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Zur
Erläuterung
des Hintergrunds sei gesagt, dass in verschiedenen Reproduktionssystemen,
einschließlich
dem xerografischen Drucken, die Steuerung und Ausrichtung der Position
von Bild erzeugenden Flächen
wie Fotorezeptorbändern, übertragenden
Zwischenbändern
(falls eingesetzt) und/oder auf diesen befindliche Bilder kritisch
sind und zu einer gründlich
entwickelten Technik gehören.
Es ist wohl bekannt, dass verschiedene Steuersysteme für eine und/oder
zwei Achsen angeboten werden, um die seitliche Position und/oder
die Position in Prozessrichtung oder die Taktung eines Fotorezeptorbands oder
anderer Bildtragelemente einer Reproduktionseinrichtung wie durch
seitliche Bandleitsysteme und/oder Motorsteuerungen für den Bandantrieb
einzustellen oder zu korrigieren, und/oder zum Einstellen und Korrigieren
der Prozessposition oder Taktung von Bildanordnungen auf dem Band
mit einstellbaren Bilderzeugern wie Laserstrahlscannern. Eine wichtige
Anwendung solcher Systeme zur genauen Bildpositionierung oder -ausrichtung
ist es, die Positionen verschiedener Farben genau zu steuern, die
auf dasselbe Zwischen- oder Endträgermaterial für ein Bild gedruckt
werden, um die Positionsgenauigkeit (angrenzend und/oder überlappend)
der verschiedenen zu druckenden Farben sicher zu stellen. Das ist
nicht auf xerografische Drucksysteme begrenzt. Eine genaue Ausrichtungssteuerung
kann z. B. für
verschiedene Druckköpfe
eines Tintenstrahldruckers und/oder für ein Saugband oder andere
Blattförderer in
einem mehrfarbigen Tintenstrahldrucker erforderlich sein.
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Dabei
ist hier von besonderem Interesse und wohl bekannt, dass Bildausrichtungssysteme
zur richtigen und genauen Anordnung, relativ zueinander und in beiden
Achsen, von verschiedenen mehrfarbigen Bildern auf einem Flächenelement,
das anfänglich
das Bild trägt,
wie etwa (aber nicht darauf beschränkt) ein Fotorezeptorband eines
xerografischen Farbdruckers zur Verfügung gestellt werden. Das bedeutet,
die Ausrichtungsgenauigkeit solcher mehrfarbiger Bilder relativ
zu einander und/oder zu dem Bildtragelement so zu verbessern, dass
die Bilder verschiedener Farbe richtig und genau zueinander positioniert
und/oder über
einander gelegt und zu einem zusammengesetzten oder vollständigen Farbbild
vereint werden können,
um einen für
den Kunden akzeptablen Ausdruck auf einem endgültigen Trägermaterial für das Bild
wie etwa einem Blatt Papier zur Verfügung zu stellen. Die einzelnen
farbigen Primärbilder,
die zu einem gemischten oder vollständigen Farbbild zu vereinen
sind, werden oft als Farbauszüge
bezeichnet.
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Wie
schon erläutert
umfassen die bekannten Einrichtungen zum Einstellen der Ausrichtung
von Bildern in einer oder beiden Achsen (die seitliche Achse und/oder
die Achse in Prozessrichtung) relativ zur Bildtragfläche und
zueinander das Einstellen der Position oder der Taktung der auf
der Bildtragfläche auszubildenden
Bilder. Das kann durch die Steuerung von ROS-Laserstrahlen (raster
output scanner) oder anderen bekannten Ausbildungssystemen für latente
oder sichtbare Bilder erreicht werden.
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Insbesondere
ist bekannt, dass solche Bildausrichtungssysteme mit Bandmarkierungssystemen
(MOB – marks-an-belt)
versehen werden, bei denen Randbereiche des Bildtragebands seitlich
außerhalb
ihrer normalen Bildbereiche mit Positionsmarken zur Ausrichtung
gekennzeichnet sind, die durch einen optischen Sensor erfasst werden
können.
Bei Systemen zum Leiten des Bands und zur Bewegungsausrichtung (wie
zuvor beschrieben) können
solche Markierungen dauerhaft sein wie durch Siebdruck oder anderweitig
erzeugte dauerhafte Markierungen auf dem Band wie Aussparungen im Band,
die optisch leicht erfasst werden können. Jedoch für die Steuerung
der Position eines Bildes relativ zu anderen Bildern auf dem Band
oder der Position des Bandes, insbesondere beim Farbdruck, sind diese
Ausrichtmarkierungen typischer Weise keine dauerhaften Markierungen.
Typischer Weise handelt es sich hier um unverwechselbare Markierungen,
die bei oder angrenzend an dem jeweiligen Bild erzeugt und mit demselben
Toner oder anderem Entwicklermaterial entwickelt werden, wie es
für das
Entwickeln des betreffenden Bildes verwendet wird, und zwar an der
Bildposition entsprechenden Positionen, aber außerhalb davon. So werden die
Markierungen entlang der Seite der Bildposition oder in der Übergangszone zwischen
den Bildern für
zwei aufeinander folgende Ausdrucke gesetzt. Solche Bandmarkierungen (MOB)
für die
Kennzeichnung der Bildposition oder der Bildausrichtung werden auf
diese typische Art und Weise immer wieder entwickelt und bei jeder Umdrehung
des Fotorezeptorbands gelöscht.
Im Allgemeinen wird es natürlich
nicht gewünscht,
dass die Ausrichtmarkierung auf den Endausdrucken (auf dem endgültigen Bildträgermaterial)
erscheint.
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EP 0583022 A erwähnt ins
Besondere ein Ausrichtsystem, das Z-förmige Markierungen auf einem
Fotorezeptor benutzt.
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EP 0575162 A erwähnt ins
Besondere ein Ausrichtsystem, das fischgratförmige Markierungen (in den
Ansprüchen
als „winkelförmig" bezeichnet) auf
dem Fotorezeptor für
den Farbdruck und auch Doppelzellen-Detektoren oder CCD-Detektoren
verwendet.
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In
der Technik der Reproduktionssysteme ist auch wohl bekannt, dass
die Steuerung der Bildausrichtung auf einem Bildtrageband auf der
Grundlage von MOB-Sensormessungen von entwickelten Markierungen
auf dem Band ausgeführt
werden kann, die die entsprechenden Bildpositionen auf dem Bildtrageelement
(Trägermaterial)
anzeigen. Bei Bedarf kann das auch mit zusätzlicher Sensorinformation aus
der Abtastung des Bandrands und/oder dem Abtasten dauerhafter Bandmarkierungen
oder Aussparungen verbunden werden. Wie schon erläutert kann eine
Steuereinheit zur Ausrichtung eines Druckerbilds und/oder eine elektronische
Datenstation (EFE – electronic
front end) Eingangsdaten eines MOB-Sensors benutzen, um die Positionierung
von ROS-Scan-Zeilen auf der Oberfläche des Fotorezeptors (PR – photo
receptor) zu steuern, um die Ausrichtung der betreffenden Bildpositionen über beide Achsen
zu korrigieren. Das heißt,
ohne notwendigerweise ein Zusammenwirken von MOB-Sensor mit dem
PR-Antrieb oder den PR-Lenkungssteuerungen für die Ausrichtung
in Prozessrichtung oder in Querrichtung oder deren Beeinflussung
zu erfordern. Jedoch kann bei Bedarf eine solche Ausrichtbewegung des
PR anstelle von oder zusätzlich
zu derartigen Ausrichtbewegungen der Bilderzeugungsposition auch
durchgeführt
werden.
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In
diesem Zusammenhang ermöglicht
ferner das direkte Abtasten der Oberflächenbewegung von Bildaufnehmern
wie Fotorezeptorbänder
oder Zwischenförderbänder oder
andere Trägermaterialien, wie
bei dem System der hier offengelegten Ausführungsform, einen genaueren
Transport und/oder eine genauere Bildausrichtung für höchste Bildqualität.
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Im
Gegensatz dazu ist es in der gegenwärtigen Praxis bei xerografischen
Druckern ein grundlegendes Verfahren, die Bewegung des Fotorezeptorbands
in Prozessrichtung genau abzutasten, indem eine relativ teure, präzisionsgefertigte
Geberrolle in Kontakt mit der Rückseite
des Bands (oder an der Antriebswelle des Bandantriebs) verwendet
wird. Die Geberrolle kann mit einem Rotationswellengeber mit einer
gegenläufig
drehenden Kupplung verbunden sein, was hilft, Fehler wegen Fehlausrichtung
zu vermeiden. Fehler bei der Bewegungserfassung, die zu Fehlern
in Farbausrichtsystemen mit solchen bandgetriebenen Gebersensoren
beitragen, können
entstehen durch Exzentrizitäten
der Geberrolle, Ungenauigkeiten des Rotationsgebers (Fehler pro
Rollenumdrehung) wie auch als Fehler durch Bandschlupf, durch Banddehnung
und durch Abweichungen in der Banddicke. Die Art von Fehler, die
durch einmalige Umdrehung der Geberrolle entstehen, können angegangen
werden, indem Designregeln verwendet werden, die Markierungselemente
anordnen, die in ganzzahligen Vielfachen der Geberrollenumdrehungen von
einander entfernt sind, um die Fehler zwischen den Farbauszügen zu synchronisieren.
Dies bewirkt jedoch unvorteilhafte Beschränkungen in Maschinenarchitektur
und physischen Abmessungen. Ein Vermeiden dieser Beschränkungen könnte Maschinen
mit geringerer Höhe/Größe ermöglichen
oder die Platzierung mehrerer Bildstationen auf derselben Seite
eines Fotorezeptorband-Moduls, was wiederum die Vermeidung anderer
Fehler gestattet, die vorgefunden werden, wenn Bilderzeuger auf
beiden Seiten eines Bandmoduls angeordnet werden.
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Bewegungsfehler
mit niedriger Frequenz in Prozessrichtung, wie bei der einmaligen
Bandumdrehung, oder andere Fehler, die sich beim Vortrieb des Bands
für mehrere
Bilder häufen,
können
sogar für die
Ausrichtsteuerungen der Geberrollen unsichtbar sein. Dies ist in
erster Linie Schwankungen in der Banddicke geschuldet, die durch
das Abtasten der Geberrolle an der Rückseite des Bands verursacht werden,
wobei das Band sich über
diese Rolle in einem umhüllenden
Zustand bewegt. Zu den Vorteilen des Themas Positionsbestimmungssystem
gehören das
Ausschließen
solcher Fehlerquellen und demzufolge eine verbesserte Ausrichtung.
Durch direktes Erfassen der Position der Bandoberfläche mit
einem hohen Grad an Genauigkeit können diese Sensorsignale in
einen wendigen Strahlenbilderzeuger eingegeben werden, wie etwa
das in 1 und 2 dargestellte variable ROS-Positionierungssystem
für die Bilderzeugung,
um ein Drucksystem einzurichten, das eine Lockerung der Anforderungen
zur Bewegungssteuerung oder Toleranzen für die Bandoberfläche bieten
kann, und potentiell die Erfordernis nach einem kostspieligen präzisen Rotationsgeber für die Bandbewegung
und dessen Schaltungstechnik ausschließt.
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Die
hier erwähnten
Farbausrichtsysteme zum Drucken sollten nicht mit verschiedenen
Farbkorrektursystemen oder Kalibrierungssystemen verwechselt werden,
die mit verschiedenen Farbraumsystemen, Umrechnungen oder Werten
wie Farbintensität,
Dichte, Farbschattierung, Sättigung,
Brillanz, Farbart und dergleichen verbunden sind, mit denen entsprechende
Farben gesteuert oder eingestellt werden können. Farbausrichtsysteme,
wie sie hier offen gelegt werden, beziehen sich auf Informationen über Positionen
und Korrekturen von Positionen (Verschieben entsprechender Farbbilder
seitwärts oder
in Prozessrichtung und/oder Ausführen
von Bilddrehung und/oder von Bildvergrößerung), damit verschiedene
Farben exakt so überlagert
oder eingefügt
werden können,
dass für
die Kunden annehmbare Druckbilder in Vollfarbe oder vermischter
Farbe oder mit genau angrenzender Farbe erzeugen werden. Das menschliche
Auge ist bei Farbdrucken ins Besondere empfindlich gegen kleine
Fehlausrichtungen von einer Farbe gegenüber ei ner anderen in über einander
liegenden oder eng aneinander grenzenden Bildern, was stark sichtbare
Fehler beim Farbdrucken verursacht wie etwa Farbdurchschläge, Farbfehlstellen
(weiße
Stellen zwischen Farben), Farbschleier, Geisterbilder usw.
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Hier
wird in der beispielhaften Ausführungsform
ein verbessertes Ausrichtsystem offen gelegt, das eine verbesserte
Ausrichtung am Anfang bzw. beim Geräteanlauf zur Verfügung stellt,
das in der Lage ist, größere anfängliche
Fehlausrichtungen des Bildes auf der Bildtragefläche in der Prozessrichtung zu
handhaben, indem abgebildete Fischgratmarkierungen auf der Bildtragefläche verwendet
werden, die sich in der Prozessrichtung deren Bewegung erstrecken.
In dieser beispielhaften Ausführungsform mit
diesem Ausrichtmodus mit „gestreckten
Fischgratelementen" können die
Ausrichtmarkierungen aus Fischgrat somit für die verbesserte anfängliche
Ausrichtung in Prozessrichtung dickeren Fischgrat aus ausgewählten verschiedenen
Farben umfassen als gewöhnlich.
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In
der beispielhaften Ausführungsform
wird auch ein weiterer, optionaler, anfänglicher bzw. Grobausrichtmodus
zum Entwickeln von Z-förmigen MOB-Ausrichtmarkierungen
auf den Rezeptorband offen gelegt, für eine erste, grobe Ausrichtung
durch das System. Das vorliegende System ist jedoch nicht darauf
beschränkt.
Jedenfalls schließt
sich einem optionalen Anfangs- oder Grobausrichtmodus oder -schritt
dann der hier offen gelegte Modus oder Schritt zur anfänglichen
Ausrichtung mit gestrecktem Fischgrat an. In beiden Fällen wird
in dieser Ausführungsform
die automatische Umschaltung auf einen Ausrichtmodus oder -schritt
mit normalen oder feinem Fischgrat zum Entwickeln dieser „fischgratförmigen" Ausrichtungsmarkierungen
auf dem Fotorezeptorband (PR belt) und das Erfassen deren Positionen offen
gelegt, wie in den oben zitierten and anderen Patenten beschrieben.
Dieser Modus ist wünschenswert
zum Handhaben der entstandenen Ausrichtungen. Alle diese verschiedenen
Gruppen verschiedener Markierungen können die MOB-Ausrichtmarkierungen
für die
Ausrichtungen der verschiedenen Farben eines mehrfarbigen Druckers
bereitstellen.
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Bei
der Einrichtung und Handhabung der Bildausrichtung mit der offen
gelegten Ausführungsform
können
alle diese verschiedenen MOB-Ausrichtmodi oder -systeme auf dem
Fotorezeptor wünschenswerter
Weise dieselben bestehenden MOB-Sensoren oder -Detektoren verwenden
wie etwa MOB-Fischgratdetektoren mit seitlich beabstandeten Paaren
oder Doppelzellen von Fotodioden. Sie können auch bestehende Positionskorrektur-Software
und Steuerungen für
ROS oder andere Ausrichtungskorrekturen für Bilder erzeugende Positionen (und/oder
PR-Positionen) benutzen.
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Ein
besonderes Merkmal der hier offen gelegten spezifischen Ausführungsform
ist es, ein Verfahren des mehrfarbigen Druckens mit einem Farbausrichtsystem
für die
Ausrichtung mehrfarbiger Bilder auf einer sich in Prozessrichtung
bewegenden Bildtragefläche
zur Verfügung
zu stellen, das mehrere auf dieser Bildtragefläche abgebildete Ausrichtmarkierungen
benutzt, wobei die Ausrichtmarkierungen den Positionen der jeweiligen
Farbbildern auf der Bildtragefläche
entsprechen und die Ausrichtmarkierungen durch einen Ausrichtmarkierungssensor
zum Erfassen der Positionen dieser Ausrichtmarkierungen auf der
Bildtragefläche
in Prozessrichtung erfasst werden, dadurch gekennzeichnet, dass
das
Farbausrichtsystem so angeordnet ist, dass es erste und zweite Abbildungen
von Ausrichtmarkierungen auf der Bildtragefläche erzeugt, die zweiten Ausrichtmarkierungen
sich von den ersten Ausrichtmarkierungen unterscheiden, wobei die
ersten Ausrichtmarkierungen den Ausrichtmarkierungssensor in die
Lage versetzen, Fehlausrichtungen in der Prozessrichtung innerhalb
eines ersten Bereichs zu erfassen und die zweiten Ausrichtmarkierungen
den Fehlausrichtsensor in die Lage versetzen, Fehlausrichtungen
in der Prozessrichtung innerhalb eines zweiten Bereichs zu erfassen,
der kleiner als der erste ist,
das Farbausrichtsystem einen
anfänglichen
groben Ausrichtmodus zur Verfügung
stellt, bei dem das Farbausrichtsystem automatisch eine Vielzahl
der ersten Ausrichtmarkierungen auf der Bildtragefläche erzeugt,
bis das Farbausrichtsystem die Fehlausrichtung in Prozessrichtung
auf einen Wert innerhalb des ersten Bereichs verringert, und
dann
das Farbausrichtsystem automatisch in einen zweiten Ausrichtmodus
schaltet, in dem das Farbausrichtsystem automatisch eine Vielzahl
von zweiten Ausrichtmarkierungen auf der Bildtragefläche erzeugt,
wobei die zweiten Ausrichtmarkierungen durch den Ausrichtmarkierungssensor
erfasst werden, um das Farbausrichtsystem in die Lage zu versetzen,
in Prozessrichtung eine höhere
Ausrichtgenauigkeit zu erzielen, als es mit den ersten Ausrichtmarkierungen
möglich
gewesen wäre.
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Weitere
in dieser Ausführungsform
offen gelegte Merkmale umfassen jedes für sich oder in Kombination
miteinander jene, bei denen die zweiten Ausrichtmarkierungen ein
im Allgemeinen fischgratförmiges
Muster enthalten und bei denen die ersten Ausrichtmarkierungen bezogen
auf die zweiten Ausrichtmarkierungen in Prozessrichtung gestreckt
sind, und/oder bei denen der Ausrichtmarkierungssensor ein im Allgemeinen
fischgrat förmiges
Abtastmuster aufweist, das den im Allgemeinen fischgratförmigen Mustern
der zweiten Ausrichtmarkierungen entspricht, und/oder bei denen
die mehrfarbigen Bilder auf der Bildtragefläche Farbauszüge sind,
die zum Ausbilden von Vollfarbbildern exakt übereinanderliegen, und/oder
bei denen sowohl die erste als auch die zweite Ausrichtmarkierung
entlang einander gegenüberliegenden
Seiten der Bildtragefläche
abgebildet und mit Bilderzeugungsmaterial entwickelt werden, und/oder
bei denen die Bildtragefläche
ein Fotorezeptor eines xerografischen Drucksystems ist, und/oder
ein Mehrfarb-Reproduktionsgerät mit einem Farbausrichtsystem
zur Ausrichtung von Mehrfarbbildern auf einer in Prozessrichtung
beweglichen Bildtragefläche,
wobei das Farbausrichtsystem mehrere Ausrichtmarkierungen erzeugt,
die auf der Bildtragefläche
abgebildet sind und den Positionen der jeweiligen Farbbilder entsprechen,
und des Weiteren mindestens einen Ausrichtmarkierungssensor zum
Erfassen der Positionen der Ausrichtmarkierungen auf der Bildträgerfläche in einer
Prozessrichtung umfassen, dadurch gekennzeichnet, dass
das
Farbausrichtsystem anfänglich
eine Vielzahl von ersten Ausrichtmarkierungen auf der Bildtragefläche erzeugt
und abbildet, die den Ausrichtmarkierungssensor in die Lage versetzen,
Fehlausrichtungen in Prozessrichtung innerhalb eines ersten Bereichs
zu erfassen, bis das System die Fehlausrichtung auf einen Wert innerhalb
des ersten Bereichs verringert, woraufhin das Farbausrichtsystem
automatisch auf das Erzeugen und Abbilden einer Vielzahl von zweiten
Ausrichtmarkierungen auf der Bildtragefläche umschaltet, die den Ausrichtmarkierungssensor
in die Lage versetzen, Fehlausrichtung innerhalb eines zweiten Bereiches,
der kleiner als der erste ist, in Prozessrichtung zu erfassen, um
es dem Farbausrichtsystem zu ermöglichen,
eine höhere
seitliche Ausrichtgenauigkeit zu erreichen, als es mit den ersten
Ausrichtmarkierungen möglich
wäre, und/oder bei
dem die zweiten Ausrichtmarkierungen Gruppen von eng beabstandeten,
im Allgemeinen fischgratförmigen
Ausrichtmarkierungen umfassen, und/oder bei dem sowohl die ersten
als auch die zweiten Ausrichtmarkierungen mit Bilderzeugungsmaterial
entlang einander gegenüberliegenden
Seiten der Bildtragefläche
abgebildet und entwickelt werden, und/oder bei dem die Bildtragefläche ein
Fotorezeptor eines xerografischen Drucksystems ist, und/oder bei
dem der Ausrichtmarkierungssensor ein beabstandetes Paar von länglichen
Doppelzellendetektoren in im Allgemeinen fischgratförmigem Muster
umfasst, und/oder bei dem die Bildtragefläche ein Fotorezeptorband eines
xerografischen Drucksystems ist, wobei die groben Ausrichtmarkierungen
wiederholt entlang des Fotorezeptorbands in einem Betriebsmodus für anfängliche
Grobausrichtung abgebildet werden und wobei die feinen Ausrichtmarkierungen
entlang dem Fo torezeptorband angrenzend an die mehreren Farbbilder
in einem zweiten und optionalen Modus abgebildet werden und der
Betriebsmodus für
die feinen Ausrichtmarkierungen Fischgratmarkierungen umfasst, die
wiederholt entlang dem Fotorezeptorband in Gruppen davon in einem
Betriebsmodus für die
anfängliche
Grobausrichtung abgebildet werden, und wobei mindestens eine Gruppe
mindestens eine Fischgratmarkierung mit zwei Schenkeln aus zwei verschiedenen
Farben enthält,
ein Schenkel eine Referenzfarbe darstellt und der andere Schenkel
die andere auszurichtende Farbe darstellt, und/oder bei dem die
Grobausrichtmarkierungen Fischgratmarkierungen umfassen, die wiederholt
entlang dem Fotorezeptorband in Gruppen davon in einem Betriebsmodus
für die
anfängliche
Grobausrichtung abgebildet werden, und wobei mindestens eine Gruppe
eine Fischgratmarkierung enthält,
die eine negative schwarze Fischgratmarkierung ist, die durch das Fehlen
von Schwarz in einem Bereich einer anderen, verschiedenen und leichter
erkennbaren Farbe ausgebildet ist.
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Das
offen gelegte System kann in Übereinstimmung
mit den Beschreibungen hierin durch den geeigneten Einsatz von in
anderer Hinsicht herkömmlichen
Steuerungssystemen betrieben und gesteuert werden. Ins Besondere
ist bekannt und wird bevorzugt Steuerungsfunktionen und Logik für Reproduktionssysteme
mittels Softwarebefehlen für herkömmlich Mikroprozessoren
zu programmieren und auszuführen,
wie sie aus zahlreichen früheren Patenten
und marktgängigen
Produkten bekannt sind. Solche Programmierung oder Software kann natürlich in
Abhängigkeit
von bestimmten Funktionen, von der Art der Software, vom Mikroprozessor oder
einem anderen eingesetzten Computersystem abhängen, ist aber verfügbar oder
leicht ohne übermäßiges Experimentieren
programmierbar aus Funktionsbeschreibungen, wie die hier vorgesehenen, und/oder
aus vorhandener Kenntnis von herkömmlichen Funktionen zusammen
mit allgemeiner Kenntnis über
Software oder Computertechnik. Alternativ können die offen gelegten Steuerungssysteme
oder Verfahren teilweise oder ganz in Hardware realisiert werden,
indem logische Standardschaltkreise oder einzelne VLSI-Designs in
Chips verwendet werden.
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Die
hier alternativ verwendeten Begriffe „Reproduktionsgerät" oder „Drucker" umfasst verschiedene
Drucker, Kopierer oder multifunktionale Geräte oder Systeme, xerografische
oder andere, soweit es in den Ansprüchen nicht anders angegeben
oder definiert ist. Der Begriff „Blatt" bezieht sich hier auf ein gewöhnlich dünnes, physisches
Blatt aus Papier, Kunststoff oder einem anderen für Bilder
geeigneten physischen Trägermaterial,
sei es nun Blattware oder von einer Rolle zugeführt. Ein „Kopienblatt" kann als „Kopie" abgekürzt oder
ein „Papierausdruck
bzw. Hardcopy" genannt
werden. Ein „Druckauftrag" ist gewöhnlich ein
Satz von auftragsbezogenen Blättern,
gewöhnlich
ein oder mehrere zusammengestellte Kopiensätze, die von einem Satz Blättern aus
Originaldokumenten oder von Bildseiten elektronischer Dokumente
von einem bestimmten Anwender oder mit anderweitigem Bezug vervielfältigt werden.
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Bestimmte
Ausführungsformen
nach dieser Erfindung werden nun mit Bezug zu den begleitenden Zeichnungen
beschrieben.
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1 ist
eine schematische Frontalansicht von einem Beispiel von einem Reproduktionssystem zum
Einbauen eines Beispiels des Ausrichtsystems, in diesem Fall eines
Farbe auf Farbe druckenden xerografischen Druckers.
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2 ist
eine vereinfachte schematische Perspektivansicht eines Teils der
Ausführungsform von 1 zur
besseren Darstellung der beispielhaften sequenziellen Erzeugung
mehrfarbiger latenter Bilder und den damit verbundenen beispielhaften
latenten Bildausrichtmarkierungen für eine MOB-Erkennung (wobei
die Entwicklungsstationen usw. wegen der Klarheit der Darstellung
weggelassen sind), die einen optionalen anfänglichen Grobmarkierungsmodus
mit beispielhaften „Z"-Ausrichtmarkierungen darstellt.
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3 ist
eine stark vergrößerte Draufsicht auf
eine der beispielhaften entwickelten „Z"-Ausrichtmarkierungen
(MOB) von 2, quer schraffiert für eine Farbe.
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4 gleicht 3,
aber stellt eine unterschiedliche Version der beispielhaften „Z"-Ausrichtmarkierung von 2 dar,
bei der das „Z" durch „Schwarzseparation/Schwarzauszug", d. h. nicht abgebildet
und unentwickelt („weiße” oder blanke
Bereiche des Fotorezeptors) in einem ansonsten schwarz angelegten
Bildpfad, ausgebildet ist.
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5 ist ähnlich wie 3 und 4,
aber zeigt eine unterschiedliche Version der beispielhaften „Z"-Ausrichtmarkierung
von 2, bei der das „Z" durch Kombination von Separation einer
(umgebenden) Farbe (wie etwa Schwarz) ähnlich wie bei 4,
plus Abbilden und Entwickeln einer weiteren Farbe (wie etwa Gelb)
in dem „Z"-Bereich selbst ausgebildet
ist, was einen höheren
Kontrast für
den MOB-Sensor liefert.
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6 zeigt
einen kleinen Bereich des Fotorezeptorbandes von 1 und 2 mit
einer „Z"-MOB wie in 4, der sich
auf einen beispielhaften schematischen MOB-Sensor zu be wegt (um
darunter durchzulaufen) mit Doppelzellen mit von einander mit Abstand
versehenen doppelwinkligen Schenkeln (in Fischgratanordnung), der
veranschaulicht, wie eine seitliche Fehlausrichtung des Z-Musters oder
der -Sollvorgabe relativ zur MOB-Sensorposition
durch das entsprechende Versatzsignal aus der MOB-Sensorerfassung
an einem Schenkel des Mittelteils des Z-Musters erkannt werden kann,
das denselben Winkel aufweist.
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7 gleicht 6,
zeigt jedoch die auf ähnliche
Weise erfassten Z-Sollvorgaben durch MOB-Sensoren auf gegenüberliegenden
Seiten des PR-Bands, die auch Bildverzerrungen aus den leichten
Positionsabweichungen von den Z-Sollvorgaben auf der gegenüberliegenden
Seite in Prozessrichtung erkennen und Abweichungen im Signaltakt
liefern.
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8 gleicht 7,
stellt jedoch eine Vielzahl solcher Z-Vorgaben (mit Vorgaben der
Abtastlinie) für
die verschiedenen jeweiligen Farbbilder auf gegenüber liegenden
Seiten eines Bildbereichs dar, einschließlich einer der Z-Sollvorgaben
aus 5 (in diesem Bildbereich ist ein Testbild dargestellt,
das hier bloß zu
Darstellungszwecken verwendete quer schraffierte Gepflogenheiten
darstellt):
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9 ist
eine vergrößerte schematische Draufsicht
auf denselben PR-Bandbereich wie in 6 bis 8,
jedoch mit dem Unterschied, dass die auf dem PR-Band abgebildeten
und entwickelten Farbausrichtmarkierungen, die unter demselben MOB-Sensor
hindurch laufen sollen, statt der „Z"-Vorgaben beispielhaft „Fischgrat"-Vorgaben enthalten.
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10 zeigt
eine Alternative zu den Fischgratelementen von 9,
bei der die beiden Fischgrat-Schenkel aus verschiedenen Farben bestehen.
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11 gleicht 8,
stellt aber mehrere Muster mehrerer Fischratelemente aus unterschiedlichen
Farben auf jeder Seite eines zusammengesetzten Farbbildbereichs
dar, zum Handhaben der Feinausrichtung durch MOB-Sensoren, im Vergleich
zu den Mustern von Z-Markierungen, die für die anfängliche Grobausrichtung in
einem ersten Betriebsmodus benutzt werden.
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12 zeigt
ein Beispiel des Themas Betriebsmodus in gestrecktem Fischgrat" der offen gelegten
Ausführungsform
in einem Grundriss einer Seite desselben PR-Bands, ähnlich zu 9,
jedoch mit einer Vielzahl gestreckter Fischgratelemente, wie hier
noch weiter erläutert
werden wird.
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13 ist
ein weiteres Beispiel zum Thema Ausrichtmarkierungen mit „gestreckten
Fischgratelementen" mit
dem zusätzlichen
Merkmal eines senkrechten Übergangs
zwischen Fischgratbereichen; und
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14 zeigt
ein Beispiel einer Anordnung von allen Markierungen auf dem Band,
das dieses Beispiel eines Satzes gestreckter Fischgratelemente umfasst.
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Nun
werden die exemplarische Ausführungsform
und deren Varianten mit Bezug zu diesen Zeichnungen genauer beschrieben.
In
1 wird ein Drucker
10 als ein Beispiel
einer in anderer Hinsicht bekannten Art von einem Vollfarb-Reproduktionsgerät (Cyan-,
Magenta-, Gelb-, Schwarz-Bilderzeuger) vom Typ xerografischer Mehrfarbdrucker
der „Bild-auf-Bild-Technik" (IOI – image-on-image)
gezeigt, der nur als Beispiel für
die Anwendung des beispielhaften Farbausrichtsystems dient. Von
diesem wird in
2 eine unvollständige, sehr
vereinfachte schematische Perspektivansicht zur Verfügung gestellt.
Diese besondere Art des Druckens wird auch als Farbdrucken in einem
Durchlauf mit Mehrfachbelichtung („single pass multi exposure") bezeichnet. Es
weist mehrere sequentielle PR-Bildstrukturen mit ROS-Strahlenabtastung
(ROS = raster output scanner) auf und sequentiell überlagerte
Entwicklungen dieser latenten Bilder mit Toner aus Primärfarbe. Weitere
Beispiele von und Einzelheiten zu solchen IOI-Systemen werden in
US 4.660.059 ,
4.833.503 und
4.611.901 beschrieben.
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Es
ist jedoch zu erkennen, dass das offen gelegte verbesserte Farbausrichtsystem
auch in nicht xerografischen Farbdruckern, wie etwa-Tintenstrahldruckern
und/oder in "Tandem"-Systemen mit Xerografie
oder anderen Farbdrucksystemen, die typischer Weise mehrere Druckwerke
aufweisen, welche die jeweiligen Farben sequenziell zu einem zwischenzeitlichen
Bildübertragungsband
und danach auf das endgültige
Trägermaterial
auftragen. Demzufolge ist zu erkennen, dass bei einen Tandem-Farbdrucker
das Bildtrageelement, auf welchem die besprochenen Ausrichtmarkierungen
ausgebildet werden, entweder oder sowohl als auch die Fotorezeptoren
und/oder das zwischenzeitliche Übertragungsband
sein kann, und passende MOB-Sensoren und Korrektursysteme für die Bildposition
damit verbunden sein können.
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Mit
besonderem Bezug zu 12 wird ein Beispiel von dem
besprochenen anfänglichen
Sollmuster mit „gestreckten
Fischgratelementen" dargestellt,
das für
eine grobe Farbausrichteinstellung in Prozessrichtung oder -achse
sorgt. Dieses Vorgabemuster mit „gestreckten Fischgratelementen” versetzt
denselben MOB-Sensor in die Lage, die Position jeder Farbe besser
zu erkennen, auch wenn es eine große Anzahl von Fehlern in Prozessrichtung zwischen
den verschiedenen Farben gibt, die auf das Fotorezeptorband abgebildet
werden. Wenn ein solch großer
Fehler in Prozessrichtung auftritt, können die betreffenden Fischgratmarkierungen
in Prozessrichtung zu nahe beieinander abgebildet werden oder sogar überlappen,
so dass sie durch den MOB-Sensor nicht einzeln erkannt werden können. Beim
Muster mit gestreckten Fischgratelementen sind die Markierungen
in Prozessrichtung ausreichend weit voneinander entfernt, so dass
es in Prozessrichtung keine Überlappung
von Farben gibt, selbst wenn große Fehler in Prozessrichtung
vorhanden sind. Die Höhe
des vergrößerten Abstands
zwischen den Fischgratelementen, der erforderlich ist, um das zu
bewerkstelligen, hängt
natürlich
vom Spielraum des anfänglichen
Ausrichtfehlers eines bestimmten Farbdruckers ab.
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Wenn
der Aufbau der anfänglichen
Farbausrichtung z. B. eine nominale Zeitverzögerung zwischen dem Erfassen
einer Bandaussparung oder einer anderen dauerhaften Bandausrichtmarkierung und
der Erzeugung eines ROS-Bildsynchronisierungssignals verwendet,
werden sich die anfängliche Ausrichtposition
an der Vorderkante des ersten Bilds und seine zugehörige Fischgrat-Ausrichtmarkierung bei
Abweichungen in den mechanischen Toleranzen zwischen den Positionen
des Sensors für
die Bandaussparungen und die jeweilige ROS für diesen Drucker unterscheiden.
Dieser Vorderkantenfehler kann erkannt und ihm Rechnung getragen
werden, indem die relativen Vorderkantenausrichtungen zwischen den
verschiedenen Farben gemessen werden, indem die Fischgratmarkierungen
und der MOB-Sensor benutzt werden, und die Vorderkantenverzögerungen
korrigiert werden. Bei einer großen anfänglichen Schwankung der Vorderkante
verhindert jedoch die Gruppe der gestreckten Fischgratelemente,
dass sich die Vorderkanten der Markierungen der verschiedenen Farben überlappen.
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Der
Modus mit den gestreckten Fischgratelementen gestattet eine anfängliche
Konvergenz in einem Regelkreis auf eine Ausrichtgenauigkeit, die ausreicht,
um auf den Standardabstand der Fischgratelemente umzuschalten. Die
Standard-Fischgratelemente erlauben es, dass mehr Sätze von
Ausrichtmarkierungen pro Pitch (Bildbereich) und pro Bandumdrehung
für bessere
Ausrichtsteuerung in Prozessrichtung abgebildet werden können.
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In 13 ist
ein Beispiel gezeigt von Ausrichtmarkierungen aus vollflächig gefüllten, schwarzen
gestreckten Fischgratelementen" mit
dem zusätzlichen
Merkmal von senkrecht abgebildeten Bereichsübergängen zwischen den Fischgratbereichen. Dadurch können in
einigen Fällen
zusätzlich
Fehler des MOB-Sensors vermieden werden. Wie gezeigt können sowohl
die gestreckten als auch die normalen schwarzen Fischgratelemente
eine schwarze Fischgratmarkierung einsetzen, die umgeben ist von oder
vollflächig
gefüllt
ist mit Gelb, anstatt um die Markierung herum einen blanken Oberflächenbereich
des Fotorezeptors zu lassen. Zusätzlich
können die Übergänge zwischen
den Markierungsbereichen wie dargestellt gerade Kanten aufweisen,
die senkrecht zur Bewegungsrichtung verlaufen. Das heißt nicht
abgewinkelt gegenüber
der Prozessrichtung wie bei Fischgratelementen. Diese angrenzenden Rechtecke
können
zwischen sich Übergänge mit blanken
Fotorezeptorbereichen vermeiden und ihre Übergänge liefern ein viel schwächeres Übergangssignal
von den abgewinkelten Doppelzellen der MOB-Sensoren (unterhalb einem Schwellwertniveau)
als eine abgewinkelte Fischgratmarkierung. Dies verringert die Wahrscheinlichkeit
für einen MOB-Sensor
ein falsches zusätzliches
Markierungssignal (zusätzlicher
Zeitstempel) zwischen tatsächlichen
Markierungen zu erzeugen. Folglich gibt es in diesem besonderen
Beispiel von 13 in Prozessrichtung eine etwa
3 mm lange gelbe, recheckige Markierung an der Vorderkante des vollflächig schwarzen
Bildes. Dieses anfängliche
Gelb stellt sicher, dass der MOB-Sensor auf einem Band nicht zum
schwarzen Übergang
an der Vorderkante dieser Markierung auslöst. Der Sensor kann in der
Lage sein, in Abhängigkeit
von der Art des Toners und der Art des PR-Bands den Unterschied
zwischen dem schwarzen Toner und dem PR-Band zu erkennen oder nicht. Die gelbe
Markierung an der Vorderkante stellt einen einzigen Übergang
sicher, so dass der MOB-Sensor weiß, dass er mit dem Suchen nach den
Markierungen beginnen muss.
-
Die
nächste
Markierung, die der MOB-Sensor erkennen kann, ist die Fischgratmarkierung,
die sich durch den Zwischenraum im schwarzen Toner zeigt und dem
System die Position der Schwarz-Separation angibt. Die nächsten Markierungen,
die der Sensor erfassen kann, ist das in Cyan und Gelb geteilte
Fischgratelement, das dem System die Position des Schwarz gegenüber dem
Cyan anzeigt. Da ein Fischgratelement aus Cyan vor der flächengefüllten Sollvorgabe
in 13 erkannt worden war, kann das System nun denselben
Algorithmus benutzen wie bei den normalen Fischgratmarkierungen,
um die Position von Schwarz gegenüber Cyan in Prozessrichtung und
in Querrichtung zu bestimmen. Der Algorithmus erfordert eine Folge
von 3 Fischgratelementen, um die Farbposition mit Hinblick auf eine
Referenzfarbe in Prozessrichtung und quer dazu zu bestimmen:
- 1) Fischgratelement in Referenzfarbe (Cyan)
- 2) Fischgratelement in Farbe (Magenta, Gelb, oder vollflächiges Schwarz)
- 3) Geteiltes Fischgratelement aus Referenzfarbe und aus Farbe
-
Zu
beachten ist die Ähnlichkeit
bei einigen Gesichtspunkten zu den „Z"-Markierungen in 4 und 5 mit
vorderen, hinteren und umgebenden Farbbereichen mit Übergängen aus
rechwinkligen Linien zwischen diesen Bereichen. Aus diesen Beispielen
ist zu erkennen, dass verschiedene der anderen Beschreibungen und
Zeichnungen hinsichtlich der MOB-Erfassung
von optionalen anfänglichen „Z"-Markierungen hier
auch auf das Erkennen dieser anfänglichen
gestreckten Fischgratelemente anwendbar sind.
-
Bezüglich des
beispielhaften Druckers 10 können jedoch wie oben beschrieben
alle seine Tätigkeiten
und Funktionen durch programmierte Mikroprozessoren gesteuert werden,
an zentralen, verteilten und/oder entfernten Aufstellorten von Systemservern,
von denen jeder hier schematisch durch die Steuereinheit 100 dargestellt
ist. Ein einziges Fotorezeptorband 12 kann sukzessive geladen,
mit einem ROS-Bild (raster output scanner) versehen und durch eine
Vielzahl von Bilderzeugungsstationen mit Toner aus schwarzer und/oder
einer oder allen Primärfarben
entwickelt werden. Bei diesem Beispiel umfassen diese mehreren Bilderzeugungsstationen die
jeweiligen ROS 14A, 14B, 14C, 14D und 14E sowie
die zugehörigen
Entwicklereinheiten 50A, 50B, 50C, 50D und 50E.
Auf diese Weise kann bei diesem beispielhaften Drucker 10 in
einer einzigen Umdrehung des Bands 12 in jedem gewünschten
Bildbereich ein zusammengesetztes mehrfarbiges Bild 30 ausgebildet
werden, wie in 2 dargestellt wird, falls eine
exakte Ausrichtung zu erreichen ist. Zwei MOB-Sensoren (20A in 1, 20A und 20B in 2)
sind schematisch dargestellt und werden hier in Verbindung mit einer
solchen Ausrichtung des Weiteren beschrieben. Jeder MOB-Sensor besitzt
in diesem Beispiel zwei optische Doppelzellendetektoren 22 und 24 in
gegengerichteten Winkeln von 45° zur Prozessrichtung,
die später
genauer beschrieben werden.
-
Das
Band 12 weist ein herkömmliches
Antriebssystem 16 auf, welches es in die durch die Bewegungspfeile
gekennzeichnete Prozessrichtung bewegt. Eine herkömmliche Übertragungsstation 18 ist dargestellt
zum Übertragen
des zusammengesetzten Farbbilds auf das endgültige Trägermaterial, gewöhnlich ein
Blatt Papier, das anschließend
zu einer Fixiereinheit 19 geleitet und ausgegeben wird.
-
Das
Band
12 kann ein ansonsten bekanntes oder herkömmliches
organisches Fotorezeptorband sein, zu dem es ausgedehnte Patent-
und andere Literatur oder andere Materialien gibt (z. B.
US 4.780.385 ).
-
Wie
mit Bezug zu 2 zu sehen ist, können auch
Bezugs- oder Ausrichtaussparungen 12A, 12B, 12C, 12D,
usw. (oder andere dauerhafte Bandmarkierungen in verschiedenen gewünschten
Anordnungen) entlang einer oder beider Kanten des Fotorezeptorbands 12 vorgesehen
werden. Diese Aussparungen oder Markierungen können optisch erfasst werden,
wie etwa durch Bandlochsensoren, die in diesem Beispiel in 22A, 22B, 22C und 22D schematisch
dargestellt sind. Deren verschiedene Funktionen sind z. B. in den
oben zitierten Patenten beschrieben. Falls gewünscht können die Aussparungen oder
andere dauerhafte Bandmarkierungen wie gezeigt neben den jeweiligen
Bildbereichen angeordnet werden, jedoch müssen nicht für jede Bildposition eine
solche Markierung oder mehrere Sensoren vorhanden sein. Auch Anzahl,
Größe und Abstand
der Bildbereiche entlang des Fotorezeptorbands variieren, wie z.
B. beim Wechseln zwischen größeren oder
kleineren Bildern in Prozessrichtung zum Drucken auf größeren oder
kleineren Blättern
Papier.
-
Wie
jedoch schon angemerkt bezieht sich das vorliegende Ausrichtsystem
genauer gesagt auf das Herstellen von vorläufig abgebildeten und mit Toner
entwickelten Ausrichtmarkierungen auf dem Fotorezeptor, die zu der
Position von auf diesem erzeugten Bildern in Bezug stehen, zur Ausrichtung
der verschiedenen Farbbildern relativ zueinander und/oder zu der
sich bewegenden Fotorezeptorfläche,
wobei Tonermarkierungen durch MOB-Sensoren wie 20A und/oder 20B erfasst
werden, um davon Informationen zur Position zu gewinnen. In 2 ist zu
sehen, dass Bilder 32 solcher „Z„-förmigen Tonerausrichtmarkierungen
entlang beider Seiten des Fotorezeptorbands 12 des Druckers 10 angrenzend
an dem, aber außerhalb
des Bildbereichs 30 ausgebildet worden sind, wie noch weiter
zu erläutern
ist. Jedoch werden in verschiedenen Betriebsmodi desselben beispielhaften
Druckers 10, wie noch zu diskutieren sein wird, diese in 2 gezeigten „Z"-Markierungen automatisch
durch Bilder von fischgratförmigen
Tonerausrichtmarkierungen wie bei 34 oder von gestreckten
Fischgratelementen wie bei 36 ersetzt. (Diese oder andere
Ausrichtmarkierungen werden hierin alternativ als Sollvorgabe, MOB
oder Muster bezeichnet.) Das beispielhafte verbesserte System zur
Farbbildausrichtung der Zeichnungen kann mindestens zwei oder drei
solcher verschiedener Betriebsmodi aufweisen, von denen alle dieselben MOB-Sensoren
benutzen können.
Dieses Ausrichtsys tem ist jedoch nicht auf diese Anzahl von Betriebsmodi
oder -schritten oder auf bestimmte MOB-Sensoren oder Steuerungen
begrenzt.
-
Bei
dieser Ausführungsform
des Ausrichtsystems gibt es einen anfänglichen Bildausricht- oder Einrichtmodus,
der auch bei grober anfänglicher Fehlausrichtung
eine anfängliche
Ausrichtung zur Verfügung
stellen kann. Anfängliche
grobe Fehlausrichtung von Farbbildern kann entstehen, wenn das Gerät z. B.
erstmals nach der Herstellung, nach einem Wartungsdienst, nach einer
Reparatur des ROS, nach einem Austausch des PR-Bands usw. in Betrieb genommen wird.
In solchen Fällen
kann die anfängliche
seitliche Position jedes Farbbildbereichs und damit seine direkt
zugehörige
MOB-Position auf dem PR-Band 12 z. B. um +/–3 mm vom
Soll abweichen. Wenn der MOB-Sensor 20A oder 20B einen seitlichen
Erkennungsbereich für
eine Standardsollvorgabe 34 einer Fischgratbandmarkierung
von unter 1 mm besitzt, kann er die Ausrichtung einer solchen Fehllage
der MOB 34 nicht leisten. Um sicher zu stellen, dass die
MOB-Sensoren in diesem anfänglichen Zustand
(Einrichtmodus für
die Bildausrichtung) jede Farbausrichtmarkierung „sehen", wird hier nur während dieses
anfänglichen
Zustands eine optionale anfängliche
Erzeugung einer „Z"-förmigen Farbausrichtmarkierung
wie bei 32 vorgesehen, welche die MOB-Sensoren mit einem
größeren seitlichen
Erfassungsbereich ausstattet, anstelle von fischgratförmigen Markierungen
wie bei 34 oder 36. Solche beispielhafte MOB mit „Z"-Muster werden in
den vergrößerten Ansichten
von 3 bis 8 gezeigt. Ein passender anfänglicher
Einsatz solcher „Z"-Markierungen anstelle
von Fischgratmarkierungen auf dem Band für eine anfängliche Ausrichtung kann den
seitlichen Erfassungsbereich der MOB-Sensoren in diesem Betriebsmodus
um eine Größenordnung
erhöhen,
z. B. von etwa +/–1
mm für
Fischgratmarkierungen auf ungefähr
+/–10
mm für „Z"-Markierungen. Das
kann manuelle anfängliche
Anpassungen, um die Ausrichtung innerhalb den Abtast- und Steuerungsbereich
der MOB-Sensoren zu bekommen, vermeiden. Anders ausgedrückt werden
Justierungssituationen in einem „offenen Steuerkreis" vermieden, wo die
sonst erwünschten
Fischgratausrichtmarkierungen nicht im zulässigen Bereich und nicht erfassbar
sind.
-
Durch
die Verwendung der Ausgleichsollvorgaben, die entlang der Länge des
Bands für
jede Farbe abgebildet werden, kann die seitliche Position, die seitliche
Vergrößerung und
Schräge
jeder Farbe relativ zu der festen Position der MOB-Sensoren gemessen
werden. Diese neuen Werte können
dann in der Steuereinheit 100, wie etwa einem ROS-Schnittstellenmodul,
kontinuierlich aktualisiert werden.
-
Dieses
anfängliche
Kalibrierungsverfahren des Schreibens, Entwickelns und Messens entsprechender
Markierungen oder Sollvorgaben über
die Bandlänge
(den Bandumfang, die Prozessrichtung) wird für jede Farbe wiederholt. Die
Fehlersignale der MOB-Sensoren
können
für den
jeweiligen ROS auf bekannte Art und Weise in Signale zur Positions-
und Größenkorrektur
umgewandelt werden. Das kann in Form von Verzögerungszeiten der ersten Rasterpunkte
und von Taktfrequenzen von Rasterpunkten für das ROS-System geschehen.
Eine Farbe wie etwa Cyan kann als eine Kalibrierungs- oder Grundposition
benutzt werden. Die Umdrehung des PR-Bands und dieser iterative
routinemäßige Kalibrierungsprozess
können
wiederholt werden, bis Konvergenz eines vorgegebenen Schwellenwertes
innerhalb annehmbarer Schwellenwerte erzielt wird.
-
Der
MOB-Sensor kann ein „Zeitstempel"-Signal von der Erkennung
des MOB-Sensors (vom Überfahren)
der Vorderkante oder dem Schenkel des Ausrichtmusters im Fall einer
Z-Markierung (obere oder untere Linie des Z) bis zum Überfahren
der diagonalen Zwischenlinie oder Schenkel des Z erzeugen. Er kann
auch die Hinterkante (untere oder obere Linie) des Z mit einem Zeitstempel
versehen. Durch Vergleich dieser Zeitstempel kann man die Positionen
der Z-Muster in der Prozessrichtung auf jeder Seite des PR-Bands relativ zum
Schwerpunkt oder zur Mittellinie der Doppelzellen-Erfassungsbereiche 22, 24 des
MOB-Sensors 20A oder 20B berechnen (siehe 6 und 7 sowie
ins Besondere deren Beschreibung oben).
-
Wie
in 7 gezeigt liefern die Abweichungen dieser auf
gleiche Weise erfassten Zeitsignale zwischen den zwei seitlich beabstandeten
MOB-Sensoren 20A und 20B, welche entsprechende
seitlich beabstandete Z- oder andere Sollvorgaben lesen, die für dieselbe
Farbe durch denselben ROS erzeugt werden, Signale über die
Bildschräge,
die zum Erzeugen von Signalen zur Bildentzerrungssteuerung verwendet
werden können.
-
Das „Z"-Muster, die Sollvorgabe
oder die Positionsmarkenabmessung können hinreichend groß gemacht
werden, um sicher zu stellen, dass sie immer innerhalb des Erfassungsbereichs
des MOB-Sensors liegen, auch bei einem maximalen Betrag der voraussichtlichen,
anfänglichen,
seitlichen Fehlausrichtung. Letzteres wird natürlich mit den Gerätetoleranzen
eines bestimmten Produkts variieren. Die Z-Markierung kann z. B.
ein Quadrat von etwa 19 × 19
mm sein, so dass die vordern und hinteren Querschenkel oder Balken
des Z etwa 19 mm breit sind, mit einem wie gezeigt um 45° abgewinkelten Mittelschenkel.
Demnach befindet sich diese Mittellinie bzw. der Mittelschenkel
des Z im gleichen Winkel wie eine der beiden Doppelzellen 22 oder 24 in
dem MOB-Sensor, was auch derselbe Winkel wie bei einem der beiden
Schenkel des Musters, der Sollvorgabe oder der Positionsmarke in
Fischgratform wie bei 34 und 36 ist, so dass durch
den gesamten Bereich der Doppelzelle eine ähnlich scharfe Erfassung bei
hoher Signalintensität
zur Verfügung
gestellt wird.
-
Sobald
die Ausrichtpositionen aller Farben (oder „Teilbilder") innerhalb eines
vorgegebenen Schwellenwerts oder Erfassungsbereichs der MOB-Sensoren
für Fischgratmarkierungen
liegen, schaltet das besprochene System automatisch in einen zweiten
Betriebsmodus um, der Schreiben, Entwickeln und Messen mittels MOB-Sensor
der fischgratförmigen
Ausrichtsollvorgaben entsprechend den jeweiligen Farben entlang
dem Band enthält.
Diese Modusumschaltung kann ausgeführt werden, wenn die MOB-Sensoren gerade ungefähr den Mittelpunkt des
Z erfassen. Das heißt,
wenn der ROS gerade das Z in einer seitlichen Position auf das Band
druckt, in der die Mitte der abgewinkelten Linie des Z den MOB-Sensor
auslöst.
Oder mit anderen Worten, wenn die Zeitspanne zum Überfahren
der abgewinkelten Linie im Z-Muster im Wesentlichen gleich den Überfahrungszeiten
der oberen und unteren Linien des Z-Musters ist.
-
Der
nächste
(oder erste, falls ein Modus mit Z-Muster nicht verwendet wird)
Betriebsmodus bzw. die nächste
Phase ist hier die Justierungsphase des anfänglichen Referenzbilds mit „gestrecktem
Fischgratelement",
mit gestreckten, mit Abstand versehenen Fischgratelementen wie in 14 gezeigt
und oben und hier beschrieben. Wegen anfänglicher Toleranzen der Fehlausrichtungen,
können
Fehlausrichtungen der Vorderkanten (Prozessrichtung) anfänglich zu
groß sein
für Gruppen
oder Sets von standardmäßig beabstandeten
Fischgratelemente, so dass solch ein Betriebsmodus mit gestreckten
Fischgratelementen anfänglich
sehr erwünscht
sein kann. Der Modus mit gestreckten Fischgratelementen kann benutzt
werden, um die Position des Cyans oder den Bildversatz anderer Ausrichtungsgrundlinien
zu verfeinern oder zu justieren.
-
Dieser
Schritt oder Modus mit „gestrecktem Fischgratelement" stellt ein Sollmuster
zur Verfügung,
das eine grobe Farbausrichtjustierung gestattet. Das heißt eine
andere Sollvorgabe, die es dem MOB-Sensor (marks-an-belt) erlaubt,
die Position jeder Farbe auch dann zu erfassen, wenn es zwischen den
Farben einen größeren Fehler
in Prozessrichtung gibt. Die MOB-Sensoren können bei Gruppen aus Fischgratelementen
in Standardgröße nicht leicht
Farbpositionen erfassen, wenn der Ausrichtfehler in Prozessrichtung
zwischen den Farben groß ist,
weil die Markierungen nominal zu eng beieinander liegen können. In
der Gruppe aus gestreckten Fischgratelementen jedoch sind die Markierun gen
in Prozessrichtung hinreichend weit auseinander, so dass beim Vorkommen
großer
Fehler in Prozessrichtung kein Überlappen
von Farben vorkommt. Indem z. B. in Prozessrichtung ein Abstand
der gestreckten Fischgratelemente von 8,5 mm (200 Abtastlinien bei 0,04233
mm pro Abtastlinie) anstelle von etwa 2 mm in Prozessrichtung bei
Abmessungen von normalen Fischgratelementen. Jedoch können die
Winkel der Schenkel von 45° dieser
gestreckten Fischgratelemente dieselben bleiben. Die Querabmessung
(Breiten) dieser Fischgratelemente können auch gleich sein, z. B.
etwa 10,4 mm. Jedoch haben die jeweiligen Schenkel des gestreckten
Fischgratelements, wie gezeigt und beschrieben, zwischen einander
einen viel größeren Abstand
in Prozessrichtung. Auch können,
wie in 13 und 14 gezeigt
und oben beschrieben andere Merkmale zur Verfügung gestellt werden. Was beim
Messen der Positionen der gestreckten Fischgratelemente tatsächlich erfasst
wird, das sind Markierungen, die dieselbe Dicke aufweisen wie beim
Messen von Standard-Fischgratelementen.
-
Was
das Beispiel hier mit den vollflächigen schwarzen
Abschnitten angeht, so ist dies eine leicht veränderte Form von gestrecktem
Fischgratelement. Die Ausrichtung schwarzer Bilder (die Bilder werden mit
schwarzem Toner entwickelt) stellt einen besonderen Fall dar, weil
dieser MOB-Sensor Schwierigkeiten hat, den Unterschied zwischen
einer schwarzen Ausrichtmarkierung und einer angrenzenden blanken Oberfläche eines
unmarkierten (nicht entwickelten) Bereichs des Fotorezeptors zu
erkennen. Die Markierung ist vom MOB-Sensor leichter zu erfassen,
indem ein negatives Bild benutzt wird, wie etwa ein großer Bereich
von Schwarz, der mit Ausnahme im Bereich der Ausrichtmarkierung über Gelb
abgebildet ist, wo Schwarz nicht abgebildet wird, d. h. die schwarze
Markierung ist die Abwesenheit von Schwarz, um das Gelb in dem Fischgratmarkierungsmuster
inmitten eines ansonsten vollflächig
schwarzen Bereichs dem MOB-Sensor auszusetzen. Dies vermeidet besonders
falsche Signale des MOB-Sensors und stellt die korrekte Anzahl von
Signalen des MOB-Sensors sicher, die der Anzahl von Fischgratelementen
in jedem Satz von gestreckten Fischgratelementen entspricht.
-
Diese
gestreckte Fischgratmarkierung aus negativem Schwarz ist bevorzugter
Weise die letzte Markierung in dem Satz oder der Kombination von einzelnen
Markierungen, welche die gestreckten Fischgratmarkierungen ausbilden.
Besonders bezüglich 14 ist
die erste Fischgratmarkierung im Satz bevorzugt die einzelne Bezugsfarbe,
dann ist die zweite Fischgratmarkierung für die nächste Farbe, die erwünscht ist,
um relativ dazu gemessen oder ausgerichtet zu werden, dann (drittens)
ein zweifarbiges Fischgratelement, bei dem eine Hälfte (ein Schenkel)
dieselbe Bezugsfarbe und die andere Hälfe oder der andere Schenkel
die andere Farbe besitzt. (Mithin ist zu erkennen, dass die zwei
Schenkel dieses dritten Fischgratelements mit unterteilter Farbe
in Prozessrichtung voneinander versetzt sind, bis eine vollständige Ausrichtung
erreicht ist.) Dann können
diese drei Schritte dreimal wiederholt werden und es folgt die obige
negative, schwarze, gestreckte Fischgratmarkierung.
-
Bei
der anfänglichen
Einstellung des Farbausrichtsystems kann eine nominale Verzögerung von
einer erfassten Aussparung eines PR-Bands benutzt werden, um ein
Bildsynchronisierungssignal zu erzeugen. Die Vorderkantenausrichtung
kann daher um die mechanische Toleranz des Bandaussparungssensors
gegenüber
dem ROS usw. variieren. Dieser Vorderkantenfehler kann erkannt werden,
indem die relative Vorderkantenausrichtung zwischen Farben durch
den MOB-Sensor gemessen und die entsprechende Vorderkantenverzögerung korrigiert
wird. Bei relativ großen
Schwankungen bei der anfänglichen
Vorderkante ist eine Gruppe aus gestreckten Fischgratelementen erwünscht, um
das Überlappen
der Fischgratelemente verschiedener Farben zu vermeiden. Wenn sich
die Markierungen berühren
oder sich überlappen,
kann der MOB-Sensor die Positionen der einzelnen Markierungen nicht
erkennen.
-
Mit
anderen Worten wird während
der anfänglichen
Systemeinstellung eine nominale Verzögerung der erfassten Bandaussparung
verwendet, um das Bildsynchronisierungssignal zu erzeugen. Die Ausrichtung
der Farben zueinander wird wegen der Systemtoleranzen (Bandaussparungssensor
zu den ROS-Bilderzeugern, Walzendurchmesser des PR-Messgebermoduls,
Messgebertoleranzen, Positionierungsfehler ROS zu ROS) einen signifikanten Fehlerwert
aufweisen. Der Versatz Farbe zu Farbe kann für den Einsatz eines Standard-Fischgratelements
zu groß sein,
was ein Überlappen
der Farben verursacht, so dass die MOB-Sensoren die Markierungen
nicht interpretieren können.
Aus diesen Gründen
kann eine Gruppe von gestreckten Fischgratelementen benutzt werden.
Dies gestattet auch bei sehr großen Fehlausrichtungen in Prozessrichtung
genügend
anfängliche
Konvergenz im geschlossenen Regelkreis, so dass Gruppen mit Standard-Fischgratelementen
danach benutzt werden können
(automatische Umschaltung), um die Bildausrichtung weiter zu verfeinern.
-
Einer
oder beide der anfänglichen
Modi bzw. Schritte zur Grobausrichtung mit „Z"-Markierungen und
einer dieser anfänglichen
Modi bzw. Schritte zur anfänglichen
Ausrichtung mit gestreckten Fischgratelementen kann mehrere Umdrehungen
des Fotorezeptorbands 12 und Erzeugungen von MOB-Signalen
dauern, bis eine anfängliche Grobausrichtung
erreicht ist und bevor das Reproduktionssystem automatisch seinen
Standardbetrieb mit dem Erzeugen von und Erfassen von Standard-Fischgratelementen zur
standardmäßigen MOB-Ausrichtung
beginnt. Wie erwähnt
liefern die Ausrichtmarkierungen mit Fischgratelementen wünschenswerter
Weise eine höhere Ausrichtgenauigkeit
für feine
Ausrichtmessungen des MOB-Sensors als die anfänglichen „Z"-Markierungen.
-
Zurück zu den
Details des beispielhaften MOB-Sensors 20A oder 20B in
den Zeichnungen. Er erfasst optisch die Unterschiede in der Reflektion zwischen
den jeweils aus Toner entwickelten Markierungen auf dem Band und
der Bandoberfläche,
wie in verschiedenen der oben zitierten Quellen beschrieben. Es
ist zu erkennen, dass die Erfindung hier nicht auf den exakt gleichen
oder bestimmten beispielhaften hier oder in den oben zitierten Quellen
gezeigten und beschriebenen MOB-Sensor beschränkt ist. Bei dem hier dargestellten
beispielhaften MOB-Sensor bewegt sich jedes (zuvor seitlich hinreichend
grob ausgerichtet) auf dem Band markierte und aus Toner entwickelte
Muster 34 in Fischgratform für jedes Farbbild auf dem Band
unter den MOB-Sensor, LEDs im MOB-Sensor beleuchten das fischgratförmige MOB 34 und
zwei abgewinkelte Schenkel dieses Fischgratelements werden durch
zwei gleich abgewinkelte, Bild erkennende Doppelzellen 22, 24 auf
jeder Seite des MOB-Sensors erfasst. Diese Doppelzellen können z.
B. zwei Zellen mit einem 4 mm mal 0,5 mm rechtwinkligen Erkennungsbereich
sein, die beide Seite an Seite in dem MOB-Sensor angebracht sind,
um einen Erkennungsbereich von 4 mm mal 1 mm zur Verfügung zustellen.
Ebenso sind die Doppelzellen auf der anderen Seite des Sensors,
um vier Erfassungszellen pro MOB-Sensor zur Verfügung zu stellen. Die beiden
Schenkel des fischgratförmigen MOB
und die beiden entsprechenden Schenkel dieser beiden Erfassungszonen
der Doppelzellen 22, 24 des MOB-Sensors sind wünschenswerter
Weise beide zueinander um 90° und
sind alle zu der Prozessrichtung um 45° abgewinkelt. Die elektrischen
Ausgangsdaten dieses besonderen MOB-Sensors sind Pulse, die auftreten, wenn
jeder Schenkel des Fischgratelements unter dem Mittelpunkt seine
jeweiligen Erfassungsschenkels der Doppelzelle ankommt. Das heißt, jedes
erkannte Fischgratelement liefert ein Ausgabesignal, wenn es gleichmäßig von
beiden Zellen der Doppelzelle gesehen" wird, indem das Signal von einer Zelle
dieser Doppelzelle von dem Signal der andren Zelle subtrahiert wird.
Ein Nullwertsignal wird folglich erhalten, wenn der Schenkel dieses Fischgratelements
unter dieser Doppelzelle zentriert ist. Das Auslösen einer Doppelzelle durch
einen fischgratförmigen
Schenkel, der sich unter ihr durch bewegt, stellt auch ein Zeitsteuerungssignal
zur Verfügung,
das „Zeitstempel" genannt werden kann.
-
Ein
beispielhafter MOB-Sensor kann zwei IR-LEDs und eine Fotodiodenanordnung
aus kristallinem Silikon verwenden, die aus zwei marktüblich verfügbaren Doppelzellen
in einem gewöhnlichen Kunststoffgehäuse zusammengesetzt
ist und die gegeneinander um 90° (+/–2°) montiert
sind. Die IR-Lichtstärke,
die von dem MOB-Bild in diffuser Weise reflektiert wird, kann durch
eine fest eingebaute Linse gesammelt werden, um in den Fotodioden
auf herkömmliche
Art in einem Fotovoltaik-Modus ohne Vorspannung einen Strom zu erzeugen,
der proportional zu der Fotodiodenfläche und. der (relativ konstanten)
Lichtstärke
ist. Ein herkömmlicher Strom-Spannungs-Verstärker kann
das Signal auf einen Spannungswert umwandeln. Es kann ein Hochpass-Signalfilter
benutzt werden. Die Richtung (Orientierung) der beiden IR-LED-Beleuchtungen
kann von den Enden der MOB-Fischgratschenkel entlang der Fischgratschenkel
verlaufen, um Schatten zwischen den Tonerhaufen zu vermeiden und
um Helligkeitsgradienten senkrecht auf den Spalt zwischen den Doppelzellen
zu minimieren.
-
Ein
weiteres Abgleichen der Gestalt der beiden Doppelzellen des MOB-Sensors
(geteilte Fotozellen) mit den Fischgratelementen kann erwünscht sein,
um die Rauscheigenschaften zu verbessern. Dazu kann das Erweitern
des seitlichen Abstands zwischen den inneren Enden der beiden Doppelzellen
und/oder das Ausbilden des Bereichs jeder Doppelzelle als Parallelogramm
(anstelle eines Rechtecks) gehören,
wobei die vorderen und hinteren Kanten unter 45° zur Richtung der Bewegung des
Fotorezeptorbands (der Prozessrichtung) verbleiben, aber mit mittleren
und seitlichen Kanten (Enden) parallel zu der Bewegungsrichtung
des Fotorezeptorbands (PR).
-
Abweichungen
in der Ankunftszeit der beiden gegenüberliegenden Schenkel eines
Fischgratelements an den jeweiligen gegenüberliegenden Schenkeln (Doppelzellen)
eines MOB-Sensors bestimmen die seitliche Position dieses Fischgrat-MOB relativ
zum MOB-Sensor. Das heißt,
das Zeitstempelsignal einer Doppelzelle kann mit dem Zeitstempelsignal
der anderen Doppelzelle dieses MOB-Sensors verglichen werden. Demzufolge
erkennt die Abweichung zwischen verschiedenen seitlichen Positionen farbiger
Fischgratelemente die Position eines Farbtonerbildes relativ zu
einem anderen. Mit anderen Worten wird, wie z. B. in 9 gezeigt,
ein Schenkel eines Fischgratelements, das nicht relativ zum MOB-Sensor
zentriert ist, d. h. seitlich fehlerhaft ausgerichtet ist, durch
eine Doppelzelle vor dem anderen erfasst, wobei der Betrag der Zeitstempelabweichung
proportional zu der Fehlausrichtung ist.
-
Wie
erwähnt
können
zwei getrennt positionierte jedoch ansonsten identische MOB-Sensoren 20A und 20B wünschenswerter
Weise verwendet werden. Sie können
beide, wie in 1 gezeigt, zwischen der letzten
(Endfarbe) Entwicklerstation und der Bildübertragungsstation angeordnet
werden. Bevorzugter Weise sind die beiden MOB-Sensoren an gegenüberliegenden
Seiten des PR-Bands 12 von einander mit Abstand versehen,
um Markierungen in Z- oder Fischgratform zu erfassen, die auf gegenüberliegenden
Seiten des Bands von dem Bildbereich derselben Farbe erzeugt werden.
Das kann wünschenswerter
Weise die Erkennung von Bildverzerrungen maximieren, indem Zeitstempelabweichungen
zwischen einem auf der einen Seite des Bandes erkannten Fischgratelement
relativ zu einem auf der gegenüberliegenden
Seite des Bands erkannten Fischgratelement für ein verzerrtes Bild maximiert wird.
-
Eine
zusätzliche
optionale Funktion oder Verwendung der MOB-Sensoren kann es sein,
bei Bedarf die Position einer Naht im PR-Band oder die Stelle von
Aussparungen für
die Bandausrichtung oder Bandnähte
(Bandtaktöffnungen)
zu entdecken. Jedoch können
dazu herkömmlicher
Weise andere optische Sensoren benutzt werden, wie die in 2 gezeigten 22A und 22D.
-
Es
ist zu erkennen, dass bei verschiedenen der oben erwähnten oder
anderen Ausgangssignalen von Messungen durch MOB-Sensoren unterschiedliche
Techniken von Hochpassfilterung, von Durchschnittswertbildung und/oder
von Gewichtung verwendet werden können. Auch können für die MOB-Sensoren
anfängliche
Kalibrierungen, einschließlich
des Einstellens der jeweiligen Beleuchtungsstärkegrade, und deren Strom- oder Spannungsniveaus
oder -bereiche vorgesehen werden.
-
Es
ist zu erkennen, dass in diesem besonderen Beispiel eines Farbreproduktionsgeräts 10 bei
einem xerografischen Drucker mit Bild-auf-Bild-Technik das latente
und entwickelte (Toner-)Bild für
jede Farbe sich direkt auf dem Bild und dem Toner für die zuvor
abgebildeten und entwickelten Farben befindet, so wie sich das PR-Band
um seinen Weg herum in Prozessrichtung bewegt. Daher kann die Z-Bild-Erzeugung
wie auch die Fischgratbild-Erzeugung für die Software der ROS-Steuereinheiten
mit Ausrichtmarkierungen so programmiert werden, dass sie die Positionen
dieser Ausrichtmarkierungen in Prozessrichtung für jede Farbe wie gezeigt verändert, damit die
Ausrichtmarkierung für
eine Farbe nicht mit der Ausrichtmarkierung einer anderen Farbe überlappt, auch
wenn sich die Bilder selbst vollständig überlappen können. Dies erfordert keinen
großen
Abstand, so dass die verschieden farbigen Fischgratmarkierungen
z. B. aussehen können
wie Unteroffiziersstreifen (>>>>).
Das heißt,
dass die Fischgratelemente wie gezeigt relativ eng beabstandet sein
können,
aber durch Zwischenräume
ohne Bild und Toner hinreichend voneinander entfernt sind, dass
der MOB-Sensor zu einer gegebenen Zeit zählen oder auf sonstige Weise
unterscheiden kann, bei welchem bestimmten Fischgratelement für dieses
zusammengesetzte Bild gerade die Ausrichtgenauigkeit erfasst wird.
-
Wie
erwähnt
befinden sich die Ausrichtmarkierungen wünschenswerter Weise außerhalb
des maximalen Bildbereichs. Wo beim Drucker dessen Bilder und sein
Papierpfad auf einer Seite ausgerichtet wird, was typischer Weise
vorkommt, (anstelle zentral ausgerichtet zu werden) können die
Ausrichtmarkierungen entlang der anderen oder äußeren Kante des PR-Bands vorhanden
sein. Wie hier jedoch gezeigt wird, werden die Ausrichtmarkierungen, sogar
bei einem derartigen an den Kanten ausgerichteten System, für eine maximale
Empfindlichkeit und Genauigkeit der Verzerrungsausrichtung und die
sie erkennenden MOB-Sensoren auf gegenüberliegenden Seiten des Bands,
an gegenüberliegenden
Seiten des Bildbereichs, voneinander mit Abstand versehen angeordnet.
-
Es
ist zu erkennen, dass obwohl die dargestellten ersten Ausrichtmarkierungen
ein im Allgemeinen Z-förmiges
Muster umfassen und die zweiten Ausrichtmarkierungen ein im Allgemeinen
fischgratförmiges
Muster umfassen, Änderungen
davon vorgesehen werden können,
die dieselbe Wirkung erzielen. So müssen z. B. die Schenkel oder
Linien, welche die Z- und/oder die Fischgratelemente ausbilden nicht
notwendigerweise verbunden sein, d. h. sie können auch durch ein wenig getrennte
Linien ausgebildet werden. Ebenso müssen die beiden Schenkel der
fischgratförmigen
Doppelzellen-Erfassungsbereiche des MOB-Sensors nicht verbunden
sein. Es ist ebenfalls zu erkennen, dass ein umgekehrtes Bild eines „Z" (das mehr wie ein „S" aussehen kann) gleichwertig
ist und von allen Ansprüchen
abgedeckt sein soll, die sich auf ein Z-förmiges Muster oder eine Z-förmige Markierung beziehen.
-
Um
es nochmals zum Ausdruck zu bringen, in dieser bevorzugten Ausführungsform
sind gestreckte Fischgratmarkierungen in Prozessrichtung (langsame
Abtastung) von einander beabstandet, damit das Erfassen durch einen
MOB-Sensor auch ausgeführt
werden kann, wenn große
Fehler in Prozessrichtung vorhanden sind. Die Zwischenräume zwischen
den Markierungen in Prozessrichtung sollten größer sein, als die größtmöglichen
anfänglichen Fehler
von Farbe zu Farbe in Prozessrichtung. Die Form der vollflächigen Abschnitte
ist verändert
worden, um die Wahrscheinlichkeit zu verringern, dass der MOB-Sensor
fehlerhafte Zeitstempel erfasst. Alle Kanten, welche nicht erkannt
werden sollen sind so ausgerichtet worden, dass sie nicht direkt
parallel zu den Doppelzellen des MOB-Sensors verlaufen.