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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Vorrichtungen, wie
zum Beispiel Laserdrucker und elektronische Kopierer, welche
eine Bildformierung auf aufzeichnenden Medien unter Verwendung
von Entwicklersubstanzen durchführen
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Generell liegt der Druckfaktor für Text auf aufzeichnenden
Medien bei solchen Vorrichtungen, wie Laserdruckern und
elektronischen Kopierern, in der Größenordnung von 5 %. Andererseits
liegt der Druckfaktor im Fall des Druckens von Adressen auf
Urnschlägen in der Größenordnung von 0,5 %, und dies verbraucht
nur ungefähr 1/10 der verwendeten Entwicklersubstanz, wenn
gewöhnlicher Text gedruckt wird.
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Fig. 20 ist ein Diagramm, welches die Beziehungen zwischen dem
Druckfaktor und der Bilddichte und zwischen dem prozentualen
Auftreten einer Verschleierung des weißen Untergrundes und dem
Druckfaktor zeigt, wenn das Drucken unter Verwendung eines
Laserdruckers unter Verwendung einer
Zweikomponenten-Entwicklersubstanz durchgeführt wurde. Aus diesem Diagramm kann man
erkennen, daß je niedriger der Druckfaktor ist, desto niedriger ist
die Bilddichte und auch umso größer ist die Verschleierung des
weißen Untergrundes. Als die Ursache dafür untersucht wurde,
wurde festgestellt, daß es eine Korrelation zwischen der
mittleren Partikelgröße der Entwicklersubstanz und der Bilddichte
gibt. Das heißt, je kleiner die Partikelgröße der
Entwicklersubstanz ist, desto schlechter ist die Bilddichte, und desto mehr
erhöht sich die Verschleierung des weißen Untergrundes. Wenn der
Druckfaktor niedrig ist, dann wird die Entwicklersubstanz
innerhalb der Entwicklungseinrichtung nur schwach erneuert, und
folglich bleibt dieselbe Entwicklersubstanz über einen langen
Zeitraum in der Entwicklungseinrichtung. Wir glauben, daß die
Entwicklersubstanz wiederholt durch Reibung mit der Innenwand
der Entwicklungseinrichtung durch das Rotieren der
Entwicklerrollen und der umruhrenden Rollen zerquetscht wird, so daß ihre
Partikelgröße geringer wird.
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Außerdem tritt im Fall einer Einkomponenten-Entwicklersubstanz
eine Reduzierung der Bilddichte sofort auf, wenn der Druckfaktor
reduziert wird. Dies deshalb, weil der Druckfaktor niedrig ist
und Entwicklersubstanz&sub1; welche auf der Entwicklungsrolle bleibt,
ohne an der fotoempfindiichen Trommel zu haften, wiederholt
durch das die Schichtdicke der Entwicklersubstanz regulierende
Mittel gerieben wird und im Ergebnis dessen die Ladung der
Entwicklersubstanz ansteigt.
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Auf diese Weise gab es bei der Bildformvorrichtung des bekannten
Standes der Technik insofern ein Problem, daß dann, wenn der
Verbrauch an Entwicklersubstanz als Folge einer fortdauernden
Bildformationsverarbeitung mit einem niedrigen Druckfaktor
reduziert wurde, die mittlere Partikelgröße der Entwicklersubstanz
allmählich kleiner wurde. Diese Tatsache führte zu einer
Reduzierung der Bilddichte und einer Verstärkung der
Schleierbildung.
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US-Patent Nr. 4,736,255 (erteilt am 5. April 1988), unter
Bezugnahme auf weiches Anspruch 1 gekennzeichnet ist, zeigt eine
Aufzeichnungsvorrichtung. Bei dieser Aufzeichnungsvorrichtung
wird ein Entwicklersubstanzbild, das einer Bildinformation
entsprechend einer Dateneingabe durch eine Daten-Steuereinrichtung
entspricht, durch einen Laserscanner auf einem fotoempfindlichen
Körper gebildet. Das Entwicklersubstanzbild wird auf ein Papier
übertragen, und die Oberfläche des fotoempfindlichen Körpers
wird nach einer übertragungsoperation durch eine
Reinigungseinrichtung gereinigt. Die Aufzeichnungsvorrichtung besteht aus
einem die Entwicklersubstanz auftragenden Mechanismus, welcher
die Entwicklersubstanz auf die Oberfläche des fotoempfindlichen
Körpers aufbringt und welche in Funktion ist, wenn der
Laserscanner nicht in einer vorgeschriebenen Zeit betätigt wird.
Jedoch hat diese Vorrichtung kein Berechnungsmittel, um einen
Druckfaktor zu erhalten, welcher ein Verhältnis ausdrückt, das
man durch Dividieren der Fläche des entwickelten Bildes durch
die bedruckbare Fläche des Papiers erhält.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, für eine
Bild-Formvorrichtung zu sorgen, welche in der Lage ist, eine Reduzierung
der Bilddichte und eine Erhöhung der Schleierbildung zu hemmen.
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Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird für eine
Vorrichtung zum Duplizieren oder Drucken gesorgt, welche umfaßt
Auflademittel zum Aufladen der Oberfläche eines bildtragenden
Körpers; Belichtungsmittel zum Richten eines Laserstrahls auf die
Oberfläche des bildtragenden Körpers, um ein latentes Bild auf
dem bildtragenden Körper zu bilden; ein Aufbringungsmittel zum
Aufbringen eines Entwicklermittels für das latente Bild, um ein
Entwicklermittelbild auf dem bildtragenden Körper zu bilden;
übertragungsmittel zum übertragen des Entwicklermittelbildes von
dem bildtragenden Körper auf ein Aufzeichnungsmittel; Mittel zum
Entfernen des Entwicklermittels von dem bildtragenden Körper,
dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zum Berechnen eines
Druckfaktors vorgesehen sind, der als D/DALL ausgedrückt ist, worin D die
Anzahi der Laserstrahl-Emissionen bedeutet, um das latente Bild
zu bilden und DALL die Anzahl von druckbaren Punkten in dem
Bereich ist, der durch die maximal bedruckbare Breite W und die
Länge L des Aufzeichnungsmittels gebildet ist, und daß Mittel
vorgesehen sind, die von der Berechnungseinrichtung angesteuert
werden, wenn der Druckfaktor (D/DALL) während eines normalen
Druckvorgangs kleiner als ein bestimmter Druckfaktor ist,
wodurch ein Scheindruckvorgang anschließend an den normalen
Druckvorgang durchgeführt wird, so daß die Summe der Druckfaktoren
der normalen und der Scheindruckvorgänge auf den vorgegebenen
Druckfaktor erhöht wird.
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Folglich ist die Vorrichtung so angepaßt, daß sie erkennt, wenn
ein normaler Druckvorgang einen Druckfaktor hat, der kleiner als
ein spezifizierter Wert ist und darauf dadurch reagiert, daß ein
Scheindruckvorgang durchgeführt wird, wodurch die Summe der
Druckfaktoren auf den vorbestimmten Druckfaktor erhöht wird. Bei
dem Verfahren entsprechend der Erfindung erkennt die Vorrichtung
den Druckfaktor jedes erzeugten Duplikats oder Drucks durch
Zählen der Anzahl der Laseremissionen, die erforderlich sind, um
das Bild zu belichten und ein Dividieren dieses Wertes durch die
Anzahl druckbarer Punkte (Pixel), um die gesamte bedruckbare
Fläche des Aufzeichnungsmediums (Seite) zu bedrucken. Wenn
dieser Wert kleiner als ein bestimmter Druckfaktor ist, dann wird
ein Scheindruck unter Verwendung eines
Schein-Entwicklermittelbildes realisiert. Das Schein-Entwicklermittelbild hat einen
Druckfaktor, der ausreicht, um dem Gesamt-Druckfaktor so
anzuheben, daß er den vorgegebenen Druckfaktor uberschreitet. Das
Schein-Entwicklermittelbild wird dann von dem bildtragenden
Körper durch Reinigen entfernt.
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Ausführungsformen der Vorrichtung zum Duplizieren oder Drucken,
die in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung aufgebaut
sind, werden jetzt, nur in der Form eines Beispiels, unter
Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, bei
welchen:
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Fig. 1 eine perspektivische Ansicht ist, die das äußere
Erscheinungsbild eines Laserstrahldruckers bei einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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Fig. 2 ein Schnitt durch den Laserstrahldrucker von Fig. 1 ist;
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Fig. 3 eine Schnittansicht ist, die eine elektrofotografische
Verarbeitungseinheit in dem in Fig. 2 gezeigten
Laserstrahldrucker zeigt;
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Fig. 4 eine Schnittansicht ist, die den Zustand zeigt, wenn die
in Fig. 3 gezeigte elektrofotografische Verarbeitungseinheit von
dem Hauptkörper zurückgezogen ist;
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Fig. 5 und 6 Zeitsteuerungsdiagramme sind, die praktische
Prozeß-Zeitsteuerungen für den "Scheindruck" zeigen;
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Fig. 7 eine Zeichnung ist, die die lagemäßigen Beziehungen
zwischen einer fotoempfindlichen Trommel und einer in Fig. 3
gezeigten Haupt-Aufladeeinrichtung und einer Entwicklungsrolle
zeigt;
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Fig. 8 eine Zeichnung ist, die die lagemäßige Beziehung zwischen
der fotoempfindiichen Trommel und einer in Fig. 3 gezeigten
Übertragungs-Aufladeeinrichtung zeigt;
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Fig. 9 bis 13 entsprechende perspektivische Ansichten und
Schnitte der fotoempfindlichen Trommel sind, um ungeeignete
Muster für einen "Scheindruck" und die Gründe zu zeigen, warum
sie ungeeignet sind;
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Fig. 14 eine perspektivische Ansicht der fotoempfindlichen
Trommel ist, um ein geeignetes Muster für einen "Scheindruck" zu
zeigen;
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Fig. 15 eine Zeichnung ist, um das Berechnungsverfahren für die
Anzahl der druckbaren Punkte zu veranschaulichen, die für die
Berechnung des Druckfaktors erforderlich sind;
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Fig. 16 eine Abwicklung der Oberfläche der fotoempfindlichen
Trommel ist, die ein "Scheindruck"-Muster trägt;
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Fig. 17 eine Tabelle ist, die die Steuerungsmethoden für den
"Scheindruck" zusammenstellt;
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Fig. 18 eine perspektivische Ansicht ist, um eine andere
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zu veranschaulichen;
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Fig. 19 eine Zeichnung ist, um den Effekt der in Fig. 19
gezeigten
Ausführungsform zu zeigen;
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Fig. 20 eine Zeichnung ist, welche die Beziehung zwischen dem
Druckfaktor bei einem Laserstrahldrucker unter Verwendung einer
Zweikomponenten-Entwicklersubstanz und der Bilddichte und dem
Auftreten einer Verschleierung des weißen Untergrunds zeigt; und
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Fig. 21 eine Zeichnung ist, welche die Korrelation zwischen der
mittleren Partikelgröße der Entwicklersubstanz und dem Auftreten
einer Verschleierung des weißen Untergrundes zeigt.
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Die vorliegende Erfindung wird unter Bezugnahme auf die
Zeichnungen detailliert beschrieben.
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Fig. 1 zeigt das äußere Aussehen eines Laserstrahldruckers als
bildformende Vorrichtung für eine Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung.
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Bei Fig. 1 ist in der Oberseite von Hauptkörper 100 ein konkaver
Teil 101, welcher die erste Papier-Abgabeeinheit, in welcher
Papier nach dem Drucken gelagert wird, ausgebildet. Desgleichen
ist Öffnung 102, welche die zweite Papierabgabeeinheit ist, in
welche Papier nach dem Drucken abgegeben wird, in einer Seite
von Hauptkörper 100 vorgesehen. Das aus öf fnung 102 abgegebene
Papier ist dazu bestimmt, daß es auf einem Papieraufnahmetrog
103 positioniert wird, welcher von Hauptkörper 100 abgenommen
werden kann. Papierkassetten 104 und 105 sind in dem unteren
Teil von Hauptkörper 100 so untergebracht, daß sie installiert
oder entfernt werden können. Bezugszahl 106 bezeichnet ein
Bedienpult für die Durchführung der verschiedenen Operationen
dieses Laserstrahldruckers. Die Bezugszahlen 107 und 108
bezeichnen Öffnungen für das Einsetzen und Entfernen verschiedener
IC-Karten, wie beispielsweise Schriftzeichenkarten und
Applikationskarten für zusätzliche Funktionen.
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Fig. 2 ist eine Schnittansicht des in Fig. 1 gezeigten
Laserstrahldruckers.
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Wie in Fig. 1 gezeigt, sind Papier-Zuführungsrollen 111 und 112
entsprechend in der unmittelbaren Nähe der Papierkassetten 104
und 105, welche in dem Hauptkörper 100 untergebracht sind, für
die Zuführung von Papier P, welches das Aufzeichnungsmedium ist
und in Papierkassetten 104 und 105 gelagert wird, zu einer
ersten Papiertransportbahn W1 durch aufeinanderfolgendes Abziehen
des obersten Papierbogens angebracht. Papiertransportbahn W1
besteht aus den Papiertransportführungen 113 bis 116 und zwei
Papiertransportrollenpaaren 117 und 118. Jede
Papiertransportführung 113 bis 116 befindet sich innerhalb des Seitendeckels
119, welcher in Hauptkörper 100 um Schenkel 120 geöffnet und
geschlossen werden kann. Eine zweite Papiertransportbahn W2 ist am
stromab liegenden Ende der ersten Papiertransportbahn W1
angebracht, um Papier P zur Bildübertragungsstation zu
transportieren. Die zweite Papiertransportbahn W2 besteht aus den
Papiertransportführungen 121 und 122 und dem Ausrichtungsrollenpaar
123. Ein Ausrichtungsschalter 124 ist auf der stromaufliegenden
Seite von Ausrichtungsrollenpaar 123 angebracht, um den
Durchgang von Papier P festzustellen. Darüberhinaus ist eine manuell
eingesetzte Papiertransportbahn W2', welche sich mit der zweiten
Papiertransportbahn W2 vereinigt, an dem Teil angeordnet,
welcher sich über dem Seitendeckel 119 von Hauptkörper 100
befindet. Eine manuell eingesetzte Führung 125 ist auf der Seite von
Iiauptkörper 100 angeordnet, um Papier P zu Transportbahn W2' für
die manuelle Zuführung von Papier P zu leiten. Eine dritte
Papiertransportbahn W3 ist auf der stromab liegenden Seite von
Ausrichtrollenpaar 123 für das letztendliche Führen von Papier
P zur Bildübertragungsstation ausgebildet. Die dritte
Papiertransportbahn W3 besteht aus einem Paar unterer und oberer
Papiertransportführungen 127 und 128 und der
Übertragungsführungsrolle 129.
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Fig. 3 zeigt eine vergrößerte Darstellung einer
elektrofotografischen Verarbeitungseinheit 130.
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Wie in Fig. 3 gezeigt, besteht die elektrofotografische
Verarbeitungseinheit 130 aus der positionierenden
Haupt-Aufladeeinrichtung 132, der Entwicklungseinrichtung 133, der
Übertragungseinrichtung 134, der Reinigungseinrichtung 135 und der
Entladelampe 136 um den Umfang der fotoempfindlichen Trommel 131,
welche der Bildträger ist, nacheinander in der durch den Pfeil C
gezeigten Drehrichtung herum. Haupt-Aufladeeinrichtung 132, die
aus einem Scorotron besteht, lädt die Oberfläche der
fotoempfindlichen Trommel 131 einheitlich auf. Die
Entwicklungseinrichtung 133 entwickelt das statische latente Bild, das auf der
Oberfläche der fotoempfindlichen Trommel 131 gebildet wird,
unter Verwendung einer Zweikomponenten-Entwicklungssubstanz,
welche aus einem Toner und einem Partikelträger besteht. Die
Übertragungseinrichtung 134 wirkt, um den Toner, der an der
Oberfläche der fotoempfindlichen Trommel 131 anhaftet, auf das
Papier P zu übertragen. Reinigungseinrichtung 135 entfernt als
Entwicklungssubstanz-Entfernungseinrichtung irgendwelchen Toner,
der an der Oberfläche der fotoempfindlichen Trommel 131 nach der
Übertragungsoperation durch die Übertragungseinrichtung 134
verbleibt. Die Entladelampe 136 wirkt, um Ladungen zu beseitigen,
die auf der fotoempfindlichen Trommel verbleiben.
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Entwicklungseinrichtung 133 besteht aus der positionierenden
Entwicklungsrolle 138, in welcher sich ein Magnet befindet und
aus zwei Schnecken 139 und 140, welche die Entwicklersubstanz
umrühren, im Innern des Entwicklergehäuses 137. Eine
Toner-Nachfülleinheit 141 ist in der Entwicklungseinrichtung 133 für das
Wiederauffüllen von irgendwelchem verbrauchtem Toner
installiert.
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Reinigungseinrichtung 135 wird durch die anordnende
Tonerspeichereinheit 143, die elastische Rakel 144 und die
Toner-Transportrolle 145 im Innern des Reinigergehäuses 142 gebildet. Der
von der fotoempfindlichen Trommel 131 entfernte Toner wird in
Toner-Speichereinheit 143 gelagert. Die elastische Rakel 144
kommt in Kontakt mit der Oberfläche der fotoempfindlichen
Trommel
131 und kratzt irgendwelchen restlichen Toner ab, der an der
fotoempfindlichen Trommel 131 haftet. Toner-Transportrolle 145
transportiert den abgeschabten Toner zur Toner-Speichereinheit
143.
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Unter Bezugnahme auf Fig. 2 besteht die Laser-Belichtungseinheit
aus Gehäuse 151, Kondenserlinseneinheit 152,
Polarisationseinheit 153, Fθ-Linse 154, Reflexionsspiegel 155 und staubdichtem
Glas 156. Gehäuse 151 beherbergt eine (nicht gezeigte)
Laserdiode. Kondenserlinseneinheit 152 kondensiert den Laserstrahl der
Laserdiode. Polarisationseinheit 153 polarisiert den Laserstrahl
von Kondenserlinseneinheit 152.
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Papiertransportführung 158, welche die vierte
Papiertransportbahn W4 bildet, leitet Papier P, welches durch die
Bildübertragungsstation zwischen der fotoempfindlichen Trommel 131 und der
Übertragungsvorrichtung 134 hindurchgelangt ist, zur
Fixiereinheit 160.
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Fixiereinheit 160 besteht aus Heizrolle 161 und Druckrolle 162,
welche sich in Preßkontakt mit der Heizrolle 161 befindet.
Heizrolle 161 und Druckrolle 162 sind entsprechend durch das obere
Gehäuse 163 und das untere Gehäuse 164 umschlossen. Die
Konstruktion ist so, um die Umgebungstemperatur zu garantieren,
welche für das Fixieren des Tonerbildes auf Papier P durch
dieses Mittel erforderlich ist. Um den Umfang von Heizrolle 161
herum sind Reiniger 165, Thermistor 166 und Papier-Schälführung
167 angeordnet. Reiniger 165 reinigt die Oberfläche der
Heizrolle 161. Thermistor 166 stellt die Oberflächentemperatur von
Heizrolle 161 fest. Papier-Schälführung 167 schält die Kante von
Papier P, welches das Fusionsfixieren abgeschlossen hat,
ordnungsgemäß von Heizrolle 161 ab.
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Auf der Seite stromab von Fixiereinheit 160 sind der Reihe nach
Papier-Abgabeführung 171, das erste Papierabgabe-Rollenpaar 172,
Toreinheit 173, das Papierabgabe-Führungspaar 174 und das zweite
Papierabgabe-Rollenpaar 175 angeordnet. Toreinheit 173 schaltet
den Abgabeweg von Papier P entweder zur ersten
Papierabgabeeinheit (konkaver Teil 101) oder zur zweiten Papierabgabeeinheit
(Öffnung 102).
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Bei einem Laserstrahldrucker mit dem vorstehenden Aufbau ist
jedes Bauelement der elektrofotografischen Verarbeitungseinheit
130, ausgenommen die Übertragungseinrichtung 134, so eingebaut,
wie in Fig. 4 gezeigt und kann in den Hauptkörper 100
installiert oder davon entfernt werden. Das heißt, ein oberer Deckel
180, welcher geöffnet und geschlossen werden kann, ist in der
Oberseite von Hauptkörper 100 vorgesehen. Die
Laser-Belichtungseinheit 150 ist an der Innenseite des oberen Deckels 180
befestigt. Der obere Deckel 180 ist so gestaltet, daß man ihn nach
oben bis auf maximal 600 um eine Achse an einem Ende drehen
kann.
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Jetzt soll die Funktionsweise dieser Ausführungsform beschrieben
werden.
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Das Oberflächenpotential der fotoempfindlichen Trommel 131
beträgt durch die Wirkung der Haupt-Aufladeeinrichtung 132
ungefähr -700 V. Dann wird ein Laserstrahl von
Laser-Belichtungseinheit 150 auf der Grundlage von Bildinformationen selektiv auf
die Oberfläche der fotoempfindlichen Trommel 131 abgestrahlt.
Das Ergebnis ist, daß das Potential eines Teils der
fotoempfindlichen Trommel 131 ungefähr -100 V wird und ein
elektrostatisches latentes Bild gebildet wird.
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Gleichzeitig wird eine Vorspannung von ungefähr -500 V an die
Entwicklungsrolle 138 in der Entwicklungseinrichtung 133
angelegt. Wenn die fotoempfindliche Trommel 131, welche das
elektrostatische latente Bild trägt, in Kontakt mit der
Entwicklungsrolle 138 kommt, dann wird der Toner, welcher durch Magnetismus
an der Entwicklungsrolle 138 haftet, an dem durch Laserstrahl
bestrahlten Teil der Oberfläche der fotoempfindlichen Trommel
infolge der Spannungsdifferenz von ungefähr 400 V zwischen der
fotoempfindlichen Trommel 131 und der Entwicklungsrolle 138
haften.
Das Ergebnis ist, daß das elektrostatische latente Bild auf
der Oberfläche der fotoempfindlichen Trommel 131 dadurch
sichtbar gemacht wird, daß es zum Tonerbild wird.
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Danach wird das Tonerbild auf der Oberfläche der
fotoempfindlichen Trommel 131 auf das Papier P übertragen, welches zwischen
der fotoempfindlichen Trommel 131 und der
Übertragungseinrichtung 134 vorwärtsbewegt wird. Dann gelangt das Papier P, an
welchem das Tonerbild haftet, zur Fixiereinheit 160, und das
Tonerbild wird am Papier P fixiert.
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Irgendwelcher Toner, der an der fotoempfindlichen Trommel 131
bleibt, ohne auf das Papier P übertragen zu werden, wird durch
die elastische Rakel 144 von Reinigungseinrichtung 135
abgeschabt und wird im Innern von Toner-Lagerungseinheit 143
gesammelt.
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Danach wird die Oberfläche der fotoempfindlichen Trommel 131
durch Wolframlicht von der Entladelampe 136 einheitlich gemacht
und wird so für den nächsten "Druck"-Zyklus vorbereitet.
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Das Laserstrahldrucker dieser Ausführungsform hat, als eine
seiner Betriebsformen, eine Form mit Zwangsverbrauch von
Entwicklersubstanz für den Zwangsverbrauch der Entwicklersubstanz
in Entwicklungseinrichtung 133. Hiernach wird die Reihe von
Operationen bei dieser Betriebsform "Scheindruck" genannt.
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Bei diesem "Scheindruck" ist die Grundoperation, daß ein
elektrostatisches latentes Bild mit vorgegebenem Muster auf der
Oberfläche der fotoempfindlichen Trommel 131 gebildet und durch
Entwicklungseinrichtung 133 sichtbar gemacht wird. Dann wird die
gesamte Entwicklersubstanz, welche an der Oberfläche der
fotoempf indlichen Trommel 131 haftet, durch Reinigungseinrichtung
135 entfernt, ohne, daß irgendein Teil der Entwicklersubstanz
auf das Papier P übertragen wird.
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Jetzt soll eine praktische Prozeßablaufsteuerung für den
"Scheindruck" beschrieben werden.
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"Scheindruck" kann während des "Aufwärmens" des
Laserstrahldruckers und während des "Bereitschafts"-Zustandes
ausgeführt werden. "Scheindruck" kann auch während der normalen
"Druck"-Operation ausgeführt werden.
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Fig. 5 zeigt ein Zeitablaufdiagramm für den Fall des Ausführens
von "Scheindruck" während des Zustandes "Aufwärmen" oder
"Bereitschaft" des Laserstrahldruckers. Fig. 6 zeigt ein
Zeitablaufdiagramm für den Fall der Ausführung von "Scheindruck"
zwischen normalen "Druck"-Operationen.
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In den Fällen der Ausführung von "Scheindruck" während der
Zustände "Aufwärmen" oder "Bereitschaft" bleibt die Funktion der
Übetragungseinrichtung 134 auf AUS geschaltet. In diesem Fall
müssen die folgenden Punkte in Erwägung gezogen werden. Wie in
Fig. 7 gezeigt, ist es, wenn der Durchmesser der
fotoempfindlichen Trommel 131 zu 2r (mm), der Winkel zwischen der Stellung
von Haupt-Aufladeeinrichtung 132 und Entwicklungsrolle 138 zu θ'
und die Umfangsgeschwindigkeit der fotoempfindlichen Trommel 131
zu P mm/s genommen wird, praktisch notwendig, die Beziehung
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t2 - t0 = t5 - t3 = (2πr x θ/360) / P
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zwischen der Ladungs-Anstiegszeit t0 und der Abfall zeit t3 und
zwischen der Entwicklungsvorspannungs-Anstiegszeit t2 und der
Abfallzeit t5 entsprechend herzustellen. Das heißt, im Fall von
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t2 - t0 > (2πr x θ/360) / P
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besteht die Gefahr, daß ein Anhaften der Trägerpartikel an der
fotoempfindlichen Trommel 131 auftritt. Umgekehrt besteht in dem
Fall von
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t2 - t0 < (2πr x θ/360) / P
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die Gefahr, daß ein Anhaften von unnötigem Toner an der
fotoempfindlichen Trommel 131 auftritt.
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Wie in Fig. 6 gezeigt, wird ein "Scheindruck" während der
normalen "Druck"-Operation vor dem "ersten Druck", zwischen jedem
"Druck" und nach dem "letzten Druck" ausgeführt. In Fig. 6 sind
t10 - t11, t14 - t15 und t18 - t19 für die Belichtung verfügbare
Zeiten für einen "Scheindruck". In diesem Fall wird eine EIN/-
AUS-Schaltsteuerung so ausgeführt, daß die
Übertragungseinrichtung 134 nur dann EIN-geschaltet wird, wenn Papier P über die
Übertragungseinrichtung 134 verläuft, und ein Übertragen auf das
Papier P wird nicht als "Scheindruck" für die Entwicklersubstanz
durchgeführt, die an der Oberfläche der fotoempfindlichen
Trommel 131 haftet.
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In diesem Zusammenhang wird, da ja verursacht wird, daß der
Toner auf der fotoempfindlichen Trommel 131, an welcher der
Toner haftet, eine negative Polarität trägt, sich der
Übertragungseinrichtung 134 nähert, ohne, daß Papier P dazwischen
durchgeführt wird, der Toner durch den Draht in der
übertragungseinrichtung 134 angezogen, an welchen eine positive
Polarität von ungefähr 5 kV angelegt ist, und der Draht wird
verschmutzt. Desgleichen wird normalerweise in dem Fall, in dem
eine Corona-Entladung von einem Draht durch Anlegen einer hohen
Spannung erzeugt wird, die Corona von Draht 134a in Bogenform
entladen, und die Corona nimmt die Oberfläche der
fotoempfindlichen Trommel 131 ein, welche sich außerhalb von Gehäuse 134b der
Übertragungseinrichtung 134 befindet.
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Unter solchen Umständen werden bei der Funktion der
Übertragungseinrichtung 134 dann, wenn ein "Scheindruck" ausgeführt
wird, die Punkte, an welchen die Verlängerung der geraden Linien
zwischen Draht 134a und den Enden der Öffnung von Gehäuse 134b
der Übertragungseinrichtung 134 die Oberfläche der
fotoempfindlichen Trommel schneiden, als erreichbare Punkte für das
Übertragen genommen. Wenn die Abstände zwischen Draht 134a und den
erreichbaren Punkten für die Übertragung als r genommen werden
und der Abstand zwischen dem Ende des Teils, an welchem der
Toner an der fotoempfindlichen Trommel 131 haftet und Draht 134a
als R genommen wird, ist es notwendig, die Funktion von
Übertragungseinrichtung 134 innerhalb von Grenzen stillzusetzen,
welche die Beziehung R < 1,2r befriedigen.
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Jetzt soll das "Scheindruck"-Muster beschrieben werden.
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Das "Scheindruck"-Muster muß ein solches sein, bei welchem es
schwierig ist, daß ein Anhaf ten der Trägerpartikel an der
fotoempfindlichen Trommel 131 auftritt. Wenn Trägerpartikel an der
fotoempfindlichen Trommel 131 vorhanden sind, dann wird die
fotoempfindliche Trommel 131 beschädigt, wenn ein Reinigen durch
die elastische Rakel 144 von Reinigungseinrichtung 135
durchgeführt wird, da ja die Trägerpartikel gegen die Oberfläche der
fotoempfindlichen Trommel 131 gescheuert werden. Aus diesem
Grunde sollten Muster mit Linien, welche zu fein sind, zum
Beispiel "eine Einpunktlinie bei jedem zweiten Punkt" und "eine
Zweipunktlinie bei jedem dritten Punkt", wie in Fig. 9 gezeigt,
vermieden werden. Dies deshalb, weil, wie in Fig. 10 gezeigt, in
diesem Fall das Oberflächenpotential der unbelichteten Teile bei
dem Muster auf der fotoempfindlichen Trommel 131 infolge des
Kanteneffekts hoch werden, so daß die Trägerpartikel dazu
neigen, an diesen Teilen zu haften.
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Desgleichen muß das "Scheindruck"-Muster ein solches sein, bei
welchem es schwierig ist, daß eine Tonerstreuung auftritt. Aus
diesem Grund sollten, wie in Fig. 11 gezeigt, grobe Muster, wie
beispielsweise insgesamt schwarze Bilder, vermieden werden. Das
heißt, daß in diesem Fall, wie in Fig. 12 gezeigt, die
Adsorption des Toners an der Oberfläche der fotoempfindlichen Trommel
131 im mittleren Teil des Musters schwächer wird und die Neigung
entsteht, daß eine Tonerstreuung in diesem Teil auftritt.
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Außerdem muß das "Scheindruck"-Muster ein solches sein, bei
welchem es schwierig ist, daß nur ein dürftiges Reinigen
auftritt. Zum Beispiel wird, wie in Fig. 9 gezeigt, bei einem
feinen Muster, wie beispielsweise "eine Einpunktlinie bei jedem
zweiten Punkt" und "eine Zweipunktlinie bei jedem dritten
Punkt", die Adsorption zwischen der fotoempfindlichen Trommel
131 und dem Toner zu stark, weil der Kanteneffekt teilweise
verstärkt wird. Folglich gibt es Fälle, in denen die elastische
Rakel 144 den Toner nicht vollständig entfernt. Desgleichen
besteht, wenn das "Scheindruck"-Muster örtlich konzentriert ist
und "Scheindruck"-Muster an den Enden der fotoempfindlichen
Trommel 131 vorgesehen sind, wie in Fig. 13 gezeigt, die Gefahr,
daß ein Zustand auftritt, in welchem der durch die elastische
Rakel 144 abgeschabte Toner nach außen fällt, ohne daß er durch
die Tonerspeichereinheit 143 erfaßt wird.
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Ausgehend von den vorstehenden Punkten ist das ideale
"Scheindruck"-Muster ein solches, welches eine einheitliche Menge Toner
in der Längsrichtung an einer Stelle hat, die die Enden der
fotoempfindlichen Trommel 131 ausschließt und wo man einen
geeigneten Kanteneffekt erhalten kann. Zum Beispiel ist es, wie in
Fig. 14 gezeigt, zu bevorzugen, ein
Schwarz-Weiß-Schachbrettmuster auf der Grundlage eines Quadrates mit einer Seitenlänge
von ungefähr 3 mm einheitlich zu drucken, wobei Teile mit einer
Breite von ungefähr 20 mm an den beiden Enden der
fotoempfindlichen Trommel 131 ausgelassen werden. Die Menge an Toner, die bei
dem "Scheindruck" verbraucht wird, kann durch die bedruckte
Oberfläche des Schachbrett-"Scheindruck"-Musters eingestellt
werden, mit anderen Worten, durch die Länge S in der
Umfangsrichtung und die Länge 1 in der Längsrichtung der
fotoempfindlichen Trommel 131. Jedoch muß die Länge S innerhalb solcher
Grenzen gewählt werden, daß, wie vorstehend erwähnt, der Toner nicht
von der Übertragungseinrichtung 134 angezogen wird. Desgleichen
muß die Länge 1 innerhalb solcher Grenzen gewählt werden, daß
das "Scheindruck"-Muster von jedem Ende der Trommel 131 um 20 mm
oder mehr und vorzugsweise um 50 mm oder mehr entfernt ist.
Darüberhinaus ist für die Länge der Seite der Quadrate bei dem
Schachbrettmuster dann, wenn die Auflösung des
Laserstrahldrukkers 300 Punkte/Zoll beträgt, eine Länge innerhalb der Grenzen
von ungefähr 0,3 - 5 mm wünschenswert. Das heißt, bei einer
Seitenlänge der Quadrate bei dem Schachbrettmuster von 0,25 mm
oder weniger besteht die Tendenz, daß ein Anhaften der
Trägerpartikel an der fotoempfindlichen Trommel 131 wegen der
örtlichen Steigerung des Kanteneffektes auftritt, während dann, wenn
sie 5 mm überschreitet, die Tendenz besteht, daß eine
Tonerstreuung auftritt. Bei dieser Ausführungsform wurde die Breite
(die maximal bedruckbare Breite für Briefpapier) in der
Längsrichtung der fotoempfindlichen Trommel 131 zu 206 mm gemacht und
wurde eine Seite der Quadrate des Schachbrettmusters zu 0,42 mm
(der Länge von 5 Punkten) gemacht.
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Der Laserstrahldrucker dieser Ausführungsform hat den folgenden
Steuerungstyp für einen "Scheindruck" auf der Basis des
Druckfaktors für das Auf zeichnungsmedium durchgeführt. Das
Nachstehende ist eine Beschreibung dieses
"Scheindruck"-Steuerungsverfahrens.
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Hier wird, wenn man die Anzahl der druckbaren Punkte in dem
Bereich (W x L), der durch die maximal bedruckbare Breite W des
Laserstrahldruckers und die Länge L des Papiers gebildet wird,
als DALL und die Anzahl der Emissionen des Laserstrahls als D
nimmt, wird der Druckfaktor als D/DALL ausgedrückt. Hier erhält
man die Anzahl der Emissionen des Laserstrahls durch Zählen der
Anzahl von Bilddaten "o" die auf die Laserdiode auf der
Grundlage der Bildinformationen übertragen werden. Desgleichen kann
die Länge L des Papiers, um DALL zu erhalten, aus der Zeit
berechnet werden, nachdem der Ausrichtschalter 124 von seinem
Schalten auf AUS einmal auf EIN geschaltet wurde. Das heißt,
wenn man die Zeit des kontinuierlichen Erkennens des Durchgangs
von Papier durch Ausrichtschalter 124 als t (s) und die
Transportgeschwindigkeit des Papiers als V (mm/s) nimmt, dann wird
die Länge (mm) des Papiers berechnet durch t x v. Darüberhinaus
kann man DALL aus der Länge des Papiers durch die folgende
Methode erhalten. Zum Beispiel ist, wie in Fig. 15 gezeigt, im Fall
von Papier der Größe B5 die maximal bedruckbare Breite
(Briefgröße) 216 mm. Jedoch beträgt die aktuelle maximale Breite 206
mm, da ja, aus dem vorstehend angegebenen Grunde, der
"Scheindruck" 5 mm auf jeder Seite vermeiden muß. Desgleichen ist es
bei diesem Laserstrahldrucker, da ja 300 Punkte bei einer Breite
von 1 Zoll gedruckt werden können, möglich, insgesamt 2433
Punkte bei der maximal bedruckbaren Breite von 206 mm zu drucken.
Außerdem beträgt, obwohl die Länge von Papier der Größe B5 257
mm ist, da es ja notwendig ist, einen "Scheindruck" für die 5 mm
an jedem oberen und unteren Ende zu vermeiden, die maximal
bedruckbare Länge 247 mm. Deshalb kann das Drucken von insgesamt
2917 Punkten in der vertikalen Richtung von Papier der Größe B5
ausgeführt werden. Aus diesem Grund kann man den Wert DALL von
Papier der Größe zu 2433 x 2917 = 7097061 Punkte erhalten.
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Eine "Scheindruck"-Steuerung auf der Grundlage des Druckfaktors
durch Dividieren dieses Wertes DALL durch D (die Anzahl der
Laserstrahl-Emissionen) wird wie folgt ausgeführt.
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Für den Fall, daß der Druckfaktor, der sich aus dem Bedrucken
eines bestimmten Papiers ergibt, kleiner als der normale
Druckfaktor ist, daß er beispielsweise 2 % oder kleiner ist, wie in
Fig. 16 gezeigt, wird ein "Scheindruck" unmittelbar nach jener
"Druck"-Operation (zwischen der "Druck"-Operation, für welche
der Druckfaktor 2 % oder kleiner war und der nächsten "Druck"-
Operation) durchgeführt. Das heißt, der "Scheindruck" wird
ausgeführt, nachdem das auf der Oberfläche der fotoempfindlichen
Trommel 131 gebildete Bild durch Übertragungseinrichtung 134 auf
das Papier P übertragen ist. Fig. 16 ist eine Abwicklung der
Muster auf der fotoempfindlichen Trommel 131. Desgleichen wird
dann, wenn der "Druck" mit einem Druckfaktor von 2 % oder
kleiner der letzte bei einer Reihe von "Drucken" ist, der
"Scheindruck" nach Abschluß jenes letzten "Drucks" ausgeführt, und
danach wird die "Druck"-Operation abgeschlossen.
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Darüberhinaus wird bei dieser Ausführungsform der "Scheindruck"
so gesteuert, daß die Gesamtmenge an durch dem normalen
Bildformungsprozeß verbrauchtem Toner und an durch den "Scheindruck"
verbrauchtem Toner gleich dem normalen Druckfaktor, zum Beispiel
5%, gemacht wird.
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Zum Beispiel ist im Fall eines "Drucks", der mit einem
Druckfaktor von 1 % auf Papier der Größe A4 ausgeführt wird, die maximal
bedruckbare Breite 206 mm, und daraus ergibt sich die Anzahl der
druckbaren Punkte in der Querrichtung des Papiers zu 2433
Punkten und ist die Anzahl der druckbaren Punkte in der
Längsrichtung
des Papiers 3398 Punkte. Deshalb ist DALL 2433 x 3398 =
8245437 Punkte. Andererseits beträgt dann, wenn das Muster aus
Quadraten mit einer Seitenlänge von 5 Punkten zusammengesetzt
ist, die Anzahl der Punkte in einer Linie des Schachbrettmusters
6082 Punkte. Folglich beträgt dann, wenn ein Scheindruck in
einem Teil von 4 % ausgeführt wird, die Anzahl der Punkte in dem
gesamten Teil von 4 % 329817 Punkte. Da nun 329817/6082 gleich
54,2 ist, kann ein "Scheindruck" mit dem Schachbrettmuster
ausgeführt werden. Wenn der Schwellenwert des Druckfaktors in
diesem Fall innerhalb von 5 % liegt, dann kann jeder beliebige
Prozentsatz verwendet werden.
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Die Konstruktion des Laserstrahldruckers bei dieser
Ausführungsform ist derart, daß die Betriebsform, bei welcher die
Zwangsverbrauchsform, welche den vorstehenden "Scheindruck" ausführt,
eingeschlossen ist und für die normale Betriebsform, welche
keinen "Scheindruck" abarbeitet, gesondert vorgesehen ist, der
Nutzer in der Lage ist, eine der beiden Betriebsformen nach
seinem Ermessen zu wählen. Diese Wahloperation kann entweder am
Bedienpult 106 oder durch das Kommando eines Wirtsrechners
erfolgen. Dadurch kann die Verkürzung des Austauschzyklus, der
fotoelektrischen Verarbeitungseinheit 130 infolge des
Zwangsverbrauchs an Toner gesteuert werden.
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Fig. 17 ist eine Tabelle, in der die vorstehenden "Scheindruck"-
Steuerungsverfahren zusammengestellt sind.
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Durch Verwendung des Laserstrahldruckers dieser Ausführungsform
in dieser Art und Weise kann die Erneuerung des Toners in der
Entwicklungseinrichtung 133 dadurch aktiviert werden, daß dessen
Verbrauch in einem optimalen Tempo durch Abarbeiten eines
"Scheindrucks" in einer Toner-Zwangsverbrauchsform selbst dann,
wenn eine "Druck"-Operation mit einem niedrigen Druckfaktor
fortgesetzt wird, bewirkt wird. Durch dieses Mittel ist es
möglich, eine Reduzierung der Bilddichte und eine Erhöhung der
Schleierbildung zu hemmen.
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Jetzt soll eine andere Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung beschrieben werden.
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Bei der vorstehenden Ausführungsform ist die Konstruktion so,
daß ein einheitliches Muster, das aus einem Schachbrettmuster in
der Längsrichtung der fotoempf indlichen Trommel 131 besteht, als
"Scheindruck"-Muster gebildet wird. Jedoch kann, wie in Fig. 18
gezeigt, als alternatives Verf ahren ein "Scheindruck" um den
Umfang der fotoempf indlichen Trommel 131 herum unter Ausschluß
des Teils ausgeführt werden, welcher dem Umriß des Papiers P
entspricht.
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Im Fall dieses Verfahrens ist durch Begrenzen der
TonerbildÜbertragungsfläche in der Längsrichtung der fotoempfindlichen
Trommel 131, welche zur Breite des Papiers P paßt und dadurch,
daß bewirkt wird, daß sich der Umfangsteil der fotoempfindlichen
Trommel 131, auf welchem das "Scheindruck"-Muster gebildet wird,
außerhalb des Bereichs des Tonerbild-Übertragungsprozesses
befindet, eine komplexe EIN/AUS-Steuerung der Übertragungseinrich
tung nicht erforderlich.
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Desgleichen ist es im Fall dieses Verfahrens dadurch, daß man
den Druckfaktor dadurch erhält, daß man den Laserstrahl bei
jedem Abtastvorgang des Laserstrahls auf der fotoernpf indlichen
Trommel 131 auf EIN taktet, möglich, eine
"Scheindruck"-Steuerung in Einheiten eines Abtastvorganges auszuführen.
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Das Nachstehende ist eine Beschreibung der Effektivität dieser
Ausführungsform unter Bezugnahme auf Fig. 19. Beispielsweise
wird im Fall der Ausführung eines Drucks, so, daß das Bild nur
im unteren Teil von Papier P angeordnet und der obere Teil leer
gelassen wird, bei Verwendung einer
Einkomponenten-Entwicklersubstanz die Tonerladung an der Entwicklungsrolle beim leeren
Teil ansteigen. Das Ergebnis ist, daß ein Teil geringerer
Dichte, der das Äquivalent einer einzigen Umdrehung der
Entwicklungsrolle ist, an der führenden Kante des Bildteils auftritt.
in diesem Fall ist die Konstruktion so, daß man den Druckfaktor
bei jedem Abtastvorgang der fotoempfindlichen Trommel 131 durch
den Laserstrahl erhält und ein "Scheindruck" an beiden Enden der
fotoempfindlichen Trommel 131 dann ausgeführt wird, wenn der
Druckfaktor kleiner als ein spezifizierter Wert ist.
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Durch dieses Mittel kann eine Schwankung der Bilddichte bei
demselben Papier verhütet werden. Folglich kann man Bilder hoher
Qualität erhalten.
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Wenn man die Bildformvorrichtung der vorliegenden Erfindung wie
vorstehend beschrieben verwendet, dann kann der Verbrauch von
Entwicklungssubstanz trotz des Druckfaktors während der normalen
Bildformungsverarbeitung optimiert werden. Das Ergebnis ist, daß
es möglich ist, eine Reduzierung der Bilddichte und eine
Erhöhung der Schleierbildung wirksam zu hemmen.