EP1141787B1 - Verfahren und einrichtung zur regelung der tonerkonzentration in einem elektrografischen prozess - Google Patents

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EP1141787B1 EP99967019A EP99967019A EP1141787B1 EP 1141787 B1 EP1141787 B1 EP 1141787B1 EP 99967019 A EP99967019 A EP 99967019A EP 99967019 A EP99967019 A EP 99967019A EP 1141787 B1 EP1141787 B1 EP 1141787B1
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toner
intermediate image
image carrier
recording medium
transfer
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EP1141787A1 (de
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Heiner Reihl
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Canon Production Printing Germany GmbH and Co KG
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Oce Printing Systems GmbH and Co KG
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    • G03G2215/00025—Machine control, e.g. regulating different parts of the machine
    • G03G2215/00029—Image density detection
    • G03G2215/00059—Image density detection on intermediate image carrying member, e.g. transfer belt

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for Regulation of an electrographic printing or copying process.
  • the invention particularly relates to a method and a system for regulating the toner concentration in a toner / developer mixture.
  • EP 403 523 B1 describes an electrographic process where a number of process parameters are monitored and regulated, including the toner concentration in a developer station.
  • a toner mark is provided to produce the mark on a photoconductor drum a reflected light sensor on the photoconductor drum and the measured value for controlling the toner supply in the developer station to use.
  • the full-surface toner brand will generated on the side edge of the photoconductor drum, so that they are with respect to the web-shaped, provided with edge holes Record carrier only in the area of the marginal holes and thus not in the actual writing area of the record carrier or the photoconductor drum. Result from this a number of disadvantages:
  • the toner brand can only be made relatively small, whereby the scanning area and thus also the measuring accuracy is limited, especially across the direction of transport the photoconductor drum or the recording medium.
  • it is used to regulate various parameters of the electrographic process sometimes makes sense, a toner brand also in the actual writing area of the photoconductor drum apply and feel.
  • a toner brand also in the actual writing area of the photoconductor drum apply and feel.
  • the record carrier printed in this way can be printed with other information is no longer available.
  • Edge effects e.g. of the electric field, which increases the significance a measurement in this area is weakened. ever The narrower a toner brand is, the more it overlaps such edge effects.
  • a marginal hole-free recording medium can then also in from the photoconductor drum be printed on the area of the drum in which one edge perforated record carrier the edge perforation is located.
  • this advantage has the disadvantage that the toner mark on the unperforated web-shaped recording medium must be reprinted in its writing area and this in turn creates waste.
  • US 5,387,965 A and US 4,468,112 A are electrographic Processes known in which the toner concentration determined in a developer station and with a setpoint is compared.
  • the setpoint is from a second measurement dependent, in which a toner mark is evaluated.
  • those to be printed Information as an intermediate toner image on an intermediate image carrier produced with a photoconductor drum and later in a transfer printing zone from a transfer printing surface, for example from the surface of the photoconductor drum or from a transfer transfer ribbon, on a recording medium transfer.
  • To control the toner density is on the electrographic Intermediate image carrier creates a toner mark that Toner mark on the intermediate image carrier at least in some areas scanned and the toner mark later from the intermediate image carrier removed again.
  • the Density sampled The toner concentration is then compared with the measured value, in particular density value, in a developer station regulated so that the coloring is kept constant can be.
  • the invention provides for the operation of an electrographic Printing or copying machine, in particular two operating states in front.
  • the first operating state the so-called measuring cycle
  • a Toner mark generated on the intermediate image carrier the density of the The toner mark is scanned and the toner mark is then removed from the intermediate image carrier away.
  • the sampled toner density value is used to regulate the toner concentration in the developer station uses and finds particular influence in one Toner concentration setpoint and / or in a control threshold.
  • the second operating state are to be printed Information is generated on the intermediate image carrier as a toner image and later reprinted on the record carrier.
  • the The second operating state is the toner concentration in particular with the toner concentration determined from the first operating state or control threshold value controlled.
  • the record carrier is in the first operating state at least temporarily from the transfer printing surface, especially from the intermediate image carrier, separated or lifted off.
  • the invention is therefore suitable for the toner mark on the intermediate image carrier in an area in which the output information to be printed on the recording medium become.
  • the record carrier is special web-shaped and can be made of paper, for example.
  • an intermediate carrier on which the toner mark is produced in particular a photoconductor drum is provided.
  • the record carrier is separated from it for at least one turn or lifted off.
  • the first intermediate image carrier a photoconductor tape used and / or as a second intermediate image carrier Transfer belt. Information to be printed is shown on the generated the first intermediate image carrier, then on the Transfer ribbon and finally up from the transfer belt reprinted the record carrier.
  • To determine the setpoint in the toner concentration control can in particular density values of several toner brands be used.
  • the different toner brands can from several measurement cycles that are far apart in time or are formed in a coherent measuring cycle, in particular with one or more revolutions of the Photoconductor drum.
  • For separating the record carrier from the transfer surface can in particular be a quickly switchable, high-precision mechanical lifting device can be used. It is in particular provided that the record carrier before Lift off and after swiveling back in relation to the transfer station both in the transport direction and transversely to the transport direction is in almost the same position.
  • the record carrier moves or the transfer printing surface or the transfer printing element are moved.
  • an electrophotographic to the mechanical movement Size in the area of the transfer station changed so that printing is prevented. For example, the electrical voltage at a transfer corotron can be reduced.
  • the invention provides two operating states of the device created that are used alternately in time.
  • the Operating state in which the toner mark is generated and evaluated and there is no transfer printing on the label, is switched in time between the other operating states, in the print information on the record carrier be reprinted.
  • a particular advantage of the invention is that the toner mark can be interpreted very broad, up to the entire Width of the intermediate image carrier, e.g. a photoconductor drum.
  • the toner mark in particular according to that in DE 198 01 521.6 described methods evaluated in several places become.
  • the toner mark can also be placed anywhere within the print width of the intermediate image carrier. These options not only improve the measuring accuracy compared to narrow toner brands, but also the possibility created various methods for evaluating the Apply the toner mark instead of evaluating the toner density. For example, an evaluation of the shape of the generated is Toner brand possible or their comparison with a target shape. This further enables the evaluation process for color toners to optimize. Different evaluation methods can be used can be combined into an overall evaluation, e.g. color-specific different evaluation methods regarding the toner color and / or color-specific properties of the toner mark sensor be taken into account.
  • the evaluation process of the toner mark can be due to the adaptability the toner brand regarding its position, Size and shape are designed to be independent from the color of the toner. This is especially true even in the case where an optoelectronic toner mark sensor works in a narrow spectrum of light wavelengths e.g. only in one color, and its light direct impact on the reflection and absorption behavior of the toner pigments Has. In this case, the shape recognition in particular a large-scale brand can be used to advantage.
  • toner marks in an electrographic process only in relatively large side intervals, for example, only after a few thousand printed pages, cyclically generated and scanned.
  • the toner concentration then becomes pressure intervals otherwise, i.e. based only on other measured variables.
  • a different measurand can e.g. the toner concentration be the one in the developer station with a toner concentration sensor is measured. From that of the toner brand determined measured value (toner density, toner mark shape etc.) a setpoint is determined, e.g. for the toner concentration or for a control threshold and the toner concentration regulated with it. This, in between the toner mark measurements lying interval intervals applicable toner concentration control in a developer station done in a known manner.
  • the toner supply is regulated otherwise.
  • the object is achieved in the intervals between the formation and measurement of the toner mark a largely independent regulation of the toner coloring perform in an electrophotographic process to be able to.
  • FIG. 1 schematically shows a printing device 1 for web-shaped recording media which works on the principle of electrophotography.
  • the web-shaped recording medium in the form of a paper web 2 is fed by a drive unit 3 with a motor-driven friction roller 19 in the direction A 1 to a photoconductor drum 4.
  • the unit additionally contains movable swivel elements 15 with which the paper web 2 can be pressed onto the surface of the photoconductor drum or can be lifted off the latter. For this purpose, they can be moved automatically with an electrical actuator 20, for example a stepping motor or lifting magnet.
  • Suitable swivel elements are known in the form of transfer printing rockers, for example from WO 97/17635 A1.
  • they can be designed like the rockers 40 and 44 shown in FIG. 5 of the WO publication, and be pivotably mounted on axes in such a way that the paper web can be pivoted in and out length-neutral with respect to parts of the drive unit which are further away.
  • the content of WO 97/17635 A1 is hereby also incorporated into the present description by reference.
  • the paper web 2 is printed in a transfer printing zone 5.
  • the photoconductor drum 4 which is driven by a motor, is acted upon by various, coupled units with an intermediate toner image which is printed on the paper web 2 in the transfer printing zone 5.
  • a first unit is a character generator 6, which contains a light emitting diode comb with individually controllable light elements and which can be constructed, for example, in accordance with WO 96/3782 A1.
  • the character generator 6 can be regulated in its light intensity by varying the control voltage or the control current.
  • An electronic controller controls the individual light emitting diodes in accordance with the image information to be printed. on.
  • a charging sensor 7 adjoins the exposure station, which measures the surface potential on the photoconductor drum 4 and emits a signal as a function thereof.
  • the image (charge image) generated on the photoconductor 4 depending on the character using the character generator 6 is colored using a developer station 8.
  • the developer station 8 contains a toner reservoir 9 for receiving toner and a metering device 10 in the form of a metering roller. Depending on the toner consumption, the metering roller 10 supplies toner to a mixing chamber 11. In the mixing chamber 11 there is a toner / developer mixture of ferromagnetic carrier particles and toner particles. The toner mixture is fed to a developer roller 12.
  • the developer roller 12 acts as a so-called magnetic brush roller and consists of a hollow roller with magnetic strips arranged therein.
  • the developer roller 12 transports the developer mixture to a development nip 13 between the photoconductor drum 4 and the developer roller 12. Excess developer mixture is transported back into the mixing chamber 11 via the developer roller 12.
  • the toner mark sensor 14 is an optoelectronic scanner, which can be designed, for example, as a reflection light barrier. It consists of a light source and a photo transistor as a receiver.
  • the output signal of the phototransistor depends on the degree of reflection of the information applied to the photoconductor drum 4 and colored by the developer station.
  • the sensor is used in particular to scan a toner mark which is used to determine the color saturation, ie the applied optical density of the toner mark.
  • the wavelength of the reflection light barrier is chosen so that the scanning light has no influence on the function of the photoconductor drum 4.
  • the toner mark is activated automatically when a test routine is called up started regularly, for example after 2000 printed pages.
  • the then generated toner mark is scanned and that Test samples for example with regard to color density and / or color saturation evaluated.
  • the toner mark is the paper web 2 from the photoconductor drum 4 pivoted so that the surface 4a in the transfer printing zone 5 does not touch the photoconductor drum 4.
  • the drive unit 3 or the paper web 2 pressing against the photoconductor drum 4 Pressure elements 15 are then from the photoconductor drum 4 swung away.
  • the Cleaning station 16 is constructed and contains in a conventional manner e.g. a scraper element 17 which contains the excess toner or strips the carrier particles from the photoconductor drum 4.
  • the cleaning process is supported by a Corona device 18.
  • Corona devices are provided in a manner known per se. This includes, for example, a charging corotron that is between the cleaning device 16 and the character generator 6 are provided is. Also exposure devices used for discharge serve the photoconductor drum 4 can be arranged in the device his. More details on the electrophotographic process and the associated facilities are, for example described in EP 403 523 B1.
  • FIG 2 is a device control 25 of the electrographic Printer shown with all electronic components of the various units of the device is connected so that the processes can be coordinated with each other.
  • the device control 25 is connected on the one hand to a controller 26, in the print data to be printed and in points the LEDs of the character generator 6 converts controllable signals. These signals are sent to the controller 27 of the character generator transfer.
  • the device control 25 connected to a controller 28, the electrophotographic Controls parameters such as the voltages of Corotron wires.
  • the toner mark sensor 14 scanning the photoconductor drum 4 has electronic components 29, which are also connected to the Device control 25 are connected.
  • the controller 30 of the Developer station 8 exchanges data with the device control on two sides 25 out.
  • the toner concentration sensor 21, which the concentration in the mixing chamber 11 of the developer station 8 of the toner in the toner / developer mixture has one electronic assembly 31, which also with the device control 25 is connected.
  • the device control 25 is still electronic Controller 32 of the drive unit 3 connected.
  • the Controller 32 controls in particular components 33 of the stepper motor which moves the paper web 2 and the electronic Components 34, the stepper motor 20 or one corresponding solenoids for the pressure elements 15 activated.
  • the different pressure elements 15 also with their own stepper motors or solenoids be equipped to create an individual proof of the swingarms.
  • the Device control 25 connected to electronics 35, which the delivery of toner from an external toner reservoir in the developer station does. Inside the developer station can be provided further electronics that the Dosage of the toner from the toner reservoir 9 in the Mixing chamber 11 controls by means of the metering roller 10.
  • step S1 the sequence of printing and the toner concentration control described in more detail.
  • step S1 it is checked whether print data is available are. If this is not the case, the pressure device switches to one Stand-by state, in which different aggregates like that Photoconductor drum, transfer printing corotrone, the transport unit etc. are set for low energy consumption.
  • step S3 the electrophotographic relevant units and in step S4 the transport unit 3.
  • the servomotor 20 is activated, through which the paper web 2 to the surface of the photoconductor drum 4 is pivoted.
  • the drive motor activated, which the friction transport roller 19 to Transport of the paper web is started.
  • the toner image thus re-printed becomes one Fixing device fixed on the recording medium 2.
  • Toner concentration in the developer station 8 by means of a toner concentration control controlled.
  • the toner concentration in the developer station is permanent 8 recorded and with appropriate follow-up funding the conveyor 10 a constant toner developer mixture maintained in the mixing chamber 11.
  • Control 10 amount of toner delivered per unit of time, by the re-printed, set pixels in the controller 26 can be counted and / or others, the toner consumption determining sizes, e.g. the contrast setting of the image, the temperature of the photoconductor drum or the like to determine the amount of toner delivered.
  • the normal printing process interrupted and a review of the current development conditions performed on a toner mark. This will first the paper web 2 in the transfer printing zone 5 by means of the Pressure elements 15 from the surface of the photoconductor drum 4 pivoted. The paper transport is also stopped.
  • step 59 the value of the page counter is stored in a memory the printer controller 25 filed.
  • Steps S12 to S17 describe a second operating state, where a toner mark is written on the photoconductor 4 and is evaluated to modify the toner delivery regulation, which during the transfer printing phase (S5) in normal printing.
  • step S12 one or more toner marks are successively written on the photoconductor drum 4.
  • the toner brands can be generated during one revolution of the photoconductor drum or alternatively several toner marks over several cycles the photoconductor drum 4.
  • the toner marks are so wide that they get into the writing area of the photoconductor drum, in which in normal printing operation (step S5) printing information are usually spent on the paper web 2 can be reprinted. If necessary, the toner brand can even extend over the entire width of the photoconductor drum 4.
  • Toner marks generated in this way on the photoconductor drum 4 or the marks are scanned with the sensor 14 in step S13 and evaluated in the controller 25.
  • the evaluation can with regard the toner density generated and / or in terms of Form of the toner mark took place.
  • the toner mark or the toner marks different densities shapes and / or dimensions exhibit.
  • a value is then derived from the values, the compared with a control threshold value RS in step S14 becomes.
  • the toner density value OD of the toner marks lies in the interval [RS- ⁇ , ..., RS + ⁇ ], the operating mode can in step S17 of the toner mark printing are canceled and normal Printing mode can be switched back.
  • step S15 a toner delivery becomes in step S15 initiated and a further toner mark generated according to step S12.
  • This process (steps S12 to S15) is repeated until until the coloration OD of the toner mark in the required Interval lies.
  • a correction value is determined with which the regulation of the toner concentration in the normal printing phase (steps S S5 to S8) is adjusted. In particular, there is a control threshold changed for the toner concentration.
  • the toner concentration control in the printing intervals that lie between the adjustment operating states in which toner marks can be formed and evaluated for example according to those described in US 4,468,112 A or US 5,387,965 A. Procedure. Their content is hereby incorporated by reference into the present description.
  • the measured Toner density and the target toner density becomes a difference formed and the difference value to determine a new toner concentration setpoint or a threshold used for toner concentration control.
  • step S12 also the per unit time in Amount of toner conveyed to the developer station can be adjusted.
  • the regulation of toner delivery during the normal printing process can also use other sizes for more precise control like the sum of the set (i.e. black pixel), the temperature the photoconductor drum or the set image contrast be taken into account.
  • FIG. 1 Another printing device is described in FIG that in a first printing unit 150 by a first character generator 124 at least one latent image on a photoconductor tape 122 is generated.
  • a first character generator 124 With a variety of developer stations 126a, 126b, ... 126e, the toners of different colors are included on the photoconductor belt 122 in the direction of movement B creates one or more intermediate toner images.
  • This tape is a temporary image and is therefore referred to as an intermediate image carrier.
  • Corresponding are generated by a second character generator 138 and from multiple developer stations 140a to 140 in a second Printing unit 152 on a second photoconductor belt 136 in the direction of movement D latent images and intermediate toner images of various Colors created.
  • This pressure device is in the German Patent application DE 198 561 45.8 of the applicant (internal Sign 981101DE) described in more detail.
  • the intermediate toner images are at a first transfer location 128 from the first photoconductor band 122 to a first one, in Transfer transfer belt 130 running in direction C and accordingly at a third transfer location 142 from the second photoconductor belt 136 on a second transfer belt 144, which is in Moved towards E.
  • the transfer ribbons 130, 132 each collect the intermediate toner images of the different color separations and then print the full-color image at a second transfer station 132 or a fourth transfer printing station 146 the web-shaped recording medium 114 on both sides, that is to say duplex around.
  • the one driven by friction with transport rollers 116 Record carrier 114 then runs in the transport direction A a fixing station 118 for fixing the two Toner images and is then placed in a cooling device 120 cooled.
  • This device is also used in accordance with that in FIGS 3 described embodiments with the present Invention performed an operating condition in which a toner mark from the character generators 124 and 138 and at least one of the developer stations 126a to 126e or 140a to 140e generated on at least one photoconductor 122, 136 becomes.
  • the toner mark is then placed on one of the transfer belts 130, 144 reprinted on this by one of the optoelectronic Sensors 154, 156 scanned and from the transfer belt removed without being printed on the paper web 114.
  • the two transfer belts 130 and 144 from the paper web 114 can be lifted off in the area of transfer printing stations 132 and 146, so that the transfer printing onto the paper 114 can be prevented.
  • the toner mark can also on the photoconductor tapes 122, 136 can be scanned by corresponding sensors. Then either the transfer printing onto the surfaces 130a, 144a becomes the transfer ribbon 130, 144 or the transfer printing onto the paper web 114 prevented.
  • the transfer belts 130, 144 off the paper web 114 and / or the transfer ribbons 130, 144 from the photoconductor ribbons 122, 136 are correspondingly fast switching means in Area of the transfer printing zones 132, 146 and / or 128, 142 provided.
  • the coloring especially only through the toner concentration control determined, with at least one of their control variables, e.g. the control threshold of the toner concentration by which first operating state, namely the generation of the toner mark be determined.
  • This variant of the invention is therefore also to be regarded as a toner brand-guided toner concentration control.
  • the invention can also be used in a single sheet device become.
  • the prevention of transfer printing in the operating state, in which a toner mark is formed and evaluated can be e.g. be done in such a way that the feed a sheet-shaped recording medium to the transfer station is completely prevented.

Abstract

Beschrieben wird ein Verfahren zur Regelung eines eletrografischen Druck- oder Kopierprozesses, bei dem zu druckende Informationen als Tonerzwischenbild auf einem Zwischenbildträger (4, 122, 130, 136, 144) erzeugt werden und später in einer Umdruckzone (5, 132, 146) von einer Umdruck-Oberfläche (130, 144) auf einen Aufzeichnungsträger (2, 114) übertragen werden. Dabei wird auf einem elektrografischen Zwischenbildträger (4, 130, 144) eine Tonermarke erzeugt, die Tonermarke auf dem Zwischenbildträger (4, 122, 136) zumindest bereichsweise abgetastet und die Tonermarke anschließend vom Zwischenbilträger (4, 122, 136) wieder entfernt. Mit dem gemessenen Wert wird die Tonerkonzentration in einer Entwicklerstation (8) geregelt. Der Übertrag des Tonerzwischenbilds von der Umdruck-Oberfläche (130, 144) auf den Aufzeichnungsträger (2, 114) wird im Zeitraum zwischen der Erzeugung und der Entfernung der Tonermarke zumindest zeitweise verhindert. Durch die Erfindung werden insbesondere zwei Betriebszustände geschaffen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Regelung eines elektrografischen Druck- oder Kopierprozesses. Die Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren und ein System zur Regelung der Tonerkonzentration in einem Toner/Entwicklergemisch.
In der EP 403 523 B1 ist ein elektrografischer Prozess beschrieben, bei dem eine Reihe von Prozeßparametern überwacht und geregelt werden, darunter auch die Tonerkonzentration in einer Entwicklerstation. Hierzu ist vorgesehen, eine Tonermarke auf einer Fotoleitertrommel zu erzeugen, die Marke mit einem Reflexlichtsensor auf der Fotoleitertrommel abzutasten und den Meßwert zur Steuerung des Tonernachschubs in der Entwicklerstation zu verwenden. Die vollflächige Tonermarke wird dabei am seitlichen Rand der Fotoleitertrommel erzeugt, so daß sie bezüglich des bahnförmigen, mit Randlöchern versehenen Aufzeichnungsträgers nur im Bereich der Randlöcher und damit nicht im eigentlichen Schreibbereich des Aufzeichnungsträgers bzw. der Fotoleitertrommel liegt. Hieraus resultieren eine Reihe von Nachteilen:
Zum ersten ist die Tonermarke damit nur relativ klein zu gestalten, wodurch die Abtastfläche und damit auch die Meßgenauigkeit beschränkt ist, insbesondere quer zur Transportrichtung der Fotoleitertrommel bzw. des Aufzeichnungsträgers. Zweitens ist es zur Regelung verschiedener Parameter des elektrografischen Prozesses mitunter sinnvoll, eine Tonermarke auch im eigentlichen Schreibbereich der Fotoleitertrommel aufzubringen und abzutasten. Insbesondere bei der Verwendung von bahnförmigen Aufzeichnungsträgern, z.B. von sogenanntem Endlospapier, entsteht dann jedoch Makulatur, weil der so bedruckte Aufzeichnungsträger zum Bedrucken mit anderen Informationen nicht mehr zur Verfügung steht. Drittens entstehen prozeßbedingt an den Rändern eines Fotoleiters Randeffekte, z.B. des elektrischen Feldes, wodurch die Aussagekraft einer Messung in diesem Bereich geschwächt wird. Je schmaler eine Tonermarke ist, desto stärker überlagern sich solche Kanteneffekte.
In der WO 97/17535 A ist ein elektrofotografisches Druckgerät beschrieben, welches Ausgleichselemente, insbesondere Schwingen, Federn und andere Spannglieder enthält, die Schwankungen der Position des Aufzeichnungsträgers im Bereich der Umdruckzone vermeiden sollen. Dies ist insbesondere in einem Duplexbetrieb nötig, bei dem der bahnförmige Aufzeichnungsträger zweimal durch dieselbe Umdruckstation geführt wird. Bezüglich der Regelung des elektrografischen Prozesses ist dieser Veröffentlichung jedoch nichts nennenswertes zu entnehmen.
In der DE 198 01 521.6 (Zeichen der Anmelderin 980102DE) ist ein Regelungsverfahren für das Toner-Entwicklergemisch, einem sogenannten Zweikomponenten-Entwicklungssystem, in einem elektrografischen Druck- oder Kopiergerät beschrieben. Bei diesem Verfahren wird eine Tonermarke an mindestens zwei Stellen bezüglich der Transportrichtung der Fotoleitertrommel abgetastet. Zur Erreichung einer ausreichenden Abtastgenauigkeit mit diesem Verfahren ist es erforderlich, daß die Tonermarke ausreichend breit ist. Hierbei wäre es insbesondere von Vorteil, wenn die Tonermarke auch in den eigentlichen Schreibbereich der Fotoleitertrommel reichen könnte.
In der DE 197 49 651.2 (Zeichen der Anmelderin 971104DE) ist ein elektrofotografischer Drucker beschrieben, der sowohl Aufzeichnungsträger mit Randlochung als auch Aufzeichnungsträger ohne Randlochung verarbeiten kann. Dazu ist ein Aggregat mit einem Friktionsantrieb vorgesehen, das von einer Fotoleitertrommel so präzise an- und abschwenkbar ist, daß der Aufzeichnungsträger nach dem Ab- und Wiederanschwenken bezüglich der Fotoleitertrommel genau wieder an der ursprünglichen Position zu liegen kommt. Die dort beschriebenen Komponenten sind darauf ausgelegt, daß das An- und Abschwenken beispielsweise im Zuge eines Service-Einsatzes erfolgt. Ein solcher Drucker eignet sich andererseits dazu, einen Aufzeichnungsträger ohne Randlochung breiter zu bedrucken als einen Aufzeichnungsträger mit Randlochung. Ein randlochfreier Aufzeichnungsträger kann dann von der Fotoleitertrommel auch in dem Bereich der Trommel bedruckt werden, in dem sich bei einem randgelochten Aufzeichnungsträger die Randlochung befindet. Mit diesem Vorteil geht jedoch der Nachteil einher, daß die Tonermarke auf den ungelochten bahnförmigen Aufzeichnungsträger in seinem Schreibbereich umgedruckt werden muß und somit wiederum Makulatur entsteht.
Aus der US 5,387,965 A und aus der US 4,468,112 A sind elektrografische Prozesse bekannt, bei denen die Tonerkonzentration in einer Entwicklerstation bestimmt und mit einem Sollwert verglichen wird. Der Sollwert ist von einem zweiten Meßvorgang abhängig, in dem eine Tonermarke ausgewertet wird.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und ein elektrografisches System anzugeben, bei dem eine Tonerdichte-Überwachung erfolgen kann und gleichzeitig eine möglichst hohe Druckbreite auf dem Aufzeichnungsträger erzielt werden kann.
Diese Aufgabe wird durch die in den Patentansprüchen 1 und 10 angegebenen, erfindungsgemäßen Verfahren und durch das Druckoder Kopiergerät entsprechend Patentanspruch 15 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung werden die zu drukkenden Informationen als Tonerzwischenbild auf einem Zwischenbildträger mit einer Fotoleitertrommel erzeugt und später in einer Umdruckzone von einer Umdruckoberfläche, beispielsweise von der Oberfläche der Fotoleitertrommel oder von einem Umdruck-Transferband, auf einen Aufzeichnungsträger übertragen. Zur Regelung der Tonerdichte wird auf dem elektrografischen Zwischenbildträger eine Tonermarke erzeugt, die Tonermarke auf dem Zwischenbildträger zumindest bereichsweise abgetastet und die Tonermarke später vom Zwischenbildträger wieder entfernt. An der Tonermarke wird insbesondere die Dichte abgetastet. Die Tonerkonzentration wird dann mit dem gemessenen Wert, insbesondere Dichtewert, in einer Entwicklerstation geregelt, so daß die Einfärbung konstant gehalten werden kann. In dem Zeitraum zwischen der Erzeugung der Tonermarke auf dem Zwischenbildträger und der Entfernung der Tonermarke vom Zwischenbildträger wird ein Übertrag des Tonerzwischenbildes von der Umdruckoberfläche auf den Aufzeichnungsträger zumindest zeitweise verhindert. Diese Hinderung des Umdrucks wird insbesondere während eines Zeitraumes verhindert, indem die Tonermarke die Umdruckzone passiert. Die Verhinderung des Umdrucks kann insbesondere durch Trennen/Abheben des Aufzeichnungsträgers von der Umdruckoberfläche erfolgen.
Die Erfindung sieht zum Betrieb eines elektrografischen Druck- oder Kopiergeräts insbesondere zwei Betriebszustände vor. Im ersten Betriebszustand, dem sog. Meßzyklus, wird eine Tonermarke auf dem Zwischenbildträger erzeugt, die Dichte der Tonermarke abgetastet und die Tonermarke dann wieder vom Zwischenbildträger entfernt. Der abgetastete Tonerdichtewert wird zur Regelung der Tonerkonzentration in der Entwicklerstation verwendet und findet insbesondere Einfluß in einem Tonerkonzentrations-Sollwert und/oder in einem Regelungsschwellwert. Im zweiten Betriebszustand werden zu druckende Informationen auf dem Zwischenbildträger als Tonerbild erzeugt und später auf den Aufzeichnungsträger umgedruckt. Im zweiten Betriebszustand wird die Tonerkonzentration insbesondere mit dem aus dem ersten Betriebszustand ermittelten Tonerkonzentrations- bzw. Regelungsschwellwert gesteuert.
Erfindungsgemäß ist der Aufzeichnungsträger im ersten Betriebszustand zumindest zeitweise von der Umdruck-Oberfläche, insbesondere vom Zwischenbildträger, getrennt bzw. abgehoben. Die Erfindung eignet sich daher, die Tonermarke auf dem Zwischenbildträger in einem Bereich zu erzeugen, in dem auch die auf den Aufzeichnungsträger zu druckenden Informationen ausgegeben werden. Der Aufzeichnungsträger ist insbesondere bahnförmig und kann beispielsweise aus Papier sein.
Als Zwischenträger, auf dem die Tonermarke erzeugt wird, ist insbesondere eine Fotoleitertrommel vorgesehen. Der Aufzeichnungsträger wird von ihr für mindestens eine Umdrehung getrennt bzw. abgehoben. In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird als erster Zwischenbildträger ein Fotoleiterband verwendet und/oder als zweiter Zwischenbildträger ein Transferband. Zu druckende Informationen werden dabei auf dem ersten Zwischenbildträger erzeugt, anschließend auf das Transferband übertragen und schließlich vom Transferband auf den Aufzeichnungsträger umgedruckt.
Zur Bestimmung des Sollwerts in der Tonerkonzentrationsregelung können insbesondere Dichtewerte mehrerer Tonermarken verwendet werden. Die verschiedenen Tonermarken können aus mehreren, zeitlich weit auseinanderliegenden Meßzyklen stammen oder in einem zusammenhängenden Meßzyklus gebildet werden, insbesondere mit einer oder mit mehreren Umdrehungen der Fotoleitertrommel.
Zum Trennen des Aufzeichnungsträgers von der Umdruck-Oberfläche kann insbesondere eine schnell schaltbare, hochpräzise mechanische Abhebeeinrichtung verwendet werden. Dabei ist insbesondere vorgesehen, daß der Aufzeichnungsträger vor dem Abheben und nach dem Wiederanschwenken bezüglich der Umdruckstation sowohl in Transportrichtung als auch quer zur Transportrichtung in nahezu derselben Position liegt. Zur Trennung des Aufzeichnungsträgers von der Umdruckoberfläche kann wahlweise der Aufzeichnungsträger bewegt oder die Umdruckoberfläche bzw. das Umdruckelement bewegt werden. In einer weiteren Variante zur Verhinderung des Umdrucks wird anstatt oder zusätzlich zu der mechanischen Bewegung eine elektrofotografische Größe im Bereich der Umdruckstation so verändert, daß ein Umdruck unterbunden wird. Beispielsweise kann dazu die elektrische Spannung an einem Umdruck-Corotron reduziert werden.
Durch die Erfindung werden zwei Betriebszustände des Gerätes geschaffen, die zeitlich abwechselnd zum Einsatz kommen. Der Betriebszustand, bei dem die Tonermarke erzeugt und ausgewertet wird und kein Umdruck auf den Auzeichnungsträger erfolgt, ist dabei zeitlich zwischen den anderen Betriebszustand geschaltet, in dem Druckinformationen auf den Aufzeichnungsträger umgedruckt werden.
Vorteilhaft an der Erfindung ist insbesondere, daß die Tonermarke sehr breit ausgelegt werden kann, bis hin zur gesamten Breite des Zwischenbildträgers, z.B. einer Fotoleitertrommel. Dadurch kann die Tonermarke insbesondere nach dem in der DE 198 01 521.6 beschriebenen Verfahren an mehreren Stellen ausgewertet werden.
Die Tonermarke kann auch an jeder beliebigen Stelle innerhalb der Druckbreite des Zwischenbildträgers positioniert werden. Durch diese Möglichkeiten wird nicht nur die Meßgenauigkeit gegenüber schmalen Tonermarken erhöht, sondern auch die Möglichkeit geschaffen, verschiedene Methoden zur Auswertung der Tonermarke anzuwenden statt einer Auswertung der Tonerdichte. Beispielsweise ist auch eine Auswertung der Form der erzeugten Tonermarke möglich oder ihr Vergleich mit einer Sollform. Dies ermöglicht weiter, die Auswertungsverfahren für Farbtoner zu optimieren. Es können verschiedene Auswertungsverfahren zu einer Gesamtauswertung kombiniert werden, z.B. farbspezifisch bezüglich der Tonerfarbe verschiedene Auswerteverfahren und/oder farbspezifische Eigenschaften des Tonermarkensensors berücksichtigt werden.
Das Auswerteverfahren der Tonermarke kann aufgrund der Anpassungsfähigkeit der Tonermarke hinsichtlich ihrer Position, Größe und Form so gestaltet werden, daß eine Unabhängigkeit von der Tonerfarbe erreichbar ist. Dies gilt insbesondere auch in dem Fall, in dem ein optoelektronischer Tonermarkensensor in einem engen Lichtwellenlängen-Spektrum arbeitet, z.B. nur in einer Farbe, und sein Licht direkte Auswirkung auf das Reflexions- und Absorptionsverhalten der Tonerpigmente hat. In diesem Fall kann insbesondere die Formerkennung einer großflächigen Marke vorteilhaft eingesetzt werden.
In einem zweiten Aspekt der Erfindung werden Tonermarken in einem elektrografischen Prozeß nur in relativ großen Seitenintervallen, beispielsweise nur nach einigen Tausend Druckseiten, zyklisch erzeugt und abgetastet. In den dazwischenliegenden Druckintervallen wird die Tonerkonzentration dann anderweitig, d.h. nur auf anderen Meßgrößen basierend, durchgeführt. Eine solche andere Meßgröße kann z.B. die Tonerkonzentration sein, die in der Entwicklerstation mit einem Tonerkonzentrationssensor gemessen wird. Aus dem von der Tonermarke ermittelten Meßwert (Tonerdichte, Tonermarkenform etc.) wird dabei ein Sollwert bestimmt, z.B. für die Tonerkonzentration oder für einen Regelungsschwellwert und die Tonerkonzentration damit geregelt. Diese, in den zwischen den Tonermarken-Messungen liegenden Intervallen anzuwendende Tonerkonzentrationsregelung in einer Entwicklerstation kann in an sich bekannter Weise erfolgen.
Entsprechend dem zweiten Aspekt der Erfindung wird über relativ große Druckintervalle (zwischen den Tonermarken-Auswertungszyklen) die Toner-Nachförderung anderweitig geregelt. Statt oder zusätzlich zu der soeben beschriebenen Tonerkonzentrations-Regelung kann der Tonerverbrauch auch anhand der gedruckten Informationen, insbesondere durch die Gesamtzahl der gedruckten Bildpunkte (Pixel) bestimmt werden. Diese Bestimmung kann auch in Abhängigkeit von dem am Druckgerät eingestellten Kontrastverhältnis, einer bestimmten Umdruckeffizienz, dem Alter des Toner/Entwicklergemischs, dem Tonertyp und/oder von anderen Einflußgrößen erfolgen. Mit den derart bestimmten Größen kann dann die Tonerzufuhr in die Entwicklerstation aus einem Tonervorratsbehälter geregelt werden.
Mit dem zweiten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst, in den Intervallen zwischen der Bildung und Messung der Tonermarke eine weitgehend unabhängige Regelung der Tonereinfärbung in einem elektrofotografischen Prozess durchführen zu können.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einiger Figuren näher erläutert. Hieraus werden weitere Vorteile und Wirkungen der Erfindung deutlich.
Es zeigen:
Figur 1
eine schematische Schnittdarstellung einer elektrofotografischen Druckeinrichtung,
Figur 2
elektronische Komponenten der Druckeinrichtung,
Figur 3
ein Ablaufdiagramm zum Drucken und Erzeugen einer Tonermarke und
Figur 4
eine zweite elektrografische Druckeinrichtung.
In Figur 1 ist ein nach dem Prinzip der Elektrofotografie arbeitendes Druckgerät 1 für bahnförmige Aufzeichnungsträger schematisch dargestellt. Der bahnförmige Aufzeichnungsträger in Form einer Papierbahn 2 wird dabei von einem Antriebsaggregat 3 mit einer motorisch angetriebenen Friktionswalze 19 in Richtung A1 einer Fotoleitertrommel 4 zugeführ. Einzelheiten des Antriebsaggregats 3 und weiterer Komponenten sind der DE 197 49 651.2 zu entnehmen, nahme in die vorliegende Beschreibung aufgenommen wird. Das Aggregat enthält zusätzlich bewegliche Schwenkelemente 15, mit denen die Papierbahn 2 an die Oberfläche der Fotoleitertrommel angedrückt oder von dieser abgehoben werden kann. Sie sind dazu mit einem elektrischen Stellglied 20, z.B. einem Schrittmotor oder Hubmagneten, automatisch bewegbar. Einzelheiten geeigneter Schwenkelemente sind in Form von Umdruckschwingen beispielsweise aus der WO 97/17635 A1 bekannt. Sie können insbesondere wie die in der Figur 5 der WO-Veröffentlichung gezeigten Schwingen 40 und 44 ausgebildet sein, und an Achsen derart schwenkbar gelagert sein, daß die Papierbahn bezüglich weiter entfernt liegenden Teilen des Antriebsaggregats längenneutral an- und abschwenkbar ist. Der Inhalt der WO 97/17635 A1 wird hiermit ebenfalls durch Bezugnahme in die vorliegende Beschreibung aufgenommen.
Zurückkommend zur Figur 1 wird die Papierbahn 2 in einer Umdruckzone 5 bedruckt. Dazu wird die über eine Motor angetriebene Fotoleitertrommel 4 durch verschiedene, angekoppelte Aggregate mit einem Tonerzwischenbild beaufschlagt, welches in der Umdruckzone 5 auf die Papierbahn 2 umgedruckt wird. Ein erstes Aggregat ist ein Zeichengenerator 6, der einen Leuchtdiodenkamm mit einzelnen ansteuerbaren Leuchtelementen enthält und welcher beispielsweise entsprechend der WO 96/3782 A1 aufgebaut sein kann. Der Zeichengenerator 6 ist durch Variation der Ansteuerspannung bzw. des Ansteuerstroms in seiner Lichtintensität regelbar. Eine elektronische Steuerung steuert die einzelnen Leuchtdioden entsprechend der zu druckenden Bildinformation. an. An die Belichtungsstation schließt sich ein Ladesensor 7 an, der das Oberflächenpotential auf der Fotoleitertrommel 4 mißt und in Abhängigkeit davon ein Signal abgibt. Das auf der Fotoleiter 4 zeichenabhängig mit dem Zeichengenerator 6 erzeugte Bild (Ladungsbild) wird mit Hilfe einer Entwicklerstation 8 eingefärbt. Die Entwicklerstation 8 enthält einen Tonervorratsbehälter 9 zur Aufnahme von Toner sowie eine Dosiereinrichtung 10 in Form einer Dosierwalze. Abhängig vom Tonerverbrauch führt die Dosierwalze 10 einer Mischkammer 11 Toner zu. In der Mischkammer 11 befindet sich ein Toner/Entwicklergemisch aus ferromagnetischen Trägerteilchen und Tonerteilchen. Das Tonergemisch wird einer Entwicklerwalze 12 zugeführt. Die Entwicklerwalze 12 wirkt als sog. magnetische Bürstenwalze und besteht aus einer Hohlwalze mit darin angeordneten Magnetleisten. Die Entwicklerwalze 12 transportiert das Entwicklergemisch zu einem Entwicklungsspalt 13 zwischen der Fotoleitertrommel 4 und der Entwicklerwalze 12. Überschüssiges Entwicklergemisch wird über die Entwicklerwalze 12 wieder in die Mischkammer 11 zurücktransportiert. Bezüglich der Drehrichtung B1 der Fotoleitertrommel 4 ist der Entwicklerstation 11 ein Tonermarkensensor 14 nachgeschaltet. Der Tonermarkensensor 14 ist ein optoelektronischer Abtaster, der beispielsweise als Reflexions-Lichtschranke ausgebildet sein kann. Sie besteht aus einer Lichtquelle und einem Fototransistor als Empfänger. Das Ausgangssignal des Fototransistors ist abhängig vom Reflexionsgrad der auf der Fotoleitertrommel 4 aufgebrachten und über die Entwicklerstation eingefärbte Information. Mit dem Sensor wird insbesondere eine Tonermarke abgetastet, die zur Bestimmung der Farbsättigung, d.h. der aufgebrachten optischen Dichte der Tonermarke dient. Die Wellenlänge der Reflexionslichtschranke ist so gewählt, daß das Abtastlicht keinen Einfluß auf die Funktion der Fotoleitertrommel 4 hat.
Die Tonermarke wird bei Aufruf einer Testroutine oder automatisch regelmäßig, beispielsweise nach 2000 Druckseiten, gestartet. Die dann erzeugte Tonermarke wird abgetastet und das Testmuster beispielsweise hinsichtlich Einfärbungsdichte und/oder Farbsättigung ausgewertet.
Während des Durchlaufs der Testroutine bzw. der Erzeugung der Tonermarke ist die Papierbahn 2 von der Fotoleitertrommel 4 abgeschwenkt, so daß sie in der Umdruckzone 5 die Oberfläche 4a der Fotoleitertrommel 4 nicht berührt. Das Antriebsaggregat 3 bzw. die die Papierbahn 2 an die Fotoleitertrommel 4 andrükkenden Andruckelemente 15 sind dann von der Fotoleitertrommel 4 abgeschwenkt.
In Drehrichtung der Fotoleitertrommel 4 gesehen hinter der Umdruckzone 5 befindet sich eine Reinigungseinrichtung 16, mit der Resttoner, der im Bereich der Umdruckzone 5 nicht von der Fotoleitertrommel 4 gelöst bzw. auf das Papier 2 umgedruckt wurde, von der Fotoleitertrommel 4 entfernt wird. Die Reinigungsstation 16 ist in üblicher Weise aufgebaut und enthält z.B. ein Abstreifelement 17, das den überschüssigen Toner bzw. die Trägerteilchen von der Fotoleitertrommel 4 abstreift. Unterstützt wird der Reinigungsprozess durch eine Koronaeinrichtung 18. Im übrigen sind in dem Druckgerät weitere Korona-Einrichtungen in an sich bekannter Weise vorgesehen. Dazu zählt beispielsweise ein Ladekorotron, das zwischen der Reinigungseinrichtung 16 und dem Zeichengenerator 6 vorgesehen ist. Auch Belichtungseinrichtungen, die zur Entladung der Fotoleitertrommel 4 dienen, können in dem Gerät angeordnet sein. Weitere Einzelheiten zum elektrofotografischen Prozeß und den hierzu gehörigen Einrichtungen sind beispielsweise in der EP 403 523 B1 beschrieben.
In Figur 2 ist eine Gerätesteuerung 25 des elektrografischen Druckers gezeigt, die mit allen elektronischen Komponenten der verschiedenen Aggregate des Geräts verbunden ist, so daß die Abläufe untereinander koordinierbar sind. Die Gerätesteuerung 25 ist zum einen mit einem Controller 26 verbunden, in dem zu druckende Druckdaten eingehen und in punktweise die Leuchtdioden des Zeichengenerators 6 ansteuerbare Signale umsetzt. Diese Signale werden an die Steuerung 27 des Zeichengenerators übertragen. Des weiteren ist die Gerätesteuerung 25 mit einer Steuerung 28 verbunden, die elektrofotografische Parameter wie die Spannungen von Corotron-Drähten steuert.
Der die Fotoleitertrommel 4 abtastende Tonermarkensensor 14 weist elektronische Komponenten 29 auf, die ebenfalls mit der Gerätesteuerung 25 in Verbindung stehen. Die Steuerung 30 der Entwicklerstation 8 tauscht zweiseitig Daten mit der Gerätesteuerung 25 aus. Der Tonerkonzentrationssensor 21, welcher in der Mischkammer 11 der Entwicklerstation 8 die Konzentration des Toners im Toner/Entwicklergemisch mißt, weist eine elektronische Baugruppe 31 auf, die ebenfalls mit der Gerätesteuerung 25 verbunden ist.
Schließlich ist die Gerätesteuerung 25 noch mit der elektronischen Steuerung 32 des Antriebsaggregats 3 verbunden. Die Steuerung 32 steuert insbesondere Komponenten 33 des Schrittmotors an, welcher die Papierbahn 2 bewegt sowie die elektronischen Komponenten 34, welche den Schrittmotor 20 oder einen entsprechenden Hubmagneten für die Andruckelemente 15 aktiviert. Selbstverständlich können die verschiedenen Andruckelemente 15 auch mit jeweils eigenen Schrittmotoren bzw. Hubmagneten ausgestattet sein, um so einen individuellen Andruck der Schwingen bewerkstelligen zu können. Weiterhin ist die Gerätesteuerung 25 mit einer Elektronik 35 verbunden, welche die Tonerförderung aus einem externen Tonervorratsbehälter in die Entwicklerstation bewirkt. Innerhalb der Entwicklerstation kann eine weitere Elektronik vorgesehen sein, die die Dosierung des Toners von dem Tonervorratsbehälter 9 in die Mischkammer 11 mittels der Dosierungswalze 10 steuert.
Anhand der Figur 3 wird nunmehr der Ablauf des Druckens und der Tonerkonzentrationsregelung genauer beschrieben. In den Verfahrensschritten S1 bis S5 ist ein erster Betriebszustand gezeigt, in dem Druckdaten auf die Papierbahn 2 umgedruckt werden. Im Schritt S1 wird geprüft, ob Druckdaten vorhanden sind. Ist dies nicht der Fall, schaltet das Druckgerät in einen Stand-by Zustand, in dem verschiedene Aggregate wie die Fotoleitertrommel, Umdruck-Corotrone, das Transportaggregat etc. auf einen niedrigen Energieverbrauch eingestellt sind.
Sobald die Gerätesteuerung 25 vom Controller 26 ein Signal erhält, daß Druckdaten vorhanden sind, aktiviert diese die beteiligten Aggregate, im Schritt S3 die elektrofotografisch relevanten Aggregate und im Schritt S4 das Transportaggregat 3. Hierbei wird insbesondere der Stellmotor 20 aktiviert, durch den die Papierbahn 2 an die Oberfläche der Fotoleitertrommel 4 angeschwenkt wird. Des weiteren wird der Antriebsmotor aktiviert, welcher die Friktions-Transportwalze 19 zum Transport der Papierbahn in Gang gesetzt wird. Danach werden die auszugebenden Druckdaten über den Zeichengenerator 6 auf die Fotoleitertrommel 4 als Tonerzwischenbild geschrieben, das Tonerzwischenbild auf der Fotoleitertrommel im Entwicklerspalt 13 der Entwicklerstation 8 auf die Fotoleitertrommel 4 aufgebracht und in der Umdruckzone 5 auf die Papierbahn 2 umgedruckt. Später wird das so umgedruckte Tonerbild in einer Fixiereinrichtung auf dem Aufzeichnungsträger 2 fixiert. Während der normalen Druckphase (Schritte S1 bis S5) wird die Tonerkonzentration in der Entwicklerstation 8 durch eine Tonerkonzentrationsregelung kontrolliert. Mit dem Sensor 21 wird dabei permanent die Tonerkonzentration in der Entwicklerstation 8 erfaßt und durch entsprechende Nachförderung mit der Fördereinrichtung 10 ein konstantes Toner-Entwicklergemisch in der Mischkammer 11 aufrecht erhalten.
Alternativ zur Regelung der Tonerkonzentration mit dem Tonerkonzentrationssensor 21 ist es auch möglich, die von der Einrichtung 10 geförderte Tonermenge pro Zeiteinheit zu steuern, indem die umgedruckten, gesetzten Bildpunkte (Pixel) im Controller 26 gezählt werden und/oder andere, den Tonerverbrauch bestimmende Größen, wie z.B. die Kontrasteinstellung des Bildes, die Temperatur der Fotoleitertrommel oder dergleichen zur Festlegung der Tonerfördermenge zu verwenden.
Im Schritt S6 wird geprüft, ob das Ende eines Druckauftrags erreicht ist. Ist dies der Fall, so ist die Druckprozedur beendet. Falls nicht, dann wird im Schritt S7 geprüft, ob ein Seitenzähler, der sukzessive mit jeder Druckseite von einem Anfangszählerstand N0 = 2000 gleich Null ist. Falls nicht, so wird der Seitenzähler im Schritt S8 um einen Wert erniedrigt und der Umdruck der nächsten Seite kann erfolgen (Schritt S5).
Falls der Seitenzähler N = 0 ist, so wird im Schritt S11 der Druckbetrieb beendet und ein zweiter Betriebsmodus zur Erzeugung einer Tonermarke gestartet. Gleichzeitig wird im Schritt S10 der Seitenzähler wieder auf den Anfangswert N0 = 2000 gesetzt.
Nach jeweils 2000 Seiten wird also der normale Druckvorgang unterbrochen und eine Überprüfung der aktuellen Entwicklungsbedingungen anhand einer Tonermarke durchgeführt. Dazu wird zunächst die Papierbahn 2 in der Umdruckzone 5 mittels der Andruckelemente 15 von der Oberfläche der Fotoleitertrommel 4 abgeschwenkt. Auch der Papiertransport wird dabei angehalten.
Im Schritt 59 wird der Wert des Seitenzählers in einem Speicher der Druckersteuerung 25 abgelegt.
Die Schritte S12 bis S17 beschreiben einen zweiten Betriebszustand, bei dem eine Tonermarke auf den Fotoleiter 4 geschrieben und ausgewertet wird zur Modifizierung der Tonerförderungsregelung, welche während der Umdruckphase (S5) im normalen Druckbetrieb erfolgt.
Im Schritt S12 wird eine oder mehrere Tonermarken nacheinander auf die Fotoleitertrommel 4 geschrieben. Die Tonermarken können während eines Umlaufs der Fotoleitertrommel erzeugt werden oder alternativ mehrere Tonermarken über mehrere Umläufe der Fotoleitertrommel 4. Die Tonermarken sind so breit, daß sie in den Schreibbereich der Fotoleitertrommel gelangen, in welchem im normalen Druckbetrieb (Schritt S5) Druckinformationen ausgegeben werden, die normalerweise auf die Papierbahn 2 umgedruckt werden. Bei Bedarf kann die Tonermarke sogar über die gesamte Breite der Fotoleitertrommel 4 reichen.
Derart auf der Fotoleitertrommel 4 erzeugte Tonermarken bzw. die Marken werden mit dem Sensor 14 im Schritt S13 abgetastet und in der Steuerung 25 ausgewertet. Die Auswertung kann hinsichtlich der erzeugten Tonerdichte und/oder hinsichtlich der Form der Tonermarke erfolgten. Je nach verwendetem Tonertyp (z.B. verschiedener Farben) kann die Tonermarke bzw. die Tonermarken verschiedene Dichten Formen und/oder Abmessungen aufweisen. Aus den Werten wird dann ein Wert abgeleitet, der im Schritt S14 mit einem Regelungsschwellwert RS verglichen wird. Liegt der Tonerdichtewert OD der Tonermarken im Intervall [RS-Δ ,...,RS+Δ], so kann im Schritt S17 der Betriebsmodus des Tonermarkendrucks abgebrochen werden und zum normalen Druckbetriebsmodus zurückgeschaltet werden.
Liegt die Tonerdichte OD dagegen außerhalb des Intervalls [RS-Δ,..., RS+Δ], so wird im Schritt S15 eine Tonerförderung angestoßen und eine weitere Tonermarke gemäß Schritt S12 erzeugt. Dieser Prozeß (Schritte S12 bis S15) wird solange wiederholt, bis die Einfärbung OD der Tonermarke in dem geforderten Intervall liegt. Schließlich wird aus dem Betriebsmodus der Tonermarkenerzeugung heraus im Schritt S16 mindestens ein Korrekturwert ermittelt, mit dem die Regelung der Tonerkonzentration in der normalen Druckphase (Schritte S S5 bis S8) angepaßt wird. Dabei wird insbesondere ein Regelschwellwert für die Tonerkonzentration verändert.
Die Tonerkonzentrationsregelung in den Druckintervallen, die zwischen den Abgleich-Betriebszuständen liegen, in denen Tonermarken gebildet und ausgewertet werden, kann beispielsweise nach den in den US 4,468,112 A oder US 5,387,965 A beschriebenen Verfahren erfolgen. Deren Inhalte werden hiermit durch Bezugnahme in die vorliegende Beschreibung aufgenommen. Im Abgleich-Betriebszustand wird dabei aus der gemessenen Tonerdichte und dem Sollwert der Tonerdichte wird eine Differenz gebildet und der Differenzwert zur Bestimmung eines neuen Tonerkonzentrations-Sollwertes bzw. eines Schwellwerts zur Tonerkonzentrationsregelung verwendet.
In einer etwas veränderten Tonerkonzentrationsregelung wird aus dem Meßwert für die Tonerdichte ein Faktor zur Veränderung eines Tonerkonzentrations-Sollwertes und/oder eines Tonerkonzentrations-Regelschwellwertes verwendet.
In einer etwas vereinfachten Variante der Anpassung der Tonerkonzentrationsregelung, in der kein Tonerkonzentrationssensor benötigt wird (der aber gleichwohl hilfreich sein kann), kann im Schritt S12 auch die pro Zeiteinheit in die Entwicklerstation geförderte Tonermenge angepaßt werden. In der Regelung der Tonerförderung während dem normalen Druckprozess können zur genaueren Steuerung zusätzlich andere Größen wie die Summe gesetzter (d.h. schwarzer Pixel), die Temperatur der Fotoleitertrommel oder der eingestellte Bildkontrast berücksichtigt werden.
In der Figur 4 ist ein weiteres Druckgerät beschrieben, bei dem in einem ersten Druckwerk 150 von einem ersten Zeichengenerator 124 mindestens ein latentes Bild auf einem Fotoleiterband 122 erzeugt wird. Mit einer Vielzahl von Entwicklerstationen 126a, 126b,...126e, die Toner verschiedener Farben beinhalten, werden auf dem Fotoleiterband 122 in Bewegungsrichtung B ein oder mehrere Tonerzwischenbilder erzeugt. Dieses Band ist Träger eines temporären Bildes und wird daher als Zwischenbildträger bezeichnet. Entsprechend werden von einem zweiten Zeichengenerator 138 und von mehreren Entwicklerstationen 140a bis 140 in einem zweiten Druckwerk 152 auf einem zweiten Fotoleiterband 136 in Bewegungsrichtung D latente Bilder und Tonerzwischenbilder verschiedener Farben erzeugt. Dieses Druckgerät ist in der deutschen Patentanmeldung DE 198 561 45.8 der Anmelderin (internes Zeichen 981101DE) näher beschrieben.
Die Tonerzwischenbilder werden an einer ersten Umdruckstelle 128 von dem ersten Fotoleiterband 122 auf ein erstes, in Richtung C laufendes Transferband 130 übertragen und entsprechend an einer dritten Umdruckstelle 142 vom zweiten Fotoleiterband 136 auf ein zweites Transferband 144, das sich in Richtung E bewegt. Die Transferbänder 130, 132 sammeln jeweils die Tonerzwischenbilder der verschiedenen Farbauszüge und drucken das vollfarbige Bild dann an einer zweiten Umdruckstation 132 bzw. einer vierten Umdruckstation 146 auf den bahnförmigen Aufzeichnungsträger 114 beidseitig, also duplex um. Der mit Transportwalzen 116 durch Friktion angetriebene Aufzeichnungsträger 114 durchläuft dann in Transportrichtung A eine Fixierstation 118 zum Fixieren der beiden Tonerbilder und wird anschließend in einer Kühleinrichtung 120 gekühlt.
Auch bei diesem Gerät wird entsprechend den in Figuren 1 bis 3 beschriebenen Ausführungsbeispielen mit der vorliegenden Erfindung ein Betriebzustand durchgeführt, in dem eine Tonermarke von den Zeichengeneratoren 124 bzw. 138 und von mindestens einer der Entwicklerstationen 126a bis 126e bzw. 140a bis 140e auf mindestens einem Fotoleiter 122, 136 erzeugt wird. Die Tonermarke wird dann auf eines der Transferbänder 130, 144 umgedruckt, auf diesem durch einen der optoelektronischen Sensoren 154, 156 abgetastet und vom Transferband entfernt, ohne auf die Papierbahn 114 umgedruckt zu werden. Dazu sind die beiden Transferbänder 130 und 144 von der Papierbahn 114 im Bereich der Umdruckstationen 132 und 146 abhebbar, so daß der Umdruck auf das Papier 114 verhindert werden kann.
Alternativ zu der Abtastung der Tonermarke auf den Transferbändern 130, 144 kann die Tonermarke auch auf den Fotoleiterbändern 122, 136 von entsprechenden Sensoren abgetastet werden. Dann wird entweder der Umdruck auf die Oberflächen 130a, 144a der Transferbander 130, 144 oder der Umdruck auf die Papierbahn 114 verhindert. Zum Abheben der Transferbänder 130, 144 von der Papierbahn 114 und/oder der Transferbänder 130, 144 von den Fotoleiterbändern 122, 136 sind entsprechend schnelle Schaltmittel im Bereich der Umdruckzonen 132, 146 und/oder 128, 142 vorgesehen.
Obwohl die Erfindung in der Weise beschrieben wurde, daß zwischen zwei Auswertezyklen für die Tonermarke (d.h. zwischen dem automatischen Starten des ersten Betriebszustands) etwa 2000 Druckseiten des zweiten Betriebszustands liegen, kann diese Anzahl der Druckseiten je nach gegebener Stabilität der Tonerkonzentrationsregelung verändert, d.h. erhöht oder erniedrigt werden. Im zweiten Betriebszustand wird die Einfärbung insbesondere nur durch die Tonerkonzentrationsregelung bestimmt, wobei mindestens eine ihrer Regelungsgrößen, z.B. der Regelungsschwellwert der Tonerkonzentration, durch den ersten Betriebszustand, nämlich die Erzeugung der Tonermarke bestimmt werden. Diese Variante der Erfindung ist daher auch als tonermarkengeführte Tonerkonzentrationsregelung anzusehen.
Statt in einem Druckgerät für bahnförmige Aufzeichnungsträger kann die Erfindung auch in einem Gerät für Einzelblätter verwendet werden. Die Verhinderung des Umdrucks in dem Betriebszustand, in dem eine Tonermarke gebildet und ausgewertet wird, kann dabei z.B. in der Art erfolgen, daß die Zuführung eines blattförmigen Aufzeichnungsträgers zur Umdruckstation vollständig unterbunden wird.
Bezugszeichenliste
1
Druckgerät
2
Aufzeichnungsträger (Papierbahn)
3
Antriebsaggregat
4
Fotoleitertrommel
4a
Oberfläche der Fotoleitertrommel
5
Umdruckzone
6
Zeichengenerator
7
Ladesensor
8
Entwicklerstation
9
Tonervorratsbehälter
10
Dosiervorrichtung
11
Mischkammer
12
Entwicklerwalze
13
Entwicklerspalt
14
Tonermarkensensor
15
Andruckelement
16
Reinigungseinrichtung
17
Abstreifelement
18
Coronaeinrichtung
19
Antriebswalze
20
Anschwenk-Stellmotor
21
Tonerkonzentratios-Sensor
25
Gerätesteuerung
26
Controller
27
ZG-Steuerung
28
Elektrofotografie-Steuerung
29
Elektronik des Tonermarkensensors
30
Steuerung der E-Station
31
Elektronik von 21
32
Elektronik von 3
33
Elektronik des Motors
34
Elektronik der Stellglieder
35
Elektronik für Tonerförderung
114
Papierbahn
116
Antriebsrolle
118
Fixierstation
120
Kühleinrichtung
122
erstes Fotoleiterband
124
erster Zeichengenerator
126a..126e
Entwicklerstationen
128
erste Umdruckstelle
130
erstes Transferband
130a
Oberfläche des ersten Transferbands
132
zweite Umdruckstelle
136
zweites Fotoleiterband
138
zweiter Zeichengenerator
140a..140e
Entwicklerstationen
142
dritte Umdruckstelle
144
zweites Transferband
144a
Oberfläche des zweiten Transferbands
146
vierte Umdruckstelle
150
erstes Druckwerk
152
zweites Druckwerk
154
Tonermarkensensor
156
Tonermarkensensor
A,A1
Papiertransportrichtung
B
Bewegungsrichtung des ersten Fotoleiterbandes
B1
Drehrichtung der Fotoleitertrommel
C
Bewegungsrichtung des ersten Transferbandes
D
Bewegungsrichtung des zweiten Fotoleiterbandes
C
Bewegungsrichtung des zweiten Transferbandes

Claims (16)

  1. Verfahren zur Regelung eines elektrografischen Druck- oder Kopierprozesses, bei dem zu druckende Informationen als Tonerzwischenbild auf einem Zwischenbildträger (4, 122, 130, 136, 144) erzeugt werden und später in einer Umdruckzone (5, 132, 146) von einer Umdruck-Oberfläche (130, 144), auf einen Aufzeichnungsträger (2, 114) übertragen werden, wobei
    auf einem insbesondere elektrografischen Zwischenbildträger (4, 130, 144) eine Tonermarke erzeugt wird,
    die Tonermarke auf dem Zwischenbildträger (4, 122, 136) zumindest bereichsweise abgetastet wird und die Tonermarke anschließend vom Zwischenbildträger (4, 122, 136) wieder entfernt wird,
    mit dem gemessenen Wert, insbesondere Dichtewert, die Tonerkonzentration in einer Entwicklerstation (8) geregelt wird und wobei
    der Übertrag des Tonerzwischenbilds von der Umdruck-Oberfläche (4a, 130a, 144a) auf den Aufzeichnungsträger (2, 114) im Zeitraum zwischen der Erzeugung und der Entfernung der Tonermarke zumindest zeitweise verhindert wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Verhinderung durch Abheben des Aufzeichnungsträgers (2, 114) von der Umdruck-Oberfläche (4a, 130a, 144a) erfolgt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Verhinderung des Umdrucks während des Zeitraums bewirkt wird, in dem die Tonermarke die Umdruckzone (5, 128, 132, 142, 146) passiert.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Tonermarke auf dem Zwischenbildträger (4, 122, 136, 130, 144) in einem Bereich erzeugt wird, in welchem auch die auf den Aufzeichnungsträger (2, 114) zu druckenden Informationen ausgegeben werden.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Aufzeichnungsträger (2, 114) bahnförmig und insbesondere aus Papier ist.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei als Zwischenbildträger eine Fotoleitertrommel (4) verwendet wird und als Umdruck-Oberfläche die Oberfläche der Fotoleitertrommel (4).
  7. Verfahren nach Anspruch 6 wobei der Aufzeichnungsträger für eine Umdrehung der Fotoleitertrommel (4) von ihrer Umdruck-Oberfläche abgehoben wird.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei als erster Zwischenbildträger ein Fotoleiterband (122, 136) oder eine Fotoleitertrommel (4) verwendet wird und als zweiter Zwischenbildträger ein Transferband (130, 144), wobei die zu druckenden Information auf dem ersten Zwischenbildträger (122, 136) erzeugt werden und anschließend auf das Transferband (130, 144) übertragen werden und wobei als Umdruck-Oberfläche die Oberfläche des Transferbandes (130, 144) verwendet wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Abtastung der Tonermarke auf dem Transferband (130, 144) erfolgt.
  10. Verfahren zum Betreiben eines elektrografischen Druckoder Kopiergerätes mit einem Zwischenbildträger (4, 122, 136), auf dem ein Zwischenbild erzeugbar ist, entsprechend den auf einen Aufzeichnungsträger (2, 114) zu druckenden Informationen, und mit einer Entwicklerstation (8, 126a bis 126e, 140a bis 140e), umfassend:
    einen ersten Betriebszustand, bei dem eine Tonermarke auf dem Zwischenbildträger (4, 122, 136, 130, 144) erzeugt wird, die Tonermarke anschließend abgetastet wird, insbesondere hinsichtlich ihrer Dichte, und dann wieder vom Zwischenbildträger (4, 122, 136, 130, 144) entfernt wird und der abgetastete Wert, insbesondere Tonerdichtewert, zur Regelung der Tonerkonzentration in der Entwicklerstation (8, 126a...126e, 140a...140e) verwendet wird, sowie
    einen zweiten Betriebszustand, bei dem Informationen auf einem Zwischenbildträger (4, 122, 136, 130, 144) als Tonerbild erzeugt und später auf den Aufzeichnungsträger (2, 114) umgedruckt werden, wobei
    im ersten Betriebszustand der Aufzeichnungsträger (2, 114) zumindest zeitweise von der Oberfläche des Zwischenbildträgers (4, 122, 136, 130, 144) abgehoben wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei nach einer vorgegebenen Zahl gedruckter Seiten des zweiten Betriebszustands in den ersten Betriebszustand umgeschaltet wird.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei die abgetasteten Dichtewerte mehrerer Tonermarken, insbesondere mehrerer Tonermarken, zwischen denen Geräte-Betriebsphasen des zweiten Betriebszustands lagen, gemeinsam zur Regelung der Tonerkonzentration in der Entwicklerstation (8) verwendet werden.
  13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der abgetastete Dichtewert der Tonermarke zur Regelung der Tonerzufuhr in der Entwicklerstation (8, 126a bis 126e, 140a bis 140e) des Geräts verwendet wird.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, wobei im zweiten Betriebszustand die Tonerkonzentration in der Entwicklerstation (8, 126a bis 126e, 140a bis 140e) geregelt wird, indem aus einem beim vorgeschalteten ersten Betriebszustand ermittelten Tonerdichtewert ein Tonerkonzentrations-Sollwert oder ein Regelungsschwellwert gebildet wird und indem die Tonerkonzentration in der Entwicklungsstation (8, 126a bis 126e, 140a bis 140e) mit einem Tonerkonzentrationssensor (21) bestimmt wird.
  15. Elektrografisches Druck- oder Kopiergerät mit einem Zwischenbildträger (4, 122, 136, 130, 144), auf dem ein Zwischenbild erzeugbar ist entsprechend den auf einen Aufzeichnungsträger (2, 114) zu druckenden Informationen, umfassend
    a) eine Steuerung (25)
    a1) zur Erzeugung eines ersten Betriebszustands, bei dem eine Tonermarke auf dem Zwischenbildträger (4, 122, 136, 130, 144) erzeugt wird, die Tonermarke anschließend abgetastet und dann wieder vom Zwischenbildträger (4, 122, 136, 130, 144) entfernt wird und
    a2) zur Erzeugung eines zweiten Betriebszustands, bei dem Informationen auf dem Zwischenbildträger (4, 122, 136, 130, 144) als Tonerbild erzeugt und später auf den Aufzeichnungsträger (2, 114) umgedruckt werden, wobei
    a3) im ersten Betriebszustand der Umdruck von Informationen auf den Aufzeichnungsträger (2, 114) zumindest zeitweise verhindert wird und
    b) mit einem Umdruck-Verhinderungsmittel (15, 20) zur Verhinderung des Umdrucks im ersten Betriebszustand.
  16. Gerät nach Anspruch 15, wobei das Umdruck-Verhinderungsmittel (15, 20) den Aufzeichnungsträger (2, 114) von der Oberfläche des Zwischenbildträgers (130, 144) abhebt.
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