DE69226682T2

DE69226682T2 - Bilderzeugungsgerät mit Auflade-Element

Info

Publication number: DE69226682T2
Application number: DE69226682T
Authority: DE
Inventors: Masahiro C/O Canon Kabushiki Kaish Ohta-Ku Tokyo Goto; Koichi C/O Canon Kabushiki Kaisha Ohta-Ku Tokyo Hiroshima; Tatsunori C/O Canon Kabushiki Kaisha Ohta-Ku Tokyo Ishiyama; Yoji C/O Canon Kabushiki Kaisha Ohta-Ku Tokyo Serizawa; Makoto C/O Canon Kabushiki Kaisha Ohta-Ku Tokyo Takeuchi
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1991-06-28
Filing date: 1992-06-26
Publication date: 1999-02-04
Anticipated expiration: 2012-06-27
Also published as: DE69226682D1; EP0520819A2; EP0520819A3; EP0520819B1; US5646717A

Description

GEBIET DER ERFINDUNG UND BEMERKUNGEN ZUM STAND DER TECHNIK

Die Erfindung betrifft ein Bilderzeugungsgerät mit einem Auflade-Element, in mehr besonderer Weise ein Bilderzeugungsgerät, in welchem ein transferierbares Bild, wie z. B. ein Tonerbild, durch einen Bilderzeugungsprozeß, wie z. B. ein elektrophotographischer, ein elektrostatischer oder ein magnetischer Aufzeichnungsprozeß, auf einem lichtleitenden, lichtempfindlichen Element, einem dielektrischen Element oder einem magnetischen Element oder dergleichen, erzeugt wird, ferner insbesondere ein solches Bilderzeugungsgerät, in welchem ein Aufzeichnungsmaterial durch eine Bildtransferstation zwischen dem Bildtragelement und einem Transferaufladeelement in der Form einer Walze oder eines Bands geleitet wird, um das Bild vom Bildtragelement auf das Aufzeichnungsmaterial zu übertragen.
Ein Bilderzeugungsgerät ist bekannt, in welchem ein Bildtragelement durch ein Auflade-Element der Kontakttype zum Zweck des Aufzeichnens eines Bilds auf einem Aufzeichnungsmaterial. wie z. B. Papier, aufgeladen wird. Ferner ist bekannt, daß eine Bildtransfervorspannung, welche an das Transferelement angelegt wird, konstantspannungsgeregelt oder konstantstromgeregelt wird.
Die Transferwalze oder dergleichen, welche als das Kontaktaufladeelement verwendet wird, ist gewöhnlich aus Gummimaterial hergestellt, in welchem leitfähige Teilchen fein verteilt sind, um einen zweckentsprechenden Volumenwiderstand zu gewährleisten. Wie bekannt, schwankt der Widerstand des Materials abhängig von den Umgebungsbedingungen um mehrere Größenordnungen, demzufolge ist es schwierig, unabhängig von den Umgebungsbedingungen eine stabilisierte Transfervorspannung anzulegen.
In mehr besonderer Weise wird die zweckentsprechende Transfervorspannung für den Normaltemperatur- und den Normalfeuchtezustand (23ºC, 68% rel. Feuchtigkeit) eingestellt, welcher als "N/N"-Zustand bezeichnet wird. Der unsachgemäße Bildtransfervorgang tritt bei einem Zustand niedriger Temperatur und geringer Feuchtigkeit (15ºC, 10% rel. Feuchtigkeit) ein, welcher nachstehend als "L/L"-Zustand bezeichnet wird, da die Widerstände der Transferwalze und des Aufzeichnungsmaterials groß sind. Im Zustand hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit (32ºC, 85% rel. Feuchtigkeit), welcher nachstehend als "H/H"-Zustand bezeichnet ist, wird der Widerstand der Transferwalze gering, demzufolge eine zu hohe Vorspannung auftritt. In diesem Fall kann die elektrische Ladung das Transfermaterial durchdringen, und ein Teil des Toners wird auf dieselbe Polarität wie die Transfervorspannung aufgeladen, so daß er nicht auf das Transfermaterial übertragen wird. Dann wird das Bild stellenweise fehlerhaft auf das Transfermaterial übertragen oder der übermäßige elektrische Strom fließt in das Bildtragelement (lichtempfindliche Trommel), demzufolge eine Transfererinnerung auf dem Bildtragelement verbleibt.
Wird die Konstantstromregelung ausgeführt, sind die vorstehend erwähnten Unannehmlichkeiten vermeidbar, welche den Schwankungen des Widerstands der Transferwalze zuzuschreiben sind, und die für den Bildtransfer notwendige elektrische Ladungsmenge kann gewährleistet werden. Das Bilderzeugungsgerät dieser Art ist gewöhnlich mit verschiedenen Größen des Transfermaterials verwendbar. Wenn das Transfermaterial geringer Größe verwendet wird, liegt notwendigerweise der Abschnitt vor, in welchem das Bildtragelement und die Transferwalze unmittelbar miteinander in Berührung sind. Ist die unmittelbare Berührungsfläche groß, strömt der größte Anteil des elektrischen Stroms durch eine solche unmittelbare Be rührungsfläche, demzufolge ein unsachgemäßer Bildtransfer wegen der kurzen Beständigkeit der elektrischen Transferladung eintritt, insbesondere in dem L/L-Zustand.
Um diesen Nachteil zu vermeiden, ist in der EP-A 367245 ein aktives Transferspannung-Regelsystem (ATVC-System) vorgeschlagen worden, in welchem die Konstantstromregelung ausgeführt wird, während das Transfermaterial in der Transferstation nicht vorliegt, und die zu diesem Zeitpunkt auftretende Spannung wird erhalten, und eine Konstantspannungsregelung wird ausgeführt, wenn das Transfermaterial in der Transferstation vorliegt.
In mehr besonderer Weise wird ein Konstantstrom von der Transferwalze einem Dunkelabschnitt mit dem Potential (VD) der lichtempfindlichen Trommel zugeführt, und die erzeugte Spannung wird überwacht. Gemäß der Spannung wird die angelegte Vorspannung während der Bildtransferoperation geregelt. Dies ist dahingehend vorteilhaft, daß die Veränderung der Bildtransfereigenschaft infolge der Umgebungszustandsänderung oder der Veränderung der Größe des Transfermaterials vermeidbar ist.
Die vorstehend beschriebene Transferwalze oder das vorstehend beschriebene Transferelement weist jedoch das Problem auf, daß die Beziehung zwischen dem zur lichtempfindlichen Trommel fließenden Strom und dem zu dem Transfermaterial fließenden Strom abhängig von dem Widerstand des Transferelements unterschiedlich ist.
In Fig. 8 ist eine Spannung-Strom-Kurve (V-I-Kurve) gezeigt, welche während des Fehlens des Transfermaterials und während des Vorliegens des Transfermaterials gültig ist, wenn das Transferelement eine Kontakttransferwalze ist. Die Spannung- Strom-Kurven gelten für eine Transferwalze a mit einem niedrigem Widerstand und für eine Transferwalze b mit einem hohen Widerstand beim Vorliegen des Transfermaterials, dem Fehlen des Transfermaterials (Strom zur lichtempfindlichen Trommel) und dem Vorliegen des Blatts (Strom zum Transferma terial und zur Transfertrommel). Die Vollinienkurven stellen den Nichtdurchlauf des Blatts dar, und die Kurven mit unterbrochenen Linien stellen den Fall des Vorliegens des Transfermaterials dar.
Aus Fig. 10 wird klar, daß die V-I-Kennlinien abhängig vom Vorliegen oder vom Fehlen des Transfermaterials signifikant unterschiedlich sind. Daher wird das Transferelement der Kontakttype, wie z. B. eine Transferwalze, durch eine Veränderung einer Belastungsimpedanz relativ zur lichtempfindlichen Trommel, wie z. B. durch das Fehlen oder das Vorliegen des Transfermaterials, durch die Größe des Transfermaterials oder dergleichen, leicht beeinflußt. Dieselben Probleme treten auf, wenn eine schmaler Spalt zwischen dem Transferelement oder der Walze und der lichtempfindlichen Trommel angeordnet ist, wobei der Spalt schmaler als die Dicke des Transfermaterials ist.
Um daher die Bildtransferspannung sachgemäß auszuwählen, ist die Veränderung der Belastungsimpedanz zu berücksichtigen. In mehr besonderer Weise ist es wünschenswert, so zu regeln, um einen gleichbleibenden elektrischen Strom durch das Transfermaterial bereitzustellen, unabhängig vom Widerstand des Transferelements. Es ist zu berücksichtigen, daß die Transfervorspannung durch die Konstantstromregelung gesteuert wird. Der Konstantstrom fließt durch das Transfermaterial. doch wenn ein Transfermaterial geringer Größe verwendet wird, fließt der Strom mehr in die Oberfläche des lichtempfindlichen Elements, wenn die Belastungsimpedanz gering ist, d. h. nicht durch das Transfermaterial.
In dem ATVC-System fließt der Strom durch das Transferelement und durch die lichtempfindliche Trommel, der Widerstand des Transferelements wird auf der Grundlage der erzeugten Spannung erfaßt, und der elektrische Strom während der Transferoperation wird vorbestimmt. Auf der Grundlage der Vorbestimmung wird die zweckentsprechende Spannung angelegt. Dies schließt jedoch das Problem ein, daß die Regelgenauigkeit nicht hoch ist, weil der Regelstrom nur einen Pegel aufweist. Außerdem weist der Widerstand des Transferelements übrigens eine Spannungsabhängigkeit auf, und daher ist die Vorbestimmung in dem ATVC-System nicht ausreichend. Wenn sich aus diesen Gründen der Widerstand des Transferelements beim langzeitigen Gebrauch, bei der Raumtemperaturänderung und/oder der Spannungsabhängigkeit ändert, wird die sachgemäße Regelung nicht erreicht, demzufolge ein nicht zufriedenstellender Bildtransfer eintritt.
Demgemäß ist es eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Bilderzeugungsgerät zu schaffen, in welchem eine Vorspannung am Auflade-Element zweckentsprechend geregelt ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Bilderzeugungsgerät aufgezeigt, wie es im Anspruch 1 definiert ist.
Die Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden, auf die Zeichnungen Bezug nehmenden beispielhaften Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung deutlich.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 zeigt eine Schnittansicht eines Bilderzeugungsgeräts in der Form eines Laserstrahldruckers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
Fig. 2 zeigt eine V-I-Kurve zur Darstellung des Prinzips des Widerstandserfassungsmodus in einer erfindungsgemäßen Ausführungsform,
Fig. 3 zeigt einen Ablaufplan der aufeinanderfolgenden Operationen des Geräts dieser Ausführungsform,
Fig. 4 zeigt ein Kurvenbild des Bildtransferwirkungsgrads in Abhängigkeit vom elektrischen Strom, wenn das Transfermaterial in der Transferstation vorliegt,
Fig. 5 zeigt ein Kurvenbild des Bildtransferwirkungsgrads in Abhängigkeit vom elektrischen Strom, welcher in den Dunkelabschnittbereich eines Bildtragelements fließt,
Fig. 6 zeigt ein Kurvenbild der V-I-Kurven zur Erläuterung des Prinzips des Widerstandsmeßmodus in einem Gerät gemäß einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform,
Fig. 7 zeigt einen Ablaufplan aufeinanderfolgender Operationen in dem Gerät der zweiten Ausführungsform,
Fig. 8 zeigt ein Kurvenbild der Spannung-Strom-Kennlinien (V-I-Kurven), wenn das Transfermaterial in der Transferstation vorliegt und wenn es fehlt, in dem Fall der Verwendung der Transferwalze als das Transferelement,
Fig. 9 zeigt ein Kurvenbild der Spannung-Strom-Kurven der Transferwalze,
Fig. 10 zeigt ein Kurvenbild des elektrischen Stroms, welcher beim Vorliegen oder beim Fehlen des Transfermaterials in der Transferstation fließt,
Fig. 11 zeigt ein Kurvenbild einer Beziehung zwischen dem Tastverhältnis der PWM-(Pulsweitenmodulation)-Regelung und der erzeugte Spannung,
Fig. 12 zeigt ein Kurvenbild der Erhöhung des Tastverhältnisses der PWM-Regelung,
Fig. 13 zeigt ein Schaltdiagramm einer Transferhochspannung- Regelschaltung,
Fig. 14 zeigt einen Ablaufplan der aufeinanderfolgenden Operationen einer Transfervorspannung-Regeleinrichtung gemäß einer dritten erfindungsgemäßen Ausführungsform,
Fig. 15 zeigt einen Zeitsteuerplan, wenn die Transfervorspannung während einer Aufwärmdrehung geregelt wird,
Fig. 16 zeigt einen Zeitsteuerplan, wenn die Transfervorspannung während einer Vordrehungszeitdauer geregelt wird,
Fig. 17 zeigt ein Kurvenbild der V-I-Kurven, wenn der Widerstand der Transferwalze ungleichmäßig ist,
Fig. 18 zeigt ein Kurvenbild zur Erläuterung einer Vielzahl von zusammenlaufenden Operationen in einer vierten erfindungsgemäßen Ausführungsform,
Fig. 19 zeigt einen Ablaufplan der aufeinanderfolgenden Operationen der Transfervorspannungsregelung in der vierten Ausführungsform,
Fig. 20 zeigt ein Kurvenbild zur Erläuterung der Operation, wenn die Abtastzeitdauer in einem Gerät gemäß einer fünften erfindungsgemäßen Ausführungsform vermindert ist,
Fig. 21 zeigt einen Ablaufplan aufeinanderfolgender Operationen der Transfervorspannungsregelung in der fünften Ausführungsform,
Fig. 22 zeigt einen Zeitablaufplan eines Ausführungsbeispiels einer Transferausgaberegelung,
Fig. 23 zeigt einen Ablaufplan aufeinanderfolgender Operationen in einem Ausführungsbeispiel der Transferausgaberegelung gemäß der vorliegenden Erfindung,
Fig. 24 zeigt ein Kurvenbild einer D/A-Wandler-Ausgabe in Abhängigkeit von der Transferhochspannungsausgabe,
Fig. 25 zeigt ein Kurvenbild einer D/A-Wandler-Ausgabe zur Regelung der an der Transferwalze angelegten Spannung,
Fig. 26 zeigt ein Kurvenbild der Strom-Spannungs-Kurven der Transferwalze,
Fig. 27 zeigt einen Zeitsteuerplan eines anderen Ausführungsbeispiels der Transferausgaberegelung,
Fig. 28 zeigt ein Blockdiagramm einer Transferhochspannungsausgabeschaltung unter Verwendung des PWM-Signals und LPF anstelle des D/A-Wandlers, und
Fig. 29 zeigt einen Zeitsteuerplan eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Transferausgaberegelung.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Bilderzeugungsgeräts gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In dieser Ausführungsform ist das Bilderzeugungsgerät in der Form eines Laserstrahldruckers unter Anwendung eines elektrophotographischen Prozesses.
Das Bilderzeugungsgerät weist ein Bildtragelement in der Form einer drehbaren elektrophotographischen Trommel 1 auf. Die lichtempfindliche Trommel 1 weist einen an Masse gelegten leitfähigen Trommelgrundkörper auf, hergestellt aus Aluminium oder dergleichen und einer lichtempfindlichen OPC- Schicht (photoleitende organische Schicht) auf der Außenfläche des Trommelgrundkörpers. Sie wird bei einer Prozeßgeschwindigkeit (Umfangsgeschwindigkeit) von 50 mm/s in die durch einen Pfeil gezeigte Richtung gedreht. Die Durchsatzleistung des Druckers beträgt 8 Blatt/min der maximalen Größe A4.
Das Gerät weist ferner eine erste Aufladewalze 2 auf, welche als eine Einrichtung zum elektrischen Aufladen der lichtempfindlichen Trommel 1 wirkt. Sie ist unter einem vorbestimmten Druck in Druckberührung mit der lichtempfindlichen Trommel 1 und wird durch die Drehung der lichtempfindlichen Trommel 1 gedreht. Die Aufladewalze 2 wird von einer Spannungsquelle 3 mit einer Vorspannung in der Form einer mit Gleichspannung vorgespannten Wechselspannung versorgt und verteilt die Ladungen gleichmäßig auf der Umfangsfläche der sich drehenden lichtempfindlichen Trommel 1 zur negativen Polarität. Die Spannungsquelle 3 wird durch eine Gleichspannungsregeleinrichtung 10 durch einen A/D-Wandler 9a und einen D/A-Wandler 9b geregelt, so daß eine Gleichspannung auf konstante Spannung geregelt wird und daß eine Wechselspannung konstantstromgeregelt wird.
Auf diese Weise wird die Oberfläche der sich drehenden lichtempfindlichen Trommel 1 gleichmäßig mit negativer Polarität aufgeladen. Eine solche Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel 1 wird durch Abtasten mit einem Laserstrahl 4 belichtet, welcher durch eine nicht gezeigte Laserabtasteinrichtung unter Abwandlung gemäß der gewünschten Bildinformation erzeugt wird. Durch diese Bildbelichtung wird das elektrische Potential des lichtempfindlichen Elements in dem durch den Laserstrahl belichteten Abschnitt vermindert, so daß ein elektrostatisches latentes Bild gemäß der Bildinformation auf der sich drehenden lichtempfindlichen Trommel 1 erzeugt wird. Das elektrostatische latente Bild wird mit negativ geladenem Toner zu einem Tonerbild entwickelt.
Ein Aufzeichnungsmaterial oder eine Transferunterlage aus Papier P in dieser Ausführungsform wird von einer nicht gezeigten Blattzuführstation entlang einem Transportdurchgang 7 in einer mit der Drehung der lichtempfindlichen Trommel 1 abgestimmten zeitlichen Beziehung in eine Bildtransferposition zugeführt, in welcher die lichtempfindliche Trommel 1 und ein Auflade-Element in der Form einer Transferwalze 6 mit der Transfertrommel 1 in Berührung ist. In der Transferposition wird das auf der lichtempfindlichen Trommel 1 erzeugte Tonerbild nacheinander auf das Transfermaterial P übertragen. Die Transferwalze 6 ist unter einem vorbestimmten Druck in der Transferposition mit der lichtempfindlichen Trommel 1 in Berührung. Die Transferwalze 6 dreht sich in derselben Umfangsrichtung und mit im wesentlichen derselben Geschwindigkeit wie die Umfangsfläche der lichtempfindlichen Trommel 1. Der Transferwalze 6 wird von der Spannungsquelle 3 eine Transfervorspannung mit einer positiven Polarität zugeführt. Während der Bildtransferoperation ist die Transferwalze 6 mit der Rückseite des Transfermaterials P in Berührung und wird gedreht, so daß die elektrische Ladung mit der entgegengesetzten Polarität zu jener des Tonerbilds auf die Rückseite des Transfermaterials einwirkt. Zwischen der Transferwalze 6 und der lichtempfindlichen Trommel 1 kann ein Spalt vorgesehen werden, welcher schmaler als die Dicke des Transfermaterials P ist, so daß das Transfermaterial während der Transferoperation durch die Transferwalze 6 an die lichtempfindliche Trommel 1 angedrückt wird.
Das Transfermaterial P, welches die Transferposition durchlaufen hat, wird nacheinander von der sich drehenden lichtempfindlichen Trommel 1 abgetrennt und wird in eine nicht gezeigte Bildfixiereinrichtung transportiert, in welcher das übertragene Tonerbild auf dem Transfermaterial P fixiert wird.
Nach dem Übertragen des Tonerbilds auf das Transfermaterial P wird die Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel 1 durch eine Reinigungseinrichtung 8 gereinigt, so daß der rückständige Toner oder andere rückständige Stoffe entfernt werden, und die lichtempfindliche Trommel 1 wird für die wiederholte Bilderzeugungsoperation vorbereitet.
In der vorstehend beschriebenen Weise wird ein Tonerbild unter Verwendung der lichtempfindlichen Trommel 1, der Aufladewalze 2, der Laserabtasteinrichtung, der Entwicklungseinrichtung 5, der Transferwalze 6 und dergleichen auf einem Aufzeichnungsmaterial (Transfermaterial P) erzeugt.
Die in dieser Ausführungsform für die Transferwalze 6 verwendbaren Materialien schließen Urethangummi, Silikongummi, EPR (Ethylen-Propylen-Gummi), EPDM (Percopolymer aus Ethylen-Propylendien), IR (Isoprengummi) oder dergleichen ein. In dieser Ausführungsform wurde EPDM-Material verwendet. Ein elektrisch leitfähige Material ist in dem EPDM-Gummi fein verteilt. Das leitfähige Material kann Kohlenstoff, Zinkoxid, Zinnoxid oder dergleichen sein. In dieser Ausführungsform wurde Zinkoxid verwendet, welches einen relativ hohen Volumenwiderstand aufweist. Das EPDM-Material, in welchem das Zinkoxid fein verteilt ist, wird verschäumt und auf ein Kernmetall 6a aus rostfreiem Stahl mit einem Durchmesser von 8 mm in einer Dicke von 6 mm aufgetragen, so daß eine geschäumte EPDM-Transferwalze 6 mit einem Außendurchmesser von 20 mm erzeugt wurde.
Der Widerstand der Transferwalze wurde in der folgenden Weise gemessen. Sie ist elektrisch an Masse gelegt, mit einer Druckkraft von ungefähr 300 gf [2,94 N] und wird mit einer Umfangsgeschwindigkeit von ungefähr 50 mm/s in Drehung versetzt. Eine Spannung von 1,0 kV ist über die Transferwalze angelegt, und der sich ergebende elektrische Strom wird bei der Bedingung 23ºC und 64% rel. Feuchtigkeit gemessen. Der elektrische Widerstand wird aus der anliegenden Spannung und dem gemessenen Strom bestimmt. Es hat sich gezeigt, daß sich der Widerstand zwischen ungefähr 5-10&sup7; und 5-10&sup9; Ω abhängig von den Losen verändert. Die Primärladespannung, d. h. das Dunkelabschnittpotential VD der lichtempfindlichen Trommel 1 beträgt -600 V, und das Potential des belichteten Abschnitts, d. h. das Belichtungsabschnittpotential VL beträgt -100 V.
Fig. 2 zeigt V-I-Kurven der folgenden Transferwalzen-Nr. 1- 4:
Walze Nr. 1 = 3,0 · 10&sup8; Ω
Walze Nr. 2 = 5,5 · 10&sup8; Ω
Walze Nr. 3 = 1,1 · 10&sup9; Ω
Walze Nr. 4 = 3,0 · 10&sup9; Ω.
Die Widerstände wurden in der vorstehend beschriebenen Weise bestimmt.
Da die vorliegende Erfindung das Merkmal der Transfervorspannung-Einstellregelung aufweist, wird daher eine Ausfüh rungsform der Erfindung in Verbindung mit Fig. 2 beschrieben. Fig. 2 zeigt die V-I-Kennlinien mit Bezug auf den Dunkelpotential-VD-Abschnitt auf der lichtempfindlichen Trommel 1 für die Walzen Nr. 1-4, d. h. die V-I-Kennlinien der Transferwalze, wenn der Dunkelpotential-VD-Abschnitt der lichtempfindlichen Trommel 1 in der Transferposition ist und die Transferoperation nicht ausgeführt wird.
In dieser Ausführungsform wird die an dem Transferwalzen- Kernmetall 6a angelegte Spannung allmählich stetig oder schrittweise erhöht, während der in die lichtempfindliche Trommel 1 fließende Strom erfaßt wird, in anderen Worten, der Widerstand der Transferwalze 6 wird erfaßt. Und ein Punkt P wird bestimmt, in welchem der Widerstand auf einer Transfervorspannung-Einstellinie ist, welche durch IT = f(V) dargestellt wird, welche auf der Grundlage von Versuchen oder dergleichen vorbestimmt wird. Die Spannung VT wird zu diesem Zeitpunkt festgehalten, und diese Spannung wird während der Transferoperation angelegt. In dieser Ausführungsform gilt:
IT = -1,67 VT + 7,29.
Auf diese Weise wird der Strom IT als eine Funktion erster Ordnung ausgedrückt. Die Spannung VT ist in der Einheit [kV] angegeben, und der Strom IT wird in der Einheit [uA] ausgedrückt.
In Fig. 3 ist ein Ablaufplan oder Algorithmus zum Erlangen des Punkts P gezeigt. Wird in dem Laserstrahldrucker dieser Ausführungsform der Netzschalter betätigt, erfolgt zuerst das Einschalten der Fixiereinrichtung. Ist die Fixierwalze auf eine vorbestimmte Temperatur (100ºC) erhitzt, wird die Fixierwalze mit einer Andrückwalze in Drehung versetzt, und sie werden angehalten, wenn eine vorbestimmte Temperatur (180ºC) erreicht ist. Zusammen mit der Drehung der Andrückwalze und der Fixierwalze werden ebenfalls die lichtempfindliche Trommel, die Aufladewalze und die Transferwalze und dergleichen gedreht. Die Drehung wird als "Aufwärmdrehung" bezeichnet. Während der Aufwärmdrehung wird die lichtempfindliche Trommel gereinigt und elektrisch aufgeladen. Normalerweise ist die Zeitdauer der Aufwärmdrehung gleichbleibend, und in der Zeitdauer führt das lichtempfindliche Element gewöhnlich eine Vielzahl von Drehungen aus. Nachdem die Aufwärmdrehung beendet und die Fixiereinrichtung für den Beginn der Operation vorbereitet ist, wird ein Druckstartsignal zugeführt. Dann beginnen die lichtempfindliche Trommel und die Transferwalze oder dergleichen zur Vorbereitung der Druckoperation zu drehen. Zu diesem Zeitpunkt wird die lichtempfindliche Trommel durch die Transferwalze aufgeladen. Die Drehung der lichtempfindlichen Trommel nach den Druckstartsignal zum Einleiten der Bilderzeugungsoperation wird als "Vordrehung" bezeichnet.
In dieser Ausführungsform ist die Transfervorspannung-Einstelloperation derart, daß der Widerstand der Transferwalze 6 während der Aufwärmdrehung (erster Erfassungsmodus: Groberfassung) ungefähr erfaßt wird, und während der Vordrehung der im wesentlichen genaue P-Punkt erfaßt wird (zweiter Erfassungsmodus: Feinerfassung), so daß die Transfervorspannung VT abschließend bestimmt wird.
Unter Bezugnahme auf Fig. 3 erfolgt die ausführliche Beschreibung. In dieser Figur sind die aufeinanderfolgenden Operationen, anders als die Transferoperation, wie z. B. das Primärladen und die Entwicklungsvorspannung oder dergleichen, ausgelassen. Wie beschrieben, wird die Vordrehung eingeleitet, unmittelbar bevor oder nachdem der Abschluß der Vorbereitung der Transferwalze 6 erfolgt ist. Zum Zweck der Vorbereitung der Druckoperation wird die lichtempfindliche Trommel 1 durch die Aufladewalze 2 der Primärladeoperation unterzogen.
Zu Beginn wird an die Transferwalze 6 eine Spannung Vt = V0 angelegt. Hier beträgt V0 = 1 kV. Vom Standpunkt der Verkürzung der zum Annähern der Transfervorspannung an VT erforderlichen Zeit, ist die Spannung V0 vorzugsweise hoch. Unter Berücksichtigung des übermäßigen Stroms in dem Fall des niedrigen Widerstands der Transferwalze beträgt sie vorzugsweise 0,8-1,2 kV. Wenn die Spannung V0 ( = Vt) anliegt, fließt der elektrische Strom von der Transferwalze 6 in die lichtempfindliche Trommel 1. Der Strom It wird abgetastet, und der Vergleich wird mit f(VT) auf der Transfervorspannung-Einstellinie ausgeführt. Im Hinblick auf den Erfassungspunkt für den Strom It kann es ein Einlaßabschnitt des elektrischen Stroms von der Spannungsquellenseite zur Transferwalze 6 sein.
Während der Abtastzeitdauer wird die Groberfassung ausgeführt, und daher ist es nicht erforderlich, daß die Abtastzeitdauer eine volle Umdrehung der Transferwalze andauert. Unter Berücksichtigung der Annäherungsdauer an die Spannung VT beträgt sie in dieser Ausführungsform 1/8-1/4 der vollen Umdrehung der Transferwalze (0,15-0,25 s). Der Vergleich erfolgt unter Berücksichtigung des Abtastfehlers ΔI&sub1;, und die anliegende Spannung wird um ΔV erhöht, bis die folgende Ungleichung erfüllt ist:
f(VT) - ΔI&sub1; ≤ It ≤ f(Vt) + ΔI&sub1; ...Ungleichung (1)
wobei ΔI&sub1; = 0,5 uA und ΔV = 200 V betragen. Wird die Spannung allmählich erhöht, wird die vorstehend erwähnte Gleichung erfüllt. Dann wird die Spannung Vt festgehalten, und der Spannungspegel wird gespeichert, bis die nächste Vordrehung ausgeführt wird.
Die Vorwärmdrehung wird unmittelbar nach der Behebung eines Staus ausgeführt, und in diesem Fall wird das Blatt automatisch ausgetragen, und daher ist die Aufwärmdrehdauer lang genug, um das Transfermaterial nach außerhalb des Geräts auszutragen. Somit ist die Aufwärmdauer lang genug, um die vorstehend beschriebenen aufeinanderfolgenden Operationen auszuführen. Selbst in dem Fall, daß die Walze Nr. 4, welche dafür angesehen wird, daß sie die längste Zeitdauer erfordert, wird die Endspannung Vt innerhalb von 10 Sekunden erreicht.
Nachstehend erfolgt die Beschreibung hinsichtlich der Vordrehung zum Zeitpunkt der Druckoperation. Der Spannungspegel Vt zum Fließen des Stroms It (Fig. 2), welcher nahe IT auf der Transfervorspannung-Einstellinie ist, ist während der Aufwärmdrehung erlangt worden. Daher wird der genaue Strompegel während der Vordrehung bestimmt.
Die Ungleichung für die Vordrehung in Fig. 3 wird auf diese Weise bestimmt. Der bei der Aufwärmdrehung erlangte Spannungspegel Vt wird während der Vordrehung an alle Abschnitte der Walzenaußenfläche angelegt. Wenn der Widerstand der Transferwalze eine Ungleichmäßigkeit in der Umfangsrichtung aufweist, ändert sich der Strompegel, während sich die Transferwalze 6 dreht, und daher neigt der Strom It dazu, von der folgenden Ungleichung geringfügig abzuweichen:
f (VT) - ΔI&sub2; ≤ It ≤ f(Vt) + ΔI&sub2; ...Ungleichung (2)
Die Ungleichung (2) während der Vordrehung wird unter Berücksichtigung der Abweichung bestimmt. In dieser Ausführungsform wird der Strompegel IT zum Einstellen der Transfervorspannung mit der folgenden Spanne bestimmt:
ΔI&sub2; = 0,2 uA.
Die angelegte Spannung Vt wird erhöht oder vermindert, bis die Ungleichung erfüllt ist. Abhängig von der Situation verzweigen die aufeinanderfolgenden Operationen zu den Schritten 1, 2 und 3. Wird die Ungleichung erfüllt, erfolgt das Bestimmen der Spannung Vt als Endtransfer-Vorspannung VT. Die Abtastzeitdauer während der Vordrehung für die Spannung Vt ist so lang wie die Zeitdauer für eine halbe oder eine volle Umdrehung der Transfertrommel, um die Erfassungsgenauigkeit zu erhöhen (0,6-1,2 s). Selbst wenn die relativ lange Zeitdauer verwendet wird, erfolgt das Annähern der Spannung in einer kurzen Zeitdauer, weil der Strompegel It ziemlich nahe am Strom It ist. In den Versuchen dieser Ausführungsform für die Walzen Nr. 1-4 wurde die Spannung in 3-4 Sekunden angenähert.
Nachstehend erfolgt die Beschreibung hinsichtlich der Bestimmung der in dieser Ausführungsform verwendeten Transfervorspannung-Einstellinie IT = f(VT). Der Strom durch das Transfermaterial P, bei welchem ein guter Druck mit hohem Transferwirkungsgrad gewährleistet ist, wird in dem in dieser Ausführungsform verwendeten Laserstrahldrucker bestimmt.
Fig. 4 zeigt ein Kurvenbild des Bildtransferwirkungsgrads η mit dem Strom durch das Blatt (Transferstrom), wenn sich Widerstand der Transferwalze 6 in dem N/N-Zustand verändert. Die Flächenmasse des Transfermaterials war 75 g/m² (zu beziehen von Xerox Corporation, 4024). Der Transferwirkungsgrad wird unter Verwendung einer Dichtemeßeinrichtung der Reflexionstype bestimmt.
Aus Fig. 4 wird klar, daß der Transferwirkungsgrad eine Spitze bei dem Strom von ungefähr 1,5-3,0 um in dem Laserstrahldrucker aufweist. Die Übereinstimmung der Spitze, ungeachtet der Höhe des Transferwalzenwiderstands, unterstützt das Vorliegen die Abhängigkeit des Transferwirkungsgrads vom Strom durch das Transfermaterial und nicht vom Widerstand oder der angelegten Spannung.
Die Beziehung zwischen dem elektrischen Strom, welcher in den Dunkelabschnitt mit dem Potential VD der lichtempfindlichen Trommel 1 fließt, bei einem bestimmten Pegel einer Spannung, wenn die Bildtransferoperation nicht ausgeführt wird, und einem Transferwirkungsgrad, wenn dieselbe Spannung während der nachfolgenden Transferoperation angelegt ist, wird nachstehend erläutert. Die Beziehungen wurden bestimmt, wenn der Widerstand der Transferwalze hoch und wenn er niedrig ist.
Fig. 5 zeigt eine Beziehung zwischen dem Transferwirkungsgrad η und dem Strom, welcher in den Dunkelabschnitt mit dem Potential VD fließt. In diesem Kurvenbild sind die Spitzen des Transferwirkungsgrads der Walzen Nr. 1 und Nr. 4 unterschiedlich. Wie in Verbindung mit Fig. 10 beschrieben, ist in dem Fall der Walze Nr. 4, welche einen relativ hohen Wi derstand aufweist, der Widerstand der Walze selbst bestimmend, unabhängig vom Vorliegen oder Fehlen des Transfermaterials zwischen der Transferwalze und der lichtempfindlichen Trommel, und daher ist der elektrische Strom, welcher in die lichtempfindliche Trommel fließt, im wesentlichen gleichbleibend. Daher sind die Spitzen des Transferwirkungsgrads im wesentlichen dieselben, wie deutlich wird, wenn die Walze 4 in dem Kurvenbild der Fig. 4 (mit dem Blatt) und dem Kurvenbild der Fig. 5 (ohne das Blatt) beachtet werden. Die Spitze beträgt:
1,5-3,0 uA.
In dem Fall der Walze mit niedrigem Widerstand, wie z. B. der Walze Nr. 1, ist der Widerstand des Transfermaterials andererseits eher als der Widerstand der Walze selbst bestimmend, und daher ist der Strom (IVD) bei demselben Spannungszustand ohne das Transfermaterial größer als der Strom mit dem Transfermaterial. Um daher den Strom von 1,5-3,0 uA fließen zu lassen, welcher den Spitzentransferwirkungsgrad während der Transferoperation mit dem vorliegenden Blatt oder dem Transfermaterial gewährleistet, wird klar, daß die Spannung so hoch ist, daß der Strom von 4,0-6,0 uA durch den Abschnitt fließt, in dem kein Blatt vorliegt. Um die Spitze des Transferwirkungsgrads unabhängig von dem elektrischen Widerstand der Transferwalze zu gewährleisten, ist es wünschenswert, den Transferstrom von 1,5-3,0 uA durch Konstantregelung zu erhalten, wenn das Blatt in der Transferposition vorliegt.
Wenn jedoch die Transfereinrichtung der Kontakttype, wie z. B. die Transferwalze, der Konstantstromregelung ausgesetzt ist, wie vorstehend beschrieben worden ist, fließt ein höherer elektrischer Strom in die Seite des unbedeckten lichtempfindlichen Elements als zum Transfermaterial, wenn die Größe des Transfermaterials gering ist. Wenn dies eintritt, fällt die Spannung ab, und daher wird die der Rückseite des Transfermaterials zugeführte elektrische Ladung unzureichend. Demgemäß ist die Konstantspannungsregelung erforder lich, um das übertragene Bild zu stabilisieren. Die Funktion IT = f(VT) wird unter Berücksichtigung der vorstehend beschriebenen Kennlinien bestimmt, so daß in dem Fall, wenn die Transferwalze mit niedrigem Widerstand verwendet wird, der elektrische Strom, welcher dem Dunkelabschnitt mit dem Potential VD zufließt, größer eingestellt wird, und wenn die Walze einen hohen Widerstand aufweist, niedriger eingestellt wird. Durch das Einstellen in dieser Weise ist der dem Transfermaterial zufließende Strom zweckentsprechend regelbar, unabhängig vom Widerstand der Transferwalze.
In dieser Ausführungsform werden die Grobregelung und die Feinregelung aus den folgenden Gründen jeweils während der Aufwärmdrehungszeitdauer und der Vordrehungszeitdauer ausgeführt. Die Aufwärmdrehung wird ausgeführt, nachdem die Energiezuführung eingeleitet ist, und sie erfolgt gewöhnlich in nichtgeregelten Zuständen, das heißt, das erste Mal am Morgen. Daher wird die Widerstandserfassung auch in dieser Erfassung während der Aufwärmdrehung ausgeführt. Da sich die Umgebungsbedingungen, wie z. B. die Raumtemperatur und die Feuchtigkeit im Büro oder dergleichen, allmählich ändern, ändern sich daher auch die zweckentsprechenden Transferbedingungen gegenüber dem Zustand am Morgen. Unter diesen Umständen wird die Feinregelung während der Vordrehungszeitdauer ausgeführt, unmittelbar vor der Druckoperation, und die Vorspannung wird auf der Grundlage der Feinregelung bestimmt, und daher ist eine gute Bildtransferoperation ausführbar.
Stabilitätstest unter verschiedenen Umgebungsbedingungen wurden unter Verwendung des Laserstrahldruckers und der Walzen Nr. 1-4 ausgeführt, an welche eine gleichbleibende Transfervorspannung VT zwischen der Walze und der Trommel angelegt wurde. Es hat sich bestätigt, daß selbst dann, wenn sich der Widerstand der Walze ändert, die zweckentsprechende Transfervorspannung immer gewährleistet werden kann, auf Grund der vorstehend beschriebenen aufeinanderfolgenden Operationen, und daher können die sachgemäßen Transferoperationen fortgesetzt werden. Außerdem hat sich bestätigt, daß ei ne größere Vielfalt von Widerständen der Transferwalze anwendbar ist.
Eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachstehend beschrieben, in welcher ein Modus aufgezeigt wird, in welchem das Kontakttransferelement während der Aufwärmdrehungszeitdauer gereinigt wird. In dem Laserstrahldrucker, welcher das Transferelement der Kontakttype aufweist, das mit der Rückseite des Transfermaterials im Kontakt ist, wird unter Berücksichtigung der Verunreinigung des Transferelements mit Toner oder dergleichen im allgemeinen ein Reinigungsmodus vorgesehen, wenn der Stau des Transfermaterials eintritt. Die Reinigungsoperation wird gewöhnlich während einer Nachdrehungszeitdauer nach dem Abschluß der Druckoperation ausgeführt. Während der Reinigungsoperation wird dem Kontakttransferelement gewöhnlich eine Vorspannung mit derselben Polarität wie des Toners zugeführt, d. h. der entgegengesetzten Polarität gegenüber jener der Transfervorspannung. Es ist zu berücksichtigen, daß in dem Fall, wenn der Stau eintritt, der Teil des Geräts zu entfernen ist, nachdem der Hauptschalter einmal ausgeschaltet ist, und die Reinigungsoperation auch während der Aufwärmdrehungszeitdauer ausgeführt wird. Die Reinigungsmodusoperation wird ausgeführt, während das Transfermaterial nicht in der Transferposition vorliegt, so daß die Tonerteilchen, welche auf der Transferwalze abgesetzt sind, zurück zur lichtempfindlichen Trommel transportiert werden.
Wenn der Erfassungsmodus (Grobregelung), wie in Ausführungsform 1 beschrieben, ausgeführt wird, nachdem die Reinigungsoperation vorgenommen ist, oder wenn die Reinigungsmodusoperation ausgeführt wird, nachdem die erste Modusregeloperation ausgeführt ist, wird die Aufwärmdrehungszeitdauer sehr lang, demzufolge eine lange Wartezeitdauer eintritt.
Um in dieser Ausführungsform ein solches Problem zu vermeiden, werden die Reinigungsmodusoperation und die Erfassungsmodusoperation 1 gleichzeitig ausgeführt. Solche gleichzeitige Operationen sind möglich, weil die Aufladeeigenschaften der Kontaktaufladeelemente nicht unterschiedlich von der Polarität der Vorspannung abhängig sind.
Der in Fig. 1 gezeigte Laserstrahldrucker weist einen Reinigungsmodus auf, in welchem eine Vorspannung von -1,5 kV für 4 Sekunden an das Kernmetall 6a der Transferwalze angelegt wird. Der Wert der Vorspannung während des Reinigungsmodus und die Reinigungszeitdauer haben Einfluß auf die Reinigungsleistung als unabhängige Faktoren. Wenn die Vorspannung hoch ist, ist die für die Reinigung erforderliche Zeitdauer kurz, doch wenn sie zu hoch ist, wird die Vorspannung den Toner mit entgegengesetzter Polarität aufladen, demzufolge die Reinigungswirkung unzureichend wird. Ist sie zu niedrig, nimmt die Menge des auf der Transferwalze rückständigen Toners zu. Wenn dies eintritt, wird der Toner während der Transferoperation zur Rückseite des Transfermaterials zurücktransportiert, demzufolge eine Verunreinigung der Rückfläche des Transfermaterials eintritt. Die längere Reinigungszeitdauer ist vom Standpunkt der guten Reinigung zu bevorzugen, doch die lange Zeitdauer der Reinigungsoperation weist einen Einfluß auf den Durchsatz auf. Wenn die Zeitdauer zu kurz ist, wird die Verunreinigung der Rückseite des Transfermaterials verursacht. Daher ist eine zweckentsprechende Einstellung der Vorspannung und der Zeitdauer notwendig. In dieser Ausführungsform hat sich gezeigt, daß die Kombination einer Vorspannung von -1,5 kV und einer Zeitdauer von 4 Sekunden für die Reinigungsoperation am wirkungsvollsten ist.
Unter Bezugnahme auf Fig. 6 erfolgt die Beschreibung eines Merkmals dieser Ausführungsform. Fig. 8 zeigt ein Kurvenbild der V-I-Kurve relativ zum Massepegel (0 V) der lichtempfindlichen Trommel. Die Transferwalze ist dieselbe wie in den Ausführungsformen 1 und 2, d. h., die geschäumte EPDM-Walze. Die Linie der Funktion IT = f(VT) ist in diesem Fall die Transfervorspannung-Einstellinie, und sie ist so korrigiert worden, daß die gute Vorspannung erreichbar ist, wenn die Transferwalze mit den Absolutwerten der Spannung VT und des Stroms IT geregelt wird. Die Funktion der korrigierten Linie wird wie folgt ausgedrückt:
IT = f(VT) = 1,33 VT - 6,0
(IT: [mA], VT: [kV].
Daher wird die Regelung auch in dem zweiten Erfassungsmodus mit der negativen Vorspannung ausgeführt, und schließlich wird sie in eine positive Vorspannung umgewandelt, wenn sie als die Transfervorspannung verwendet wird.
Unter Bezugnahme auf Fig. 7 wird nachstehend die aufeinanderfolgende Operation des Geräts dieser Ausführungsform beschrieben. In dieser Ausführungsform wird die am Kernmetall 6a der Transferwalze anliegende Spannung auf -2,0 kV eingestellt, und das Abtasten wird bei einer vollen Umdrehung der Walze ausgeführt (It). Während dieser Zeitdauer werden nahezu alle der Tonerteilchen, welche auf der Transferwalze abgeschieden sind, zurück auf die lichtempfindliche Walze transportiert. Es besteht kein herausragender Unterschied zwischen dem Abtasten des Stroms It, während die Tonerteilchen auf der Transferwalze abgeschieden werden, und dem Abtasten des Stroms It ohne darauf abgeschiedene Tonerteilchen. Es wird angenommen, daß dies der Fall ist, weil dann, wenn der Toner durch das elektrische Feld auf die Trommel übertragen wird, die elektrische Ladung ebenfalls übertragen wird. Danach wird die Spannung Vt stufenweise um 4 V = 200 V geändert, und die Operationen werden wiederholt, bis die Bedingung erfüllt ist. Zu dem Zeitpunkt, wenn die Bedingung erfüllt ist, liegt die Bestätigung vor, daß keine Tonerteilchen auf der Transferwalze abgeschieden sind. Dies wird angenommen, weil die anfänglich eingestellte Spannung Vb eine Höhe von -2,0 kV aufweist, und daher werden die meisten Tonerteilchen auf die lichtempfindliche Trommel zurückübertragen, wenn der Strom It abgetastet wird, während die Spannung etwa V0 beträgt. Die Abtastzeitdauer des Stroms It zu diesem Zeitpunkt entspricht einem Viertel des Walzenumfangs. Wenn die Bedingung erfüllt ist, wird die Spannung Vt festgehalten.
Der Erfassungsmodus 2 (Feinregelung) ist ähnlich dem in Ausführungsform 1, und daher wird die ausführliche Beschreibung ausgelassen. Es wird jedoch darauf hingewiesen, daß die Transfervorspannung VT durch Umwandeln der erhaltenen Vorspannung Vt in einen positiven Wert gewonnen wird.
Gemäß dieser Ausführungsform wird die erfindungsgemäße Operation während des Reinigungsmodus in der Aufwärmdrehungszeitdauer bewirkt, und daher wird die Wartezeitdauer durch eine verlängerte Aufwärmzeitdauer nicht verlängert. Die vorteilhaften Wirkungen der Ausführungsformen 1 und 2 werden ebenfalls erreicht, und daher sind die stabilisierten Bildtransferoperationen möglich.
Eine dritte Ausführungsform des Bildtransfervorspannungsregelsystems wird nachstehend beschrieben. In dieser Ausführungsform ist der Grundaufbau oder ist die Operation des Bilderzeugungsgeräts gleich dem in Fig. 1 gezeigten Gerät, und daher wird die ausführliche Beschreibung zur Vereinfachung ausgelassen.
Fig. 9 zeigt ein Kurvenbild der V-I-Kurven für die Bildtransferwalzen A-D, welche die folgenden Widerstände aufweisen:
Walze A = 1,0 · 10&sup8; Ω
Walze B = 5,0 · 10&sup8; Ω
Walze C = 1,0 · 10&sup9; Ω
Walze D = 5,0 · 10&sup9; Ω.
Die Widerstände sind relativ zu dem Dunkelabschnittpotential VD (= -600 V) auf dem lichtempfindlichen Element. Die Widerstände werden in der vorstehend beschriebenen Weise gemessen.
In dem in Fig. 9 gezeigten Kurvenbild stellt eine gerade Vollinie N die Beziehung zwischen der Spannung und dem Strom zum Einstellen der Transfervorspannung dar. Die Transfervorspannung-Einstellinie wird als eine graphische Darstellung des maximalen Transferwirkungsgrads für jede der Transfer walzen erhalten, wenn die Bilder tatsächlich bei verändertem Widerstand der Transferwalze gedruckt werden. Die Beziehung zwischen der Spannung und dem Strom der Transfervorspannung- Einstellinie in Fig. 9 ist:
IT = -0,85 VT + 7
(IT: [mA], VT: [kV].
Unter Bezugnahme auf Fig. 12 erfolgt nachstehend die Beschreibung hinsichtlich des Grunds, weshalb die Transfervorspannung-Einstellinie diese Form aufweist. Fig. 10 zeigt ein Kurvenbild der V-I-Kurven für die Transferwalzen B und D, und die Vollinien sind für den Blatt-liegt-nicht-vor-Modus, d. h. relativ zu dem Dunkelabschnittpotential VD (-600 V), und die gestrichelten Linien sind für die Transfermaterialien zutreffend.
Wie aus Fig. 10 beim Vergleich der Transferwalzen B und D klar wird, ist der Unterschied ΔI = IVD - IP zwischen dem Strom IVD während der Blatt-liegt-nicht-vor-Zeitdauer und dem Strom IP bei vorliegendem Blatt verschieden. Dies hat seinen Grund darin, daß sich in dem Fall, wenn der Widerstand der Transferwalze relativ gering ist, die Belastung vom Kernmetall der Transferwalze zum lichtempfindlichen Element signifikant ändert, abhängig vom Vorliegen oder Fehlen des Transfermaterials, wobei dann, wenn der Widerstand relativ hoch ist, die Änderung der Belastung gering ist. Um im Hinblick darauf eine Spannung bereitzustellen, welche zum Fließen des elektrischen Stroms während des Durchgangs des Transfermaterials notwendig ist, unabhängig von dem Unterschied des Widerstands der Transferwalze gegenüber jenem vor der Transferoperation, ist es wünschenswert, daß der in den Dunkelabschnitt mit dem Potential VD fließende elektrische Strom relativ groß ist, wenn der Widerstand relativ gering ist, wogegen dann, wenn der Widerstand relativ hoch ist, der Strom in den Dunkelabschnitt mit dem Potential VD relativ gering ist. Aus diesem Grund ist die Transfervorspannung-Einstelllinie in der in Fig. 10 gezeigten V-I-Kennlinie nach unten rechts geneigt.
In dieser Ausführungsform wird die während der Blatt-liegt- nicht-vor-Zeitdauer vor dem Beginn der Bildtransferoperation an der Transferwalze angelegte Spannung allmählich erhöht, und der in die lichtempfindliche Walze fließende elektrische Strom wird erfaßt, um die V-I-Kurve zu bestimmen. Ein Schnittpunkt der Kurve mit der folgenden Transfervorspannung-Einstellinie wird erhalten durch:
IT = -0,85 VT + 7.
Die Spannung VT an dem Schnittpunkt wird festgehalten, und die Spannung VT wird zwischen der Walze und der Trommel als die konstante Spannung angelegt, wenn das Transfermaterial die Transferposition durchläuft.
Wenn, unter Bezugnahme auf Fig. 10, die Druckoperation mit jeder der Walzen ausgeführt wird, während die Spannung der Transferwalze B auf VTB erhalten wird und während die Spannung der Transferwalze D auf VTD erhalten wird, fließt jeweils der elektrische Strom ITB und ITD durch das Transfermaterial in die Walzen B und D.
Im Hinblick auf die Einrichtung zum Ändern der Spannung, welche an die Transferwalze angelegt ist, wird das Signal von der Gleichspannungsregeleinrichtung mittels der D/A- Wandlereinrichtung stetig erhöht. In dieser Ausführungsform wird ein PWM-(Pulsweitenmodulation)-System verwendet.
Fig. 13 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Transferhochspannungsregeleinrichtung. Ein PWM-Signal, welches durch die in Fig. 1 gezeigte Gleichspannungsregeleinrichtung erzeugt ist, wird durch einen Tiefpaßfilter 11 geleitet, welcher auf einer Primärseite eines Hochspannungstransformators 41 angeordnet ist, durch welchen das Signal in den Signalpegel 0- 5 V gewandelt wird. Anschließend wird der Spannungspegel auf einen Transfervorspannungspegel geändert. Ein Signal, welches dem elektrischen Strom zu diesem Zeitpunkt entspricht, wird der CPU zugeleitet.
Somit wird ein Tastverhältnis des Impulssignals als Reaktion auf die PWM-Regelung moduliert, durch welches die Spannung des Tiefpaßfilters 11 geändert wird, und die erzeugte Spannung wird demgemäß verändert.
Die nachstehende Beschreibung erfolgt unter Bezugnahme auf Fig. 11 und Fig. 12. Fig. 11 zeigt eine Beziehung zwischen einer erzeugten (Ausgangs)-Spannung (Hardware) als Reaktion auf das Tastverhältnis (Software) der PWM-Regelung.
Da die maximale Ausgangsspannung des Transferhochspannungstransformators des Laserstrahldruckers gemäß dieser Ausführungsform 5,0 kV beträgt, wird die Spannung von 5,0 kV ausgegeben, wenn das Tastverhältnis der PWM-Regeleinrichtung 100% beträgt. Das Tastverhältnis der PWM-Regeleinrichtung weist eine Auflösung von 256 bit auf, und das Tastverhältnis kann bitweise erhöht werden, in welchem 1 bit ungefähr 20 V entspricht. Die Auflösung ist für die Transferhochspannung hoch genug. Die hohe Auflösung ist eines der Kennzeichen der PWM-Regelung.
Fig. 12 zeigt schematisch eine Erhöhung des Tastverhältnisses der PWM-Regelung, so daß die Spannung erhöht wird. In Fig. 12, stellt (1) mit a:b das Tastverhältnis dar. Ausgehend von diesem Pegel wird das Tastverhältnis allmählich erhöht, d. h. die bit-Zahl wird erhöht, bis die Spannung der Transfervorspannung-Einstellinie erreicht ist. Das PWM-geregelte Signal wird in der in Fig. 1 gezeigten Gleichspannungsregeleinrichtung 10 bereitgestellt. Das Signal wird der in Fig. 13 gezeigten Hochspannungsregelschaltung zugeleitet.
Gemäß der Änderung des PWM-Signals ändert sich auch die Ausgangsspannung, und daher ändern sich auch die elektrischen Ströme i, welche zur Transferwalze oder zum lichtempfindlichen Element (Last 12) fließen. Der elektrische Strom i wird durch eine Spannungswandlerschaltung 13 in eine Spannung umgewandelt und wird durch eine A/D-Wandlereinrichtung 9a zu der Gleichspannungsregeleinrichtung 10 zurückgeführt.
In der Gleichspannungsregeleinrichtung 10 wird eine Unterscheidung vorgenommen, ob die Beziehung zwischen dem PWM- Signal und der Spannung, d. h. die Beziehung zwischen der an der Transferwalze anliegenden Spannung und dem Strom, welcher in die Trommel fließt, gleich der V-I-Beziehung der Transfervorspannung-Einstellinie ist oder nicht. Wenn nicht, wird das Tastverhältnis des PWM-Signals weiter erhöht, bis Übereinstimmung vorliegt.
Die Spannung (PWM-Signalpegel) wird festgehalten, wenn sie übereinstimmend sind, und sie wird angelegt, wenn das Transfermaterial durch die Transferposition geleitet wird.
Fig. 14 zeigt einen Ablaufplan der aufeinanderfolgenden Operationen des Geräts dieser Ausführungsform (Vorspannungsregelung).
Fig. 15 und Fig. 16 zeigen Zeitsteuerpläne beim Betrieb des Geräts dieser Ausführungsform. Wenn die Operation ausgeführt wird, erfolgt dies vor dem Beginn der Transferoperation. Wird der Netzschalter des Laserstrahldruckers eingeschaltet, erfolgt die Stromversorgung der Fixiereinrichtung. Vor oder nach dem Abschluß des Aufwärmens der Fixiereinrichtung wird die lichtempfindliche Trommel in Drehung versetzt (Aufwärmdrehung). Die Aufwärmdrehung wird für eine vorbestimmte Zeitdauer zum Zeitpunkt des Startens des Laserstrahldruckers zum Zweck der Reinigung der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements und der gleichmäßigen Ausbildung des Oberflächenpotentials ausgeführt. Fig. 15 zeigt einen Zeitsteuerplan in dem Fall, daß die Operation dieser Ausführungsform während der Aufwärmdrehung ausgeführt wird. Fig. 16 zeigt einen Zeitsteuerplan in dem Fall, daß die Operation dieser Ausführungsform während der Vordrehungszeitdauer ausgeführt wird, wobei die Vordrehung ausgeführt wird, nachdem das Drucksignal erzeugt ist und bevor das Transfermaterial die Transferposition erreicht.
In Fig. 15 und Fig. 16 wird die Transfervorspannung-PWM- Regelung während der Aufwärmdrehungszeitdauer und der Vor drehungszeitdauer ausgeführt. Außerhalb der Druckoperation wird die Transferwalze mit einer Vorspannung versorgt, welche dieselbe Polarität wie der Toner aufweist, so daß die Transferwalze gereinigt wird.
Die Operation dieser Ausführungsform ist während der Aufwärmdrehungszeitdauer oder während der Vordrehungszeitdauer ausführbar. Wenn sie in die Aufwärmdrehungszeitdauer einbezogen ist, besteht kein Erfordernis, die Vordrehungszeitdauer zum Zweck der Regelung zu verlängern, so daß die Verminderung des Durchsatzes vermeidbar ist. Wird sie während der Vordrehungszeitdauer ausgeführt, erfolgt die Auswahl der neuen Transfervorspannung für jede der Druckoperationen, und daher wird die sachgemäße Transfervorspannungsregelung erreicht.
In dieser Ausführungsform ist eine bessere Transfervorspannungsregelung vorgesehen, und daher wird der in Fig. 16 gezeigte Zeitsteuerplan verwendet.
Jede der in Fig. 9 gezeigten Transferwalzen A-D ist in den in Fig. 1 gezeigten Laserstrahldrucker integriert, und die Bilder werden mit der beschriebenen Regelung erzeugt. Dann werden jeweils 1,2 kV, 2,2 kV, 2,95 kV und 4,25 kV für die Transferwalzen A-D erhalten. Der elektrische Strom während des Durchgangs des Transfermaterials durch die Transferstation betrug 1,2-1,8 uA, so daß qualitativ gute Bilder auf dem Transfermaterial bei hohem Transferwirkungsgrad erzeugt wurden.
Selbst wenn sich der Widerstand der Transferwalze mit dem Zeitablauf oder den Umgebungsbedingungen verändert, erfolgte keine Änderung der Tendenz der V-I-Kurve. Daher ist der elektrische Strom durch das Transfermaterial regelbar, unabhängig vom Widerstandswert der Transferwalze, und somit ist eine hochgenaue Transfervorspannungsregelung ausführbar.
Unter Bezugnahme auf Fig. 17 erfolgt nachstehend die Beschreibung im Hinblick auf eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In der Transferwalze oder dergleichen (Transferelement) sind das verschäumte Gummimaterial und das darin fein verteilte Füllmaterial auf Grund von Herstellungsproblemen nicht in einem ausreichend gleichmäßigen Maß vermischt. Demzufolge ist der Widerstand der Transferwalze in der Längs- und in der Umfangsrichtung nicht gleichmäßig.
Fig. 17 zeigt ein Kurvenbild der V-I-Kurven, wenn eine Transferwalze verwendet wird. Wegen des Vorliegens der Änderung des Widerstands der Transferwalze verändert sich der in die lichtempfindliche Trommel fließende elektrische Strom, selbst wenn eine konstante Spannung an die Transferwalze angelegt ist, wie Fig. 19 zeigt. In dem Fall der Transferwalze E verändert sich der Mittelwert der elektrischen Ströme ungefähr ±20%, und in dem Fall der Transferwalze F schwankt er um +10-20%.
Wenn die Transferwalzen in den in Fig. 1 gezeigten Laserstrahldrucker integriert sind und die Transfervorspannungsregelung der Ausführungsform 3 ausgeführt wird, erfolgt nicht die Bestimmung der für die Transferwalze E erforderlichen Transferspannung VTE, sondern die Spannung schwingt innerhalb des folgenden Bereichs:
VTEmin ≤ VTE ≤ VTEmax
In dem Fall der Transferwalze F schwingt die Spannung VTF innerhalb des folgenden Bereichs:
VTFmin ≤ VTF ≤ VTFmax.
Wenn die Transferspannung in dieser Weise schwingt, insbesondere, wenn das Drucken unter Verwendung einer Transferwalze mit einem relativ niedrigem Widerstand, wie bei der Transferwalze E, ausgeführt wird, schwingt auch der Strom, welcher durch das Transfermaterial fließt, wie in Fig. 17 gezeigt ist.
Wenn in mehr besonderer Weise angenommen wird, daß die gewünschte Transferspannung VTE der Transferwalze E 2,05 kV ist, beträgt die Spannung, welche um die Ungleichmäßigkeit des Widerstands der Transferwalze in der Umfangsrichtung abweicht, ±200 V, und daher:
ist bei der maximalen Spannung VTEmax = 2,28 kV,
ist bei der minimalen Spannung VTEmin = 1,88 kV.
Im Vergleich mit dem elektrischen Strom von 1,0-1,8 uA durch das Transfermaterial mit der optimalen Transferspannung VTE sind die elektrischen Ströme:
0,8-1,4 uA zum Zeitpunkt von VTEmin
1,6-2,6 uA zum Zeitpunkt von VTEmax.
Bei der Betrachtung des minimalen und des maximalen Pegels bei diesem Strom tritt die Schwankung innerhalb des Bereichs von 0,8-2,6 uA auf. Der minimale Strom 0,8 uA ist nicht ausreichend, demzufolge ein unsachgemäßer Bildtransfer eintritt, wobei 2,6 uA zu hoch ist, demzufolge der Toner verstreut wird, die Bilder verschwommen sind und ein niedriger Bildübertragungs-Wirkungsgrad auftritt.
Um diese Probleme zu lösen, ist es wünschenswert, daß der Annäherungspunkt so nahe als möglich an der Spannung VTE ist.
In dieser Ausführungsform wird die Annäherung in der folgenden Weise erreicht. Vor Beginn der Transferoperation wird die an die Transferwalze angelegte Spannung allmählich erhöht, und die V-I-Kennlinie der Transferwalze relativ zu dem lichtempfindlichen Element wird näher an einen Punkt auf einer vorbestimmten Transfervorspannung-Einstellinie herangeführt, und die Operation wird mehrmals wiederholt. Dann werden die festgehaltenen Spannungen einer Mittelwertbildung unterzogen, um eine gewünschte Vorspannung zu erhalten.
Unter Bezugnahme auf Fig. 18 wird dieses Transfervorspannung-Regelsystem beschrieben. Die Regelung wird während der Vordrehungszeitdauer vor dem Beginn der Transferoperation ausgeführt. Die Regeloperation ist jedoch in gewisser vorbestimmter Anzahl oder einer möglichen Anzahl innerhalb einer vorbestimmten Zeitdauer wiederholbar. In dieser Ausführungsform beträgt die Regelzeitdauer 1,26 s, entsprechend einer vollen Umdrehung der Transferwalze, und die in Ausführungsform 3 beschriebene Regeloperation wird ausgeführt. Unter Verwendung einer solchen Regeleinrichtung beträgt die zur einmaligen Erhöhung der Spannung von 0 auf VT [kV] erforderliche Zeitdauer ungefähr 50-100 ms. Daher sind mindestens 10 Abtastoperationen möglich. Die bei der Regelung erlangten Spannungen VT1-VTn werden einer Mittelwertbildung unterzogen, und die durchschnittliche Spannung wird als eine Transferspannung VT [kV] verwendet.
Fig. 19 zeigt einen Ablaufplan der vorstehend beschriebenen aufeinanderfolgenden Operationen.
Die Transferwalzen E und F in Fig. 19 sind in den in Fig. 1 gezeigten Laserstrahldrucker integriert. Die Transfervorspannung wird in der vorstehend beschriebenen Weise geregelt, und die Druckoperation wird ausgeführt. Die gewünschte Transfervorspannung VTE beträgt 2,08 kv. In dem Fall der Transferwalze E betrug sie 2,2 kV, und in dem Fall der Transferwalze F war die Transfervorspannung VTE = 3,75 kV.
Durch die Anwendung der Regelung dieser Ausführungsform wurde die Abweichung des Sollwerts der Transfervorspannungsregelung, welche ±5-10% betrug, auf den Bereich von ±3-5 % vermindert. Die Ausdrucke unter Verwendung der Transferwalze waren frei von verstreutem Toner, Verschwommenheit und unsachgemäßem Transfer oder dergleichen, und daher wurde das Erreichen einer hochgenauen Regelung bestätigt.
Wie Ausführungsform 5 verdeutlicht, wird die V-I-Kennlinie der Transferwalze relativ zum lichtempfindlichen Element genauer an einen Punkt auf einer Transfervorspannung-Einstelllinie angenähert. Wenn die Bestimmung der V-I-Kennlinie der Transferwalze in der vorstehend beschriebenen Ausführungs form 5 erfolgt, wird die Spannung von Vt = 0 [V] erhöht. Es ist jedoch ein Zeitverlust zu berücksichtigen, wenn die Spannung durch die PWM-Regeleinrichtung einmal auf Vtn erhöht und auf 0 V vermindert und wieder auf Vtn+1 erhöht wird.
In dieser Ausführungsform wird die für die PWM-Regelung erforderliche Zeitdauer eingespart, und die Anzahl der Annäherungsoperationen wird erhöht, so daß die hochgenaue Regelung erreicht wird. Fig. 20 zeigt ein Modell, welches diese Regelung aufweist. Wenn ein erster Schnittpunkt Vt1 zwischen der V-I-Kennlinie und der Transfervorspannung-Einstellinie bestimmt ist, wird eine Spannung, welche (3/4) · Vt1 ist, als auch die Spannung Vt1 festgehalten, und in der Regelung der nächsten Stufe wird die Spannung von (3/4) · Vt1 erhöht und nicht von 0 V.
Der vorstehend erwähnte Koeffizient von 3/4 ist durch die Erfinder bestimmt. Ist er zu klein, sind die vorteilhaften Wirkungen des Merkmals dieser Ausführungsform weniger signifikant, und daher sind die Wirkungen ähnlich denen der Ausführungsform 4. Wenn der Koeffizient nahe 1 ist, tritt das folgende Problem auf. Ist die im Ergebnis der ersten Annäherung erlangte Spannung höher als der Durchschnittswert, übersteigt der Strom den Pegel auf der Transfervorspannung- Einstellinie, und daher wird danach keine Annäherung erreicht.
Im Hinblick auf die vorstehend beschriebenen zwei Anforderungen wird ein zweckentsprechender Koeffizient wunschgemäß ausgewählt. Gewöhnlich weist eine Transferwalze mit einem relativ geringen Widerstand eine höhere Wahrscheinlichkeit auf, sich nicht einem Punkt auf einer Transfervorspannung- Einstellinie anzunähern, und daher beträgt er wünschenswert das 0,5-0,8fache der angenäherten Spannung. In dieser Ausführungsform beträgt er 3/4 = 0,75.
Fig. 21 zeigt einen Ablaufplan der aufeinanderfolgenden Operationen der vorstehend beschriebenen Transfervorspannung- Regeloperation. In der Operation dieses Ablaufplans wird die PWM-Regelung der Transfervorspannung für 1,26 Sekunden fortgesetzt, entsprechend einer vollen Umdrehung der Transferwalze 1. Die Abtastzeitdauer beträgt jedoch 1/4, d. h. bis 0 V erreicht ist, und daher ist die Anzahl der Abtastoperationen gleich 4, wodurch die Regelgenauigkeit erhöht wird. Die von 0 V-VTn V erforderliche Zeitdauer, welche 50-100 ms war, wird auf 15-25 ms vermindert. Die Anzahl der Abtastoperationen beträgt 30-40. Demzufolge wird die Genauigkeit des gewünschten Transfervorspannungspegels signifikant erhöht. Die Versuche sind mit der in Ausführungsform 4 verwendeten Transferwalze E ausgeführt worden. Es hat sich bestätigt, daß sich die Spannung mit der Schwankung von ±1-2% dem gewünschten Pegel annähert, so daß die höhere Genauigkeit der Transfervorspannungsregelung bestätigt wird.
Ferner erfolgt die Beschreibung im Hinblick auf eine PTVD- Regelabfolge der Transferwalze.
In Fig. 1 wird die lichtempfindliche Trommel 1 durch eine nicht gezeigte Antriebseinrichtung angetrieben, und eine Primäraufladevorspannung wird von einer Spannungsquelle 3 an die Auflade-Walze 2 angelegt, um die Oberfläche des lichtempfindlichen Elements gleichmäßig auf ein Potential VD aufzuladen. Sobald der durch die Auflade-Walze 2 aufgeladene Abschnitt der lichtempfindlichen Trommel 1 die Transferposition erreicht, wird von der Gleichspannungsregeleinrichtung 10 der D/A-Wandlereinrichtung 9b ein Signal zugeführt, und die Spannung beginnt sich schrittweise zu erhöhen.
Fig. 24 zeigt die Beziehung zwischen einer Ausgangsspannung der D/A-Wandlereinrichtung 9b und der Ausgangsspannung der Spannungsquelle 3. Wenn von der Gleichspannungsregeleinrichtung 10 der D/A-Wandlereinrichtung 9b ein Digitalsignal 00 - FF zugeführt wird, erfolgt dessen Umwandlung in eine Analogspannung 0-5 V, und die Ausgangsspannung von 0-5 kV wird von der Spannungsquelle 3 erzeugt. Die Spannungsquelle 3 dient zum Anlegen einer Konstantspannung zwischen der lichtempfindlichen Trommel 1 und der Transferwalze 6.
Fig. 25 zeigt die Operation der vorstehend beschriebenen Erhöhung der Spannung. Die Abszisse stellt die Zeit t [ms] dar, und auf der Ordinate erfolgt die Darstellung der Ausgangsspannung [V] der D/A-Wandlereinrichtung.
In Fig. 25 wird der Transferwalze für 5 ms eine Spannung zugeführt, welche durch 1 lsb erzeugt ist: maximale Transferausgangsspannung (V)/256 (bit) = 5000/256 &sim; 20 V, und die Spannung wird allmählich schrittweise erhöht. Die Zeitdauer von 5 ms ist aus den folgenden Gründen ausgewählt. Die in dieser Ausführungsform verwendete Schaum-EPDM-Walze weist eine bestimmte Größe der elektrostatischen Kapazität auf, und daher wird mit der Anwendung der kurzzeitigen Impulsspannung die Spannung an die Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel 1 in der Form einer Differentialspannung angelegt. Demzufolge fließt ein übermäßiger Strom, welcher zu einer unnormalen Operation führt. Außerdem weist eine Hochspannungsausgangsschaltung eine Anstiegsansprechverzögerung auf, und daher ist das Anlegen der Spannung für eine vorbestimmte Zeitdauer fortzusetzen. Ist jedoch die Zeitdauer zu lang, ist eine längere Zeitdauer zum schrittweisen Erhöhen erforderlich. Die Zeitdauer, welche im wesentlichen die zwei Bedingungen erfüllt, beträgt 2-10 ms, und daher werden in dieser Ausführungsform 5 ms gewählt.
Fig. 26 zeigt ein Kurvenbild der Beziehung zwischen einer Spannung, welche an die Transferwalze angelegt ist, und dem elektrischen Strom, welcher in den Dunkelabschnitt mit dem Potential VD des lichtempfindlichen Elements fließt, mit einem Widerstandsparameter der Transferwalze 6. Die Transferwalzen G - L weisen infolge von Fertigungsfehlern unterschiedliche Widerstände von 2 · 10&sup8; - 4 · 10&sup9; Ω auf. Die Widerstände der Transferwalzen werden nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren gemessen. Fig. 26 zeigt die Spannung- Strom-Kennlinien jeweils für die Transferwalzen G - L, relativ zu dem Potential (-600 V) der lichtempfindlichen Trommel. Das verwendete Transfermaterial, auf welches die Bilder gedruckt werden, wurde unter der Bedingung niedriger Temperatur (15ºC) und niedriger Feuchtigkeit (10% rel. Feuch tigkeit) belassen, welche die schwierige Bedingung für die Bildtransferoperation ist. Die Spannung-Strom-Kennlinien der Transferwalze sind als Kurven dargestellt, weil der Widerstand des Materials der Transferwalze von der Spannung abhängt. Selbst wenn dieselbe Transferwalze verwendet wird, beeinflußt die vorstehend beschriebene positive Speicherwirkung das Druckbild, wenn die anliegende Spannung hoch ist. Da in mehr besonderer Weise eine starke entgegengesetzte Polarität (positiv) der elektrischen Ladung auf der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements ausgebildet ist, wird die Spannung selbst nach dem nachfolgenden Primäraufladeschritt nicht auf das Potential VT des Dunkelabschnitts zurückgeführt, wobei sich ein Abschnitt mit örtlich niedriger Spannung ergibt, welcher einen Spannungspegel aufweist, der niedriger als der entwickelbare Pegel ist, wobei der Abschnitt den Toner aufnimmt und in dem nächsten Bild als ein verschleierter Hintergrund erscheint.
In dem in Fig. 26 gezeigten Kurvenbild ist eine negative Speicherlinie im oberen Abschnitt des Kurvenbilds gekennzeichnet, welche die graphische Darstellung von Grenzspannungen ist, die sich aus dem positiven Speicher ergeben. Wenn andererseits die an der Transferwalze anliegende Spannung niedrig ist, ist sie nicht in der Lage, die elektrische Ladung aufzubringen, welche ausreichend ist, um den Toner auf dem Transfermaterial kräftig festzuhalten, und wenn das Transfermaterial von dem lichtempfindlichen Element getrennt wird, werden die Tonerteilchen vom Bildabschnitt in den bildfreien Abschnitt (Hintergrund) verstreut, demzufolge ein unsachgemäßer Bildtransfer eintritt. Der nicht sachgemäße Transferbereich ist in dem unteren Teil des Kurvenbilds gezeigt.
Um die Druckbilder guter Qualität unter den vorstehend beschriebenen Umgebungsbedingungen bereitzustellen, wird die Transfervorspannungsregelung in wünschenswerter Weise in dem Bereich außerhalb der vorstehend erwähnten zwei Bereiche bewirkt.
In der Mitte der Fig. 26 ist eine Regelungslinie des Konstantstroms gezeigt, welcher der Transferwalze zur Auswahl der Transfervorspannung zugeführt wird. In dieser Ausführungsform beträgt er 3,5 uA. Nachstehend erfolgt die Beschreibung, wie die grundlegende Konstantstromregelung (3,5 uA) unter Verwendung des PTVC-Systems ausgeführt wird.
Wie in Fig. 26 gezeigt, wird die an der Spannungsquelle 3 anliegende Spannung schrittweise erhöht, um den elektrischen Strom 3,5 uA anzunähern. Das Problem besteht hier jedoch darin, daß die für die Annäherung erforderliche Zeitdauer vom Widerstand der Transferwalze unterschiedlich abhängig ist, und daß mit der Transferwalze, welche einen hohen Widerstand aufweist, die Annäherung eine ziemlich lange Zeitdauer erfordert.
Als ein Mittel zum Lösen dieses Problems wäre die Erhöhung der Spannung, welche 1 lsb entspricht, anzunehmen. In dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel entspricht 1 lsb nur 20 V. Wenn die Spannung entsprechend 1 lsb z. B. auf 100 V oder 200 V erhöht wird, erfolgt die Annäherung an den gewünschten Pegel sehr schnell. Wird jedoch die Spannung entsprechend 1 lsb zu sehr erhöht, wird das Überschwingen es erfaßten Stroms in dem Fall der Walze mit relativ geringem Widerstand erhöht, obgleich die Annäherungszeitdauer für die Transferwalze mit hohem Widerstand verkürzt ist. Somit ist in dem Fall der Walze mit relativ geringem Widerstand die Annäherungszeitdauer länger. Daher wird die Spannung, welche 1 lsb entspricht, wünschenswert so festgelegt, daß das Überschwingen innerhalb des verwendeten Widerstandsbereichs der Transferwalze klein genug ist und daß die Annäherungszeitdauer kurz genug ist.
Im Ergebnis der Versuche und Untersuchungen der Erfinder ergibt sich bei 60 V/1 lsb für 5 ms die minimale Annäherungszeitdauer.
Unter den in Fig. 26 gezeigten Transferwalzen war die für die Annäherung an den Strom von 3,5 uA erforderliche Zeit dauer ungefähr 300 ms in dem Fall der Transferwalze G mit dem niedrigsten Widerstand von 2 · 10&sup8; Ω, sie betrug ungefähr 1000 ms in dem Fall der Transferwalze L mit dem höchsten Widerstand von 4 · 10&sup9; Ω.
Wenn andererseits die Transferwalze gefertigt wird, ist die feine Verteilung des elektrisch leitfähigen Füllstoffs der Transferwalze in der Umfangsrichtung nicht gleichmäßig, und daher ist der Widerstand der einzelnen Transferwalze in der Umfangsrichtung ungleichmäßig. Gemäß dieser Ausführungsform wird daher vor Beginn der Transferoperation die Regelung auf im wesentlichen konstanten Strom zur Transferwalze bewirkt. Zu diesem Zeitpunkt wird die entsprechend dem Widerstand der Transferwalze erzeugte Spannung in der Transferposition mindestens während einer vollen Umdrehung der Transferwalze abgetastet, und die abgetasteten Spannungen werden einer Mittelwertbildung unterzogen.
Demgemäß erfordert die Konstantstromregelung gegenüber dem Transferelement oder der Transferwalze durch das PTVC-Verfahren die Zeitdauer (die Zeitdauer für das Annähern des Konstantstrompegels) + (die Abtastzeitdauer für eine volle Umdrehung der Transferwalze).
In dem vorstehend beschriebenen ATVC-System ist die Konstantstromregeleinrichtung in der Form einer Hardware-Schaltung, und daher nähert sich die Spannung in einem ausreichenden Maß an, und die genügenden Abtastoperationen sind innerhalb der Zeitdauer der vorbereitenden Drehzeitdauer zum Zweck der Reinigung und der Potentialeinstellung der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements während der Druckoperation möglich.
Wenn der PTVC-Prozeß während einer solchen Vordrehungszeitdauer ausgeführt wird, erfordert die Transfervorspannungseinstellung eine lange Zeitdauer, so daß die erste Druckzeitdauer sehr lang wird.
Um die vorteilhaften Wirkungen des PTVC-Systems ausreichend zu nutzen, ist es wünschenswert, während einer Aufwärmdrehungszeitdauer eine erste PTVC-Regelung (Grobregelmodus) auszuführen und während der Vordrehungszeitdauer eine zweite PTVC-Regelung (Feinregelmodus) auszuführen. Die Aufwärmdrehungszeitdauer ist die Zeitdauer, wie vorstehend beschrieben ist, welche ausgeführt wird, unmittelbar nachdem der Netzschalter betätigt ist und bevor die Druckoperation zum Zweck des Aufwärmens des Laserstrahldruckers, der Reinigung der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements, der gleichmäßigen Verteilung des Oberflächenpotentials, des Heizens der Fixier- und Andrückwalze oder dergleichen eingeleitet ist. In mehr besonderer Weise wird die erste PTVC-Regelung (PTVC 1) während der Aufwärmdrehungszeitdauer ausgeführt, bis die Annäherung an einen vorbestimmten Strompegel erreicht ist, und die zweite PTVC-Regelung (PTVC 2) wird für eine volle Drehung der Transferwalze ausgeführt wird, um die Umfangsungleichmäßigkeit des Widerstands der Transferwalze für die Zeitdauer, welche für das ausreichende Abtasten mit dem angenäherten Konstantstrompegel erforderlich ist, während der Vordrehungszeitdauer zu korrigieren.
Nachstehend wird die Aufwärmdrehungszeitdauer beschrieben. Nach dem Betätigen des Hauptschalters wird zuerst die Fixiereinrichtung mit Energie versorgt. Vor dem Abschluß des Aufwärmens der Fixiereinrichtung wird die Aufwärmdrehung eingeleitet, und sie wird im wesentlichen gleichzeitig mit dem Abschluß des Aufwärmens der Fixiereinrichtung beendet. Dies erfolgt, um die Beschädigung der Oberfläche der Fixierwalze durch den auf dem Thermoschalter, Thermistor, den Trenngreifern oder dergleichen fest angeordneten Toner zu vermeiden.
Fig. 22 zeigt einen Zeitsteuerplan der Transfervorspannungsregelung, und Fig. 23 zeigt einen Ablaufplan der aufeinanderfolgenden Operationen, welche durch eine in der Gleichspannungsregeleinrichtung 10 angeordnete CPU gesteuert wird. Die erste PTVC-Regelung PTVC1 wird nach dem Beginn der Aufwärmdrehung ausgeführt und wenn dieser Abschnitt des licht empfindlichen Elements, welches der Aufladeoperation der Primäraufladeeinrichtung unterzogen worden ist, die Bildtransferposition erreicht. Ein Signal HVTIN wird von der CPU einer D/A-Wandlereinrichtung 9a zugeführt, und eine Spannung von 60 V/lsb wird von der Spannungsquelle 3 für 5 ms der Transferwalze zugeführt. In Fig. 25 bezeichnet a eine Spannung, welche um 1 Schritt (lsb) erhöht wird. In dieser Ausführungsform entspricht 1 lsb der Spannung 20 V, und die Erhöhung um 1 Schritt bedeutet 60 V, und daher ist a = 3.
Gemäß den Ausgaben der Spannungsquelle 3 der mittels der D/A-Wandlereinrichtung 9b aufeinanderfolgend erhöhten Konstantspannungen werden die elektrischen Ströme, welche von der Transferwalze in die lichtempfindliche Trommel fließen, durch eine Stromerfassungseinrichtung 14 der A/D-Wandlereinrichtung 9a zugeführt und werden in 0-5 V-Spannungen umgewandelt, und danach werden sie der CPU in der Gleichspannungsregeleinrichtung in der Form eines Digitalsignals HVTOUT zugeleitet. Dann werden sie mit einem Sollwert K verglichen. Der Sollwert K entspricht dem vorbestimmten Strom von 3,5 uA, welcher durch die A/D-Wandlereinrichtung 9a in den Strom und die Spannung umgewandelt wird. Es ist eine mögliche Alternative, wenn der Umwandlungspegel softwaregesteuert ausgewählt wird.
Da die Ausgabegeschwindigkeit der D/A-Wandlereinrichtung höher als jene der A/D-Wandlereinrichtung ist und nachdem die erfaßte Stromumwandlung durch die A/D-Wandlereinrichtung in den aufeinanderfolgenden Operationen der ersten PTVC-Operation gleich dem Sollpegel K wird (der erfaßte Strom beträgt 3,5 uA), erfolgt das weitere stufenweise Erhöhen der Ausgangsspannung der Spannungsquelle 3 durch die D/A-Wandlereinrichtung, und daher ist die Transferausgangsspannung in dem Überschwingzustand. Der Wert HVTIN wird erhöht und vermindert, und wenn die Annäherung des erfaßten Stroms dreimal den Sollwert K erreicht, erfolgt das Beenden der ersten PTVC-Operation PTVC1. Gleichzeitig wird ein Digitalsignal HVTIN, welches die Transferspannung darstellt, bei der ein Strom von 3,5 uA fließen kann, in der CPU als HVTT gespeichert, und die Vordrehung wird abgeschlossen.
Dann wird eine Serie von Druckoperationen zum Erzeugen eines Bilds auf einem Transfermaterial eingeleitet. D. h., die Vordrehung wird gestartet. Dann wird die zweite PTVC-Operation PTVC2 eingeleitet. In der zweiten PTVC-Operation PTVC2 wird das Signal VHTT, welches als ein Ergebnis der ersten PTVC-Operation PTVC1 gespeichert ist, von der CPU erzeugt. Zu diesem Zeitpunkt wird die Transferausgangsspannung rasch erhöht. Das A/D-Umwandlungssignal HVTOUT des durch die Stromerfassungseinrichtung 14 erfaßten Stroms mit dieser Transferausgangsspannung ist dem Sollwert K sehr nah, und daher wird es, wie in der ersten PTVC-Operation PTVC1, durch Erhöhen und Vermindern des Signals HVTIN schnell dem Sollwert K angenähert. Durch Feinregelung von HVTIN wird der angenäherte Zustand erhalten. Danach wird die Operation wiederholt, mindestens während einer vollen Drehung der Transferwalze, und der Pegel des HVTIN-Signals, entsprechend dem K-Pegel, wird abgetastet. Wenn die eine volle Drehung abgeschlossen ist, werden die abgetasteten Werte durch die CPU einer Mittelwertbildung unterzogen. Dann wird das Transfervorspannungssignal VCTO gespeichert. Während des Durchgangs des Transfermaterials durch die Transferstation wird die Spannung von der Spannungsquelle 3 an die Transferwalze angelegt.
Die so erhaltene Transferausgangsspannung ist optimiert worden, wie in Fig. 26 gezeigt ist, und daher wird die Bildqualität durch die Transferwalzen nicht verschlechtert, wie in Fig. 26 gezeigt ist, d. h., die Bilder sind von guter Qualität und weisen keinen Positivspeicher auf und zeigen keine unsachgemäße Bildübertragung. Während der zweiten PTVC-Operation PTVC2 in der Druckoperation wird das Transfervorspannungssignal in der zweiten PTVC-Operation PTVC2 erhalten, und der Anfangspegel HVTIN ist HVTO, wodurch die Annäherung schnell ist, und in dem Fall der aussetzenden Druckoperationen können gleichmäßige Bilder erzeugt werden. Im Fall der PTVC-Operation, im Gegensatz zu der ATVC-Operation, ist der Konstantstrompegel einstellbar, und die Transferspannung während der Transferoperation ist nur durch Änderung der Software korrigierbar, und daher wird der Abschnitt des Systems, welcher auf der Hardware beruht, signifikant verringert, und daher wird die Regelgenauigkeit erhöht und die Kosten werden vermindert.
Das Problem der langen Regelzeitdauer ist lösbar durch Teilen der Operation in die erste PTVC-Operation während der Aufwärmdrehungszeitdauer vor der Druckoperation und die zweite PTVC-Operation während der Vordrehungszeitdauer in der Druckoperation. Durch diese Vorgehensweise wird die vorteilhafte Wirkung der PTVC-Operation nutzbar.
Die zweite PTVC-Operation PTVC2 ist nicht notwendig, wenn sich der Widerstand der Transferwalze in der Umfangsrichtung infolge eines Fertigungsfehlers oder der Toleranzen nicht verändert. Die erste PTVC-Operation PTVC1 ist jedoch während der Aufwärmzeitdauer vor der Druckoperation erforderlich, um die Zeitdauer zu verkürzen, welche vor dem Beginn der Druckoperation erforderlich ist.
Eine weitere Ausführungsform der Transferregelung wird nachstehend beschrieben. Diese Ausführungsform ist besonders wirkungsvoll, wenn die Druckoperation nicht unmittelbar nach dem Betätigen des Netzschalters eingeleitet wird. Die Laserstrahldrucker oder dergleichen, welche als Peripherieausrüstung von Computern oder dergleichen verwendet werden, bleiben manchmal oder häufig im Betriebszustand, d. h., nachdem der Hauptschalter betätigt ist, wird weiterhin Energie zugeführt, ohne daß der Netzschalter bis zum nächsten Tag ausgeschaltet wird.
Wird der Laserstrahldrucker auf diese Weise verwendet und wird die erste PTVC-Operation PTVC1 während der Aufwärmzeitdauer vor der Druckoperation ausgeführt, wie in der vorhergehend beschriebenen Ausführungsform, und die zweite PTVC- Operation PTVC2 wird während der Vordrehung in der Druckoperation vorgenommen, führt die Änderung des Umgebungszu stands, welche z. B. durch Klimaanlagen im Sommer und Heizeinrichtungen im Winter verursacht ist, zu der Änderung des Widerstands der Transferwalze infolge der Temperatur- und der Feuchtigkeitsänderung. Tritt dies ein, liegt die zweite PTVC-Regelung PTVC2 signifikant außerhalb des zweckentsprechenden Bereichs.
Um dieses Problem in dieser Ausführungsform zu vermeiden, wird die erste PTVC-Operation PTVC1 wiederholt, wenn die Druckoperation mit der zweiten PTVC-Operation PTVC2 nicht innerhalb einer vorbestimmten Zeitdauer nach dem Abschluß der vorhergehenden PTVC-Operation PTVC1 ausgeführt wird. Das in dieser Ausführungsform verwendete Gerät ist ähnlich dem der vorstehend beschriebenen Ausführungsform, und daher wird dessen Beschreibung zur Vereinfachung ausgelassen. Der einzige Unterschied besteht darin, daß die CPU in der Gleichspannungsregeleinrichtung 10 die Funktion eines Zeitgebers aufweist.
Fig. 27 zeigt einen Zeitsteuerplan der aufeinanderfolgenden Operationen der Transfervorspannungsregelung dieser Ausführungsform.
In dieser Ausführungsform ist der Prozeß der ersten PTVC- Operation während der Aufwärmdrehung derselbe wie in der vorhergehenden Ausführungsform. Bei Abschluß der ersten PTVC-Operation wird jedoch der Zeitgeber in der CPU gestartet. Wenn die Druckoperation, d. h. die zweite PTVC-Operation PTVC2, nicht eingeleitet wird, selbst nachdem eine vorbestimmte Zeitdauer T vergangen ist, wird die lichtempfindliche Trommel für die PTVC-Operation automatisch betrieben, und die erste PTVC-Operation PTVC1 wird ausgeführt.
Die Zeitdauer T ist durch einen Fachmann sachgemäß bestimmbar. Es kann eine kurze Zeitdauer sein, doch wenn sie zu kurz ist, wird die zeitvergeudende Drehung der lichtempfindlichen Trommel häufig ausgeführt. Da während dieser Zeitdauer eine Spannung mit einer Polarität, welche gegenüber der Primäraufladung entgegengesetzt ist, von der Transferwalze unmittelbar an die lichtempfindliche Trommel angelegt wird, ohne daß das Transfermaterial dazwischen angeordnet ist, und daher kann die lichtempfindliche Trommel schneller verschleißen. Aus diesem Grund wird die PTVC-Operation vorzugsweise in angemessenen Zeitabständen ausgeführt. Unter Berücksichtigung der Situation, in welcher sich der Büroraumzustand vom Morgen bis zum Abend ändert, hat sich gezeigt, daß eine Operation alle 2-4 Stunden ausreichend ist. Daher wird in dieser Ausführungsform die Zeitdauer T zu 2 Stunden gewählt.
Die Zeitgeberfunktion wird durch den Beginn der PTVC-Operation unabhängig von der ersten oder der zweiten PTVC- Operation zurückgesetzt und wird gleichzeitig mit deren Abschluß eingeleitet.
Wie Fig. 27 zeigt, wird die Druckoperation nach dem ersten PTVC-Operationsmodus PTVC1 eingeleitet. Zu diesem Zeitpunkt wird ähnlich der vorhergehend beschriebenen Ausführungsform der zweite PTVC-Operationsmodus PTVC2 ausgeführt. Der Wert HVTO, welcher als ein Ergebnis des zweiten PTVC-Operationsmodus PTVC2 erlangt ist, wird in der CPU gespeichert. In der Druckoperation, d. h. in dem zweiten PTVC-Operationsmodus vor dem Ablauf der Zeitdauer T wird HVTIN durch den in Fig. 23 gezeigten Prozeß als HVTO eingestellt, um die große Abweichung in der Regelung zu vermeiden.
Selbst wenn ein Zeitunterschied zwischen dem ersten PTVC- Operationsmodus PTVC1 und dem zweiten PTVC-Operationsmodus PTVC2 vorliegt, wird der erste PTVC-Operationsmodus PTVC1 wieder durch die Operation der Zeitgebereinrichtung ausgeführt, und daher führt die signifikante Änderung der Umgebungsbedingungen nicht zu der großen Regelabweichung, und daher ist die gute Transferoperation jederzeit gewährleistet.
Fig. 28 und Fig. 29 zeigen jeweils ein Blockdiagramm und einen Zeitsteuerplan der Transferregelung eines Bilderzeu gungsgeräts einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform.
Wie in Fig. 28 gezeigt, erzeugt eine CPU 16 ein PWM-Signal mit einer Pulsweite entsprechend einer gewünschten Transferausgangsspannung an einem Ausgangsanschluß OUT. In dieser Ausführungsform ist eine Transferausgangstabelle (nicht gezeigt) entsprechend den verschiedenen Pulsweiten in der CPU 16 gespeichert. Das PWM-Signal wird durch einen Tiefpaßfilter 17 in ein digitales Signal umgewandelt und wird durch einen Verstärker 15 zu einer Transferausgangsspannung VT verstärkt. Ein Signal entsprechend einem elektrischen Strom IT, welcher zu diesem Zeitpunkt fließt, wird einem Eingangsanschluß IN der CPU 16 zugeführt, so daß die CPU 16 diesen erfaßt.
Wenn die Konstantspannungsregelung auszuführen ist, wird die in der CPU 16 vorliegende PWM-Transferausgabetabelle herangezogen, und ein PWM-Signal mit einer Pulsweite entsprechend einer gewünschten Spannung wird erzeugt. Wenn andererseits der elektrische Strom, welcher von der Transferwalze 2 zur lichtempfindlichen Trommel 1 fließt, auf Konstantstrom zu regeln ist, wird die Pulsweite des PWM-Signals von der CPU 16 allmählich vergrößert, bis das dem Eingangsanschluß IN der CPU 16 zugeführte Signal einen Pegel entsprechend dem gewünschten Strompegel (Konstantstrom) erreicht. Danach wird die Spannung (Pulsweite) gemäß der Strompegeländerung geändert, um die Konstantstromregelung zu bewirken.
Wie aus der vorstehenden Beschreibung deutlich wird, besteht der Vorteil der PTVC-Regelung im Ausschließen der Notwendigkeit der Konstantstromausgabeschaltung, und daher sind die Kosten verminderbar. Außerdem ist durch Ändern der Einstellung der CPU 16 (in der CPU programmierbar) der Pegel der Konstantstromregelung frei änderbar. Wird jedoch das PTVC- System verwendet, erfolgt eine Verlängerung der Vorspannungsanstieg-Zeitdauer während der Konstantstromregelung im Vergleich mit dem Fall des ATVC-Regelungssystems unter Verwendung der Transferhochspannung, und es weist die herkömm liche Konstantstromausgangsschaltung auf. Daher wird die Erstdruckzeitdauer länger, wenn die PTVC-Regelung während der Vordrehungszeitdauer nach der Eingabe des Drucksignals ausgeführt wird, gegenüber dem Ausführen der ATVC-Operation. Dieses Problem ist in dieser Ausführungsform aufgrund der Regelabfolgen lösbar.
Wie in Fig. 29 gezeigt, werden dann, wenn der Netzschalter betätigt ist, ein Hauptmotor und eine Fixiereinrichtung- Heizeinrichtung angesteuert sowie eine Wechselvorspannung an die Aufladeeinrichtung und die Transferumkehrvorspannung (-2 kV) angelegt. Das Anlegen der Transferumkehrvorspannung (negative Polarität) wird bewirkt, um die Tonerteilchen mit negativer Polarität von der Transferwalze zurück zur lichtempfindlichen Trommel zu transportieren, wobei das Reinigen der Transferwalze erfolgt. Nach ungefähr 1 Sekunde (nach dem Reinigen einer vollen Umfangsfläche der Transferwalze) wird der erste PTVC-Operationsmodus PTVC1 eingeleitet. Um die für den Anstieg auf den Konstantstrompegel erforderliche Zeitdauer zu verkürzen, wird die Vorspannung in der ähnlichen Weise wie in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform erhöht. Danach wird die positive Konstantstromregelung oder die Regeloperation mit Erfassung des Transfermaterialwiderstands eingeleitet. In dieser Operation wird die Konstantstromregelungsoperation mit einem vorbestimmten Strom mindestens für eine volle Umdrehung der Transferwalze im Hinblick auf den ungleichmäßigen Widerstand der Transferwalze ausgeführt, die zu diesem Zeitpunkt erzeugte Spannung wird einer Mittelwertbildung unterzogen, und der Durchschnitt wird als V0' gespeichert. Während der Konstantstromregelungsoperation sind die Wechselspannung und die Gleichspannung für die Aufladewalze angelegt, und eine Gleichspannungsvorspannung für das Entwickeln ist angelegt.
Nach dem Abschluß der Reihe von aufeinanderfolgenden Operationen wird das Potential der Transferwalze auf Masse gelegt, bis sich das lichtempfindliche Element als Reaktion auf das Drucksignal zu drehen beginnt.
Nachdem das Drucksignal dem Drucker zugeführt ist, wird der Hauptmotor angetrieben und die Wechselspannung wird an die Aufladewalze angelegt und das Anlegen der Transfervorspannung wird vorgenommen, ähnlich dem vorstehend beschriebenen Fall. Nachdem ungefähr 1 Sekunde vergangen ist, wird der zweite PTVC-Operationsmodus PTVC2 eingeleitet. Zu diesem Zeitpunkt wird zuerst eine Konstantspannungsregelung unter Verwendung der gespeicherten Spannung V0 ausgeführt, und danach wird eine Konstantstromregelungsoperation bewirkt, um die Spannung V0 in der ähnlichen Weise, wie vorstehend beschrieben, zu bestimmen. Dann wird die Spannung V0' durch die Spannung V0 ersetzt. Daraufhin wird die Konstantstromregelung ausgeführt, und die Spannung V0 wird gespeichert, bis sie erneut eingestellt wird. Nachdem die Spannung V0 gespeichert ist, wird die Regelung mit der Spannung V0 bewirkt (die Spannung weist einen Spannungspegel auf, welcher die Speichererscheinung der Trommel nicht beläßt), und wenn das Transfermaterial die Transferposition erreicht, wird die zweckentsprechende Transferspannung VT angelegt, welche aus der Spannung V0 berechnet ist.
Aufgrund der vorstehend beschriebenen Regelung ist die Vordrehungszeitdauer nach dem Druckanweisungssignal nicht zeitlich ausgedehnt, und daher ist die Erstdruckzeitdauer nicht lang.
Durch das Anlegen der Umkehrvorspannung vor der PTVC-Operation während der Aufwärmdrehung wird die Genauigkeit der Transferwalzenwiderstand-(Transferstrom)-Erfassung während der PTVC-Regelung signifikant erhöht, aufgrund der Unterstützung des Aufladens des lichtempfindlichen Elements und der Reinigung der Transferwalze. Außerdem verhindert die Reinhaltung der Transferwalze das Verunreinigen der Rückseite des Transfermaterials während der Bildtransferoperation auf das Transfermaterial.
Daher können Bilder hoher Qualität erzeugt werden.
In den vorhergehend beschriebenen Ausführungsformen wurde die Transferausgaberegelung unter Verwendung der Software ausgeführt, und daher brauchen Instabilitätsfaktoren, wie z. B. die Fertigungstoleranz und die Temperaturabhängigkeit, keine Berücksichtigung zu finden, und die hochgenaue Regelung ist bei geringen Kosten realisierbar. Außerdem ist die Software relativ leicht abwandelbar. Die Konstanten (Konstantstrom, Spannungskorrekturkoeffizient oder dergleichen) in der Transferausgaberegelung, welche in dem Prozeß des Schaltungsentwurfs bestimmt worden sind, können nachträglich verändert werden.
Da die Transferausgaberegelung mindestens zweimal ausgeführt wird und die Transferausgaberegelung während der Aufwärmdrehungszeitdauer und während der Vordrehungszeitdauer bewirkt wird, kann das Problem der langen Regelzeitdauer, welches ein Nachteil der Konstantstromregelung unter Verwendung der digitalen Spannungsregelung ist, in einem ausreichenden Maß begrenzt werden, und daher sind die vorteilhaften Wirkungen der digitalen Spannungsregelung vollständig nutzbar.
Wie erfindungsgemäß beschrieben, kann die Transfervorspannungsregelung in ausreichender Weise die fertigungsbedingte Veränderung des Widerstands des Transferelements, die Schwankung der Umgebungsbedingungen, die Veränderung mit der Gebrauchszeit, die Veränderung der Spannung oder dergleichen kompensieren. Außerdem ist die unsachgemäße Bildübertragung im L/L-Zustand und im H/H-Zustand vermeidbar. Die Vorspannungsregelung ist in zweckentsprechendster Weise an das einzelne Transferelement anpaßbar, und daher wird der Spielraum oder die Spanne des Widerstands des Transferelements erweitert. Die Ausbeute bei der Fertigung des Transferelements wird erhöht, und daher können dessen Herstellungskosten vermindert werden. Die sachgemäßen Bildtransferoperationen sind innerhalb eines breiteren Widerstandsbereichs als bei dem herkömmlichen Gerät möglich.
Wenngleich die Erfindung unter Bezugnahme auf die speziellen Ausführungsformen beschriebenen wurde, so ist sie nicht auf die erläuterten Einzelheiten begrenzt, vielmehr können Abwandlungen oder Änderungen vorgenommen werden, die jedoch als in den Bereich der folgenden Ansprüche fallend anzusehen sind.

Claims

1. Bilderzeugungsgerät mit:

- einer Bilderzeugungseinrichtung (1, 5, 7) zum Erzeugen eines Bilds auf einem Aufzeichnungsmaterial (P), wobei die Bilderzeugungseinrichtung ein Transferaufladeelement (6) aufweist, welches mit einem Bildtragelement (1) zusammenwirkt, um dazwischen einen Walzenspalt auszubilden, so daß von dem Bildtragelement ein Bild auf das Aufzeichnungsmaterial übertragen werden kann, und eine Spannungsquelle (3) zum Zuführen von Elektroenergie zum Transferaufladeelement,

dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsquelle angepaßt ist, dem Transferaufladeelement eine veränderbare Spannung zuzuführen,

und dadurch, daß das Gerät eine Einrichtung (14) aufweist, um in einem ersten Operationsmodus den Strom zu erfassen, welcher als Reaktion auf die zugeführte veränderbare Spannung durch das Transferaufladeelement fließt, und eine Einrichtung zum Speichern eines ersten Spannungswerts (VTA), wenn ein vorbestimmter Strom erfaßt worden ist, wobei die Spannungsquelle so aufgebaut ist, daß in einem zweiten Operationsmodus, in welchem eine Bildtransferoperation ausgeführt wird, eine zweite Spannung, welche auf der Grundlage der ersten Spannung bestimmt ist, an das Transferaufladeelement angelegt wird.

2. Bilderzeugungsgerät gemäß Anspruch 1, wobei in dem zweiten Operationsmodus die Erfassungseinrichtung einen Strom erfaßt, welcher gemäß der veränderbaren Spannung, die dem Transferaufladeelement auf der Grundlage der ersten Spannung zugeführt wird, durch das Transferaufladeelement fließt, und die zweite Spannung auf der Grundlage der Span nung bestimmt ist, welche an das Transferaufladeelement angelegt wird, wenn der in dem zweiten Operationsmodus erfaßte Strom der vorbestimmte Strom ist.

3. Bilderzeugungsgerät gemäß Anspruch 1, wobei die Erfassungseinrichtung den Strom erfaßt, welcher vom Transferaufladeelement (6) zum Bildtragelement (1) fließt.

4. Bilderzeugungsgerät gemäß Anspruch 1, 2 oder 3, wobei die Speichereinrichtung die erste Spannung unmittelbar nach dem Betätigen eines Netzschalters speichert, welcher dem Gerät Energie zuführt.

5. Bilderzeugungsgerät gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in dem ersten Operationsmodus eine Zeitdauer vorgesehen ist, in welcher die an dem Transferaufladeelement anliegende Spannung in vorbestimmten Schritten erhöht wird, um den Strom näher zu dem vorbestimmten Strom heranzuführen.

6. Bilderzeugungsgerät gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Anfangspegel der im zweiten Operationsmodus anliegenden Spannung näher zu der zweiten Spannung ist, welche während der Bildtransferoperation angelegt ist, als die Spannung, welche während des ersten Operationsmodus anfänglich angelegt ist.

7. Bilderzeugungsgerät gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der vorbestimmte Strom gleichbleibend ist, unabhängig vom Widerstand des Transferaufladelements.

8. Bilderzeugungsgerät gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweite Spannung, welche auf der Grundlage der ersten Spannung bestimmt ist, in dem zweiten Operationsmodus veränderbar ist.

9. Bilderzeugungsgerät gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweite Spannung, welche auf der Grundlage der ersten Spannung bestimmt ist, in dem zweiten Operations modus angelegt wird, nachdem ein Drucksignal am Gerät anliegt.

10. Bilderzeugungsgerät gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Transferaufladeelement während der Bildtransferoperation mit der zweiten Spannung konstantspannungsgeregelt wird.

11. Bilderzeugungsgerät gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die im zweiten Operationsmodus an das Transferaufladeelement anfänglich angelegte Spannung größer als die Spannung ist, welche in dem ersten Operationsmodus anfänglich an das Transferaufladeelement angelegt ist.

12. Bilderzeugungsgerät gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Transferaufladeelement ein drehbares Element ist.

13. Bilderzeugungsgerät gemäß Anspruch 12, wobei die erste Spannung auf der Grundlage einer Vielzahl von Spannungen bestimmt wird, welche während mindestens einer Drehung des Transferaufladeelements am Transferaufladeelement anliegen, während der durch die Erfassungseinrichtung erfaßte Strom auf einem vorbestimmten Pegel erhalten wird.

14. Bilderzeugungsgerät gemäß Anspruch 13, wobei die erste Spannung auf der Grundlage eines Durchschnitts der Vielzahl von Spannungen bestimmt wird.

15. Bilderzeugungsgerät gemäß Anspruch 13 oder Anspruch 14, wobei die zweite Spannung auf der Grundlage der Vielzahl von Spannungen bestimmt wird, welche während mindestens einer Drehung des Transferaufladeelements am Transferaufladeelement anliegen, während der durch die Erfassungseinrichtung erfaßte Strom auf einem vorbestimmten Pegel erhalten wird.

16. Bilderzeugungsgerät gemäß Anspruch 15, wobei die zweite Spannung, welche durch die Bestimmungseinrichtung bestimmt ist, auf dem Durchschnitt der Vielzahl von Spannungen beruht.

17. Bilderzeugungsgerät gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die auf der Grundlage der ersten Spannung bestimmte zweite Spannung an das Transferaufladeelement angelegt wird, wenn das Aufzeichnungsmaterial nicht in dem Walzenspalt vorliegt.

18. Bilderzeugungsgerät gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, welches ferner eine Aufladeeinrichtung (2) zum Aufladen des Bildtragelements (1) aufweist, um auf dem Bildtragelement ein Bild zu erzeugen, wobei die Aufladeeinrichtung eine Aufladepolarität aufweist, welche der Polarität der durch die Spannungsquelle (3) angelegten Spannung entgegengesetzt ist.

19. Bilderzeugungsgerät gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in dem Fall, wenn das Aufzeichnungsmaterial nicht in dem Walzenspalt vorliegt, die Operation des ersten Operationsmodus ausgeführt wird.

20. Bilderzeugungsgerät gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Transferaufladeelement (6) mit der Rückseite des Aufzeichnungsmaterials in Kontakt bringbar ist.