DE10338497A1

DE10338497A1 - Verfahren und Anordnung zum Erzeugen von positionsgenauen Druckbildern auf einem Trägermaterial

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Publication number: DE10338497A1
Application number: DE10338497A
Authority: DE
Inventors: Hans Dipl.-Ing. Winter; Holger Dipl.-Ing. Hofmann; Johann Dipl.-Ing.(FH) Bartosch; Heinrich Dipl.-Ing.(TU) Lay; Günter Dipl.-Ing.(FH) Gassner; Frank Dipl.-Phys. Freudenberg
Original assignee: Oce Printing Systems GmbH and Co KG
Current assignee: Canon Production Printing Germany GmbH and Co KG
Priority date: 2003-08-21
Filing date: 2003-08-21
Publication date: 2005-03-17
Anticipated expiration: 2023-08-22
Also published as: DE10338497B4; DE10338496B3; US7274901B2; US20050089350A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zum Erzeugen positionsgenauer Druckbilder auf einem Trägermaterial (12) mithilfe eines elektrofotografischen Druckers oder Kopierers. Beim Kontaktieren eines zu bedruckenden Trägermaterials (12) auftretender Positionsfehler der Position des Trägermaterials (12) zu einem auf dem Tonerbildträger (78) vorhandenen Tonerbild wird ermittelt. Abhängig von dem ermittelten Positionsfehler wird bei jedem nachfolgenden Kontaktieren des zu bedruckenden Trägermaterials (12) mit dem Tonerbildträger (78) die Position des Trägermaterials (12) zu dem Tonerbild vor dem Kontaktieren derart angepasst, dass das Trägermaterial (12) und das Tonerbild im Wesentlichen positionsfehlerfrei zueinander angeordnet sind.

Description

Beim Erzeugen von Druckbildern auf einem Trägermaterial mit Hilfe eines elektrofotografischen Druckers oder Kopierers treten insbesondere durch den Aufbau und Ablauf des Druckprozesses im Drucker oder Kopierer Positionierungsfehler eines erzeugten Tonerbildes auf einem Tonerbildträger in Bezug auf ein mit dem Tonerbild zu bedruckendes Trägermaterial auf. Vor allem bei mehrfachem Bedrucken des Trägermaterials und beim Erzeugen mehrfarbiger Dokumente resultieren aus diesen Positionierungsfehlern Passerfehler und die erzeugten Druckbilder liegen dann nicht passergenau übereinander. Beim Heranführen des Tonerbildträgers, z.B. eines Transferbandes, an ein zu bedruckendes Trägermaterial treten bei bekannten Hochleistungsdruckern Positionsverschiebungen des Druckbildes im Bereich von ≤ 2 mm auf, die durch eine mechanische Einstellung mit vertretbarem Aufwand nicht weiter verringert werden können. Vor allem beim Mehrfarbendruck sind diese Druckbildverschiebungen jedoch sichtbar, wenn mehrere nacheinander auf das Trägermaterial aufgebrachte Farbauszüge nicht exakt übereinander positioniert werden. Aber auch das Bedrucken des Trägermaterials mit einem Druckbild und das exakte Anschließen eines zweiten Druckbildes an das erste Druckbild nach dem Unterbrechen des Druckprozesses ist aufgrund der beschriebenen möglichen Positionierungsfehler schwierig, da insbesondere das Überlappen der Druckbilder störend ist und vermieden werden muss.
Aus der internationalen Patentanmeldung WO 00/54266 ist eine Einrichtung zum Übertragen mindestens eines Tonerbildes von einem Tonerbildträgerband auf ein Trägermaterial bekannt. Das Tonerbildträgerband wird dabei so geführt, dass bei einer Schwenkbewegung einer Rollenvorrichtung die Bandspannung stets gleich groß bleibt. Zum Umdrucken des auf dem Tonerbildträgerband vorhandenen Tonerbildes auf das Trägermaterial wird durch die Schwenkbewegung der Rollenvorrichtung die O berfläche des Tonerbildträgerbandes mit dem darauf befindlichen Tonerbild mit der Oberfläche des Trägermaterials in Berührung gebracht, d.h. das Trägermaterial wird durch das Tonerbildträgerband kontaktiert.
Aus der internationalen Patentanmeldung WO 00/34831 ist eine elektrofotografische Druckeinrichtung mit einem Fotoleiter und einem Transferband bekannt, wobei als auf ein Trägermaterial zu übertragendes Tonerbild auf dem Fotoleiter erzeugt und auf das Transferband übertragen wird. Anschließend wird das auf das Transferband übertragene Tonerbild auf ein Trägermaterial umgedruckt. Zusätzlich zum auf dem Trägermaterial zu erzeugenden Druckbild wird eine Positionsmarke aus Tonermaterial auf dem Fotoleiter erzeugt, die ebenfalls auf das Transferband umgedruckt und mit Hilfe eines Sensors erfasst wird. Die Laufzeit der Tonermarke zum Erzeugen auf dem Fotoleiter bis zum Erfassungszeitpunkt am Sensor wird ermittelt und abhängig von der ermittelten Laufzeit der Transport des Trägermaterials gesteuert.
Die beim Kontaktieren des Trägermaterials mit dem Transferband auftretenden Positionsfehler beim Start des Druckprozesses zum Erzeugen eines neuen Druckbildes auf dem Trägermaterial sind mit den bekannten Verfahren bei Hochleistungsdruckern und Kopierern derzeit nicht zu verhindern. Die bekannten Vorrichtungen dienen dazu, eine exakte Positionierung während eines kontinuierlichen Druckprozesses zu gewährleisten. Ein Verfahren oder eine Anordnung zum wirksamen Verhindern der während eines Startvorgangs des Druckprozesses auftretenden Positionierungsfehler, insbesondere durch das Kontaktieren des Transferbandes mit dem Trägermaterial, ist im Stand der Technik derzeit nicht bekannt. Vor allem beim bündigen Anschließen eines Druckbildes an ein bereits auf das Trägermaterial in einem vorhergehenden Druckprozess gedruckten Druckbildes und beim Übereinanderdrucken mehrerer Farbauszüge sind diese Positionsfehler im erzeugte Druckbild sichtbar.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Anordnung anzugeben, bei der Positionierungsfehler der Druckbilder auf dem Trägermaterial vermieden und passergenaue Druckbilder erzeugt werden.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben. Bei diesem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein beim Kontaktieren eines zu bedruckenden Trägermaterials mit einem Tonerbildträger auftretender Positionsfehler in der Position des Trägermaterials zu einem auf dem Tonerbildträger vorhandenen Tonerbild ermittelt. Abhängig von dem ermittelten Positionsfehler wird bei jedem nachfolgenden Kontaktieren des zu bedruckenden Trägermaterials mit dem Tonerbildträger die Position des Trägermaterials zu dem Druckbild vor dem Kontaktieren derart angepasst, dass das Trägermaterial im Wesentlichen positionsfehlerfrei zum Druckbild angeordnet ist.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren werden auch Positionsfehler des Druckbildes auf dem Trägermaterial vermieden, die beim Starten eines neuen Druckprozesses, insbesondere beim Kontaktieren des Tonerbildträgers mit dem Trägermaterial, auftreten. Somit können die Druckbilder zu jedem Zeitpunkt korrekt auf dem Trägermaterial positioniert werden, wodurch passergenaue Druckbilder und Dokumente erzeugt werden können.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein weiteres Verfahren zum Erzeugen von passergenauen Druckbildern. Bei diesem Verfahren wird mindestens ein erstes Tonerbild auf einem Tonerbildträger erzeugt. Das erste Tonerbild wird vom Tonerbildträger auf ein vorzugsweise endloses Trägermaterial umgedruckt, wobei das Trägermaterial vom Tonerbildträger beim Umdrucken an mindestens einer Umdruckstelle berührt wird. Nach dem Umdrucken des ersten Tonerbildes wird eine Relativbewegung zwischen Trägermaterial und Tonerbildträger derart aus geführt, dass das Trägermaterial vom Tonerbildträger gar nicht mehr berührt wird.
Mindestens ein zweites Tonerbild wird auf dem Tonerbildträger erzeugt. Zum Umdrucken des zweiten Tonerbildes wird das Trägermaterial derart zur Position des auf dem Tonerbildträger erzeugten zweiten Tonerbildes positioniert, dass das zweite Tonerbild in einem voreingestellten Abstand zum ersten Tonerbild umgedruckt wird. Abhängig von einem drucker- bzw. kopiererspezifisch ermittelten und beim Positionieren des Trägermaterials auftretenden Positionsfehler wird die Position des Trägermaterials und/oder die Position des Tonerbildträgers korrigiert.
Durch dieses erfindungsgemäße Verfahren wird erreicht, dass nacheinander erzeugte Druckbilder in einer korrekten Position zueinander angeordnet sind und die Druckbilder mehrerer Druckseiten anschließend in einem mit Hilfe der Druckbilder erzeugten Dokument nacheinander folgender Druckseiten passergenau übereinander liegen.
Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft eine Anordnung zum Erzeugen von passergenauen Druckbildern auf einem Trägermaterial mit Hilfe eines elektrofotografischen Druckers oder Kopierers. Abhängig von einem ermittelten, beim Kontaktieren eines zu bedruckenden Trägermaterials mit einem Tonerbildträger auftretenden Positionsfehler sind bei jedem Kontaktieren des zu bedruckenden Trägermaterials mit dem Tonerbildträger das Trägermaterial und das Tonerbild vor dem Kontaktieren derart zueinander positioniert, dass das Trägermaterial nach dem Kontaktieren im Wesentlichen positionsfehlerfrei zum Tonerbild angeordnet ist. Durch diese Anordnung wird erreicht, dass die Druckbilder positionsfehlerfrei und passergenau auf dem Trägermaterial erzeugt werden.
Ein vierter Aspekt der Erfindung betrifft eine weitere Anordnung zum Erzeugen von passergenauen Druckbildern auf dem Trä germaterial mit Hilfe eines elektrofotografischen Druckers oder Kopierers. Die Anordnung enthält einen Tonerbildträger, auf dem mindestens ein erstes Tonerbild und mindestens ein zweites Tonerbild erzeugbar sind. Ferner enthält die Anordnung eine Vorrichtung zum Ausführen einer Relativbewegung zwischen Tonerbildträger und einem endlosen Trägermaterial, wobei eine Steuereinheit die Relativbewegung derart steuert, dass der Tonerbildträger das Trägermaterial beim Umdrucken jedes Tonerbildes vom Tonerbildträger auf das Trägermaterial an mindestens einer Umdruckstelle berührt und dass nach dem Umdrucken des ersten Tonerbildes das Trägermaterial den Tonerbildträger nicht mehr berührt. Ferner enthält die Anordnung eine Antriebseinheit zum Fördern des Trägermaterials, die das Trägermaterial zum Umdrucken des zweiten Tonerbildes derart positioniert, dass das zweite Tonerbild in einem voreingestellten Abstand zum ersten Tonerbild auf das Trägermaterial umgedruckt wird. Die Anordnung steuert abhängig von einem drucker- bzw. kopiererspezifisch ermittelten und beim Positionieren des Trägermaterials auftretenden Positionsfehler eine Korrektur der Position des Trägermaterials und/oder der Position des Tonerbildträgers.
Durch diese erfindungsgemäße Anordnung wird erreicht, dass auch im Start-Stopp-Betrieb oder nach dem Start eines neuen Druckprozesses die Druckbilder positionsfehlerfrei auf dem Trägermaterial erzeugt werden, wodurch passergenaue Dokumente erzeugt werden können. Auch wenn mindestens zwei Tonerbilder mit verschiedenen Tonerfarben nacheinander auf dem Tonerbildträger erzeugt werden, wobei die Tonerbilder auf dem Tonerbildträger übereinander erzeugt werden, liegen diese auch als Farbauszuge bezeichneten Tonerbilder durch das erfindungsgemäße Anordnung passergenau übereinander. Alle Farbauszüge können durch die erfindungsgemäße Anordnung in derselben Größe erzeugt werden. Stauchungen einzelner Farbauszuge oder eines Bereichs eines Farbauszugs werden vermieden.
Ein fünfter Aspekt der Erfindung betrifft ein weiteres Verfahren zum Erzeugen von passergenauen Druckbildern auf einem Trägermaterial mit Hilfe eines elektrofotografischen Druckers oder Kopierers. Mindestens ein Tonerbild wird auf einem Tonerbildträger erzeugt, wobei zumindest ein Teil des Tonerbildes während eines ersten Betriebszustandes erzeugt wird, in dem die Oberfläche des Tonerbildträgers ein zu bedruckendes Trägermaterial nicht kontaktiert. Der Tonerbildträger wird während des ersten Betriebszustandes mit einer ersten Umfangsgeschwindigkeit angetrieben. Das Trägermaterial wird beim Umdrucken des Tonerbildes vom Tonerbildträger auf das Trägermaterial mit einer Fördergeschwindigkeit angetrieben, wobei die Fördergeschwindigkeit zumindest geringfügig kleiner ist als die erste Umfangsgeschwindigkeit. Der Tonerbildträger und das Trägermaterial werden derart relativ zueinander bewegt, dass die Oberfläche des Tonerbildträgers das zu bedruckende Trägermaterial zum Umdrucken des Tonerbildes während eines zweiten Betriebszustandes kontaktiert. Die erste Umfangsgeschwindigkeit des Tonerbildträgers wird nach dem Kontaktieren auf eine zweite Umfangsgeschwindigkeit verringert. Der durch die Änderung der Umfangsgeschwindigkeit verursachte Positionsfehler beim Umdrucken des Tonerbildes an der Umdruckstelle wird ermittelt und korrigiert.
Durch dieses erfindungsgemäße Verfahren wird ebenfalls erreicht, dass korrekt positionierte Druckbilder erzeugt werden, die passergenau übereinander zu liegen kommen. Dies ist auch dann gewährleistet, wenn zumindest, insbesondere beim Start-Stopp-Betrieb des Druckers oder Kopierers, kein kontinuierlicher Betrieb des Druckers oder Kopierers beim Bedrucken eines endlosen Trägermaterials möglich ist und die Vorderkante eines neuen Druckbildes nach dem Start eines neuen Druckprozesses an die Hinterkante eines bereits auf dem Trägermaterial gedruckten Druckbildes positioniert werden soll. Auch beim Erzeugen von mindestens zwei Tonerbildern mit unterschiedlichen Tonerfarben und/oder unterschiedlichen Tonerarten auf dem Tonerbildträger nacheinander und übereinander, werden diese Tonerbilder passergenau übereinander erzeugt, so dass in keinem Bereich des Druckbildes ein Versatz zwischen den einzelnen Farbauszügen entsteht. Somit werden hochwertige Mehrfarbendrucke erzeugt.
Beim Übereinanderdrucken der zwei Tonerbilder mit unterschiedlicher Tonerfarbe, d.h. der zwei Farbauszüge, wird ein mehrfarbiges Tonerbild erzeugt
Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden auf die in den Zeichnungen dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiele Bezug genommen, die an Hand spezifischer Terminologie beschrieben sind. Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass der Schutzumfang der Erfindung dadurch nicht eingeschränkt werden soll, da derartige Veränderungen und weitere Modifizierungen an den gezeigten Vorrichtungen und/oder dem Verfahren sowie derartige weitere Anwendungen der Erfindung, wie sie darin aufgezeigt sind, als übliches derzeitiges oder künftiges Fachwissen eines zuständigen Fachmanns angesehen werden. Die Figuren zeigen Ausführungsbeispiele der Erfindung, nämlich:
1 den schematischen Aufbau eines Druckers mit zwei Druckeinheiten;
2 ein Geschwindigkeits-Zeit-Diagramm, das den Geschwindigkeitsverlauf des Papiertransports in Abhängigkeit der Aktivierung der Bilderzeugungseinheit zeigt;
3 eine schematische Darstellung des Papierantriebs bei angeschwenkten Transferbändern;
4 die schematische Darstellung des Papierantriebs nach 3, wobei die Transferbänder vom Papier abgeschwenkt sind;
5 die Position zweier mit Unterbrechung des Druckbetriebs auf einer endlosen Papierbahn gedruckten Druckseiten mit dargestelltem Positionierungsfehler beim Stand der Technik;
6 eine schematische Darstellung von vier auf die Papierbahn nacheinander gedruckten Druckseiten beim Stand der Technik, wobei die Unterbrechung des Druckbetriebs nach drei Seiten erfolgt ist;
7 eine schematische Darstellung von mehreren Druckseiten, wobei ein Positionierungsfehler dargestellt ist, der nach dem vorherigen Drucken von fünf oder mehr Druckseiten mit vorbekannten Verfahren und Anordnungen entsteht;
8 ein Weg-Zeit-Diagramm, in dem der Positionierungsfehler in Abhängigkeit der Länge der zuvor bedruckten Papierbahn dargestellt ist;
9 die Positionierung der Druckbilder nacheinander folgender Druckseiten mit Kompensierung des Positionsfehlers gemäß der vorliegenden Erfindung;
10 ein Weg-Zeit-Diagramm, in dem die Positionsabweichung der Papierbahn von einer Soll-Lage vor und nach dem Stoppen des Druckprozesses dargestellt ist;
11 einen Ablaufplan, in dem der Ablauf beim Start und Stopp des Druckprozesses mit einer Korrektur des Positionsfehlers im Drucker oder Kopierer dargestellt ist;
12 ein Geschwindigkeits-Zeit-Diagramm und ein Umlaufzeit-Zeit-Diagramm mit idealem Verhalten beim An schwenken des Transferbandes, bei dem kein Positionsfehler auftritt;
13 ein Diagramm, in dem die Fördergeschwindigkeit der Papierbahn in Abhängigkeit der Ansteuerung einer Bilderzeugungseinrichtung dargestellt ist;
14a ein Zustandsdiagramm, in dem die Positionierung eines auf der Papierbahn in einem vorhergehenden ersten Druckprozess an der Umdruckstelle umgedruckten Tonerbildes sowie drei auf dem Transferband befindliche Tonerbilder zum Zeitpunkt des Anschwenkens des Transferbandes an die Papierbahn gezeigt sind;
14b das Zustandsdiagramm nach 14a, wobei eine Druckseite eines neuen zweiten Druckprozesses bereits auf die Papierbahn umgedruckt worden ist und das Tonerbild einer weiteren Druckseite auch von der Bilderzeugungseinrichtung erzeugt worden ist;
15 ein Geschwindigkeits-Zeit-Diagramm sowie ein Umlaufzeit-Zeit-Diagramm, in dem die Änderung der Umlaufgeschwindigkeit sowie der Umlaufzeit beim Anschwenken des Transferbandes an die Papierbahn dargestellt sind;
16 ein Geschwindigkeits-Zeit-Diagramm, in dem die Fördergeschwindigkeit der Papierbahn in Abhängigkeit der Position von erzeugten Druckbildern dargestellt ist;
17a ein Zustandsdiagramm, in dem ein Positionsfehler von Druckbildern auf der Papierbahn beim Fortsetzen des Bedruckens der Papierbahn nach einer Druckunterbrechung sowie dabei entstehende unterschiedliche Seitenlängen beim Stand der Technik dargestellt sind;
17b das Zustandsdiagramm nach 17a, wobei bereits drei Seiten angedruckt worden sind, die im neuen, zweiten Druckprozeß erzeugt worden sind;
18 eine Diagrammanordnung, in der die Erhöhung bzw. anfängliche Verringerung der Antriebsgeschwindigkeit des Transferbandes beim Anschwenken des Transferbandes an die Papierbahn zur Korrektur eines Positionsfehlers dargestellt ist, wobei in dieser Diagrammanordnung der Zustand des Transferbandes, ferner die Umlaufzeit und die wirksame Geschwindigkeit des Transferbandes dargestellt sind;
19 einen vereinfachten Ablaufplan zum Ermitteln einer reduzierten Anfangsgeschwindigkeit in Abhängigkeit der im vorhergehenden Druckprozess ermittelten Änderung der Umlaufgeschwindigkeit beim Anschwenken des Transferbandes;
20 ein Geschwindigkeits-Zeit-Diagramm, in dem der Geschwindigkeitsverlauf der Papierbahn zum Vermeiden eines Positionierungsfehlers dargestellt ist, bei dem der Startzeitpunkt des Papiertransports zur Korrektur geändert ist; und
21 ein Geschwindigkeits-Zeit-Diagramm, das die Korrektur eines Positionierungsfehlers beim Rücktransport der Papierbahn mit Hilfe einer geänderten Rückzugsgeschwindigkeit zeigt.
In 1 ist ein elektrofotografisches Hochleistungs-Drucksystem 10 zum Bedrucken einer endlosen Papierbahn 12 gezeigt. Ein Druckwerk 14 enthält eine erste Bilderzeugungs- und Umdruckeinheit 16 zum Bedrucken der Vorderseite der Papierbahn 12 sowie eine zweite Bilderzeugungs- und Umdruckein heit 18 zum Bedrucken der Rückseite der Papierbahn 12. Die Bilderzeugungs- und Umdruckeinheiten 16, 18 werden im Folgenden als Druckeinheiten 16, 18 bezeichnet. Die Druckeinheit 16 ist im Wesentlichen baugleich mit der Druckeinheit 18. Das Druckwerk 14 enthält weiterhin eine Papierzuführung 20, eine Steuereinheit 22, ein Tonervorrats- und -aufbereitungssystem 24, eine Bilddatenverarbeitungseinheit 26 sowie ein Papierbahnantriebs- und -führungssystem 28.
Die Papierbahn 12 wird mit Hilfe des Papierbahnantriebs- und führungssystems 28 in Pfeilrichtung des Pfeils P1 durch das Drucksystem 10 gefördert, wobei die Papierbahn 12 nach dem Bedrucken im Druckwerk 14 einer Fixierstation 30 zugeführt wird, in der die vom Druckwerk 14 auf der Papierbahn 12 erzeugten Tonerbilder fixiert werden. Das Papierbahnführungs- und -überwachungssystem 28 enthält Umlenkrollen 32 bis 40 sowie eine Antriebswalze 42 mit einer gegenüberliegenden Anpressrolle 44. Ferner sind zwei Markensensoren 46, 48 vorgesehen, die die Position von auf der Papierbahn 12 aufgebrachten Synchronisationsmarken überwacht. Weiterhin ist ein Randlochsensor 49 vorgesehen, der die Position bzw. die Lage der in der Papierbahn 12 enthaltenen Randlöcher ermittelt, wobei die Lage der Randlöcher und/oder Synchronisationsmarken mit Hilfe einer Regelung durch entsprechende Ansteuerung des Antriebsmotors der Papierbahn 12 in eine Soll-Lage gebracht und/oder in dieser Soll-Lage gehalten wird. In der Fixierstation 30 ist eine weitere Antriebswalze 50 mit gegenüberliegender Anpresswalze 52 zum Papierabzug vorgesehen.
Die Fixierstation 30 enthält eine erste Fixiereinheit 54 und eine zweite Fixiereinheit 56, die auf den gegenüberliegenden Seiten der Papierbahn 12 angeordnet sind, wobei die erste Fixiereinheit 54 die Tonerbilder auf der Vorderseite und die zweite Fixiereinheit 56 die Tonerbilder auf der Rückseite der Papierbahn 12 fixiert. Die Fixiereinheiten 54, 56 sind als Strahlungsfixiereinheiten ausgeführt, wobei die Fixiereinheiten 54, 56 jeweils eine Verschlusseinheit 58, 60 enthalten, die die Einstrahlung der Fixiereinheiten 54, 56 während Betriebszuständen abdecken, in denen keine Fixierung der Tonerbilder auf der Papierbahn 12 erfolgen soll. In Förderrichtung der Papierbahn 12 gesehen nach den Fixiereinheiten 54, 56 sind Kühlelemente 62, 64 vorgesehen, die die Papierbahn 12 vor dem Austritt aus der Fixierstation 30 abkühlen, um eine Schädigung der Papierbahn 12, insbesondere infolge zu geringer Papierfeuchte, zu verhindern.
Die erste Druckeinheit 16 und die zweite Druckeinheit 18 sind an voneinander abgewandten Flächen der Papierbahn 12 angeordnet. Die Papierbahn 12 kann mit Hilfe der Antriebswalze 42 sowohl in Pfeilrichtung des Pfeils P1 als auch in entgegengesetzter Richtung gefördert werden, wobei im Folgenden mit Vorwärtsbewegen das Fördern der Papierbahn 12 in Pfeilrichtung des Pfeils P1 und mit Rückwärtsbewegen das Fördern der Papierbahn 12 in entgegengesetzter Richtung des Pfeils P1 bezeichnet wird. Die Funktion des Druckwerks 14 und der Fixierstation 30 ist im Detail in der WO 00/34831 und in der DE 198 27 210 C1 beschrieben, die durch Bezugnahme Bestandteil der Offenbarung der Anmeldung sind.
Die erste Druckeinheit 16 enthält ein erstes Bandlaufwerk 66 mit einem Fotoleiterband 68, das üblicherweise auch als OPC-Band bezeichnet wird. Das Fotoleiterband 68 wird mit Hilfe des Bandlaufwerks 66 in Pfeilrichtung des Pfeils P2 angetrieben. Mit Hilfe einer Reinigungs- und Ladeeinheit 70 wird das Fotoleiterband 68 entladen, Tonerreste von dem Fotoleiterband 68 entfernt und auf ein vorbestimmtes Potential aufgeladen. Mit Hilfe eines Zeichengenerators 72, der als LED-Zeichengenerator ausgeführt ist, werden Bereiche der gleichmäßig geladenen Oberfläche des Fotoleiterbandes 68 entsprechend der dem Zeichengenerator 72 von der Bilddatenverarbeitungseinheit 26 zugeführten Signale partiell, d.h. bildpunktweise, abhängig vom verwendeten elektrofotografischen Prinzip, auf ein niedrigeres Potential entladen oder auf ein höheres Potential aufgeladen, wodurch ein Ladungsbild auf der Oberfläche des Fotoleiterbandes 68 erzeugt wird. Das auf der Oberfläche des Fotoleiterbandes 68 befindliche Ladungsbild enthält ein latentes Druckbild. Mit Hilfe einer Entwicklereinheit 74 wird das Ladungsbild auf der Oberfläche des Fotoleiterbandes 68 mit Toner zu einem Tonerbild eingefärbt.
Die Druckeinheit 16 enthält weiterhin ein zweites Bandlaufwerk 76 mit einem Transferband 78, das in Pfeilrichtung des Pfeils P3 angetrieben wird. Das Fotoleiterband 68 kontaktiert das Transferband 78 an einer Umdruckstelle 80, d.h. die Oberfläche des Fotoleiterbandes 68 berührt die Oberfläche des Transferbandes 78, wodurch ein auf dem Fotoleiterband 68 befindliches Tonerbild auf die Oberfläche des Transferbandes 78 übertragen wird. Mit Hilfe einer Rollenvorrichtung 82, deren Rollen über Hebel miteinander verbunden sind, wird das Transferband 78 in einem Umdruckbereich 84 an die Papierbahn 12 herangeführt und von dieser weggeführt, wobei das Transferband 78 in 1 an die Papierbahn 12 in einer herangeführten Position dargestellt ist. Das Transferband 78 kontaktiert in dem herangeführten Zustand die Oberfläche der Papierbahn 12 auf deren Vorderseite, wodurch ein auf dem Transferband 78 befindliches Tonerbild vom Transferband 78 auf die Vorderseite der Papierbahn 12 übertragen wird. Das Heranführen des Transferbandes 78 an die Papierbahn 12 wird auch als Anschwenken und das Wegführen des Transferbandes 78 von der Papierbahn 12 auch als Abschwenken bezeichnet.
Wie bereis erwähnt, ist die Druckeinheit 18 im Wesentlichen baugleich mit der Druckeinheit 16, wobei am Bandlaufwerk 76 der Druckeinheit 16 eine Umladeeinheit 86 zum Umladen des auf dem Transferband 78 befindlichen Tonerbildes angeordnet ist. Die Transferbänder der Druckeinheit 16 und der Druckeinheit 18 werden im Wesentlichen gleichzeitig an die Papierbahn 12 angeschwenkt, wodurch zwischen zwei gegenüberliegenden Rollen der Bandlaufwerke der Transferbänder ein Anpressdruck erzeugt wird.
Das Tonerbild auf dem Transferband 78 wird mit Hilfe einer Umladeeinheit 79, die als Korotronanordnung ausgeführt ist, umgeladen. Durch das Umladen des Tonerbildes auf dem Transferband 78 haben die Tonerteilchen der Tonerbilder der Vorder- und Rückseite unterschiedliche Ladungen, so dass das Übertragen der Tonerbilder auf die Papierbahn 12 im Umdruckbereich 84 durch die Anziehungskräfte zwischen den entgegengesetzt geladenen Tonerteilchen durch die Papierbahn 12 hindurch ermöglicht wird.
Eine Rollenvorrichtung 82 zum Heranführen und Wegbewegen des Transferbandes 78 an bzw. von der Papierbahn 12 ist detailliert in der WO 00/54266 beschrieben, deren Inhalt hiermit durch Bezugnahme in die vorliegende Beschreibung aufgenommen wird. Das Transferband 78 des Bandlaufwerks 76 wird durch die Antriebsrolle 86 angetrieben. Der Zeichengenerator 72 erzeugt auf dem geladenen Fotoleiterband 68 ein Ladungsbild. Die Entwicklerstation 74 färbt das Fotoleiterband 68 entsprechend dem Ladungsbild mit Tonermaterial ein und erzeugt somit ein dem Ladungsbild entsprechendes Tonerbild. Das Tonerbild wird an der ersten Umdruckstelle 80 vom Fotoleiterband 68 auf das Transferband 78 umgedruckt. An der zweiten Umdruckstelle 84 wird das Tonerbild vom Transferband 78 auf die Papierbahn 12 umgedruckt.
Anschließend wird das Tonerbild mit der Papierbahn 12 der Fixierstation 30 zugeführt, in der das Tonerbild fixiert und somit fest mit der Papierbahn 12 verbunden wird. Die Antriebsgeschwindigkeit des Transferbandes 78 ist etwas größer voreingestellt als die Fördergeschwindigkeit der Papierbahn 12. Die Geschwindigkeitsdifferenz ist vorzugsweise im Bereich von 0,1 ‰ bis 10 ‰, vorzugsweise 0,5 bis 3 ‰. Die Geschwindigkeitsdifferenz dient dazu, die relativ elastische Papierbahn 12 an der Umdruckstelle 84 unter Zug zu halten und damit Papierlaufprobleme, wie Papierflattern, zu vermeiden. Wird das Transferband 78 wie beschrieben an die Papierbahn 12 angeschwenkt, wirkt eine Zugkraft des Transferbandes 78 in Folge der hohen Geschwindigkeit auf die Papierbahn 12 ein und bewirkt eine Zugkraft in Förderrichtung P1 des Papiers.
Der Antriebsmotor der Antriebswalze 42, vorzugsweise ein Schrittmotor, wird durch die auf die Papierbahn 12 einwirkende Zugkraft entlastet, wodurch eine Lastwinkeländerung am Antriebsmotor erfolgt. Die Lastwinkeländerung bewirkt eine Positionsänderung der Papierbahn 12 in Förderrichtung im Bereich von 0,01 mm bis 1 mm, üblicherweise im Bereich von 0,2 mm bis 0,9 mm. Nach dem Abschwenken des Transferbandes 78 von der Papierbahn 12 erfolgt wiederum eine Vergrößerung des Lastwinkels und eine Positionsverschiebung der Papierbahn 12 entgegengesetzt der zuvor bewirkten Positionsänderung beim Anschwenken des Transferbandes 78.
In 2 ist ein Diagramm dargestellt, in dem die Fördergeschwindigkeit der Papierbahn 12 in Abhängigkeit von einem Bilderzeugungssignal gezeigt ist. Der Graph 100 zeigt das Bilderzeugungssteuersignal und der Graph 102 den Geschwindigkeitsverlauf der Fördergeschwindigkeit der Papierbahn 12. Zum Zeitpunkt t1 startet der Zeichengenerator 72 das Erzeugen eines Ladungsbildes entsprechend der in der Bilddatenverarbeitungseinheit 26 verarbeiteten Druckdaten, nachdem das Bilderzeugungssignal vom Zustand 0 auf den Zustand 1 geändert worden ist. Nach einer Startverzögerungszeit T1 werden die Motore der Antriebswalzen 42 und 52 aktiviert und die Papierbahn 12 auf die Fördergeschwindigkeit v1 beschleunigt. Nach dem Erzeugen des Ladungsbildes bzw. des Zeichengenerators 72 auf dem Fotoleiterband 68 wird das Ladungsbild, wie bereits im Zusammenhang mit 1 beschrieben, mit Toner eingefärbt und das erzeugte Tonerbild auf das Transferband 78 übertragen und weiter zur Umdruckstelle 84 transportiert.
Zum Zeitpunkt t4 trifft das dem zum Zeitpunkt t1 erzeugten Ladungsbild entsprechende Tonerbild an der Umdruckstelle 84 ein und wird ab dem Zeitpunkt t4 auf die Papierbahn 12 übertragen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel soll eine Druck seite mit einer Länge von 12 Zoll auf der Papierbahn 12 erzeugt werden. Das Erzeugen eines entsprechenden Ladungsbildes ist zum Zeitpunkt t3 abgeschlossen. Das Übertragen des auf diesem Ladungsbild erzeugten Tonerbildes auf die Papierbahn 12 ist zum Zeitpunkt t5 abgeschlossen. Zum Zeitpunkt t3 wird somit das Erzeugen von Ladungsbildern durch den Zeichengenerator 72 gestoppt, wobei das Bilderzeugungssignal von 1 auf 0 geändert worden ist. Zum Zeitpunkt t4 wird das Transferband 78 an die Papierbahn 12 angeschwenkt, verbleibt während der Zeitdauer T4, d.h. bis zum Zeitpunkt t5 in Kontakt mit der Papierbahn 12 und wird zum Zeitpunkt t5 wieder von der Papierbahn 12 weggeschwenkt. Das Transferband 78 kontaktiert die Papierbahn 12 somit nur im Zeitraum T4. Im Zeitraum T5 wird das Fördern der Papierbahn 12 durch die Antriebsmotore der Antriebswalzen 42 und 52 definiert gestoppt, so dass zum Zeitpunkt t6 wieder eine Fördergeschwindigkeit von 0 erreicht ist und somit die Papierbahn 12 stillsteht. Somit ergibt sich eine Dauer T2 der Stoppverzögerung nach dem Beenden des Erzeugens eines Ladungsbildes zum Zeitpunkt t3 bis zum Stillstand der Papierbahn 12.
Anschließend wird zum Zeitpunkt t7 die Papierbahn 12 auf eine Geschwindigkeit v2 beschleunigt, wobei der Antrieb in entgegengesetzter Richtung zum Pfeil P1 erfolgt und die Papierbahn 12 somit zurückgefördert bzw. zurückgezogen wird. Das Zurückfördern der Papierbahn 12 erfolgt für den Zeitraum T6, d.h. bis zum Zeitpunkt t8. Im Zeitraum T6 wird die Papierbahn 12 zurückgefördert, so dass bei einem erneuten Druckvorgang die neuen gedruckten Seiten seitengerecht, d.h. bündig, an die im vorhergehenden Druckprozess gedruckten Seiten gedruckt werden.
In 3 ist die Förderung der Papierbahn 12 durch das Drucksystem 10 nach 1 vereinfacht dargestellt. Bei dem in 3 dargestellten Betriebszustand sind die Transferbänder an die Papierbahn 12 angeschwenkt. Zum Straffen der Papierbahn 12 im Umdruckbereich und in der Fixierstation übt die Antriebswalze 52 eine Kraft F1 auf die Papierbahn 12 aus. Durch das Anliegen der Rollenanordnung 82 der Transferbandlaufwerke 76 im Umdruckbereich 84 wirkt im Bereich zwischen dem Umdruckbereich 84 und der Antriebswalze 42 eine Zugkraft F2 auf die Papierbahn 12. Der am Antriebsmotor (nicht dargestellt) der Antriebswalze 42 auftretende Kraftwinkel ist bei der Darstellung in 3 mit α1 bezeichnet. Durch die Zugkraft F2 ist der Lastwinkel α1 bei angeschwenkten Transferbändern 78 relativ klein, d.h. der Antriebsmotor muss eine relativ geringe Kraft aufwenden, um die Papierbahn 12 in Richtung des Pfeils P1 zu fördern.
In 4 ist die gleiche vereinfachte Darstellung der Anordnung nach 3 gezeigt, jedoch kontaktieren bei der Anordnung gemäß 4 die Transferbänder die Papierbahn 12 im Umdruckbereich 84 nicht. Durch das Abschwenken der Transferbänder wird über diese keine Antriebskraft mehr in die Papierbahn 12 eingeleitet, wodurch der Antriebsmotor der Antriebswalze 42 eine größere Antriebskraft aufbringen muss. Der Lastwinkel α2 des Antriebsmotors ist somit beim Abschwenken der Transferbänder schlagartig vergrößert. Beim Anschwenken der Transferbänder, wie in 3 dargestellt, stellt sich der kleinere Lastwinkel α1 erst mit einer gewissen Verzögerung als Gleichgewichtszustand ein und verändert sich relativ kontinuierlich vom größeren Lastwinkel α2, der in 4 dargestellt ist, zum kleineren Lastwinkel α1, der in 3 dargestellt ist. Die Änderung des Lastwinkels α bewirkt eine Änderung der Lage der Antriebswelle des Antriebsmotors, wodurch über die Antriebswalze 42 auch eine Veränderung der Position, d.h. der Lage der Papierbahn 12, im Bereich von 0,05 mm bis 1 mm je nach Druckeraufbau erfolgt.
In 5 ist eine schematische Darstellung der Anordnung von zwei nacheinander auf die Papierbahn 12 gedruckten Druckseiten dargestellt. Nachfolgend wird für eine Druckseite eine Länge von 12 Zoll angenommen. Eine erste Druckseite S1 wurde in einem ersten Druckprozess erzeugt und auf die Papierbahn 12 umgedruckt. Anschließend wurde die Papierbahn 12, wie bereits im Zusammenhang mit 2 beschrieben, zurückgezogen, nachdem der erste Druckprozess beendet und das Drucken gestoppt worden ist. Nachfolgend wurde in einem neuen zweiten Druckprozess die Druckseite S2 erzeugt und das Tonerbild auf die Papierbahn 12 umgedruckt. Durch die Lastwinkeländerung, die im Zusammenhang mit 3 und 4 beschrieben worden ist, ergibt sich ein Überlagern der Druckbilder der Seite S1 und S2. Das Ende des Druckbildes der Seite S1 ist in 5 durch eine gestrichelte Linie dargestellt. Durch den bereits im Zusammenhang mit 3 und 4 beschriebenen kontinuierlichen Einstellvorgang des Lastwinkels erzeugt eine relative geringe Überlagerung von etwa 0,1 mm. Die übliche Antriebsgeschwindigkeit der Bänder der Papierbahn 12 sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel etwa 1 m/sec.
In 6 sind im Unterschied zu 5 im ersten Druckprozess drei nacheinander folgende Seiten S1a, S1b und S1c gedruckt worden und nach Unterbrechung der Papierförderung sowie dem Abschwenken und Anschwenken der Transferbänder in einem neuen zweiten Druckprozess die Seite S2a. Durch die bereits beschriebene kontinuierliche Änderung des Lastwinkels ergibt sich bei drei im neuen zweiten Druckprozess gedruckten Druckseiten eine Positionsverschiebung von etwa 0,3 mm als Überlappung der Seite S1c und S2a, die wiederum mit Hilfe einer Strichlinie dargestellt ist.
In 7 wurden im Unterschied zu den Abläufen nach 5 und 6 im ersten Druckprozess fünf oder mehr Druckseiten erzeugt und nachfolgend im zweiten Druckprozess mindestens eine Druckseite. Nach einer Förderlänge von fünf Seiten hat sich ein Lastwinkel von etwa α1 eingestellt, der sich bei weiteren bedruckten Seiten nicht weiter verändert. Dadurch ergibt sich bei einer bedruckten Länge im ersten Druckprozess von fünf oder mehr Seiten eine Überlappung mit der in dem zweiten Druckprozess gedruckten ersten Seite von etwa 0,9 mm, die wiederum mit einer Strichlinie dargestellt ist.
In 8 ist ein Diagramm dargestellt, in dem der Betrag der Überlappung der nacheinander in verschiedenen Druckprozessen gedruckten Druckseiten abhängig von der im ersten Druckprozess bedruckten Länge der Papierbahn 12 gezeigt ist. Mit Hilfe des Diagramms ist die durch die kontinuierliche Änderung des Lastwinkels α des Antriebsmotors der Antriebswalze 42 bewirkte Positionsänderung des im zweiten Druckprozess erzeugten Druckbildes grafisch dargestellt. Auf der Abszisse ist dabei die im ersten Druckprozess bedruckte Länge der Papierbahn 12 angetragen und auf der Ordinate der Versatz des letzten im ersten Druckprozess gedruckten Druckbildes mit der ersten im zweiten Druckprozess bedruckten Druckseite. Somit beträgt der Versatz bei einer bedruckten Länge von ≤ 12 Zoll im ersten Druckprozess etwa 0,1 mm, bei 36 Zoll etwa 0,5 mm und ab 60 Zoll etwa 0,9 mm. Diese Versatzwerte sind Positionsfehler des zweiten Druckbildes, da dieses das erste Druckbild überlappt und wurden mit dem in 1 dargestellten elektrofotografischen Drucksystem 10 empirisch ermittelt.
Zum Verringern des Positionsfehlers kann die Zugkraft der Antriebswalze 50 erhöht werden, um die beim An- und Abschwenken des Transferbandes 78 auftretende Lastwinkeländerung zu verringern, wodurch durch eine erhöhte Zugkraft der Antriebswalze 50 der Einfluss der Zugkraft des Transferbandes 78 auf die Lage der Papierbahn 12, d.h. auf den Positionsfehler der Papierbahn 12 verringert wird. Jedoch ist bei einer zu hohen Zugkraft die Wahrscheinlichkeit von Papiertransportfehlern, insbesondere durch ein Einreißen bzw. Abreißen der Papierbahn 12 vor allem bei Papierbahnen 12 mit Querfaltungen, vergrößert, so dass die Zugkraft der Antriebswalze 50 nicht beliebig hoch gewählt werden kann.
Ausgehend von dem ermittelten Positionsversatz der einzelnen Druckbilder S2, S2a und S2b kann bei bekannter Fördergeschwindigkeit der Papierbahn 12 die Zeitdauer ermittelt werden, um die eine Sollposition der Papierbahn 12 zu früh an der Umdruckstelle 84 eingetroffen ist, d.h. um die die Papierbahn 12 voreilt. Bei einer Fördergeschwindigkeit von 1 m/sec ergibt sich bei einem Versatz bis 12 Zoll eine Zeitdauer von 0,1 ms, bei einer bedruckten Länge von 36 Zoll 0,5 ms und bei einer bedruckten Länge von 60 Zoll oder größer eine Zeitdauer von 0,9 ms. Zur Kompensation, d.h. zur Korrektur, des Positionsfehlers wird entsprechend der zuvor bedruckten Länge der Papierbahn 12 die Zeitdauer ermittelt und der Start des Förderns der Papierbahn 12 im Zeitpunkt t2 um die ermittelte Zeitdauer verzögert. Alternativ oder zusätzlich kann im Zeitraum T3 die Beschleunigung der Papierbahn 12 auf Fördergeschwindigkeit v1 erhöht und/oder die Fördergeschwindigkeit v1 im Zeitraum T3 der Papierbahn 12 erhöht werden. Ferner kann beim Rückzug der Papierbahn 12 nach Beenden eines Druckvorgangs im Zeitraum T6 durch Verlängern des Zeitraums T6 oder Erhöhen der Fördergeschwindigkeit v2 derart verändert werden, dass die Papierbahn 12 um den nachfolgend zu erwartenden Positionsfehler weiter zurückgezogen wird.
Mit Hilfe der Randlöcher in und/oder mit Hilfe der Synchronisationsmarkierungen auf der Papierbahn 12 wird während eines Druckprozesses die Positionsabweichung der aktuellen Position der Randlöcher bzw. Synchronisationsmarken ermittelt und mit Hilfe einer Papierpositionsregelung auf Sollposition geregelt. Der Antriebsmotor des Papierbahnantriebs dient dabei als Stellglied. Bei Druckbildern mit einer Druckbildlänge kleiner als fünf Druckseiten mit je einer Seitenlänge von 12 Zoll kann die Papierpositionsregelung jedoch die beim Rückzug der Papierbahn 12 infolge der Lastwinkeländerung beim Rückzug auftretende nicht bzw. nicht vollständig ausregeln. Beim nachfolgenden Rückzug der Papierbahn 12 erfolgt wieder infolge der Lastwinkeländerung eine Positionsverschiebung. Die beim Rückzug auftretende Positionsabweichung ist bei jedem Rückzug im wesentlichen gleich groß.
Bei einer Druckbildlänge von kleiner einer Druckseite kann die durch den vorhergehenden Rückzug vorhandene Positionsab weichung noch nicht ausgeregelt werden, so dass durch die nachfolgende Lastwinkeländerung beim Fördern der Papierbahn zum Umdrucken eines Tonerbildes eine relativ geringe Positionsabweichung von etwa 0,1 mm in Längsrichtung der Papierbahn entsteht und wie bereits beschrieben eine unerwünschte Überlappung der Vorderkante eines neu erzeugten Druckbildes und der Hinterkante eine im vorhergehenden Druckprozess erzeugten Druckbildes entsteht. Im Unterschied dazu erfolgt bei einer im vorhergehenden Druckprozess gedruckten Länge von fünf oder mehr Druckseiten ein nahezu vollständiges Ausregeln der Positionsabweichung. Dies führt dazu, dass durch die nachfolgende Lastwinkeländerung beim Fördern der Papierbahn 12 zum Umdrucken eines Tonerbildes in Richtung des Pfeils P1 eine relativ große Positionsabweichung von etwa 0,9 mm in Längsrichtung der Papierbahn 12 entsteht. Bei kürzeren Drucklängen im vorhergehenden Druckprozess als fünf Seiten heben sich somit der nicht ausregelte Positionsfehler und die Positionverschiebung infolge der Förderung der Papierbahn 12 in Druckrichtung P1 zumindest zum Teil auf. Die Positionsabweichung bei Drucklängen zwischen einer und fünf Druckseiten ist im Wesentlichen linear zur Druckbildlänge bzw. zur Anzahl der Druckseiten.
Mit Hilfe der Randlöcher in und/oder mit Hilfe der Synchronisationsmarkierungen auf der Papierbahn 12 wird während eines Druckprozesses die Positionsabweichung der aktuellen Position der Randlöcher bzw. Synchronisationsmarken ermittelt und mit Hilfe einer Papierpositionsregelung auf Sollposition geregelt. Der Antriebsmotor des Papierbahnantriebs dient dabei als Stellglied. Bei Druckbildern mit einer Druckbildlänge kleiner als fünf Druckseiten mit je einer Seitenlänge von 12 Zoll kann die Papierpositionsregelung jedoch die beim Rückzug der Papierbahn 12 infolge der Lastwinkeländerung beim Rückzug auftretende nicht bzw. nicht vollständig ausregeln. Beim nachfolgenden Rückzug der Papierbahn 12 erfolgt wieder infolge der Lastwinkeländerung eine Positionsverschiebung. Die beim Rückzug auftretende Positionsabweichung ist bei jedem Rückzug im wesentlichen gleich groß.
Bei einer Druckbildlänge von kleiner einer Druckseite kann die durch den vorhergehenden Rückzug vorhandene Positionsabweichung noch nicht ausgeregelt werden, so dass durch die nachfolgende Lastwinkeländerung beim Fördern der Papierbahn zum Umdrucken eines Tonerbildes eine relativ geringe Positionsabweichung von etwa 0,1 mm in Längsrichtung der Papierbahn entsteht und wie bereits beschrieben eine unerwünschte Überlappung der Vorderkante eines neu erzeugten Druckbildes und der Hinterkante eine im vorhergehenden Druckprozess erzeugten Druckbildes entsteht.
Im Unterschied dazu erfolgt bei einer im vorhergehenden Druckprozess gedruckten Länge von fünf oder mehr Druckseiten ein nahezu vollständiges Ausregeln der Positionsabweichung. Dies führt dazu, dass durch die nachfolgende Lastwinkeländerung beim Fördern der Papierbahn 12 zum Umdrucken eines Tonerbildes in Richtung des Pfeils P1 eine relativ große Positionsabweichung von etwa 0,9 mm in Längsrichtung der Papierbahn 12 entsteht. Bei kürzeren Drucklängen im vorhergehenden Druckprozess als fünf Seiten heben sich somit der nicht ausregelte Positionsfehler und die Positionverschiebung infolge der Förderung der Papierbahn 12 in Druckrichtung P1 zumindest zum Teil auf. Die Positionsabweichung bei Drucklängen zwischen einer und fünf Druckseiten ist im Wesentlichen linear zur Druckbildlänge bzw. zur Anzahl der Druckseiten.
In 9 ist die Anordnung der auf der Papierbahn 12 erzeugten Seiten S1a, S1b, S1c, S2a dargestellt, die im Wesentlichen auf die gleiche Art erzeugt worden sind, wie die in 6 dargestellten Druckseiten, wobei der Startzeitpunkt des Förderns des Trägermaterials um 0,5 ms verzögert worden ist.
Alternativ zum Verändern des Startzeitpunkts kann der Startzeitpunkt t7 oder der Stoppzeitpunkt t8 beim Rückziehen der Papierbahn verändert und dadurch die Zeitdauer T6 verkürzt werden, um die Lage des Druckbildes an der Umdruckstelle im nächsten Druckprozess zu verschieben und den Positionsfehler damit zu kompensieren.
Bei bekannten Hochleistungsdruckern herrschen durch Montagetoleranzen auch bei baugleichen Typen unterschiedliche geometrische Verhältnisse, die sich auf die Zugkräfte an der Papierbahn 12 und auf den Antrieb der Papierbahn 12 sowie auf den Lastwinkel α der Antriebsmotore auswirken. Ferner hängt der Positionsfehler von den Papierparametern der Papierbahn 12 ab. Somit muss die Positionsabweichungskennlinie, die sich aus dem in 8 dargestellten Diagramm, wie bereits beschrieben, ergibt, in einer Grundeinstellung des Druckers für diesen gerätespezifisch mit einem Standardpapier oder alternativ mit verschiedenen Papierarten ermittelt werden. Dazu werden die Überlappungen beim Start eines neuen Druckprozesses in Abhängigkeit der bedruckten Länge der Papierbahn 12 im vorhergehenden Druckprozess ermittelt. Aus diesen Überlappungen wird die Kompensationskennlinie ermittelt, die als Grundlage zum Korrigieren des Positionsfehlers dient.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Kompensationskennlinie für Drucklängen im Bereich zwischen 12 Zoll und 60 Zoll ermittelt, die im ersten Druckprozess erzeugt worden sind. Es wird davon ausgegangen, dass bei dem in 1 dargestellten Druckertyp unter 12 Zoll und über 60 Zoll keine Veränderungen des Positionsfehlers auftreten. Zusätzlich zu der ermittelten Grundeinstellung bei Standardpapier für den Drucker werden für Sonderpapiere Kompensationskennlinien separat ermittelt, die über eine Bedieneinheit des Druckers beim Druckbetrieb mit Sonderpapier dem Drucker zugewiesen werden können oder automatisch nach Einstellen der Papierart ausgewählt werden.
Alternativ kann mit Hilfe des Randlochsensors 49 und/oder der Markensensoren 46, 48 der Positionsfehler dynamisch während des Druckbetriebs ermittelt und ausgewertet werden. Dabei wird zur Kompensation eine Regelung eingesetzt, die bei Abweichungen der Position der Randlöcher bzw. der Synchronisationsmarken von einer Soll-Position als Regelabweichung genutzt wird. Nach dem Start des Druckbetriebs wird nach dem Abschwenken des Transferbandes 78 die Papierbahn 12 während des Zeitraums T5 noch weiter mit geregelter Sollgeschwindigkeit gefördert. In diesem Zeitraum findet der Lastwinkelausgleich statt, wodurch aus der schlagartigen Abweichung der aktuellen Position der Randlöcher bzw. der Synchronisationsmarken von der Soll-Position die Lastwinkeländerung ermittelt werden kann.
In 10 ist ein Diagramm dargestellt, in dem die Abweichung der aktuellen Position der Papierbahn 12 von einer Soll-Position, d.h. der Positionsfehler der Papierbahn 12, zeitabhängig vor und nach dem Abschwenken des Transferbandes 78 dargestellt ist. Die zeitlichen Abläufe stimmen mit den in 2 dargestellten Abläufen im Wesentlichen überein. Bis zum Zeitpunkt t5 ist das Transferband 78 an die Papierbahn 12 angeschwenkt. Die Abweichung der Position von der Soll-Position der Papierbahn 12 schwankt in einem Toleranzbereich um den Wert 0. Zum Zeitpunkt t5 wird, wie bereits im Zusammenhang mit 2 beschrieben, das Transferband 78 von der Papierbahn 12 abgeschwenkt, so dass aufgrund der Veränderung des Lastwinkels des Antriebsmotors der Antriebswalze 42 ein Positionsfehler entsteht. Die Lastwinkeländerung bewirkt, dass die Ist-Position der Papierbahn 12 von deren Soll-Position nach dem Abschwenken des Transferbandes 78 um einen Betrag s abweicht.
In 10 zeigt ein Graph 104 die Positionsänderung der Papierbahn 12 nach dem vorherigen Bedrucken von zwei Druckseiten. Der Betrag der maximalen Positionsabweichung ist in 10 für den Graphen 104 mit s1 bezeichnet. Ferner ist in 10 ein Graph 106 mit Hilfe einer Punktlinie dargestellt, der bis zum Zeitpunkt t5 einen im Wesentlichen gleichen Verlauf wie der Graph 104 hat. Der Graph 106 zeigt die Abweichung der Ist-Position von der Soll-Position der Papierbahn 12 nach dem vorherigen Drucken von einer Druckseite, d.h. von 12 Zoll der Papierbahn 12. Die maximale Positionsabweichung der Soll-Position von der Ist-Position beim vorherigen Drucken von einer Seite ist in 10 mit s2 bezeichnet. Zum Zeitpunkt t6 ist der Stillstand der Papierbahn 12 erreicht, so dass ab diesem Zeitpunkt t6 die Positionsabweichung konstant ist, da die Papierbahn 12 mit dieser Positionsabweichung steht.
Beim nachfolgenden Start der Förderung der Papierbahn 12 bleibt die Positionsabweichung im Wesentlichen bestehen. Durch die bereits beschriebenen Maßnahmen der Änderung des Startzeitpunkts, der Änderung des Rückzugsweges, der Änderung der Transferbandgeschwindigkeit kann dieser bestehende Positionsfehler korrigiert werden. Vorzugsweise wird dem Lochsensor zum Überwachen von Positionsmarken der Papierbahn 12 die ermittelte Positionsabweichung ebenfalls mitgeteilt, um den Soll-Zeitpunkt des Eintreffens der Positionsmarken am Sensor entsprechend der Positionsverschiebung anzupassen.
In 11 ist ein Ablaufplan eines Druckprozesses nach 2 dargestellt, bei dem die Korrektur des Positionsfehlers mit Hilfe einer Startverzögerung des Förderns der Papierbahn 12 erfolgt. Im Schritt S10 wird der Ablauf gestartet. Im Schritt S12 werden die Steuereinheiten 22, 26 sowie Submodulsteuerungen, insbesondere zum Auswerten des Lochsensors, eine Grundeinstellung der Startverzögerung T1 übertragen und in einem Speicherbereich der jeweiligen Steuerung bzw. des jeweiligen Moduls gespeichert.
Im Schritt S14 wird anschließend ein Startsignal "TRANSRUN" des Druckprozesses erzeugt, das das Erzeugen eines Druckbildes zum Zeitpunkt t1 startet. Von diesem Signal "TRANSRUN" ausgehend werden alle nachfolgenden Steuervorgänge des Druckprozesses gesteuert. Anschließend wird im Schritt S16 nach dem Start der Papiervorwärtsbewegung zum Zeitpunkt t2 im Schritt S18 ein kontinuierlicher Papierlauf der Papierbahn 12 erreicht. Nachdem im Schritt S20 das Erzeugen des Druckbildes im Druckprozess beendet ist und keine weiteren Druckdaten mehr verarbeitet werden, wird im Schritt S22 die Förderung der Papierbahn 12 nach der Zeitdauer T2 gestoppt. Anschließend wird im Schritt S24 die Positionsabweichung aufgrund der Länge des erzeugten Druckbildes ermittelt und ein Wert für die Korrektur der Startverzögerung berechnet. Anschließend werden die im Schritt S12 mit einem Ausgangswert der Startverzögerung T1 parametrierten Steuerungen und Module mit einem korrigierten Wert der Startverzögerung T1 für den nächsten Start der Papiervorwärtsbewegung parametriert, indem die neuen Startverzögerungswerte an diese Steuerung und die Submodule übertragen werden.
Nach dem Stillstand der Papierbahn 12 im Schritt S22 und der Berechnung der neuen Startverzögerungswerte in den Schritten S24 und S26 und im Schritt S28 wird eine Pause von etwa 800 ms erzeugt, in der keine Förderbewegung der Papierbahn 12 erfolgt. Anschließend erfolgt im Schritt S30 ein Rückzug der Papierbahn 12, wie bereits im Zusammenhang mit 2 erläutert. Anschließend wird der Ablauf fortgesetzt, indem im Schritt S14 auf ein Startsignal für einen weiteren Druckprozess gewartet wird. Somit wird nach jedem abgeschlossenen Druckprozess die zur Positionskorrektur erforderliche Startverzögerungszeit T1 zum Starten der Vorwärtsbewegung der Papierbahn 12 im nachfolgenden Druckprozess ermittelt.
In 12 ist ein Geschwindigkeits-Zeit-Diagramm und ein Umlaufzeit-Zeit-Diagramm dargestellt, in denen die Geschwindigkeit bzw. Umlaufzeit des Transferbandes 78 vor und nach dem Anschwenken des Transferbandes 78 an die Papierbahn 12 im Zeitpunkt t4 für ein ideales Anschwenken ohne Positionsfehler dargestellt ist. Dabei ist sowohl die Transferbandgeschwindigkeit vor dem Anschwenken des Transferbandes 78 an die Papierbahn 12 gleich der Geschwindigkeit des Transferbandes 78 nach dem Anschwenken und die Umlaufzeit des Transferbandes 78 vor dem Anschwenken vor dem Anschwenken ist idealerweise gleich der Umlaufzeit des Transferbandes 78 nach dem Anschwenken. Das Anschwenken des Transferbandes 78 an die Papierbahn 12 wird auch als Kontaktieren bezeichnet. Typischerweise ist die Transferbandgeschwindigkeit durch eine voreingestellte Umlaufzeit T des Transferbandes 78 vorgegeben. Alternativ oder zusätzlich wird die Umlaufzeit T ermittelt. Die Umlaufzeit T des Transferbandes 78 kann auf einfache Art und Weise mit relativ einfachen kostengünstigen Sensoren wie z.B. einer Lichtschranke oder einem Lichttaster ermittelt werden.
In 13 ist ein Diagramm ähnlich dem Diagramm nach 2 dargestellt, in dem der Ablauf des Erzeugens von Druckbildern in zwei nacheinander folgenden Druckprozessen dargestellt ist. Ein erster Graph 108 des Diagramms nach 13 gibt ein Signal für das Starten und Stoppen des Erzeugens von Ladungsbildern durch den Zeichengenerator auf das Fotoleiterband 68 an. Dieses Signal wird auch als "TRANSRUN"-Signal bezeichnet. Das Erzeugen von Ladungsbildern mit Hilfe des Zeichengenerators 72 ist in der Zeichendarstellung unterhalb des Graphen 108 nochmals verdeutlicht. Infolge der Laufzeit des Druckbildes vom Zeichengenerator 72 bis zur Umdruckstelle 84 zum Umdrucken des Tonerbildes vom Transferband 78 auf die Papierbahn 12 ist bei konstanter Antriebsgeschwindigkeit des Fotoleiters und des Transferbandes 78 eine Zeitdauer T10 erforderlich. Die Zeitdauer T10 ist der Zeitraum zwischen dem Zeitpunkt t1, zu dem der Zeichengenerator 72 das Schreiben des Ladungsbildes auf das Fotoleiterband 68 startet, bis zum Erreichen der Vorderkante des aus diesem Ladungsbild erzeugten Tonerbildes an der Umdruckstelle 84 zum Zeitpunkt t4.
Ausgehend vom Zeitpunkt t1 wird eine Zeitdauer T1 bis zum Start der Förderung der Papierbahn 12 bis zum Zeitpunkt t2 gewartet. Im Zeitpunkt t2 wird das Fördern der Papierbahn 12 gestartet, indem die Papierbahn 12 auf Fördergeschwindigkeit v1 beschleunigt und mit dieser weitergefördert wird. Zum Zeitpunkt t4 wird das Transferband 78 an die Papierbahn 12 geschwenkt und mit dem Übertragen des Tonerbildes vom Transferband 78 auf die Papierbahn 12 bis zum Zeitpunkt t5 übertragen, zu dem das komplette Tonerbild vom Transferband 78 auf die Papierbahn 12 übertragen worden ist und das Transferband 78 wieder von der Papierbahn 12 weggeschwenkt wird. Ausgehend vom Zeitpunkt t3, zu dem das Erzeugen des Ladungsbildes durch den Zeichengenerator beendet ist und das "TRANSRUN"-Signal wieder den Zustand 0 hat, wird das Tonerbild vom Transferband 78 noch für den Zeitraum T12, d.h. bis zum Zeitpunkt t5, auf die Papierbahn 12 übertragen, wobei der Zeitraum T12 im Wesentlichen der Zeitdauer T10 entspricht. Ausgehend vom Zeitpunkt t3 ergibt sich somit ein Zeitraum T13 bis zum Zeitpunkt t6, zu dem die Papierbahn 12 stillsteht. Zwischen dem Abschwenken des Transferbandes 78 zum Zeitpunkt t5 bis zum Stillstand der Papierbahn 12 ergibt sich eine Zeitdauer T5. Wie bereits erwähnt, entspricht die Zeitdauer T10 in etwa der Zeitdauer T12, wobei die Zeitdauer T10 das Produkt aus der Zeitdauer T1 und der Zeitdauer T11 ist und die Zeitdauer T12 sich aus der Subtraktion der Zeitdauer T5 von der Zeitdauer T13 ergibt.
Wie bereits im Zusammenhang mit 2 beschrieben, wird nachfolgend die Papierbahn 12 in entgegengesetzter Richtung gefördert, um eine Ausgangslage für einen nachfolgenden Druckprozess zu erhalten. Zum Zeitpunkt t1a, der ein beliebiger Zeitpunkt nach dem Rückfördern der Papierbahn 12 ist, wird ein zweiter Druckprozess gestartet, bei dem zum Zeitpunkt t1a der Zeichengenerator 72 ein weiteres Ladungsbild auf die Fotoleiterbahn 68 erzeugt. Nach einer Zeitdauer T1a wird die Förderung der Papierbahn 12 zum Zeitpunkt t2a gestartet. Nach der Zeitdauer T10a vom Zeitpunkt t1a an wird das Transferband 78 an die Papierbahn 12 angeschwenkt und das Übertragen des Tonerbildes vom Transferband 78 auf die Papierbahn 12 zum Zeitpunkt t4a gestartet. Das Beenden des zweiten Druckprozesses erfolgt im Wesentlichen auf die gleiche Weise wie das Beenden des ersten Druckprozesses.
In 14a ist ein Diagramm dargestellt, in dem die erzeugten Druckbilder auf der Papierbahn 12 und auf dem Transferband 78 an der Umdruckstelle 84 dargestellt sind. Dabei ist in 14a die Anordnung von Druckseiten zum Zeitpunkt t4 dargestellt. Die wirksame Umlauflänge zwischen der Umdruckstelle 80 (Umdruck vom Fotoleiterband 68 auf das Transferband 78) und der Umdruckstelle 84 (Umdruck vom Transferband 78 auf die Papierbahn 12) beträgt im vorliegenden Ausführungsbeispiel 36 Zoll und entspricht somit einer Länge von drei Druckseiten. Zum Zeitpunkt t4 befinden sich somit auf dem Fotoleiterband 68 und dem Transferband 78 drei zu druckende Seiten, wobei sich auf der Papierbahn 12 mindestens eine bereits in einem vorhergehenden Druckprozess gedruckte Seite befindet.
Die Fördergeschwindigkeit v1 der Papierbahn 12 ist mit der Schreibgeschwindigkeit des Zeichengenerators 72 synchronisiert, d.h. in derselben Zeiteinheit, in der eine Druckseite eines Zeichengenerators erzeugt, anschließend mit Toner eingefärbt und auf das Transferband 78 übertragen wird, wird es an der Umdruckstelle 84 vom Transferband 78 auf die Papierbahn 12 übertragen und hat damit unabhängig von den Bandgeschwindigkeiten des Fotoleiterbandes 68 und des Transferbandes 78 die vom Zeichengenerator 72 vorgegebene Länge auf der Papierbahn 12. Wie bereits beschrieben, sind die Bandgeschwindigkeiten des Fotoleiterbandes 68 und des Transferbandes 78 geringfügig höher als die Fördergeschwindigkeit der Papierbahn 12. Dadurch wird das Druckbild am Zeichengenerator 72 in Förderrichtung des Fotoleiterbandes 68 gedehnt und an der Umdruckstelle 84 zwischen dem Transferband 78 und der Papierbahn 12 wieder auf die korrekte Länge gestaucht. Somit ergibt sich, wie in 14a gezeigt, dass das auf der Papierbahn 12 gedruckte Druckbild auf einer Druckseite kürzer ist als die auf dem Fotoleiterband 68 und dem Transferband 78 befindlichen Druckbilder.
In 14b ist wie in 14a die Anordnung von Druckseiten bezogen auf die Umdruckstelle 84 dargestellt, wobei im Unterschied zur 14a die erste im zweiten Druckprozess erzeugte Seite bereits auf die Papierbahn 12 umgedruckt worden ist. Die Strichlinie in 14b gibt dabei ebenso wie die Strichlinie in 14a die örtliche Trennung der Druckbilder an der Umdruckstelle 84 an, wobei die unterhalb der Strichlinie angeordneten Druckbilder auf der Papierbahn 12 und die oberhalb der Strichlinie angeordneten Druckbilder auf dem Transferband 78 und/oder Fotoleiterband 68 angeordnet sind.
Die erste im zweiten Druckprozess erzeugte Seite "1 neu", die in 14b im Unterschied zu 14a bereits auf die Papierbahn 12 umgedruckt worden ist, ist gegenüber dem in 14a dargestellten Zustand, in dem die Druckseite "1 neu" noch auf dem Transferband 78 angeordnet ist, verkürzt. Diese Verkürzung des Druckbildes erfolgt durch die bereits beschriebene Stauchung an der Umdruckstelle 84 durch die unterschiedlichen Geschwindigkeiten der Papierbahn 12 und des Transferbandes 78. Eine solche zu druckende Seite wird auch als Formular und die Seitenlänge als Formularlänge bezeichnet.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist somit die Antriebsgeschwindigkeit des Fotoleiterbandes 68 und/oder des Transferbandes 78 größer als die Fördergeschwindigkeit der Papierbahn 12. Dennoch sind die Aufschreibdauer einer Seite am Zeichengenerator 72, d.h. die Dauer des Erzeugens des Ladungsbildes, und die Umdruckdauer derselben Seite an der Umdruckstelle 84 zumindest ab Seite "4 neu" gleich lang. Bei konstanten Bandgeschwindigkeiten ergibt sich somit, dass die Aufzeichnungszeit des Ladungsbildes für eine Druckseite gleich der Umdruckzeit dieser Druckseite vom Fotoleiterband 68 zum Transferband 78 und gleich der Umdruckdauer an der Umdruckstelle 84 vom Transferband 78 auf die Papierbahn 12 ist. Die Länge der Seite auf dem Fotoleiterband 68 bzw. auf dem Transferband 78 ist, wie bereits beschrieben, länger als die Länge derselben Seite auf der Papierbahn 12. In den 14a und 14b sind die im ersten Druckprozess gedruckten Druckseiten mit "alt" bezeichnet und die im zweiten Druckprozess erzeugten Druckseiten mit einer fortlaufenden Nummer und "neu" bezeichnet.
In 15 sind ein Geschwindigkeits-Zeit-Diagramm und ein Umlaufzeit-Zeit-Diagramm dargestellt, die im Unterschied zu den in 12 dargestellten Diagrammen die tatsächliche Änderung der Bandlaufgeschwindigkeit des Transferbandes 78 bzw. die tatsächliche Umlaufzeit des Transferbandes 78 zeigen, die durch das Anschwenken des Transferbandes 78 an die Papierbahn 12 zum Zeitpunkt t4 erfolgen. Zur Vereinfachung ist die Geschwindigkeitsänderung bzw. die Umlaufzeitänderung als digitale Änderung dargestellt, wobei beim Anschwenken des Transferbandes 78 die Umlaufgeschwindigkeit v nach dem Anschwenken um 0,22 μm/ms verringert ist. Die Umlaufzeit T des Transferbandes 78 erhöht sich bei diesem Ausführungsbeispiel um 0,4 ms.
In 16 ist ein Geschwindigkeits-Zeit-Diagramm der Fördergeschwindigkeit v der Papierbahn 12 in Abhängigkeit des Bilderzeugungssignals TRANSRUN dargestellt. Zum Zeitpunkt t1 wird, wie bereits im Zusammenhang mit den 2 und 13 beschrieben, begonnen, mit Hilfe des Zeichengenerators 72 ein Ladungsbild auf dem Fotoleiterband 68 zu erzeugen. Zu diesem Zeitpunkt werden das Fotoleiterband 68 und das Transferband 78 mit der erhöhten Geschwindigkeit gemäß 15 angetrieben, d.h. mit einer um 0,22 μm/ms erhöhten Geschwindigkeit.
Zum Zeitpunkt t4 wird, wie bereits im Zusammenhang mit den 2 und 13 beschrieben, das Transferband 78 an die Papierbahn 12 angeschwenkt, um ein auf dem Transferband 78 befindliches Tonerbild auf die Papierbahn 12 zu übertragen. Jedoch ist zu diesem Zeitpunkt aufgrund der erhöhten Geschwindigkeit das Fotoleiterband 68 und das Transferband 78 ein Teil des Tonerbildes an der Umdruckstelle 84 vorbeigeführt worden, so dass dieses nicht mehr auf die Papierbahn 12 übertragen werden kann. Somit müsste das Transferband 78 bereits zum Zeitpunkt t40 an die Papierbahn 12 angeschwenkt werden, um das erzeugte Tonerbild vollständig auf die Papierbahn 12 zu übertragen.
Jedoch erreicht die Papierbahn 12 zum Zeitpunkt t4 die Position an der Umdruckstelle, an der die Übertragung des Tonerbildes vom Transferband 78 auf die Papierbahn 12 erfolgen soll. Somit muss die Übertragung des Tonerbildes bereits zum Zeitpunkt t40 gestartet werden, wobei zu diesem Zeitpunkt das Transferband 78 an die Papierbahn 12 angeschwenkt werden muss. Nach dem Beenden des ersten Druckprozesses zum Zeitpunkt t8 wird nachfolgend ein zweiter Druckprozess zum Zeitpunkt t1a gestartet, bei dem im Wesentlichen die gleiche Verschiebung des Druckbildes auf dem Transferband 78 zur Papierbahn 12 auftritt.
Wird bereits zum Zeitpunkt t40 mit der Übertragung des Tonerbildes vom Transferband 78 auf die Papierbahn 12 begonnen, so tritt ferner ein Positionsfehler des Druckbildes auf der Papierbahn 12 auf. Der Start des Förderns der Papierbahn 12 wird um die Differenz der Zeitpunkte t4 und t40 verschoben, um den Positionsfehler der Papierbahn 12 beim Vorverlegen des Zeitpunkts des Umdruckens zu korrigieren.
In 17a ist das Überlappen der Druckbilder des ersten Druckprozesses und des zweiten Druckprozesses an der Umdruckstelle 84 dargestellt. Das Transferband 78 wurde an die Papierbahn 12 zum Zeitpunkt t40 gemäß 16 angeschwenkt. Dadurch wird zu diesem Zeitpunkt t40 mit dem Umdrucken der Vorderkante des auf dem Transferband 78 befindlichen Tonerbildes begonnen. Jedoch ist zum Zeitpunkt t40 das im vorhergehenden Druckprozess gedruckte Druckbild "alt" noch nicht vollständig an der Umdruckstelle 84 vorbeigefördert worden. Das vorhergehende Druckbild "alt" ist erst zum Zeitpunkt t4 vollständig an der Umdruckstelle 84 vorbeigefördert. Zu diesem Zeitpunkt t4 müsste somit mit dem Umdrucken der ersten Seite "1 neu" des neuen Druckprozesses begonnen werden, damit diese bündig an die Seite "alt" anschließt. Durch das Anschwenken des Transferbandes 78 zum Zeitpunkt t40 entsteht eine Überlappung der Seite "alt" mit dem Bereich 120 der Seite "1 neu".
Die Länge des Überlappungsbereichs der beiden Druckbilder in 17a ist mit ΔL bezeichnet. Diese Überlappung resultiert aus der erhöhten Bandgeschwindigkeit des Transferbandes 78 bei abgeschwenktem Transferband 78. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist nach dem Anschwenken des Transferbandes 78 ein vergrößerter Schlupf zwischen Fotoleiterband 68 und Transferband 78 vorhanden. Durch die erhöhte Bandgeschwindigkeit des Transferbandes 78 wird bei gleicher Schreibgeschwindigkeit des Zeichengenerators 72 das Druckbild der Seiten "1 neu", "2 neu" und "3 neu" in Längsrichtung P1 gestreckt erzeugt, als bei normaler Fördergeschwindigkeit des Transferbandes 68 nach dem Anschwenken des Transferbandes 78 an die Papierbahn 12, d.h. die Druckbilder der Seiten „1 neu" bis „3 neu" werden an der Umdruckstelle 80 nicht in der Art gestaucht, wie die nachfolgenden Druckseiten, die an der Umdruckstelle nach dem Anschwenken des Transferbandes 78 an die Papierbahn 12 infolge des vergrößerten Schlupfs zwischen Fotoleiterband 68 und Transferband 78.
Wie bereits erläutert, beträgt die wirksame Förderlänge zwischen dem Zeichengenerator 72 und der Umdruckstelle 84 etwa 36 Zoll, d.h. drei Seitenlängen. Zwischen Zeichengenerator 72 und der Umdruckstelle 84 beträgt die wirksame Förderlänge etwa 60 Zoll, d.h. etwa fünf Druckseitenlängen. Somit werden die bis zum Anschwenken des Transferbandes 78 mit Hilfe des Zeichengenerators 72 erzeugten und auf das Transferband 78 übertragenen Druckbilder längs gestreckt, wodurch die Druckseiten "1 neu", "2 neu" und "3 neu" länger sind als die nachfolgenden Druckseiten "4 neu" und "5 neu". Im Ergebnis über lappt die Seite "1 neu" die Seite "alt" um den Betrag ΔL. Ferner haben die Seiten "1 neu", "2 neu" und "3 neu" eine größere Länge als die Seiten "4 neu" und alle nachfolgenden.
In 17b ist die Anordnung nach 17a dargestellt, wobei die in 17a gezeigte Positionierung der Druckseiten zu einem späteren Zeitpunkt nach dem Umdrucken der Seite "3 neu" gezeigt ist. Wie bereits im Zusammenhang mit 17a beschrieben, überlappt die Seite "1 neu" die Seite "alt" um den Betrag ΔL. Ferner haben die Seiten "1 neu", "2 neu" und "3 neu" eine größere Länge auf der Papierbahn 12 als die Seiten "alt" und die noch auf die Papierbahn 12 umzudruckenden Druckseiten "4 neu", "5 neu" und "6 neu" sowie die in dem zweiten Druckprozess nachfolgend erzeugten Druckseiten.
18 zeigt Diagramme, in denen die Geschwindigkeits- und Umlaufzeitänderungen des Transferbandes 78 vor und nach dem Zeitpunkt t4 dargestellt sind, wobei eine erste Kompensationsmöglichkeit des Positionsfehlers angegeben ist, der zur Überlappung der Druckbilder um den Betrag ΔL führt. Ein erster Graph 122 zeigt die Zustandsänderung des Kontaktierens des Transferbandes 78 mit der Papierbahn 12 zum Zeitpunkt t4, wobei das Transferband 78 vor dem Zeitpunkt t4 abgeschwenkt und nach dem Zeitpunkt t4 an die Papierbahn 12 angeschwenkt ist und somit die Papierbahn 12 nach dem Anschwenken kontaktiert.
Zur Korrektur des Positionsfehlers wird zumindest das Transferband 78 bis zum Zeitpunkt t4 mit einer ersten verringerten Fördergeschwindigkeit v1 angetrieben und nach dem Zeitpunkt mit einer erhöhten Fördergeschwindigkeit. Dies ist mit Hilfe des Graphen 124 in 18 dargestellt. Der Graph 126 gibt die wirksame Geschwindigkeit v1 des Transferbandes 78 an. Vor dem Zeitpunkt t4 tritt an der Antriebswalze des Transferbandes 78 lediglich vernachlässigbar Schlupf auf, so dass die Geschwindigkeit v1 des Transferbandes 78 im Wesentlichen gleich der Antriebsgeschwindigkeit v1 des Graphen 124 ist.
Mit Hilfe der Strichlinie 128 ist der Geschwindigkeitsverlauf des Transferbandes 78 ohne Änderung der Antriebsgeschwindigkeit des Transferbandes 78 gemäß dem Graphen 124 dargestellt. Durch das Anschwenken des Transferbandes 78 zum Zeitpunkt t4 wird das Transferband 78 abgebremst und es entsteht ein erhöhter Schlupf an der Antriebswalze des Transferbandes 78. Dadurch wird die Geschwindigkeit des Transferbandes 78 reduziert.
Durch das gleichzeitige Erhöhen der Antriebsgeschwindigkeit des Transferbandes 78 zum Zeitpunkt t4 wird diese Geschwindigkeitsreduzierung ausgeglichen, so dass das Transferband 78 vor und nach dem Zeitpunkt t4 im nächsten Graph 126 mit einer konstanten Geschwindigkeit v1 angetrieben ist. Infolge der konstanten wirksamen Geschwindigkeit v1 des Transferbandes 78 ist auch die Umlaufzeit T1 des Transferbandes 78 vor und nach dem Anschwenken des Transferbandes 78 an die Papierbahn 12 gleich groß. Ebenso wie bei der wirksamen Geschwindigkeit v1 des Transferbandes 78 ist bei der Umlaufzeit T1 des Transferbandes 78 mit Hilfe einer Strichlinie die Änderung der Umlaufzeit bei konstanter Antriebsgeschwindigkeit des Transferbandes 78 dargestellt, die aufgrund des nach dem Anschwenken erhöhten Schlupfes an der Antriebswalze zum Zeitpunkt t4 vergrößert ist. Vorzugsweise wird die Antriebsgeschwindigkeit des Fotoleiterbandes 68 in gleicher Weise angepasst, wie die Antriebsgeschwindigkeit des Transferbandes 78.
Zur Vereinfachung sind in 18 sowie in den weiteren beschriebenen Figuren die Zustandsänderungen beim An- und Abschwenken des Transferbandes 78 als digitale Zustandsänderungen dargestellt. Diese Darstellungsart dient zur Vereinfachung der Problemdarstellung und Problemlösung. Bei den tatsächlichen Zustandsänderungen treten jedoch Übergangsvorgänge und allmähliche Zustandsänderungen auf. Die Übergangsvorgänge beginnen zumindest teilweise vor dem Zeitpunkt t4 der digita len Zustandsänderung und enden gegebenenfalls zu einem Zeitpunkt nach der digitalen Zustandsänderung.
In 19 ist ein schematischer Ablaufplan zum Korrigieren des Positionsfehlers des Druckbildes, der mit Hilfe der 15 erläutert worden ist, gezeigt. Im Schritt S100 wird ein erster Druckprozess gestartet. Anschließend wird im Schritt S102 die Umlaufzeit T des Transferbandes 78 vor und nach dem Zeitpunkt t4, d.h. vor und nach dem Anschwenken des Transferbandes 78 an die Papierbahn 12 ermittelt.
Im Schritt S104 wird nachfolgend die reduzierte Antriebsgeschwindigkeit des Transferbandes 78 ermittelt, die gemäß dem Graphen 124 der 18 bis zum Anschwenken des Transferbandes 78 an die Papierbahn 12 zum Zeitpunkt t4 als Antriebsgeschwindigkeit für das Transferband 78 dient. Die reduzierte Antriebsgeschwindigkeit des Transferbandes 78 wird berechnet, indem die Antriebsgeschwindigkeit des Transferbandes 78 nach dem Anschwenken des Transferbandes 78 an die Papierbahn 12 mit der Bandumlaufzeit T multipliziert wird und anschließend durch die Summe aus Bandumlaufzeit T und der ermittelten Umlaufzeitänderung ΔT multipliziert wird.
Vorzugsweise wird der in 19 gezeigte Ablauf bei dem Start jedes Druckprozesses durchgeführt, wobei der beim vorhergehenden Druckprozess ermittelte Korrekturwert zur Positionskorrektur genutzt wird und zusätzlich die Änderung der Umlaufzeit des Transferbandes 78 beim Anschwenken des Transferbandes 78 an die Papierbahn 12 ermittelt wird. Mit Hilfe des neu ermittelten Wertes der Änderung der Umlaufzeit ΔT wird der bereits mit der zuvor ermittelten Umlaufzeitänderung korrigierte Geschwindigkeitswert v1 im wiederholt ausgeführten Schritt S104 erneut angepasst. Vorzugsweise wird der Wert der Umlaufzeitänderung vorzeichenbehaftet ermittelt, so dass auch eine Erhöhung der Umlaufgeschwindigkeit v1 bzw. Umlaufzeit des Transferbandes 78 durch das Anschwenken des Transferbandes 78 erfasst und korrigiert wird.
In 20 ist ein Geschwindigkeitszeitdiagramm dargestellt, bei dem alternativ oder zusätzlich zu der im Zusammenhang mit 18 beschriebenen Lösungsmöglichkeit der Startzeitpunkt der Förderung der Papierbahn 12 mit Hilfe der ermittelten Änderung der Umlaufzeit ermittelten Zeitdauer vorverlegt wird, so dass die Papierbahn 12 beim Anschwenken des Transferbandes zum Zeitpunkt t40 bereits so weit gefördert ist, dass die Vorderkante des Druckbildes "1 neu" an der Hinterkante des Druckbildes der Seite "alt" umgedruckt wird. Dadurch kommen die Seiten "alt" und "1 neu" bündig, d.h. passergenau auf der Papierbahn 12 zu liegen. Der mit Hilfe der Vollinie in 20 dargestellte Geschwindigkeitsverlauf ist der Geschwindigkeitsverlauf mit vorverlegtem Startzeitpunkt des Förderns der Papierbahn 12 und der mit Hilfe der Strichlinie dargestellte Geschwindigkeitsverlauf der Geschwindigkeitsverlauf ohne Vorverlegen des Startzeitpunkts. Das Fördern der Papierbahn 12 beginnt somit ohne Vorverlegen des Startzeitpunkts zum Zeitpunkt t2 und mit Vorverlegen zum Zeitpunkt t2 minus Δt, wobei Δt = t4 – t40 ist.
In 21 ist ein Geschwindigkeits-Zeit-Diagramm dargestellt, das die Fördergeschwindigkeit der Papierbahn 12 insbesondere beim Rückzug der Papierbahn 12 nach dem Beenden eines Druckprozesses zeigt. Nach dem Beenden des Druckprozesses wird die Fördergeschwindigkeit der Papierbahn 12 mit Hilfe einer negativen Rampenbeschleunigung auf 0 reduziert. Nach einer voreingestellten Förderpause wird die Papierbahn 12 entgegen der normalen Förderrichtung beschleunigt, wobei die Rückzugsgeschwindigkeit zur Positionskorrektur nur bis auf den Wert v(x1) beschleunigt wird. Die Papierbahn 12 wird für eine voreingestellte Zeit mit der Geschwindigkeit v(x1) gefördert und anschließend wird die Geschwindigkeit definiert auf den Wert 0 reduziert, so dass die Papierbahn 12 stillsteht und ein weiterer Druckprozess gestartet werden kann. Die normale Rückzugsgeschwindigkeit ist v(x2), so dass durch die Verringerung der Rückzugsgeschwindigkeit der in den 17a und 17b erläuterte Positionsfehler alternativ oder zusätzlich zu den in den 18 und 20 angegebenen Lösungen korrigiert werden kann, indem die Rückzugsgeschwindigkeit reduziert ist.
Bei den in 20 und 21 beschriebenen Lösungen werden die Ladungsbilder mit Hilfe des Zeichengenerators 72 auf dem Fotoleiterband 68 gestaucht erzeugt, um die Länge der Druckbilder nach dem Umdrucken den Seitenlängen der Seiten "alt" und "4 neu", "5 neu" und weitere Druckseiten anzupassen. Alternativ zur in 21 dargestellten Verringerung der Fördergeschwindigkeit beim Rückzug der Papierbahn 12 kann auch die Rückzugszeitdauer T6 der Papierbahn 12 verkürzt werden.
In den Ausführungsbeispielen wurde die Änderung der Antriebsgeschwindigkeit und anderer Problemstellungen nur für die Druckeinheit 16 beschrieben. Jedoch werden beide Druckeinheiten 16, 18 im Wesentlichen gleich gesteuert. Die Umlaufzeiten der Transferbänder 78 werden dann für jedes Transferband separat ermittelt und mit Hilfe der ermittelten Umlaufzeiten wird dann für jedes Transferband 78 bzw. für jeden Transferbandantrieb ein separater Korrekturwert ermittelt. Die beschriebenen Korrekturmöglichkeiten einer Positionsabweichung bzw. bei einem Positionsfehler der Papierbahn 12 zum zu erzeugenden bzw. zum umzudruckenden Druckbild lässt aber auch bei Drucksystemen mit nur einer Druckeinheit in gleicher Art und Weise einsetzen wie für das in 1 gezeigte Drucksystem mit zwei Druckeinheiten. Auch bei Drucksystemen mit drei oder mehr Druckeinheiten lassen sich die beschriebenen Verfahren und Vorrichtungen zur Positionskorrektur ohne weiteres einsetzen. Bei einem Druckwerk 14 mit nur einer Druckeinheit wird an der Umdruckstelle 84 auf der dem Transferband 78 gegenüberliegenden Seite der Papierbahn 12 eine Rolle als Anpressrolle vorgesehen werden.
Bei anderen Ausführungsbeispielen wird anstatt des Fotoleiterbandes 68 eine Fotoleitertrommel und/oder anstatt des Transferbandes 78 eine Transferwalze eingesetzt, wobei deren Antriebe in gleicher Weise gesteuert werden wie die Antriebe des Fotoleiterbandes 68 und des Transferbandes 78. Ferner kann anstatt des LED-Zeichengenerators ein Laser-Zeichengenerator eingesetzt werden.
Obgleich in den Zeichnungen und in der vorhergehenden Beschreibung bevorzugte Ausführungsbeispiele aufgezeigt und detailliert beschrieben worden sind, sollte sie lediglich als rein beispielhaft und die Erfindung nicht einschränkend angesehen werden. Es wird darauf hingewiesen, dass nur die bevorzugten Ausführungsbeispiele dargestellt und beschrieben sind und sämtliche Veränderungen und Modifizierungen, die derzeit und künftig im Schutzumfang der Erfindung liegen, geschützt werden sollen.

10: Elektrofotografisches Drucksystem
12: endlose Papierbahn
14: Druckwerk
16, 18: Druckeinheiten
20: Papierzuführung
22: Steuereinheit
24: Tonervorrat- und Aufbereitungseinheit
26: Bildverarbeitungseinheit
28: Papierbahnführungs- und -überwachungssystem
30: Fixierstation
32 bis 40: Umlenkrollen
42, 50: Antriebswalze
44, 52: Anpressrolle
46, 48: Markensensor
49: Lochsensor
54, 56: Fixiereinheit
58, 60: Abdeckvorrichtung
62, 64: Kühlelemente
66: Bandlaufwerk
68: Fotoleiterband
70: Reinigungs- und Ladeeinheit
72: Zeichengenerator
74: Entwicklerstation
76: Bandlaufwerk
78: Transferband
80, 84: Umdruckbereich Rollenlaufwerk
86: Antriebsrolle
100 bis 128: Graphen
S10 bis S106: Verfahrensschritte

Claims

Verfahren zum Erzeugen von positionsgenauen Druckbildern auf einem Trägermaterial mit Hilfe eines elektrofotografischen Druckers oder Kopierers, bei dem mindestens ein Tonerbild auf einem Tonerbildträger (78) erzeugt wird, wobei zumindest ein Teil des Tonerbildes während eines ersten Betriebszustandes erzeugt wird, in dem die Oberfläche des Tonerbildträgers (78) ein zu bedruckendes Trägermaterial (12) nicht kontaktiert, der Tonerbildträger (78) während des ersten Betriebszustandes mit einer ersten Umfangsgeschwindigkeit angetrieben wird, d as Trägermaterial beim Umdrucken des Tonerbildes vom Tonerbildträger auf das Trägermaterial mit einer Fördergeschwindigkeit angetrieben wird, wobei die Fördergeschwindigkeit zumindest geringfügig kleiner ist als die erste Umfangsgeschwindigkeit, der Tonerbildträger (78) und das Trägermaterial (12) derart relativ zueinander bewegt werden, dass die Oberfläche des Tonerbildträgers (78) das zu bedruckende Trägermaterial (12) zum Umdrucken des Tonerbildes während eines zweiten Betriebszustandes kontaktiert, die erste Umfangsgeschwindigkeit des Tonerbildträgers (78) nach dem Kontaktieren auf eine zweite Umfangsgeschwindigkeit verringert wird, der durch die Änderung der Umfangsgeschwindigkeit verursachte Positionsfehler beim Umdrucken des Tonerbildes an der Umdruckstelle (84) ermittelt und korrigiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Positionsfehler in Förderrichtung (P1) des Trägermaterials (12) drucker- oder kopiererabhängig ermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Positionsfehler für verschiedene Trägermaterialien und/oder verschiedene Anpressdrücke zwischen Tonerbildträger (78) und Trägermaterial (12) an der Umdruckstelle (84) ermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das beim Eintreffen der Vorderkante des auf dem Tonerbildträger (78) erzeugten Tonerbildes (84) an der Umdruckstelle der zweiten Betriebszustand eingestellt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das während des ersten Betriebszustands erzeugte Tonerbild bzw. die während des ersten Betriebszustands erzeugten Tonerbilder auf dem Tonerbildträger (78) in Förderrichtung (P1) des Trägermaterials (12) um einen Verkleinerungsfaktor verkleinert erzeugt werden, der mit Hilfe der Differenz der ersten und zweiten Umfangsgeschwindigkeit ermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Startzeitpunkt der Förderung des Trägermaterials (12) abhängig vom Startzeitpunkt des Erzeugens des Tonerbildes auf dem Tonerbildträger (78, 68) mit Hilfe der zweiten Umfangsgeschwindigkeit ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der ermittelte Startzeitpunkt abhängig vom Positionsfehler geändert wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Lage des Trägermaterials (12) längs der Förderrichtung vor dem Start des Förderns des Trägermaterials (12) abhängig vom Positionsfehler geändert wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass abhängig vom Positionsfehler die Fördergeschwindigkeit des Trägermaterials (12) geändert wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass abhängig vom Positionsfehler die erste Umfangsgeschwindigkeit während des ersten Betriebzustands auf etwa die zweite Umfangsgeschwindigkeit verringert wird.
Verfahren nach einem vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein ersten Tonerbild auf einem ersten Tonerbildträger (78) erzeugt wird, dass ein zweites Tonerbild auf einem zweiten Tonerbildträger erzeugt wird, und dass das erste Tonerbild an der Umdruckstelle (84) auf die Vorderseite und das zweite Tonerbild an der Umdruckstelle auf die Rückseite des Trägermaterials (12) umgedruckt wird, wobei der beim Umdrucken des ersten Tonerbilds auftretende erste Positionsfehler und der beim Umdrucken des zweiten Tonerbilds auftretende zweite Positionsfehler ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Mittelwert des ersten und des zweiten Positionsfehlers als zu korrigierender Positionsfehler ermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Positionsfehler empirisch für den Drucker oder Kopierer ermittelt wird, und dass der ermittelte Positionsfehler als Parameter voreingestellt ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Beenden des zweiten Betriebszustands wieder in den ersten Betriebszustand gesteuert wird, wobei das Trägermaterial (12) während Umdruckens in eine erste Richtung (P1) an der Umdruckstelle (84) vorbei gefördert wird, und wobei nach dem wiederholten Erreichen des ersten Betriebszustand das Trägermaterial (12) in eine zur ersten Richtung (P1) im wesentlichen entgegengesetzten zweiten Richtung eine voreingestellte Wegstrecke gefördert wird, dass das Trägermaterial (12) vor dem Umdrucken des zweiten Tonerbildes in die erste Richtung (P1) auf Umdruckgeschwindigkeit beschleunigt wird, wobei der Startzeitpunkt des wiederholten Förderns in die erste Richtung (P1) abhängig vom Startzeitpunkt des Erzeugens des zweiten Tonerbildes auf dem Tonerbildträger (68, 78) festgelegt ist.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die voreingestellte Wegstrecke abhängig vom Positionsfehler geändert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Positionsfehler beim Einrichten des Druckers ermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Tonerbildträger (68, 78) ein Fotoleiterband (68), eine Fotoleitertrommel und/oder ein Transferband (78) ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägermaterial (12) biegeschlaff ist, insbesondere eine endlose Papierbahn.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Umfangsgeschwin digkeit etwa 0,5 ‰ bis 1% größer als die Fördergeschwindigkeit ist.
Anordnung zum Erzeugen von positionsgenauen Druckbildern auf einem Trägermaterial mit Hilfe eines elektrofotografischen Druckers oder Kopierers, mit einem Tonerbildträger (78), auf dem mindestens ein Tonerbild erzeugbar ist, wobei zumindest ein Teil des Tonerbildes in einem ersten Betriebszustand erzeugbar ist, in dem die Oberfläche des Tonerbildträgers (78) ein zu bedruckendes Trägermaterial (12) nicht kontaktiert, einer ersten Antriebseinheit, die den Tonerbildträger (78) während des ersten Betriebszustandes mit einer ersten Umfangsgeschwindigkeit antreibt, einer zweiten Antriebseinheit, die das Trägermaterial (12) beim Umdrucken des Tonerbildes vom Tonerbildträger auf das Trägermaterial (12) mit einer Fördergeschwindigkeit antreibt, wobei die Fördergeschwindigkeit zumindest geringfügig kleiner ist als die erste Umfangsgeschwindigkeit, und mit einer Vorrichtung zum Ausführen einer Relativbewegung zwischen Tonerbildträger und Trägermaterial derart, dass die Oberfläche des Tonerbildträgers (78) das zu bedruckende Trägermaterial (12) zum Umdrucken des Tonerbildes in einem zweiten Betriebszustand kontaktiert, wobei nach dem Kontaktieren die erste Umfangsgeschwindigkeit des Tonerbildträgers (78) auf eine zweite Umfangsgeschwindigkeit verringert ist, die in etwa der Fördergeschwindigkeit des Trägermaterials (12) entspricht, und wobei der durch die Änderung der Umfangsgeschwindigkeit verursachte Positionsfehler beim Umdrucken des Tonerbildes an der Umdruckstelle (84) ermittelbar ist und die erste und/oder zweite Antriebseinheit derart ansteuerbar ist, dass das Trägermaterial (12) während des Umdruckens im wesentlichen positionsfehlerfrei zum Tonerbild angeordnet ist.