in
dem Systemtaktzyklus gezählt
ist, d. h. 13248, von 17988 subtrahiert wird, und der erhaltene Wert
N, d. h. 1120, wird in das Vergleichsregister 10 gesetzt.
In den zehnten und elften Interrupt-Prozessen wird eine ähnliche
Berechnung ausgeführt,
um 844 und 568 zu erhalten, die dann in das Vergleichsregister 10 gesetzt
werden.
-
In
den zwölften,
dreizehnten, vierzehnten und fünfzehnten
Interrupt-Prozessen wird, da die Zeit, die in dem Systemtaktzyklus
gezählt
ist, 17988 überschreitet,
der Prozess von D ausgeführt,
wodurch ein Wert 330 in das Vergleichsregister 10 gesetzt
wird. In dem sechzehnten Interrupt-Prozess wird, da die Zeit, die
in dem Systemtaktzyklus gezählt
ist, 24576 überschreitet,
der Prozess von E ausgeführt.
In diesem Prozess wird 24576 von der Zeit, die in dem Systemtaktzyklus
bis zu diesem Interrupt-Prozess herauf gezählt ist, abgezogen, wodurch
ein neu berechneter CLK (= CLK – 24576)
nun verwendet werden wird. In diesem Fall ist der neue CLK = 1656 × 15 – 14576
= 264. Durch ein Ausführen
des Prozesses von A auf der Grundlage des Obigen wird ein Wert 374
in das Vergleichsregister 10 gesetzt. Danach werden die
gleichen Prozesse wie der zweite Interrupt-Prozess ausgeführt, und
darauf werden die Prozesse von A, B, C und D wiederholt.
-
Wie
klar aus den vorangehenden Beschreibungen zu sehen ist, entspricht
die Wiederholungsperiode der Prozesse A, B, C und D zum Bestimmen
der Zeitbreite des Pulsbreitenmodulationssignals 24576 Systemtaktzyklen.
Diese Periode stimmt mit der Periode einer Zeit für eine Umdrehung
des Abtastmotors 7 überein. Deswegen
kann, indem die obige periodische Funktion eingestellt wird, die
mit einer Periode variiert, die der Periode der Abtastzeilen entspricht,
um so einen Wert, der in das Vergleichsregister 10 zu setzen
ist, für
jeden Interrupt-Prozess zu bestimmen, die Periode der AC-Spannung
ausgelegt werden, mit der Periode der Abtastzeilen zusammenzufallen.
Somit werden die beiden Perioden gleich ausgelegt, ohne durch andere
Komponenten in der Vorrichtung eingeschränkt zu sein, wodurch die Erzeugung
von Interferenzstreifen verhindert werden kann.
-
Es
sei hier darauf hingewiesen, dass die obige periodische Funktion
so eingestellt werden kann, dass die Wiederholungsperiode zum Bestimmen
der Anzahl von Taktzyklen in dem obigen Prozess N-mal oder 1/N-mal
so lang wie die Periode der Abtastzeilen ist, anstelle sie auszulegen,
mit einer Periode zusammenzufallen, die 24576 Systemtaktzyklen entspricht.
-
Wie
aus den vorangegangenen Beschreibungen der vorliegenden Erfindung
offensichtlich ist, kann in dem Fall, wo eine AC-Spannung oder eine Spannung, die durch
ein Überlagern
einer AC-Spannung auf eine DC-Spannung erhalten wird, an eine Ladeeinheit
vom Kontakttyp angelegt wird, die ein Oberflächenpotenzial bereitstellt,
indem sie in Kontakt mit einem Bildträger ist, auch wenn eine Ungleichmäßigkeit
eines Oberflächenpotenzials
durch die Anlegung der AC-Spannung auftritt, die Erzeugung von Interferenzstreifen
aufgrund eines Unterschieds zwischen der Periode der Ungleichmäßigkeit
und der Periode der Abtastzeilen verhindert werden, indem zugelassen
wird, dass die Periode der AC-Spannung N-mal oder 1/N-mal so lang
wie die Periode der Abtastzeilen ist, wobei N eine natürliche Zahl
ist. Dementsprechend ist es möglich,
Bilder einer guten Qualität
zu erhalten.
-
Auch
besteht, da die beiden Perioden durch programmierte Prozesse unter
Benutzung einer CPU als eine Steuereinrichtung der Bilderzeugungsvorrichtung
gleich ausgelegt werden können,
kein Bedarf, einen separaten Oszillator zum Erzeugen einer AC-Spannung bereitzustellen
oder eine zusätzliche
Schaltung außerhalb
der CPU hinzuzufügen,
wodurch eine kostengünstige
Bilderzeugungsvorrichtung, die keine Einstellung erfordert, bereitgestellt
werden kann.
-
Weiter
kann, indem eine periodische Funktion eingestellt wird, die mit
einer Periode variiert, die der Periode der Abtastzeilen entspricht,
es zugelassen werden, dass die Periode der AC-Spannung mit der Periode der Abtastzeilen
zusammenfällt,
ohne durch andere Komponenten in der Vorrichtung eingeschränkt zu sein.
-
Insbesondere
wird, indem die beiden Perioden vollständig gleich ausgelegt werden,
das Steuerprogramm vereinfacht werden, und eine Bilderzeugungsvorrichtung
kann verwirklicht werden, die nicht durch Änderungen in der Umgebung beeinträchtigt wird
und die keine Variation von Vorrichtung zu Vorrichtung aufweist.
