DE10001859A1

DE10001859A1 - Elektronische Bilderzeugungseinrichtung und Verfahren zu deren Steuerung

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Publication number: DE10001859A1
Application number: DE10001859A
Authority: DE
Inventors: Su-Jong Jung; Tai-Eun Kwon; Sung-Gi Kim
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: S Printing Solution Co Ltd
Priority date: 1999-02-19
Filing date: 2000-01-18
Publication date: 2000-08-24
Also published as: KR20000056309A; KR100291431B1; GB2346828B; GB0003967D0; US6246847B1; GB2346828A

Abstract

Es wird eine elektronische Photo- oder Bilderzeugungseinrichtung beschrieben, die eine Versorgungsrolle aufweist, eine Entwicklerrolle, eine Laderolle, eine Laserabtasteinheit (LSU), eine Übertragungsrolle, eine Trommel mit einem organischen Photoleiter (OPC), eine Vorübertragungslampe (PTL), eine Steuerung und eine Spannungsversorgung. Die OPC-Trommel wird durch die Laderolle geladen. Ein latentes elektrostatisches Bild wird auf der OPC-Trommel durch die LSU erzeugt, und das latente elektrostatische Bild wird in ein sichtbares Bild durch Toner umgewandelt, der von der Entwicklerrolle geliefert wird. Die PTL verringert die Haftkraft von Toner, der an der OPC-Trommel haftet, auf ein vorbestimmtes Niveau. Die Steuerung variiert die Spannung der Übertragungsrolle entsprechend einem vorbestimmten Standard, so daß Toner, der auf der Übertragungsrolle verbleibt, auf die OPC-Trommel übertragen wird, während die OPC-Trommel und die Übertragungsrolle gedreht werden. Die Spannungsversorgung versorgt die voranstehenden Bauteile mit Spannung, und erzeugt einen Potentialunterschied, um den Toner, der auf der OPC-Trommel verbleibt und negative Ladungen hat, durch die Entwicklerrolle zu sammeln.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektronische Photo- oder Bilderzeugungseinrichtung sowie ein Verfahren zum Steuern der Einrichtung. Genauer gesagt betrifft die vorliegende Erfindung eine elektronische Bild- oder Photoerzeugungseinrichtung, welche vollständig überschüssigen Toner entfernen kann, ohne eine Überschußtonerentfernungseinheit zu verwenden, sowie ein Verfahren zu deren Steuerung.

Ein Laserdrucker, der eine allgemein verwendete elektronische Photo- oder Bilderzeugungseinrichtung darstellt, weist eine Laderolle zur negativen Aufladung des Außenumfangs einer Trommel mit einem organischen Photoleiter (OPC) auf, und eine Laserabtasteinrichtung (LSU) zur Erzeugung eines latenten elektrostatischen Bildes auf dem Außenumfang der OPC-Trommel durch Aussenden von Licht von der LSU. Durch die Aufladungskraft der OPC-Trommel wird Toner, der an einer Entwicklerrolle anhaftet, auf das latente elektrostatische Bild auf der OPC-Trommel übertragen, so daß das latente elektrostatische Bild in ein sichtbares Bild umgewandelt wird.

Der Toner, der an der Entwicklerrolle anhaftet, wird durch eine Versorgungsrolle aufgeladen, und ist im allgemeinen negativ aufgeladen. Allerdings weist einiger Toner eine positive Ladung auf, infolge eines Ungleichgewichtes des Toners und einer starken Belastung zwischen der Versorgungsrolle und der Entwicklerrolle.

Wie voranstehend geschildert wird der Toner, der an der Entwicklerrolle anhaftet, und positive/negative Ladungen aufweist, auf die OPC-Trommel übertragen. Der negativ geladene Toner wird auf das latente elektrostatische Bild übertragen, das auf der OPC-Trommel vorhanden ist, und erzeugt ein sichtbares Bild infolge eines Potentialunterschiedes. Der Toner, der nicht negativ aufgeladen und zum Teil positiv aufgeladen ist, wird ebenfalls auf die negativ aufgeladene OPC-Trommel übertragen.

Der Toner, der sich zu der OPC-Trommel bewegt hat, und positive Ladungen aufweist, wird nicht durch eine positiv geladene Übertragungsrolle auf ein Druckpapier übertragen, und sammelt sich um die Laderolle herum an.

Der Toner, der sich um die Laderolle herum ansammelt, und positive Ladungen enthält, stört die OPC-Trommel in Bezug auf die negative Aufladung, und führt zu einem Hintergrundeffekt, nämlich daß der Abschnitt, der nicht negativ aufgeladen wird, zum Teil in schwarz umgewandelt wird.

Dies führt dazu, daß die Menge an Toner zunimmt, die aufgeladen und über die Entwicklerrolle übertragen wird, und daß dieser Effekt kontinuierlich wiederholt wird. Daher wird die Laderolle stark verschmutzt.

Um ein derartiges Problem in Bezug auf eine verschmutzte Laderolle zu überwinden ist eine Tonerentfernungseinheit erforderlich, um den positiv aufgeladenen Toner zu entfernen, der sich um die Laderolle herum angesammelt hat.

Da der negativ aufgeladene Toner, der das sichtbare Bild auf der OPC-Trommel ausbildet, nicht vollständig durch die Übertragungsrolle auf das Druckpapier übertragen wird, verschmutzt darüber hinaus der übrigbleibende Toner den Außenumfang der OPC-Trommel. Daher ist zusätzlich ein Reinigungsabstreifer angebracht, um den verbleibende Toner zu entfernen.

Andererseits wird, wenn der Laserdrucker unter der Bedingung in Betrieb ist, daß sich das Druckpapier nicht zwischen der OPC-Trommel und der Übertragungsrolle befindet, jener Toner, der negative Ladungen aufweist, und auf der OPC-Trommel vorhanden ist, auf die positiv aufgeladene Übertragungsrolle übertragen, und wird die Übertragungsrolle entsprechend verunreinigt. Hierbei kann die Rückseite des Druckpapiers schwarz werden. Um eine Verschmutzung der Übertragungsrolle zu verhindern benötigt der Laserdrucker eine Tonerentfernungseinheit zum Entfernen jenes Toners, der negative Ladungen enthält, und sich um die Übertragungsrolle herum angesammelt hat.

Wie voranstehend geschildert treten in nachteiliger Weise bei dem herkömmlichen Laserdrucker erhöhte Kosten für die zusätzliche Abfalltonerentfernungseinheit auf.

Weiterhin erzeugt der herkömmliche Laserdrucker ein sichtbares Bild durch Übertragung von Toner mit negativen Ladungen auf das latente elektrostatische Bild, das auf der OPC-Trommel erzeugt wurde, und überträgt das sichtbare Bild auf das Druckpapier dadurch, daß an die Übertragungsrolle eine vorbestimmte Spannung geliefert wird. Zu diesem Zeitpunkt wird der Toner, der das sichtbare Bild auf der OPC-Trommel ausbildet, an die OPC-Trommel durch eine gleichförmige Kraft angezogen. Allerdings wird der Toner stärker an die Grenze eines nicht sichtbaren Bildes infolge des Potentialunterschieds angezogen. Wenn daher ein Übertragungsvorgang vorgenommen wird, wird der stark anhaftende Toner nicht auf das Druckpapier übertragen, was zu einer verschlechterte Druckqualität und zu einer Zunahme an verbleibendem Toner führt.

Andererseits versorgt der herkömmliche Laserdrucker die Übertragungsrolle mit einer gleichmäßigen Spannung, unabhängig von dem Widerstand des Druckpapiers. Daher wird der Übertragungswirkungsgrad verringert, und ist eine Spannungsversorgung mit hoher Kapazität erforderlich.

Weiterhin tritt bei dem herkömmlichen Laserdrucker die Schwierigkeit auf, daß der Toner an der OPC-Trommel infolge einer mechanische Reibung zwischen der Laderolle und der OPC-Trommel anhaftet, die durch eine Differenz der Lineargeschwindigkeiten hervorgerufen wird.

Daher besteht ein Vorteil der vorliegenden Erfindung darin, daß vollständig Abfalltoner entfernt wird, ohne eine Abfalltonerentfernungseinheit zu verwenden.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht in der Erhöhung des Übertragungswirkungsgrades, und in der Erzielung eines Bildes mit hoher Qualität, durch Variation des Oberflächenpotentials der OPC-Trommel, bevor Toner, der auf der OPC-Trommel entwickelt wurde, in einen Übertragungsabschnitt hineingelangt.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht in der Erhöhung des Übertragungswirkungsgrades, obwohl nur eine Spannungsversorgung mit geringer Kapazität verwendet wird, durch Variation der Spannung, welche der Übertragungsrolle zugeführt wird, entsprechend dem Widerstand des Druckpapiers.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Erzeugung von Abfalltoner zu unterdrücken, und ein Bild mit hoher Qualität zu erzielen, unter Verwendung des Raumes, in welchem sich die Übertragungsrolle und die OPC-Trommel drehen, als Raum zum Reinigen der Übertragungsrolle und der OPC-Trommel.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, zu verhindern, daß Toner an der OPC-Trommel durch mechanische Reibung zwischen der Laderolle und der OPC-Trommel anhaftet.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht in der wirksamen Sammlung des übrigbleibende Toners durch ordnungsgemäße Einstellung der Potentialdifferenz zwischen einer Ladespannung und einer Entwicklerspannung.

Gemäß einer Zielrichtung der vorliegenden Erfindung wird, um die voranstehenden Vorteile und weitere Vorteile zu erzielen, eine elektronische Bild- oder Photoerzeugungseinrichtung zur Verfügung gestellt, welche eine Versorgungsrolle aufweist, eine Entwicklerrolle, eine Laderolle, eine Laserabtasteinheit (LSU), eine Übertragungsrolle und eine Spannungsversorgung.

Eine OPC-Trommel wird durch die Laderolle aufgeladen. Durch die LSU wird ein latentes elektrostatisches Bild erzeugt. Dann wird Toner von der Entwicklerrolle übertragen, um ein sichtbares Bild auf der OPC-Trommel zu erzeugen. Zu diesem Zeitpunkt wird die Haftkraft des Toners auf ein vorbestimmtes Niveau durch eine Vorübertragungslampe verringert. Dann wird der an der OPC-Trommel anhaftende Toner auf ein Druckpapier durch die Übertragungsrolle übertragen. Danach wird das Papier mit dem übertragenen Toner einer Fixiereinheit zugeführt. Andererseits wird, um Abfalltoner zu sammeln, der an der Übertragungsrolle auf der OPC-Trommel vor und hinter einem Bilddruckraum anhaftet, während die OPC-Trommel und die Übertragungsrolle gedreht werden, die Spannung der Übertragungsrolle durch eine Steuerung entsprechend einem vorbestimmten Standard variiert, und wird Toner, der negative Ladungen aufweist, und in einem bildfreien Abschnitt der OPC-Trommel vorhanden ist, durch die Potentialdifferenz auf der Entwicklerrolle gesammelt.

Vorzugsweise wird entsprechend dem vorbestimmten Standard eine niedrigere Spannung als jene Spannung, welche der OPC-Trommel zugeführt wird, der Übertragungsrolle zugeführt, so daß der Toner, der an der Übertragungsrolle anhaftet und negative Ladungen aufweist, auf die OPC-Trommel übertragen wird, und wird eine höhere Spannung als jene Spannung, welche der OPC-Trommel zugeführt wird, der Übertragungsrolle zugeführt, so daß der Toner, der an der Übertragungsrolle anhaftet und positive Ladungen aufweist, auf die OPC-Trommel übertragen wird.

Vorzugsweise variiert die Steuerung die Spannung der Übertragungsrolle entsprechend dem Widerstand des Druckpapiers, welches zur Übertragungsrolle gelangt.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist zusätzlich ein Abstreifer zum gleichmäßigen Verteilen des Toners vorgesehen, welcher der Entwicklerrolle zugeführt wird. Zu diesem Zeitpunkt sind die Spannungen, die an den Abstreifer und die Versorgungsrolle angelegt werden, gleich, wodurch eine gleichmäßige Schicht als Tonerbeschichtung erhalten werden kann. Vorzugsweise sind die Geschwindigkeiten der Laderolle und der OPC-Trommel so gewählt, daß sie das Verhältnis von Eins zu Eins aufweisen.

Vorzugsweise ist der Toner entweder ein Toner des Pulvertyps oder ein Toner des Polymerisationstyps.

Gemäß der vorliegenden Erfindung versorgt die PTL die gesamte Oberfläche der OPC-Trommel mit Licht vorbestimmter Amplitude, damit das Oberflächenpotential der OPC-Trommel 0 bis -100 Volt beträgt.

Vorzugsweise wird der Potentialunterschied zwischen der Entwicklerrolle und der aufgeladenen OPC-Trommel auf -500 Volt gehalten.

Vorzugsweise wird an die Laderolle eine Ladespannung von -1,4 kV (Gleichspannung) angelegt, so daß der Toner, der auf der OPC-Trommel vorhanden ist, und positive Ladungen aufweist, gesammelt wird, negativ aufgeladen wird, und erneut auf die OPC-Trommel übertragen wird.

Gemäß einer weiteren Zielrichtung der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Steuern einer elektronischen Photo- oder Bilderzeugungseinrichtung zur Verfügung gestellt, welche eine Versorgungsrolle, eine Entwicklerrolle, eine Laderolle, eine OPC-Trommel, eine Laserabtasteinheit (LSU), eine Übertragungsrolle und eine Spannungsversorgung aufweist. Bei diesem Verfahren wird die OPC-Trommel durch die Laderolle aufgeladen. Um Abfalltoner zu entfernen, der an der Übertragungsrolle haftet, werden die OPC-Trommel und die Übertragungsrolle gedreht. Die Spannung der Übertragungsrolle wird entsprechend einem vorbestimmten Standard variiert. Der Toner, der auf der OPC-Trommel verbleibt, und negative Ladungen aufweist, wird auf der Entwicklerrolle infolge eines Potentialunterschieds gesammelt, und ein latentes elektrostatisches Bild wird auf der aufgeladenen OPC-Trommel durch die LSU erzeugt. Dann wird der Toner auf der Entwicklerrolle zum latenten elektrostatischen Bild auf der OPC-Trommel übertragen, um ein sichtbares Bild zu erzeugen. Nachdem die Haftkraft des Toners an der OPC-Trommel auf ein vorbestimmtes Niveau verringert wurde, wird das sichtbare Bild auf ein Druckpapier übertragen.

Vorzugsweise umfaßt das Verfahren zum Steuern der elektronischen Bild- oder Photoerzeugungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung weiterhin den Schritt, jenen Toner, der auf der Oberfläche der OPC-Trommel vorhanden ist, und positive Ladungen aufweist, durch den Potentialunterschied auf der Laderolle zu sammeln, den gesammelten Toner negativ aufzuladen, und den negativ geladenen Toner erneut auf die OPC-Trommel zu übertragen.

Gemäß einer anderen Zielrichtung der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Drucken durch Steuerung einer Spannung, die einer Übertragungsrolle in einer elektronischen Photo- oder Bilderzeugungseinrichtung zugeführt wird, zur Verfügung gestellt, wobei die Einrichtung eine Versorgungsrolle, eine Entwicklerrolle, eine Laderolle, eine OPC-Trommel, eine Laserabtasteinheit (LSU), die Übertragungsrolle, sowie einen Hauptmotor und eine Spannungsversorgung zum Versorgen der voranstehenden Bauteile mit Energie aufweist. Bei dem Verfahren wird, nachdem der Hauptmotor in Betrieb gesetzt wurde, eine niedrigere Spannung als jene Spannung, die der OPC-Trommel zugeführt wird, der Übertragungsrolle zugeführt, um jenen Toner zu entfernen, der an der Übertragungsrolle anhaftet und negative Ladungen enthält. Der Widerstand zwischen der Übertragungsrolle und der OPC-Trommel wird gemessen. Auf der Grundlage einer Übertragungsspannung entsprechend dem gemessenen Widerstand wird eine höhere Spannung als jene Spannung, die der OPC-Trommel zugeführt wird, der Übertragungsrolle zugeführt, um den Toner zu entfernen, der an der Übertragungsrolle haftet und positive Ladungen enthält. Wenn das Druckpapier zur Übertragungsrolle gelangt, wird der vereinigte Widerstand des Druckpapiers, der Übertragungsrolle und der OPC-Trommel gemessen. Dann wird eine Übertragungsspannung entsprechend dem gemessenen Gesamtwiderstand ausgewählt. Die ausgewählte Übertragungsspannung wird der Übertragungsrolle zugeführt, um das Bild zu drucken. Danach wird jener Toner, der an der Übertragungsrolle anhaftet, und positive/negative Ladungen aufweist, durch Drehen der Übertragungsrolle und der OPC-Trommel entfernt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert, aus welchen weitere Vorteile und Merkmale hervorgehen. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer elektronischen Photo- oder Bilderzeugungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2A bis 2D schematische Darstellungen zur Erläuterung der Zustände des Außenumfangs einer OPC-Trommel gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2A den Außenumfang der OPC-Trommel bei einer Aufladung auf -800 Volt;

Fig. 2B den Außenumfang der OPC-Trommel, wenn auf dieser ein latentes elektrostatisches Bild von -50 Volt ausgebildet wird;

Fig. 2C den Außenumfang der OPC-Trommel, wenn negative Ladungen aufweisender Toner an dem latenten elektrostatischen Bild haftet, das auf der OPC-Trommel vorhanden ist, und ein sichtbares Bild ausgebildet wird;

Fig. 2D den Außenumfang der OPC-Trommel nach der Behandlung über einen Vorbehandlungsvorgang;

Fig. 3 ein Blockschaltbild einer elektronischen Photo- oder Bilderzeugungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 4 ein Steuerverfahren für die elektronische Photo- oder Bilderzeugungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 5 ein Zeitablaufdiagramm zum Steuern der Operationen bestimmter Bauteile der elektronischen Photo- oder Bilderzeugungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 6 ein Flußdiagramm eines Verfahrens zum Drucken über Steuerung einer Spannung, die einer Übertragungsrolle zugeführt wird, gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 7 ein Zeitablaufdiagramm zum Steuern der Spannung der Übertragungsrolle, um einen Druckvorgang gemäß der vorliegenden Erfindung durchzuführen;

Fig. 8 eine Tabelle, in welcher Spannungswerte zum Entfernen von Toner aufgeführt sind, der an der Übertragungsrolle anhaftet und positive Ladungen aufweist, wobei die Übertragungsspannungswerte dadurch erhalten werden, daß der Widerstand zwischen der Übertragungsrolle und der OPC-Trommel detektiert wird, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und

Fig. 9A bis 9C Tabellen, welche Übertragungsspannungen angeben, die entsprechend einem Gesamtwiderstand zugeführt werden sollen, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Nachstehend verwendete Begriffe werden unter Berücksichtigung der Funktionen in der vorliegenden Erfindung definiert, und können je nach Intention von Fachleuten auf diesem Gebiet oder je nach Konvention geändert werden. Das Verständnis der Begriffe sollte daher auf der Grundlage des Gesamtinhalts der vorliegenden Anmeldeunterlagen erfolgen.

Vor der eigentlichen Schilderung der vorliegenden Erfindung werden Eigenschaften von Toner kurz erläutert. Toner, der negative Ladungen aufweist, wird von einem Punkt auf niedriger Spannung zu einem Punkt auf hoher Spannung bewegt, wogegen Toner, der positive Ladungen aufweist, von einem Punkt hoher Spannung zu einem Punkt niedriger Spannung bewegt wird.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 3 wird eine elektronische Photo- oder Bilderzeugungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben.

Zuerst wird eine Entwicklerrolle 110 mit einer Spannung von -300 Volt von einer Spannungsversorgung 140 versorgt. Durch Reibung zwischen der Entwicklerrolle 110 und einer Versorgungsrolle 120 befindet sich Toner, der hauptsächlich negative Ladungen aufweist, auf der Oberfläche der Entwicklerrolle 110. Jener Toner, der positive Ladungen enthält, wird jedoch ebenfalls auf der Oberfläche der Entwicklerrolle 110 angeordnet, infolge eines Ungleichgewichts des Toners und der hohen Belastung zwischen der Versorgungsrolle 120 und der Entwicklerrolle 110.

Der Toner kann entweder ein Pulvertoner sein, der durch Pulverisieren in einer Pulverisierungsmaschine hergestellt wird, oder ein chemisch hergestellter Polymerisationstoner.

Ein Ladeabschnitt 130 wird durch eine leitfähige Rolle mit einem geeigneten Widerstand gebildet. Eine negative Spannung mit vorbestimmter Amplitude, beispielsweise eine negative Spannung von -1,4 kV, wird von der Spannungsversorgung 140 der Laderolle 130 zugeführt.

Die OPC-Trommel 190 wird, wie in Fig. 2A gezeigt ist, durch Reibung mit der Laderolle 130 aufgeladen, und daher bildet sich entsprechend ein negatives Potential von -800 Volt auf der Oberfläche der OPC-Trommel 190 aus. Eine Laserabtasteinheit (LSU) 150 versorgt die OPC-Trommel 190 mit Licht, gesteuert durch eine Steuerung 160, so daß wie in Fig. 2B gezeigt ein latentes elektrostatisches Bild ausgebildet wird. Das Potential des Abschnitts, auf welchem das latente elektrostatische Bild erzeugt wurde, beträgt -50 Volt, und das Potential des Abschnitts ohne ein latentes elektrostatisches Bild beträgt -800 Volt.

Andererseits wird, wenn die OPC-Trommel mit dem darauf erzeugten latenten elektrostatischen Bild an der Entwicklerrolle 110 vorbeigeht, der Toner auf dem Außenumfang der Entwicklerrolle 110 auf den Abschnitt mit dem latenten elektrostatischen Bild der OPC-Trommel infolge des Potentialunterschieds übertragen und haftet dort an. Daher wird ein sichtbares Bild auf der OPC-Trommel erzeugt, wie dies in Fig. 2C gezeigt ist.

Eine Vorübertragungslampe (PTL) 170 liefert an die OPC-Trommel 190 Licht mit vorbestimmter Amplitude, so daß die Haftkraft des Toners an der OPC-Trommel 190 verringert wird. Dann wird das Oberflächenpotential der OPC-Trommel von Null auf -100 Volt erhöht.

Die PTL 170 wird kontinuierlich betrieben, entsprechend einem Zeitgebersignal der Steuerung 160, während ein Hauptmotor 300 von Fig. 3 arbeitet, so daß der auf der OPC-Trommel übrigbleibende Toner einfach entfernt werden kann, wenn die Übertragungsrolle und die OPC-Trommel gedreht werden, und die PTL 170 hält das Oberflächenpotential der OPC-Trommel 190 gleichförmig, wie in Fig. 2D gezeigt ist, bevor eine Übertragungsoperation durchgeführt wird, so daß der Übertragungswirkungsgrad des sichtbaren Bildes, das auf der OPC-Trommel 190 erzeugt wurde, verbessert werden kann.

Als eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung legt die PTL 170 Licht mit vorbestimmter Amplitude an den Außenumfang der OPC-Trommel 190 an, um das Oberflächenpotential der OPC-Trommel 190 so auszubilden, daß es Null bis -100 Volt beträgt.

Ein Abstreifer 200 verteilt gleichförmig den Toner, welcher der Entwicklerrolle 110 zugeführt wurde, und die Spannungsversorgung 140 versorgt den Abstreifer 200 und die Versorgungsrolle 120 mit derselben Spannung, beispielsweise -500 Volt, um eine gleichmäßig aufgeschichtete Tonerschicht zu erzielen.

Darüber hinaus variiert die Steuerung 160 die Spannung der Übertragungsrolle 180 wie nachstehend angegeben, um überschüssigen Toner, der an einer Übertragungsrolle 180 anhaftet, auf die OPC-Trommel 190 zu übertragen, und den überschüssigen Toner durch die Entwicklerrolle 110 wieder aufzusammeln, während die OPC-Trommel 190 und die Übertragungsrolle 180 gedreht werden.

Anders ausgedrückt wird, um jenen Toner, der an der Übertragungsrolle 180 anhaftet und negative Ladungen aufweist, auf die OPC-Trommel 190 zu übertragen, eine niedrigere Spannung als jene Spannung, welche an die OPC-Spannung 190 geliefert wird, beispielsweise -1 kV, der Übertragungsrolle 180 zugeführt, und wird, um den Toner, der an der Übertragungsrolle 180 anhaftet und positive Ladungen enthält, auf die OPC-Trommel 190 zu übertragen, eine höhere Spannung als jene Spannung, die an die OPC-Trommel 190 geliefert wird, beispielsweise 800 Volt, der Übertragungsrolle zugeführt.

Darüber hinaus variiert die Steuerung 160 die Spannung der Übertragungsrolle 180 entsprechend dem Widerstand des Druckpapiers, welches zur Übertragungsrolle 180 gelangt.

Vorzugsweise sind die Geschwindigkeit der Laderolle 130 und der OPC-Trommel 190 so gewählt, daß sie im Verhältnis von Eins zu Eins stehen. Daher ist es möglich zu verhindern, daß der Toner, der durch den Raum zwischen der Laderolle 130 und der OPC-Trommel 190 hindurchgelangt ist, den Außenumfang der OPC-Trommel 190 infolge mechanischer Reibung beschichtet, nämlich in jenem Fall, in welchem das Verhältnis der Geschwindigkeiten nicht Eins zu Eins beträgt.

Ein Verfahren zum Steuern der elektronischen Photo- oder Bilderzeugungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Fig. 4 bis 5 beschrieben.

Zuerst betreibt die Steuerung 160 den Hauptmotor 300 so, daß die OPC-Trommel 190 mit Hilfe der Laderolle 130 aufgeladen wird (S410).

Nachdem die OPC-Trommel 190 aufgeladen wurde, werden die OPC-Trommel 190 und die Übertragungsrolle 180 gedreht, um überschüssigen Toner zu entfernen, der an der Übertragungsrolle 180 haftet. Wie voranstehend geschildert wird die Spannung der Übertragungsrolle 180 variiert (S420).

Dann wird der Toner, der auf der OPC-Trommel 190 verblieben ist, und negative Ladungen enthält, an der Entwicklerrolle 110 infolge des Potentialunterschieds gesammelt (S430).

Andererseits sammelt die Laderolle 130, die mit einer Spannung von -1,4 kV versorgt wird, den Toner, der auf der OPC-Trommel 190 vorhanden ist und positive Ladungen aufweist, lädt den gesammelten Toner negativ auf, und überträgt den negativ aufgeladenen Toner erneut auf die OPC-Trommel 190, damit die Entwicklerrolle 110 den Toner einsammeln kann.

Nachdem der Toner, der auf der OPC-Trommel 190 und der Übertragungsrolle 180 übriggeblieben ist, entfernt wurde, wird ein latentes elektrostatisches Bild auf der aufgeladenen OPC-Trommel 190 durch die LSU 150 erzeugt (S440).

Andererseits stellt die Steuerung 160 über einen Zufuhrsensor (nicht gezeigt) fest, daß ein Druckpapier zugeführt wird, und versorgt die Zufuhrrolle 120 und den Abstreifer 200 mit Spannung, um eine gleichmäßig aufgebrachte Tonerschicht auf der Entwicklerrolle 110 auszubilden.

Nachdem das latente elektrostatische Bild auf der OPC-Trommel 190 ausgebildet wurde, überträgt diese den Toner auf der Entwicklerrolle 110 auf das latente elektrostatische Bild infolge des Potentialunterschieds, so daß ein sichtbares Bild erzeugt wird (S450).

Nachdem das sichtbare Bild auf der OPC-Trommel 190 ausgebildet wurde, legt die PTL 170 Licht an die gesamte Oberfläche der OPC-Trommel 190 an, um das Oberflächenpotential der OPC-Trommel so auszubilden, daß es Null bis -100 Volt beträgt. Hierdurch wird die Haftkraft des Toners an der OPC-Trommel 190 verringert (S460).

Wie voranstehend geschildert wird durch Verringerung der Übertragungsspannung durch Verringerung der Haftkraft des Toners an der OPC-Trommel 190 die Beziehung zwischen der Haftkraft F1 des Toners an der OPC-Trommel 190 und der Übertragungskraft F2 eingestellt, die dazu erforderlich ist, den Toner von der OPC-Trommel 190 auf das Druckpapier zu übertragen.

Anders ausgedrückt kann, da die Übertragungskraft F2 die Bedingung von F2 ≧ F1 erfüllen sollte, die Übertragungskraft F2 durch Verringerung der Haftkraft F1 verringert werden. Auf diese Weise kann die Übertragungsspannung abgesenkt werden.

Wenn andererseits die Haftkraft F1 des Toners an der OPC-Trommel 190 übermäßig verringert wird, wird die Kohäsion des Toners verringert, und wird das Bild verbreitert. Daher wird eine optimale Tonerkohäsion zum Erzielen eines optimalen Bildes durch Versuche festgestellt. Auf der Grundlage der erhaltenen, optimalen Kohäsion des Toners legt die PTL 170 Licht an die OPC-Trommel 190 an.

Wenn das sichtbare Bild der OPC-Trommel 190 an der PTL 170 vorbeiläuft und an der Übertragungsrolle 180 ankommt, steuert die Steuerung 160 den Hauptmotor 300 so, daß das Druckpapier der Übertragungsrolle 180 zugeführt wird.

Wenn das Druckpapier an der Übertragungsrolle 180 ankommt, werden Spannungen mit verschiedenen Werten entsprechend dem Widerstand des Druckpapiers geliefert, so daß ein optimales Bild erzielt werden kann (S470). In diesem Zusammenhang wird, falls die Spannung nicht ordnungsgemäß entsprechend dem Widerstand des Druckpapiers zugeführt wird, der Übertragungswirkungsgrad beeinträchtigt, und kann daher entsprechend ein Bild mit schlechter Qualität erzeugt werden.

Das Druckpapier, das die Übertragungsrolle verlassen hat, wird an eine Fixiereinheit (nicht gezeigt) mit dem darauf befindlichen Toner übertragen, der von der OPC-Trommel 190 abgetrennt wurde.

Nach dem Durchgang an der Übertragungsrolle 180 weist ein Teil des Toners, der auf der OPC-Trommel 190 verbleibt, positive Ladungen auf, und der übrige Toner negative Ladungen.

Wenn der Toner durch die Laderolle 130 geht, wird der Toner mit positiven Ladungen auf die Laderolle 130 übertragen, und wird der Toner mit negativen Ladungen an die Entwicklerrolle 110 übertragen. Die positiven Ladungen jenes Toners, der auf die Laderolle 130 übertragen wurde, werden in negative Ladungen auf der Laderolle 130 umgewandelt. Der die geändert negativen Ladungen aufweisende Toner wird auf die Entwicklerrolle 110 über die OPC-Trommel 190 übertragen.

Nachdem er auf die Entwicklerrolle 110 übertragen wurde, wird der Toner mit den negativen Ladungen auf dem bildfreien Abschnitt der OPC-Trommel 190 an der Entwicklerrolle 110 gesammelt, infolge des Unterschieds zwischen dem Potential des bildfreien Abschnitts der OPC-Trommel 190, beispielsweise -800 Volt, und dem Potential der Entwicklerrolle 110, beispielsweise -300 Volt. Daher ist es möglich zu verhindern, daß der Hintergrund des bildfreien Abschnitts beeinträchtigt wird, und ist es so möglich, ein Bild mit guter Qualität zu erhalten.

Um einen hohen Sammlungswirkungsgrad zu erzielen, während der Toner mit negativen Ladungen des bildfreien Abschnitts auf der Entwicklerrolle 110 gesammelt wird, werden vorzugsweise die Spannungen, die der Laderolle und der Entwicklerrolle zugeführt werden, auf -1,4 kV bzw. -300 Volt eingestellt. Hierdurch kann ein Bild mit guter Qualität erhalten werden.

Andererseits läßt die Steuerung die OPC-Trommel 190 und die Übertragungsrolle 180 drehen, und variiert die Spannung der Übertragungsrolle, um überschüssigen Toner zu entfernen, der an der Übertragungsrolle 180 anhaftet.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 6 und 7 wird das Verfahren zum Drucken mittels Steuerung der Übertragungsrolle beschrieben.

Zuerst treibt die Steuerung 160 den Hauptmotor 300 an (S610).

Nachdem der Hauptmotor in Bewegung gesetzt wurde, werden die OPC-Trommel 190 und die Übertragungsrolle 180 im Teil von Fig. 7 gedreht, und wird der positive/negative Ladungen enthaltende Toner folgendermaßen entfernt.

Zuerst wird eine niedrigere Spannung, beispielsweise -1 kV, als ein Potential, das auf dem Außenumfang der OPC-Trommel 190 vorhanden ist, der Übertragungsrolle 180 zugeführt, so daß jener Toner, der an der Übertragungsrolle 180 haftet und negative Ladungen enthält, auf die OPC-Trommel 190 übertragen wird. Der Toner, der auf die OPC-Trommel 190 übertragen wurde, und negative Ladungen enthält, wird auf der Entwicklerrolle über die Laderolle 130 gesammelt. Zu diesem Zeitpunkt wird der Toner, der auf der OPC-Trommel 190 verblieben ist, und positive Ladungen aufweist, auf die Übertragungsrolle 180 übertragen (S620, Teil von Fig. 7).

Eine bestimmte Spannung wird der Übertragungsrolle 180 zugeführt, bevor das Druckpapier an der Übertragungsrolle 180 ankommt. Der Strom, der durch die Übertragungsrolle 180 fließt, wird gemessen, um den Widerstand zwischen der Übertragungsrolle 180 und der OPC-Trommel 190 festzustellen. Auf diese Weise wird der Zustand erkannt, in welchem die Einrichtung momentan benutzt wird (S630, Teil von Fig. 7).

Anders ausgedrückt beträgt, wenn eine Spannung von 800 Volt der Übertragungsrolle 180 zugeführt wird, und der durch die Übertragungsrolle 180 fließende Strom 4 µA beträgt, der Widerstand zwischen der Übertragungsrolle 180 und der OPC-Trommel 190 gleich 200 MΩ (800 V/4 × 10^-6 Ω) entsprechend dem ohmschen Gesetz.

Nachdem der Widerstand zwischen der Übertragungsrolle und der OPC-Trommel gemessen wurde, wird eine höhere Spannung als jene Spannung, die der OPC-Trommel 190 zugeführt wird, an die Übertragungsrolle angelegt, auf der Grundlage einer geeigneten Übertragungsspannung entsprechend dem gemessenen Widerstand, so daß der Toner, der an der Übertragungsrolle haftet und positive Ladungen enthält, auf die OPC-Trommel 190 übertragen wird (S640 und S650, Teil von Fig. 7).

Vorzugsweise wird die geeignete Übertragungsspannung für den gemessenen Widerstand durch Versuche ermittelt, und in der Steuerung 160 gespeichert, wie in Fig. 8 gezeigt ist.

Danach wird die Steuerung 160 mit einem Druckpapier versorgt, über eine Papierversorgungszufuhr (S660).

Wenn das zugeführte Druckpapier sich zwischen der Übertragungsrolle 180 und der OPC-Trommel 190 befindet, wird eine bestimmte Spannung auf dieselbe Weise wie im Schritt S630 angelegt, und wird der Gesamtwiderstand der OPC-Trommel, der Übertragungsrolle und des Druckpapiers gemessen (S670, Teil von Fig. 7).

Dann wählt die Steuerung 160 eine Übertragungsspannung entsprechend dem gemessenen Gesamtwiderstand aus (S680).

Vorzugsweise wird die Übertragungsspannung für ein optimales Bild und einen optimalen Übertragungswirkungsgrad in Bezug auf den gemessenen Gesamtwiderstand durch Versuche ermittelt, und in der Steuerung 160 gespeichert, wie in den Fig. 9A bis 9C gezeigt.

Nachdem die Übertragungsspannung entsprechend dem gemessenen Gesamtwiderstand ausgewählt wurde, steuert die Steuerung 160 die Spannungsversorgung 140 so, daß die ausgewählte Übertragungsspannung an die Übertragungsrolle 180 geliefert wird, und das Bild gedruckt wird (S690, Teil von Fig. 7).

Das Teil ist vorhanden, bis das hintere Ende des Druckpapiers an der Übertragungsrolle 180 vorbeigegangen ist, und das an der Übertragungsrolle 180 vorbeigelaufene Druckpapier durch die Fixiereinheit (nicht gezeigt) ausgegeben wird.

Während das Druckpapier durch die Fixiereinheit ausgegeben wird, werden die Übertragungsrolle 180 und die OPC-Trommel 190 gedreht, und wird der Toner vom Außenumfang der Übertragungsrolle entfernt (S700, Teil von Fig. 7).

Vorzugsweise wird der Toner auf solche Weise entfernt, daß der Toner mit positiven Ladungen zuerst auf die OPC-Trommel 190 übertragen wird, und dann der Toner mit negativen Ladungen übertragen wird.

Der Vorgang kehrt zum Schritt S650 zurück, um kontinuierlich den Druckvorgang durchzuführen (S710).

Wie voranstehend geschildert stellt die vorliegenden Erfindung folgende Vorteile zur Verfügung.

Erstens kann überschüssiger Toner vollständig entfernt werden, ohne eine Abfalltonerentfernungseinheit zu verwenden. Durch Änderung des Oberflächenpotentials der OPC-Trommel, bevor der auf der OPC-Trommel entwickelte Toner zur Übertragungsrolle gelangt, kann der Übertragungswirkungsgrad verbessert werden, und entsprechend eine gute Bildqualität erzielt werden. Durch Änderung der Spannung, die der Übertragungsrolle zugeführt wird, entsprechend dem Widerstand des Druckpapiers kann ein hoher Übertragungswirkungsgrad mit einer Spannungsversorgung geringer Kapazität erzielt werden.

Darüber hinaus wird jenes Teil, wo die Übertragungsrolle und die OPC-Trommel gedreht werden, als Reinigungsteil zum Reinigen der Übertragungsrolle und der OPC-Trommel verwendet, wodurch die Erzeugung überschüssigen Toners unterdrückt werden kann, und ein Bild mit guter Qualität erhalten werden kann. Darüber hinaus kann verhindert werden, daß der Toner an der OPC-Trommel infolge der mechanischen Reibung zwischen der Laderolle und der OPC-Trommel anhaftet, und kann der Sammelwirkungsgrad für übrigbleibenden Toner dadurch verbessert werden, daß der Potentialunterschied zwischen der Ladespannung und der Entwicklerspannung geeignet eingestellt wird.

Die vorliegende Erfindung wurde voranstehend unter Bezugnahme auf die geschilderten Ausführungsformen erläutert. Allerdings ist offensichtlich, daß angesichts der voranstehenden Beschreibung Fachleuten auf diesem Gebiet zahlreiche Alternativen, Modifikationen und Variationen auffallen werden. Die beigefügten Patentansprüche sollen daher sämtliche derartigen Alternativen, Modifikationen und Variationen innerhalb des Wesens und Umfangs der vorliegenden Erfindung umfassen, die sich aus der Gesamtheit der vorliegenden Anmeldeunterlagen ergeben.

Claims

1. Elektronische Photo- oder Bilderzeugungseinrichtung, die eine Versorgungsrolle aufweist, eine Entwicklerrolle, eine Laderolle, eine Laserabtasteinheit (LSU) und eine Übertragungsrolle, und weiterhin aufweist:
eine Trommel mit einem organischen Photoleiter (OPC), die durch die Laderolle geladen wird, wobei ein latentes elektrostatisches Bild auf der OPC-Trommel durch die LSU ausgebildet wird, und ein sichtbares Bild auf der OPC-Trommel durch Toner ausgebildet wird, der von der Entwicklerrolle geliefert wird;
eine Vorübertragungslampe (PTL) zur Verringerung der Haftkraft des Toners, der an der OPC-Trommel anhaftet, auf ein vorbestimmtes Niveau;
eine Steuerung zum Variieren einer Spannung der Übertragungsrolle entsprechend einem vorbestimmten Standard, so daß der Toner, der auf der Übertragungsrolle verbleibt, auf die OPC-Trommel übertragen wird, während die OPC-Trommel und die Übertragungsrolle gedreht werden; und
eine Spannungsversorgung zum Versorgen der voranstehenden Bauteile mit Spannung und zur Ausbildung eines Potentialunterschiedes, damit der Toner, der auf der OPC-Trommel verblieben ist und negative Ladungen aufweist, von der Entwicklerrolle gesammelt wird.

2. Elektronische Photo- oder Bilderzeugungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine niedrigere Spannung als eine Spannung, die an die OPC-Trommel geliefert wird, der Übertragungsrolle zugeführt wird, um den Toner, der an der Übertragungsrolle haftet und negative Ladungen aufweist, auf die OPC-Trommel zu übertragen, und eine höhere Spannung als die Spannung, die an die OPC-Trommel geliefert wird, der Übertragungsrolle zugeführt wird, damit der Toner, der an der Übertragungsrolle haftet und positive Ladungen aufweist, auf die OPC-Trommel entsprechend dem vorbestimmten Standard übertragen wird.

3. Elektronische Bild- oder Photoerzeugungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung die Spannung der Übertragungsrolle entsprechend dem Widerstand eines Druckpapiers variiert, das zur Übertragungsrolle gelangt.

4. Elektronische Photo- oder Bilderzeugungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin ein Abstreifer zum Ausbreiten des Toners vorgesehen ist, welcher der Entwicklerrolle zugeführt wird, wobei eine Spannung, die an den Abstreifer angelegt wird, dieselbe Spannung wie eine Spannung ist, die der Versorgungsrolle zugeführt wird, so daß der Toner gleichmäßig ausgebreitet wird.

5. Elektronische Photo- oder Bilderzeugungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeiten der Laderolle und der OPC-Trommel so gewählt sind, daß sie Verhältnis Eins zu Eins aufweisen.

6. Elektronische Photo- oder Bilderzeugungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Toner entweder ein Pulvertyptoner oder ein Polymerisationstyptoner ist.

7. Elektronische Photo- oder Bilderzeugungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die PTL Licht aufbringt, so daß das Oberflächenpotential der OPC-Trommel Null bis -100 Volt beträgt.

8. Elektronische Photo- oder Bilderzeugungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsversorgung den Potentialunterschied zwischen der Entwicklerrolle und der OPC-Trommel auf -500 Volt hält.

9. Elektronische Photo- oder Bilderzeugungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsversorgung die Laderolle mit einer Ladespannung von -1,4 kV versorgt, um den Toner zu sammeln, der auf der OPC-Trommel vorhanden ist und positive Ladungen hat, die positiven Ladungen des Toners in negative Ladungen ändert, und den Toner mit den geänderten negativen Ladungen zurück auf die OPC-Trommel überträgt.

10. Verfahren zum Steuern einer elektronischen Photo- oder Bilderzeugungseinrichtung, die eine Versorgungsrolle aufweist, eine Entwicklerrolle, eine Laderolle, eine OPC-Trommel, eine Laserabtasteinheit (LSU), eine Übertragungsrolle, und eine Spannungsversorgung, mit folgenden Schritten:
Laden der OPC-Trommel durch die Laderolle;
Drehen der OPC-Trommel und der Übertragungsrolle, um überschüssigen Toner zu entfernen, der an der Übertragungsrolle haftet, und Variation einer Spannung der Übertragungsrolle entsprechend einem vorbestimmten Standard;
Sammeln von Toner, der auf der OPC-Trommel verbleibt und negative Ladungen hat, auf der Entwicklerrolle durch einen Potentialunterschied;
Ausbildung eines latenten elektrostatischen Bildes auf der geladenen OPC-Trommel durch die LSU;
Ausbildung eines sichtbaren Bildes durch Übertragung von Toner, der um die Entwicklerrolle herum angeordnet ist, auf das latente elektrostatische Bild auf der OPC-Trommel;
Vorübertragung zur Verringerung der Haftkraft des Toners an der OPC-Trommel auf ein vorbestimmtes Niveau; und
Übertragung des Toners mit der verringerten Haftkraft auf ein Druckpapier.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Sammelns von Toner mit negativen Ladungen folgenden weiteren Schritt umfaßt: Sammeln von Toner, der auf einer Oberfläche der OPC-Trommel vorhanden ist und positive Ladungen aufweist, Änderung der positiven Ladungen des Toners in negative Ladungen, und Rückübertragung des Toners mit den geänderten negativen Ladungen auf die OPC-Trommel.

12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt der Variation der Spannung der Übertragungsrolle folgende Schritte umfaßt:
Versorgen der Übertragungsrolle mit einer niedrigeren Spannung als einer Spannung, die an die OPC-Trommel geliefert wird, um den Toner, der an der Übertragungsrolle haftet und negative Ladungen aufweist, auf die OPC-Trommel zu übertragen; und
Versorgen der Übertragungsrolle mit einer höheren Spannung als jener Spannung, die an die OPC-Trommel geliefert wird, um den Toner, der an der Übertragungsrolle haftet und positive Ladungen aufweist, auf die OPC-Trommel zu übertragen.

13. Verfahren zum Drucken durch Steuerung einer Spannung einer Übertragungsrolle in einer elektronischen Photo- oder Bilderzeugungseinrichtung, die eine Versorgungsrolle, eine Entwicklerrolle, eine Laderolle, eine Trommel mit einem organischen Photoleiter (OPC), eine Laserabtasteinheit (LSU), die Übertragungsrolle sowie einen Hauptmotor und eine Spannungsversorgung aufweist, um die voranstehenden Bauteile mit Spannung zu versorgen, mit folgenden Schritten:
Antrieb des Hauptmotors;
Versorgen der Übertragungsrolle mit einer niedrigeren Spannung als einer Spannung, die an die OPC-Trommel geliefert wird, um Toner zu entfernen, der an der Übertragungsrolle haftet und negative Ladungen hat;
Messen eines Widerstands zwischen der Übertragungsrolle und der OPC-Trommel;
Versorgen der Übertragungsrolle mit einer höheren Spannung als jener Spannung, die an die OPC-Trommel geliefert wird, auf der Grundlage einer Übertragungsspannung entsprechend dem gemessenen Widerstand, um Toner zu entfernen, der an der Übertragungsrolle haftet und positive Ladungen aufweist;
Messung eines Gesamtwiderstands der OPC-Trommel, der Übertragungsrolle und eines Druckpapiers, wenn das Druckpapier zur Übertragungsrolle gelangt;
Auswahl einer Übertragungsspannung entsprechend dem gemessenen Gesamtwiderstand, Versorgung der Übertragungsrolle mit der ausgewählten Übertragungsspannung, und Druck eines Bildes; und
Entfernen des Toners, der an der Übertragungsrolle haftet und positive/negative Ladungen hat, durch Drehen der Übertragungsrolle und der OPC-Trommel;
wobei die Schritte der Messung des Widerstands zwischen der Übertragungsrolle und der OPC-Trommel bis zum Entfernen von Toner, der an der Übertragungsrolle haftet und positive/negative Ladungen hat, wiederholt werden, um kontinuierlich zu drucken.