DE19924483C2

DE19924483C2 - Verfahren zur Steuerung der Übertragungsspannung auf Basis eines papierspezifischen Widerstands in einem Laserstrahldrucker

Info

Publication number: DE19924483C2
Application number: DE19924483A
Authority: DE
Inventors: Su-Jong Jeong
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 1999-01-11
Filing date: 1999-05-28
Publication date: 2003-08-21
Anticipated expiration: 2019-05-29
Also published as: KR100317997B1; DE19924483A1; GB9914174D0; KR20000050470A; GB2345467B; US6111594A; GB2345467A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Steuerung der Übertragungsspannung auf der Basis eines papierspezifischen Widerstands in einem Laserstrahldrucker, nach folgend kurz als LBP bezeichnet, der eine photosensitive Trommel, eine daran anliegen de Übertragungsrolle und ein Zuführungsrollenpaar für das zu bedruckende Papier auf weist.

Ein LBP enthält eine Papierkassette und eine bildformende Vorrichtung, wie einen Ent wickler und einen Fixierer zum Fixieren eines Tonerbildes auf einem Papierblatt, um Pa pier zu bedrucken.

Fig. 1 zeigt schematisch einen bekannten LBP. In Fig. 1 werden viele in einer Papierkas sette 1 enthaltene Blatt Papier P Blatt für Blatt durch eine Aufnahmerolle 2 eingezogen. Dann erreicht das Papier P mit seiner ausgerichteten, führenden Kante ein Paar Zufüh rungsrollen 3, und ein Tonerabbild wird auf das Papier P unter hoher Temperatur und hohem Druck fixiert, während das Papier P einen Entwickler 10 und einen Fixierer 20 durchwandert. Das auf diese Weise bedruckte Papier P kommt über eine Entladungs rolle 4 an einer Entladungsplatte heraus.

Dieser bekannte LBP verwendet typischerweise eine leitfähige Übertragungsrolle, misst den sich mit den Umgebungsbedingungen verändernden, spezifischen Widerstand der Übertragungsrolle, und legt eine Übertragungsspannung auf der Basis des Übertra gungsrollenwiderstands an. In der Tat wird die Bildqualität im großen Maß durch eine Veränderung im spezifischen Widerstand des Papiers beeinflusst, der wiederum von der Dicke, Restfeuchtigkeit und Qualität des Papiers abhängt. Trotz des großen Einflusses auf die Bildqualität wird jedoch der spezifische Papierwiderstand bei der Einstellung der Übertragungsspannung bei bisherigen LBP vernachlässigt, die nur den Widerstand zwi schen der leitfähigen Übertragungsrolle und der photosensitiven Trommel berücksichti gen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Steuerung der Übertragungsspannung auf der Basis des papierspezifischen Widerstands in einem Hochgeschwindigkeits-LBP anzugeben, um eine durch eine Veränderung des spezifischen Papierwiderstands bedingte Verschlechterung der Bildqualität zu verhindern und damit hochqualitative Bilder zu erhalten.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren der im Patentanspruch 1 angegebenen Art gelöst.

Bei diesem Verfahren wird der Widerstand der Zuführungsrollen als ein erster Widerstand gemessen, bevor ein Blatt Papier zwischen den Zuführungsrollen durchwandert, der Wider stand des Papiers und der Zuführungsrollen wird als ein zweiter Widerstand gemessen, wenn das Papier zwischen den Zuführungsrollen durchwandert, der spezifische Widerstand des Papiers wird als ein dritter Widerstand durch Berechnung der Differenz zwischen dem ersten und dem zweiten Widerstand ermittelt, der Widerstand zwischen einer Übertragungs rolle und einer photosensitiven Trommel wird als ein vierter Widerstand gemessen, bevor das Papier die Übertragungsrolle passiert, ein effektiver Widerstand wird als fünfter Wider stand durch Addition des dritten Widerstands und des vierten Widerstands ermittelt, und das Papier wird durch Anlegen einer Übertragungsspannung auf der Basis des fünften Wider stands bedruckt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung erläutert. Im einzelnen zeigen:

Fig. 1 schematisch einen bekannten LBP;

Fig. 2 ein Blockschaltbild eines LBP nach der Ausführungsform der vorliegenden Erfin dung;

Fig. 3 und 4 detaillierte Teilschaltungsdiagramme einer Hochspannungsversorgung nach der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 5 schematisch einen LBP, bei dem das erfindungsgemäße Verfahren anwendbar ist;

Fig. 6 ein Flussdiagramm der Steuerung des Anlegens einer Übertragungsspannung in Abhängigkeit von dem papierspezifischen Widerstand nach der Ausführungsform der vorlie genden Erfindung; und

Fig. 7 ein Zeitablaufdiagramm von Signalen nach der Ausführungsform der vorliegen den Erfindung.

In Fig. 2 sieht eine Steuerung 200 eines LBP nach einer Ausführungsform der Erfindung eine Gesamtsteuerung bei der Aufzeichnung eines Bildes auf einem Blatt Papier vor. Die Steue rung 200 erzeugt ein PWM (Pulsbreitenmodulations-, pulse with modulation)- Steuerungssignal zur Steuerung der Hochspannung Vp, die an Zuführungsrollen 120 für die Messung des spezifischen Widerstands eines Papierblatts P angelegt wird, und ein anderes PWM-Steuerungssignal für die Steuerung einer Übertragungsspannung Vo, die für die Messung des Widerstands zwischen einer photosensitiven Trommel 133 und einer Übertragungsrolle 136 angelegt wird. Ein Spei cher 202 hat ein ROM für die Speicherung eines für die Steuerung der Übertragungs spannung Vo verwendeten Programms und ein RAM für die zeitweise Speicherung der zu druckenden Informationen oder der für die Berechnung eines Gesamtwiderstands des papierspezifischen Widerstands und des Übertragungsrolle-Trommel-Widerstands ver wendeten Spannungswerte. Eine PWM-Steuerung 204 gibt pulsamplitudenmodulierte (PAM-)Signale SG1 und SG3 als Reaktion auf die von der Steuerung 200 empfangenen PWM-Steuerungssignale aus. Eine Stromversorgung 208 gibt unterschiedliche Span nungen auf die Eingabe von Wechselspannung aus. Nach Erhalt der Spannung von der Stromversorgung 208 erzeugt die Hochspannungsversorgung 210 eine mit dem von der PWM-Steuerung 204 erhaltenen PAM-Signal SG1 korrespondierende Zuführungsrollen spannung Vp, die mit dem PAM-Signal SG2 korrespondierende Übertragungsspannung Vo, eine für die Messung des papierspezifischen Widerstands verwendete Spannung SG2 und eine Spannung SG4, die bezeichnend ist für den Übertragungsrollen-Trommel- Widerstand, der sich aus dem Anlegen der Übertragungsspannung Vo an die Über tragungsrolle 136 ergibt. Ein A/D-(Analog/Digital)-Wandler 206 wandelt die von der Hochspannungsversorgung 210 erhaltenen Spannungen SG2 oder SG4 in ein digitales Signal um und führt das digitale Signal der Steuerung 200 zu. Ein Papiersensor 212 er kennt die Zuführung der führenden Kante des Papiers P zwischen die Zuführungsrollen 120 und gibt ein das erkannte Ereignis angebendes Signal an die Steuerung 200 ab.

Fig. 3 zeigt ein detailliertes Schaltkreisdiagramm eines Abschnitts der Hochspannungs versorgung, von dem die Spannung Vp an die Zuführungsrollen abgegeben wird, und Fig. 4 zeigt ein detailliertes Schaltkreisdiagramm eines Abschnitts der Hochspan nungsversorgung, von dem die Spannung Vo an die Übertragungsrolle abgegeben wird.

In Fig. 3 enthält ein Transformator T1 eine Primärwicklung L1 zum Empfang einer 24-V- Spannung von der Stromversorgung 208 und eine Sekundärwicklung L2 mit einer grö ßeren Anzahl von Windungen als die Primärwicklung L1 für die Erzeugung einer höheren Spannung als die Spannung an der Primärwicklung L1. Eine Diode D1 ist zwischen die Primärwicklung L1 und Masse geschaltet, um die von der Primärwicklung L1 auf die Se kundärwicklung L2 induzierte Spannung zu begrenzen. Ein Transistor Q1 hat einen Ba sisanschluss zur Aufnahme des PAM-Signals SG1 von der PWM-Steuerung 204, einen mit der Primärwicklung L1 gekoppelten Kollektoranschluss und einen auf Masse geleg ten Emitteranschluss für die Steuerung der Spannung an der Primärwicklung L1 im Schaltbetrieb, damit sie auf die Sekundärwicklung L2 auf der Basis des PAM-Signals SG1 induziert wird. Eine Gleichrichterdiode D2 ist mit ihrer Anode an die Sekundärwick lung L2 für die Gleichrichtung der in der Sekundärwicklung L2 induzierten Spannung an geschlossen. Ein Glättungskondensator C1 glättet die gleichgerichtete Spannung und gibt die Hochspannung Vp mit einem vorbestimmten Pegel an die Zuführungsrollen 120 ab. Ein Widerstand Rs1 ist für die Messung eines durch die Zuführungsrollen 120 flie ßenden Stroms zwischen die Sekundärwicklung L2 und Masse geschaltet. Die Span nung SG2 auf der Basis des durch den Widerstand Rs1 fließenden Stroms für die Mes sung des papierspezifischen Widerstands wird dem A/D-Wandler 206 zugeführt.

Dazu enthält in Fig. 4 ein Transformator T2 eine Primärwicklung L3 zum Empfang einer 24-V-Spannung von der Stromversorgung 208 und eine Sekundärwicklung L4 mit einer größeren Anzahl von Windungen als die Primärwicklung L3 für die Erzeugung einer hö heren Spannung als die Spannung an der Primärwicklung L3. Eine Diode D3 ist zwi schen die Primärwicklung L3 und Masse geschaltet, um die von der Primärwicklung L3 auf die Sekundärwicklung L4 induzierte Spannung zu begrenzen. Ein Transistor Q2 hat einen Basisanschluss zur Aufnahme des PAM-Signals SG3 von der PWM-Steuerung 204, einen mit der Primärwicklung L3 gekoppelten Kollektoranschluss und einen auf Masse gelegten Emitteranschluss für die Steuerung der Spannung an der Primärwick lung L3 im Schaltbetrieb, damit sie auf die Sekundärwicklung L4 auf der Basis des PAM- Signals SG3 induziert wird. Eine Gleichrichterdiode D4 ist mit ihrer Anode an die Sekun därwicklung L4 für die Gleichrichtung der in der Sekundärwicklung L4 induzierten Span nung angeschlossen. Ein Glättungskondensator C2 glättet die gleichgerichtete Span nung und gibt die Hochspannung Vo mit einem vorbestimmten Pegel an die Übertra gungsrolle 136 ab. Ein Widerstand Rs2 ist für die Messung eines durch die Übertra gungsrolle 136 fließenden Stroms zwischen die Sekundärwicklung L4 und Masse ge schaltet. Die Spannung SG4 auf der Basis des durch den Widerstand Rs2 fließenden Stroms für die Messung des papierspezifischen Widerstands wird dem A/D-Wandler 206 zugeführt.

Dazu ist zu bemerken, dass die Hochspannungsversorgung aus zwei Schaltkreisen be steht, wie in den Fig. 3 und 4 in der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung gezeigt wird, dass aber auch ein einziger Schaltkreis unter Steuerung des Eingangs und des Ausgangs des Hochspannungsversorgung mit einem Relais betrieben werden kann.

Fig. 5 zeigt schematisch einen LBP, bei dem eine Übertragungsoperation auf der Basis des papierspezifischen Widerstands nach der Ausführungsform der Erfindung ausgeführt wird.

Die Zuführungsrollen 120 sind aus leitfähigem Gummi hergestellt und wirken so, dass das von einer Aufnahmerolle 110 zugeführte Papier P der Übertragungsrolle 136 zugeleitet wird. Die obere und die untere Zuführungsrolle 120 haben miteinander Kontakt, und die Hoch spannungsversorgung 210 liefert einen Strom zur oberen und unteren Zuführungsrolle 120. Wenn die Aufnahmerolle 110 angetrieben wird, treibt die Hochspannungsversorgung 210 einen Strom durch die obere und untere Zuführungsrolle, so dass der Widerstand der Zufüh rungsrollen 120 selbst gemessen werden kann. Der papierspezifische Widerstand kann leicht durch Ermitteln der Differenz zwischen den Strömen über die Zuführungsrollen bei Vorliegen bzw. bei Abwesenheit des Papiers P berechnet werden. Zum Ermitteln des Wider stands der Zuführungsrollen 120 ist die Spannung Vp eine Hochspannung und bewegt sich beispielsweise zwischen 500 V und 1000 V, und das Material der Zuführungsrollen 120 liegt bei oder unter 1 × 10⁵ Ω, um Veränderungen der Umgebung zu widerstehen. Da der Wider stand zwischen der photosensitiven Trommel 133 und der Übertragungsrolle 136 auf ähnli che Weise gemessen wird, kostet die Ausbildung des LBP nach der Erfindung nur wenig. Im Fall der raschen Zuführung des Papiers wird der Papierwiderstand und der Übertragungs rollenwiderstand separat gemessen.

Falls die den Zuführungsrollen 120 zugeführte Spannung Vp beispielsweise 1000 V beträgt und von den Zuführungsrollen 120 bei Zufuhr von Papier P ein Strom von 0,1 mA gemessen wird, beträgt der Widerstand der Zuführungsrollen 120 und des Papiers P 10⁷ Ω (= R = V/I = 1000 V/1 × 10^-4 A) nach dem Ohm'schen Gesetz [V = I × R]. Falls der Widerstand der Zu führungsrollen 120 bei Abwesenheit des Papiers P 10⁵ Ω beträgt, ist der spezifische Wider stand des Papiers P 99 × 10⁵ Ω (= 10⁷ Ω - 10⁵ Ω). Dieses Papier mit dem spezifischen Wi derstand wird der Übertragungsrolle 136 zugeführt. Da die Übertragungsrolle 136 nach dem Stand der Technik entsprechend einem vorbestimmten Widerstand arbeitet und den tatsäch lichen Widerstand eines einzelnen Papierblatts vernachlässigt, schwankt die Bildqualität mit dem Papierzustand. Im Gegensatz dazu betreibt die Erfindung die Übertragungsrolle 136 entsprechend dem von den Zuführungsrollen 120 ermittelten, papierspezifischen Wider stand.

Fig. 6 zeigt ein Flussdiagramm der Steuerung der Übertragungsspannung auf der Basis der Messung des papierspezifischen Widerstands nach der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, und Fig. 7 ist ein Zeitablaufdiagramm von Signalen nach der bevorzugten Ausfüh rungsform der Erfindung.

In Fig. 7 bezeichnet das Bezugszeichen A eine Messperiode des Widerstands von Papier und Zuführungsrollen, und das Bezugszeichen C bezeichnet eine Messperiode des Wider stands zwischen der Übertragungsrolle und der photosensitiven Trommel.

Mit Bezug auf Fig. 2 bis 7, und besonders auf Fig. 6 wird im Folgenden eine detaillierte Be schreibung der Bereitstellung einer Übertragungsspannung auf der Basis eines papierspezi fischen Widerstands in einem LBP nach der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung beschrieben.

Im Schritt 601 treibt die Steuerung 200 einen Hauptmotor (nicht gezeigt) an. Im Schritt 603 übergibt die Steuerung 200 ein PWM-Steuerungssignal an die PWM-Steuerung 204, um das PAM-Signal SG1 an die Hochspannungsversorgung 210 hinzuführen. Die Hochspannungs versorgung 210 übergibt dann an die Zuführungsrollen 120 die Spannung Vp entsprechend dem von der PAM-Steuerung 204 empfangenen PAM-Signal SG1 als Reaktion auf eine von der Stromversorgung 208 empfangene Versorgungsspannung, um den Widerstand allein der Zuführungsrollen 120 zu messen. Insbesondere wird die von dem Anlegen der Spannung Vp an die Zuführungsrollen 120 resultierende Spannung SG2 im A/D-Wandler 206 in ein digita les Signal umgewandelt, und die Steuerung 200 ermittelt den Widerstand Rf der Zuführungs rollen 120 aus dem von dem A/D-Wandler 206 empfangenen digitalen Signal. Der Zufüh rungsrollenwiderstand Rf wird in einem vorbestimmten Bereich des Speichers 202 gespei chert.

Anschließend bestimmt die Steuerung 200 im Schritt 605 mittels des Papiersensors 212, ob das Papier P zwischen den Zuführungsrollen 120 durchwandert. Im Schritt 607 erkennt die Steuerung 200 den Widerstand Rfp von [Papier + Zuführungsrollen], wenn das Papier P zwi schen den Zuführungsrollen 120 infolge der Ausführung des Schritts 603 durchwandert, und speichert den Widerstand Rfp in einem vorbestimmten Bereich des Speichers 202. Im Schritt 609 berechnet die Steuerung 200 einen papierspezifischen Widerstand Rp aus den Wider ständen Rfp und Rf (Rp = Rfp - Rf).

Im Schritt 611 erkennt die Steuerung 200 den Widerstand Rx zwischen der Übertra gungsrolle 136 und der photosensitiven Trommel 133. Insbesondere erzeugt die Steue rung 200 ein PWM-Steuerungssignal für die PWM-Steuerung 204, um das PAM-Signal SG3 an die Hochspannungsversorgung 210 hinzuführen. Dann übergibt die Hochspannungsversorgung 210 an die Übertragungsrolle 136 die Übertragungsspannung Vo, die mit dem von der PWM-Steuerung empfangenen PAM-Signal SG3 korrespondiert, als Reaktion auf eine von der Stromversorgung 208 erhaltene Spannung, um den Wider stand zwischen der Übertragungsrolle 136 und der photosensitiven Trommel 133 zu messen. D. h., die vom Anlegen der Übertragungsspannung Vo an die Übertragungsrolle 136 resultierende Spannung SG4 wird in dem A/D-Wandler 206 in ein digitales Signal umgewandelt, und die Steuerung 200 ermittelt den Widerstand Rx aus dem von dem A/D-Wandler 206 empfangenen digitalen Signal. Der Widerstand Rx wird in einem vor bestimmten Bereich des Speichers 202 gespeichert.

Im Schritt 613 berechnet die Steuerung 200 den zusammengesetzten Widerstand der Widerstände Rp und Rx (Rs = Rp + Rx).

Im Schritt 615 übergibt die Steuerung 200 eine Übertragungsspannung auf der Basis des zusammengesetzten Widerstands Rs, wenn das Papier P zwischen der Übertragungs trommel 136 und der photosensitiven Trommel 133 hindurchwandert. Im Hinblick auf die Veränderung der Bildqualität in Abhängigkeit von dem Papierzustand wird der Papierzu stand im Voraus erkannt, bevor das Papier zwischen der Übertragungsrolle 136 und der photosensitiven Trommel 133 hindurchwandert, und die Übertragungsspannung wird auf der Basis des erkannten Papierzustands erzeugt. Im Schritt 617 bewirkt die Steuerung 200 das Bedrucken des Papiers.

Claims

1. Verfahren zur Steuerung der Übertragungsspannung auf der Basis eines papier spezifischen Widerstands in einem Laserstrahldrucker mit einer photosensitiven Trommel, einer daran anliegenden Übertragungsrolle und einem Zuführungsrollen- Paar, das die Schritte umfasst:
Messen des Widerstands der Zuführungsrollen als ein erster Widerstand, bevor ein Papierblatt zwischen den Zuführungsrollen durchwandert;
Messen des Widerstands des Papiers und der Zuführungsrollen als ein zweiter Widerstand, während das Papier zwischen den Zuführungsrollen durchgeführt wird;
Ermitteln des spezifischen Widerstands des Papiers als ein dritter Widerstand durch Berechnen der Differenz zwischen dem ersten und zweiten Widerstand;
Messen des Widerstands zwischen der Übertragungsrolle und der photosensiti ven Trommel als ein vierter Widerstand, bevor das Papier zwischen Trommel und Übertragungsrolle durchgeführt wird;
Ermitteln eines zusammengesetzten Widerstands als einen fünften Widerstand durch Addieren des dritten Widerstands zum vierten Widerstand; und
Bedrucken des Papiers durch Anlegen einer Übertragungsspannung an die Ü bertragungsrolle auf der Basis des fünften Widerstands.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Zuführungsrollen aus leitfähigem Gummi hergestellt sind.

3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei der erste Widerstand ermittelt wird durch Anle gen einer Zuführungsrollenspannung an die Zuführungsrollen, Messen eines durch die Zuführungsrollen fließenden Stroms und Berechnen des Widerstands der Zufüh rungsrollen.

4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei der zweite Widerstand ermittelt wird durch An legen der Zuführungsrollenspannung an die Zuführungsrollen, wenn die führende Kante des Papiers zwischen die Zuführungsrollen eingeführt wird, Messen eines durch die Zuführungsrollen fließenden Stroms und Berechnen des Widerstands der Zuführungsrollen und des zwischen den Zuführungsrollen durchlaufenden Papiers.

5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei der vierte Widerstand ermittelt wird durch An legen einer vorbestimmten Übertragungsspannung an die Übertragungsrolle, Mes sen eines zwischen der Übertragungsrolle und der photosensitiven Trommel flie ßenden Stroms und Berechnen des Widerstands zwischen der Übertragungsrolle und der photosensitiven Trommel.

6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Zuführungsrollenspannung und die Über tragungsspannung Hochspannungen sind, die mit pulsamplitudenmodulierten Sig nalen korrespondieren.