DE69215300T2 - Verfahren und Apparat zur Herstellung von Dreistufen-Bildern - Google Patents

Description

• Diese Erfindung bezieht sich allgemein auf die Bilderzeugung mit Farbhervorhebung und insbesondere auf die Bildung von Drei-Niveau-Bildern mit Farbhervorhebung in einem Durchlauf.
• Die Erfindung kann auf dem Gebiet der elektrostatographischen Bilderzeugung oder des Druckens verwendet werden. In der Praxis der herkömmlichen, elektrostatographischen Bilderzeugung ist es das allgemeine Vorgehen, elektrostatische Ladungsbilder auf einer elektrostatographischen Oberfläche zu erzeugen, indem zuerst ein Photorezeptor gleichförmig aufgeladen wird. Der Photorezeptor umfaßt eine ladungenzurückhaltende Oberfläche. Die Ladung wird selektiv nach Maßgabe eines Musters von Anregungsstrahlung zerstreut, das den ursprünglichen Bildern entspricht. Die selektive Zerstreuung der Ladung läßt ein latentes Ladungsmuster auf der Bilderzeugungsoberfläche zurück, das den durch die Strahlung nicht belichteten Bereichen entspricht.
• Dieses Ladungsmuster wird durch Entwickeln mit Toner sichtbar gemacht. Der Toner ist allgemein ein farbiges Pulver, das an dem Ladungsmuster durch elektrostatische Anziehung anhaftet.
• Das entwickelte Bild wird dann an der Bilderzeugungsoberfläche fixiert oder auf einen Empfangsträger, wie unbehandeltes Papier, übertragen, auf dem es durch geeignete Einschmelztechniken fixiert wird.
• Der Grundgedanke der elektrostatographischen Drei-Niveau-Bilderzeugung mit Farbhervorhebung ist in US-A-4,078,929 beschrieben, das auf den Namen von Gundlach erteilt worden ist. Das an Gundlach erteilte Patent lehrt die Verwendung von elektrostatographischer Drei-Niveau-Bilderzeugung als ein Mittel, eine Bilderzeugung mit Farbhervorhebung in einem einzigen Durchlauf zu erzielen. Wie es darin geoffenbart ist, wird das Ladungsmuster mit Tonerteilchen einer ersten und einer zweiten Farbe entwickelt. Die Tonerteilchen von einer der Farben sind positiv geladen und die Tonerteilchen der anderen Farbe sind negativ geladen. Bei einer Ausführungsform werden die Tonerteilchen einem Entwickler zugeführt, der eine Mischung aus reibungselektrisch relativ positiven und relativ negativen Trägerteilchen umfaßt. Die Trägerteilchen tragen jeweils die relativ negativen und relativ positiven Tonerteilchen. Ein solcher Entwickler wird allgemein dem Ladungsmuster zugeführt, indem er über die Bilderzeugungsoberfläche geschüttet wird, die das Ladungsmuster trägt. Bei einer anderen Ausführungsform werden die Tonerteilchen dem Ladungsmuster durch ein Paar Magnetbürsten dargeboten. Jede Bürste führt einen Toner einer Farbe und einer Ladung zu. Bei einer noch anderen Ausführungsform sind die Entwicklungssysteme auf ungefähr die Hintergrundspannung vorgespannt. Solches Vorspannen ergibt ein entwickeltes Bild verbesserter Farbschärfe.
• Bei der elektrostatographischen Bilderzeugung mit Farbhervorhebung, wie sie durch Gundlach oder durch US-A-5 019 859 gelehrt wird, wird der elektrostatographische Kontrast auf der ladungenzurückhaltenden Oberfläche oder dem Photorezeptor auf drei Niveaus unterteilt, statt zwei Niveaus, wie es der Fall bei der herkömmlichen, elektrostatographischen Bilderzeugung ist. Der Photorezeptor wird typischerweise auf -900 Volt aufgeladen. Er wird bildweise belichtet, so daß ein Bild, das geladenen Bildbereichen entspricht (die nachfolgend durch Entwicklung des geladenen Bereiches entwickelt werden, d.h. CAD), auf dem vollen Photorezeptorpotential (Vcad oder Vddp) bleibt. Vddp ist die Spannung auf dem Photorezeptor aufgrund des Spannungsverlustes, während der Photorezeptor (P/R) bei Abwesenheit von Licht aufgeladen bleibt, was sonst als Dunkelzerfall bekannt ist. Das andere Bild wird belichtet, den Photorezeptor auf sein Restpotential, d.h. Vdad oder Vc (typischerweise -100 Volt) zu entladen, das den entladenden Bereichen des Bildes entspricht, die nachfolgend durch Entwicklung der entladenen Bereiche (DAD) entwickelt werden, und der Hintergrundbereich wird so belichtet, daß das Photorezeptorpotential auf den halben Wert zwischen den Vcad und dem Vdad Potential (typischerweise -500 Volt) verringert wird, und wird als Vweiß oder VW bezeichnet. Der Entwickler zum Entwickeln der aufgeladenen Bereiche ist typischerweise ungefähr 100 Volt näher an Vcad als Vweiß (ungefähr -600 Volt) vorgespannt, und das Entwicklersystem für die Entwicklung der entladenen Bereiche ist auf ungefähr -100 Volt näher an Vdad als an Vweiß (ungefähr 400 Volt) vorgespannt. Wie man erkennt, muß die Hervorhebungsfarbe keine verschiedene Farbe sein, kann aber andere unterscheidende Eigenschaften haben. Beispielsweise kann ein Toner magnetisch und der andere nichtmagnetisch sein.
• Die vorliegende Erfindung schafft ein Verfahren zum Erzeugen von Drei-Niveau-Bildern auf einer ladungenzurückhaltenden Oberfläche, das die Schritte einschließt: Bewegen der genannten ladungenzurückhaltenden Oberflächen an einer Mehrzahl von Arbeitsstationen vorbei, die eine Entwicklungsstation einschließen, die eine Mehrzahl von Entwicklungsbaueinheiten umfaßt; gleichförmiges Aufladen der genannten ladungenzurückhaltenden Oberfläche; Bilden eines Drei-Niveau-Bildes auf der genannten ladungenzurückhaltenden Oberfläche, wobei das genannte Drei-Niveau-Bild zwei Bilder auf unterschiedlichen Spannungsniveaus und einem Hintergrundspannungsniveau umfaßt, wobei eine Belichtungseinrichtungverwendet wird; Bilden eines Prüfmusters auf der genannten ladungenzurückhaltenden Oberfläche; Erfassen des Spannungsniveaus des genannten Hintergrundspannungsniveaus, bevor die ladungenzurückhaltende Oberfläche durch die genannte Entwicklungsstation hindurchbewegt worden ist, und Erzeugen eines ersten, elektrischen Signals; Messen des Spannungsniveaus des genannten Hintergrundspannungsniveaus, nachdem die genannte ladungenzurückhaltende Oberfläche an der ersten der genannten Mehrzahl von Entwicklungsbaueinheiten in der genannten Entwicklungsstation vorbeiläuft, und Erzeugen eines zweiten, elektrischen Signals; Erfassen des Spannungsniveaus des Prüfmusters, bevor das genannte Prüfmuster durch die genannte erste einer Mehrzahl von Entwicklungsbauemheiten hindurchgeht, und Erzeugen eines dritten, elektrischen Signals; Verwenden zweier der genannten Signale zum Bestimmen des Ausgangspegels der genannten Belichtungseinrichtung zum Bilden des genannten Hintergrundspannungsniveaus. Die vorliegende Erfindung schafft ferner eine Vorrichtung zum Erzeugen von Drei-Niveau-Bildern auf einer ladungenzurückhaltende Oberfläche, wobei die genannte Vorrichtung umfaßt: Einrichtungen zum Bewegen der genannten ladungenzurückhaltende Oberfläche an einer Mehrzahl von Arbeitsstationen vorbei, die eine Entwicklungsstation einschließen, die eine Mehrzahl von Entwicklungsbaueinheiten umfaßt; eine Einrichtung zum gleichmäßigen Aufladen der genannten ladungenzurückhaltenden Oberfläche; eine Einrichtung, die eine Belichtungseinrichtung einschließt, um ein Drei-Niveau-Bild auf der genannten ladungenzurückhaltenden Oberfläche zu bilden, wobei das genannte Drei-Niveau- Bild zwei Bilder auf unterschiedlichen Spannungsniveaus und einem Hintergrundpannungsniveau umfaßt; eine Einrichtung zum Bilden eines Prüfmusters auf der genannten ladungenzurückhaltenden Oberfläche; eine Einrichtung zum Erfassen des Spannungsniveaus des genannten Hintergrundspannungsniveaus, bevor die ladungenzurückhaltenden Oberfläche durch die genannte Entwicklungsstation bewegt wird, und zum Erzeugen eines ersten, elektrischen Signals; eine Einrichtung zum Erfassen des Spannungsniveaus des genannten Hintergrundspannungsniveaus, nachdem es sich an der ersten der genannten Mehrzahl von Entwicklungsbaueinheiten in der genannten Entstation vorbeibewegt hat, und zum Erzeugen eizweiten, elektrischen Signals; eine Einrichtung zum Erfassen des Spannungsniveaus des genannten Prüfmusters, bevor das genannte Prüfmuster durch die genannte erste einer Mehrzahl von Entwicklungsbaueinheiten hindurchgegangen ist, und zum Erzeugen eines dritten, elektrischen Signals; eine Einrichtung zum Verwenden zweier der genannten Signale zum Bestimmen des Ausgangspegels der genannten Belichtungseinrichtung zum Bilden des genannten Hintergrundspannungsniveaus.
• Ein Ausgleich für die Wirkungen des Dunkelzerfalls auf die Hintergrundspannung VMod und die Messungen von Vtc des Farbtonermusters wird unter Verwendung zweier, elektrostatischer Voltmeter (ESV&sub1; und ESV&sub2;) geschaffen, wobei sich ersteres vor der Farbbaueinheit oder der Entwicklungsbaueinheit für entladene Bereiche und letzteres hinter dieser befindet. Da die Musterspannungen für die Entwicklung geladener Bereiche und für schwarzen Toner (und Verwendung von ESV&sub2;) gemessen werden, nachdem der Dunkelzerfall und der Verlust der Spannung zur Entwicklung der geladenen Bereiche aufgetreten sind, wird kein Ausgleich für diese Messungen verlangt. Die Bildspannung zur Entwicklung entladener Bereiche erleidet eine geringe Dunkelzerfalländerung über die Lebensdauer des Photorezeptors, so daß der mittlere Dunkelzerfall in den Spannungsollwert eingebaut werden kann. Jedoch muß ein Ausgleich für die Hintergrundspannung VMod und die Farbtonermusterspannung Vtc bereitgestellt werden.
VmodAusgleich
• ESV&sub2; wird verwendet, die Spannung VCAD und die Musterspannung Vtb für schwarzen Toner zu messen, was Werte ergibt, die den Dunkelzerfall und die Spannungsverluste zum Entwickeln geladener Bereiche wiedergibt. Die Messungen werden gemacht, wobei beide elektrostatische Voltmeter verwendet werden und eine Interpolation zwischen den zwei Messungen gemacht wird, um die Hintergrundspannung bei der Farbentwicklungsbaueinheit zu steuern.
• Auf der Grundlage der relativen Positionen der zwei elektrostatischen Voltmeter und der Farbbaueinheit sowie der Geschwindigkeit des Photorezeptors, wird die Hintergrundspannung VMod bei der Farbbaueinheit berechnet, wie folgt:
• VMod = 0,38 VMod@ESV&sub1; +0,62 x VMod@ESV&sub2;. VtcAusgleich
• Da das Farbtonermuster durch die Entwicklungsbaueinheit zum Entwickeln entladener Bereiche entwickelt wird, wodurch eine teilweise Ladungsneutralisierung von Vtc bewirkt wird, ist es nicht möglich, eine Dunkelzerfallmessung davon unter Verwendung von ESV&sub2; zu erhalten. Jedoch zeigen Beobachtungen, daß der Dunkelzerfall für das Farbtonermuster aus dem Dunkelzerfall der Hintergrundspannung VMod abgeschätzt werden kann. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Farbtonermusterspannung, die den Dunkelzerfall wiedergibt, auf die Farbbaueinheit unter Verwendung der Messungen des elektrostatischen Voltmeters für VMod und eine Messung von ESV&sub1; für das Farbtonermuster projiziert, wie folgt:
• Vtc@Farbe = Vtc@ESV&sub1; - 0,456 (VMod@ESV&sub1; - VMod@Farbe)
• Die Werte für Vmod und Vtc gemäß dem Vorstehenden, werden verwendet, den Ausgang der Rasterausgangsabtastvorrichtung zum Entladen des Photorezeptors auf die geeigneten VMod und Vtc Spannungsniveaus einzustellen.
• Fig. 1a ist eine graphische Darstellung eines Photorezeptor- Potentials als Funktion der Belichtung bei einem latenten Drei-Niveau-Ladungsbild.
• Fig. 1b ist eine graphische Darstellung des Photorezeptor-Potentials, die die Eigenschaften eines latenten Bildes mit Farbhervorhebung und Einzeldurchlauf darstellt;
• Fig. 2 ist eine schematische Darstellung eines Druckgeräts, die die elektrostatographischen Bauteile einer elektrostatographischen Verfahrensbaugruppe zeigt; und
• Fig. 3 ist ein Diagramm der elektrostatographischen Arbeitsstationen des Druckgeräts, das in Fig. 2 gezeigt ist, die die aktiven Teile zur Bilderzeugung sowie Steuerelemente einschließen, die betriebsmäßig damit verbunden sind.
• Fig. 4 ist ein Blockdiagramm, das die Wechselwirkung zwischen den aktiven Bauteilen der elektrostatographischen Verfahrensbaugruppe und den Steuerungseinrichtungen darstellt, die verwendet werden, um sie zu steuern.
• Zum besseren Verständnis des Konzepts der Drei-Niveau-Bilderzeugung mit Farbhervorhebung wird nun eine Beschreibung davon unter Bezugnahme auf die Fig. 1a und 1b gegeben. Fig. 1a zeigt eine photomduzierte Entladungskurve (PIDC) für ein latentes Drei-Niveau-Ladungsbild gemäß der vorliegenden Erfindung. Hier ist V&sub0; das anfängliche Ladungsniveau, Vddp (VCAD) das Dunkelentladungspotential (unbelichtet), VW (VMod) das weiße oder Hintergrundentladungsniveau und Vc (VDAD) das Restpotential des Photorezeptors (volle Belichtung unter Verwendung einer Drei- Niveau-Rasterausgangsabtastvorrichtung ROS). Die nominalen Spannungswerte für VCAD, VMod und VDAD sind beispielsweise 788, 423 bzw. 123.
• Eine Farbunterscheidung bei der Entwicklung des latenten Ladungsbildes wird erreicht, wenn der Photorezeptor durch zwei hintereinander angeordnete Entwicklungsbaueinheiten oder in einem einzigen Durchlauf hindurchgeht, indem die Baueinheit auf Spannungen elektrisch vorgespannt werden, die gegenüber der Hintergrundspannung Vmod verschoben sind, wobei die Verschiebungsrichtung von der Polarität oder dem Vorzeichen des Toners in der Baueinheit abhängt. Eine Baueinheit (zum Zweck der Darstellung das zweite) enthält Entwickler mit schwarzem Toner, der reibungselektrische Eigenschaften (positiv geladen) derart hat, daß der Toner zu den am höchsten aufgeladenen (Vddp) Bereichen des latenten Bildes durch das elektrostatische Feld zwischen dem Photorezeptor und den Entwicklungswalzen bewegt wird, die auf Vschwarz Vorspannung (Vbb) vorgespannt sind, wie es in Fig. 1b gezeigt ist. Im Gegensatz wird die reibungselektrische Ladung (negative Ladung) bei dem gefärbten Toner in der ersten Baueinheit so gewählt, daß der Toner in Richtung zu Teilen des latenten Bildes auf Restpotential VDAD durch das elektrostatische Feld bewegt wird, das zwischen dem Photorezeptor und den Entwicklungswalzen in der ersten Baueinheit vorhanden ist, die auf VFarbvorspannung (Vcb) vorgespannt sind. Die nominalen Spannungswerte für Vbb und Vcb sind 641 bzw. 294.
• Wie es in den Fig. 2 und 3 gezeigt ist, umfaßt ein Farbhervorhebungs-Drucker 2, in dem die Erfindung verwendet werden kann, eine elektrostatographische Verarbeitungseinheit 4, eine elektronische Einheit 6, eine Papierhandhabungseinheit 8 und eine Benutzerschnittstelle (IC) 90 Ein ladungenzurückhaltendes Element in der Form eines Photorezeptorbandes 10 mit aktiver Matrix (AMAT) ist zur Bewegung auf einem Endlosweg an einer Aufladestation A, einer Belichtungsstation B, einer Prüfmuster- Erzeugungsstation C, einer ersten elektrostatischen Voltmeterstation (ESV) D, einer Entwicklungsstation E, einer zweiten, elektrostatischen Voltmeterstation F innerhalb der Entwicklungsstation E, einer Vorübertragungsstation G, einer Tonermuster-Erfassungsstation H, wo entwickelte Tonermuster erfaßt werden, einer übertragungsstation J, einer Vorreinigungsstation K, einer Reinigungsstation L und einer Einschmelzstation M vorbei angebracht. Das Band 10 bewegt sich in der Richtung des Pfeils 16, um aufeinanderfolgende Abschnitte davon der Reihe nach durch die verschiedenen Arbeitsstationen fortzubewegen, die auf dem Bewegungsweg davon angeordnet sind. Das Band 10 wird um eine Mehrzahl von Walzen 18, 20, 22, 24 und 25 herum angetrieben, wobei die erstere von ihnen als eine Antriebswalze verwendet werden kann und die letzteren verwendet werden können, geeignetes Spannen für das Photorezeptorband 10 zu schaffen. Der Motor 26 dreht die Walze 18, um das Band 10 in Richtung des Pfeils 16 fortzubewegen. Die Walze 18 ist mit dem Motor 26 durch eine geeignete Einrichtung, wie einen Riemenantrieb, der nicht gezeigt ist, verbunden. Das Photorezeptorband kann einen flexiblen Bandphotorezeptor umfassen. Typische Bandphotorezeptoren sind in US-A-4,588,667, US-A-4,654,284 und US-A-4, 780,385 geoffenbart.
• Wie man weiter unter Bezugnahme auf die Fig. 2 und 3 sehen kann, laufen anfangs aufeinanderfolgende Abschnitte des Bandes 10 durch die Aufladestation A. In der Aufladestation A lädt eine primäre Koronaaufladevorrichtung in der Form einer Dielektrikum-Koronaaufladevorrichtung, die im allgemeinen mit dem Bezugszeichen 28 bezeichnet ist, das Band 10 auf ein selektiv hohes, gleichförmiges, negatives Potential V&sub0; auf. Wie es oben angemerkt worden ist, zerfällt die Anfangsladung auf eine Dunkelzerfallentladungsspannung Vddp(VCAD). Die Dielektrikum-Aufladevorrichtung ist eine Koronaaufladevorrichtung, die eine Koronaaufladeelektrode 30 und eine leitende Abschirmung 32 einschließt, die der Elektrode benachbart angeordnet ist. Die Elektrode ist mit einem relativ dicken dielektrischem Material beschichtet. Eine Wechselspannung wird an die dielektrisch beschichtete Elektrode über die Stromquelle 34 angelegt und eine Gleichspannung wird an die Abschirmung 32 über eine Stromversorgung 36 angelegt. Die Lieferung von Ladung zu der photoleitenden Oberfläche wird mittels eines Verschiebestroms oder einer kapazitiven Kopplung durch das dielektrische Material durchgeführt. Der Ladungsfluß zu dem Photorezeptor P/R 10 wird mittels der Gleichvorspannung geregelt, die an die Abschirmung der Dielektrikum-Koronaaufladevorrichtung angelegt wird. Mit anderen Worten wird der Photorezeptor auf die an die Abschirmung 32 angelegte Spannung aufgeladen. Wegen weiterer Einzelheiten der Konstruktion und Arbeitsweise der Dielektrikum-Koronaaufladevorrichtung wird auf US-A-4,086,650 Bezug genommen, das an Davis u.a. am 25. April 1978 erteilt worden ist.
• Eine Rückkopplungs-Dielektrikum-Koronaaufladevorrichtung 38, die eine dielektrisch beschichtete Elektrode 40 und leitende Abschirmung 42 umfaßt, wechselwirkt betriebsmäßig mit der Dielektrikum-Koronaaufladevorrichtung 28, um eine integrierte Aufladeeinrichtung (ICD) zu bilden. Eine Wechselstromversorgung 44 ist betriebsmäßig mit der Elektrode 40 verbunden, und eine Gleichstromversorgung 46i5t betriebsmäßig mit der leitenden Abschirmung 42 verbunden.
• Als nächstes werden die aufgeladenen Abschnitte der Photorezptoroberfläche durch die Belichtungsstation B hindurchbewegt. In der Belichtungsstation B wird der gleichförmig aufgeladene Photorezeptor oder die ladungenzurückhaltende Oberfläche 10 einer Eingangs- und/oder Ausgangsabtastvorrichtung 48 auf Lasergrundlage ausgesetzt, die bewirkt, daß die ladungenzurückhaltende Oberfläche nach Maßgabe des Ausgangs von der Abtastvorrichtung entladen wird. Vorzugsweise ist die Abtastvorrichtung eine Drei-Niveau-Laser-Rasterausgangsabtastvorrichtung (ROS). Alternativ könnte die Rasterausgangsabtastvorrichtung durch eine herkömmliche, elektrostatographische Belichtungsvorrichtung ersetzt werden. Die Rastausgangsabtastvorrichtung umfaßt Optik, Meßfühler, eine Laserröhre und eine residente Steuerungs- oder Bildelementschaltungskarte
• Der Photorezeptor, der anfangs auf eine Spannung V&sub0; aufgeladen wird, unterliegt einem Dunkelzerfall auf ein Niveau Vddp oder Vciw, das ungefähr -900 Volt ist, um Bilder mit Entwicklung geladener Bereiche zu bilden. Wenn in der Belichtungsstation B belichtet wird, wird er auf Vc oder VDAD von ungefähr gleich -100 Volt entladen, um ein Bild mit Entwicklung entladener Bereiche zu bilden, was nahe Null- oder Massepotential in den Farbhervorhebungsteilen (d.h. eine von schwarz verschiedene Farbe) des Bildes ist. Vergleiche Fig. la. Der Photorezeptor wird auch auf VW oder Vmod von ungefähr gleich minus 500 Volt in den Hintergrundbereichen (weißen Bereichen) entladen.
• Ein Mustergenerator 52 (Fig. 3 und 4) in der Form einer herkömmlichen Belichtungseinrichtung, die für einen solchen Zweck verwendet wird, ist an der Mustererzeugungsstation C angeordnet. Er dient dazu, Tonerprüfmuster in dem Vorlagenzwischenbereich zu erzeugen, die in einem entwickelten und einem unentwickelten Zustand zum Steuern verschiedener Verfahrensfunktionen verwendet werden. Ein Infrarotdensitometer (IRD) 54 wird verwendet, um das Reflexionsvermögen der Prüfmuster zu erfassen oder zu messen, nachdem sie entwickelt worden sind.
• Nach der Mustererzeugung wird der Photorezeptor durch eine erste, elektrostatische Voltmeterstation (ESV) D bewegt, wo ein elektrostatisches Voltmeter (ESV&sub1;) 55 angeordnet ist, um gewisse, elektrostatische Ladungsniveaus (d.h. VDAD, VCAD, VMod und Vtc) auf dem Photorezeptor vor der Bewegung dieser Bereiche des sich durch die Entwicklungsstation E bewegenden Photorezeptors zu erfassen oder abzulesen.
• In der Entwicklungsstation E bewegt ein Magnetbürstenentwicklungssystem, das allgemein mit dem Bezugszeichen 56 bezeichnet ist, Entwicklermaterialien in Berührung mit den latenten Ladungsbildern auf dem Photorezeptor. Das Entwicklungssystem 56 umfaßt eine erste und eine zweite Entwicklungsbaueinheiten 58 und 60. Vorzugsweise schließt jedes Magnetbürsten-Entwicklungsbau ein Paar von Magnetbürsten-Entwicklungswalzen ein. Somit enthält die Baueinheit 58 ein Paar Walzen 62, 64, während die Baueinheit 60 ein Paar Magnetbürstenwalzen 66, 68 enthält. Jedes Paar Walzen bewegt sein entsprechendes Entwicklermaterial in Berührung mit dem latenten Bild vorwärts. Eine geeignete Entwicklervorspannung wird über Stromversorgungen 70 und 71 durchgeführt, die elektrisch mit der entsprechenden Entwicklungsbaueinheit 58 und 60 verbunden sind. Ein Paar Tonernachfülleinrichtungen 72 und 73 (Fig. 2) ist vorgesehen, um Toner zu ersetzen, wenn er von den Entwicklungsbaueinheiten 58 und 60 entleert wird.
• Eine Farbunterscheidung bei der Entwicklung des latenten Ladungsbildes wird erzielt, indem der Photorezeptor an den zwei Entwicklungsbaueinheiten 58 und 60 in einem einzigen Durchlauf vorbei bewegt wird, wobei die Magnetbürstenwalzen 62, 64, 66 und 68 elektrisch auf Spannungen vorgespannt sind, die gegenüber der Hintergrundspannung VMod verschoben sind, wobei die Verschiebungsrichtung von der Polarität des Toners in der Baueinheit abhängt. Eine Baueinheit, beispielsweise 58 (zum Zweck der Darstellung das erste) enthält roten, leitenden Magnetbürstenentwickler (CMB) 74, der solche reibungselektrischen Eigenschaften (d.h., negative Ladung) aufweist, daß er zu den am wenigsten hoch aufgeladenen Bereichen auf dem Potential VDAD der latenten Bilder durch das elektrostatische Entwicklungsfeld (VDAD-VFarbvorspannung) zwischen dem Photorezeptor und den Entwicklungswalzen 62, 64 bewegt wird. Diese Walzen sind vorgespannt, wobei eine zerhackte Gleichvorspannung über die Stromversorgung 70 verwendet wird.
• Reibungselektrische Ladung auf dem leitenden, schwarzen Magnetbürstenentwickler 76 in der zweiten Baueinheit wird so gewählt, daß der schwarze Toner in Richtung zu den Teilen der latenten Bilder auf dem am höchsten aufgeladenen Potential VCAD durch das elektrostatische Entwicklungsfeld (VCAD - Vechwarze vorupannung) bewegt wird, das zwischen dem Photorezeptor und den Entwicklungswalzen 66, 68 vorhanden ist. Diese Walzen werden ebenso wie die Walzen 62, 64 vorgespannt, indem eine zerhackte Gleichvorspannung über die Stromversorgung 71 verwendet wird. Mit zerhackter Gleichvorspannung (CDC) ist gemeint, daß die an die Entwicklungsbaueinheit angelegte Baueinheitvorspannung zwischen zwei Potentialen abgewechselt wird, einem, das grob die normale Vorspannung für den Entwickler zur Entwicklung entladener Bereiche darstellt, und dem anderen, das eine Vorspannung darstellt, die beträchtlich negativer als die normale Vorspannung ist, wobei erstere mit V Vorepannung niedrig und letztere mit Vvormpannung hoch gekennzeichnet ist. Dieser Wechsel der Vorspannung findet auf periodische Weise mit einer gegebenen Frequenz statt, wobei die Periode von jedem Zyklus zwischen zwei Vorspannungswerten mit einem Tastverhältnis von 5- 10% (Prozent des Zyklus bei VVorspannung hoch) und 90-95% bei Vvorapannung niedrig aufgeteilt ist. In dem Fall des Bildes mit Entwicklung der geladenen Bereiche sind die Amplituden von Vvorspannung niedrig und von VVorspannung hoch ungefähr die gleichen wie in dem Fall der Baueinheit für die Entwicklung von entladenen Bereichen, aber die Wellenform ist in dem Sinn umgekehrt, daß die Vorspannung bei der Baueinheit zur Entwicklung geladener Bereiche auf Vvorepannung hoch bei einem Tastverhältnis von 90-95% ist. Das Umschalten der Entwicklervorspannung zwischen VVorspannung hoch und VVorspannung niedrig wird automatisch über die Stromversorgungen 70 und 74 ausgeführt. Wegen weiterer Einzelheiten, die die zerhackte Gleichvorspannung betreffen, wird auf EP-A-0429309, veröffentlicht am 29. Mai 1991, Bezug genommen, die der US Patentanmeldung Aktenzeichen Nr. 440,913 entspricht, die am 22. November 1989 im Namen von Germain u.a. eingereicht worden ist.
• Im Gegensatz zu der herkömmlichen Drei-Niveau-Bilderzeugung, wie sie oben angegeben worden ist, werden die Vorspannungen der Entwicklungsbaueinheit für die Entwicklung der geladenen Bereiche und die Entwicklung der entladenen Bereiche auf einen einzigen Wert gesetzt, der von der Hintergrundspannung um ungefähr -100 Volt verschoben ist. Während der Bildentwicklung wird eine einzige Entwicklervorspannung fortlaufend an jede der Entwicklungsbaueinheiten angelegt. Anders ausgedrückt, hat die Vorspannung für jede Entwicklungsbaueinheit ein Tastverhältnis von 100%.
• Da das zusammengesetzte Bild, das auf dem Photorezeptor entwickelt ist, aus positivem und negativem Toner besteht, wird ein negatives Vorübertragungs-Dielektrikum-Koronaaufladeglied 100 an der Vorübertragungsstation G vorgesehen, um den Toner zur wirksamen Übertragung auf einen Träger unter Verwendung einer positiven Koronaentladung vorzubereiten.
• Nach der Bildentwicklung wird ein Blattträgermaterial 102 (Fig. 3) in Berührung mit dem Tonerbild in der Übertragungs station J bewegt. Das Blattträgermaterial wird zu der Übertragungsstation J durch eine herkömmliche Blattzuführvorrichtung befördert, die einen Teil der Papierhandhabungseinheit 8 umfaßt. Vorzugsweise schließt die Blattzuführvorrichtung eine Zuführrolle ein, die das oberste Blatt eines Kopierblattstapels berührt. Die Zuführrolle dreht sich, um das oberste Blatt von dem Stapel zu einer Rutsche zu befördern, die das sich fortbewegende Blattträgermaterial in Berührung mit der photoleitenden Oberfläche des Bandes 10 in zeitlich abgestimmter Abfolge bringt, so daß das Tonerpulverbild, das darauf entwikkelt ist, das sich fortbewegende Blattträgermaterial an der übertragungsstation J berührt.
• Die Übertragungsstation J schließt eine Übertragungs-Dielektrikum-Koronaaufladevorrichtung 104 ein, die positive Ionen auf die Rückseite des Blattes 102 sprüht. Dies zieht negativ geladene Tonerpulverbilder von dem Band 10 auf das Blatt 102 an. Eine Ablöse-Dielektrikum-Koronaaufladevorrichtung 106 ist auch zum Erleichtern des Abstreifens der Blätter von dem Band 10 vorgesehen.
• Nach der Übertragung fährt das Blatt fort, sich in Richtung des Pfeils 108 auf einem Förderer (nicht gezeigt) zu bewegen, der das Blatt zu der Einschmelzstation M vorwärtsbewegt. Die Einschmelzstation M schließt eine Einschmelzvorrichtung ein, die allgemein mit dem Bezugszeichen 120 bezeichnet ist und das übertragene Pulverbild dauerhaft auf dem Blatt 102 fixiert. Vorzugsweise umfaßt die Einschmelzvorrichtung 120 eine geheizte Einschmelzwalze 122 und eine Gegendruckwalze 124. Das Blatt 102 läuft zwischen der Einschmelzwalze 122 und der Gegendruckwalze 124 hindurch, wobei das Tonerpulverbild die Einschmelzwalze 122 berührt. Auf diese Weise wird das Tonerpulverbild dauerhaft auf dem Blatt 102 fixiert, nachdem man es hat abkühlen lassen. Nach dem Einschmelzen leitet eine Rutsche, nicht gezeigt, die sich fortbewegenden Blätter 102 zu Auffangkörben 126 und 128 (Fig. 2) zur anschließenden Entnahme von dem Druckgerät durch die Betriebsperson.
• Nachdem das Blattträgermaterial von der photoleitenden Oberfläche des Bandes 10 getrennt worden ist, werden die restlichen Tonerteilchen, die von den bildfreien Bereichen auf der photoleitenden Oberfläche getragen werden, von ihr entfernt. Diese Teilchen werden in der Reinigungsstation L entfernt. Ein Reinigungsgehäuse 130 trägt darin zwei Reinigungsbürsten 132, 134, die zur Gegendrehung in bezug zueinander gelagert sind und jeweils in Reinigungsbeziehung zu dem Photorezeptorband 10 gehalten sind. Jede Bürste 132, 134 hat eine allgemein zylindrische Form, wobei die lange Achse allgemein parallel zu dem Photorezeptorband 10 und quer zu der Bewegungsrichtung 16 des Photorezeptors angeordnet ist. Bürsten 132, 134, von denen jede eine große Anzahl Isolierfasern hat, sind an einem Grundelement angebracht, wobei jedes Grundelement jeweils zur Drehung gelagert ist (Antriebselemente sind nicht gezeigt). Der Toner wird typischerweise von den Bürsten entfernt, indem eine Abstreifstange verwendet wird, und der derart entfernte Toner wird mit Luft, die durch eine Unterdruckquelle (nicht gezeigt) bewegt wird, durch den Zwischenraum zwischen dem Gehäuse und dem Photorezeptorband 10 durch die Isolierfasern hindurchbefördert und durch einen Kanal ausgeblasen, der nicht gezeigt
• ist. Eine typische Bürstendrehzahl ist 1300 UpM (136 rads&supmin;¹), und die Bürsten-Photorezeptor-Wechselwirkung ist üblicherweise ungefähr 2 mm. Die Bürsten 132, 134 schlagen gegen Abstreifstangen (nicht gezeigt) zum Entfernen von Toner, der von den Bürsten getragen wird, und zum Durchführen einer geeigneten Reibungsaufladung der Bürstenfasern.
• Nach dem Reinigen flutet eine Entladungslampe 140 die photoleitende Oberfläche 10 mit Licht, um jegliche restlichen, negativen, elektrostatischen Ladungen, die verblieben sind, vorderen Aufladung für die nachfolgenden Bilderzeugungszyklen abzuleiten. Hierfür ist ein Lichtleiter 142 vorgesehen. Ein weiterer Lichtleiter 144 dient dazu, die Rückseite des Photorezeptors stromabwärts von der Übertragungs-Dielektrikum-Koronaaufladevorrichtung 100 zu beleuchten. Der Photorezeptor wird auch einer Flutbeleuchtung von der Lampe 140 über einen Lichtkanal 146 ausgesetzt.
• Fig. 4 zeigt die Verbindung zwischen den aktiven Bauteilen der elektrostatographischen Verarbeitungsbaugruppe 4 und den Meßfühlern oder Meßeinrichtungen, die verwendet werden, sie zu steuern. Wie es hier dargestellt ist, sind ESV&sub1;, ESV&sub2; und IRD 54 betriebsmäßig mit einer Steuerungsschaltungsplatte 150 durch einen Analog/Digitalwandler 152 verbunden. ESV&sub1; und ESV&sub2; erzeugen analoge Messungen in dem Bereich von 0 bis 10 Volt, die durch einen Analog/Digitalwandler 152 in digitale Werte im Bereich von 0-255 umgewandelt werden. Jedes Bit entspricht 0,040 Volt (10/255), was Photorezeptorspannungen im Bereich von 0-1500 äquivalent ist, wo ein Bit gleich 5,88 Volt (1500/ 255) ist.
• Der digitale Wert, der den analogen Messungen entspricht, wird in Verbindung mit einem nichtflüchtigen Speicher (NVM) 156 durch Firmware verarbeitet, der Teil der Steuerungsschaltungskarte 150 ist. Die dort eingetroffenen, digitalen Werte werden durch einen Digital/Analogwandler 158 zur Verwendung beim Steuern der Rasterausgangsabtastvorrichtung 48, der Dielektrikum-Koronaaufladevorrichtungen 28, 90, 104 und 106 umgewandelt. Tonerabgabevorrichtungen 160 und 162 werden durch die digitalen Werte gesteuert. Sollwerte zum Verwenden beim Setzen und Einstellen des Betriebs der aktiven Maschinenbauteile werden in dem nichtflüchtigen Speicher gespeichert.
• Wenn das unentwickelte Bild mit Entwicklung geladener Bereiche auf dem Photorezeptor durch die Entwicklungsbaugruppe 58 mit Entwickler zur Entwicklung entladener Bereiche hindurchläuft, erfährt das Farbentwicklermaterial eine sehr starkes Reinigungsfeld. Aufgrund der Leitfähigkeit des Farbentwicklermaterials 74 gehen elektrische Ladungen von dem Farbentwicklermaterial auf den Photorezeptor über, wodurch die Spannung des schwarzen oder latenten Bildes mit Entwicklung der aufgeladenen Bereiche verringert wird. Demgemäß ist ein zweites elektrostatisches Voltmeter 80 (ESV&sub2;), das zwischen den Entwicklungsbaugruppen 58 und 60 angeordnet ist, zum Messen oder Erfassen von VCAD, VDAD und Vtb vorgesehen.
• Die Größe der Spannung des Bildes mit Entwicklung aufgeladener Bereiche, die beim Durchlauf durch die Farb- oder Entwicklungsbaueinheit für die Entwicklung entladener Bereiche verloren wird, ist nicht konstant. Insbesondere ist der Verlust größer, wenn die in die Farbentwicklungszone eintretende Spannung zunimmt. Somit wird der Spannungsverlust, wenn der Photorezeptor altert und der Dunkelzerfall zunimmt, schlechter. Wenn der Verlust größer wird, muß nun die Spannung an der Aufladestation erhöht werden, um ihn auszugleichen. Dies wiederum erhöht die Spannung an der Farbbaueinheit und eine Fortlaufsituation kann auftreten. Dieser Zustand tritt auf, wenn die Steigung der Kurve eines Verlustes (VCAD@ESV&sub1;-VCAD@ESV&sub2;) als Funktion der ein laufenden Spannung (VCAD@ESV&sub1;-VFarbvorspannung) 1 überschreitet.
• Wenn die in die Farbbaueinheit eintretende Spannung diesen "Durchbruchs"-Punkt überschreitet, dann können die normalen Steuerungsentscheidungen (d.h. Zunahme des Ladungsniveaus des Photorezeptors) nicht länger richtig sein. Jegliche weitere Zunahme der Aufladespannung ergibt eine niedrigere Spannung auf dem Photorezeptor nach der Farbbaueinheit. Beispielsweise würde, wenn bei der gegenwärtigen Spannung die Steigung der Kurve 1,5 ist, dann eine Zunahme von 10 Volt bei der Ladung einen um 15 Volt größeren Verlust ergeben und die Spannung nach der Farbbaueinheit würde tatsächlich um 5 Volt abnehmen, wobei der Dunkelverlust nicht gezählt ist).
• ESV&sub1; überwacht die Spannung zum Entwickeln geladener Bereiche, die in die Farbbaueinheit eintritt, und wenn sie einen kritischen Wert überschreitet, wird eine weitere Zunahme bei der Steuerung der Auflade-Dielektrikum-Koronaaufladevorrichtungen verhindert, selbst wenn die Spannung bei ESV&sub2; zu niedrig ist. Auf diese Weise wird die Lebensdauer eines gealterten Photorezeptors etwas verlängert und ein katastrophales Steuerungsfortlaufen wird verhindert.
• Die elektrostatographische Drei-Niveau-Bilderzeugung verlangt eine ziemlich genaue elektrostatische Steuerung bei beiden Entwicklungsstationen. Dies wird durchgeführt, indem ESV&sub1; und ESV&sub2; verwendet werden, um die Spannungszustände auf dem Photorezeptor in Prüfmusterbereichen zu messen, die in Vorlagenzwischenzonen zwischen aufeinanderfolgenden Bildern aufgebracht werden. Jedoch ist es, da das Farbentwicklermaterial die Größe des Schwarzentwicklungsfeldes in einer etwas veränderbaren Weise verringert, notwendig, die elektrostatischen Werte, die mit der Schwarzentwicklung verbunden sind, nach der Farbbaueinheit zu messen
• In einem solchen System ist es notwendig, daß die elektrostatischen Voltmeter vernünftig genau bei ihren Messungen sind Obgleich die elektrostatischen Voltmeter auf eine gemeinsame Quelle bei einer Wartungsreparatur geeicht werden können, ist es bekannt, daß der elektrostatische Voltmeterausgang mit der Zeit wandert, wenn geladene Tonerteilchen in der Einheit abgeschieden werden. Ein einzelnes elektrostatisches Voltmeter kann nicht zwischen der Ladung auf dem Photorezeptor und einer Ladung auf einem Tonerteilchen unterscheiden, das innerhalb des elektrostatischen Voltmetergehäuses sitzt
• In dem doppelten, elektrostatischen Voltmeter-Steuerungssystem, wie es hier geoffenbart ist, wird ESV&sub1; als der Bezug für Eichzwecke verwendet, da es gegenüber einer Verunreinigung weniger empfänglich ist. Bei jedem eingeschalteten Zyklus, der einem normalen Zyklusstillstand folgt, gibt es einen Abschnitt des Photorezeptors, der durch eine Mehrfunktionslöschlampe 140 belichtet worden ist, aber durch das Aufladesystem nicht aufgeladen worden ist. Dieser Abschnitt des Photorezeptors ist auf oder unterhalb der Restspannung, die auf dem Photorezeptor gelassen worden ist, und erfährt einen sehr geringen Dunkelzerfall.
• Ein elektrostatischer Voltmeterausgang wird hergestellt, eine Verschiebung von einem Volt aufzuzeichnen, wenn es null Volt auf dem Photorezeptor mißt. Wenn von 0-10 Volt analog in 0-255 Bit digital umgewandelt wird, entspricht jedes Bit 0,040 Volt analog, was einer Ablesung von ungefähr 5,88 Volt auf der Photorezeptoroberfläche äquivalent ist. Eine Photorezeptorspannung von 59 Volt erzeugt beispielsweise eine elektrostatische Voltmeterablesung von 35 Bit, einschließlich 25 Bit Verschiebung.
• Bei so kleinen Spannungen, wo der Dunkelzerfall des Photorezeptors klein ist, sollten das ESV&sub1; und ESV&sub2; die gleiche Spannung messen, wenn sie richtig geeicht sind. Eine Verunreinigung durch geladene Teilchen ändert die Messung bei einem oder beiden elektrostatischen Voltmetern.
• Bei jedem Einschaltzyklus, der dem normalen Zyklusstillstand folgt, wird der relativ ungeladene Abschnitt des Photorezeptors von beiden elektrostatischen Voltmetern gelesen, wenn der Photorezeptor in Bewegung gesetzt wird. Unter Verwendung von ESV&sub1; als ein Bezug, wird die Nullverschiebung von ESV&sub2; eingestellt, um die gleiche Restspannungsablesung des Photorezeptors wie ESV&sub1; zu erreichen. Dieser neue, verschobene Wert, wird in dem nichtflüchtigen Speicher (NVM) gespeichert und wird verwendet, alle nachfolgenden Spannungsablesungen des ESV&sub2; einzustellen, bis eine neue Verschiebung gemessen wird. Auf diese Weise wird irgendeine Verunreinigung der ESV&sub2; Sonde durch geladene Teilchen von den Messungen des ESV&sub1; ausgeschlossen.
• Wie es in Fig. 4 dargestellt ist, werden analoge Spannungssignale, die die Messungen von ESV&sub1; und ESV&sub2; darstellen, zu dem Analog/Digitalwandler 152 übertragen. Die digitalen Werte, die bei dem Analog/Digitalwandler eingetroffen sind, werden von einer elektronischen Steuerungschaltungskarte 150 verwendet, um die neue Verschiebung, die oben erwähnt worden ist, in dem nichtflüchtigen Speicher zu speichern. Die gespeicherte Verschiebung wird beim Einstellen aller nachfolgenden Ablesungen des Bildes mit Entwicklung der geladenen Bereiche durch das ESV&sub2; verwendet. Die Elektronik- und Logikschaltungsanordnung auf der Steuerungsschaltungskarte vergleicht die Ablesung des Bildes mit Entwicklung geladener Bereiche durch das ESV&sub2; weniger des neuen Verschiebungswertes, der in dem nichtflüchtigen Speicher gespeichert ist, mit dem gespeicherten Sollwert in dem nichtflüchtigen Speicher. Der Differenzwert des Spannungsniveaus für die Entwicklung geladener Bereiche wird über den Digital/Analogwandler (D/A) 158 verwendet, die Gleichspannung einzustellen, die an die Abschirmung 42 der Dielektrikum- Koronaaufladevorrichtung 38 angelegt wird. Wie es oben angegeben worden ist, überwacht ESV&sub1; die Spannung für die Entwicklung geladener Bereiche, und wenn sie einen Sollwert, der in dem Speicher gespeichert ist, überschreitet, übernimmt sie die Steuerung der Rückkopplungs-Dielektrikum-Koronaaufladevorrichtung 38. Die Messungen des ESV&sub1; werden verwendet, um Änderungen bei V&sub0; zu verhindern, wenn VCAD@ESV&sub1; - VFarbvorspannung größer als der Sollwert ist. Das System wirkt nicht, V&sub0; (und somit VCAD #ESV&sub1;) zu verringern, wenn sie zu hoch ist.
• Ein gut bekanntes Problem mit üblichen, elektrostatographischen Photorezeptors ist, daß es einen Spannungsverlust gibt, während der Photorezeptors bei derabwesenheit von Licht geladen bleibt. Dieser Verlust, der als Dunkelzerfall bekannt ist, hängt von der Größe der Anfangsspannung V&sub0;, auf die der Photorezeptors aufgeladen ist, und der Zeitdauer ab, die der Photorezeptor im Dunkel verbleibt. In einem einzelnen elektrostatischen Volmeter-Steuerungssystem (d.h., 5090 ) wird die Größe des Dunkelzerfalls von der Einstellung der Dielektrikum-Koronaaufladevorrichtung und einer Messung des elektrostatischen Voltmeters abgeleitet. Der Dunkelzerfall wird auf das Entwicklungsbaueinheit projiziert und die Elektrostatik des Systems wird entsprechend eingestellt. Somit nimmt, wenn der Photorezeptor altert und durch das Aufladesystem mehr Spannung angelegt wird, die angenommene Größe an Dunkelzerfall zu, und das Aufladeniveau wird weiter erhöht. Bei einem üblichen elektrostatographischen "Zwei-Niveau" System (ein Bildladungsniveau und ein Hintergrundladungsniveau) leidet nur das Ladungsniveau unter einem großen Dunkelzerfall. Der Dunkelzerfall für die Hintergrundspannung ist wegen der viel kleineren, verwendeten Spannung (nach der Belichtung) relativ klein. Die Musterspannung für schwarzen Toner wird in 5090 nicht gesteuert, sondern der Dunkelzerfall des Ladungsniveaus wird verwendet, um Infrarotdensitometermessungen des Tonermusters einzustellen.
• In einem Drei-Niveau-System ist der Dunkelzerfall der dazwischenliegenden Hintergrundspannung auch ganz merklich. Unter Verwendung nur eines elektrischen Voltmeters kann ein angenäherter Dunkelzerfall für diese Spannung berechnet werden, indem der Dunkelzerfall für das Ladungsniveau gemessen und auf den schwarzen Entwickler projiziert wird, wobei ein Projektionsschema verwendet wird, das demjenigen sehr ähnlich ist, das in dem 5090 verwendet wird. Der Dunkelzerfall für andere Spannungen (Hintergrund, Farbentwicklung und die Spannungen für schwarze und Farbtonermuster) basieren auf einem Bruchteil des Dunkelzerfalls des Ladungsniveaus. Der Dunkelzerfall für die Farbentwicklung war klein und konnte vernachlässigt werden. Das Problem bei dieser Annäherung für ein Drei-Niveau- System betrifft den Spannungsverlust zu dem Schwarzentwicklungsfeld, wenn es durch das Farbentwicklermaterial hindurchgeht. Es ist unmöglich, diesen Spannungsverlust von dem Systemdunkelzerfall auf genaue Weise zu trennen.
• Unter Verwendung von ESV&sub2; werden die Bildspannung VCAD zum Entwickeln geladener Bereiche und die Schwarztonermusterspannung Vtb gemessen, nachdem der Dunkelzerfall und der Spannungsverlust aufgetreten sind, letzterer von einer teilweisen Ladungsneutralisierung des Bildes mit Entwickelung aufgeladener Bereiche, wenn es durch die Entwicklungsbaueinheit zur Entwicklung entladener Bereiche hindurchgeht. Die Bildspannung zum Entwickeln entladener Bereiche (Farbentwicklung) leidet eine geringe Dunkelzerfallsänderung während der Lebensdauer des Photorezeptors, so daß der durchschnittliche Zerfall einfach in den Spannungsollwert eingebaut werden kann. Nur der Dunkelzerfall für die dazwischenliegende Hintergrundniveauspannung VMod und die Farbtonermusterspannung Vtc müssen eingestellt werden.
• Eine Analyse von Daten verschiedener unterschiedlicher Photorezeptoren mit aktiver Matrix gibt eine Korrelation zwischen dem Dunkelzerfall für zwei verschiedene Spannungen an:
• a. Aufladung auf 1000 Volt, dann auf 450 Volt belichtet.
• b. Aufladung auf 1000 Volt, dann auf 250 Volt belichtet.
• Die Korrelation wird gegeben zu:
• ΔV&sub2; = ΔV&sub1; [3/(2 + V&sub1;/V&sub2;)] (1)
• Der nominale Wert für Vtc ist 247 Volt bei ESV&sub1;. Der nominale Wert für VMod bei der Farbbaueinheit ist 450 Volt. VMod bei ESV&sub1; ist ungefähr 500 Volt und VMod bei ESV&sub2; ist ungefähr 425 Volt. Für diese nominalen Werte ist die Konstante in Gleichung (1) 0,745.
• Zum Steuern der dazwischenliegenden Spannung VMod werden unter Verwendung von ESV&sub1; und ESV&sub2; Messungen gemacht, und eine Interpolation wird zwischen den zwei Messung gemacht, um die Hintergrundspannung VMod bei der Farbentwicklungsbaueinheit zu steuern. Da der Dunkelzerfall beide Messungen beeinflußt, wird die Spannung der Farbbaueinheit automatisch eingestellt, wenn sich der Dunkelzerfall während der Lebensdauer des Photorezeptors ändert. Auf der Grundlage der relativen Positionen von E5V&sub1;&sub1; ESV&sub2; und der Farbbaueinheit sowie der Geschwindigkeit (d.h., 206,7 mm/sec) des Photorezeptors, wird die Hintergrundspannung (VMod) bei der Farbbaueinheit berechnet, wobei verwendet wird:
• VMod@Farbe = 0,38 x VMod@ESV&sub1; +0,62 x VMod@ESV&sub2;
• worin:
• VMod@Farbe das Hintergrundspannungsniveau ist, das von der Belichtungseinrichtung oder der Rasterausgangsabtastvorrichtung 48 hergestellt werden soll
• VMod@ESV&sub1; die Hintergrundspannung vor seiner Bewegung an der Entwicklungsbaueinheit 58 vorbei ist
• VMod@ESV&sub2; die Hintergrundspannung nach seiner Bewegung an der Entwicklungsbaueinheit 58 vorbei ist
• und
• 0,38 und 0,62 als Funktion der relativen Positionen, wo die Hintergrundspannungsniveaus gemessen werden, und der Position der ersten Entwicklungsbaueinheit sowie der Geschwindigkeit der ladungenzurückhaltenden Oberfläche bestimmt werden.
• Die Farbtonermusterspannung Vtc ist etwas komplizierter, weil die Spannungsmessung für den Dunkelzerfall bei ESV&sub2; nicht verfügbar ist, da die Entwicklung des Tonermusters, wenn es durch die Baueinheit zum Entwickeln entladener Bereiche oder die Farbentwicklungsbaueinheit hindurch läuft, das Spannungsniveau des Prüfmusters ändert. Jedoch kann der Dunkelzerfall des Farbtonermusters aus dem Dunkelzerfall des dazwischenliegenden Hintergrundspannungsniveaus VMod abgeschätzt werden. Bei den gegenwärtigen Spannungseinstellpunkten ist der Tonermusterdunkelzerfall 0,75 ± 0,05 des Dunkelzerfalls des dazwischenhegenden Hintergrundspannungsniveaus zwischen ESV&sub1; und ESV&sub2;. Somit kann die Farbtonermusterspannung auf die Farbentwicklungsbaueinheit unter Verwendung der Messungen von ESV&sub1; und ESV&sub2; für VMod und der Messung ESV&sub1; für das Farbtonermuster projiziert werden. Die Verwendung dieses Algorithmus verringert die Spannungsänderungen des Farbtonermusters von ± 30 Volt auf ± 4 Volt über den erwarteten Bereich von Änderungen des Photorezeptors.
• Die Verwendung eines Verhältnisses von Dunkelzerfällen zum Steuern der Farbtonermusterspannung unterscheidet sich von dem Verwenden eines einzigen elektrostatischen Voltmeters zum Berechnen eines angenäherten Dunkelzerfalls, dahingehend, daß:
• a. es Messungen eines belichteten Photorezeptorzustands (VMod) statt nur des aufgeladenen Zustands verwendet,
• b. es zwei tatsächliche Messungen der Photorezeptorspannung (VMod@¹ und VMod@²) statt einer einzigen elektrostatischen Voltmetermessung und einer angenommenen Spannung verwendet (daß die Ladung auf dem Photorezeptor bei der Dielektrikum- Koronaentladungsvorrichtung die gleiche wie die Spannung ist, die an die Abschirmung der Dielektrikum-Koronaentladungsvorrichtung angelegt wird),
• c. es keine Annahmen über die funktionale Beziehung zwischen dem Dunkelzerfall und einer Zeit macht, wiederum, weil zwei elektrostatische Voltmetermessungen zur Verfügung stehen.
• d. es relativ unempfindlich gegenüber dem Spannungsverlust ist, wenn der Photorezeptor durch das Farbentwicklermatenal hindurchläuft (der VMod Spannungsverlust ist nur ungefähr 10 Volt; der Ladungsbereichspannungsverlust kann bis zu 150 Volt sein).
• Die Farbmusterspannung bei der Farbbaueinheit wird berechnet gemäß:
• Vtc@Farbe = Vtc@ESV&sub1; - 0,465 x (VMod@ESV&sub1; - VMod@Farbe) = Vtc@ESV&sub1; -0,75 x (0,62 x VMod@ESV&sub1; - 0,62 VMod@ESV&sub2;) = Vtc@ESV&sub1; - 0,465 x (VMod@ESV&sub1; - VMod@ESV&sub2;)
• worin:
• Vtc das Prüfmusterspannungsniveau ist, das bei der Farbbauemheit durch die Rasterausgangsabtastvorrichtung 48 erzeugt werden soll
• Vtc@ESV&sub1; das Prüfmusterspannungsniveau ist, bevor sich das Prüfmuster an der Entwicklungsbaubaueinheit 58 vorbeibewegt
• 0,75 ± 0,05 eine Konstante ist, die von den Prüfdaten abgeleitet wird, und
• 0,465 eine Konstante ist, die in einem nichtflüchtigen Speicher (NVM) auswählbar ist
• Im Betrieb erzeugt ESV&sub1; ein erstes Signal, das für die Spannung VMod vor seiner Bewegung an der Baueinheit 58 zum Entwikkeln entladener Bereiche vorbei repräsentativ ist. ESV&sub2; erzeugt ein zweites Signal, das für die VMod Spannung repräsentativ ist, nachdem es an der Baueinheit zum Entwickeln entladener Bereiche vorbeigeht. ESV&sub1; erzeugt ein drittes Signal bei der Spannung Vtc, das für die Farbprüfmusterspannung vor seiner Bewegung an der Baueinheit zum Entwickeln entladener Bereiche vorbei repräsentativ ist. Diese Signale werden dann gemäß den vorstehenden Formeln verwendet, um den Ausgang der Rasterausgangsabtastvorrichtung zu bestimmen, um an dem geeigneten Spannungsniveau VMod bei der Baueinheit zum Entwickeln entladener Bereiche anzukommen.

Claims (10)

1. Verfahren zum Erzeugen von Drei-Niveau-Bildern auf einer ladungenzurückhaltenden Oberfläche (10), das die Schritte einschließt:

Bewegen der genannten ladungenzurückhaltenden Oberfläche (10) an einer Mehrzahl von Arbeitsstationen (A-M) vorbei, die eine Entwicklungsstation (A) einschließen, die eine Mehrzahl von Entwicklungsbaueinheiten (58, 60) umfaßt;

gleichförmiges Aufladen der genannten ladungenzurückhaltenden Oberfläche (10);

Bilden eines Drei-Niveau-Bildes (Fig. 1b) auf der genannten ladungenzurückhaltenden Oberfläche (10), wobei das genannte Drei-Niveau-Bild zwei Bilder auf unterschiedlichen Spannungsniveaus VCAD, VDAD) und einem Hintergrundspannungsniveau (VMOD) umfaßt, wobei eine Belichtungseinrichtung (48) verwendet wird;

Bilden eines Prüfmusters auf der genannten ladungenzurückhaltenden Oberfläche (10);

gekennzeichnet durch

Erfassen des Spannungsniveaus des genannten Hintergrundspannungsniveaus (VMOD@ESV&sub1;), bevor die ladungenzurückhaltende Oberfläche (10) durch die genannte Entwicklungsstation (E) hindurchbewegt worden ist, und Erzeugen eines ersten, elektrischen Signals;

Erfassen des Spannungsniveaus des genannten Hintergrundspannungsniveaus (VMOD@ESV2), nachdem die genannte ladungenzurückhaltende Oberfläche (10) an der ersten (58) der genannten Mehrzahl von Entwicklungsbaueinheiten in der genannten Entwicklungsstation (E) vorbeiläuft, und Erzeugen eines zweiten, elektrischen Signals;

Messen des Spannungsniveaus (Vtc@ESV&sub1;) des Prüfmusters, bevor das genannte Prüfmuster durch die genannte erste (58) einer Mehrzahl von Entwicklungsbaueinheiten (58, 60) hindurchgeht, und Erzeugen eines dritten, elektrischen Signals;

Verwenden zweier der genannten Signale zum Bestimmen des Ausgangspegels der genannten Belichtungseinrichtung (48) zum Bilden des genannten Hintergrundspannungsniveaus (VMod).

2. Das Verfahren gemäß Anspruch 1, worin das genannte erste, elektrische Signal für ein erstes Spannungsniveau (VMOD@ESV&sub1;) repräsentativ ist und das genannte zweite, elektrische Signal für ein zweites Spannungsniveau (VMOD@ESV&sub2;) repräsentativ ist.

3. Das Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, das den Schritt einschließt, alle genannten Signale zum Bestimmen des Ausgangsniveaus eines Prüfmustergenerators (52) zum Bilden des genannten Prüfmusters zu verwenden.

4. Das Verfahren gemäß Anspruch 1, oder 2, worin die genannten zwei der genannten Signale das genannte erste und zweite Signal umfassen.

5. Das Verfahren gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, worin der Ausgang der genannten Belichtungseinrichtung (48) zum Bilden des genannten Hintergrundspannungsniveaus (VMOD) gemäß der Formel bestimmt wird:

VMOD@Farbe = 0,38 x VMOD@ESV&sub1; +0,62 x VMOD@ESV&sub2;;

und/oder der Ausgang des genannten Prüfmustergenerators (52) zum Bilden des genannten Prüfmusters gemäß der Formel bestimmt wird:

Vtc@farbe = Vtc@ESV&sub1; - 0,465 (VMOD@ESV&sub1; - VMOD@Farbe)

6. Vorrichtung zum Erzeugen von Drei-Niveau-Bildern auf einer ladungenzurückhaltende Oberfläche (10), wobei die genannte Vorrichtung umfaßt:

Einrichtungen (18-25) zum Bewegen der genannten ladungenzurückhaltende Oberfläche (10) an einer Mehrzahl von Arbeitsstationen (A-M) vorbei, die eine Entwicklungsstation (E) einschließen, die eine Mehrzahl von Entwicklungsbaueinheiten (58, 60) umfaßt;

eine Einrichtung (28, 38) zum gleichmäßigen Aufladen der genannten ladungenzurückhaltenden Oberfläche;

eine Einrichtung (48, 6, 158,), die eine Belichtungseinrichtung (48) einschließt, um ein Drei-Niveau-Bild auf der genannten ladungenzurückhaltenden Oberfläche (10) zu bilden, wobei das genannte Drei-Niveau-Bild zwei Bilder auf unterschiedlichen Spannungsniveaus (VCAD, VDAD) und einem Hintergrundpannungsniveau (VMOD) umfaßt;

eine Einrichtung (52) zum Bilden eines Prüfmusters auf der genannten ladungenzurückhaltenden Oberfläche (10);

gekennzeichnet durch

eine Einrichtung (ESV&sub1;) zum Erfassen des Spannungsniveaus des genannten Hintergrundspannungsniveaus (VMOD@ESV&sub1;) bevor die ladungenzurückhaltenden Oberfläche (10) durch die genannte Entwicklungsstation (E) bewegt wird und zum Erzeugen eines ersten, elektrischen Signals;

eine Einrichtung (ESV&sub2;) zum Erfassen des Spannungsniveaus des genannten Hintergrundspannungsniveaus (VMOD@ESV&sub1;), nachdem es sich an der ersten (58) der genannten Mehrzahl von Entwicklungsbaueinheiten (58, 60) in der genannten Entwicklungsstation (E) vorbeibewegt hat, und zum Erzeugen eines zweiten, elektrischen Signals;

eine Einrichtung (54) zum Erfassen des Spannungsniveaus (Vtc@ESV&sub1;) des genannten Prüfmusters, bevor das genannte Prüfmuster durch die genannte erste (58) einer Mehrzahl von Entwicklungsbaueinheiten (58, 60) hindurchgegangen ist, und zum Erzeugen eines dritten, elektrischen Signals;

eine Einrichtung (6, 152, 158) zum Verwenden zweier der genannten Signale zum Bestimmen des Ausgangspegels der genannten Belichtungseinrichtung (48) zum Bilden des genannten Hintergrundspannungsniveaus (VMOD).

7. Vorrichtung gemäß Anspruch 6, worin das genannte erste, elektrische Signal für das erste Spannungsniveau (VMOD@ESV&sub1;) repräsentativ ist, und das genannte zweite, elektrische Signal für ein zweites Spannungsniveau (VMOD@ESV&sub2;) repräsentativ ist

8. Vorrichtung gemäß Anspruch 6 oder 7, die eine Einrichtung (6, 152, 158) einschließt, um alle der genannten Signale zum Bestimmen des Ausgangspegels eines Prüfmustergenerators (52) zum Bilden des genannten Prüfmusters zu verwenden.

9. Vorrichtung gemäß Anspruch 6, oder 7, worin die genannten zwei der genannten Signale das genannte erste und das zweite Signal umfassen.

10. Vorrichtung gemäß irgendeinem der Ansprüche 6 bis 9, worin der Ausgang der genannten Belichtungseinrichtung (48) zum Bilden des genannten Hintergrundspannungsniveaus (VMOD) gemäß der Formel bestimmt wird:

VMOD@Farbe = 0,38 x VMOD@ESV&sub1; + 0,62 x VMOD@ESV&sub2;;

und/oder der Ausgang des genannten Prüfmustergenerators (52) zum Bilden des genannten Prüfmusters gemäß der Formel bestimmt wird:

Vtc@Farbe = Vtc@ESV&sub1; - 0,465 (VMOD@ESV&sub1; - VMOD@Farbe)