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Dokumentenidentifikation DE10152389C2 24.12.2003
Titel Verfahren zur Erzeugung von Ladungsbildern von zu druckenden Bildern auf einem bewegten fotoleitenden Zwischenträger eines elektrofotografischen Druck- oder Kopiergerätes
Anmelder Océ Printing Systems GmbH, 85586 Poing, DE
Erfinder Groeger, Hans-Detlef, Dipl.-Ing., 85586 Poing, DE
Vertreter Schaumburg und Kollegen, 81679 München
DE-Anmeldedatum 24.10.2001
DE-Aktenzeichen 10152389
Offenlegungstag 08.05.2003
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 24.12.2003
Veröffentlichungstag im Patentblatt 24.12.2003
IPC-Hauptklasse G03G 15/043
IPC-Nebenklasse H04N 1/40   H04N 1/29   

Beschreibung[de]

Elektrografische Druck- oder Kopiergräte sind bekannt (z. B. EP 0 683 954 B1). Ein solches Druckgerät enthält einen angetriebenen Zwischenträger, z. B. eine Fotoleitertrommel, auf dem Ladungsbilder der zu druckenden Bilder erzeugt werden, die mit Toner eingefärbt werden, anschließend auf einen Aufzeichnungsträger, z. B. Papier, umgedruckt werden und dort fixiert werden. Dazu enthält das Druckgerät gruppiert um den Zwischenträger folgende Komponenten: eine Belichtungseinrichtung (Zeichengenerator), eine Entwicklerstation, eine Umdruckstation, eine Reinigungsstation und eine Ladeeinrichtung. Mit der Ladeeinrichtung wird der Zwischenträger z. B. auf 500 V aufgeladen und dann zur Erzeugung der Ladungsbilder der zu druckenden Bilder mit der Belichtungseinrichtung auf z. B. ca. 70 V entladen. Die Ladungsbilder werden anschließend in der Entwicklerstation auf übliche Weise mit Toner eingefärbt. Der Übergang von Toner auf den Zwischenträger erfolgt aber nur dann, wenn zwischen der Entwicklerstation, z. B. einer Entwicklerwalze, und den entladenen Bereichen des Zwischenträgers eine ausreichende Spannung besteht. Weist z. B. die Entwicklerwalze ein Potential von 220 V auf und die Ladungsbilder auf dem Zwischenträger etwa 70 V, dann ergibt sich ein Feld, das den Toner von der Entwicklerstation auf den Zwischenträger zieht. Das Potential, das durch die Entladung des Zwischenträgers mindestens unterschritten werden muß, um eine Einfärbung des Zwischenträgers zu ermöglichen, wird im folgenden mit Entwicklungsschwelle oder Entwicklungslevel bezeichnet. In der Umdruckstation werden anschließend die Tonerbilder auf den Aufzeichnungsträger übertragen. Schließlich wird in der Reinigungsstation der Zwischenträger von Resttoner gereinigt. Damit kann ein neuer Druckvorgang beginnen.

Aus EP 0 683 954 B1, die hiermit in die Offenbarung einbezogen wird, ist es bekannt, als Belichtungseinrichtung LED's (Licht emittierende Dioden) zu verwenden. Diese werden in der Regel in einem Kamm nebeneinander liegender LED's angeordnet, der quer zur Bewegungsrichtung des Zwischenträgers liegt. Das zu druckende Bild ist in Zeilen und Spalten von Rasterzellen (Makropixel) unterteilt, wobei die Rasterzellen noch in Ausgabepixel (Mikropixel) weiter aufgeteilt sind und jedem Ausgabepixel eine LED zugeordnet ist. Um Rasterzellen mit unterschiedlichen Grauwerten zu erzeugen, können entsprechend einzelne Ausgabepixel der Rasterzelle belichtet werden. Um die Anzahl der Grauwertstufen weiter zu erhöhen, können die LED's im Multilevelbetrieb eingesetzt werden, d. h. es kann die abgegebene Lichtenergie geändert werden durch Variation der Einschaltzeit und/oder des Erregerstroms der LEDs. Eine Realisierung eines derartigen Multilevelbetriebs ist in der oben zitierten EP 0 683 954 B1 beschrieben.

EP 0 663 760 A1 beschreibt ebenfalls einen digitalen LED Drucker mit einem LED-Kamm, bei dem Druckbilder unterschiedlichen Grauwertes dadurch erzeugt werden, dass die Belichtungszeit der LED's moduliert wird.

Aus US 4 750 010 ergibt sich eine weitere Anordnung, mit der ein LED-Kamm angesteuert werden kann. Wiederum wird der Grauwert einer Rasterzelle des Druckbildes über die Dauer des Lichtimpulses der der Rasterzelle zugeordneten LED eingestellt.

US 5 255 013 beschreibt schließlich einen LED-Druckkopf, der pro Rasterzelle (Pixel) eine LED aus einem Kamm von LED's vorsieht und bei dem der Grauwert des in Rasterzellen aufgeteilten zu druckenden Bildes pro Rasterzelle durch eine Serie von schnell aufeinander folgenden Lichtimpulsen der zugeordneten LED erzeugt wird.

Das von der Erfindung zu lösende Problem besteht darin, ein weiteres Verfahren anzugeben, mit dem ein Multilevelbetrieb einer Belichtungseinrichtung (eines Zeichengenerators) aus LED's bei einem elektrografischen Druck- oder Kopiergerät ermöglicht wird und dabei ein gleichmäßiges Druckbild erreicht wird.

Das oben geschilderte Problem wird gemäß den Schritten des Patentanspruches 1 gelöst.

Die Einstellung der Grauwertstufen der Rasterzellen wird somit beim erfindungsgemäßen Verfahren dadurch erreicht, daß die Anzahl der Lichtimpulse entsprechend variiert wird, die nacheinander auf den Zwischenträger auftreffen. Wenn die Druckbilder aus jeweils in Zeilen und Spalten angeordneten Rasterzellen aufgebaut werden, ist es vorteilhaft für die Ansteuerung, wenn die von den LED's abgegebenen Lichtimpulse gruppenweise in Spaltenrichtung angeordnet werden und in der Gruppe unmittelbar aufeinander folgen. Dabei können die Lichtimpulse in Verbindung mit einer 100% Belichtung einer Rasterzelle auftreten. Dann ist es ausreichend, wenn pro Rasterzelle einer Zeile von Rasterzellen eine LED vorgesehen wird, die so angesteuert wird, daß sie während einer Zeilenperiode der Rasterzellen in Abhängigkeit des zu erzeugenden Grauwertes eine entsprechende Anzahl von aufeinander folgenden Lichtimpulsen abgibt, wobei ein Grauwert (nicht weiß) erzeugt wird, wenn die durch die Lichtimpulse verursachte Entladung des Zwischenträgers eine Entwicklungsschwelle überquert.

Dabei gilt:



Zeilenperiode = 1/Zeilenfrequenz = 1/(1[Zeile] × Druckgeschwindigkeit[m/sec] × 39,37[inch/m] × Auflösung[Zeilen/inch]).

Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Um den Aufwand klein zu halten, ist es vorteilhaft, die Anzahl der Lichtimpulse pro Zeilenperiode auf acht zu begrenzen. Jedoch ist auch eine größere Anzahl von Lichtimpulsen pro Zeilenperiode möglich.

Mit der erfindungsgemäßen Lösung ergeben sich die folgenden Vorteile:

  • - Die durch die Lichtimpulse auf dem Zwischenträger verursachte Entladungskurve hat immer die gleiche Flankensteilheit, wobei sich beim Anhängen von weiteren Lichtimpulsen die Flanke der Entladekurve seitlich verschiebt, jedoch keine Einbuchtungen in der Entladekurve auftreten. Die Folge ist, daß das Druckbild gleichmäßig ist und keine Unregelmäßigkeiten wegen unerwünschten Überquerens der Entwicklungsschwelle aufweist.
  • - Die Entladungskurve ist unabhängig von der Druckgeschwindigkeit, solange die Länge des Lichtimpulses kleiner als das zugehörige Zeitfenster ist: z. B. 8 × (Dauer des Lichtimpulses) ≤ Zeilenperiode der Rasterzellen unter der Voraussetzung, daß pro Rasterzelle acht Lichtimpulse maximal möglich sind.
  • - Die Flankensteilheit der Entladungskurve ist unabhängig vom Ansteuerwert der LED's.
  • - Die Entladungskurve ist unabhängig von der Farbrichtung (weiß → schwarz, schwarz → weiß).
  • - Die Entladungskurve ist unabhängig vom Korrekturwert der einzelnen LED.
  • - Die Entladungskurve ist weitgehend unabhängig von der Form des Leuchtfeldes der LED solange die übertragene Energie pro LED identisch ist.
  • - Die Entladungskurve ist monoton steigend/fallend zwischen 0 und 100%.
  • - Es ist keine Verknüpfung von Ansteuerwert für die LED's, der von den zu druckenden Bildern abhängt, und Korrekturwert der LED's, über den die unterschiedlichen Helligkeiten der LED's korrigiert werden, notwendig, daher ist die Ansteuerung vereinfacht. Der Korrekturwert steuert die Länge des Lichtimpulses der zugeordneten LED. Der Ansteuerwert steuert das Ein/Aus der LED.

Weitere Vorteile des Verfahrens bestehen darin, daß die Energie pro Lichtimpuls gleich gewählt und der auf dem Zwischenträger durch den Lichtimpuls erzeugte Leuchtpunkt größer als die Rasterzelle gewählt werden kann.

Zweckmäßigerweise sind die LED's in einem Kamm nebeneinander angeordnet, jeweils eine LED pro Rasterzelle in Zeilenrichtung. Dabei ist es zur Verringerung des Stromanstieges bei voller Ansteuerung des Kammes zweckmäßig, die LED's versetzt anzusteuern.

Die Erfindung beruht somit auf der Idee, daß ein einzelner kurzer Lichtimpuls einer LED keine sichtbare (durch Toner entwickelbare) Wirkung auf dem Zwischenträger hinterläßt. Die Kombination mehrerer nacheinander auftretender Lichtimpulse erzeugt aber durch ihre Überlagerung genau die Art von Entladungskurven, wie man sie für einen Multilevel-Betrieb braucht. Die Form des Leuchtpunktes ist dabei nicht von Bedeutung, sondern nur die Anordnung, d. h. die Folge von Lichtimpulsen. Die resultierende Entladungskurve wird quasi durch Synthese erzeugt.

Die Erfindung wird anhand der Figuren weiter erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Komponenten bei einem elektrofotografischen Druck- oder Kopiergerät;

Fig. 2 eine prinzipielle Darstellung des Verfahrens;

Fig. 3 eine Darstellung einer Entladungskurve bei unterschiedlicher Anzahl von Lichtimpulsen;

Fig. 4 ein Beispiel einer Leuchtpunktanordnung für ein Ladungsbild;

Fig. 5 das auf dem Zwischenträger erzeugte Ladungsbild für das Beispiel der Fig. 4;

Fig. 6 eine übergeordnete Darstellung einer Ansteuerschaltung der Belichtungseinrichtung;

Fig. 7 ein Blockschaltbild eines Teils der Ansteuerschaltung für die LED's;

Fig. 8 ein Ablaufdiagramm, nach dem die LED's angesteuert werden.

Fig. 1 zeigt in prinzipieller Darstellung den Aufbau eines elektrofotografischen Druck- oder Kopiergerätes entsprechend der EP 0 683 954 B1, die in die Offenbarung einbezogen wird. Um einen bewegten Zwischenträger ZT, in Fig. 1 eine Fotoleitertrommel, sind folgende Komponenten angeordnet: Ein Ladecorotron L zur Aufladung des Zwischenträgers ZT; ein LED-Zeichengenerator DK, mit dem der Zwischenträger ZT gemäß den zu druckenden Bildern umgeladen wird und entsprechende Ladungsbilder erzeugt werden; eine Entwicklerstation E, in der die Ladungsbilder auf dem Zwischenträger ZT mit Toner eingefärbt werden; eine Umdruckstation UDS, die die Tonerbilder vom Zwischenträger ZT auf einen Aufzeichnungsträger AT, z. B. eine Papierbahn, umdruckt; ein Löschcorotron LSC; eine Reinigungsstation R, mit der Resttoner vom Zwischenträger ZT entfernt wird; eine Entladelampe EDL, mit der der Zwischenträger ZT gleichmäßig belichtet wird. Nicht dargestellt ist, daß der Aufzeichnungsträger AT nach dem Umdruck einer Fixierstation FX zugeführt wird, um die Tonerbilder auf dem Aufzeichnungsträger AT zu fixieren.

In der folgenden Erläuterung wird der von einer LED abgegebene Lichtblitz mit Lichtimpuls LI bezeichnet, der Zeitraum, in der der Lichtimpuls abgegeben wird, mit Leuchtphase LP und der auf dem Zwischenträger auftreffende durch eine bekannte Optik (EP 0683 954 B1) geleitete Lichtimpuls als Leuchtpunkt LE.

Fig. 2 zeigt prinzipiell den Ablauf des Verfahrens.

In der Darstellung wird davon ausgegangen, daß der zu druckende Bereich in Rasterzellen RZ unterteilt ist, die in Zeilen ZE und Spalten SA angeordnet sind, wobei einer Rasterzelle einer Zeile jeweils ein LED zugeordnet ist. Dabei ist der auf dem Zwischenträger erzeugte Leuchtpunkt LE größer als die Zeilenbreite ZB einer Rasterzelle RZ. Weiter wird davon ausgegangen, daß der Kamm mit den LED's fest angeordnet ist, während der Zwischenträger sich an den LED's vorbei bewegt.

In Zeile Z1 der Fig. 2 ist der Bereich (eine Spalte SA in Rasterzellen RZ) der Belichtung eines Zwischenträgers dargestellt, in Zeile Z2 die Anzahl der dafür erforderlichen Lichtimpulse LI, in Zeile Z3 der Verlauf der Entladungskurve LK (aufgetragen ist der Verlauf der Spannung U bei der Bewegung des Zwischenträgers an den LED's vorbei) auf dem Zwischenträger, die durch die Lichtimpulse LI erzeugt werden.

Im Beispiel wird davon ausgegangen, daß in der ersten Zeile Z1 Rasterzellen RZ dargestellt sind, die einer LED zugeordnet sind. Die Rasterzellen RZ sind z. B. in acht Leuchtphasen LP mit gleichem Abstand zerlegt. In der Rasterzelle RZ1 ist der Fall dargestellt, daß eine maximale Belichtung und damit eine Entladung über die gesamte Rasterzelle RZ1 erfolgt; d. h. in allen acht einer Rasterzelle zugeordneten Leuchtphasen LP ist diese belichtet (= 100% Belichtung; Grauwert = schwarz). In der zweiten Rasterzelle RZ2 ist eine Belichtung von 25% (also zwei Leuchtphasen) der Rasterzelle gezeigt. In der dritten Rasterzelle RZ3 ist der Fall dargestellt, daß keine Belichtung erfolgt. Rasterzelle RZ4 zeigt den Fall, daß in ihr eine Belichtung von 37.5% der Rasterzelle (in drei Leuchtphasen) vorliegt und in Rasterzelle RZ5 den Fall, daß wieder die ganze Rasterzelle (in acht Leuchtphasen) belichtet wird. Aus der Darstellung der Zeile Z1 ist entnehmbar, daß eine teilweise Belichtung einer Rasterzelle RZ immer nur mit einer 100% belichteten Rasterzelle RZ auftritt, wobei die teilweise belichteten Rasterzellen direkt vor oder hinter der 100% belichteten Rasterzelle liegen. Auf diese Weise wird die entladene Fläche über eine 100% Rasterzelle hinaus vergrößert und somit der Grauwert der Fläche eingestellt.

In der nächsten Zeile Z2 der Fig. 2 wird die Anzahl und Lage der von den Lichtimpulsen LI auf dem Zwischenträger erzeugten Leuchtpunkte LE (als Kreis prinzipiell dargestellt) gezeigt, die von der LED erzeugt werden und die größer sind als eine Rasterzelle RZ. Die Anzahl der Lichtimpulse pro Rasterzelle RZ hängt von dem Grauwert ab, der in der Rasterzelle erzeugt werden soll. Nur wenn die Anzahl der unmittelbar aufeinander folgenden Lichtimpulse LI derart ist, daß die durch sie verursachte Entladung des Zwischenträgers die Entwicklungsschwelle EW (Entwicklungslevel in Fig. 1 genannt) des Zwischenträgers überschreitet (Zeile Z3), ist eine ausreichende Entladung des Zwischenträgers gegeben, um eine Einfärbung des Zwischenträgers mit Toner zu ermöglichen.

In der Fig. 2, Zeile Z3, sind jeweils die Leuchtphasen LP der Lichtimpulse LI dargestellt. Es ist zu erkennen, daß die Lichtimpulse LI unmittelbar aufeinanderfolgen. Dabei ist der Fall zu Grunde gelegt worden, daß pro Zeilenbreite ZB (Rasterzellenbreite) maximal acht Lichtimpulse abgegeben werden. Jede LED kann in jeder der Leuchtphasen strahlen. Werden alle acht Leuchtphasen genutzt, wird eine 100% Belichtung erreicht. Die Energie pro Lichtimpuls (z. B. in Mikrojoule) kann für alle LED's identisch sein. Der Abgleich der LED's kann über Strom und/oder Leuchtdauer innerhalb der Leuchtphase erfolgen.

Ein Lichtimpuls einer LED (in einer Leuchtphase) reicht nicht aus, um den Zwischenträger bis zur Entwicklungsschwelle EW zu entladen. Erst die Folge von mehreren Lichtimpulsen LI, z. B. von 5 Lichtimpulsen, führt zum Überschreiten der Entwicklungsschwelle EW. Um Grauwerte zu drucken, wird somit nicht die Brenndauer einer LED, sondern die Zahl und Lage der Lichtimpulse moduliert. Die Form des einzelnen Lichtimpulses ist nicht mehr von Bedeutung. Da sich mehrere Lichtimpulse LI überlagern können, ergibt sich eine resultierende Entladungskurve, die aus gleichartigen Kurven gebildet wird. Wichtig ist, daß die Form der Entladungskurve in einer Leuchtphase konstant bleibt. Dies kann erreicht werden durch einen kurzen hellen Lichtimpuls LI oder eine schwächere aber längere Belichtung. Die Druckgeschwindigkeit hat keinen Einfluß auf die resultierende Entladungskurve. Diese Verhältnisse zeigt Fig. 3 in prinzipieller Darstellung, die die Entladungskurve LK bei unterschiedlicher Anzahl von Lichtimpulsen LI darstellt (gezeigt ist die Spannung U bei Bewegung des Zwischenträgers in Richtung X). Es ist gezeigt der Verlauf der Entladungskurve LK1 bei einem Lichtimpuls LI, der Entladungskurve LK2 bei acht Lichtimpulsen LI, der Entladungskurve LK3 bei 14 Lichtimpulsen LI, der Entladungskurve LK4 bei 15 Lichtimpulsen LI und der Entladungskurve LK5 bei 16 Lichtimpulsen LI, die jeweils aufeinanderfolgen. Es ist zu erkennen, daß sich bei Auftreffen von zusätzlichen Lichtimpulsen LI auf dem Zwischenträger nur eine Verbreiterung der Entladungskurve ergibt.

Aus Fig. 4 ergibt sich ein Beispiel der Belichtung bzw. Entladung des Zwischenträgers in prinzipieller Darstellung. Hier ist der zu bedruckende Bereich in in Zeilen ZE und Spalten SA angeordneten Rasterzellen RZ unterteilt. Der Leuchtpunkt LE, den ein Lichtimpuls LI auf dem Zwischenträger erzeugt, ist größer als die Rasterzelle RZ. Weiterhin ist die Richtung RK des LED-Kammes und die Druckrichtung X angegeben. In den Rasterzellen RZ sind die Leuchtphasen LP und damit der Bereich der Belichtung bzw. der Entladung in Prozenten angegeben. Die Lage der Leuchtphasen LP auf dem Zwischenträger ist ebenfalls gezeigt.

Das sich dabei ergebende Ladungsbild LA auf dem Zwischenträger ist der Fig. 5 zu entnehmen. Die sonstige Darstellung entspricht der Fig. 4.

Unter der Voraussetzung, daß beispielhaft acht Leuchtphasen LP pro Zeilenperiode der Rasterzellen vorgesehen werden, sind 256 Kombinationen der Ansteuerung eines LED möglich. Von diesen 256 Kombinationen der Ansteuerung sind z. B. 16 sinnvoll unter der Voraussetzung, daß die Lichtimpulse immer unmittelbar aufeinander folgen sollen. Dann wird niemals ein einzeln stehender Lichtimpuls LI entwickelt, sondern nur Lichtimpulse in Zusammenhang mit einer 100% Belichtung, wie es sich z. B. aus Fig. 2 ergibt. Zur Ansteuerung der LED's genügen dann Controldaten SD, die codiert von 4 BIT Breite sind. Die Zuordnung der Controldaten SD zu den Leuchtphasen LP der LED, die die Lage der Lichtimpulse LI und deren Auftreten angeben, zeigt die unten stehende Tabelle. In der rechten Spalte sind die Controldaten SD angegeben, in der linken Spalte die zugeordnete Leuchtphasendaten LPD, die angeben, ob und an welcher Stelle einer Rasterzelle ein Lichtimpuls erzeugt werden soll. Dabei ist bei den Leuchtphasen LP eine "0" in der Tabelle eingetragen, wenn die LED nicht leuchten soll bzw. eine "1", wenn die LED leuchten soll. Tabelle



Die Controldaten SD enthalten die zu druckenden Grauwerte und eine Lageinformation. Z. B. gibt das Controldatum SD1 an, daß der Lichtimpuls in der ersten Leuchtphase einer Rasterzelle abgegeben wird, dementsprechend enthält das Leuchtphasendatum LPD1 nur an der ersten Stelle eine "1". Das Controldatum SD8, gibt an, daß in allen Leuchtphasen einer Rasterzelle ein Lichtimpuls erzeugt wird (100% Belichtung). Somit enthalten alle Stellen des zugeordneten Leuchtphasendatums LPD8 eine "1". Aus der Tabelle ist auch erkennbar, daß sich aus den Leuchtphasendaten LPD vor dem Leuchtphasendatum LPD8 und danach ergibt, ob Lichtimpulse LI vor der 100% Belichtung oder danach erzeugt werden. Ein Leuchtphasendatum LPD1 tritt z. B. nur nach einem Leuchtphasendatum LPD8 auf; dagegen tritt ein Leuchtphasendatum LPD9 z. B. nur vor dem Leuchtphasendatum LPD8 auf.

Die Fig. 6 zeigt eine Ansteuerschaltung aus einem Controller CT und einem Zeichengenerator ZG. Der Controller CT weist einen Speicher SP für die Druckdaten von zu druckenden Bildern auf, z. B. mit 8 bit/pixel oder 150 lines/inch codiert. Diese Druckdaten werden über eine Screening-Tabelle ST in die Controldaten SD für die einzelnen LED's des Kammes umgesetzt. Die Controldaten SD werden dann von einem Transmitter TA zum Zeichengenerator ZG und zwar zum Receiver RV übertragen. Im Zeichengenerator ZG werden z. B. 12288 LED's in Gruppen AR von z. B. jeweils 128 LED's eingeteilt. Jeder Gruppe AR ist ein LED-Controlchip LC zugeordnet, der die LED's der Gruppe AR von LED's ansteuert.

Aus Fig. 7 ergibt sich der Aufbau des Controlchips LC. Die Controldaten SD (DATA genannt) werden getaktet durch einen Clock CL (Takt CL) einem Data Interface (Datenschnittstelle) DI pro Gruppe AR von LED's zugeführt. Die Controldaten werden dann zu den Data Interfaces DI der übrigen Gruppen AR weitergeleitet. Der Clock CL wird in einer Regenerierschaltung CR (Clock Recovery) regeneriert. Die einer Gruppe AR zugeordneten Controldaten werden von einem Adressdecoder ADC ausgewählt. Die Controldaten SD werden in einen Datenpuffer (Line Buffer) DP eingespeichert. Dabei können mehrere Zeilen von Rasterzellen gleichzeitig gespeichert werden, so daß immer die für den Druck erforderliche Zeile im Datenpuffer DP gespeichert ist. In einem Korrekturwertspeicher (LED Adjustment Table) KP sind die Korrekturwerte zum Abgleich der Energiemenge pro Leuchtphase und LED enthalten. Gesteuert durch eine Adreßcontrolschaltung AC werden die Controldaten für die LED der Gruppe AR in den Datenpuffer DP gespeichert, und die Korrekturwerte im Korrekturwertspeicher KP adressiert. Eine Steuereinheit (Control Unit) CU steuert den Ablauf der Ansteuerung der LED unter Verwendung eines Taktsignales von der Taktschaltung TA. Die Controldaten SD werden aus dem Datenpuffer DP in eine Zuordnungsschaltung (Flash Decoder) AD übernommen, die die Controldaten SD in Ansteuerwerte SG entsprechend den zugeordneten Leuchtphasendaten LPD (nach der Tabelle) umwandelt. Über einen Schalter SC werden die Ausgänge des Korrekturwertspeichers KP und der Zuordnungsschaltung AD an das adressierte LED über einen Rückwärtzähler ZR angelegt, der die Dauer des Lichtimpulses LI festlegt. Das Zählerausgangssignal wird dann einer Treiberschaltung TR für die LED zugeführt, die die LED betreibt.

Im Betrieb koordiniert die Steuereinheit CU den Ablauf. In Abhängigkeit der Adresse der LED, die einen Lichtimpuls LI abgeben soll, adressiert sie den Datenpuffer DP, veranlaßt die Übertragung des Controldatums SD in die Zuordnungsschaltung AD. Diese wandelt das Controldatum entsprechend dem Leuchtphasendatum LPD in Ansteuerwerte SG um, die dem Schalter SC zugeführt werden. Wenn der Korrekturwert vom Korrekturwertspeicher KP vorliegt, wird durch den Schalter SC ein Signal an den Zähler ZR angelegt, der durch den Takt von der Taktschaltung TA auf Null zurück gezählt wird. Vom Beginn des Startens des Zählers ZR an bis zum Erreichen des Wertes Null leuchtet die LED. Dabei wird die Dauer des Lichtimpulses durch den Korrekturwert bestimmt, das Auftreten oder Nichtauftreten des Lichtimpulses durch den Ansteuerwert SG.

Die LED's einer Gruppe AR sind über Busse verbunden, ein Bus für die Ansteuerwerte, ein Bus für die Adressen und eine Leitung für den Takt CL.

Der Ablauf des Druckes erfolgt somit auf folgende Weise:

  • 1. Der Druck wird über das Data Interface DI gestartet (Data Interface DI > Adress Decoder ADC > AdrsCtrl AC > ControlUnit CU).
  • 2. Die Steuereinheit (ControlUnit) CU startet Leuchtphase LP1.
  • 3. Die Steuereinheit (ControlUnit) CU holt für LED1 das Controldatum aus dem Datenpuffer DP, prüft in der Zuordnungssschaltung (Flash Decoder) AD, ob in dieser Phase geleuchtet wird und erzeugt den Ansteuerwert SG. Der Schalter SC verknüpft den Wert mit einem Korrekturwert aus dem Korrekturwertspeicher (LED Adjustment Buffer) KP.
  • 4. Die Steuereinheit (Control Unit) CU veranlaßt die Übertragung des Ansteuerwertes über den Datenbus zum Zähler ZR und von dort zu der die LED1 betreibenden Treiberschaltung TR.
  • 5. Die Vorgänge 3, 4 werden für alle LED's der Gruppe AR wiederholt.
  • 6. Die Steuereinheit (Control Unit) CU schaltet zur nächsten Leuchtphase.
  • 7. Die Vorgänge 3, 4, 5, 6 werden für alle Leuchtphasen wiederholt.
  • 8. Warten auf weitere Druckdaten.

Der Aufbau der einzelnen Schaltungsblöcken in den Fig. 5, 6, 8 erfolgt auf übliche Weise.

Fig. 8 zeigt ein Zeitdiagramm der Ansteuerung der LED's einer Gruppe AR. Es sind die acht Leuchtphasen LP1-LP8 für die 128 LED einer Gruppe AR dargestellt. Um den Stromanstieg für die LED's des Kammes klein zu halten, werden in den einzelnen Leuchtphasen LP die LED einer Gruppe AR nacheinander angesteuert und in Abhängigkeit der Druckdaten gezündet oder nicht gezündet. Diese zeitliche Aufeinanderfolge der Ansteuerung der LED einer Gruppe AR erfolgt jeweils in allen acht Leuchtphasen LP1-LP8. Damit ist gewährleistet, daß in einer Gruppe AR pro Leuchtphase LP höchstens gleichzeitig nur eine LED gezündet ist. Bezugszeichenliste ZT Zwischenträger, z. B. Fotoleitertrommel

L Ladecorotron

DK LED-Belichtungseinrichtung

E Entwicklerstation

UDS Umdruckstation

R Reinigungsstation

LSC Löschcorotron

EDL Entladelampe

FX Fixierstation

LI Lichtimpuls

LP Leuchtphase

LE Leuchtpunkt

RZ Rasterzelle

ZE Zeile von Rasterzellen

SA Spalte von Rasterzellen

X Bewegungsrichtung des Zwischenträgers

EW Entwicklungsschwelle

LK Entladungskurve

RK Richtung des LED-Kammes

SD Controldaten

CT Steuerschaltung (Controler)

SP Speicher

ST Screening-Tabelle

TM Transmitter

RV Receiver

ZG Zeichengenerator

AR Gruppe von LED

DP Datenpuffer (Line Buffer)

LC Controlchip

KP Korrekturwertspeicher (LED Adjustment Table)

TA Taktsteuerung (Time Base)

SC Schalter (Switch)

ZR Zähler (Counter)

CU Steuereinheit (Control Unit)

AD Zuordnungsschaltung (Flash Decoder)

SG Ansteuersignal

DI Data Interface

CR Regenerierschaltung (Clock Recovery)

ADC Adress Decoder

AC Adresscontroller

TR Treiberschaltung (Driver)


Anspruch[de]
  1. 1. Verfahren zur Erzeugung von Ladungsbildern von zu druckenden Bildern auf einem bewegten fotoleitenden Zwischenträger (ZT) eines elektrografischen Druck- oder Kopiergerätes unter Verwendung von LED's als Lichtquellen,
    1. - bei dem die Druckbilder aus Zeilen (ZE) und Spalten (SA) von Rasterzellen (RZ) aufgebaut werden und einer Spalte von Rasterzellen (RZ) jeweils eine LED zugeordnet wird,
    2. - bei dem jede LED so angesteuert wird, dass sie während einer Zeilenperiode in Abhängigkeit des zu erzeugenden Grauwertes in einer Rasterzelle (RZ) eine Anzahl i (i = 1 . . . . n, n ganze Zahl) von aufeinander folgenden Lichtimpulsen (LI) abgibt, die auf den Zwischenträger (ZT) gelenkt werden, sich dort überlappen und diesen umladen, und
    3. - bei dem die jeweils einer Rasterzelle (RZ) zugeordneten Lichtimpulse (LI) von in Spaltenrichtung aufeinander folgenden Rasterzellen (RZ) zu Gruppen von unmittelbar aufeinander folgenden Lichtimpulsen (LI) zusammengefasst werden.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Gruppen dadurch gebildet werden, dass die einer Rasterzelle (RZ2, RZ4) zugeordneten Lichtimpulse (LI), deren Anzahl kleiner ist als die maximale Anzahl n, den einer Rasterzelle (RZ1, RZ5) zugeordneten Lichtimpulsen (LI), deren Anzahl gleich n ist, unmittelbar vorausgehen oder unmittelbar nachfolgen, je nachdem ob die Rasterzelle (RZ2, RZ4) vor oder nach der Rasterzelle (RZ1, RZ5) in Spaltenrichtung liegt, der die maximale Anzahl n von Lichtimpulsen (LI) zugeordnet ist.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Lichtimpulse (LI) so auf den Zwischenträger (ZT) abgebildet werden, dass der auf den Zwischenträger (ZT) auftreffende Leuchtpunkt (LE) größer ist als die Rasterzelle (RZ).
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei dem die Belichtung der Rasterzellen (RZ) durch die LED's in n Leuchtphasen (LP) eingeteilt werden, die gleich groß sind, wobei pro Leuchtphase (LP) nur ein Lichtimpuls (LI) pro LED auf den Zwischenträger (ZT) gelenkt wird.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, bei dem die maximale Anzahl n von Lichtimpulsen (LI) während einer Zeilenperiode gleich acht ist.
  6. 6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Energie pro Lichtimpuls (LI) für alle LED identisch ist.
  7. 7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    1. - bei dem ein Ladungsbild (LA) auf dem Zwischenträger (ZT) mit Toner eingefärbt wird, wenn das Potential des durch die Lichtimpulse (LI) erzeugten Ladungsbildes (LA) auf dem Zwischenträger (ZT) eine Entwicklungsschwelle (EW) überquert,
    2. - bei dem die Entwicklungsschwelle (EW) erst erreicht ist, wenn eine Anzahl j (j = 1 . . . m, m < n) von Lichtimpulsen (LI) auf die Rasterzelle (RZ) aufgetroffen ist.
  8. 8. Verfahren nach einem der vorher gehenden Ansprüche, bei dem die Länge des von den LED's abgegebenen Lichtimpulses (LI) vom Korrekturwert der jeweiligen LED gesteuert wird.
  9. 9. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem das Einschalten oder nicht Einschalten der LED's von von den zu druckenden Bildern abhängigen Ansteuerwerten (SG) gesteuert wird.
  10. 10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem zur Erzeugung von Ladungsbildern (LA) auf dem Zwischenträger (ZT) ein Kamm von nebeneinander liegenden LED's verwendet wird, wobei jeder Rasterzelle (RZ) einer Spalte eine LED zugeordnet wird.
  11. 11. Verfahren nach Anspruch 10, bei dem die LED eines Kammes in Gruppen (AR) von LED's unterteilt werden, die getrennt angesteuert werden.
  12. 12. Verfahren nach Anspruch 11, bei dem die LED's einer Gruppe (AR) so angesteuert werden, dass sie je Leuchtphase (LP) ihre Lichtimpulse (LI) nacheinander abgeben.
  13. 13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, bei dem die Gruppe (AR) von LED's 128 LED's aufweist.
  14. 14. Verfahren nach Anspruch 13, bei dem die Ansteuerwerte (SG) für die LED's aus 4 bit breiten Controldaten (SD) erzeugt werden, denen über eine Tabelle Leuchtphasendaten (LPD) von n Stellen Breite zugeordnet werden, bei denen jede Stelle angibt, ob die zugeordnete LED einen Lichtimpuls (LI) abgibt oder nicht.
  15. 15. Anordnung mit einer Steuerschaltung (Controller CT),
    1. - die die Druckdaten der zu druckenden Bilder speichert,
    2. - die die Druckdaten über eine Screening Tabelle (ST) in Controldaten (SD) umwandelt, die die Lage und Anzahl der Lichtimpulse (LI) pro LED nach dem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14 angeben,
    und mit einem Zeichengenerator (ZG), der einen Controlchip (LC) aufweist, der die Controldaten (SD) in Ansteuerwerte (SG) für die LED's umwandelt, die die Zündung der LED's steuern.
  16. 16. Anordnung nach Anspruch 15, bei der der Zeichengenerator (ZG) derart ausgebildet ist, dass der Kamm von LED's in Gruppen (AR) von LED's unterteilt ist und jeder Gruppe ein Controlchip (LC) zugeordnet ist, das die der Gruppe zugeordneten Controldaten (SD) aus den dem Zeichengenerator (ZG) zugeführten Controldaten (SD) auswählt.
  17. 17. Anordnung nach Anspruch 16, bei der im Controlchip (LC) ein Korrekturwertspeicher (KP) vorgesehen ist, in dem pro LEO ein Korrekturwert gespeichert ist, durch den erreicht wird, dass die Helligkeit der LED's gleich ist.
  18. 18. Anordnung nach Anspruch 16 oder 17, bei der der Controlchip (LC) die folgenden weiteren Komponenten aufweist:
    1. - einen Datenpuffer (DP), in dem die Controldaten (SD) von mehreren Zeilen (ZE) von Rasterzellen (RZ) gespeichert sind,
    2. - eine Zuordnungsschaltung (AD), die aus den Controldaten (SD) vom Datenpuffer (DP) die zugeordneten Leuchtphasendaten (LPD) und daraus die Ansteuerwerte (SG) für die einzelnen LED erzeugt,
    3. - eine Steuereinheit (CU), die gesteuert durch ein Taktsignal (CL) die Controldaten (SD) aus dem Datenpuffer (DP) in die Zuordnungsschaltung (AD) überleitet und die Abgabe der zugeordneten Korrekturwerte aus dem Korrekturwertspeicher (KP) veranlasst, und
    4. - einen Rückwärtszähler (ZR) pro LED, dessen Ausgangswert durch den Korrekturwert eingestellt wird und der vom Taktsignal (CL) zurück gezählt wird, wenn der Ansteuerwert (SG) die Abgabe eines Lichtimpulses (LI) angibt.






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