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Feld der Erfindung
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Die
Erfindung bezieht sich allgemein auf das Positionieren von Druckoberflächen oder
Druckeinrichtungen und insbesondere auf die Verwendung von verschiedenen
Eich-Einrichtungen
und Verfahren zur Positionierung einer Druckeinrichtung in Bezug
auf Druckmedien, wie etwa Papier.
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Hintergrund
der Erfindung
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Drucken
in Vielfachabtastung beinhaltet die Verwendung einer Druckeinrichtung,
die kleiner als die Größe eines
Papierblattes ist. Um auf das gesamte Papierstück zu drucken, wird daher die
Druckeinrichtung in Bezug auf das Papierstück während des Druckprozesses bewegt.
Drucken in Vielfachabtastung liefert viele Vorteile einschließlich geringer
Kosten durch die Verwendung von kleinen Druckeinrichtungen. Es können ebenso
sehr große
Papierstücke durch
die Verwendung von Drucken in Vielfachabtastung bedruckt werden.
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Eine
Schwierigkeit beim Drucken in Vielfachabtastung betrifft die Ausrichtung
der Druckeinrichtung in Bezug auf das Papierstück von einem Druckdurchlauf
zu dem nächsten.
Der Prozess der Nebeneinanderstellung von zwei Druckdurchläufen wird
als "Zusammenheften" bezeichnet. Die
Genauigkeit des Zusammenheftens muss hoch sein, damit das gedruckte
Bild keine unerwünschten,
sichtbaren Artefakte aufweist. In ähnlicher Weise erfordert die
Verwendung von mehreren Druckeinrichtungen, um ein gedrucktes Vielfarbenbild
zu erhalten, ebenso die Ausrichtung von einer Druckeinrichtung mit
einer anderen, um sichtbare Artefakte zu vermeiden.
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Eine
Vorgehensweise zur Begegnung der Schwierigkeiten beim Drucken in
Vielfachabtastung bestand in der Verwendung von Druckeinrichtungen, um
schmale Druckdurchläufe
zu erzeugen, und daher in dem häufigen
Zusammenheften der Durchläufe.
Durch die Verwendung von schmalen Durchläufen ist es möglich, die
Druckeinrichtung in Bezug auf das Papierstück um eine bekannte Strecke
durch die Rotation von Zahnrädern
zu bewegen, vorzugsweise um eine Umdrehung pro Durchlauf. Die Breite
von Druckdurchläufen
bei diesem Typ des Druckens in Vielfachabtastung ist typischerweise
weniger als einen Zentimeter weit. Diese Vorgehensweise verringert
jedoch die Effizienz des Druckens durch die Erfordernis von vielen
Durchläufen,
um ein Bild zu drucken.
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Eine
effizientere Vorgehensweise für
das Drucken in Vielfachabtastung beinhaltet die Verwendung von größeren Druckeinrichtungen,
wie etwa Druckeinrichtungen, die in der Lage sind, einen Durchlauf
von mehr als einem Zentimeter Breite zu drucken. Das Drucken in
Vielfachabtastung, das breitere Durchläufe beinhaltet, liefert erhebliche
Vorteile durch Vergrößern der
Geschwindigkeit des Druckens. Eine Schwierigkeit dieses Typs des
Druckens in Vielfachabtastung betrifft jedoch die Positionierung der
Druckeinrichtung in Bezug auf das Papier, um eine hohe Genauigkeit
des Zusammenheftens bereitzustellen. Eine Vorgehensweise bestand
dann, Endcodierer von hoher Genauigkeit zu verwenden, um eine Positionierung
der Druckeinrichtung in Bezug auf das Papier festzustellen. Die
hohen Kosten von derartigen präzisen
Endcodierem haben sich in einigen Anwendungen als hinderlich erwiesen.
Weiterhin kann die Eichung von derartigen Endcodierern schwierig
sein. Wenngleich fabrikseitige Eichprozeduren die Endcodierer anfänglich eichen
können, können die
Endcodierer beispielsweise zum Zeitpunkt des Einsatzes der Druckeinrichtung
vor Ort die Ausrichtung verloren haben, was in einem schlechten
Zusammenheften resultiert. Selbst wenn die Eichung bis zum Zeitpunkt
der anfänglichen
Nutzung der Druckeinrichtung aufrechterhalten werden kann, kann
eine Druckeinrichtung einer Änderung
in den Eicheigenschaften während
der Verwendung unterworfen sein, aufgrund von Änderungen der Temperaturen
verschiedener Komponenten, die die Positionierung der Druckeinrichtung
in Bezug auf das Papierstück
betreffen. Weiterhin wird eine Druckeinrichtung wahrscheinlich schließlich ersetzt
werden müssen.
In jedem Fall ist die Erfordernis typischerweise unerwünscht, die
Druckeinrichtung für
Kallibration oder Ersatz in die Fabrik zurückzusenden.
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US-6,155,669
beschreibt einen seitenbreiten Tintenstrahldrucker, der ein Endcodierersystem
einschließt,
das an einem Druckbalken angebracht ist. Der Drucker schließt ein Band
zur Fortbewegung eines Aufzeichnungsmediums unter einer Vielzahl
von Druckbalken ein. Die Erkennungsmarken sind mit einem vorbestimmten
Abstand unmittelbar auf dem Band derart angeordnet, dass die Positionierung
des Aufzeichnungsmediums genau bestimmt werden kann, wenn dieses
an jedem der Druckbalken vorbeiläuft.
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EP 0 915 050 A1 beschreibt
ein Band, das Ausrichtungsmarken aufweist und eine zugehörige Bandförder- und
Bearbeitungsvorrichtung. Die Vorrichtung schließt ein Band und eine zugehörige Bandförder- und
Handhabungsvorrichtung zur Durchführung eines Arbeitsgangs auf
dem Band ein. Die Vorrichtung fördert
das Band in einer Förderrichtung
und der Betrieb des Antriebs wird durch laterale und longitudinale
Ausrichtmarken, die auf dem Band angeordnet sind, gesteuert. Die
Linienmarken, die entlang einer Achse angeordnet sind, sind von gleichförmiger Größe.
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EP
0 584 792-A2 beschreibt eine Blattfördervorrichtung. Eine Blattfördervorrichtung
detektiert die Position eines Blattes während des Förderns desselben und berechnet
eine Ablage der detektierten Blattposition in Bezug auf eine Referenzposition,
um hierdurch ein genaues Farbdrucken zu ermöglichen. Eine Folgewalze zum
Detektieren einer Vorschubgröße des Blattes
steht in Berührung
mit dem Blatt, das durch eine Blattförderwalze 1 gefördert wird,
so dass diese im Einklang mit der Bewegung des Blattes rotiert wird.
Ein Sensor erzeugt ein Ausgangssignal, jedes Mal, wenn die Folgewalze
sich um einen vorbestimmten Winkel der Rotation dreht.
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EP 0 917 961 A2 offenbart
ein System und ein Verfahren gemäß dem Oberbegriffen
von Ansprüchen
1 und 7.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Es
ist das Ziel der vorliegenden Erfindung ein bilderzeugendes System
in Bezug auf Genauigkeit und Zuverlässigkeit des Papierpositionienangssystems
zu verbessern. Dieses Ziel wird durch Bereitstellen eines bilderzeugenden
Systems gemäß Anspruch
1 und eines Verfahrens zur Positionierung von Papier gemäß Anspruch
7 erreicht. Ausführungen der
Erfindung sind in den abhängigen
Ansprüchen niedergelegt.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Die
vorstehenden und anderen Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung
werden aus der nachfolgenden Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen
offenbart, in denen gleiche Bezugszeichen sich auf die gleichen
Teile über
die verschiedenen Ansichten hin beziehen. Die Zeichnungen veranschaulichen
die Prinzipien der Erfindung und zeigen, wenngleich diese nicht
maßstäblich sind,
relative Abmessungen.
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1 stellt
eine Draufsicht eines ersten Beispiels bereit;
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2 stellt
eine schematische Draufsicht des ersten Beispiels bereit;
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3 stellt
eine schematische Seitenansicht des ersten Beispiels bereit;
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4 stellt
eine Ansicht für
eine Konfiguration von Markierungen gemäß einer Variante der vorliegenden
Erfindung bereit;
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5 stellt
eine Ansicht einer weiteren Konfiguration von Markierungen gemäß eines
Variante der vorliegenden Erfindung bereit;
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6 stellt
eine Draufsicht einer Variante des ersten Beispiels bereit.
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EINGEHENDE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung überwindet
die Schwierigkeiten im Stand der Technik durch die Verwendung eines
optischen Sensors, der in der Lage ist, die Position einer Druckeinrichtung
in Bezug auf ein Papierstück
oder einer Papierhandhabungsoberfläche eines bilderzeugenden Systems
zu bestimmen. Die Bezeichnung "bilderzeugendes
System" schließt eine
Zusammenstellung von verschiedenen Drucktechnologien ein, wie etwa
elektrofotografisch, elektrostatisch, elektrostatografisch, ionografisch, akustisch,
piezo-, thermisch, laser-, tintenstrahl- und weitere Typen von bilderzeugenden
oder reproduzierenden Systemen, die eingerichtet sind, Bilddaten
zu erfassen und/oder zu speichern, die einem bestimmten Objekt zugeordnet
sind, wie etwa einem Dokument, und ein Bild reproduzieren, ausbilden,
oder erzeugen. Ein Bespiel eines bilderzeugenden Systems kann man
im US-Patent Nr. 5,583,629 für
Brewington et al. finden.
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Gemäß einem
Beispiel wird ein bilderzeugendes System 100 bereitgestellt,
wie in 1 gezeigt. Das bilderzeugende System schließt eine
Papierhandhabungsfläche 110 ein,
die eingerichtet ist, ein Papierstück 120 aufzunehmen.
Die Papierhandhabungsfläche 110 ist
vorzugsweise konfiguriert, ein Papierstück 120 relativ zu
einem Wagen 130 zu bewegen. Der Wagen 130 ist
vorzugsweise mit mindestens einer Druckeinrichtung 140 ausgestattet.
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Zur
Vereinfachung der Erörterung
veranschaulicht die 2 mehrere Referenzrichtungen, um
die Beschreibung der vorliegenden Erfindung zu unterstützen. Es
wird ebenso eine Vorschubrichtung 125 als eine positive
Richtung entlang einer X-Achse beschrieben. Eine X-Richtung ist
parallel zu der X-Achse. Eine langsame Abtastrichtung ist ebenso parallel
zu der X-Achse. Der Wagen 130 verschiebt sich parallel
zu einer Y-Achse,
wodurch das Drucken eines Durchlaufs 131 möglich wird.
Die Y-Achse ist in derselben Ebene wie die X-Achse und rechtwinkelig zu
der X-Achse. Eine Richtung des Vorschubs in beiden Richtungen entlang
der Y-Achse ist als schnelle Abtastrichtung oder Y-Richtung bekannt.
Zum Zweck der Erörterung
wird ebenso eine Z-Achse bereitgestellt, rechtwinkelig sowohl zu
der X-Achse und der Y-Achse.
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Gemäß 3 kann
ein bilderzeugendes System 100 mit einem ersten Vakuumbehälter 116 und
einem zweitem Vakuumbehälter 118 ausgerüstet sein.
Die ersten und zweiten Vakuumbehälter 116, 118,
sind unter der Papierhandhabungsfläche 110 angeordnet,
um das Papier 120 an der Papierhandhabungsfläche 110 festzuhalten.
Eine erste Walze 112, eine zweite Walze 114 und
eine dritte Walze 115 können
ebenso bereitgestellt werden, um einen Weg für ein Band festzulegen, das
die Papierhandhabungsfläche
ausbildet. Es stehen eine große
Vielfalt von alternativen Konfigurationen für den Aufbau der Papierhandhabungsfläche 110 und
zugehörige
Einrichtungen zur Verfügung,
um das Papier 120 an der Papierhandhabungsfläche 110 festzuhalten.
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Wein
der 1 gezeigt, schließt ein bildzerzeugendes System 100 weiterhin
einen optischen Sensor 200 und eine Vielzahl von Markierungen 250 ein,
die derart angeordnet sind, dass die Markierungen eine Achse 255 schneiden,
die im Wesentlichen parallel zu der Vorschubrichtung 125 des
Papiers 120 ist. Die Vielzahl der Markierungen 250 schließt vorzugsweise
kleine Markierungen 260 ein, denen mindestens eine große Marke 270 zwischengeordnet
ist. Alternativ dazu, oder zusätzlich
dazu kann der Abstand zwischen den Markierungen innerhalb der Vielzahl
der Markierungen 250 variiert werden. Die Vielzahl der
Markierungen 250 kann durch Aufdrucken auf die Papierhandhabungsfläche 110 oder
durch Einschneiden von Löchern
in die Papierhandhabungsfläche 110 ausgebildet
werden, um ein kontrastierendes Erscheinungsbild zu der Papierhandhabungsfläche 110 bereitzustellen.
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Im
Betrieb beinhaltet das Beispiel die Anordnung des optischen Sensors 200 über der
Vielzahl der Markierungen 250 während der Bewegung der Papierhandhabungsfläche 110.
Der optische Sensor 200 ist dann in der Lage die Vielzahl
der Markierungen 250 zu verfolgen.
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Wie
in der 4 gezeigt, kann die Vielzahl der Markierungen 250 eine
Größe von ungefähr 0,51 mm
(0,020 Inch) entlang der X-Achse, parallel zur Achse 255 aufweisen.
Von Führungskante
zu Führungskante
können
die Markierungen um 1,0 mm (0,040 Inch) beabstandet sein. Dies führt zu dem
Ergebnis von ungefähr
25 Markierungen pro 25,4 mm (Inch). Die Größe und der Abstand der Vielzahl
der Markierungen 250 wurde ausgewählt unter der Abwägung zwischen
der Aufrechterhaltung einer ausreichenden Anzahl von Markierungen
zur Verringerung von statistischen Fehlern, während ein ausreichender Abstand
zwischen den Marken derart aufrecht erhalten wird, dass, für typische
Geschwindigkeiten des Papiers 120 und der Abtastrate des
optischen Sensors 200, der optische Sensor 200 in
der Lage ist, eine eindeutige Identifikation für jede der Markierungen während der
Bewegung der Papierhandhabungsfläche 100 zu
liefern. Weil in der in 4 gezeigten Konfiguration jede
Markierung gleich erscheint, muss der optische Sensor 200 in
der Lage sein, jede Markierung individuell zu verfolgen, um die
Größe der Bewegung
der Papierhandhabungsfläche 110 zu
bestimmen.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird die Vielzahl der Markierungen 250 so modifiziert,
dass diese sowohl kleine Markierungen 260, als auch große Markierungen 270 einschließt, wie
beispielsweise in 5 gezeigt. Eine große Vielzahl
von Alternativen sind im Umfang der Erfindung eingeschlossen. Beispielsweise
kann jede Kombination von kleinen oder großen Markierungen verwendet
werden. Alternativ dazu kann die Vielzahl der Markierungen 250 Markierungen
einer Größe einschließen, die
anders ist, als die im Beispiel im 4 und 5 gezeigten, oder
kann Beabstandung betreffen, die unterschiedlich zu der in 4 und 5 Gezeigten
ist. Ein Vorteil der Konfiguration der Vielzahl von Markierungen 250 gemäß 5 besteht
dann, dass der Abstand zwischen den Markierungen so eingehalten
werden kann, wie vorstehend erörtert,
dass eine Balance zwischen der Verringerung von statistischem Fehler
eingehalten werden kann und eine eindeutige Identifikation von jeder
der Marken während
der Bewegung der Papierhandhabungsfläche 110 innerhalb
der in der Auslegung betrachteten Geschwindigkeiten eingehalten
werden kann. Weiterhin unterstützen
die Markierungen 270 die Fähigkeit, eine Vorschubrichtung
der Papierhandhabungsfläche 110 festzulegen, weil
diese von benachbarten Marken unterscheidbar sind.
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Vorzugsweise
wird das bilderzeugende System 100 mit einer Steuerung 200 ausgestattet,
die eingerichtet ist, die Signale von dem optischen Sensor 200 zu
erhalten, um die Bewegung der Papierhandhabungsfläche 110 zu
bestimmen.
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Gemäß einer
Ausführung
der Erfindung, die in 1 gezeigt ist, kann der Wagen 130 gemäß 6 entfernt
von dem Papier 120 angeordnet sein, während der optische Sensor 200 entlang
der Achse 255 und über
der Vielzahl der Markierungen 250 angeordnet ist. Diese
Konfiguration kann in einem effizienterem Betrieb des bilderzeugenden
Systems 100 resultieren, wenn der optische Sensor 200 auf
dem Wagen 130 angebracht ist. Genauer gesagt, wird der optische
Sensor günstiger
Weise für
die Positionierung über
der Vielzahl der Markierungen 250 an dem Ende des Druckens
eines Durchlaufs entlang der Y-Achse angeordnet.
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Gemäß dieser
Ausführung
der Erfindung kann der optische Sensor 200 auf dem Wagen 130 angebracht
werden. Gemäß dieser
Ausführung
können
einer oder mehrere Druckeinrichtungen 140 auf dem Wagen 130 angebracht
sein. Gemäß einer
Abwandlung können
einer oder mehrere Heizelemente 150 auf dem Wagen 130 angebracht
sein, um ein Trocknen der Tinte zu unterstützen, die auf das Papier 120 durch
die Druckeinrichtung 140 angewandt wird. Vorzugsweise werden
mehrere Druckeinrichtungen 140 bereitgestellt, um Vielfarbenbilder
auf dem Papier 120 zu drucken.