CN102428411A - 双引擎同步 - Google Patents

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Abstract

一种同步多个物理耦合的打印引擎的定时的方法，其中接收页面在第一打印引擎和第二打印引擎之间被翻转，所述方法包括确定具有第一定时的第一打印引擎中的第一主成像构件上的一个或多个定时标记的位置，将来自于第一打印引擎的接收页面引导至具有第二定时的第二打印引擎中的第二主成像构件，确定接收页面相对于第二打印引擎中的固定位置的实际到达时间，以及使用第一主成像构件上的一个或多个定时标记、接收页面的实际到达时间、以及不可打印区与第二引擎中的固定位置的距离计算优化定时偏移。

Description

双引擎同步
技术领域
本发明涉及同步允许多种帧模式的多个耦合的数字打印引擎的方法。
背景技术
在通常的商用复制设备中(电子照相复印机/复制机、打印机等等)，在电子照相打印设备中使用的例如感光器的主成像构件(PIM)上形成潜像电荷图案。虽然可以通过对应于潜像直接沉积电荷而在介电PIM上形成潜像，但是更一般的做法是首先对感光的PIM构件均匀充电。然后，通过以对应于待印刷的图像的方式区域性曝光PIM形成潜像。使主成像构件紧密贴近显影台，从而潜像被渲染为可见。典型的显影台可包括圆柱形磁芯和同轴的非磁性外壳。此外，可以设置包含显影剂的油槽，所述显影剂包括标记颗粒(通常包括例如颜料的着色剂)、热塑性粘结剂、一种或多种电荷控制剂、流动和转印辅助剂(例如附着到标记颗粒表面上的亚微米级颗粒)。所述亚微米级颗粒通常包括二氧化硅、二氧化钛、各种晶格等等。显影剂通常包括例如铁素体颗粒的磁性载体颗粒，其通过摩擦使标记颗粒带电，并将标记颗粒运送到紧密贴近PIM的位置，从而使得标记颗粒对应于PIM上的潜像被吸引到静电电荷图案上，从而将潜像渲染为可见图像。
显影台的外壳通常是导电的，并可以被电偏压以便在外壳和PIM之间建立理想的电势差。这与标记颗粒上的电荷一起确定了对于给定类型的标记颗粒所显影的印刷品的最大密度。
然后，显影到PIM构件上的图像被转印至适当的接收件，例如纸张或者其它基片。这一般是通过挤压接收件与PIM构件接触同时施加电势差(电压)以便朝接收件推动标记颗粒来实现的。或者，图像可以从主成像构件转印至转印中间构件(TIM)，然后从TIM转印至接收件。
然后，图像通过定影被固定在接收件上，这通常是通过使承载图像的接收件受到热和压力的组合作用而实现的。在使用PIM和TIM的情况下，清洁PIM和TIM，为形成另一件印刷品作准备。
一般地，打印引擎被设计为每分钟生成特定数量的印刷品。例如，打印机能够每分钟生成150个单面页(ppm)，或者通过适当的双面印刷技术，每分钟生成大约75个双面页。在具有鲁棒性的打印系统中，可以稍微提高系统产能。但是，在多数情况下不具备以下条件就难以使生产速度翻倍：a)购买与第一复制设备的产能相同的第二复制设备，从而两部机器可以并联运转，或者b)用完全重新设计的具有双倍速度的打印引擎代替第一复制设备。这两种选择都是非常昂贵的，而且选择(b)经常是不能实现的。
增大打印引擎产能的另一个选择是利用与第一打印引擎串联的第二打印引擎。例如美国专利No.7,245,856公开了一种串联式打印引擎组件，其被配置为减小由第一打印引擎形成的第一侧图像和由第二打印引擎形成的第二侧图像之间的图像配准误差。该美国专利No.7,245,856的每一个打印引擎均具有拼接的感光带。通过跟踪来自两个带的接口信号之间的相位差，同步每个打印引擎中的感光带的接口。当被带接口信号触发时，对于带的每一转，执行一次从动打印引擎至主动打印引擎的同步，且从动感光器的速度和成像器电机和多边形组件的速度被更新以匹配主动感光器的速度。遗憾的是，在感光器转动过程中在每个连续的图像帧期间，该系统倾向于受到增大的配准误差的影响。此外，考虑到高速转动的多边形组件的大惯性，难以在感光器的单次转动的较短时间帧内显著调节多边形组件的速度。这限制了以每转为基础的专利No.7,245,856所述的系统的响应，并且更难(如果不是不能的话)在更频繁的基础上进行调节。
通常，通过从第一引擎中的图像转印到第二引擎中的图像转印的纸张传输时间来确定第一引擎和第二引擎的定时偏移。如果页面在引擎之间被翻转，则传输时间可以是接收件长度的函数。为了获得足够的定时裕度以补偿变化的接收页面尺寸，可以以非常高的速率运行翻转器组件，以最小化接收件尺寸的影响。可选地，可以针对所有接收件尺寸使用最大尺寸图像帧。但是这将显著降低生产率。
对应于具有特定颜色的图像打印独立的图像，以便制作彩色图像。然后，配准的独立图像被转印至接收件。可选地，配准的独立图像可以被转印至TIM并从TIM转印至接收件，或者独立图像可以分别转印至TIM然后再转印至接收件并在接收件上被配准。例如，能够制作全色图像的打印引擎组件可以包括至少四个独立的打印引擎或模块，其中每个模块或引擎打印对应于减色法原色中的青色、品红色、黄色和黑色的一种颜色。额外的显影模块可包括用于扩展可获得的色域的具有额外着色剂的标记颗粒、清洁墨粉等等，如本领域所公知。如果制作在不同的打印引擎上，即使打印引擎额定相同(例如由相同制造商生产的相同型号)，不同的打印引擎上制作的图像质量也是不令人满意的。例如，图像可能具有略微不同的尺寸、密度或对比度。这些变化即使很小，如果仔细比较图像这些变化仍是非常明显的。
为了使生产率最大化，对于不同尺寸的接收件使用不同的图像帧尺寸。通常，帧尺寸被定义为打印机中的主成像构件的预设部分，例如来自于主成像构件(PIM)的整数因子的相等部分，所述主成像构件例如是电子照相引擎中使用的感光器。虽然经常这样做以防止拼接PIM中的接合，但是这种理想的做法还具有其他原因。例如不同的过程控制算法可能要求仅仅针对与过程控制相关的特定标记使用特定的PIM位置。
需要在任何耦合的引擎之间仔细地同步页面定时偏移，同时通过如下所述的方式优化定时偏移以保持在打印循环中改变纸张尺寸和类型的能力，这显然是很重要的。当情况改变时，例如在尺寸相差非常大的纸张上(例如6”至11”之间的纸张)以及在不同纸张类型上(例如光泽和哑光)打印，这是特别关键的。显然需要一种能够在多个引擎上制作类似印刷品的方法。
发明内容
本发明涉及将支持多于一个图像帧尺寸的多个引擎配置中的从动打印引擎的图像帧定时同步至主动打印引擎的方法。本方法同步多个物理耦合的打印引擎的定时，其中接收页面在第一和第二打印引擎之间被翻转，所述方法包括：确定具有第一定时的第一打印引擎中的第一主成像构件上的一个或多个定时标记的位置，将来自于第一打印引擎的接收页面引导至具有第二定时的第二打印引擎中的第二主成像构件，确定接收页面相对于第二打印引擎中的固定位置的实际到达时间，以及使用第一主成像构件上的一个或多个定时标记、接收页面的实际到达时间、以及不可打印区与第二引擎中的固定位置的距离计算优化定时偏移。
附图说明
图1示意性地显示电子照相打印引擎的实施例；
图2示例性地显示具有第一打印引擎的复制设备的实施例；
图3A-3C示例性地显示具有第一打印引擎和来自于生产率模块的串联式第二打印引擎的复制设备的实施例；
图4示例性地显示具有第一和第二打印引擎的实施例的复制或打印设备的实施例；
图5示意性地显示流程图，该流程图显示如何确定主动和从动数字打印引擎之间的同步偏移时间；以及
图6示意性地显示流程图，该流程图显示如何为不同尺寸的纸张选择主动和从动数字打印引擎之间的同步偏移时间。
具体实施方式
为了使生产率最大化，对于不同尺寸的接收件使用不同的图像帧尺寸。通常，帧尺寸被定义为打印机中的主成像构件的预设部分，例如来自于主成像构件(PIM)的整数因子的相等部分，所述主成像构件例如是电子照相引擎中使用的感光器。虽然经常这样做以防止拼接PIM中的接合，但是这种理想的做法还具有其他原因。例如不同的过程控制算法可能要求仅仅针对与过程控制相关的特定标记使用特定的PIM位置。
打印中的许多应用(特别是数字打印以及更特别的电子照相打印)要求多个打印引擎被依次联接在一起以最大化打印效率。例如，如美国专利申请序列号12/126,192和12/126,267所述，电子照相打印机可以包括已经被耦合在一起的两个类似的打印引擎。被称为生产率模块的模块在耦合的模块之间翻转接收页面，从而能够以单个模块的全部处理速度在接收件上形成双面图像，从而有效地使生产率翻倍。
为了最大化打印效率和速度，通常为给定尺寸的接收件选择可能的最小帧尺寸。如美国专利申请序列号12/126,192和12/126,267所述，对于耦合的打印引擎配置，用于从动打印引擎的图像帧必须与主动打印引擎中的图像帧同步，从而对于特定的图像帧，页面在正确的时间被传输到从动引擎。如美国专利申请序列号12/128,897所述，图像帧必须被延迟以考虑接收件从一个引擎中的图像转印位置运行到第二引擎中的相应位置所需的时间。
在一些应用中，如上所述，数字打印引擎包括被翻转器分离的两个耦合的打印模块，所述翻转器在模块之间翻动纸张从而第二打印引擎在第一打印引擎形成的接收件的反面形成印刷。对于这样的应用，如果对于所有的纸张尺寸使用相同的延迟或时间偏移，那么翻转器必须以足够高的速度传输接收件，以便在通常为最小的图像帧尺寸模式中的翻转分配的时间内翻转最长的接收件。由于翻转页面的时间和为相应的图像帧分配的时间都随着接收件/图像帧尺寸而增大，优化定时偏移随着图像帧尺寸而增大。通过有意地为每个帧模式限定不同的偏移，可以最小化翻转器速度，而不会过度地损害定时裕度。换言之，对于给定的翻转器速度，可以最大化定时裕度。
前述的专利申请公开了通过调节适当的打印引擎速度以获得两个打印引擎的感光器上的帧标记之间一致的时间偏移从而将从动打印引擎同步至主动打印引擎的方法。根据这些申请，帧标记是物理标记，例如穿孔、压印等等。如果需要多个帧模式，就必须为每种模式的每个帧增加额外的标记。这是不理想的，而且在一些配置中，例如当PIM包括感光鼓而不是网时，这甚至是不能实现的。定时标记可以是打印在PIM上或转印至接收件的标记。可选地，标记可以是由控制器通过感测PIM上的位置(例如穿孔)而控制的生成信号。因此，这些标记可以被直接测量，并且可以是物理标记或者虚拟标记，其实际上是基于能够利用编码器被确定的位置的电信号，并且标记可以电存储在引擎控制模块中。
通常，通过从第一引擎中的图像转印到第二引擎中的图像转印的纸张传输时间来确定第一引擎和第二引擎的定时偏移。如果页面在引擎之间被翻转，传输时间可以是接收件长度的函数。为了获得足够的定时裕度以补偿变化的接收页面尺寸，可以非常高的速率运行翻转器组件，以最小化接收件尺寸的影响。可选地，可以为所有的接收件尺寸使用最大尺寸的图像帧。但是，这将显著降低生产率。
本发明中描述的能够实现同步的优化定时偏移是接收件从第一打印引擎中的图像转印位置传输到第二打印引擎中的图像转印位置所需的时间的函数。由于驱动辊公差、感光器的长度或周长、纸张路径长度、以及引擎与引擎的配合变化，定时偏移可能在打印机与打印机之间变化，因此必须提供由现场工程师在特定的打印引擎上确定和设定所需的偏移的装置。当用第二打印引擎以及可能甚至用翻转器来升级现有的单模块打印引擎时，这一问题尤其突出。
本发明描述了利用如下所述的方法确定的优化定时偏移来实现同步的简单和直接的方法。在本发明中，偏移被设置为与针对最小图像帧尺寸的偏移相对应的值。初始化打印，以及在方便的点处，例如配准或图像转印点处测量页面到达时间。为了最小化该测量中的可变性，在非翻转路径中引导页面，并且相对于从动引擎图像帧标记(F-Perf)在预配准组件中的光学传感器处测量到达时间。
比较多个页面的平均页面到达时间和目标到达时间。目标到达时间被定义为额定到达时间，其是预期发生的接收页面的前沿在打印引擎中的指定位置(例如前述的配准光学传感器)的到达时间，其是正常操作条件下的实际页面到达时间，但是由于进给滑动、定影器构成(例如尺寸)和记录器条件等多种变化，目标到达时间可能变化。即使小的变化也可能对高速精确打印产生大的影响，这在NexPress 3000和其他高速高质量机器中有所体现。在大多数条件下，单个到达时间不够准确，因此用以下描述的平均页面到达时间来代替单个到达时间。然后，相应地通过生成的优化定时偏移调节同步，以优化同步。使用控制器计算来自于多个实际页面到达时间的平均到达时间以及一组特定条件(例如以上讨论的条件和影响打印质量和速度的其他条件)下的一个或多个不可打印区的估计位置。每当定时可能显著变化时就应该运行该程序，例如在安装、更换元件或部件时，或者在已经有显著磨损时。这可以由机器生成的代码给出信号，所述代码指示页面到达时间接近配准的输入裕度或可能妨碍PIM的非成像部分。可选地，偶尔运行该程序以减小定时变化性以及防止定时的突变。
由于需要校准的大多数定时变化性对于所有的帧模式是共同的，因此仅对最严格的帧模式运行该服务程序，以及将该校正应用到所有模式中。在本发明的不翻转页面的一个实施例中，不仅对于被翻转器分离的耦合的单色打印引擎的情况，而且对于例如彩色打印引擎的其他打印引擎的情况，上述方式都是适当的，通过彩色打印引擎，对应于包括完成的打印的独立颜色的彩色打印在独立的引擎上制作以及在中间构件或接收件上配准。
图1示意性地显示了电子照相打印引擎30的实施例。打印引擎30具有可移动记录构件，例如感光带32，其绕多个辊或其他支撑件34a至34g传输。感光带32可以更一般地被称为主成像构件(PIM)32。主成像构件(PIM)32可以是任何携带电荷的基片，其可以通过多种方法被选择性地充电或放电，所述方法包括但不限于电晕充电/放电、门控电晕充电/放电、充电辊充电/放电、离子记录器充电、光放电、热放电、以及时间放电。
一个或多个辊34a至34g由电机36驱动，以使PIM 32前进。电机36优选地以高速(例如20英寸每秒或更高)使PIM 32沿箭头P指示的方向前进，经过打印引擎30的一系列工作台，虽然根据实施例也可以使用其他操作速度。在一些实施例中，PIM 32可以缠绕并固定在单个鼓上。在其他实施例中，PIM 32可以覆盖在鼓上或与鼓为整体。
有利地限定本发明所使用的几个术语。光学密度是输入照明的强度与透射、反射或散射光之比的对数，或D＝log(Ii/Io)，其中D是光学密度，Ii是输入照明的强度，Io是输出照明的强度，以及log是以10为底的对数。因此，光学密度为0.3表示输出强度大约是输入强度的一半，这对高质量打印是理想的。
对于一些应用，优选地测量透射通过样本(例如打印图像)的光的强度。这被称为透射密度，其通过以下方式来测量：首先将支撑图像的基片的密度设为零，然后用已知强度的光通过基片的背面照射图像以测量图像的被选区域的密度，并且测量透射通过样本的光的强度。选择的光的颜色对应于主要被样本吸收的光的颜色。例如，如果样本包括打印的黑色区域，将使用白光。如果样本是使用减色法原色(青色、品红色、或黄色)打印的，将分别使用红色、绿色或蓝色光。
可选地，有时优选地测量从样本(例如打印图像)反射或散射的光。这被称为反射密度。在将支撑件的反射密度设为零后，测量从样本(例如打印图像)反射的光的强度，从而实现反射密度的测量。选择的光的颜色对应于主要被样本吸收的光的颜色。例如，如果样本包括打印的黑色区域，将使用白光。如果样本是使用减色法原色(青色、品红色、或黄色)打印的，将分别使用青色、品红色、或黄色光。
用于测量光学密度的适当设备是具有状态A滤光器的爱色丽密度计。一些这样的设备测量透射或反射光。其他设备测量透射和/或反射密度。可选地，为了在打印引擎中使用，密度计是非常合适的，例如Rushing在美国专利Nos.6,567,171、6,144,024、6,222,176、6,225,618、6,229,972、6,331,832、6,671,052和6,791,485中描述的那些密度计。本领域已知的其他密度计也是合适的。
密度测量所需的样本区域的尺寸根据几个因素而变化，例如密度计的光圈的尺寸以及所需的信息。例如，使用显微光密度计在很小的量级上测量图像密度在地点与地点之间的变化，以便通过确定具有额定一致的密度的区域的密度标准差来测量图像的粒度。可选地，还使用具有几平方厘米的光圈区域的密度计。这样能够使用单次测量来确定密度的低频变化。这样能够确定图像斑点。对于图像密度的简单确定而言，待测量区域通常具有至少1mm但是不大于5mm的半径。
术语模块是指设计用于在制作打印图像的过程中执行特定任务的设备或子系统。例如，电子照相打印机中的显影模块包括主成像构件(PIM)，例如感光构件和一个或多个显影台，其将标记或墨粉颗粒以图像方式沉积在PIM上的静电潜像上，从而将其渲染为可见图像。模块可以是打印引擎中的集成部件。例如显影模块经常是包括例如本领域已知的记录转印和定影模块的更大组件的部件。可选地，模块可以是独立的，并且可以以一种方式制造为使其连接到其他模块以制作打印引擎。这种模块的示例包括扫描仪，上光机，翻转纸张或其他接收件的面以允许双面打印的翻转器，允许页面(例如封面或预打印接收件)在一叠已打印的接收页面中的特定位置处插入正在打印的文件中的插入器，以及对打印文件进行折叠、固定、粘结等等的修整器。
打印引擎包括用于制作印刷品的充足模块。例如，黑白电子照相打印引擎通常包括至少一个显影模块、记录器模块、以及定影器模块。如果预期应用需要，还可以包括扫描仪和修整模块。
打印引擎组件在本领域中也被称为复制设备，其包括多个打印引擎，多个打印引擎已被整体地耦合在一起，以便使其能以理想的方式打印。例如，包括耦合在一起的两个打印引擎和翻转器模块的打印引擎组件为了提高生产率，通过允许第一打印引擎在接收件的一个侧面上打印，然后接收件被供给到翻转接收件的翻转器模块，然后接收件被供给到在接收件的反面上打印的第二打印引擎，从而打印双面图像。
数字打印引擎是使用数字电子器件写入图像的打印引擎。这样的打印引擎能够逐个图像地操纵图像，从而能够改变每个图像。相反，胶印机依靠使用印版打印的图像。印版一旦制造就不能改变。数字打印引擎的示例是电子照相打印引擎，其中通过使用激光扫描仪或LED阵列曝光PIM在PIM上形成静电潜像。相反，不认为通过使用闪光曝光形成潜像以复制原始文件的电子照相设备是数字打印引擎。
数字打印引擎组件是其多个打印引擎中至少有一个是数字打印引擎的打印引擎组件。
对比度被定义为密度相对于曝光的对数的斜率曲线的最大值。如果两个印刷品的差异小于0.2ergs/cm2，优选地小于0.1ergs/cm2，则认为这两个印刷品的对比度相等。
打印引擎30可以包括控制器或者逻辑和控制单元(LCU)(未显示)。LCU可以是计算机、微处理器、专用集成电路(ASIC)、数字电路、模拟电路、或者其组合或其中的多个。可以根据存储的程序操作控制器(LCU)，所述程序用于致动打印引擎30内的工作台，实现打印引擎30及其各种子系统的整体控制。还可以对LCU进行编程以响应来自于各种传感器和编码器的信号提供打印引擎30的闭环控制。过程控制方面在美国专利No.6,121,986中进行了描述，通过引用而合并于此。
打印引擎30中的主充电台38通过向PIM 32的表面32a施加来自于具有预定初级电压的高压充电线的均匀的静电电晕电荷使PIM 32感光。可以通过可编程电压控制器(未显示)调节充电台38的输出，该可编程电压控制器可以被LCU相应地控制以调节初级电压，例如通过控制电网的电势以及由此控制电晕电荷的运动。也可以使用其他形式的充电器，包括刷形充电器或辊形充电器。
图像记录器(例如打印引擎30中的曝光台40)将来自于记录器40a的光投射到PIM 32上。该光选择性地耗散感光PIM 32上的静电电荷，以形成待复制或待打印的文件的静电潜像。记录器40a优选地由发光二极管(LED)阵列构成，或者可选地由其他光源，例如激光或空间光调制器构成。记录器40a以如下所述的方式以具有调节的强度和曝光量的光曝光PIM 32的个体图片元素(像素)。用于曝光的光使感光器的选定像素位置放电，从而感光器上局部电压的图案对应于待打印的图像。图像是物理光的图案，其可以包括字符、单词、文字、和其他特征，例如图形、照片等等。图像可以包括在一个或多个图像的集合中，例如文件的多页的多个图像中。图像可以被分割为部分、对象或结构，其每一个本身也是图像。图像的部分、对象或结构可以具有达到以及包括整个图像的任意尺寸。
曝光之后，PIM 32的带有潜像电荷的部分行进到显影台42。显影台42包括与PIM 32并列的磁刷。磁刷式显影台在本领域中是公知的，并且在许多应用中是理想的；可选地，可以使用其他已知类型的显影台或显影装置。可以设置多个显影台42，以便对具有多个灰度、颜色、或由具有不同物理特性的墨粉形成的图像进行显影。对于四种墨粉颜色(例如黑色、青色、品红色、黄色)中的每一种应用该过程，从而实现全原色电子照相打印。
当PIM 32的已成像部分到达显影台42时，LCU选择性地激活显影台42，以便通过将备用辊42a和PIM 32移动到与磁刷接合或紧密靠近向PIM 32施加墨粉。可选地，磁刷可以朝PIM 32运动，以选择性地接合PIM 32。在任意情况下，磁刷上的充电墨粉颗粒被选择性地吸引至PIM 32上存在的潜像图案，从而使这些图像图案显影。当曝光的感光器通过显影台时，墨粉被吸引至感光器的像素位置，由此，对应于待印刷图像的墨粉图案出现在感光器上。如本领域所知，显影台42的导体部分(例如导电施放器圆柱体)被偏压，以作为电极。电极被连接到响应LCU被可编程控制器调节的可变电源电压，通过这种方式控制显影过程。
显影台42可以包括两种成分的显影剂混合物，其包括墨粉和载体颗粒的干混合物。通常，载体优选地包括高矫顽磁性(硬磁)铁素体颗粒。作为非限制性示例，载体颗粒可以具有大约30μ的体积加权直径。干墨粉颗粒基本上较小，体积加权直径大约为6μ至15μ。显影台42可以包括在外壳内具有可转磁芯的施放器，所述外壳也可以被电机或其他适当的驱动装置可转动地驱动。芯与外壳的相对转动使显影器移动通过存在电场的显影区。在显影期间，墨粉选择性地静电附着至PIM 32，以便在PIM 32上显影静电图像，载体材料保留在显影台42上。当由于静电图像的显影而使显影台的墨粉被耗尽时，通过墨粉钻孔机(未显示)将额外的墨粉周期性地引入显影台42中，从而与载体颗粒混合以保持一致量的显影混合物。根据各种显影控制过程来控制显影混合物。也可以使用单一成分的显影台和传统的油墨液显影台。
打印机10中的转印台44将接收页面46移动为与PIM 32接合，并与显影的图像配准以将显影的图像转印到接收页面46上。接收页面46可以是普通纸张或铜版纸、塑料、或者能够被打印引擎30处理的其他介质。通常，转印台44包括用于将来自于PIM 32的墨粉颗粒的运动静电偏压到接收页面46上的充电装置。在本例中，偏压装置是辊48，其与页面46的背面接合并可以连接到在转印过程中在恒定电流模式下操作的可编程电压控制器。可选地，中间构件可以使图像被转印到其上，然后图像被转印至接收页面46。墨粉图像转印至接收页面46之后，页面46从PIM 32上分离并被传输到定影台50，在定影台50，图像通常通过加热和/或加压被固定在页面46上。可选地，图像可以在转印时被固定至页面46。
清洁台52，例如刷、叶片或网也位于转印台44之后，并从PIM 32去除残余的墨粉。预清洁充电器(未显示)可以位于清洁台52之前或位于清洁台52处，以辅助这种清洁。清洁之后，PIM 32的这一部分准备好进行再充电和再曝光。当然，PIM 32的其他部分同时位于打印引擎30的不同工作台，从而能够以基本上连续的方式执行打印过程。
借助于可以用于收集控制过程、输入数据的一个或多个传感器，控制器提供设备及其不同子系统的整体控制。传感器的一个示例是带位置传感器54。
图2示意性地显示了复制设备56的实施例，其具有能够打印一种或多种颜色的第一打印引擎58。该实施例的复制设备具有特别的产能，该产能以每分钟的页数(ppm)测量。如上所述，理想的是能够显著提高这种复制设备56的产能，而不需要购买整个第二复制设备。此外，理想的是提高复制设备56的产能，而不需要废弃设备56并用整个新机器来代替它。
通常，复制设备56由模块部件构成。例如，打印引擎58容纳在耦合到修整单元62的主柜60内。为简便起见，只显示了单个修整装置62，但是可以理解，提供各种修整功能的多个修整装置对于本领域技术人员是已知的，且可用于代替单个修整装置。根据该配置，修整装置62可以提供装订、打孔、修剪、切割、切片、堆置、纸张插入、排序、分类和粘合。
图3A示意性地显示了第二打印引擎64可以与第一打印引擎58成一条直线地插入，并且可以插入第一打印引擎58和先前耦合到第一打印引擎58的修整装置62之间。第二打印引擎64可以具有输入纸张路径点66，该输入纸张路径点66不与第一打印引擎58的输出纸张路径点68对齐。此外或可选地，理想的是(在双面打印的情况下)在接收页面通过第二打印引擎之前翻转来自第一打印引擎58的接收页面。在这样的情况下，插入第一打印引擎58和至少一个修整器62之间的生产率模块70可以具有生产率纸张界面72。生产率纸张界面72的一些实施例可以提供不同输出和输入纸张高度的匹配74，如图3B的实施例所示。生产率纸张界面72的其他实施例可以提供接收页面的翻转76，如图3C的实施例所示。
由于生产率模块70的第二打印引擎64不需要配备耦合到第一打印引擎58的输入纸张处理拖拉器，通过在用户的第一打印引擎58和用户的一个或多个修整装置62之间插入生产率模块70为用户提供重新使用其现有设备的选择在经济上具有吸引力。此外，第二打印引擎64可以基于第一打印引擎58的现有技术，以下将更详细地描述有利于第一打印引擎和第二打印引擎之间的同步的控制修改。
图4示意性地显示了复制设备78的实施例，其具有通过控制器80被同步的第一打印引擎58和第二打印引擎64的实施例。控制器80可以是计算机、微处理器、专用集成电路、数字电路、模拟电路、或其任意组合和/或其中的多个。在该实施例中，控制器80包括第一控制器82和第二控制器84。可选地，在其他实施例中，控制器80可以是单个控制器，如控制器80的虚线所示。第一打印引擎58具有第一主成像构件(PIM)86，以上已经参考图1的PIM对其特征进行了描述。第一PIM 86优选地具有对应于PIM 86上的多个帧的多个帧标记。在一些实施例中，帧标记可以是光学传感器可以检测的PIM 86中的洞或穿孔。
在其他实施例中，帧标记可以是光学传感器可以检测的PIM上的反射或漫反射区。其他类型的帧标记对于本领域技术人员是明显的，也意在包含在本说明书的范围内。第一打印引擎58还具有耦合到第一PIM 86的第一电机88，用于在起动时移动第一PIM。这里使用的术语“起动”是指这样的实施例：第一电机88可以被拨入一个或多个理想速度，而不仅仅是开/关操作。但是其他实施例可以选择性地以开/关方式或者脉宽调制方式起动第一电机88。
第一控制器82耦合到第一电机88并被配置为选择性地起动第一电机88(例如通过将电机设定为理想速度，通过打开电机，和/或通过脉宽调制电机的输入)。第一帧传感器90也耦合到第一控制器82，并被配置为基于第一PIM的多个帧标记将第一帧信号提供到第一控制器82。
第二打印引擎64耦合到第一打印引擎58，在该实施例中，是通过具有翻转器94的纸张路径92进行耦合的。第二打印引擎64具有第二主成像构件(PIM)96，以上已经参考图1的PIM对其特征进行了描述。第二PIM 96优选地具有对应于PIM 96上的多个帧的多个帧标记。在一些实施例中，帧标记可以是光学传感器可以检测的PIM 96上的洞或穿孔。在其他实施例中，帧标记可以是光学传感器可以检测的PIM上的反射或漫反射区。其他类型的帧标记对于本领域技术人员是明显的，也意在包含在本说明书的范围内。第二打印引擎64还具有耦合到第二PIM 96的第二电机98，第二电机98在起动时移动第二PIM 96。这里使用的术语“起动”是指这样的实施例：第二电机98可以被拨入一个或多个理想速度，而不仅仅是开/关操作。但是其他实施例可以选择性地以脉宽调制方式起动第二电机98。
第二控制器84耦合到第二电机98并被配置为选择性地起动第二电机98(例如通过将电机设定为理想速度，或通过脉宽调制电机的输入)。第二帧传感器100也耦合到第二控制器84，并被配置为基于第二PIM的多个帧标记将第二帧信号提供到第二控制器84。第二控制器84还如所示的那样直接耦合到第一帧传感器90，或者通过第一控制器82间接耦合到第一帧传感器90，其中第一控制器82被配置为将来自于第一帧传感器90的数据传输到第二控制器84。
虽然已经描述了每个独立的打印引擎58和64本身的操作，但是第二控制器84也可以配置为逐帧地同步第一打印引擎58和第二打印引擎64。可选地，第二控制器84也可以配置为同步来自于第一PIM 86的第一PIM接合接口(也简称为接口或接合处)与来自第二PIM 96的第二PIM接合接口。在同步PIM接合接口的实施例中，第一打印引擎58可以具有第一接合传感器102，第二打印引擎64可以具有第二接合传感器104。在其他实施例中，帧传感器90和100可以被配置为使得接合传感器加倍。除接口以外，该方法还可以应用于其他问题区域，例如图像不能正确打印或根本不能打印的不可打印区。黑白区域的另一个示例是具有缺陷、瑕疵或者甚至开口或打孔的区域。其他示例包括预印刷区域和不同表面，例如塑料涂层。黑白区域甚至可以是客户出于一些其他原因想要留白的区域，如果需要该区域可以被打印。
在一个实施例中，同步方法使用优化偏移定时将从动引擎定时至主动引擎。在本文的其他部分中，为简便起见，主动引擎和从动引擎可选地被称为第一引擎和第二引擎。应注意，主动引擎可以是第一或第二引擎或者一系列引擎中的任意一个，只要通过主动引擎的定时设定主动和从动引擎的定时即可。主动引擎可以是第二引擎，因此原则上说，可以根据第二引擎定时第一引擎，此时第二引擎是主动引擎。此外，在一些实施例中数字打印组件包括多于两个打印引擎。例如，假设我们耦合两个NexPress 3000，在引擎之间具有翻转器。这也是使用术语“多个”的原因。此外，应注意一对打印引擎中的从动引擎可以变为新组中的主动引擎。例如：假设有三个打印引擎，引擎1是用于定时引擎2的主动引擎。一旦纸张处于引擎2中，引擎2变为用于定时引擎3的主动引擎。这种变化的主动引擎方案具有最小化定时误差的传播的优点。
可以定位两个PIM上的接口，但是其需要非常准确地定时引擎。当从一种类型或重量的接收件切换到另一种类型或重量的接收件时，这存在问题以及不允许引擎速度变化。此外，接口不能是非常尖锐的。实际上，接口经常覆盖有粘着剂以最小化两个配合表面之间的偏移。这妨碍了通过传感器精确地确定位置，因此优选地使用相对于固定位置的接口位置，如本同步方法中所描述的。
同步引擎的效率和准确度是给定周期中测量的定时样本数的函数。通过增大定时样本数来提高效率和准确度。由于PIM上通常具有四至六个帧标记，因此与仅依赖PIM上的单一基准(例如接口)的定位相比，可以更快地同步引擎。此外，从动引擎的速度调节更准确，并且速度的变化更快地收敛到理想的同步状态。
图5示意性地显示了本发明是如何在优选的操作模式下操作的，优选的操作模式包括两个打印引擎，例如通过翻转器互相耦合的两个黑白引擎。流程图100显示了在一个实施例中，如何确定第一主动数字打印引擎和第二从动数字打印引擎之间的同步定时偏移时间。以非翻转模式运行服务程序，以使用针对预期打印的最小帧尺寸的当前偏移时间调节定时偏移102，测量参考或固定位置处的标记引擎2和位于预配准速度调节传感器处的标记引擎2处的页面到达之间的时间104，如上所述计算平均时间，比较平均时间与目标时间106。如果平均时间小于目标时间，将用于所有帧模式的定时偏移减小如上所述计算的定时误差108，但是如果平均时间大于目标时间，将用于所有帧模式的定时偏移增大如下所述计算的定时误差110。最后，如果平均时间与目标时间一致或基本上等于目标时间，不对定时偏移进行调节112。
虽然本描述着重于该优选的操作模式，但显然其同样适用于包括或不包括翻转器的其他应用。例如，本发明同样适用于包括多个引擎的打印引擎，例如彩色引擎，其中通过在独立的引擎上独立打印来制作全色印刷品，这些颜色包括减色法原色青色、品红色、黄色和黑色。本发明还适用于包括多个打印引擎的一系列耦合的打印引擎，每个打印引擎在接收件的一侧上打印不同的颜色，翻转接收件，另外的多个打印机在接收件的第二侧上打印图像。在较长时间内进行是很重要的，以防止突变。
为了使生产率最大化，对于不同尺寸的接收件使用不同的图像帧尺寸。通常，帧尺寸被定义为打印机中的主成像构件的预设部分，例如来自于主成像构件(PIM)的整数因子的相等部分，所述主成像构件例如是电子照相引擎中使用的感光器。虽然经常这样做以防止拼接PIM中的接合，但是这种理想的做法还具有其他原因。例如，不同的过程控制算法可能要求仅仅针对与过程控制相关的特定标记使用特定的PIM位置，如图6所示。
图6是优选实施例的流程图120，其显示如何为不同尺寸的纸张选择主动和从动数字打印引擎之间的定时偏移时间。当接收到打印请求时122，在递增的步骤124a-124d中确定尺寸，同时控制器使光电导体处于暂停位置126，同时适当的定时标记被置于光电导体128a-128d上，所述定时标记指示接收件尺寸和或其他接收件特性，例如纸张类型。然后，控制器测量标记之间的时间，以便确定适当的帧模式130。如果打印机不能打印这种尺寸的纸张，默认地将显示这种情况并且不进行打印，除非被否定132。用于打印机和接收件的适当的定时被设置134a-134c，或者做出超范围的指示134d，对速度或尺寸进行所需的调节。可选地，然后确定帧尺寸状态136，根据要求打印接收件138a-138d。
在本发明的一个优选实施模式中，运行耦合的打印引擎的服务程序运行在使用针对最小帧尺寸的预设或默认打印定时的非翻转模式中。测量从动引擎中的标记引擎页面到达时间(定时参考)与固定位置(例如预配准速度调节传感器)处的页面到达时间之间的时间，其中从动引擎也被称为标记引擎(引擎2)。由于此时间可能出现变化，经常希望获得平均页面到达时间，而不是使用单个页面到达时间。通过平均至少两个页面的页面到达时间来计算平均页面到达时间，优选地通过平均PIM的一转中所包括的帧数的两倍的页面、更优选地通过平均至少二十五个页面的页面到达时间来计算平均页面到达时间。虽然平均页面到达时间不要求测量连续页面的到达时间，但是优选地至少大部分页面打印在独立的帧上，从而与特定帧相关的页面到达时间中的误差被平均。通过平均多个页面，高频变化被平均，测量精度可能降低，同时保持定时准确性。但是，并非必须平均超过50个页面，因为这仅能获得相对较小地准确性改进。并非必须平均超过50个页面的页面到达时间，因为这仅能获得很小的额外准确性。
比较平均页面到达时间和目标达到时间。如果这两个到达时间一致，对于任意帧模式不调节优化时间偏移，在特定情况下，优化时间偏移有时被称为优化时间延迟。如果平均页面到达时间小于目标时间，将定时偏移减小目标平均定时误差，其中目标平均定时误差是实际页面到达时间和额定页面到达时间之间的差异。相反，如果目标时间小于平均页面到达时间，对于所有帧模式将优化时间延迟增大单个或平均目标定时误差。这是通过以下方式实现的：确定第一打印引擎的主成像构件上的定时标记的位置，将来自于第一打印引擎的接收页面引导至第二打印引擎，确定接收页面在第二打印引擎中的到达时间，以及使用第一引擎上的定时标记和页面从第一引擎到达第二引擎的实际到达时间或者平均到达时间、使用第二引擎的定时调节第二打印引擎的时间延迟，从而进行同步。应注意，定时标记可以对应于永久标记，例如感光器中的接合处或穿孔。可选地，可以在主动引擎和从动引擎中制造标记。示例包括使用测试目标显影在每个引擎的感光器上的标记。
虽然本公开至此已经讨论了使用本发明来避免接口，但显然在一个或多个PIM上还可能存在其他的不可打印区。例如，假设静电潜像沉积在感光PIM上的已经被光放电的区域中。当使用电子照相数字打印引擎打印时，这是最常见的实施模式。突出到接地层的PIM的感光层中的小孔将导致无论照明如何区域都被完全放电，如果载体颗粒沉积在PIM上并且没有从PIM上被清除，就可能出现这样的情况。这将导致大量墨粉沉积在缺陷上以及缺陷附近，并将在最终印刷品上导致经常所说的“黑点”。如果注意到黑点，用户可以调节打印机定时以避开帧的特定区域，或者如果需要，通过在形成静电潜像时引入适当的延迟避开整个帧。这将需要调节接收件定时。如果缺陷位于主动引擎的PIM中，只需要调节主动引擎定时，因为从动引擎的定时将进行跟随。如果缺陷或其他不可打印区将出现在从动引擎上，缺陷的位置必须被输入用于主动引擎的控制模块中，然后进行打印的定时或者确定完全跳过特定帧。然后从动引擎的定时将被相应地调节，如本发明所实施的。
在本发明的另一个实施例中，本发明包括同步多个物理耦合的打印引擎的定时的方法，其中接收页面在第一打印引擎和第二打印引擎之间被翻转，所述方法包括：确定具有第一定时的第一打印引擎中的第一主成像构件上的一个或多个定时标记的位置，将来自于第一打印引擎的接收页面引导至具有第二定时的第二打印引擎中的第二主成像构件，确定接收页面相对于第二打印引擎中的固定位置的实际到达时间，以及使用第一主成像构件上的一个或多个定时标记、接收页面的实际到达时间、以及不可打印区与第二引擎中的固定位置的距离计算优化定时偏移。
在本发明的一个优选实施模式中，通过第一打印引擎形成第一打印引擎的主成像构件上的定时标记。虽然经常互换使用术语主动打印引擎和第一打印引擎以及术语从动打印引擎和第二打印引擎，但是从该术语的使用可以清楚地了解一系列耦合的打印引擎中的任意引擎可以作为主动打印引擎，以及任何其他的打印引擎可以作为从动打印引擎。此外，特定的打印引擎可以对于一个打印引擎是从动打印引擎，但是对于另一个打印引擎是主动打印引擎。
本发明特别适用于通过具有或不具有翻转器的多个打印引擎在现场升级单个打印引擎。本发明还特别适用于同步用于具有各种尺寸的接收件的打印引擎。

Claims (20)

1.一种同步多个物理耦合的打印引擎的定时的方法，包括：
确定具有第一定时的第一打印引擎中的第一主成像构件上的一个或多个定时标记的位置；
将来自于第一打印引擎的接收页面引导至具有第二定时的第二打印引擎中的第二主成像构件；
确定接收页面相对于第二打印引擎中的固定位置的额定到达时间；以及
使用第一主成像构件上的一个或多个定时标记、接收页面的额定到达时间、以及不可打印区与第二引擎中的所述固定位置的距离计算优化定时偏移。
2.根据权利要求1所述的方法，其中计算优化定时偏移进一步包括使用平均页面到达时间通过比较所述平均页面到达时间与目标偏移时间来计算所述额定到达时间，以及
如果所述平均页面到达时间与目标偏移时间不相等，采取如下两种行动之一：如果所述平均页面到达时间小于所述偏移时间，将优化偏移时间减小目标平均定时误差，所述目标平均定时误差表示实际页面到达时间与所述额定页面到达时间之间的差异，以及如果所述偏移时间小于所述平均页面到达时间，针对所有帧模式将所述优化偏移时间增大所述目标平均定时误差。
3.根据权利要求1所述的方法，其中通过所述第一引擎和所述第二引擎之一上的控制器计算所述优化时间偏移。
4.根据权利要求1所述的方法，其中相对于由接口传感器和帧传感器之一定位的一个或多个接口的接口位置计算所述固定位置。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述不可打印区包括所述主成像构件上的一个或多个接口。
6.根据权利要求1所述的方法，其中通过所述第一打印引擎形成所述第一打印引擎的主成像构件上的定时标记。
7.根据权利要求1所述的方法，其中能够调节所述优化时间偏移以便适应不同尺寸的接收件。
8.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：确定所述第一打印引擎的主成像构件上的定时标记的位置，将接收页面从所述第一打印引擎引导到第二打印引擎，基于所述第二打印引擎中的页面到达时间确定平均偏移定时，以及使用第一引擎上的定时标记和页面从第一引擎到达第二引擎的实际到达时间来调节第二引擎的定时，其中所述定时标记对应于感光器中的永久性标记。
9.根据权利要求1所述的方法，其中所述标记是虚拟制造的。
10.一种同步多个物理耦合的打印引擎的定时的方法，包括：
确定具有第一定时的第一打印引擎中的第一主成像构件上的一个或多个定时标记的位置；
将来自于第一打印引擎的接收页面引导至具有第二定时的第二打印引擎中的第二主成像构件；
确定接收页面相对于第二打印引擎中的固定位置的实际到达时间，并将所述实际到达时间存储在控制器中；
使用控制器通过所述实际页面到达时间和一组特定条件下的一个或多个不可打印区的估计位置计算平均到达时间；以及
使用一个或多个定时标记、接收页面的平均到达时间、以及所述不可打印区的估计距离计算优化定时偏移。
11.根据权利要求10所述的方法，其中计算优化定时偏移进一步包括计算平均页面到达时间，比较所述平均页面到达时间与目标偏移时间，以及如果所述平均页面到达时间与目标偏移时间不相等，采取如下两种行动之一：如果所述平均页面到达时间小于所述偏移时间，将优化偏移时间减小目标平均定时误差，所述目标平均定时误差表示实际页面到达时间与额定页面到达时间之间的差异，以及如果所述偏移时间小于所述平均页面到达时间，针对所有帧模式将所述优化偏移时间增大所述目标平均定时误差。
12.根据权利要求10所述的方法，其中相对于由接口传感器和帧传感器之一定位的一个或多个接口的接口位置计算所述固定位置。
13.根据权利要求10所述的方法，其中所述不可打印区包括所述主成像构件上的一个或多个接口。
14.根据权利要求10所述的方法，其中通过所述第一打印引擎形成所述第一打印引擎的主成像构件上的定时标记。
15.根据权利要求10所述的方法，其中能够调节所述优化时间偏移以便适应不同尺寸的接收件。
16.根据权利要求10所述的方法，进一步包括：确定所述第一打印引擎的主成像构件上的定时标记的位置，将接收页面从所述第一打印引擎引导到第二打印引擎，基于所述第二打印引擎中的页面到达时间确定平均偏移定时，以及使用第一引擎上的定时标记和页面从第一引擎到达第二引擎的实际到达时间来调节第二引擎的定时，其中所述定时标记对应于感光器中的永久性标记。
17.根据权利要求10所述的方法，其中所述标记是虚拟制造的。
18.根据权利要求10所述的方法，其中通过平均至少二十五个页面的页面到达时间来计算所述平均页面到达时间。
19.根据权利要求10所述的方法，其中通过平均至少两倍于所述PIM上的帧数的页面到达时间来计算所述平均页面到达时间。
20.一种同步多个物理耦合的打印引擎的定时的方法，包括：
确定具有第一定时的第一打印引擎中的第一主成像构件上的一个或多个定时标记的位置；
将来自于第一打印引擎的接收页面引导至具有第二定时的第二打印引擎中的第二主成像构件；
确定处于预配准速度调节传感器处的接收页面相对于第二打印引擎中的固定位置的实际到达时间，并将所述实际到达时间存储在控制器中；
使用控制器通过所述实际页面到达时间和一组特定条件下的一个或多个不可打印区的估计位置计算平均到达时间；以及
使用一个或多个定时标记、接收页面的平均到达时间、以及所述不可打印区的估计距离计算优化定时偏移，从而所计算的平均页面到达时间是所述主成像构件的一转中所包括的帧数的至少两倍的页面到达时间的平均值，以及比较所述平均页面到达时间，如果所述平均页面到达时间与偏移时间不一致，采取如下两种行动之一：如果所述平均页面到达时间小于所述偏移时间，将优化偏移时间减小目标平均定时误差，所述目标平均定时误差表示实际页面到达时间与额定页面到达时间之间的差异，以及如果所述偏移时间小于所述平均页面到达时间，针对所有帧模式将所述优化偏移时间增大所述目标平均定时误差。
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