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Diese
Erfindung betrifft elektrofotografische Vorrichtungen, die mehrere
Polygonspiegelscanner verwenden. Im Besonderen betrifft diese Erfindung ein
Verfahren zum Verringern von Farbstreifenbildung (Color Banding),
die durch Verwacklung von Facette zu Facette bei elektrofotografischen
Farbvorrichtungen, die mehrere Polygonspiegelscanner verwenden,
verursacht wird.
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Elektrofotografisches
Markieren ist ein wohlbekanntes und üblicherweise verwendetes Verfahren zum
Kopieren oder Drucken von Dokumenten. Elektrofotografisches Markieren
wird durchgeführt,
indem eine Lichtbilddarstellung eines gewünschten Dokuments auf einem
im Wesentlichen einheitlich geladenen Fotorezeptor belichtet wird.
In Reaktion auf dieses Lichtbild entlädt sich der Fotorezeptor, wobei
ein elektrostatisches latentes Bild des gewünschten Dokuments auf der Oberfläche des
Fotorezeptors erzeugt wird. Dann werden Tonerpartikel auf dieses
latente Bild aufgetragen, wobei ein Tonerbild gebildet wird. Dieses
Tonerbild wird dann von dem Fotorezeptor auf ein Substrat, wie ein
Blatt Papier, übertragen. Das übertragene
Tonerbild wird dann an dem Substrat fixiert, normalerweise unter
Verwendung von Wärme
und/oder Druck, wodurch eine Kopie des gewünschten Bildes erzeugt wird.
Die Oberfläche
des Fotorezeptors wird dann von Entwicklungsmaterialrückständen gereinigt
und in Vorbereitung für
die Produktion eines anderen Bildes wiederaufgeladen.
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Das
Vorstehende beschreibt in groben Zügen eine prototypische elektrofotografische Schwarz-Weiß-Druckmaschine.
Elektrofotografisches Markieren kann außerdem Farbbilder erzeugen,
indem der vorgenannte Prozess ein Mal für jede Farbe von Toner wiederholt
wird, der zum Herstellen des zusammengesetzten Farbbildes verwendet
wird. Die verschiedenen Farbtoner können dann auf ein Substrat
in einer überlagernden
Ausrichtung übertragen
werden, so dass ein gewünschtes
zusammengesetztes Farbbild resultiert. Das zusammengesetzte Farbbild
kann dann fixiert werden, um ein permanentes Bild herzustellen.
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Eine
Art, einen Fotorezeptor zu belichten, ist die Verwendung eines Rasterausgabescanners.
Ein Rasterausgabescanner besteht aus einer Lichtquelle (oder -quellen)
und einem Dreh-Polygonspiegel mit einer Vielzahl von verspiegelten
Facetten. Die Lichtquelle strahlt einen Laserstrahl auf die Polygonspiegelfacetten,
die das Licht auf den Fotorezeptor reflektieren, um einen Lichtpunkt
zu erzeugen. Wenn sich der Polygonspiegel dreht, folgt der Lichtpunkt
Zeilen, die als Abtastzeilen bezeichnet werden, auf dem Fotorezeptor.
Da sich der Fotorezeptor selbst normalerweise bewegt, wird die Oberfläche des
Fotorezeptors von dem Lichtpunkt rasterartig abgetastet. Beim Abtasten
wird der Laserstrahl moduliert, um ein latentes Bild auf dem Fotorezeptor
zu produzieren.
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Zahlreiche
Druckarchitekturen sind zum Erzeugen zusammengesetzter Farbbilder
unter Verwendung von Rasterausgabescannertechnologie verfügbar. Für die vorliegende
Erfindung sind rasterausgabescannerbasierte Einzeldurchlaufdrucker
signifikant, bei denen ein zusammengesetztes Farbbild in einem Einzeldurchlauf
des Fotorezeptors durch die Maschine erzeugt wird. Rasterausgabescannerbasierte
Einzeldurchlaufdrucker sind insofern vorteilhaft, als sie sehr schnell
sind, da ein Farbbild in jedem Zyklus des Fotorezeptors produziert
wird.
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Das
Rasterausgabescannen ist zwar erfolgreich, aber es ist nicht problemlos.
Eine Reihe von Problemen resultiert aus kleinen Facettenfehlern. Während jede
Polygonspiegelfacette Idealerweise absolut plan ist, absolut parallel
zu der Drehachse des Polygonspiegels ist, exakt den anderen Facetten gleicht
und denselben Winkel mit ihren benachbarten Facetten bildet, werden
diese Ideale in der Praxis nicht erreicht. Wenn mehrere Polygonspiegel
verwendet werden, erhöht
sich die Anzahl von kleinen Facettenfehlern, da es mehr Facetten
gibt. Die verschiedenen kleinen Fehler haben uneinheitliche Abtastzeilen
zur Folge.
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US-A-5498869
beschreibt, wie Pyramidentaumeln von Facette zu Facette korrigiert
wird, indem Konzepte agiler Strahlen übernommen werden, um Echtzeitsteuerung
der Lichtstrahlposition auf dem Fotorezeptor bereitzustellen. Der
agile Strahl wird entweder durch eine Lichtquelle variabler Wellenlänge oder
einen variablen Refraktionsprismaindex oder durch beides bereitgestellt.
Die Position des Lichtstrahls wird entweder durch einen Supralinear-Positionsdetektor,
der die Position des Lichtstrahls direkt erfasst, oder durch einen
Facettendetektor und einer Verweistabelle zum indirekten Schätzen der
Position des Lichtstrahls oder durch beides bestimmt. Durch aktives
Ausgleichen von Pyramidentaumeln kann passive, aber kostspielige
und schwer zu positionierende zylindrische Optik durch kostengünstige und leicht
zu positionierende sphärische
Optik ersetzt werden. das Dokument beschreibt des Weiteren eine Bilderzeugungsvorrichtung,
umfassend: einen geladenen Fotorezeptor, einen Rasterausgabescanner, der
eine Lichtquelle enthält,
die einen Lichtstrahl emittiert, der entsprechend einem Modulationssignal moduliert
wird; einen Dreh-Polygonspiegel mit einer Vielzahl von Facetten
zum Reflektieren des emittierten Lichtstrahls, wobei die Bilderzeugungsvorrichtung
eine Steuereinrichtung umfasst, die das Modulationssignal so erzeugt,
dass der Rasterausgabescanner ein latentes Bild, das aus einer ersten
Abtastzeife, der eine Vielzahl folgender Abtastzeilen folgen, besteht,
auf dem Fotorezeptor erzeugt. Es beschreibt außerdem das entsprechende Verfahren zum
Erzeugen eines Bildes, das die Schritte des Erzeugens eines latenten
Bildes, das aus einer ersten Abtastzeile, der eine Vielzahl folgender
Abtastzeilen folgen, besteht, auf dem Fotorezeptor unter Verwendung
der Lichtquelle und des Dreh-Polygonspiegels mit mehreren Facetten,
die einen abtastenden Lichtstrahl erzeugen, umfasst.
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Abtastbeginndetektoren
ermöglichen
das Einrichten der Abtastzeilen, so dass sich die latenten Abtastzeilen-Bilder
entlang einer Kante ausrichten, wobei dies in geringem Maße zur Abhilfe
bei anderen Problemen beiträgt,
die aus kleinen Facettenfehlern resultieren. Zum Beispiel führen nichtplane
Facetten zu räumlicher
Uneinheitlichkeit: Der Punkt befindet sich nicht dort, wo er sich
zu einer bestimmten Zeit befinden sollte. Zusätzlich führen Facettenwinkelfehler zu
Abtastzeilen, die mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten über den
gesamten Fotorezeptor abtasten und die zu unterschiedlichen Zeiten
enden. Bei Farbdruckprüfung,
die bei Xerox durchgeführt wurde,
wurde nachgewiesen, dass kleine Facettenfehler zu Farbdefekten führen, die
hierin als Farbstreifenbildung (Color Banding) bezeichnet werden:
Fehlausrichtung von Farbbild zu Farbbild im Endbild. Bei elektrofotografischen
Druckern mit mehreren Polygonspiegeln wird dieses Problem durch Unterschiede
von Polygonspiegel zu Polygonspiegel sowie durch die Unterschiede
von Facette zu Facette innerhalb eines einzelnen Polygonspiegels
verstärkt. Daher
wäre eine
Technik zum Verringern von Farbstreifenbildung bei elektrofotografischen
Einzeldurchlaufdruckern mit mehreren Polygonspiegeln von Vorteil.
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Diese
Erfindung betrifft eine Technik zum Verringern von Farbstreifenbildung
in einem zusammengesetzten Farbbild, das aus einer Vielzahl von übereinandergelagerten,
rasterartig abgetasteten Farbbildern besteht, die unter Verwendung
einer Vielzahl von Dreh-Polygonspiegeln mit mehreren Facetten erzeugt
werden. Nach den Prinzipien der vorliegenden Erfindung wird eine
einzelne Facette auf jedem der Polygonspiegel als Anfangsfacette
ausgewählt.
Die erste Abtastzeile von jedem Farbbild wird unter Verwendung der
Anfangsfacette des Polygonspiegels erzeugt, der das Farbbild erzeugt.
Die Anfangsfacette von jedem Polygonspiegel wird aus den anderen
Facetten so ausgewählt,
dass Farbstreifenbildung in dem zusammengesetzten Farbbild auf ein Minimum
verringert wird. Die Abtastzeilenverschiebungen, die erforderlich
sind, um jedes Farbbild korrekt auszurichten, werden unter Verwendung
eines Zylinderspiegels, der durch ein piezoelektrisches Element
gedreht wird, erzeugt.
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Eine
bestimmte Ausführung
einer Bilderzeugungsvorrichtung nach dieser Erfindung wird nun mit Bezugnahme
auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, bei denen:
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1 eine
elektrofotografische Druckmaschine zeigt, die die Prinzipien der
vorliegenden Erfindung integriert;
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2 mehrere
Rasterausgabescanner mit mehreren Facetten in Betrieb beim rasterartigen
Abtasten eines Fotorezeptors darstellen; und
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3 ein
System zum Erzeugen der Abtastzeilenverschiebungen, die die rasterartig
abgetasteten Farbbilder ausrichten, darstellt.
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1 stellt
eine elektrofotografische Druckmaschine (8) dar, die den
Prinzipien der vorliegenden Erfindung entspricht. Die Druckmaschine
(8) ist ein Wiederaufladen-Belichten-und-Entwickeln/Bild-auf-Bild-Einzeldurchlaufdrucker.
Es versteht sich jedoch, dass die vorliegende Erfindung auf andere
Typen von Systemen anwendbar ist. Zum Beispiel kann die vorliegende
Erfindung bei Einzeldurchlauf-Farbdruckern Verwendung finden, bei
denen der Wiederaufladen-Belichten-und-Entwickeln/Bild-auf-Bild-Prozess
nicht verwendet wird. Solche Drucker verwenden oftmals Zwischenübertragungsbänder und
erzeugen Farbbilder, die einzeln auf das Zwischenübertragungsband übertragen
werden.
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Daher
versteht sich, dass die folgende Beschreibung der Druckmaschine
(8) lediglich zur Unterstützung des Verständnisses
der Prinzipien der vorliegenden Erfindung erfolgt.
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Die
Druckmaschine (8) umfasst ein Active Matrix-(AMAT)-Fotorezeptorband
(10), das sich in die Richtung, die durch den Pfeil (12)
angezeigt wird, bewegt. Die Bandbewegung wird durch Montieren des Fotorezeptorbandes
um eine angetriebene Rolle (14) und Spannrollen (16 und 18)
herum herbeigeführt. Die
angetriebene Rolle (14) wird durch einen Motor (20)
angetrieben.
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Während sich
das Fotorezeptorband bewegt, durchläuft jeder Teil von ihm jede
der nachfolgend beschriebenen Verarbeitungsstationen. Zur Vereinfachung
wird ein einzelner Abschnitt des Fotorezeptorbandes, bezeichnet
als Bildbereich, ausgewiesen. Der Bildbereich ist der Teil des Fotorezeptorbandes,
der die verschiedenen Aktionen und Tonerschichten empfangen soll,
die das endgültige
zusammengesetzte Farbbild erzeugen. Zwar kann das Fotorezeptorband
zahlreiche Bildbereiche aufweisen, aber da jeder Bildbereich auf
dieselbe Weise verarbeitet wird, reicht eine Beschreibung der Verarbeitung
von einem Bildbereich aus, um den Betrieb der Druckmaschine (8)
zu erläutern.
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Der
Abbildungsprozess beginnt damit, dass der Bildbereich eine „Vorladungs"-Löschlampe
(21) passiert, die den Bildbereich beleuchtet, um zu veranlassen,
dass Restladung, die auf dem Bildbereich bestehen könnte, entladen
wird. Solche Löschlampen
sind bei Hochqualitätssystemen üblich und
ihre Verwendung zum einleitenden Löschen ist wohlbekannt.
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Wenn
das Fotorezeptorband seine Bewegung fortsetzt, durchläuft der
Bildbereich eine Ladestation, die aus einem Gleichstrom-Corotron
(22) besteht. Das Gleichstrom-Corotron lädt den Bildbereich
zur Vorbereitung für
Belichtung auf, um ein latentes Bild für schwarzen Toner zu erzeugen.
Zum Beispiel könnte
das Gleichstrom-Corotron den Bildbereich auf ein im Wesentlichen
einheitliches Potenzial von ungefähr –500 Volt aufladen. Es sollte
sich verstehen, dass die tatsächliche
Ladung, die auf dem Fotorezeptor platziert wird, von vielen Variablen
abhängt,
wie der zu entwickelnden Masse an schwarzem Toner und den Einstellungen
der Schwarz-Entwicklungsstation (siehe unten).
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Nach
Durchlaufen der Ladestation bewegt sich der Bildbereich zu einer
Belichtungsstation (24A) weiter. An der Belichtungsstation
wird der geladene Bildbereich einem modulierten Laserstrahl (26A)
von einem Rasterausgabescanner (27A) ausgesetzt, der den
Bildbereich rasterförmig
so abtastet, dass eine elektrostatische latente Darstellung eines schwarzen
Bildes erzeugt wird. Signifikanterweise wird die Modulation des
Laserstrahls (26A) so gesteuert, dass die erste Abtastzeile
des schwarzen latenten Bildes unter Verwendung einer vorgegebenen „ersten" Facette eines Dreh-Polygonspiegels
abgetastet wird. Die Druckmaschine (8) weicht von Druckmaschinen
nach dem Stand der Technik am direktesten in Bezug auf den Rasterausgabescanner
(27A) ab (und in Bezug auf die Rasterausgabescanner (27B, 27C und 27D),
die im Folgenden beschrieben werden). Eine ausführlichere Beschreibung des
Rasterausgabescanners (27A) wird im Folgenden abgegeben.
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Mit
weiterer Bezugnahme auf 1 durchläuft der belichtete Bildbereich
mit dem schwarzen latenten Bild nach Durchlaufen der Belichtungsstation (24A)
eine Schwarz-Entwicklungsstation
(32), die schwarzen Toner (34) auf den Bildbereich
fördert,
um ein schwarzes Tonerbild zu entwickeln. Zwar kann die Schwarz-Entwicklungsstation
(32) ein Magnetbürstenentwickler
sein, aber ein reinigungsfreier Entwickler kann etwas besser sein.
Ein Vorteil von reinigungsfreiem Entwickeln besteht darin, dass
es zuvor aufgetragene Tonerschichten nicht stört. Die Vorspannung erfolgt
so, dass die Entwicklung des entladenen Bereichs des unteren (weniger
negativen) der beiden Spannungspegel auf dem Fotorezeptor bewirkt
wird. Der geladene schwarze Toner (34) haftet an den belichteten
Bereichen des Bildbereichs an, wodurch veranlasst wird, dass die
Spannung der beleuchteten Teile des Bildbereichs ungefähr –200 Volt beträgt. Die
nichtbeleuchteten Teile des Bildbereichs bleiben bei ungefähr –500 Volt.
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Nach
Durchlaufen der Schwarz-Entwicklungsstation (32) bewegt
sich der Bildbereich weiter zu einer Wiederaufladestation (36),
die aus einem Gleichstrom-Corotron (38) und einem Wechselstrom-Scorotron
(40) besteht. Die Wiederaufladestation (36) lädt den Bildbereich
und seine schwarze Tonerschicht unter Verwendung einer als getrenntes Wiederaufladen
bekannten Technik wieder auf. Getrenntes Wiederaufladen wird in
dem United States Patent 5.600.430 beschrieben, das am 4. Februar 1997
erteilt wurde und den Titel „Split
Recharge Method and Apparatus für
Color Image Formation" (Verfahren
zum getrennten Wiederaufladen und Vorrichtung zur Farbbilderzeugung)
trägt.
Kurz ge sagt überlädt das Gleichstrom-Corotron
(38) den Bildbereich zu einem Spannungspegel, der größer als
der beim Wiederaufladen des Bildbereichs gewünschte ist, während das
Wechselstrom-Scorotron (40) diesen Spannungspegel auf den
reduziert, der gewünscht wird.
Getrenntes Wiederaufladen dient dazu, Spannungsunterschiede zwischen
Bereichen mit aufgetragenem Toner und Bereichen ohne Toner im Wesentlichen
zu beseitigen und das Niveau von Restladung, die auf den Bereichen,
auf die zuvor Toner aufgetragen wurde, verblieben ist, zu verringern.
Dies ist für nachfolgende
Entwicklung durch unterschiedliche Toner von Vorteil.
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Der
wiederaufgeladene Bildbereich mit seiner schwarzen Tonerschicht
bewegt sich dann weiter zu einem Belichtungsbereich (24B).
Dort belichtet ein Laserstrahl (26B) von einem Rasterausgabescanner (27B)
den Bildbereich, um eine elektrostatische latente Darstellung eines
gelben Bildes zu erzeugen. Signifikanterweise wird die Modulation
des Laserstrahls (26B) so gesteuert, dass die erste Abtastzeile des
gelben Bildes unter Verwendung einer vorgegebenen „ersten" Facette eines Dreh-Polygonspiegels abgetastet
wird. Der Betrieb der Belichtungsstation (24B) wird im
Folgenden beschrieben.
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Der
nun wiederbelichtete Bildbereich bewegt sich dann weiter zu einer
Gelb-Entwicklungsstation (46), die gelben Toner (48)
auf den Bildbereich aufträgt.
Nach Durchlaufen der Gelb-Entwicklungsstation bewegt sich der Bildbereich
erneut zu einer Wiederaufladestation (50), an der ein Gleichstrom-Scorotron
(52) und ein Wechselstrom-Scorotron (54) den Bildbereich
getrennt wiederaufladen.
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Der
wiederaufgeladene Bildbereich wird dann durch eine Belichtungsstation
(24C) belichtet. Ein modulierter Laserstrahl (26C)
von einem Rasterausgabescanner (27C) belichtet den Bildbereich,
um eine elektrostatische latente Darstellung eines magentafarbenen
Bildes zu erzeugen. Signifikanterweise wird die Modulation des Laserstrahls
(26C) so gesteuert, dass die erste Abtastzeile des magentafarbenen
Bildes unter Verwendung einer vorgegebenen „ersten" Facette eines Dreh-Polygonspiegels
abgetastet wird. Erneut wird der Betrieb der Belichtungsstation
(24C) im Folgenden beschrieben.
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Dach
Durchlaufen der Magenta-Belichtungsstation bewegt sich der nun wiederbelichtete
Bildbereich zu einer Magenta-Entwicklungsstation (56),
die magentafarbenen Toner (58) auf den Bildbereich aufträgt. Nach
Durchlaufen der Magenta-Entwicklungsstation be wegt sich Bildbereich
zu einer anderen Wiederaufladestation (60), wo ein Gleichstrom-Corotron (62)
und ein Wechselstrom-Scorotron (64) den Bildbereich getrennt
wiederaufladen.
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Der
wiederaufgeladene Bildbereich mit seinen Tonerschichten bewegt sich
dann zu einer Belichtungsstation (24D). Dort belichtet
ein Laserstrahl (26D) von einem Rasterausgabescanner (27D)
den Bildbereich, um eine elektrostatische latente Darstellung eines
cyanfarbenen Bildes zu erzeugen. Signifikanterweise wird die Modulation
des Laserstrahls (26D) so gesteuert, dass die erste Abtastzeile
des cyanfarbenen Bildes unter Verwendung einer vorgegebenen „ersten" Facette eines Dreh-Polygonspiegels abgetastet
wird. Der Betrieb der Belichtungsstation (24D) wird im
Folgenden ausführlicher
beschrieben.
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Nach
Durchlaufen der Belichtungsstation (24D) bewegt sich der
wiederbelichtete Bildbereich an einer Cyan-Entwicklungsstation (66)
vorbei, die cyanfarbenen Toner (68) auf den Bildbereich
aufträgt.
Zu diesem Zeitpunkt befinden sich vier Tonerfarben auf dem Bildbereich,
aus denen ein zusammengesetztes Farbbild resultiert. Das zusammengesetzte
Farbtonerbild besteht jedoch aus einzelnen Tonerpartikeln, die Ladungspotenziale
aufweisen, die stark variieren. Direktes Übertragen eines solchen zusammengesetzten
Tonerbildes auf ein Substrat würde
zu einem verschlechterten Endbild führen. Daher ist es von Vorteil,
das zusammengesetzte Farbtonerbild für das Übertragen vorzubereiten.
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Zum
Vorbereiten für
das Übertragen
entlädt eine
Vorübertragungs-Löschlampe
(70) den Bildbereich, um ein relativ niedriges Ladungsniveau
auf dem Bildbereich zu erzeugen. Der Bildbereich passiert dann ein
Vorübertragungs-Gleichstrom-Scorotron
(80), das eine Vorübertragungs-Ladefunktion durchführt. Der
Bildbereich setzt seine Bewegung in die Richtung (12) an
der angetriebenen Rolle (14) vorbei weiter fort. Ein Substrat
(82) wird dann unter Verwendung einer Blattzuführung (die
nicht gezeigt wird) über
dem Bildbereich platziert. Während
der Bildbereich und das Substrat ihren Weg fortsetzen, passieren
sie ein Übertragungs-Corotron
(84), das positive Ionen auf die Rückseite des Substrats (82) aufbringt.
Diese Ionen ziehen die negativ geladenen Tonerpartikel auf das Substrat
an.
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Während das
Substrat seinen Weg fortsetzt, passiert es ein Neutralisierungs-Corotron
(86). Dieses Corotron neutralisiert etwas von der Ladung
auf dem Substrat, um Trennung des Substrats von dem Fotorezeptor
(10) zu unterstützen.
Während
sich der Ansatz des Substrats (82) um die Spannrolle (18)
herumbewegt, trennt sich der Ansatz von dem Fotorezeptor. Das Substrat
wird dann in einen Fixierer (90) hineingeleitet, wo eine
erwärmte
Fixierwalze (92) und eine Druckwalze (94) einen
Spalt bilden, durch den das Substrat (82) hindurchläuft. Die
Kombination von Druck und Wärme
an dem Spalt sorgt dafür,
dass das zusammengesetzte Farbtonerbild in das Substrat hineinfixiert
wird. Nach dem Fixieren leitet eine Rutsche, nicht gezeigt, das
Substrat zu einer Auffanglade, ebenfalls nicht gezeigt, zum Entnehmen
durch einen Bediener.
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Nachdem
das Substrat (82) von dem Fotorezeptorband (10)
getrennt ist, setzt der Bildbereich seinen Weg fort und passiert
eine Vorreinigungs-Löschlampe
(98). Diese Lampe neutralisiert den größten Teil der Ladung, die auf
dem Fotorezeptorband verblieben ist. Nach Passieren der Vorreinigungs-Löschlampe
werden Resttoner und/oder Rückstände auf
dem Fotorezeptor an einer Reinigungsstation (99) entfernt.
Der Bildbereich bewegt sich dann erneut zu der Vorladungs-Löschlampe
(21) und dem Beginn eines anderen Druckzyklus.
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Wie
zuvor angegeben wurde, beziehen sich die Unterschiede zwischen Druckmaschinen
nach dem Stand der Technik und der Druckmaschine (8) am
direktesten auf die Rasterausgabescanner. Eine ausführlichere
Beschreibung der Rasterausgabescanner und ihres Betriebs wird mit
Hilfe der 2 und 3 abgegeben.
Wendet man sich nun 2 zu, erfolgt eine visuelle
Darstellung des Abtastens des Fotorezeptors (10). Wie oben
beschrieben wird, erzeugt die Belichtungsstation (24A)
ein schwarzes latentes Bild, die Belichtungsstation (24B)
erzeugt ein gelbes latentes Bild, die Belichtungsstation (24C) erzeugt
ein magentafarbenes latentes Bild und die Belichtungsstation (24D)
erzeugt ein cyanfarbenes latentes Bild.
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Jede
der Belichtungsstationen wird durch eine Steuereinrichtung (121)
gesteuert. Diese Steuereinrichtung wendet Modulationssignale auf
Laserantriebe (105X) in den verschiedenen Belichtungsstationen
(24X) über
eine Leitung (130X) an, wobei X so zu verstehen ist, dass
es sich auf einen der Buchstaben A, B, C oder D bezieht. Zum Beispiel
führt die Steuereinrichtung
Modulationssignale einem Laserantrieb (105A) in der Belichtungsstati on
(24A) über eine
Leitung (130A) zu. Da alle der Belichtungsstationen auf
dieselbe Weise arbeiten, wird die Bezeichnung X dazu verwendet,
um auf eine der dargestellten Belichtungsstationen zu verweisen.
Die Laserantriebe (105X) veranlassen eine Laserdiode (104X) zum
Emittieren von Laserlicht (26X).
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Mit
weiterer Bezugnahme auf 2 umfasst jede Belichtungsstation
außerdem
einen Polygonspiegel (100X), der eine Vielzahl von Facetten
(102X) aufweist. Dieser Polygonspiegel dreht sich in die Richtung
(106) (die dieselbe Richtung für jeden der Polygonspiegel
ist). Der Laserstrahl (26X) beleuchtet die Facetten, was
den Laserstrahl (26X) dazu veranlasst, in einem Winkel
(108) abzutasten. Wie im „Hintergrund der Erfindung" angegeben wurde,
sind die Polygonspiegelfacetten nicht perfekt. Daher variiert der
Winkel (108X) leicht von Facette zu Facette und von Polygonspiegel
zu Polygonspiegel. Der abtastende Laserstrahl (26X) wird
von einem ersten Spiegel (110X) und von einem Dreh-Zylinderspiegel (112X)
reflektiert. Abschließend
tastet der abtastende Strahl (26X) eine Abtastzeile auf
dem Fotorezeptor (10) ab.
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Diese
kleinen Facettenfehler verursachen Abtastzeilenuneinheitlichkeiten,
die Farbstreifenbildung erzeugen. Jeder der vier Polygonspiegel
besitzt acht Facetten, was insgesamt 32 Facetten ergibt. Da Farbstreifenbildung
primär
aus Fehlanpassungen zwischen benachbarten Abtastzeilen in dem zusammengesetzten
Bild resultiert und diese benachbarten Abtastzeilen unter Verwendung
anderer Polygonspiegel erzeugt werden, sollte offensichtlich sein, dass
verschiedene Kombinationen von Polygonspiegelfacetten zu variierenden
Graden an Farbstreifenbildung führen.
Wichtig ist, dass es einen Satz von Facetten, eine Facette von jedem
Polygonspiegel, gibt, der zu einem Minimum an Gesamtfarbstreifenbildung
führt.
Das heißt,
dass es einen Satz von Facetten, eine Facette von jedem Polygonspiegel,
gibt, so dass, wenn die erste Abtastzeile von jedem Latenten unter
Verwendung der Facette erzeugt wird, die zu dem Satz gehört, Farbstreifenbildung
auf ein Minimum verringert wird. Grundsätzlich gibt es eine beste Facette
in jedem Polygonspiegel, mit der zu beginnen ist.
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Um
zu bestimmen, wann sich eine bestimmte Facette in Position befindet,
eine Abtastzeile zu erzeugen, umfasst jede Belichtungsstation (24X)
einen Facettendetektor (120X), der erfasst, wenn sich eine vorgegebene
Facette in Position befindet, um von einem Laser (104X)
beleuchtet zu werden. Jeder Facettendetektor wendet ein Synchroni sationssignal auf
die Steuereinrichtung (121) über eine Leitung (132X)
an. Die Steuereinrichtung (121) wendet dann Modulationssignale
auf den Laserantrieb (105X) an, wenn sich die korrekte
Facette in Position befindet, um ein neues latentes Bild zu beginnen.
Das heißt, dass
Modulation mit den Facetten synchronisiert wird. Da jedes latente
Bild dieselbe Anzahl an Abtastzeilen wie die anderen Patenten Bilder
aufweist, bedeutet das Beginnen jedes latenten Bildes mit derselben
Facette, dass die Abtastzeilen in den verschiedenen Bildern so erzeugt
werden, dass Farbstreifenbildung auf ein Minimum verringert wird.
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Simples
Synchronisieren von latenten Bildern, so dass die erste Abtastzeile
von jedem Bild unter Verwendung der korrekten Facette produziert wird,
würde signifikante
Abtastzeilenverschiebungsfehler erzeugen. Um dies zu verstehen,
ist zu berücksichtigen,
dass dann, wenn die korrekte Facette nicht beleuchtet wird, wenn
sich der Bildbereich in einer Position befindet, dass sein latentes
Bild korrekt mit den anderen latenten Bildern ausgerichtet ist (das heißt in einer überlappenden
Beziehung, um das gewünschte
zusammengesetzte Bild zu erreichen), die Synchronisation erfordert,
dass die Modulation des Laserstrahls angepasst werden muss, bis
die korrekte Facette beleuchtet wird. Die Anpassung kann entweder
durch Beschleunigen oder Verlangsamen der Modulation durchgeführt werden.
Jedoch ist durch Beschleunigen oder Verlangsamen der Modulation der
Bildbereich, der sich in die Richtung (12) weiterbewegt,
nicht mehr korrekt ausgerechtet. Simples Anpassen der Lasermodulation
hätte Abtastzeilenfehler
in der Verarbeitungsrichtung (12) zur Folge. Der resultierende
Farbdefekt wäre
wahrscheinlich schlimmer als das Farbstreifenbildungsproblem, das von
der vorliegenden Erfindung angegangen wird.
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Die
Druckmaschine (8) korrigiert Bildverschiebungen durch Anpassen
der Positionen der Abtastzeilen in der Verarbeitungsrichtung. Um
dies zu erreichen, umfasst jeder Rasterausgabescanner (27X)
ein Abtastzeilenanpassungsschema, bei dem die zylindrischen Spiegel
(112X) steuerbar auf eine Weise gedreht werden, die mit
Bezugnahme auf 3 erläutert wird. Da jeder Rasterausgabescanner
dieselbe Anordnung umfasst, die in 3 gezeigt wird,
werden die Elemente von 3 zur Verdeutlichung nicht mit
alphabetischen Suffixen bezeichnet. Wie gezeigt wird, sind Endkappen
(130 und 132) auf jedem zylindrischen Spiegel
(112) platziert. Die Endkappe (130) besitzt eine
Schneidkante (134), während
die Endkappe (132) eine Schneidkante (136) besitzt.
Die Schneidkante (134) passt in eine Nut (138)
eines Gestells (140) und die Schneidkante (136)
passt in eine Nut (142) eines Gestells (144). Der
Zylinderspiegel schwenkt somit um die Nuten (138 und 142)
herum.
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Die
Endkappe (132) umfasst außerdem einen Hebelarm (146),
der in einer gewindeten Kupplung (148) endet. Unter der
gewindeten Kupplung befindet sich ein piezoelektrisches Element
(150) in einem Träger
(152). Eine Feder (154), die zwischen einem Gestellstift
(155) und einem Hebelstift (156) gespannt ist,
spannt den Hebelarm in Richtung des piezoelektrischen Elements (150)
vor. Eine Schraube (157), die durch eine gewindete Kupplung
hindurchläuft,
ist mit dem piezoelektrischen Element in Kontakt. Durch Einstellen
der Schraube (157) kann die Anfangsdrehung des Zylinderspiegels
so eingestellt werden, dass eine Abtastzeile an einer gewünschten Position
erzeugt wird.
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Mit
weiterer Bezugnahme auf 3 wird eine gesteuerte Spannungsquelle
(158) auf das piezoelektrische Element angewendet. Wie
wohlbekannt ist, veranlasst eine an das piezoelektrische Element
angelegte Vorspannung das piezoelektrische Element zum Ausdehnen
oder Zusammenziehen in Abhängigkeit
von der Polarität.
Mit der in 3 gezeigten Anordnung veranlasst
daher die gesteuerte Spannungsquelle den zylindrischen Spiegel (112)
zum Schwenken (Drehen) als eine Funktion der angelegten Spannung.
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Zum
Korrigieren von Verarbeitungsrichtungsverschiebungen, die daraus
resultieren, dass die auf den Laser angewendete Modulation so beschleunigt
oder verzögert
wird, dass die gewünschte Polygonspiegelfacette
die erste Abtastzeile in einem Bild erzeugt, veranlasst die Steuereinrichtung
(121) die gesteuerte Spannungsquelle (158) dazu,
eine Vorspannung so an das piezoelektrische Element (150)
anzulegen, dass der Zylinderspiegel um den korrekten Betrag schwenkt
(dreht), so dass die erste Abtastzeile auf die erste Abtastzeile
von allen der anderen Bilder ausgerichtet wird. Durch Verfolgen
der Facetten unter Verwendung des Facettendetektors (120),
durch Kenntnis der Geschwindigkeit des Fotorezeptors in der Richtung
(12) und durch Kenntnis der Kennlinien des piezoelektrischen
Elements ist es einfach, die Steuereinrichtung so zu programmieren, dass
sie die erforderliche Vorspannung bestimmt.