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Dokumentenidentifikation DE19859093A1 27.07.2000
Titel Verfahren zum verbesserten elektrografischen Druck von Bilddetails sowie nach diesem Verfahren arbeitendes Druckgerät
Anmelder Océ Printing Systems GmbH, 85586 Poing, DE
Erfinder Maeß, Volkhard, Dr.rer.nat., 85435 Erding, DE;
Schleusener, Martin, Dr.sc.nat., 85604 Zorneding, DE
Vertreter Schaumburg und Kollegen, 81679 München
DE-Anmeldedatum 21.12.1998
DE-Aktenzeichen 19859093
Offenlegungstag 27.07.2000
Veröffentlichungstag im Patentblatt 27.07.2000
IPC-Hauptklasse G03G 13/04
Zusammenfassung Beschrieben wird ein Verfahren zum Betreiben eines elektrografischen Druckers oder Kopierers, bei dem vor Beginn des Druckvorgangs (Schritt 128) eine angepaßte Belichtungsenergie (HA) ermittelt wird (Schritt 112). Dazu wird ein Teil der Bildelemente auf einem aufgeladenen Fotoleiterbereich mit einer vorgegebenen Belichtungsenergie belichtet (Schritt 108). Der andere Teil der Bildelemente auf dem Fotoleiterbereich wird nicht belichtet (Schritt 108). Beim Ermitteln der angepaßten Belichtungsenergie (HA) wird dann ein Rasterparameter (FR) verwendet, der das Verhältnis von belichteten und nicht belichteten Bildelementen berücksichtigt.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines elektrofotografischen Druck- oder Kopiergeräts. Außerdem betrifft die Erfindung einen Drucker bzw. Kopierer zum Durchführen des Verfahrens. Dieser Drucker wird weiter unten erläutert. Bekannt sind Verfahren, bei denen ein aufgeladener Fotoleiterbereich mit einer vorgegebenen Belichtungsenergie durch eine Belichtungsvorrichtung belichtet wird. Das elektrische Potential auf dem Fotoleiterbereich wird nach dem Belichten erfaßt. An Hand einer Näherung für die aktuelle Kennlinie des Fotoleiters wird unter Berücksichtigung des erfaßten Potentials für den Druckvorgang eine angepaßte Belichtungsenergie ermittelt, die dem Einfluß von Abweichungen der aktuellen Kennlinie des Fotoleiters von einer Sollkennlinie auf den Druckvorgang entgegenwirkt.

Die Kennlinie des Fotoleiters weicht von der Sollkennlinie beispielsweise aufgrund von Temperaturveränderungen, Abnutzung oder Alterung des Fotoleiters ab. Außerdem gibt es beim Auswechseln des Fotoleiters in den Kennlinien auf Produktionstoleranzen zurückzuführende Abweichungen.

Ein Verfahren zum Ermitteln der Belichtungsenergie wird in der DE 196 12 637 erläutert. Die bekannte Art der Belichtungsregelung läßt nur einen Ausgleich bzw. eine Abschwächung der Wirkungen der abweichenden Kennlinie im Hinblick auf weiße bzw. schwarze Vollflächen zu. Die Qualität feinerer Bilddetails wird nicht zielgerichtet beeinflußt.

Aus der DE 195 09 852 C2 ist ein Verfahren zur Steuerung der Bildqualität bekannt, bei dem die Qualität feiner Bilddetails in vorgegebenen Standardmustern mit Hilfe eines optischen Sensors oder eines Potentialsensors erfaßt und anschließend durch Veränderung von Parametern des Druckvorgangs gesteuert wird. Der Sensor muß dabei die Druckqualität einzelner Bildelemente erfassen. Die Art der Steuerung der Parameter wird nur allgemein angegeben.

Es ist Aufgabe der Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines elektrofotografischen Druckgeräts anzugeben, bei dem große Flächen und auch feine Details im Druckbild auch bei veränderter Kennlinie des Fotoleiters mit hoher Druckqualität gedruckt werden können. Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung, ein Druck- bzw. Kopiergerät anzugeben, das auch bei veränderter Kennlinie des Fotoleiters große Flächen und feine Details mit hoher Druckqualität druckt.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Verfahrensschritten gelöst. Weiterbildungen dieses Verfahrens sind in den auf Anspruch 1 rückbezogenen Unteransprüchen angegeben.

Das erfindungsgemäße Verfahren geht von der Erkenntnis aus, daß Veränderungen im Entladeverhalten des Fotoleiters zu Veränderungen des elektrischen Feldes oberhalb des Fotoleiters führen. Das Feld oberhalb des Fotoleiters zieht die Tonerteilchen an und beeinflußt damit die Bildentwicklung. Auf Fotoleiterflächen, die größeren weißen bzw. schwarzen Bildflächen entsprechen, herrscht eine etwa konstante Feldstärke, die nur durch die Potentialdifferenz zwischen der Fotoleiteroberfläche und der Entwicklerstation bestimmt ist. Auf Fotoleiterflächen, die feinen Bildelementen entsprechen, beispielsweise dünnen Linien, Einzel- und Rasterpunkten, ist das elektrische Feld außer von der genannten Potentialdifferenz in komplizierter Weise von der geometrischen Form der Details und von den physikalischen Eigenschaften des Fotoleiters abhängig. Das bedeutet, daß sich Veränderungen der Fotoleitereigenschaften in unterschiedlicher Weise auf die Einfärbung großer Flächen und feiner Bilddetails auswirken.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird nur ein erster Teil der Bildelemente eines aufgeladenen Fotoleiterbereiches mit einer vorgegebenen Belichtungsenergie belichtet. Der andere Teil der Bildelemente des zur Bestimmung der angepaßten Belichtungsenergie verwendeten Fotoleiterbereiches wird nicht bzw. mit einer wesentlich geringeren Belichtungsenergie belichtet. Das Verhältnis der Anzahl der Bildelemente des ersten Teils zur Anzahl der Bildelemente des zweiten Teils definiert einen Rasterparameter. Dieser Rasterparameter wird beim Ermitteln der angepaßten Belichtungsenergie verwendet. Die hohe Druckqualität großer Flächen und feiner Bilddetails wird beim erfindungsgemäßen Verfahren bei unterschiedlichen Fotoleiterkennlinien dadurch erreicht, daß das Potentialprofil eines Bilddetails durch Veränderung der Belichtung an eine Zielform angeglichen wird. Das Erfassen des Potentials einzelner Bildpunkte wird jedoch vermieden, weil beim erfindungsgemäßen Verfahren ein Bereich aus mehreren Bildelementen, nämlich aus den Bildelementen beider Teile, zur Potentialmessung mit Hilfe eines über die Fläche integrierenden Sensors verwendet wird. Die Potentialmessung erfolgt bei einem hinreichend groß gewählten Bereich von beispielsweise 25 mm2 einfach und genau.

In einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind die Bildelemente des ersten Teils und auch die Bildelemente des anderen, zweiten Teils auf dem Fotoleiterbereich etwa gleichmäßig verteilt, beispielsweise schachbrettartig oder streifenförmig. Durch diese Anordnung der Bildelemente wird bei der Potentialmessung eine mittlere Feldstärke erfaßt, die sich sehr gut zum Ermitteln der angepaßten Belichtungsenergie eignet. Auf dem Fotoleiterbereich entsteht eine gleichmäßige Potentialverteilung, so daß geringe Positionsabweichungen des Potentialsensors auf das Meßergebnis keinen Einfluß haben.

In einer nächsten Weiterbildung wird zum Belichten ein Multilevel-Zeichengenerator verwendet, wie er z. B. in der US-Patentschrift 5,767,888 beschrieben ist. Der Multilevel-Zeichengenerator wird entweder wie in der genannten US-Patentschrift mit Hilfe einer LED-Zeile realisiert oder durch Verwenden eines Mehrebenenlasers, der den Fotoleiter abtastet.

Die Erfindung betrifft außerdem einen Drucker zum Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens. Somit gelten die oben genannten technischen Wirkungen auch für den erfindungsgemäßen Drucker.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand der beiliegenden Zeichnungen erläutert. Darin zeigen:

Fig. 1 ein Potential-Zeit-Diagramm unterschiedlicher Kennlinien eines Fotoleiters,

Fig. 2a bis 2c Diagramme zur Verdeutlichung des Einflusses unterschiedlicher Kennlinien des Fotoleiters auf den Entwicklungsvorgang,

Fig. 3 ein Potential-Belichtungsenergie-Diagramm mit einem Zielbereich zum Ermitteln einer angepaßten Belichtungsenergie,

Fig. 4 ein Ablaufdiagramm der beim Ermitteln der angepaßten Belichtungsenergie auszuführenden Verfahrensschritte, und

Fig. 5 beim Bestimmen der angepaßten Belichtungsenergie verwendete Formeln, und

Fig. 6 eine Prinzipdarstellung eines Druckgeräts.

Fig. 1 zeigt ein Potential-Zeit-Diagramm zweier Kennlinien K1 und K2 eines Fotoleiters. Auf der Ordinate 10 ist das Potential und auf der Abszisse 12 die Zeit t dargestellt. Zu einem Zeitpunkt t0 wird mit dem Aufladen des Fotoleiters begonnen. Das Potential auf dem Fotoleiter hat zu einem Zeitpunkt t1 sein größtes Aufladepotential V1. Während der zwischen dem Zeitpunkt t1 und einem Zeitpunkt t2 liegenden Zeit nimmt die Ladung auf dem Fotoleiter aufgrund von Umgebungseinflüssen bis auf ein Aufladepotential VC ab, welches etwas kleiner als das Aufladepotential V1 ist. Ab dem Zeitpunkt t2 wird der Fotoleiter belichtet. Die Belichtung hat zur Folge, daß das Potential auf dem Fotoleiter vom Aufladepotential VC gemäß Kennlinie K1 bis zu einem Zeitpunkt t3 auf ein Entladepotential VD1 exponentiell sinkt. Hat der Fotoleiter z. B. aufgrund einer verringerten Umgebungstemperatur die Kennlinie K2, so sinkt das Potential auf dem Fotoleiter zwischen den Zeitpunkten t2 und t3 exponentiell vom Aufladepotential VC auf ein Entladepotential VD2, welches oberhalb des Potentials VD1 liegt. Wird der Fotoleiter nicht belichtet, so hat er zum Zeitpunkt t3 auf seiner Oberfläche ein Aufladepotential VC', das etwas geringer als das Aufladepotential VC ist.

Auf dem Fotoleiter sind nach dem Belichten zum Zeitpunkt t3 abhängig von den Kennlinien K1 oder K2 unterschiedliche Entladepotentiale VD1 bzw. VD2 für den Entwicklungsbeginn vorhanden. Der unterschiedliche Verlauf der Kennlinien K1 und K2 eines Fotoleiters hängt beispielsweise auch vorn Alter des Fotoleiters ab. Die Abweichung der Kennlinien K1 und K2 tritt jedoch auch bei einem Wechsel des Fotoleiters bzw. beim Vergleich der Fotoleiter zweier verschiedener Drucker auf. In diesem Fall haben fertigungsbedingte Schwankungen sowie die Qualität der Fotoleiter einen zusätzlichen Einfluß auf die Abweichung der Kennlinien K1 und K2 voneinander.

Die Kennlinie K2 gehört zu einem Fotoleiter der relativ lichtunempfindlich ist. Dagegen beschreibt die Kennlinie K1 einen Fotoleiter, der lichtempfindlicher als der durch die Kennlinie K2 beschriebene Fotoleiter ist. Ein Fotoleiter wird beispielsweise mit zunehmender Erwärmung lichtempfindlicher.

Die unterschiedlichen Entladepotentiale VD1 und VD2 führen zu unterschiedlichen Druckqualitäten, falls der Einfluß der Kennlinien K1 bzw. K2 auf den Druckvorgang nicht berücksichtigt wird. Eine gestrichelte Linie 14 verdeutlicht das tiefste auftretende Entladepotential VLIM der Fotoleiter mit den Kennlinien K1 bzw. K2.

Die Fig. 2a bis 2c zeigen Diagramme zur Verdeutlichung des Einflusses der Kennlinien K1 und K2 auf den Entwicklungsvorgang. Fig. 2a zeigt ein Potential-Belichtungsenergie-Diagramm für die Kennlinien K1 und K2. Auf der Ordinate 20 ist das Potential auf den Fotoleitern in V (Volt) dargestellt. Auf der Abszisse 22 ist die Belichtungsenergie in µWs/cm2 dargestellt. Das Potential auf den Fotoleitern mit den Kennlinien K1 bzw. K2 sinkt von einem Potential S00 Volt gemäß fallender Exponentialfunktionen auf die Entladepotentiale VD1 bzw. VD2 bei einer Belichtungsenergie von 2,0 µWs/cm2.

Fig. 2b zeigt ein Belichtungsenergie-Orts-Diagramm, bei dem die Belichtungsenergie in µWs/cm2 auf der Ordinate 30 und auf der Abszisse 32 der Abstand in Pixeln zu einem Bezugspixel 34 dargestellt sind. Eine Lichtverteilung LA wird von einer nicht dargestellten LED (Light Emitting Diode) ausgestrahlt, um das Bezugspixel 34 an der Bezugsposition 0 zu belichten. Die Lichtverteilung LA hat die Form einer Gaußschen Glocke, deren Randbereiche benachbarte Pixel des Bezugspixels 34 überdecken.

Eine Lichtverteilung LB wird erzeugt, um das Bezugspixel 34 mit einer höheren Belichtungsenergie im Vergleich zur Belichtungsenergie der Lichtverteilung LA zu belichten. Die Lichtverteilung LB ist ebenfalls gaußglockenförmig. Die Belichtungsenergie HA2 im Zentrum des Bezugspixels 34 ist bei der Lichtverteilung LB mehr als doppelt so hoch wie eine Belichtungsenergie MA1 im Zentrum des Bezugspixels 34 bei der Lichtverteilung LA, nämlich etwa 2, 3 µWs/cm2 im Vergleich zu 1 µWs/cm2.

Fig. 2c zeigt ein Potential-Orts-Diagramm, bei dem auf der Ordinate 40 das Potential auf der Oberfläche des Fotoleiters in Volt und auf der Abszisse 42 der Abstand zum Bezugspixel 34 dargestellt sind. Eine muldenartige Potentialverteilung P1A mit gaußglockenförmiger Form entsteht im Bereich des Bezugspixels 34, wenn der Fotoleiter die Kennlinie K1 hat und mit der Lichtverteilung LA belichtet wird. Die Potentialverteilung P1A führt zu einem Druckbild hoher Qualität. Hat der Fotoleiter dagegen die Kennlinie K2, so entsteht bei einer Belichtung gemäß der Lichtverteilung LA eine Potentialverteilung P2A im Bereich des Bezugspixels 34. Die Potentialverteilung P2A ist ähnlich wie die Potentialverteilung P1A, hat jedoch einen um etwa 80 Volt oberhalb des Minimalwerts der Potentialverteilung P1A liegenden Minimalwert. Durch diese Abweichung der Potentialverteilung P2A im Vergleich zur Potentialverteilung P1A würde sich ein Druckbild mit schlechter Qualität ergeben. Dies wird dadurch verhindert, daß beim Vorliegen der Kennlinie K2 die Lichtverteilung LB zur Belichtung des Bezugspixels 34 verwendet wird, wobei eine Potentialverteilung P2B entsteht, die durch eine punktierte Kurve dargestellt ist. Die Potentialverteilung P2B stimmt im wesentlichen mit der Potentialverteilung P1A überein. Somit hat das Druckbild auch bei Verwenden eines Fotoleiters mit der Kennlinie K2 eine unverändert gute Druckqualität. Die Belichtungsenergie HA2 in der Lichtverteilung LB wird deshalb als angepaßte Belichtungsenergie HA2 bezeichnet.

Besonders beim Verwenden eines Multilevel-Zeichengenerators, wie er in der US-Patentschrift 5,767,888 erläutert wird, ist es wichtig, eine vorgegebene Potentialverteilung zu erreichen, damit die Druckqualität hoch ist, insbesondere bei gerasteter Halbtondarstellung.

Fig. 3 zeigt ein Potential-Belichtungsenergie-Diagramm mit einem schraffiert dargestellten Zielbereich ZB, der beim Ermitteln der angepaßten Belichtungsenergie HA1 bzw. HA2 verwendet wird. Auf der Ordinate 50 ist das Potential auf dem Fotoleiter in Volt dargestellt. Die Abszisse 52 zeigt die Belichtungsenergie in µWs/cm2, mit der der Fotoleiter belichtet wird.

Die angepaßte Belichtungsenergie HA1 bzw. HA2 wird ermittelt, indem ein Teilbereich des Fotoleiters gemäß einem vorgegebenen Raster belichtet wird. Das Verhältnis der Anzahl der belichteten Bildelemente im betrachteten Fotoleiterbereich zur Anzahl der nicht belichteten Bildelemente definiert einen Rasterfaktor FR, für den gilt: 0 < FR < 1. Typischerweise wird ein Rasterfaktor von 0,5 verwendet. Beispielsweise ergibt sich ein Rasterfaktor von 0,5, wenn in einem 5 mm × 5 mm großem Bereich die Bildelemente (Pixel) mit einer Größe von beispielsweise 42 µm bei 600 dpi (dots per inch) Bildauflösung nach Art eines Schachbrettmusters belichtet bzw. nicht belichtet werden. Das Potential auf dem Bereich von 5 mm × 5 mm wird anschließend mit einem Potentialsensor erfaßt, der eine Erfassungsfläche von ebenfalls etwa 25 mm2 hat.

Zum Festlegen der angepaßten Belichtungsenergie HA1 bzw. HA2 werden nicht die Kennlinien K1 bzw. K2 verwendet, sondern Kennlinien K1' bzw. K2'. Die Kennlinie K1' berücksichtigt den Einfluß des Rasterfaktors FR beim Belichten eines Fotoleiters mit der Kennlinie K1. Ebenso berücksichtigt die Kennlinie K2' den Einfluß des Rasterfaktors FR beim Belichten eines Fotoleiters mit der Kennlinie K2. Der Rasterfaktor FR führt zu einer Stauchung der Kennlinien K1 bzw. K2 in Richtung der Ordinate 50. Dadurch verschiebt sich das Entladepotential VD1 bzw. VD2 auf ein größeres Entladepotential VD1' bzw. VD2'. Das Verwenden der Kennlinien K1' bzw. K2' beim Festlegen der angepaßten Belichtungsenergie HA1 bzw. HA2 gewährleistet, daß nicht nur große Flächen sondern auch feine Bilddetails mit hoher Druckqualität gedruckt werden können.

Um die angepaßte Belichtungsenergie HA1 bzw. HA2 festzulegen, wird die aktuelle Kennlinie des Fotoleiters K1' bzw. K2', wie unten noch erläutert, durch eine Näherung bestimmt. Anschließend wird die angepaßte Belichtungsenergie HA1 bzw. HA2 so bestimmt, daß das zur Belichtungsenergie HA1 bzw. HA2 gehörende Potential zwischen Potentialen V3 und V4 liegt, welche den Zielbereich ZB begrenzen. Das dabei ausgeführte Verfahren wird ebenfalls im folgenden erläutert.

Fig. 4 zeigt ein Ablaufdiagramm für die beim Ermitteln der angepaßten Belichtungsenergie HA auszuführenden Verfahrensschritte. Das Verfahren beginnt in einem Schritt 100. In einem Schritt 102 wird der Fotoleiter auf das Aufladepotential VC aufgeladen. Anschließend wird in einem Schritt 104 eine Standard-Belichtungsenergie HS von beispielsweise 1 µWs/cm2 eingestellt. In einem folgenden Verfahrensschritt 106 wird die Temperatur T des Fotoleiters erfaßt. Danach wird in einem Verfahrensschritt 108 der Fotoleiterbereich mit dem vorgegebenen Raster und der Standard-Belichtungsenergie HS belichtet. Anschließend wird mit dem Potentialsensor gemessen, welches integral Rasterpotential VDR auf dem Fotoleiterbereich anliegt.

In einem Schritt 110 wird danach eine Fotoleiterklasse K gemäß folgender Formel berechnet:





worin

VC das Aufladepotential des Fotoleiters in Volt,

VDR das Entladepotential der Fotoleiterrasterfläche in Volt,

VLIM das tiefste erreichbare Entladepotential in Volt,

HS die Belichtungsenergie in µWs/cm2,

T die Temperatur des Fotoleiters in °C,

K die Fotoleiterklasse in cm2/(µWs°C),

FR der Rasterfaktor sind, und

ln der natürliche Logarithmus ist.

In einem folgenden Schritt 112 wird die angepaßte Belichtungsenergie HA gemäß folgender Formel berechnet:





wobei die verwendeten Größen denen aus der Formel (1) entsprechen. Die Formel (2) entsteht durch Umstellen der Formel (1) nach der Belichtungsenergie HS. Der durch die Formel (2) angegebene Zusammenhang ist eine erste Näherung für die Kennlinie K1' bzw. K2'.

In einem Schritt 114 wird geprüft, ob die angepaßte Belichtungsenergie HA in einem zugelassenen Bereich liegt. Ist dies der Fall, so wird der Fotoleiter in einem Schritt 116 erneut auf das vorgegebene Aufladepotential VC aufgeladen. Danach wird die gerade ermittelte angepaßte Belichtungsenergie HA eingestellt, vgl. Schritt 118. Mit dieser angepaßten Belichtungsenergie HA wird anschließend in einem Schritt 120 eine Rasterbelichtung durchgeführt, bei der der betrachtete Fotoleiterbereich wieder mit dem vorgegebenen Raster belichtet wird. Nach der Belichtung wird auf dem Fotoleiterbereich das Potential VDR gemessen.

In einem Schritt 122 wird geprüft, ob das gemessene Potential VDR im Zielbereich ZB liegt. Ist dies noch nicht der Fall, so wird das Verfahren im Schritt 110 fortgesetzt. Das Verfahren befindet sich nun in einer Schleife aus den Verfahrensschritten 110 bis 122, die in einem Iterationsprozeß durchlaufen wird. Dabei wird zum Berechnen der Fotoleiterklasse im Schritt 110 in der Formel (1) anstelle der Standard-Belichtungsenergie HS die jeweils zuletzt ermittelte angepaßte Belichtungsenergie HA verwendet. Die Schleife aus den Verfahrensschritten 110 bis 122 wird entweder im Schritt 114 oder im Schritt 122 verlassen. Liegt eine gemäß Formel (2) ermittelte angepaßte Belichtungsenergie HA außerhalb des Zulässigkeitsbereiches, so folgt unmittelbar nach dem Verfahrensschritt 114 ein Verfahrensschritt 124, in welchem der Fotoleiter auf das vorgegebene Potential VC aufgeladen wird. In einem folgenden Verfahrensschritt 126 wird als angepaßte Belichtungsenergie eine vorgegebene maximale Belichtungsenergie HA-LIM eingestellt. Danach wird der Druckvorgang in einem Schritt 128 begonnen, wobei das Aufladepotential VC und die Belichtungsenergie HA-LIM verwendet wird.

Wird die Schleife aus den Verfahrensschritten 110 bis 122 dagegen im Schritt 122 verlassen, weil das Entladepotential VDR innerhalb des Zielbereiches ZB liegt, so folgt unmittelbar nach dem Verfahrensschritt 122 der Verfahrensschritt 128. Der Druckvorgang wird mit dem Aufladepotential VC und mit der im Schritt 112 zuletzt berechneten Belichtungsenergie HA durchgeführt.

Fig. 5 zeigt die Formeln (1) und (2) für die Fotoleiterklasse K und für die angepaßte Belichtungsenergie HA. Diese Formeln sind im Zusammenhang mit Fig. 4 oben erläutert worden.

Der gesamte Vorgang zum Einregeln des Potentials im Zielbereich ZB, vgl. Fig. 3, wird zweckmäßigerweise nach dem Einschalten des Druckers, nach Druckpausen im Bereitschaftsbetrieb, nach einem Fotoleiterwechsel und/oder während des laufenden Druckbetriebs in kontinuierlicher Folge durchgeführt. In einem anderen Ausführungsbeispiel wird die angepaßte Belichtungsenergie in geeigneten zeitlichen Abständen durchgeführt, beispielsweise alle 5 Minuten.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel, bei dem der Druckbetrieb relativ selten unterbrochen wird, wird zwischen zwei Regelvorgängen gemäß Fig. 4 eine Feinanpassung der Belichtungsenergie HA durchgeführt, indem die Temperatur T des Fotoleiters gemessen und anschließend nur gemäß der Formel (2) eine neue angepaßte Belichtungsenergie HA berechnet wird. So wird eine Interpolation ohne Rasterbelichtung und Potentialmessung erreicht.

Bei der Berechnung der angepaßten Belichtungsenergie HA werden entweder die angegebenen Formeln direkt verwendet oder das Verfahren wird durch Verwenden von Zuweisungstabellen vereinfacht. Die Zuweisungstabellen werden aus den Formeln (1) und (2) vor Beginn des Verfahrens zum Ermitteln der angepaßten Belichtungsenergie HA erzeugt und in einem Speicher des Druckers gespeichert.

Angewendet werden auch Verfahren ohne Iteration, bei denen die in Fig. 4 gezeigten Verfahrensschritte 114 bis 126 fehlen. Die Schritte 114 bis 122 müssen nicht ausgeführt werden, wenn der elektrofotografische Druckvorgang eine hinreichende Grundstabilität hat und die Standardbelichtung HS geeignet gewählt wird.

Fig. 6 zeigt die Prinzipdarstellung eines Hochleistungs- Druckgeräts 206. Das Druckgerät 206 hat eine Transportvorrichtung 210, die nahe einer Umlenkstation 212 angeordnet ist und Endlos-Trägermaterial durch die Umdruckstation 212 fördert, in der das auf einer Fotoleitertrommel 214 mit Hilfe einer Belichtungsvorrichtung 215 aufgebrachte, mit Toner eingefärbte Ladungsbild mittels einer Coronaeinrichtung (nicht dargestellt) auf das Endlos-Trägermaterial übertragen wird. Anschließend wird das Endlos-Trägermaterial einer Fixierstation 216 zugeführt, in der das noch verwischbare Tonerbild mit Hilfe von Druck- und Temperatur mit dem Trägermaterial wischfest verbunden wird. In der durch einen Pfeil angedeuteten Transportrichtung gesehen vor der Umdruckstation 212 ist eine erste Umlenkeinheit 218 angeordnet, die das Trägermaterial der Umdruckstation 212 zuleitet und entsprechend der ausgewählten Druckart das Trägermaterial wenden oder auch nur seitlich versetzen kann. Eine zweite Umlenkeinheit 220 ist in Transportrichtung gesehen nach der Fixierstation 216 angeordnet. Diese zweite Umlenkeinheit 220 stapelt das bedruckte Trägermaterial und kann, gleichfalls abhängig von der gewählten Druckart, das Material außerdem der ersten Umlenkeinheit 218 zuführen.

Fig. 6 zeigt den Drucker 206 in einer ersten Druckart, dem Simplexbetrieb, bei dem ein Bahnabschnitt 208 des Endlos-Trägermaterials von einem Stapel 222 durch die erste Umlenkeinheit 218 der Druckeinheit 212 zugeführt wird. Nach dem Drukken transportiert die Transportvorrichtung 210 den Bahnabschnitt 208 in Richtung der Fixierstation 216, in der das Tonerbild fest mit dem Trägermaterial verbunden wird. Anschließend stapelt die zweite Umlenkeinheit 220 den Bahnabschnitt 208 auf einem zweiten Stapel 224 auf.

Wird in einer Ausgestaltung zum Belichten ein Multilevel-Zeichengenerator verwendet, so kommen die durch das erfindungsgemäße Verfahren erzielten Vorteile deshalb besonders zum Tragen, weil gerade bei einer Vielzahl von Grauwerten bzw. Farbwerten durch das erfindungsgemäße Verfahren die Druckqualität entscheidend erhöht werden kann. Ein Multilevel-Zeichengenerator ist beispielsweise in der US-Patentschrift 5,767,888 erläutert, die hiermit in den Offenbarungsgehalt der vorliegenden Anmeldung einbezogen wird. Bezugszeichenliste 10 Ordinate, Potential

12 Abszisse, Zeit t

V1 Aufladepotential

VC, VC' Aufladepotential

VD1, VD2 Entladepotential

14 gestrichelte Linie

VLIM tiefstes erreichbares Entladepotential

20 Ordinate, Potential V

22 Abszisse, Belichtungsenergie

30 Ordinate, Belichtungsenergie

32 Abszisse, Ort in Pixeln

LA, LB Lichtverteilung

LED Light Emitting Diode

34 Bezugspixel

40 Ordinate, Potential V

42 Abszisse, Ort in Pixeln

P1A, P2A, P2B Potentialverteilung

HA1, HA2 angepaßte Belichtungsenergie

ZB Zielbereich

50 Ordinate, Potential V

52 Abszisse, Belichtungsenergie

FR Rasterfaktor

K1', K2' veränderte Kennlinie

VD1', VD2' verändertes Entladepotential

HS Standard-Belichtungsenergie

T Temperatur

VDR Rasterpotential

K Fotoleiterklasse

100 Start

102 Aufladepotential einstellen VC

104 Standard-Belichtung einstellen HS

106 Fotoleitertemperatur messen T

108 Raster-Belichtung + Messen

110 Fotoleiterklasse berechnen K

112 angepaßte Belichtung berechnen HA

114 im erlaubten Toleranzfeld?

116 Fotoleiter aufladen VC

118 angepaßte Belichtung einstellen HA

120 Raster-Belichtung + messen: VDR

122 im Zielbereich ZB?

124 Fotoleiter aufladen VC

126 maximale Belichtung HA-LIM

128 Druckvorgang mit VC und HA starten

206 Druckgerät

208 Bahnabschnitt

210 Transportvorrichtung

212 Umdruckstation

214 Fotoleitertrommel

115 Belichtungsvorrichtung

216 Fixierstation

218, 220 Umlenkeinheit

222, 224 Stapel


Anspruch[de]
  1. 1. Verfahren zum Betreiben eines elektrofotografischen Druck- oder Kopiergeräts (206),

    bei dem ein erster Teil der Bildelemente auf einem aufgeladenen Fotoleiterbereich mit einer vorgegebenen Belichtungsenergie (HS, HA) durch eine Belichtungsvorrichtung (215) belichtet wird (Schritt 108),

    der andere Teil der Bildelemente auf dem Fotoleiterbereich nicht belichtet wird,

    das Verhältnis der Anzahl der Bildelemente des ersten Teils zur Anzahl der Bildelemente des zweiten Teils einen Rasterparameter (FR) definiert,

    das elektrische Potential (VDR) des Fotoleiterbereichs nach dem Belichten erfaßt wird (Schritt 108),

    und bei dem an Hand einer Näherung (1, 2) für die aktuelle Kennlinie des Fotoleiters (214) unter Berücksichtigung des Rasterparamters (FR) und des erfaßten Potentials (VDR) für den Druckvorgang eine angepaßte Belichtungsenergie (HA) ermittelt wird (Schritt 112), die dem Einfluß einer Abweichung der aktuellen Kennlinie (K1, K2; K1', K2') des Fotoleiters von einer Sollkennlinie auf den Druckvorgang entgegenwirkt.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildelemente des ersten Teils und auch die Bildelemente des zweiten Teils auf dem Fotoleiterbereich etwa gleichmäßig verteilt sind, vorzugsweise nach Art eines Rasters oder streifenförmig.
  3. 3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rasterfaktor (FR) etwa 0,5 beträgt.
  4. 4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die angepaßte Belichtungsenergie (HA) gemäß der folgenden Formel ermittelt wird:





    worin

    VC das Aufladepotential des Fotoleiters in Volt,

    VDR das Entladepotential der Fotoleiterrasterfläche in Volt,

    VLIM das tiefste erreichbare Entladepotential in Volt,

    HA die Belichtungsenergie in µWs/cm2,

    T die Temperatur des Fotoleiters in °C,

    K die Fotoleiterklasse in cm2/(µWs°C),

    FR der Rasterparameter sind, und

    ln der natürliche Logarithmus ist.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfindlichkeitsfaktor (K) gemäß folgender Formel ermittelt wird:





    worin

    VC das Aufladepotential des Fotoleiters in Volt,

    VDR das Entladepotential der Fotoleiterrasterfläche in Volt,

    VLIM das tiefste erreichbare Entladepotential in Volt,

    HS die Standard-Belichtungsenergie in µWs/cm2,

    T die Temperatur des Fotoleiters in °C,

    K die Fotoleiterklasse in cm2/(µWs°C), und

    FR der Rasterfaktor ist.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bestimmung der angepaßten Belichtungsenergie eine Iteration durchgeführt wird (Schritte 116 bis 122), wobei jedoch anstelle der Standard-Belichtungsenergie (HS) die zuletzt ermittelte angepaßte Belichtungsenergie (HA) verwendet wird.
  7. 7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Potentialmessung das mittlere Potential auf dem Fotoleiterbereich erfaßt wird.
  8. 8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zum Belichten ein Multilevel-Zeichengenerator verwendet wird.
  9. 9. Elektrofotografisches Druck- oder Kopiergerät (106),

    mit einer Aufladevorrichtung zum Aufladen eines Fotoleiters (214),

    einer Belichtungsvorrichtung (215) zum bildmäßigen Belichten des Fotoleiters (214), und

    mit einer Steuereinheit, die vor Beginn des Druckvorgangs ein Verfahren durchführt,

    bei dem ein Teil der Bildelemente auf einem aufgeladenen Fotoleiterbereich mit einer vorgegebenen Belichtungsenergie (HS, HA) durch die Belichtungsvorrichtung (215) belichtet wird,

    der andere Teil der Bildelemente auf dem Fotoleiterbereich mit einer geringeren Belichtungsenergie oder nicht belichtet wird,

    das Verhältnis der Anzahl der Bildelemente des ersten Teils zur Anzahl der Bildelemente des zweiten Teils einen Rasterparameter (FR) definiert,

    das elektrische Potential (VDR) des Fotoleiterbereichs nach dem Belichten erfaßt wird,

    und bei dem an Hand einer Näherung (1, 2) für die aktuelle Kennlinie des Fotoleiters (214) unter Berücksichtigung des Rasterparameters (FR) und des erfaßten Potentials (VDR) für den Druckvorgang eine angepaßte Belichtungsenergie (HA) ermittelt wird, die den Einfluß von Abweichungen der aktuellen Kennlinie (K1, K2; K1', K2') des Fotoleiters von einer Sollkennlinie auf den Druckvorgang entgegenwirkt.
  10. 10. Druck- oder Kopiergerät (106) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Belichtungsvorrichtung (115) einen Multilevel-Zeichengenerator enthält.






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