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Title:
ELECTROPHOTOGRAPHIC OR IONOGRAPHIC PRINTER HAVING VARIABLE PRINTING SPEED
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2002/019039
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a printer comprising a chargeable image cylinder (2), for example, an electrophotographic or ionographic printer, in particular, a laser or LED printer for imprinting a medium (1). According to the invention, the image cylinder (2), serves to transfer toner to the medium (1). Said printer comprises a charging unit (3) for charging the image cylinder (2). A toner unit (4), by means of which toner is applied to the image cylinder (2), is arranged, in the direction of rotation of the image cylinder (2), at a predetermined angular distance from the charging unit (3). A writing unit (5) is also provided, by means of which a beam (5a) for changing the electrical charge on the image cylinder (2) can be guided over said image cylinder. In addition, a sensor (6) is provided for detecting the charge of the image cylinder (2). The printer is characterized in that the sensor (6) detects the charge of the image cylinder (2) at a predetermined angular distance $g(a) from the charging unit (3).

Inventors:
MATHEA HANS (DE)
Application Number:
PCT/DE2001/003159
Publication Date:
March 07, 2002
Filing Date:
August 24, 2001
Export Citation:
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Assignee:
CSAT COMPUTER SYSTEME (DE)
MATHEA HANS (DE)
International Classes:
G03G15/00; G03G15/02; G03G15/04; G03G15/043; G03G15/16; G03G15/22; G03G21/00; (IPC1-7): G03G15/00
Foreign References:
DE4336690A11995-05-04
US5659841A1997-08-19
US3788739A1974-01-29
Other References:
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 006, no. 168 (P - 139) 2 September 1982 (1982-09-02)
Attorney, Agent or Firm:
Dimmerling, Heinz (Postfach 21 13 75 Karlsruhe, DE)
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Claims:
PATENTANSPRÜCHE
1. Drucker mit aufladbarer Bildwalze (2) wie beispielsweise elektrophoto graphischer oder ionographischer Drucker, insbesondere Laseroder LED Drucker, zum Bedrucken eines Mediums (1), wobei die Bildwalze (2) zum Übertragen von Toner auf das Medium (1) dient, mit einer Ladeeinheit (3), zur Aufladung der Bildwalze (2), und einer Tonereinheit (4), mittels welcher Toner auf die Bildwalze (2) aufgetragen wird, und welche in einem vorbestimmten Winkelabstand (a) in Umlaufrichtung der Bildwalze (2) hinter der Ladeeinheit (3) angeordnet ist, sowie einer Schreibeinheit (5), mittels welcher ein Strahl (5a) zur Veränderung der elektrischen Ladung auf der Bildwalze (2) über die Bild walze (2) führbar ist, und einem Sensor (6), zur Erfassung der Ladung der Bildwalze (2), dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (6) die Ladung (6) der Bildwalze (2) in dem vorbestimmten Winkelabstand a von der Ladeeinheit (3) erfaßt.
2. Drucker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildwalze (2) einen nicht vom Strahl der Schreibeinheit (5) erfaßbaren sowie von der Tonereinheit (4) nicht mit Toner versehbaren Randbereich (2b) hat, an dem der Sensor (6) die elektrische Ladung der Bildwalze (2) erfaßt.
3. Drucker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung (UBIAS) der Tonereinheit (4) in Abhängigkeit des Ausgangs signals des Sensors (6) einstellbar ist.
4. Drucker nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung (UGRID) der Ladeeinheit (3) in Abhängigkeit des Ausgangs signals des Sensor (6) einstellbar ist.
5. Drucker nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Transfereinheit (7 oder 7a) vorhanden ist, deren Spannung (UTRANSFER) in Abhängigkeit des Ausgangssignals des Sensors (6) einstellbar ist.
6. Drucker nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Löscheinheit (8) vorgesehen ist, deren Spannung (UERASE) in Abhän gigkeit des Ausgangssignals des Sensors (6) einstellbar ist.
7. Drucker nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung der Schreibeinheit (5) in Abhängigkeit des Ausgangssignals des Sensors (6) einstellbar ist.
Description:
Elektrophotographischer oder ionographischer Drucker mit variabler Druckgeschwindigkeit Die Erfindung betrifft einen Drucker mit aufladbarer Bildwalze wie beispielswei- se einen elektrophotographischen oder ionographischen Drucker nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, insbesondere einen Laser-oder LED-Drucker, zum Bedrucken eines Mediums, wobei die Bildwalze zum Übertragen von Toner auf das Medium dient, mit einer Ladeeinheit, zur Aufladung der Bildwal- ze, und einer Tonereinheit, mittels welcher der Toner auf die Bildwalze aufge- tragen wird, und welche in einem vorbestimmten Winkelabstand in Umiaufrich- tung der Bildwalze hinter der Ladeeinheit angeordnet ist, sowie einer Schrei- beinheit, mittels welcher ein Strahl zur Veränderung der elektrischen Ladung auf der Bildwalze über die Bildwalze führbar ist, und einem Sensor, zur Erfas- sung der Ladung der Bildwalze.

Derartige Drucker sind im Stand der Technik hinlänglich bekannt. Zur Errei- chung eines optimalen Druckbildes sind die Parameter des Druckers aufein-

ander abgestimmt. So ist insbesondere das Verhältnis der Oberflächenspan- nung der Bildwalze an der Auftragestelle des Toners aus der Tonereinheit auf die Bildwalze zur Spannung (BIAS) der Tonereinheit genau eingestellt. Des weiteren muß die Spannung der Schreibeinheit so gewählt sein, daß ein kontu- renscharfes Bild ohne Geisterbilder erreicht wird. Die eingestellten Werte be- ziehen sich regelmäßig auf bestimmte Umgebungsbedingungen.

Ändern sich die Umgebungsbedingungen, stimmen die eingestellten Werte nicht mehr, so daß sich die Qualität des Bildes verschlechtert. Ähnliches gilt auch, wenn sich die Druckgeschwindigkeit ändert. Es ist daher sehr schwierig, bei sich ändernden Umgebungsbedingungen beziehungsweise sich ändernder Druckgeschwindigkeit ein einwandfreies Bild zu erhalten.

Um ein optimales Bild zu erhalten, müssen bei einer Veränderung der Umge- bungsbedingungen oder der Druckgeschwindigkeit alle Parameter neu justiert werden, um wieder ein optimales Bild zu erhalten. Es ist somit sehr problem- tisch, die Geschwindigkeit der Bildwalze und somit die Druckgeschwindigkeit zu verändern. Insbesondere lassen sich mit Druckern mit variabler Druckge- schwindigkeit nahezu keine guten Bilder erzeugen.

Es ist bekannt, die Ladung der Bildwalze zu erfassen, um hierdurch den Einfluß der Umgebungsbedingungen festzustellen und den Einfluß durch Verändern der Spannung der Ladeeinheit zu kompensieren. Der Sensor ist hierbei zwi- schen der Tonereinheit und der Ladeeinheit angeordnet.

Wenngleich durch die Erfassung der Ladung der Bildwalze auch der Einfluß der Änderungen der Umgebungsbedingungen zumindest teilweise kompensiert werden kann, so ist diese Kompensation noch nicht zufriedenstellend.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen eingangs genannten Drucker derart auszu- bilden, daß er bei sich verändernden Umgebungsbedingungen und unter- schiedlicher Druckgeschwindigkeit ein einwandfreies Bild liefert.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des kennzeichnen- den Teils des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Gemäß der Erfindung ist ein Drucker mit aufladbarer Bildwalze wie beispiels- weise elektrophotographischer oder ionographischer Drucker, insbesondere Laser-oder LED-Drucker, zum Bedrucken eines Mediums, wobei die Bildwalze zum Übertragen von Toner auf das Medium dient, mit einer Ladeeinheit, zur Aufladung der Bildwalze, und einer Tonereinheit, mittels welcher Toner auf die Bildwalze aufgetragen wird, und welche in einem vorbestimmten Winkelabstand in Umlaufrichtung der Bildwalze hinter der Ladeeinheit angeordnet ist, sowie einer Schreibeinheit, mittels welcher ein Strahl zur Veränderung der elektri- schen Ladung auf der Bildwalze über die Bildwalze führbar ist, und einem Sen- sor, zur Erfassung der Ladung der Bildwalze, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor die Ladung der Bildwalze in dem vorbestimmten Winkelabstand von der Ladeeinheit erfaßt.

Dadurch, daß die Ladung der Bildwalze in dem vorbestimmten Winkelabstand von der Ladeeinheit erfaßt werden kann, lassen sich die Einflüsse der Ände- rungen der Umgebungsbedingungen sehr gut kompensieren. Denn es hat sich herausgestellt, daß es für die Qualität des Druckbildes entscheidend ist, daß alle Parameter an die Oberflächenspannung der Bildwalze genau an der Auf- tragestelle des Toners auf die Bildwalze angepaßt werden. Dadurch, daß der Sensor die Ladung der Bildwalze in dem vorbestimmten Winkelabstand von der ersten Ladeeinheit erfaßt, können in vorteilhafter Weise alle vorhergehenden Einflüsse durch eine entsprechende Kompensation ausgeschaltet werden. So läßt sich beispielsweise eine verringerte Oberflächenspannung an der Bildwal- ze kurzfristig durch Verkleinerung der Spannung der Tonereinheit ausgleichen.

Gleichzeitig kann die Spannung der Ladeeinheit erhöht werden. Gelangt der Bereich der Bildwalze, der mittels der erhöhten Spannung der Ladeeinheit auf- geladen wurde, zur Auftragestelle des Toners, das heißt zum Sensor, kann die

Spannung der Tonereinheit wieder vergrößert werden, da die Kompensation der zuvor gesunkenen Oberflächenspannung der Bildwalze vollständig durch die Erhöhung der Spannung der ersten Ladeeinheit erfolgt.

Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform der Erfindung bei der die Bild- walze einen von der Ladeeinheit aufladbaren, aber vom Strahl der Schreibein- heit nicht erfaßbaren sowie von der Tonereinheit mit Toner nicht versehbaren Randbereich hat, an dem der Sensor die elektrische Ladung der Bildwalze er- fassen kann. Bei einer derartigen Ausführungsform ist es auf einfache Weise möglich, den Sensor exakt im selben Winkelabstand von der ersten Ladeein- heit anzuordnen, wie die Tonereinheit.

Wird beispielsweise mittels des Sensors festgestellt, daß sich die Oberflächen- spannung der Bildwalze im Bereich der Tonereinheit verringert hat, kann dieser Einfluß beispielsweise durch Erhöhung der Spannung der Ladeeinheit kom- pensiert werden, wie dies bei einer besonderen Ausführungsform der Erfindung vorgesehen ist. Es ist jedoch auch möglich, zusätzlich oder statt dessen die Spannung der Tonereinheit zu verkleinern, wie dies bei einer weiteren Ausfüh- rungsform der Erfindung vorgesehen ist. Wird die Spannung der Tonereinheit verkleinert, ist es zweckmäßig, die Spannung einer Transfereinheit, mittels wel- cher der auf der Bildwalze vorhandene Toner auf das Medium übertragen wird, ebenfalls anzupassen. Es hat sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, daß immer dann, wenn die Spannung der Tonereinheit geändert wird, die Span- nung der Transfereinheit in entsprechender Weise geändert wird.

Darüber hinaus hat es sich als zweckmäßig erwiesen, die Spannung einer Lö- scheinheit, mittels der die Ladung der Bildwalze gelöscht wird, ebenfalls in Ab- hängigkeit des Ausgangssignals des Sensors zu verändern. Steigt die Oberflä- chenspannung der Bildwalze im Bereich der Tonereinheit an, hat sich eine Er- höhung der Spannung der Löscheinheit als sehr vorteilhaft erwiesen.

Darüber hinaus hat sich gezeigt, daß bei einem Anstieg der Oberflächenspan- nung der Bildwalze im Bereich der Tonereinheit sich eine Erhöhung der Span- nung der Schreibeinheit sehr positiv auf die Bildqualität auswirkt.

Weitere Merkmale und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines besonderen Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung.

Es zeigt Figur 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Druk- kers von der Seite, und Figur 2 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Bildwal- ze in perspektivischer Ansicht.

Wie Figur 1 entnommen werden kann, weist ein erfindungsgemäß ausgebilde- ter Drucker zum Bedrucken eines Mediums 1 eine Bildwalze 2 auf, mittels der Toner auf das zu bedruckende Medium 1 aufgebracht wird. Die Bildwalze 2 wird mittels einer Ladeeinheit 3 elektrische aufgeladen. In Drehrichtung der Bildwalze 2, welche durch einen Pfeil 9 angezeigt wird, ist hinter der Ladeein- heit 3 eine als Laser ausgebildete Schreibeinheit 5 angeordnet. Ein vom Laser 5 ausgehender Laserstrahl 5a wird entsprechend dem Druckbild über die Bild- walze 2 geführt. Dort, wo der Laserstrahl 5a auf die Oberfläche der Bildwalze 2 auftrifft, entlädt sich die Bildwalze 2.

In einem vorbestimmten Winkelabstand a in Drehrichtung 9 der Bildwalze 2 hinter der Ladeeinheit 3 ist eine Tonereinheit 4, mittels welcher Toner auf die Bildwalze 2 aufgetragen wird, angeordnet. An den Stellen, an denen die Ober- fläche der Bildwalze 2 noch elektrisch geladen ist, haftet Toner auf der Oberflä- che der Bildwalze 2.

In Drehrichtung 9 der Bildwalze 2 ist hinter der Tonereinheit 4 eine Transferein- heit 7 angeordnet, mittels welcher der auf der Oberfläche der Bildwalze 2 haf- tende Toner auf das zu bedruckende Medium übertragen wird. Zum Bedrucken von Metallfolien ist auf der zu bedruckenden Seite der Folie eine zweite Trans- fereinheit 7a angeordnet.

Zur Entladung der Oberfläche der Bildwalze 2 ist in Drehrichtung 9 hinter der Transfereinheit 7 eine Löscheinheit 8 angeordnet.

Im selben Winkelabstand a, in dem die Tonereinheit 4 hinter der Ladeeinheit 3 angeordnet ist, ist ein Sensor 6, mittels dem die elektrische Ladung auf der Oberfläche der Bildwalze 2 gemessen werden kann, angeordnet.

Wie Figur 2 entnommen werden kann, weist die Bildwalze 2 einen mit Toner versehbaren Bereich 2a auf, der so breit ist, wie das Toner-Übergabeelement der Tonereinheit 4. Daneben weist die Bildwalze 2 einen Sensorbereich 2b auf, welcher nicht vom Toner-Übergabeelement der Tonereinheit 4 erfaßt wird. Der Sensorbereich 2b wird zwar von der Ladeeinheit 3 sowie der Löscheinheit 8 erfaßt beziehungsweise überdeckt, nicht jedoch vom Laserstrahl 5a des Lasers 5.

Der Sensor 6 ist so angeordnet, daß er dem Sensorbereich 2b gegenübersteht, so daß er die elektrische Ladung der Oberfläche der Bildwalze 2 beziehungs- weise die Oberflächenspannung der Bildwalze 2 in dem Bereich 2b erfaßt.

Hierdurch sind keine baulichen Veränderungen an der Tonereinheit 4 vorzu- nehmen.