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Diese
Erfindung bezieht sich auf Einzeldurchlaufmehrfarbenlaserdrucker
und insbesondere auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erreichen
der Ausrichtung von Farbebenenbildern in solchen Mehrfarbenlaserdruckern.
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Schwierigkeiten
beim Erreichen von genauen Farbebenenausrichtungen haben die Entwicklung von
Mehrfarbenlaserdruckern behindert, die Einzeldurchlauffarbdruckprozesse
verwenden. Teilbilder, die von Farbbildebenen abgeleitet werden,
müssen relativ
zueinander genau positioniert werden, oder andernfalls ergibt sich
eine wesentliche Bildverschlechterung. Eine Teilbildfehlausrichtung,
die etwa 50 μm überschreitet,
erzeugt beispielsweise eine wahrnehmbare Verschlechterung bei der
Druckqualität.
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Die
Ausrichtung von Teilbildern ist bei Einzeldurchlauffarbdruckern
schwierig zu erreichen, weil eine genaue Ausrichtung der mehreren
Bilderzeugungsquellen erforderlich ist. Solche Ausrichtungen sind Änderungen
bei Temperaturabweichungen, Verbrauchsartikelwartung, Druckerhandhabung,
usw. unterworfen.
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Es
wurden verschiedene Verfahren zum Reduzieren von Farbebenenausrichtungsfehlern
bei Einzeldurchlaufabdruckern vorgeschlagen. Das U.S.-Patent 5,287,162
an de Jong u. a. beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung für die Korrektur von
Farbausrichtungsfehlern in solch einem Drucker. De Jong u. a. drucken
mehrere Winkelmuster auf einem Zwischenphotorezeptorriemen oder
auf ein Medienblatt, das durch eine Kopierblattfördervorrichtung getragen wird.
Um Korrekturwerte für
Farbausrichtungsfehler zu erreichen, verwenden de Jong u. a. mehrere
Sensoren, einen für
jedes Farbwinkelmuster, das gedruckt wird, und zum Erfassen der
relativen Positionen der Winkelmuster. Um ordnungsgemäße Ausrichtungskorrekturwerte
zu erreichen, ist es erforder lich, daß jeder Detektor und die Steuerschaltungsanordnung
desselben einen Schwerpunkt jedes Arms eines Winkelmusters, das
erfaßt
wird, bestimmt.
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Das
U.S.-Patent 5,339,150 an Hubble III u. a. beschreibt eine Markierungserfassungsschaltung
für einen
elektrophotographischen Mehrfarbeneinzeldurchlaufdrucker, bei dem
Ausrichtungsmarkierungen verwendet werden, um Farbebenenteilbildausrichtung
zu erreichen. Bei einem Ausführungsbeispiel
verwenden Hubble, III, u. a. vier LED-Druckstäbe zum Bilden eines zusammengesetzten
Farbbildes auf einem Medienblatt. Ein Photosensor wird unterhalb
jedes Druckstabs plaziert, und eine schmale Ziellinie wird auf der
Riemenoberfläche
einige Abtastlinien vor dem Anfang eines Belichtungsrahmens gebildet.
Die Mitte der Ziellinie wird durch jeden Sensor erfaßt, der
ein entsprechendes Erfassungssignal erzeugt. Genauer gesagt, das
System umfaßt
mehrere Sensoren, die an jedem Druckstab plaziert sind, um den Durchgang
von Ausrichtungsmarkierungen zu erfassen, die durch den ersten Druckstab
erzeugt werden. An jedem der drei nachgeschalteten Druckstäbe wird
ein Ausgangssignal erzeugt, wobei die Signale verwendet werden,
um Bildbelichtungssequenzoperationen in Synchronisation mit der
ersten Bildbelichtung zu beginnen.
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Bei
einem weiteren Ausführungsbeispiel
ermöglichen
Hubble III u. a. Schräglaufausrichtungseinstellungen
durch Bilden von Markierungen auf gegenüberliegenden Seiten des Photorezeptors,
Erfassen der Mitte jeder Markierung und Durchführen von Einstellungen der
Position der nachgeschalteten Druckstäbe auf der Basis von erfaßten Zeitdifferenzen
zwischen gegenüberliegenden
Markierungen.
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Wie
es oben angemerkt wurde, erfordern sowohl de Jong u. a. als auch
Hubble, III, u. a. mehrere Sensoren zum Ermöglichen der Bildausrichtung
in einem Mehrfarbendrucker. Solche mehreren Sensoren und die Steuerschaltungsanordnung,
die jedem Sensor zugeordnet ist, erhöhen die Kosten des Druc kers. Ferner
bringen sowohl de Jong u. a. als auch Hubble, III, u. a. ihre jeweiligen
Markierungen entweder auf einen Photorezeptor an, der als ein Zwischenträger verwendet
wird, oder direkt auf das Druckmedium, wobei das letztere eine spezielle
Zuführung
des Druckmediums durch den Drucker erfordert, um eine Bildausrichtungsaktion
zu erreichen.
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Die
US-A-4,916,547 bezieht sich auf eine Farbbilderzeugungsvorrichtung
zum Erzeugen eines einzigen zusammengesetzten Farbbildes auf einem Papier,
das durch einen Riemen befördert
wird, durch Übertragen
von Bildkomponenten von unterschiedlichen Farben auf das Papier
in Ausrichtung miteinander. Zum Bereitstellen von Ausrichtungsfarbbildern auf
dem Druckmedium wird beginnend von einem visuellen Bezugsmuster,
das durch den schwarzen Entwickler erzeugt wird, eine Zeitperiode
zu den verbleibenden Mustern, die durch die verbleibenden Entwickler
geliefert werden, gemessen, und auf der Basis des gemessenen Signals
wird ein Korrektursignal, das die Verzögerung der Bilddaten steuert,
bestimmt, bevor dieselben auf die Entwicklermodule aufgebracht werden.
Zum Bestimmen der Abweichung eines Bildes in einer Richtung senkrecht
zu der Beförderungsrichtung
wird eine Zeitdifferenz zwischen einem ersten Muster und einem zweiten
Muster, die durch das gleiche Entwicklermodul gedruckt werden, gemessen,
mit einer Bezugszeit verglichen und dann wird die Laseroptik gesteuert,
um die Abweichung auszugleichen.
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Ausgehend
von diesem Stand der Technik ist es die Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung
zum Steuern von Farbebenenteilbildausrichtung in einem Mehrfarbendrucker
zu liefern, um eine verbesserte und leicht handhabbare Bestimmung
verschiedener Fehlausrichtungen der Teilbilder und eine verbesserte
Reduktion dieser Abweichungen zu liefern.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 und durch eine
Vorrichtung gemäß Anspruch
4 gelöst.
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Gemäß einem
Vorteil der vorliegenden Erfindung sind nur zwei Ausrichtungsmarkierungssensoren
erforderlich. Es ist ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung,
daß in
einem Einzelweglaserdrucker die Ausrichtung ermöglicht wird durch Drucken von
Ausrichtungsmarkierungen direkt auf den medienblatttragenden Riemen,
wodurch die Notwendigkeit für
die Verwendung eines Zwischenübertragungsmediums
aufgehoben wird.
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Ein
System zum Steuern von Farbebenenbildausrichtung in einem Einzeldurchlaufmehrfarbenlaserdrucker
erreicht eine solche Ausrichtung durch Prägen von Ausrichtungsmarkierungen
direkt auf einen Riemen, der Medienblätter entlang mehreren Entwicklermodulen
in einer Verarbeitungsrichtung trägt und/oder treibt. Ein Paar
von Sensoren ist benachbart zu dem Riemen positioniert, um das Erfassen
der Ausrichtungsmarkierungen zu ermöglichen. Eine Steuerung bewirkt,
daß jeder
der Mehrzahl von Entwicklern einen Satz von Ausrichtungsmarkierungen
auf den Riemen druckt, wobei jeder Satz mehrere Markierungen umfaßt, die
transversal zu einer Druckverarbeitungsrichtung positioniert sind.
Die Steuerung bestimmt ansprechend auf das Erfassen der gedruckten
Markierungen auf dem Riemen durch den Sensor Zeiten, zu denen die
Markierungen unter den Sensoren verlaufen, und von solchen bestimmten
Zeiten leitet dieselbe Abweichungen von erwarteten Erfassungszeiten
der Markierungen von jedem Satz ab. Danach stellt die Steuerung
die Datenzufuhr von Farbebenenteilbildern zu ein oder mehreren Laserscannern
auf solche Weise ein, um Farbebenenbildfehlausrichtungen zu reduzieren.
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1 ist eine schematische
Seitenschnittansicht einer Vollfarbenlaserdruckmaschine.
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2 ist eine Draufsicht eines
Medienbeförderungsriemens,
der die relativen Positionen für
optischen Sensoren und Ausrichtungsmarkierungen zeigt, die auf dem
Riemen positioniert sind.
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3 ist ein Blockdiagramm
hoher Ebene einer Steuerung, die in Kombination mit der Druckmaschine
von 1 die Erfindung
durchführt.
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4 ist eine weitere detaillierte
Ansicht der Ausrichtungsmarkierungen und der Positionierung eines
optischen Sensors bezüglich
derselben.
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5 ist ein logisches Flußdiagramm,
das den Betrieb der Erfindung darstellt.
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6 ist eine Draufsicht von
Ausrichtungsmarkierungen und zeigt Positionsfehler einzelner Farbebenenbilder
und die Zeitgebungspositionsfehler an, die von Signalen abgeleitet
werden, die durch den Durchgang der Ausrichtungsmarkierungen unter einem
optischen Sensor erzeugt werden.
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Mit
Bezugnahme auf 1 umfaßt die Druckmaschine 10 eine
Vorrichtung zum Erzeugen von Vollfarbbildern auf Medienblättern 12.
Jedes Medienblatt 12 wird durch eine Aufnahmerolle 16 von
einer Medienablage 14 ausgewählt, und wird zwischen einem
Paar von Folgerollen 18, 20 und einem Medienbeförderungsriemen 22 (der
auf den Rollen 24 bzw. 26 verläuft) erfaßt. Der Medienbeförderungsriemen 22 kann
entweder ein Riemen mit einer Breite von zumindest einem Medienblatt
sein, oder es können
mehrere gegenüberliegende
schmale Riemen sein, die gegenüberliegende
Seiten eines Medienblatts ergreifen und dasselbe durch eine Mehrzahl von
Entwicklerstationen 28, 30, 32 und 34 treiben.
Es ist notwendig, daß der
Medienbeförderungsriemen 22 longitudinale
Abschnitte umfaßt,
die eine isolierende Oberfläche
aufweisen, die angepaßt
ist, um einen Ladezustand beizubehalten, der eine Anziehung von
Tonerteilchen von den jeweiligen Entwicklerstationen ermöglicht.
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Wie
es hierin nachfolgend klar wird, werden Ausrichtungsmarkierungen
durch jede der Entwicklerstationen direkt auf den Medienbeförderungsriemen 22 gedruckt,
und ermöglichen
es, daß eine Steueraktion
(die nachfolgend beschrieben wird) das Positionieren von Teilbildern
von jeweiligen Farbebenen ändert,
um eine ordnungsgemäße Farbebenenteilbildausrichtung
sicherzustellen.
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Jede
der Entwicklerstationen 28, 30, 32 und 34 sind
im wesentlichen physikalisch identisch, außer das jede derselben einen
Toner einer anderen Farbe enthält.
Beispielsweise umfaßt
die Entwicklerstation 28 schwarzen Toner (K), die Entwicklerstation 30 umfaßt Cyantoner
(C), die Entwicklerstation 32 umfaßt Magentatoner (M) und die
Entwicklerstation 34 umfaßt gelben Toner (Y). Jede Entwicklerstation umfaßt ferner
einen organischen Photoleiter (OPC = Organic Photoconductor), der
auf einer OPC-Rolle 36 positioniert ist. Der Tonervorrat
für jede
Entwicklerstation wird in einem Reservoir 38 beibehalten.
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Die
OPC-Rolle 36 wird durch eine Laderolle 40 kontaktiert,
die den notwendigen Ladezustand an die OPC-Rolle 36 anlegt.
Danach wird ein Laserscanner 42 gesteuert, um die OPC-Rolle 36 abzutasten und
Ladezustände
auf dieselbe zu übertragen,
gemäß einem
bestimmten Farbebenenbild. In dem Fall der Entwicklerstation 28 wird
der Laserscanner 42 durch Daten von einer schwarzen Farbebene
gesteuert.
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Während die
OPC-Rolle 36 das geladene Bild dreht, verläuft es entlang
einer Entwicklerrolle 44, die es auf bekannte Weise es
ermöglicht,
daß Toner
auf die Oberfläche
der OPC-Rolle 36 aufgenommen
wird, gemäß den Ladezuständen, die
sich auf derselben befinden. Danach wird das mit Toner versehene
Bild in Kontakt mit einem Medienblatt 12 gedreht, das durch
eine Übertragungsrolle 46 gegen
die OPC-Rolle 36 gedrückt
wird. Jede der zusätzlichen Entwicklerstationen arbeitet
auf eine wesentliche identische Weise unter Verwendung eines zugeordneten
Laserscanners.
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Bis
zu diesem Punkt stimmt der Betrieb der Druckmaschine 10 im
wesentlichen mit herkömmlichen
Vollfarbendruckmaschinen überein.
Schwierigkeiten ergeben sich beim Erreichen (bei einer solchen Maschine)
der Ausrichtung von Farbebenenteilbildern von jeder Entwicklerstation.
Beispielsweise kann sich die Positionierung von jedem der Laserscanner 42 ändern als
Folge des Handhabens der Druckmaschine, Temperaturänderung,
usw. Ferner können
Unterschiede bei OPC-Rollenverschiebungen
und Geschwindigkeitsabweichungen derselben auch Farbenenenausrichtungsänderungen
bewirken.
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Folglich,
wie es nachfolgend näher
beschrieben wird, bewirkt jeder Laserscanner 42 in Kombination
mit seiner zugeordneten Entwicklerstation das Drucken eines Satzes
von Ausrichtungsmarkierungen direkt auf den Medienbeförderungsriemen 22, wobei
diese Ausrichtungsmarkierungen durch einen optischen Sensor 50 erfaßt werden,
der nachgeschaltet zu der jeweiligen Entwicklerstation positioniert
ist. Während
sich der Beförderungsriemen 22 bewegt,
werden ferner die Ausrichtungsmarkierungen durch eine Riemenreinigungsvorrichtung 52 entfernt,
um es zu ermöglichen,
daß neue
Sätze von Ausrichtungsmarkierungen
in einem nächsten
Zyklus auf denselben aufgedruckt werden.
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Wie
es später
verständlich
wird, druckt jede Entwicklerstation vier Markierungen auf den Beförderungsriemen 22 auf.
Ein erstes Paar von Markierungen (z. B. Linien) wird so gedruckt,
daß dieselben
benachbart zu jeder Kante des Beförderungsriemens 22 sind,
und so positioniert sind, um die langen Abmessungen derselben orthogonal
zu der Verarbeitungsrichtung (d. h. der Richtung der Riemenbewegung)
auszurichten. Ein zweiter Satz von Markierungen, die durch jede
Entwicklerstation gedruckt wird, umfaßt ein Paar von Linien, die
entlang gegenüberliegenden
Kanten des Riemens positioniert sind, und in schiefen Winkeln zu
der Verarbei tungsrichtung des Beförderungsriemens 22 ausgerichtet
sind. Folglich drucken die Entwicklerstationen 28, 30, 32 und 34 eine
Gesamtzahl von sechzehn Ausrichtungsmarkierungen auf den Beförderungsriemen 22,
wobei diese Ausrichtungsmarkierungen durch ein Paar von optischen
Sensoren 50, 50' erfaßt werden
(siehe 2). Die Erfassungsschaltungsanordnung
bestimmt die Zeitgebung zwischen dem Erfassen der Ausrichtungsmarkierungen
von jedem Paar und die Erfassung eines Paars von Ausrichtungsmarkierungen, die
durch eine Entwicklerstation gedruckt werden und als Bezugsmarkierungen
dienen (z. B. die Markierungen von der K-Entwicklerstation 28).
Fehlerwerte werden von den Markierungszeitgebungsmessungen abgeleitet,
wobei die Fehlerwerte Zeitgebungsdifferenzen zwischen (i) erwarteten
Zeitintervallen zwischen Markierungen und (ii) gemessenen Zeitintervallen
zwischen Markierungen darstellen.
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Die
abgeleiteten Fehlerwerte werden dann verwendet, um die Raten der
Datenzuführung
zu steuern, die die jeweiligen Laserscanner modulieren, um Farbebenenbildfehlausrichtungen
zu korrigieren. Wichtig dabei ist, daß keine mechanischen Einstellungen
erforderlich sind, um solche Fehlausrichtungen zu korrigieren, nur Änderungen
bei der Zeitgebung von Datenzuführung
zu den jeweiligen Laserscannern.
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2 stellt eine Draufsicht
eines Medienbeförderungsriemens 22 dar,
mit einem Paar von Medienblättern 12,
die auf demselben positioniert sind. Optische Sensoren 50 und 50' sind nahe zu
der Riemenantriebsrolle 26 positioniert und fragen einen
einzelnen Pixelstreifen entlang an dem Beförderungsriemen 22 ab.
Die Mittellinien der jeweiligen OPC-Rollen sind durch die gestrichelten
Linien dargestellt, die transversal zu dem Beförderungsriemen 22 sind.
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Wie
es oben angezeigt ist, schreibt jede Entwicklerstation vier Ausrichtungsmarkierungen
auf den Beförderungsriemen 22,
von denen zwei orthogonal zu der Verarbeitungsrichtung 53 sind,
und von denen zwei schräg
bezüglich
der Verarbei tungsrichtung 53 sind. Die in 2 gezeigten Markierungen stellen dar,
wenn nur zwei der vier Entwicklerstationen passiert wurden, wobei
die verbleibenden Entwicklerstationen ihre Ausrichtungsmarkierungen noch
nicht auf den Beförderungsriemen 22 gedruckt haben.
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Mit
Bezugnahme auf 3 ist
ein Blockdiagramm hoher Ebene einer Steuerung 60 gezeigt,
die verwendet wird, um die Druckmaschine 10 zu betreiben,
und ferner, um den Farbteilbildausrichtungsprozeß zu steuern, der die Erfindung
hierin umfaßt.
Die Steuerung 60 umfaßt
eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) 62, die über ein
Bussystem 64 mit der Druckmaschine 10 kommuniziert,
einen Direktzugriffspeicher (RAM) 66 und einen Nur-Lese-Speicher (ROM) 68.
Zu Beispielszwecken wird angenommen, daß bestimmte Prozeduren entweder
in dem RAM 66 oder dem ROM 68 enthalten sind.
Ein Durchschnittsfachmann auf diesem Gebiet wird jedoch erkennen, daß solche
Prozeduren nicht notwendigerweise als getrennte Codesegmente gespeichert
sind, sondern mit anderem Code integriert sein können, der wirksam ist, um die
Druckmaschine 10 zu steuern. Somit ist die spezifische
Positionierung und Anordnung der Codeprozeduren nur beispielhaft
zu sehen.
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Der
RAM 66 speichert ein Bild, das gedruckt werden soll, als
einzelne Farbteilbilder in C-, M-, Y- und K-Farbebenenrasterpuffern 70.
Eine Puffersteuerprozedur 72 steuert die Ausgabe von Daten
von den Farbebenenrasterpuffern 70 zu der Druckmaschine 10.
Eine Druckersteuerprozedur 74 in dem ROM 68 liefert
Gesamtsteuerung der Druckmaschine 10 und führt nach
Bedarf Aufrufe für
die verschiedenen Prozeduren ein, die in dem RAM 66 gezeigt
sind. Eine Ausrichtungsmarkierungsprozedur 76 bewirkt regelmäßig, daß die Ausrichtungsmarkierungen,
auf die oben Bezug genommen wird, auf den Übertragungsriemen 22 gedruckt
werden. Es kann bewirkt werden, daß die Ausrichtungsmarkierungsprozedur 76 zwischen
einzelnen Medienblättern
arbeitet, die durch die Druckmaschine 10 laufen, oder intermittierend,
je nach Bedarf.
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Eine
Ausrichtungsmarkierungsberechnungsprozedur 78 (in dem RAM 66)
wird aufgerufen, um die Zeitgebung und Zeitgebungsvariationen der
erfaßten
Ausrichtungsmarkierungen zu berechnen, und ferner um Einstellungsparameter
abzuleiten, die in der Bildebeneneinstellungsparameterregion 80 des
RAM 66 gespeichert sind. Diese Einstellungsparameter werden
verwendet, um die Puffersteuerprozedur 72 zu steuern, so
daß alle
Versatz, Schräglauf- oder
Breitenabweichungen, die für
eine Bildfarbebene erfaßt
werden, durch die Änderungen
des Bilddatenflusses von den Farbebenenrasterpuffern 70 korrigiert
werden.
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Mit
Bezugnahme auf 4 ist
eine detaillierte Ansicht der gedruckten Ausrichtungsmarkierungen 100 gezeigt.
Eine Gruppe von Ausrichtungsmarkierungen ist auf einer Seite des
Beförderungsriemens 22 positioniert,
die nahe dem Beginn der Laserabtastposition ist, und eine weitere
Gruppe von Ausrichtungsmarkierungen ist auf einer Seite des Beförderungsriemens 22 positioniert,
der nahe dem Ende der Laserabtastposition ist (nur eine Seite ist
gezeigt). Die Ausrichtungsmarkierungen 100 umfassen vier Sätze von
Markierungen, wobei jeder Satz vier Markierungen umfaßt. Zwei
Markierungen von jedem Satz sind parallel zu der Laserabtastrichtung
ausgerichtet (und orthogonal zu der Verarbeitungsrichtung), und
die anderen zwei Markierungen eines Satzes sind in einem Winkel
zu sowohl der Laserabtastrichtung als auch der Verarbeitungsrichtung
ausgerichtet. Ein Paar von Markierungen 102 (die orthogonal
zu der Verarbeitungsrichtung sind) und ein Paar von schrägen Markierungen 104 umfassen
einen Satz, der durch jede Entwicklerstation auf dem Beförderungsriemen 22 gedruckt
wird.
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Ein
optischer Sensor 50 ist in einer festen Position über einer
Seite des Beförderungsriemens 22 befestigt,
und ein weiterer optischer Sensor 50' ist gleichartig dazu über der anderen
Seite positioniert. Die Positionierung der optischen Sensoren 50 und 50' ist derart,
daß jeder
direkt über
der Mittellinie des jeweiligen Satzes von gedruckten Ausrichtungsmarkierungen 100 ist.
Jeder optische Sensor umfaßt
vorzugsweise eine blaulichtemittierende Diode, da alle Tonerfarben
gut auf die Wellenlänge
derselben ansprechen. Eine Photodiode (nicht gezeigt) wird als der
Photodetektor verwendet, und eine Linse wird verwendet, um die Ausrichtungsmarkierungsbildebene
auf die Photodiode zu fokussieren, während der Beförderungsriemen 22 jede
Ausrichtungsmarkierung unter einen optischen Sensor 50, 50' bewegt.
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5 stellt ein logisches Flußdiagramm
hoher Ebene dar, das die Prozedur beschreibt, die zum Ableiten von
Versatz-/Schräglauf- und
Breitenfehlern für
jedes der Farbebenenbilder verwendet wird. Anfänglich wird bewirkt, daß jede Entwicklerstation
einen Satz von Ausrichtungsmarkierungen auf den Beförderungsriemen 22 druckt
(Schritt 120). Danach, während jede Markierung einen
jeweiligen optischen Sensor 50, 50' passiert, wird der Zeitpunkt seines Durchgangs
erfaßt
(Schritt 122). Unter Verwendung von beispielsweise den
schwarzen Markierungen als Bezugsmarkierungen wird jeder Versatz
bei der erwarteten Ankunftszeit nachfolgender Ausrichtungsmarkierungen
zu den Ausrichtungsmarkierungen, die durch den schwarzen Entwickler
gedruckt werden, berechnet als „Zeitgebungsfehler" für die erfaßten Markierungen
(Schritt 124). Nachfolgend werden alle Versatz-, Schräglauf- und/oder
Breitenfehler berechnet (Schritt 126), auf der Basis der
Zeitgebungsfehlerwerte, die in Schritt 124 berechnet werden.
Unter Verwendung der berechneten Fehlerwerte werden Einstellungsfaktoren
berechnet (Schritt 128) und in der Bildebeneneinstellungsparameterregion 80 des RAM 66 gespeichert.
Danach (Schritt 130) werden die Einstellungsparameter durch
die Puffersteuerprozedur 72 verwendet, um den Datenfluß von den
jeweiligen Farbebenen zu den Laserscannern auf solche Weise zu steuern,
um die berechneten Fehlausrichtungsparameter zu reduzieren.
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6 zeigt die Auswirkung von
Bildebenenfehlausrichtungen auf die Ausrichtungsmarkierungspositionen.
Der schwarze (K) Markierungssatz wird für Bezugspositionierung verwendet.
Bei dem in 6 gezeigten
Beispiel sind die Ausrichtungsmarkierungen, die durch die Cyan-
(C-) Entwicklerstation gedruckt werden, nur in der Verarbeitungsrichtung versetzt.
Die Magenta- (M-) Ebenenausrichtungsmarkierungen sind nur in der
Abtastrichtung versetzt, und die Gelb- (Y-) Ebenenausrichtungsmarkierungen sind
sowohl in der Verarbeitungsals auch in der Abtastrichtung versetzt.
Die Zeitgebungspulssignalverläufe 140 bzw. 142 stellen
jeweils Ausgangssignale von dem optischen Sensor 50 (in
einem ersten Fall 140) dar, wenn alle der Ausrichtungsmarkierungen
perfekt positioniert sind, und (in einem zweiten Fall 142), wenn
Ausrichtungsfehler vorliegen.
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Die
erfaßten
Pulsabweichungen werden verwendet, um vier Ausrichtungsfehlerwerte
zu berechnen, d. h. X-Positions- oder
Abtastrichtungsfehler, Y-Positions- oder Verarbeitungsrichtungsfehler,
Bildbreitenfehler und Bildschräglauffehler.
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Um
den Y-Positionsfehler (Verarbeitungsrichtung) zu berechnen, ist
anzumerken, daß beide Cyanausrichtungsmarkierungen 144 und 146 Verarbeitungsrichtungsfehlausrichtungen
zeigen (wobei die schattierten Bereiche die tatsächlichen erfaßten Ausrichtungsmarkierungen
sind, und die umrissenen Bereiche die ordnungsgemäße Positionierung
der Markierungen darstellen). Der Y-Positionsfehler wird berechnet
durch subtrahieren der erwarteten Markierungszeit T1C von der tatsächlichen
Markierungszeit T2C. Diese Differenz wird multipliziert mit der
Geschwindigkeit des Beförderungsriemens 22 um
einen Verarbeitungsrichtungsfehler zu ergeben. Verarbeitungsrichtungsfehler
für die
Magenta- und die Gelbbildebenen werden auf eine ähnliche Weise abgeleitet. Es
wird daran erinnert, daß die
Ausrichtungsmarkierungen 150 und 152, die durch
die K-Entwicklerstation gedruckt werden, verwendet werden, um die Referenzzeitgebung
zu bestimmen.
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Der
Schräglauffehler
ist der Fehler, der sich aus einem fehlenden Parallelismus zwischen
Abtastlinien von einer Bildebene bezüglich Abtastlinien der Schwarzbildebene
ergibt. Um einen Schräglauffehler zu
bestimmen, werden die Verarbeitungsrichtungspositionsfehlerwerte
von jeder Seite des Medienbeförderungsriemens 22 verglichen.
Der Schrägefehler ist
der Verarbeitungsrichtungsfehler von einer Seite subtrahiert von
der Verarbeitungsrichtungsfehler der gegenüberliegenden Seite.
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Der
X-Positionsfehler ist die Fehlausrichtung einer Bildebene in einer
Richtung, die orthogonal zu der Verarbeitungsrichtung ist. Die abgewinkelten Ausrichtungsmarkierungen,
die durch jede Entwicklerstation erzeugt werden, werden verwendet,
um den X-Positionsfehler zu bestimmen. In 6 sind die Magentamarkierungen 154 und 156 nur
mit X-Positionsfehlern
gezeigt. Es ist ersichtlich, daß die
abgewinkelte Ausrichtungsmarkierung 156 einen X-Positionsfehler
zeigt, während
die Ausrichtungsmarkierung 154 dies nicht tut. Folglich
wird die Zeitgebungsdifferenz von dem Erfassen der abgewinkelten
Ausrichtungsmarkierungen 156 abgeleitet, was es ermöglicht,
daß eine
Zeitgebungsdifferenz T2M – T1M erfaßt wird.
Diese Differenz schwankt mit Verarbeitungspositionsfehlern, der
Verarbeitungspositionsfehler ist jedoch bereits bekannt von den Verarbeitungspositionsfehlerberechnungen
und kann subtrahiert werden, wodurch nur der X-Positionsfehler übrig bleibt.
Folglich wird der X-Positionsfehler
ausgedrückt
als: (T2M – T1M)
(s/k)-Y-Fehler, wobei s die Medienbeförderungsriemengeschwindigkeit
ist und k eine Konstante ist, die von dem Winkel der abgewinkelten
Ausrichtungsmarkierungen 156 abhängt. Falls die abgewinkelten
Ausrichtungsmarkierungen bei 45° zu
der Verarbeitungsrichtung positioniert sind, ist die Konstante gleich
Eins, andernfalls ist die Konstante gleich der Tangente des Markierungswinkels.
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Breitenabweichungen
von einer Bildebene zu der nächsten
werden aus Differenzen bei dem X-Positionsfehler bestimmt, der von
einem Zeitgebungssignal bestimmt wird, das von Ausrichtungsmarkierungen
auf einer Seite des Beförderungsriemens 22 im
Vergleich zu den Zeitgebungssignalen abgeleitet wird, die von abgewinkelten
Ausrichtungsmarkierungen auf der anderen Seite des Beförderungsriemens 22 abgeleitet
werden. Die Differenz bei den Breitenfehlern von einer Seite zu
der gegenüberliegenden
Seite ist der Breitefehler.
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An
jeder Farbbildebene werden auf der Basis der erfaßten Fehler
Korrekturen durchgeführt,
um sicherzustellen, daß die
verbleibenden Bildebenen mit der schwarzen Bildebene ausgerichtet
sind. Korrekturen werden für
alle vier der oben beschriebenen Fehler auf die folgende Weise durchgeführt:
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X-Positions-Fehler:
Laserscanner erfordern, daß ein
optischer Abtastanfang-Detektor den Anfang jeder Abtastlinie anzeigt.
Der Anfangspunkt für
jede Bildebene wird bestimmt durch eine feste Anzahl von Taktzyklen
bestimmt, nachdem das Abtasterfassungssignal empfangen wurde. Der
X-Positionsfehler
wird korrigiert durch Inkrementieren oder Dekrementieren dieser
Konstante mit der Anzahl von Taktzyklen, die zwischen Abtasterfassung
und Bildbeginn auftreten. Die Formel für die Änderung, die für die Konstante
erforderlich ist, ist:
Zyklen = Ftakt*X-Fehler/Abtastgeschwindigkeit,
wobei Ftakt die Taktfrequenz ist und die Abtastgeschwindigkeit die
Geschwindigkeit des Abtaststrahls ist.
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Y-Positions-Fehler:
Laserdrucker bestimmen die Oberseite jeder Seite von einer festen
Anzahl von Abtastzyklen nachdem ein Seitenanfang-Signal erfaßt wurde.
Dieser Wert ist für
jeden Scanner in einem Einzeldurchlaufdrucker unterschiedlich, auf
der Basis der Zeitgebung zwischen jeder Farbentwicklerstation. Eine
Y-Positionsfehlerkorrektur stellt diese Startposition auf der Basis
des gemessenen Fehlers ein. Die Korrektur dieser Anzahl von Abtastzyklenverzögerungen
ist gleich: Y-Fehler*Abtastauflösung. Falls
beispielsweise der Y-Fehler = 0,015 Zoll ist, und die Abtastauflösung 1200
Abtastlinien pro Zoll ist, ist die Korrektur 1200 × 0,015
= 18 Zeilen.
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Breitenfehler:
Der Breitenfehler wird korrigiert durch Ändern der Beabstandung zwischen Punkten
in der Abtastlinie. Dies kann erreicht werden durch Variieren der
Frequenz des Datentakts oder vorzugsweise durch Einfügen oder
Subtrahieren von Zwischenräumen
an festen Inkrementen. Diese Fähigkeit
besteht bei Laserdruckern für
Teilpixelmodulation. Ein Pixel wird in Teilpixel unterteilt, um
Punktverschiebung, Grauskalierung, Kurvengleiten, usw. zu ermöglichen.
Typischerweise ist ein Pixel in 64 Teilpixel unterteilt. Um Breitenfehler
auszugleichen, kann ein Teilpixel in berechnete Intervallen addiert oder
subtrahiert werden, um den Fehler zu korrigieren. Das Ändern eines
Pixels um einen solchen kleinen Betrag ist in dem Bild nicht wahrnehmbar,
aber korrigiert den Fehler.
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Falls
beispielsweise wenn die Breite zwischen den Sensoren 8,0 Zoll ist,
dann existieren bei 1200 Punkten pro Zoll 1200 × 8 oder 9600 Punkte zwischen
den Sensoren. Die Gesamtzahl von Teilpixeln beträgt 9600 × 64 oder 614400. Jedes Teilpixel ist
etwa 13 Mikrozoll breit. Die Korrektur für einen Breitenfehler muß bei einem
Teilpixelinkrement erscheinen, das durch die Breite zwischen den
Sensoren geteilt durch den Breitenfehler bestimmt wird. Falls der
Breitenfehler als 0,01 Zoll bestimmt wird, dann ist das Korrekturinkrement
8,0/0,01 = 800. Alle 800 Teilpixel wird dann ein Teilpixel addiert,
um den Breitenfehler zu korrigieren.
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Schräglauffehler:
Schräglauffehlerkorrektur erfordert
ein Puffern einer vorbestimmten Anzahl von Zeilen von Rasterpixeldaten
und das Wiedergewinnen der Daten durch Springen von Zeile zu Zeile
in Inkrementen auf der Basis des gemessenen Schräglaufs. Falls beispielsweise
der Drucker entworfen ist, in der Art, daß der maximale Schrägenfehler,
der auftreten kann, 0,020 Zoll ist, bei 1200 Abtastlinien pro Zoll
Auflösung,
müssen
0,020 × 1200
= 24 Datenzeilen gepuffert werden. Die Anzahl von Sprungpunkten wird
bestimmt durch den Schräglauffehler
geteilt durch die Zeilenbeabstandung. Falls der Schräglauffehler
als 0,010 Zollgemessen wird, und die Zeilenbeabstandung 1/1200 Zoll,
dann ist die Anzahl von erforderlichen Sprungpunkten 0,010 × 1200 =
12. Rasterpixeldaten werden dann von den Zeilenpuffern gezogen,
durch Springen zu einem neuen Zeilenpuffer in Breiteninkrementen,
die durch die Gesamtbreite/Anzahl von Sprungpunkten oder 8/12 =
0,67 Zoll für
dieses Beispiel bestimmt werden, wobei 8,0 Zoll die Breite ist.
Mehrere Algorithmen zum Springen von Zeile zu Zeile in den gepufferten
Daten können
von einem Fachmann auf diesem Gebiet entwickelt werden, durch Variieren,
wie die Daten entweder in die Puffer geschrieben werden oder von
den Puffern gezogen werden, oder eine Kombination davon.