EP1030782B1 - Verfahren und vorrichtung zum transport eines vorbedruckten, bahnförmigen aufzeichnungsträgers in einem druckgerät - Google Patents

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EP1030782B1
EP1030782B1 EP98965663A EP98965663A EP1030782B1 EP 1030782 B1 EP1030782 B1 EP 1030782B1 EP 98965663 A EP98965663 A EP 98965663A EP 98965663 A EP98965663 A EP 98965663A EP 1030782 B1 EP1030782 B1 EP 1030782B1
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EP
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sensor
mark
recording medium
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EP98965663A
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EP1030782A1 (de
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Herbert Gibisch
Wolfram Keil
Holger Hofmann
Alex Windhager
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Canon Production Printing Germany GmbH and Co KG
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Oce Printing Systems GmbH and Co KG
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Publication date
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    • G03G2215/00362—Apparatus for electrophotographic processes relating to the copy medium handling
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    • G03G2215/00451—Paper
    • G03G2215/00455—Continuous web, i.e. roll

Definitions

  • the invention relates to a method and an apparatus for Transport of pre-printed, web-shaped record carriers, especially of continuous forms in one in particular electrographic printing device.
  • a web-shaped record carrier can be paper, foil, labels or other materials be used.
  • punched paper When printing on paper you will find different types of paper Application. In high performance electrographic printing with printing speeds of more than 40 pages per minute mainly so-called punched paper is used.
  • This Paper has lateral holes on its longitudinal edges for transport and for position monitoring of the paper. It will be there driven by caterpillars in the side transport holes intervention. Often this paper also has cross perforations, along which the individual sides of each other be separated.
  • the edge perforation is used in particular when processing pre-printed paper.
  • the im information subsequently applied to electrographic printing device For example, data on a preprinted form be printed, as precisely as possible at specified positions of the form come to rest.
  • the form can be from have been pre-printed on another type of printing device, e.g. from an offset printer or from an identical one electrographic printer.
  • For accurate printing within The form of the paper web must be in the direction of transport exactly on their drive or on the movement of the photoconductor drum be adjusted or synchronized.
  • the perforated paper is usually fed in a certain grid corresponding to the hole spacing, for example in a 1 ⁇ 2 inch grid or in a 1/6 inch grid.
  • the paper web is then not stepless, but instead gradually moved by a multiple of the grid spacing.
  • a printing device that is used to process roll paper without Edge punching is suitable, for example, in the WO 95/19929 A1.
  • a first contact edge is provided in this device, the specifies the lateral position of the paper, as well as stabilizing rollers, a vacuum brake and a roller assembly with a loop puller.
  • tractor-less friction drives there is the problem with tractor-less friction drives, that the transport accuracy in the feed direction is not always can be adhered to exactly. You can do this, for example Slip between the drive roller and the paper web or Manufacturing tolerances of drive mechanics contribute.
  • A is also a friction drive for Data printing devices known.
  • There is a scanning device in this drive provided that one preprinted on the edge of the form Mark recognizes. With the scanning result is in each case a reassignment of the row height at the beginning of the form made to the printing point.
  • a disadvantage of this drive is that a mark matched to the sensor is at a certain point The position of the form must be pre-printed so that the Control function can be performed.
  • a device through which a running form tape can be labeled with individual data is.
  • a sensor is provided, which is in the forms a specific, printed feature is detected in each case and then the pressure within a certain field in triggers the forms.
  • the disadvantage of this device is on the one hand, that the characteristic on the forms is a specific one Must have a configuration, for example a square shape, to be reliably recognized by the sensor.
  • the measurement reliability of the sensor depends largely on which one Record carrier is used. Especially the Contrast of a brand relative to the background (e.g. to a Paper surface) can vary from record carrier to Record carriers (e.g. with different types of paper) considerably differentiate.
  • DE-A-1937699 describes a method and an apparatus for Controlling a drive unit for a web, page by page pre-printed recording media according to the generic term of claims 1 and 26 known, in which a sensor is provided for scanning the record carrier.
  • a sensor is provided for scanning the record carrier.
  • US-A-4,994,975 and JP-A-5902068 are such Process known. All of these methods have in common that they have certain characteristic properties of the Brand, e.g. regarding the color of the brand or the contrast between the brand and its background area to be able to use the given sensor.
  • the record carrier must therefore be in a certain Be printed wisely.
  • DE-A-19631747 describes one that interacts with a light source optoelectronic sensor device for detection a marking of a previously known web-shaped recording medium in electrophotographic printing or copying facilities known as well as a device for controlling the Sensor device.
  • the type of measurement method is provided or the selection of a required light source in Dependence on a provided on the record carrier known brand.
  • the object of the invention is a method and an apparatus for controlling a drive for web-shaped recording media specify with which indefinitely pre-printed recording media can be transported precisely.
  • a Drive unit which in a particularly electrographic Printing device a web-shaped, pre-printed pages Record carrier transported, provided a sensor on a regularly recurring mark of the record carrier sensitize by setting sensor parameters.
  • the record carrier is used with the sensor of the printing operation continuously scanned and the transport of the record carrier with the sampled sensor signals regulated, the selected record carrier is pre-printed in any page. From the preprinted Information or from the surface structure of the record carrier a regularly recurring brand is selected and the sensor on the regularly recurring mark of the record carrier by setting sensor parameters sensitized.
  • the mark from the pre-printed information of the record carrier is selected, in particular an optoelectronic sensor is used.
  • the brand can thereby lie in or in the printable area of the printing device the template area of forms in which the printing device is customized Data prints. But as a brand, a surface structure, in particular a window section used become. This makes the process very flexible.
  • the pressure device can process any templates, being the sensor the appropriate or specified brand information sensitized. The brand is applied in particular on pages, where the brand information for page-by-page rules of the drive is used.
  • the invention is carried out by means of a measuring surface, automatically in an initialization process or is manually moved by the sensor so that the sensor Can sense the mark.
  • You can either do a sample of one currently pre-printed brand or a standardized measuring surface, the standardized brands are represented, used.
  • the measuring surface can be a colored surface (template) or be designed as an image-permeable, colored film.
  • the background can in particular be a measuring surface be provided, the record carrier to be inserted (e.g. a specific type of paper).
  • a sample of the applicator can serve as a measuring surface for this purpose.
  • the invention is the contrast between the Mark and the background on which the mark is printed is.
  • the contrast is possible to use the contrast to determine the brand and / or with the measuring surfaces.
  • the brand and / or the background on the record carrier directly on the record carrier to determine and derive the contrast from this.
  • a window in particular a time window or a number of steps of a stepper motor is within which the sensor signals are detected. For this purpose, it is checked whether the Mark is or has been detected within this window, and an error message if the mark is inside of the time window is not detected.
  • a controller assigned to the sensor can also be characteristic External brand data, especially in the Header area of a print job.
  • the record carrier is in particular initially in the recording direction moved by a certain length to the Sensitize the sensor in a brand-specific manner. If the brand during this forward movement it was not found, it will then moved in the opposite direction. Several such cycles of back and forth movements can be performed with a setting value on the sensor after each cycle is changed. Sensor parameters such as spectral Sensitivity can be changed.
  • the position of the sensor in the The detection area is particularly transverse to the direction of transport of the record carrier changeable.
  • the senor the invention is therefore adaptable to the respective form content by sensitizing to selected information becomes.
  • the sensor can be particularly sensitive to color, the sensitization, i.e. the setting of sensor parameters takes place in a preferred embodiment to certain Background or brand colors. Awareness raising the sensor can alternatively or additionally also with regard to a geometric shape of the markings or in terms of the surface structure of the recording medium web.
  • the marks can be provided in paper webs Notches or windows in form templates his.
  • a sensor setting value determined during the sensitization is preferably saved and for later measurements reused.
  • the sensor is preferably sensitized by the paper at least once in or against the direction of transport being transported, during this movement the evaluation device checks whether and when the sensor emits a signal. It can be provided that at least one cycle of forward and backward movements is carried out and that after every movement or after every Cycle a set value on the sensor is changed.
  • the record carrier web is driven by a transport motor at a first, relatively low speed along a transport direction by a predetermined length transported.
  • a sensor scans a specified area of the paper and sends scanning signals to an evaluation device. This evaluates the signals and checks whether they can be assigned to a given brand. The between two consecutive brands lying transport length then from the evaluation device as a value for one side length identified.
  • the printing process is done with initiated a second, relatively high transport speed and with the identified value for the side length controlled.
  • the drive for the Path of the record carrier after one page feed is synchronized to the side length. Positional deviations the web caused by inaccurate insertion of the paper web or occur due to increased slippage between the drive and the web, are automatically compensated. Starting with The printing process can then already take place on the second side. Waste, i.e. excess unprinted paper largely avoided. Already with the first printed page the printing takes place precisely within the form.
  • the starting procedure according to the invention in particular achieves that printing begins with the first page can, that of the required to sensitize the sensor Page follows.
  • the invention is particularly for use in a printing system suitable, the two identical, connected in series Printer includes and in which the second printer from the first Paper web printed out online, i.e. without noteworthy Time delay processed.
  • the second printer prints those from the first Printer-supplied paper web optionally on the back or on the same page, for example with a different one Colour.
  • the two printers can use a tractor drive or with a tractorless friction drive for Transport of the record carrier be provided.
  • the second Printer feels the first one during the printing process Printers printed brands down at its processing speed to be regulated so that the printed images are exactly one above the other or the printers work synchronously with each other.
  • the measuring area in the second printer exactly Adjust the ink of the first printer.
  • a set of measuring surfaces can be used in the second printer Be made available that are identical to the printing inks of the first printer.
  • the measuring surfaces can also from the first printer on the Record carrier as a gray value and / or as a stripe pattern applied and scanned in the second printer.
  • the procedure according to the invention can be largely automated. Operator error when inserting the web-shaped recording medium in the printer are therefore largely excluded or can be compensated. The process needs little time, reducing the effective printing time of the Printer is high.
  • the sensor is powered by a motor shifted, the degree of automation of the Increase operations further.
  • the printing device shown in Figure 1 takes one tape-shaped recording medium 5 made of paper from a paper input container 1 or from a supply roll 11.
  • the paper web 5 is a loop 12 one Deflection device 2 supplied and then in a web pre-centering device 3 along a contact edge friction drive rollers 4 fed. Then it is from one Drive 8 pulled over a vacuum brake 6, which with a vacuum pump 7 is connected, which generates the negative pressure.
  • the paper web 5 is braked by the negative pressure while increasing the tension of the paper web 5. The higher the tension is, the more stable the paper web 5 runs Transport direction A, i.e. the less it slides laterally from the target paper transport direction.
  • the paper web 5 passes through a stabilization zone, the from several pulleys 9 and a loop puller 10 exists.
  • the paper web wraps around the deflection rollers 9 at least 180 °, which makes the paper web laterally wider is stabilized.
  • a sensor arrangement 17 optically scans the paper.
  • the Sensor arrangement 17 is designed so that it is the widest Paper that can be processed in the printer still covers all of it Can scan width.
  • the width of the sensor arrangement is thus both the mechanical components for paper transport adapted as well as to the parameters on the recording side the printing device 14, which determine the printable width. It is particularly the width of a photoconductor drum 16 adjusted.
  • the paper width that can be processed is sufficient present embodiment from 6.5 inches (165 mm) to 19 inches (482.6 mm). Details of the sensor arrangement 17 are in DE-U-297 23 879 (applicant's file number: 971101) described.
  • the paper web 5 is transferred from the sensor arrangement 17 via a drive unit 13 fed to a transfer station.
  • the transfer station includes a in the illustrated embodiment Photoconductor drum 16, which with a Corotron device 16a cooperates.
  • the photoconductor drum 16 is known Way exposed by light with information, whereby a charge pattern is applied. Then takes They have a magnetized toner that is in the transfer printing area the paper web 5 is transferred. Then the unloads Corotron device 16a the corresponding area of the photoconductor drum again, so this again with information can be described.
  • Corotron device 16a acts thereby in a manner known per se, for example in the EP 0 224 820 B1.
  • the sensor arrangement 17 is in the area arranged the paper feed device 15, it can but also be provided within the printing unit 14.
  • the paper web 5 is transported in the paper transport direction A.
  • Figure 2 shows this in the area of the transfer station or the photoconductor drum 16 of the electrophotographic printer Drive unit 13 more precisely.
  • a roller arrangement 20 also presses on the drive roller 40 given spring force. This will make it between the Rolls 40 and 20 transported paper through friction (Friction) moved by the drive roller 40.
  • the drive roller 40 is in turn via a toothed belt drive connected to the stepper motor 41.
  • the entire drive unit 25 is flanged to a printer housing via the bearing block 44.
  • On the bearing block 44 is through the ball bearing 43 common bearing axis 42 mounted, on the one hand, the rotary movement the drive roller 40 and the other one Swiveling movement of the drive elements about the swiveling axis B.
  • the drive components are to enable the swiveling movement mounted on a support plate 47, which via a Gas pressure spring 49 and via the bearing axis 42 with the bearing block 44 is connected.
  • Threads 45 located in the bearing block 44 serve for receiving of mounting screws through the printer housing 18 be performed.
  • the entire drive unit is over guide surfaces 46 adjustable within the printer housing.
  • the Carrier plate 47 is in turn adjustable with respect to bearing block 44, a first adjustment screw 51 and a second Adjustment screw 52 are provided in the bearing block 44 strike the cylinder-side cylinder pins.
  • the gas pressure spring 49 is connected to the carrier 47 by the screw connection 50 connected and to the bearing block 44 through the Screw connection 48. Carrier 47 and bracket 44 are against each other lockable with the locking device 54.
  • the paper sensor scans the entire paper Width of the printable area of the photoconductor drum, whereby both the side paper edges and any Perforations in the edge of the paper web can be recognized.
  • the transfer zone 5 of the printing device is through the paper sprung pivot jaws 56 to the surface of the photoconductor drum 2 pressed.
  • a known electrical Corotron device 57 generates a high voltage through which the toner on the photoconductor drum is drawn towards the paper becomes.
  • Deflection rollers 58 continue to lead the paper to one Mark sensor 59, any existing on the paper web Detects printing or cutting marks.
  • Grounded electrical connections 61 (antistatic sheets) lead any, on paper any residual electrical charges present.
  • edge perforation can be scanned with a spike wheel 60 become.
  • Figure 3 shows the paper drive 25 in a three-dimensional Presentation. These include, in particular, those on the carrier plate 47 mounted cylinder pin 66 to recognize which with the in the bearing block 44 screwed adjustment screw 52 cooperates, and the screw connection 50 of the gas pressure spring 49.
  • the paper is guided by a guide surface 69 led.
  • This is also the area where Scanning of the paper with the mark sensor 59.
  • a ruler 65 is provided, which for the printer startup is used. Newly loaded paper, which Has perforations at the edge, with a top of the page to a mark 65a corresponding to the side length Rulers 65 applied, the edge perforation in engagement with the pivoted Barbed wire 60 brought, and the printing process initiated.
  • the pinwheel 60 is part of a sensor arrangement, which is described in more detail in FIG.
  • a drive motor 68 pulls a corotron wire according to the page width to be printed the corotron wire cassette 57.
  • the mark sensor 59 is along the rod 73 is displaceable in the direction E.
  • the sheet 66 covers the drive motor 41 and serves in particular the electromagnetic shielding.
  • a rear bearing block 67 is also provided, which is also attached to the printer housing.
  • FIG. 4 shows the pinwheel sensor 85, which is the pinwheel 60 includes.
  • the spiked wheel is pivoted away, i.e. the spikes do not protrude above the paper guide level 67 beyond. With the operating lever 86 this can Swing the pin wheel in or out in the F direction.
  • the spiked wheel 60 is mounted on an axis 87, which is also a gear 88 wears.
  • a magneto-resistive sensor 91 detects pulses the metal gears of gear 88. Let these impulses clearly associate with the rotary movement of the pinwheel 60, so that the edge perforation of paper is scanned can, which runs over the paper plane 67 and engaged with the spiked wheel 60.
  • sensor module 89 is electrical connected to a device control ( Figure 5).
  • a second magneto-resistive sensor 92 detects whether the pinwheel sensor 85 in the pivoted position with respect to the paper guide plane 67. It acts for this purpose together with the magnet 93 on the guide surface 67 is mounted. With a locking mechanism 90 the entire pinwheel sensor 85 in the pivoted or pivoted Position to be locked.
  • FIG. 5 shows electronic control components of the printer as well as their interaction with the drive mechanics and Sensors.
  • the drive unit 13 has a drive control 100 using a general data bus 112 a higher-level printer controller 101 is connected. about A control panel 105 can be used to enter commands from the operator become.
  • the drive controller 100 receives the signals from the paper width sensor 17 or 55 via its interface 104. From this, it determines both the paper width and the Paper type, i.e. whether there are perforations around the edge.
  • the drive control 100 also receives the scan signals from the spiked wheel sensor 85 via its electronics 103 and that of Brand sensor 59 via its electronics 107. From the signals of components 103 and 107 is in the drive control 100 calculates the speed of the paper web 5. The result becomes the anti-slip control of the stepper motor drive 102 used.
  • the target speed signals will be delivered by the printer controller 101.
  • a paper web 5 is manually fed into the printer through the various Unit components up to the drive unit 13 moved in. There the front edge 110 of the paper web 5 up to the guide surface 67 in the area of the ruler 65 threaded.
  • the paper web 5 has an edge perforation, this is in engagement with the spikes of the pivoted spiked wheel Brought 82. If the paper web has no edge perforation, the spiked wheel 82 is set in the swiveled state.
  • the paper web is fed in the area of the ruler 65 5 already via the drive motor 41.
  • the operator determines the direction of the feed (forward / backward) around the The beginning of a page exactly to the length of the page Align the marking of the ruler 65.
  • the feed takes place relatively slowly and in small increments.
  • the transport steps are only a fraction of the grid spacing in the start mode, which is typically 1/6 inch (approximately 4.3 millimeters) is.
  • the step size is, for example 1/20 grid spacing (about 0.21 millimeters).
  • the mode of transport is the speed with the spiked wheel sensor 85 or the position of the paper detected and with the speed or position of the drive motor compared.
  • a discrepancy between these two speeds or Positions for example due to slippage, shrinked paper web or causes inaccuracies in the drive rollers, is determined and by the drive control 100 by additional propulsion (additional steps in Direction of transport) balanced.
  • the paper web 5 with its front edge 110 in Area of the sensor 59 or the ruler 65 roughly positioned.
  • the operator is given a certain tolerance of, for example Allow a few millimeters for the location the leading edge (top of the page) of the paper web 5 from the desired position may differ.
  • a corresponding one is for the target position
  • Insert marking 65a is provided on the ruler 65.
  • the insertion mark can be The ruler.
  • it can also be provided be a common one for different side lengths
  • the insertion mark can also be placed directly under the sensor 59, i.e. at its sampling point.
  • the forms pre-printed on the paper web then become selected certain information that serves as mark 109 should.
  • This mark 109 can be both text and graphic Be information, although it is also conceivable to change it Surface structure, for example one in forms stamped window cutout to use.
  • the sensor 59 is adapted to the selected brand information. in the This exemplary embodiment is an optoelectronic Sensor 59 uses a high contrast sensitivity as well as color sensitivity. Would you cut windows as brand information, for example also a mechanical scanner or an ultrasonic sensor be suitable as a brand sensor.
  • the brand 109 comes up several times on a form page before, the evaluation electronics of the sensor 107 or Genset control 100 will be able to do the repetitions filter out within the page so that the drive each be regulated precisely to the top of the page information can.
  • characteristic features of brand 109 such as size of the contrast transition, color of the background, color of the brand information etc. are known, can also be via the control panel 105 entered and stored in the memory 106 (steps S3, S4).
  • the information in which area of the form the Mark 109 lies is queried and possibly saved.
  • a window is specified within the form, by the sensor reacting to the brand information.
  • the specification of a brand window also ensures that the brand information assigned correctly becomes, even if the same mark 109 multiple times occurs identically on a form page.
  • the data transfer between control panel 105, higher-level printer controller 101 and unit control 100 takes place via the data bus 112.
  • the characteristic data about the brand can also be from the printer controller 101, if provided otherwise receives this data. For example, the data supplied in the header area of a print job become. An operator running this print job on a parent Control computer (print server), can add this information to the print job at this stage, whereby the printing process continues when the print job arrives is automated.
  • a parent Control computer print server
  • the drive 13 is advanced step by step in a very small grid, which corresponds to only 1/60 of the hole spacing of punched paper.
  • the actual page length of a form on the paper web 5 is determined.
  • a counter n is increased by the value 1 (step S6) and then checked whether the mark has been recognized (step S7). If not, it is advanced again by one step and the counter n is increased again (steps S5, S6). If the mark has been recognized, the page length value is removed from the memory 106 and advanced by almost one page length, ie by a number of steps which is smaller by x than the number of steps of the page length (n sl , step S8).
  • Step S9, S10 you move forward one step at a time, and the pedometer n increases by the value 1 (Steps S9, S10). Then it is checked again whether the next mark was recognized (step S11) if not, is advanced again and counted up, if so, then the value n is recorded as the current page length value and stored in the memory 106 (step S12). Subsequently a "ready to print" message is generated (Step S13). Before printing on the photoconductor drum can be started, the paper with the previously determined Values for the side length and for the brand position still positioned correctly in relation to the photoconductor drum 16.
  • Step S15 the unprinted paper web from Sensor scanned and the sensor signals read and buffered. Then it is checked whether the background information has a sufficiently high signal strength (step S16). If not, sensor parameters such as gain, lighting intensity or the like and step S15 repeats until the sensor signals are sufficiently large. Then the paper web 5 in Recording direction moved forward (step S17) as long as until the sensor is large enough to be distinguished from the background Mark detected (step S18). If at no mark for a specified number of feed steps can be determined with sufficient accuracy, the paper web 5 fully retracted again, the settings on the sensor changed and a new search started.
  • the sensor settings are changed until the sensor recognizes a brand.
  • the operator can search at any time be canceled.
  • Integrated light sources can also change their spectral distribution (red, green, blue) can be changed. This can colored markings against a colored background from the sensor be recognized.
  • the determined values for the background and the mark is stored in memory 106 (Step S19). After step S19, the starting procedure continued with step S8. This is an instruction command "Return to main" (step S20) issued.
  • the paper web 5 reinsert, e.g. after a paper tear, it becomes as follows first: the operator positions the new paper web 5 roughly in the insertion area 67 on the ruler 65. Then is the paper web 5 from the drive unit 13 with the first, slow speed transported as far forward, until the mark sensor 59 detects a mark. Based this determined brand position and that before the print stop determined page length, the paper web 5 is again justified positioned to the printing station 14 and the printing process continued.
  • the paper web is relative to the brand sensor identifying two successive brands or back and forth between the detected marks transported. This allows dynamic conditions the acceleration of the paper web 5 can be determined more precisely and the drive control continues in the acceleration phase be improved. In particular, there is an optimal speed profile of the drive determined by the Slip is largely balanced. These values can be job or can be saved on a paper-specific basis and continued after a print stop for additional speed control of the drive can be used.
  • the drive control 100 With the signals of the paper width sensor 17, the drive control 100 also determine if and what kind of Paper is loaded in the printer. This is the drive motor moved back and forth several times and the sensor signals evaluated. If one or more holes are recognized, then assumed a punched paper web. Based on the recognized Hole positions can then also be automatic alignment on the grid.
  • FIG 8 there are different variants for sensitization a brand sensor 59 shown.
  • the one shown in Figure 8a Variant will be the mark 109 directly on the paper web 5 the brand sensor 59 scanned.
  • the one shown in Figure 8b Variant is a reference measuring surface 30 in front of the mark the brand sensor 59 pivoted and scanned.
  • the reference measurement area 30 corresponds in terms of shape, color and / or other criteria of the brand 109.
  • Predefined from a set Brand parameters can then be an appropriate, the brand measurement area corresponding to a current print job selected several measuring areas stored in the pressure device become.
  • the selection of the suitable measuring surface can be done automatically are controlled by appropriate, within the print job defined brand parameters or manually by the operator initiated by the printer.
  • FIG. 8c shows a variant that the one in FIG. 8b described corresponds, here instead of the movement of Measuring surface 30 in front of the mark sensor 59 of the mark sensor 59 Measuring surface 30 is shifted out.
  • the mark can be according to the variant shown in Figure 8d directly the paper web 5 or again a background measuring surface 31 in front of the brand sensor 59. From the measured values of the brand or the brand measuring surface 30 and the value for the background can be used to determine the contrast, which is needed to reliably detect the mark. Correction parameters can also be based on this contrast value can be set on the sensor 59 so that this is the mark surely recognizes.
  • the determination of the brand parameters and / or the contrast can be completely automatic from the printer controller be carried out when the measuring surfaces with the help of a drive be positioned in front of the brand sensor, or the Sensor can be moved automatically.
  • the operator can use the printing system e.g. communicate the color of the pre-printed brand.
  • the printer control can then immediately with a suitable measuring surface the sensitization (calibration) of the sensor to the one to be processed Paper web or on the mark on it carry out.
  • measuring surface 33 is linear and has several segments with different shades of gray and / or colors.
  • the Measuring surface 34 has such segments as well as a gap 35, for scanning the paper web 5 or the background measuring surface 31 is provided.
  • FIG. 10a shows a first variant for determining the contrast shown on a paper web 5.
  • One with a gray grid Occupied measuring area 35 is from a first printer 37 printed on the paper web 5 and to a second printer 38 transported. There the mark sensor 59 senses the paper web 5 from. First, sensor 59 scans the unprinted paper web 5 and saves the measured brightness background. Then the paper web 5 from the first printer 37 to second printer 38 transported until the measuring surface 35 before the brand sensor 59 comes to rest in the second printer 38. The brightness value of the printed surface 35 is measured there and the contrast of light (unprinted) area and dark (printed) area saved. Finally checks the printer control whether the contrast achieved is sufficient is. If it is not enough, the sensitization process repeated again, with the sensor parameters set to larger Sensitivity and / or the brand with greater Density printed again and the initialization process repeated become.
  • the first prints Printer 37 a stripe pattern 36 on paper web 5.
  • the second printer 38 pushes the paper web 5 by the same length without printing until the printed one Area 36 is in the area of the brand sensor 59.
  • the second Printer 38 positions the paper web so that an unprinted one Surface of the stripe pattern 36 in front of the mark sensor 59 comes to rest.
  • the brightness value of the unprinted Paper saved.
  • the second printer 38 the paper web so that one of the previously printed Stripe of stripe pattern 36 in front of the mark sensor 39 comes to rest.
  • the second step of the awareness process carried out the brightness value of the printed Paper is measured and finally the contrast saved from light and dark area. In conclusion again checked whether the contrast value achieved is sufficient is or if necessary the measurement is repeated at other measuring positions, until a sufficiently large contrast is achieved.
  • the pressure of a gray grid according to FIG. 10a can also be used to scan the sensing area of the mark sensor to optimize.
  • the circular Scanning surface 39 of sensor 59 has a gray area 22 to capture.
  • black marks are printed in accordance with the in Figure 11b shown embodiment 21 printed, which is not cover the entire scanning area of the sensor, so with the brightness of the thin, line-shaped, determined by the sensor Brand 21 roughly comparable to the brightness value of the gray area of the figure lla. So that is the scanning security higher in print mode if a for the teach-in process gray instead of a black surface is used. This is particularly advantageous if very much in printing Narrow, black lines are used, which during the Teach-in process could hardly be positioned precisely enough.

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Transport von vorbedruckten, bahnförmigen Aufzeichnungsträgern, insbesondere von Endlospapier in einem insbesondere elektrografischen Druckgerät. Als bahnförmigen Aufzeichnungsträger kann Papier, Folienmaterial, Etiketten oder andere Materialien verwendet werden.
Beim Bedrucken von Papier finden verschiedenste Papiersorten Anwendung. Im elektrografischen Hochleistungs-Druckbereich mit Druckleistungen von mehr als 40 Seiten pro Minute wird vorwiegend sogenanntes randgelochtes Papier verwendet. Diese Papier hat an seinen Längskanten seitliche Löcher zum Transport und zur Positionsüberwachung des Papiers. Es wird dabei von Traktorraupen angetrieben, die in die seitlichen Transportlöcher eingreifen. Häufig hat dieses Papier auch Querperforationen, entlang derer die einzelnen Seiten voneinander getrennt werden.
Die Randlochung wird insbesondere bei der Verarbeitung von vorbedrucktem Papier genutzt. Bei diesem Papier soll die im elektrografischen Druckgerät nachträglich aufgebrachte Information, beispielsweise Daten, die in ein vorbedrucktes Formular gedruckt werden, möglichst genau an vorgegebenen Stellen des Vordrucks zu liegen kommen. Das Formular kann dabei von einem Druckgerät anderer Bauart vorbedruckt worden sein, z.B. von einem Offset-Drucker oder auch von einem baugleichen elektrografisichen Drucker. Für lagegenaues Drucken innerhalb eines Formulars muß die Lage der Papierbahn in Transportrichtung exakt auf deren Antrieb bzw. auf die Bewegung der Fotoleitertrommel justiert bzw. synchronisiert sein.
Zur genauen Positionierung von derartigem Papier wird die erste Seite der Papierbahn genau an eine bestimmte Position bezüglich der Traktorraupen angelegt. Eine Seitenbeginn-Marke des Vordrucks bzw. die Querperforation gibt dabei genau den Beginn der Seite vor. Alle weiteren Seiten werden wegen der Zwangsführung durch die Traktorraupe automatisch exakt positioniert, wenn die erste Seite richtig eingelegt war.
Der Vorschub des gelochten Papiers erfolgt in der Regel in einem bestimmten, den Lochabständen entsprechenden Raster, beispielsweise in einem ½-Zoll-Raster oder in einem 1/6-Zoll-Raster. Die Papierbahn wird dann nicht stufenlos, sondern schrittweise um ein Vielfaches des Rasterabstandes bewegt.
Im Hochleistungs-Druckbereich besteht häufig auch die Forderung, Rollenpapier, das keine solche Randlochung aufweist, in Druckgeräten für Endlospapier verwenden zu können. Zu dieser Forderung tragen sowohl wirtschaftliche als auch ökologische Überlegungen bei. Beim Bedrucken von randgelochtem Papier ist nämlich ein Verarbeitungsschritt notwendig, bei dem der Randstreifen von der bedruckten Seite entfernt wird, wobei der dabei entstehende Abfall entsorgt werden muß.
Ein Druckgerät, das zur Verarbeitung von Rollenpapier ohne Randlochung geeignet ist, ist beispielsweise in der WO 95/19929 A1 beschrieben. Zum genauen Transport des Papiers ist in diesem Gerät eine erste Anlagekante vorgesehen, die die seitliche Position des Papiers vorgibt, sowie Stabilisierungsrollen, eine Unterdruckbremse und eine Rollenanordnung mit einem Schlaufenzieher.
Obwohl mit einem derartigen Gerät im Prinzip Endlospapiere sowohl mit Randlochung als auch ohne Randlochung verarbeitet werden können, treten bei Bedrucken von Formularen Probleme auf. Will man mit einem derartigen Druckgerät vorbedrucktes Papier verarbeiten, so ist keine direkte Zuordnung der vorbedruckten Bereiche zu den nachzudruckenden Informationen möglich. Infolgedessen können die nachträglich zu druckenden Informationen nicht lagerichtig in den Vordruck eingepaßt werden.
Ursachen für Fehlpositionierung sind zum Beispiel Schwankungen der Papierlänge, die sich aus unterschiedlichen Umgebungstemperaturen oder Unterschiedlichen Feuchtigkeitsgraden der Papierbahn ergeben. Derartige Schwankungen können pro Seite bis zu einigen Millimetern betragen. Druckbildabweichungen in dieser Größe sind beim Bedrucken von Formularen nicht akzeptabel.
Hinzu kommt bei traktorlosen Friktionsantrieben das Problem, daß die Transportgenauigkeit in Vorschubrichtung nicht immer genau eingehalten werden kann. Hierzu können beispielsweise Schlupf zwischen der Antriebswalze und der Papierbahn oder Fertigungstoleranzen der Antriebsmechanik beitragen.
Aus der DE 19 37 699 A ist ebenfalls ein Friktionsantrieb für Datendruckgeräte bekannt. Bei diesem Antrieb ist eine Abtastvorrichtung vorgesehen, die eine am Formularrand vorgedruckte Markierung erkennt. Mit dem Abtastergebnis wird jeweils mit dem Formularanfang eine Neuzuordnung der Zeilenhöhe zur Druckstelle vorgenommen. Nachteilig bei diesem Antrieb ist, daß eine an den Sensor angepaßte Marke an einer bestimmten Position des Formulars vorgedruckt werden muß, damit die Regelungsfunktion durchgeführt werden kann.
Aus der CH 608 904 A5 ist eine Vorrichtung bekannt, durch die ein laufendes Formularband mit individuellen Daten beschriftbar ist. Dazu ist ein Sensor vorgesehen, der in den Formularen jeweils ein bestimmtes, aufgedrucktes Merkmal detektiert und daraufhin den Druck innerhalb eines bestimmten Feldes in den Formularen auslöst. Nachteilig bei dieser Vorrichtung ist zum einen, daß das Merkmal auf den Formularen eine bestimmte Ausgestaltung haben muß, beispielsweise eine viereckige Form, um vom Sensor zuverlässsig erkannt zu werden. Zum anderen hängt die Meßsicherheit des Sensors wesentlich davon ab, welcher Aufzeichnungsträger verwendet wird. Insbesondere der Kontrast einer Marke relativ zum Hintergrund (z.B. zu einer Papieroberfäche) kann sich dabei von Aufzeichnungsträger zu Aufzeichnungsträger (z.B. bei verschiedenen Papiersorten) erheblich unterscheiden.
Aus DE-A-1937699 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern eines Antriebsaggregats für einen bahnförmigen, seitenweise vorbedruckten Aufzeichnungsträger nach dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 26 bekannt, bei denen ein Sensor zum Abtasten des Aufzeichnungsträgers vorgesehen ist. In DE-A-2526190, sowie US-A-4,994,975 und JP-A-5902068 sind derartige Verfahren bekannt. Allen diesen Verfahren ist gemeinsam, daß sie bestimmte, charakteristische Eigenschaften der Marke, z.B. hinsichtlich der Farbe der Marke oder des Kontrasts zwischen der Marke und deren Hintergrundfläche voraussetzen um den jeweils vorgegebenen Sensor einsetzen zu könthen. Der Auzeichnungsträger muß somit in einer bestimmten Weise bedruckt sein.
Aus der DE-A-19631747 ist eine mit einer Lichtquelle zusammenwirkende optoelektronische Sensoreinrichtung zum Erfassen einer Markierung eines vorbekannten bahnförmigen Aufzeichnungsträgers in elektrofotografischen Druck- oder Kopiereinrichtungen bekannt sowie eine Einrichtung zum Steuern der Sensoreinrichtung. Dabei ist vorgesehen, die Art des Meßverfahrens bzw. die Auswahl einer erforderlichen Lichtquelle in Abhängigkeit von einer auf dem Aufzeichnungsträger vorgesehenen, bekannten Marke zu treffen.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern eines Antriebs für bahnförmige Aufzeichnungsträger anzugeben, mit denen unbestimmt vorbedruckte Aufzeichnungsträger positionsgenau transportiert werden können.
Diese Aufgabe wird durch das Verfahren des Patentanspruchs 1 und durch die Vorrichtung des Patentanspruchs 26 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ist zum Steuern eines Antriebsaggregats, das in einem insbesondere elektrografischen Druckgerät einen bahnförmigen, seitenweise vorbedruckten Aufzeichnungsträger transportiert, vorgesehen, einen Sensor auf eine regelmäßig wiederkehrende Marke des Aufzeichnungsträgers durch Einstellung von Sensorparametern zu sensibilisieren. Der Aufzeichnungsträger wird mit dem Sensor während des Druckbetriebs fortlaufend abgetastet und der Transport des Aufzeichnungsträgers mit den abgetasteten Sensorsignalen geregelt, wobei der ausgewählte Aufzeichnungsträger beliebig seitenweise vorbedruckt ist. Aus den vorbedruckten Informationen oder aus der Oberflächenstruktur des Aufzeichnungsträgers wird eine regelmäßig wiederkehrende Marke ausgewählt und der Sensor auf die regelmäßig wiederkehrende Marke des Aufzeichnungsträgers durch Einstellung von Sensorparametern sensibilisiert.
In einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, daß die Marke aus den vorgedruckten Informationen des Aufzeichnungsträgers ausgewählt wird, wobei insbesondere ein optoelektronischer Sensor verwendet wird. Die Marke kann dabei im druckfähigen Bereich des Druckgeräts liegen bzw. in dem Vorlagebereich von Formularen, in die das Druckgerät individuelle Daten druckt. Als Marke kann aber auch eine Oberflächenstruktur, insbesondere ein Fensterausschnitt verwendet werden. Das Verfahren ist dadurch sehr flexibel. Das Druckgerät kann beliebige Vorlagen verarbeiten, wobei es den Sensor auf die jeweils geeignete oder vorgegebene Markeninformation sensibilisiert. Die Marke ist insbesondere seitenweise aufgebracht, wobei die Markeninformation zum seitenweisen Regeln des Antriebs verwendet wird.
Zum Sensibilisieren des Sensors wird insbesondere zunächst die dem Formular zugrundeliegende Hintergrundinformation (Farbe, Struktur oder dergleichen) des Aufzeichnungsträgers abgetastet, bevor die Marke gesucht wird. Ein Vorteil bei diesem Ausführungsbeispiel liegt darin, daß die zum Sensibilisieren verwendete Marke genau den nachfolgenden, auf weiteren Seiten aufgedruckten Formularen entspricht.
In einem zweiten Aspekt und vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung erfolgt die Sensibilisierung mittels einer Meßfläche, die in einem Initialisierungsvorgang automatisch oder manuell von dem Sensor bewegt wird, so daß der Sensor die Marke abtasten kann. Dazu kann entweder die Probe einer aktuell vorbedruckten Marke oder eine standardisierte Meßfläche, die standardisierte Marken repäsentiert, verwendet werden. Die Meßfläche kann als farbige Fläche (Aufsichtsvorlage) oder als bilddurchlässige, farbige Folie ausgebildet sein. Zur Vermessung des Hintergrunds kann insbesondere eine Meßfläche vorgesehen sein, die dem einzulegenden Aufzeichnungsträger (z.B. einer bestimmten Papiersorte) entspricht. Insbesondere kann hierzu eine Probe des Aufträgers als Meßfläche dienen.
In einem dritten Aspekt und weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung wird der Kontrast zwischen der Marke und dem Hintergrund ermittelt, auf den die Marke gedruckt ist. Dazu werden alternativ mehrere Verfahrensweisen vorgeschlagen. Zum einen ist es möglich, den Kontrast anhand der Marke und/oder mit den Meßflächen zu bestimmen. Zum anderen ist es möglich, die Marke und/oder den Hintergrund auf dem Aufzeichnungsträger direkt auf dem Aufzeichnungsträger zu bestimmen und daraus den Kontrast abzuleiten.
Zum Sensibilisieren und/oder zum Erfassen der der ersten, detektierten Marke folgenden Marken wird der Aufzeichnungsträger zunächst mit einer ersten, vorgegebenen Geschwindigkeit transportiert, wobei ein Fenster, insbesondere ein Zeitfenster oder eine Anzahl von Schritten eines Schrittmotors vorgegeben wird, innerhalb denen die Sensorsignale erfaßt werden. Dazu synchron oder zeitversetzt wird überprüft, ob die Marke innerhalb dieses Fensters detektiert wird bzw. wurde, und eine Fehlermeldung ausgegeben, wenn die Marke innerhalb des Zeitfensters nicht detektiert wird.
Einer dem Sensor zugeordneten Steuerung können auch charakteristische Daten über die Marke von außen, insbesondere im Headerbereich eines Druckjobs, zugeführt werden.
Der Aufzeichnungsträger wird insbesondere zunächst in Aufzeichnungsrichtung um eine bestimmte Länge bewegt, um den Sensor markenspezifisch zu sensibilisieren. Wenn die Marke während dieser Vorwärtsbewegung nicht gefunden wurde, wird er anschließend in entgegengesetzer Richtung bewegt. Mehrere solch Zyklen von Vor-Rückwärtsbewegungen können durchgeführt werden, wobei nach jedem Zyklus ein Einstellwert am Sensor verändert wird. Dabei können Sensorparameter wie spektrale Empfindlichkeit geändert werden. Die Position des Sensors im Erfassungsbereich ist insbesondere quer zur Transportrichtung des Aufzeichnungsträgers veränderbar.
Weiterhin ist es vorteilhaft, den Sensor quer zur Aufzeichungsrichtung verschieblich anzuordnen. Die Marke kann dann an einer beliebigen Stelle des Formulars liegen. Selbst Bestandteile des Formulars wie Texte, Grafiken oder Fensterausschnitte können dann als Marke verwendet werden. Der Sensor der Erfindung ist also an den jeweiligen Formularinhalt anpaßbar indem er auf eine ausgewählte Information sensibilisiert wird.
Der Sensor kann insbesondere farbempfindlich sein, die Sensibilisierung, d.h. die Einstellung von Sensorparametern, erfolgt in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel auf bestimmte Farben des Hintergrunds bzw. der Marke. Die Sensibilisierung des Sensors kann alternativ oder zusätzlich auch hinsichtlich einer geometrischen Form der Markierungen oder hinsichtlich der Oberflächenstruktur der Aufzeichnungsträgerbahn erfolgen. Beispielsweise können die Marken dabei in Papierbahnen vorgesehene Kerben oder Fensterausschnitte in Formularvorlagen sein. Ein bei der Sensibilisierung ermittelte Sensoreinstellwert wird vorzugsweise gespeichert und für spätere Messungen wiederverwendet.
Die Sensibilisierung des Sensors erfolgt vorzugsweise, indem das Papier mindestens einmal in oder entgegen der Transportrichtung transportiert wird, wobei während dieser Bewegung von der Auswerte-Einrichtung überprüft wird, ob und wann der Sensor ein Signal abgibt. Dabei kann vorgesehen sein, daß mindestens ein Zyklus von Vor,- und Rückwärtsbewegungen durchgeführt wird und daß nach jeder Bewegung oder nach jedem Zyklus ein Einstellwert am Sensor verändert wird.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird die Vorderkante der vorbedruckten, mit Markierungen versehenen Bahn des Aufzeichnungsträgers in einem Eingabebereich des Druckers an eine vorbestimmte Einlegemarke angelegt. Anschließend wird die Aufzeichnungsträgerbahn von einem Transportmotor mit einer ersten, relativ niedrigen Geschwindigkeit entlang einer Transportrichtung um eine vorgegebene Länge transportiert. Dabei tastet ein Sensor einen vorgegebenen Bereich des Papiers ab und sendet Abtastsignale an eine Auswerte-Einrichtung. Diese wertet die Signale aus und überprüft, ob sie einer vorgegebenen Marke zuordbar sind. Die zwischen zwei aufeinanderfolgenden Marken liegende Transportlänge wird dann von der Auswerte-Einrichtung als Wert für eine Seitenlänge identifiziert. Schließlich wird der Druckvorgang mit einer zweiten, relativ hohen Transportgeschwindigkeit eingeleitet und mit dem identifizierten Wert für die Seitenlänge gesteuert.
Mit der Erfindung wird ermöglicht, daß der Antrieb für die Bahn des Aufzeichnungsträgers schon nach einer Seite Vorschub auf die Seitenlänge synchronisiert wird. Positionsabweichungen der Bahn, die durch ungenaues Einlegen der Papierbahn oder durch erhöhten Schlupf zwischen Antrieb und Bahn auftreten, werden dadurch automatisch ausgeglichen. Beginnend mit der zweiten Seite kann dann bereits der Druckvorgang erfolgen. Makulatur, d.h. überschüssiges unbedrucktes Papier wird dadurch weitgehend vermieden. Bereits mit der ersten Druckseite erfolgt der Druck positionsgenau innerhalb des Vordrucks.
Mit der erfindungsgemäßen Startprozedur wird insbesondere erreicht, daß der Druckvorgang mit der ersten Seite beginnen kann, die der zur Sensibilisierung des Sensors benötigten Seite folgt.
Die Erfindung ist insbesondere zur Anwendung in einem Drucksystem geeignet, das zwei baugleiche, in Serie geschaltete Drucker umfaßt und bei dem der zweite Drucker die vom ersten Drucker ausgegebene Papierbahn online, d.h. ohne nennenswerte Zeitverzögerung verarbeitet. Bei einem derartigen, sog. Zwillingsdrucksystem bedruckt der zweite Drucker die vom ersten Drucker ausgegebene Papierbahn wahlweise auf der Rückseite oder auf derselben Seite, beispielsweise mit einer anderen Farbe. Die beiden Drucker können dabei mit einem Traktorantrieb oder auch mit einem traktorlosen Friktionsantrieb zum Transport des Aufzeichnungsträgers versehen sein. Der zweite Drucker tastet während des Druckprozesses die vom ersten Drucker gedruckten Marken ab, um seine Verarbeitungsgeschwindigkeit so zu regeln, daß die Druckbilder genau übereinander liegen, bzw. die Drucker synchron zueinander arbeiten.
In einem derartigen Zwillingsdrucksystem ist es insbesondere vorteilhaft, die Meßfläche im zweiten Drucker genau der Druckfarbe des ersten Druckers anzupassen. Ist der erste Drucker in der Lage, eine begrenzte Anzahl von Druckfarben zu drucken, so kann im zweiten Drucker ein Satz Meßflächen zur Verfügung gestellt werden, die identisch mit den Druckfarben des ersten Druckers sind.
Die Meßflächen können aber auch vom ersten Drucker auf dem Aufzeichnungstäger als Grauwert und/oder als Streifenmuster aufgebracht und im zweiten Drucker abgetastet werden.
Die erfindungsgemäße Verfahrensweise ist weitgehend automatisierbar. Bedienungsfehler beim Einlegen des bahnförmigen Aufzeichnungsträgers in den Drucker sind daher weitgehend ausgeschlossen bzw. können ausgeglichen werden. Der Vorgang benötigt nur wenig Zeit, wodurch die effektive Druckzeit des Druckers hoch ist. Wird der Sensor mit einem motorischen Antrieb verschoben, so läßt sich der Automatisierungsgrad der Vorgänge weiter erhöhen.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einiger Figuren näher erläutert.
Es zeigen:
Figur 1:
einen Drucker mit einem traktorlosen Papierantrieb
Figur 2:
einen Schnitt durch ein Antriebsaggregat
Figur 3:
eine Ansicht des Antriebsaggregats
Figur 4:
eine Sensoranordnung
Figur 5:
eine Blockschaltbid zur Steuerung des Antriebs
Figur 6:
ein Ablaufdiagramm zur Steuerung des Antriebs
Figur 7:
ein Ablaufdiagramm für die Sensibilisierung des Sensors
Figur 8:
verschiedene Varianten zur Abtastung von Meßflächen
Figur 9:
Ausführungsformen von Meßflächen
Figur 10:
verschiedene Varianten zur Abtastung eines Auf zeichnungsträgers
Figur 11:
eine Abtastfläche eines Markensensors
Die in Figur 1 dargestellte Druckvorrichtung entnimmt einen bandförmigen Aufzeichnungsträger 5 aus Papier von einem Papiereingabebehälter 1 oder von einer Vorratsrolle 11. Im Rollenbetrieb wird die Papierbahn 5 über eine Schlaufe 12 einer Umlenkeinrichtung 2 zugeführt und anschließend in einer Bahnvorzentriereinrichtung 3 entlang einer Anlagekante Friktions-Antriebsrollen 4 zugeführt. Anschließend wird sie von einem Antrieb 8 über eine Unterdruckbremse 6 gezogen, welche mit einer Vakuumpumpe 7 verbunden ist, die den Unterdruck erzeugt. Durch den Unterdruck wird die Papierbahn 5 gebremst und dabei die Zugspannung der Papierbahn 5 erhöht. Je höher die Zugspannung ist, desto stabiler läuft die Papierbahn 5 in Transportrichtung A, d.h. desto weniger gleitet sie lateral aus der Soll-Papiertransportrichtung. Nach der Unterdruckbremse 6 durchläuft die Papierbahn 5 eine Stabilisierungszone, die aus mehreren Umlenkrollen 9 und einem Schlaufenzieher 10 besteht. Die Papierbahn umschlingt die Umlenkrollen 9 um mindestens 180°, wodurch die Papierbahn seitlich noch weiter stabilisiert wird.
Bevor die Papierbahn 5 einem Druckaggregat 14 zugeführt wird, tastet eine Sensoranordnung 17 das Papier optisch ab. Die Sensoranordnung 17 ist dabei so ausgelegt, daß sie das breiteste im Drucker verarbeitbare Papier noch über seine gesamte Breite abtasten kann. Die Breite der Sensoranordnung ist damit sowohl an die mechanischen Komponenten zum Papiertransport angepaßt als auch an die aufzeichnungsseitigen Parameter der Druckeinrichtung 14, die die bedruckbare Breite festlegen. Sie ist insbesondere an die Breite einer Fotoleitertrommel 16 angepaßt. Die verarbeitbare Papierbreite reicht im vorliegenden Ausführungsbeispiel von 6,5 Zoll (165 mm) bis 19 Zoll (482,6 mm). Einzelheiten der Sensoranordnung 17 sind in der DE-U-297 23 879 (Aktenzeichen der Anmelderin: 971101) beschrieben.
Von der Sensoranordnung 17 wird die Papierbahn 5 über ein Antriebsaggregat 13 einer Umdruckstation zugeführt. Die Umdruckstation umfaßt im dargestellten Ausführungsbeispiel eine Fotoleitertrommel 16, die mit einer Corotron-Einrichtung 16a zusammenwirkt. Die Fotoleitertrommel 16 wird dabei in bekannter Weise durch Licht mit einer Information beaufschlagt, wodurch ein Ladungsbild aufgebracht wird. Anschließend nimmt sie einen magnetisierten Toner auf, der im Umdruckbereich auf die Papierbahn 5 übertragen wird. Anschließend entlädt die Corotron-Einrichtung 16a den entsprechenden Bereich der Fotoleitertrommel wieder, so daß diese erneut mit Informationen beschrieben werden kann. Die Corotron-Einrichtung 16a wirkt dabei in an sich bekannter Weise, wie beispielsweise in der EP 0 224 820 B1 beschrieben.
Im dargestellten Beispiel ist die Sensoranordnung 17 im Bereich der Papierzufuhreinrichtung 15 angeordnet, sie kann aber auch innerhalb des Druckaggregats 14 vorgesehen sein. Die Papierbahn 5 wird in der Papiertransportrichtung A transportiert.
Figur 2 zeigt das im Bereich der Umdruckstation bzw. der Fotoleitertrommel 16 des elektrofotografischen Druckers angeordnete Antriebsaggregat 13 genauer.
An die Antriebswalze 40 drückt eine Rollenanordnung 20 mit vorgegebener Federkraft an. Hierdurch wird das zwischen den Walzen 40 und 20 hindurch transportierte Papier durch Reibschluß (Friktion) von der Antriebswalze 40 bewegt. Die Antriebswalze 40 ist wiederum über einen Zahnriemenantrieb mit dem Schrittmotor 41 verbunden. Das gesamte Antriebsaggregat 25 ist an einem Druckergehäuse über den Lagerblock 44 angeflanscht. Am Lagerblock 44 ist durch das Kugellager 43 eine gemeinsame Lagerachse 42 gelagert, die zum einen die Drehbewegung der Antriebswalze 40 aufnimmt und zum anderen eine Schwenkbewegung der Antriebselemente um die Schwenkachse B. Um die Schwenkbewegung zu ermöglichen, sind die Antriebskomponenten auf einer Trägerplatte 47 montiert, die über eine Gasdruckfeder 49 sowie über die Lagerachse 42 mit dem Lagerbock 44 verbunden ist.
Im Lagerbock 44 befindliche Gewinde 45 dienen der Aufnahme von Befestigungsschrauben, die durch das Druckergehäuse 18 geführt werden. Das gesamte Antriebsaggregat ist über Führungsflächen 46 innerhalb des Druckergehäuses justierbar. Die Trägerplatte 47 ist wiederum bezüglich dem Lagerblock 44 justierbar, wobei eine erste Justage-Schraube 51 und eine zweite Justage-Schraube 52 im Lagerbock 44 vorgesehen sind, an die trägerseitige Zylinderstifte anschlagen.
Die Gasdruckfeder 49 ist mit dem Träger 47 durch die Verschraubung 50 verbunden und mit dem Lagerbock 44 durch die Verschraubung 48. Träger 47 und Lagerbock 44 sind gegeneinander mit der Verriegelungseinrichtung 54 verriegelbar.
Eine Papierbahn, die in das Antriebsaggregat 25 zwischen der Antriebswalze 40 und der Gegendruckwalzen 20 eingeführt wird, wird von einem Führungsblech 53 zu einem Papiersensor 55 geführt. Der Papiersensor tastet das Papier über die gesamte Breite des druckfähigen Bereichs der Fotoleitertrommel ab, wodurch sowohl die seitlichen Papierkanten als auch etwaige Randlochungen der Papierbahn erkannt werden können. Im Bereich der Umdruckzone 5 des Druckgeräts wird das Papier durch gefederte Schwenkbacken 56 an die Oberfläche der Fotoleitertrommel 2 angepreßt. Eine an sich bekannte elektrische Corotron-Einrichtung 57 erzeugt eine Hochspannung, durch die der auf der Fotoleitertrommel befindliche Toner zum Papier hingezogen wird. Umlenkwalzen 58 führen das Papier weiter zu einem Markensensor 59, der etwaige, auf der Papierbahn vorhandene Druck- oder Schneidmarken erkennt. Geerdete, elektrische Verbindungen 61 (Antistatik-Bleche) führen etwaige, auf dem Papier befindliche elektrische Restladungen ab.
Wird mit dem Papiertransport randgeloches Papier transportiert, so kann mit einem Stachelrad 60 die Randlochung abgetastet werden.
Figur 3 zeigt den Papierantrieb 25 in einer dreidimensionalen Darstellung. Hieraus sind insbesondere der an der Trägerplatte 47 montierte Zylinderstift 66 zu erkennen, welcher mit der im Lagerbock 44 eingeschraubten Justage-Schraube 52 zusammenwirkt, sowie die Verschraubung 50 der Gasdruckfeder 49.
Oberhalb der Umlenkwalzen 58 wird das Papier von einer Führungsfläche 69 geführt. In diesem Bereich erfolgt auch die Abtastung des Papiers mit dem Markensensor 59. Weiterhin ist in diesem Bereich ein Anlagelineal 65 vorgesehen, welches für den Druckerstart verwendet wird. Neu eingelegtes Papier, welches Randlochungen aufweist, wird dabei mit einem Seitenanfang an eine der Seitenlänge entsprechende Markierung 65a des Lineals 65 angelegt, die Randlochung in Eingriff mit dem angeschwenkten Stacheldraht 60 gebracht, und der Druckvorgang eingeleitet. Das Stachelrad 60 ist Bestandteil einer Sensoranordnung, die in Figur 4 genauer beschrieben wird.
Im Umdruckbereich zieht ein Antriebsmotor 68 einen Corotrondraht entsprechend der zu bedruckenden Seitenbreite aus der Corotrondraht-Kassette 57. Der Markensensor 59 ist entlang der Stange 73 in Richtung E verschiebbar. Das Blech 66 deckt den Antriebsmotor 41 ab und dient insbesondere der elektromagnetischen Abschirmung. Entsprechend dem vorderen Lagerbock 44 ist auch ein hinterer Lagerbock 67 vorgesehen, welcher ebenfalls am Druckergehäuse befestigt ist.
Figur 4 zeigt den Stachelradsensor 85, welcher das Stachelrad 60 umfaßt. In der gezeigten Stellung ist das Stachelrad abgeschwenkt, d.h., die Stacheln ragen nicht über die Papierführungsebene 67 hinaus. Mit dem Betätigungshebel 86 läßt dieses Stachelrad in Richtung F an- bzw. abschwenken. Das Stachelrad 60 ist auf einer Achse 87 gelagert, die ebenfalls ein Zahnrad 88 trägt. Ein magneto-resistiver Sensor 91 detektiert Impulse der Metall-Zahnräder des Zahnrads 88. Diese Impulse lassen sich eindeutig der Drehbewegung des Stachelrades 60 zuordnen, so daß damit eine Abtastung der Randlochung von Papier erfolgen kann, das über die Papierebene 67 läuft und im Eingriff mit dem Stachelrad 60 steht. Aus diesen Impulsen läßt sich folglich die Geschwindigkeit der Papierbahn sowie ihre Position im Bezug auf das Transportraster der Antriebsvorrichtung ermitteln. Die Signale des Sensors 85 werden deshalb als Eingangssignale für eine Anti-Schlupf-Regelung des Papierantriebs verwendet. Die Sensorbaugruppe 89 ist dazu elektrisch mit einer Gerätesteuerung verbunden (Figur 5).
Ein zweiter magneto-resistiver Sensor 92 detektiert, ob sich der Stachelradsensor 85 in der an- oder abgeschwenkten Position bezüglich der Papierführungsebene 67 befindet. Er wirkt hierzu mit dem Magneten 93 zusammen, der auf der Führungsfläche 67 montiert ist. Mit einem Rastmechanismus 90 kann der gesamte Stachelradsensor 85 in der abgeschwenkten bzw. angeschwenkten Position verrastet werden.
Figur 5 zeigt elektronische Steuerungskomponenten des Drukkers sowie ihr Zusammenwirken mit der Antriebsmechanik und Sensorik. Das Antriebs-Aggregat 13 besitzt eine AntriebsSteuerung 100, die über einen allgemeinen Datenbus 112 mit einer übergeordneten Druckersteuerung 101 verbunden ist. Über ein Bedienfeld 105 können vom Bediener Befehle eingegeben werden. Die Antriebssteuerung 100 erhält die Signale des Papierbreitensensors 17 bzw. 55 über dessen Schnittstelle 104. Hieraus ermittelt sie sowohl die Papierbreite als auch die Papierart, d.h., ob Randlochungen vorhanden sind. Die Antriebssteuerung 100 erhält ferner die Abtast-Signale des Stachelrad-Sensors 85 über dessen Elektronik 103 sowie die des Markensensors 59 über dessen Elektronik 107. Aus den Signalen der Komponenten 103 bzw. 107 wird in der Antriebssteuerung 100 die Geschwindigkeit der Papierbahn 5 berechnet. Das Ergebnis wird zur Anti-Schlupf-Regelung des Schrittmotor-Antriebs 102 verwendet. Die Soll-Geschwindigkeitssignale werden dabei von der Drucker-Steuerung 101 geliefert.
Zur Vorbereitung eines Druckvorgangs (Start-Betriebsart) nach dem Einschalten des Druckers oder nach dem Einlegen einer neuen Papierbahn wird wie folgt vorgegangen:
Eine Papierbahn 5 wird manuell in den Drucker durch die verschiedenen Aggregatekomponenten bis zum Antriebsaggregat 13 eingezogen. Dort wird die Vorderkante 110 der Papierbahn 5 bis zu der Führungsfläche 67 in den Bereich des Lineals 65 eingefädelt.
Falls die Papierbahn 5 eine Randlochung aufweist, wird diese in Eingriff mit den Stacheln des angeschwenkten Stachelrades 82 gebracht. Falls sie Papierbahn keine Randlochung aufweist, wird das Stachelrad 82 in den abgeschwenkten Zustand gesetzt.
Im Bereich des Lineals 65 erfolgt der Vorschub der Papierbahn 5 bereits über den Antriebsmotor 41. Der Bediener bestimmt dabei die Richtung des Vorschubs (vorwärts/rückwärts) um den Anfang einer Seite genau auf eine der Seitenlänge entsprechende Markierung des Lineals 65 auszurichten. Der Vorschub erfolgt dabei relativ langsam und in kleinen Rasterschritten.
Im Falle randgelochten Papiers betragen die Transportschritte in der Start-Betriebsart nur Bruchteile des Lochraster-Abstands, welcher typischer Weise 1/6 Zoll (ungefähr 4,3 Millimeter) beträgt. Die Schrittweite beträgt beispielsweise 1/20 Rasterabstände (ungefähr 0,21 Millimeter). Bei dieser Transportart wird mit dem Stachelradsensor 85 die Geschwindigkeit oder die Position des Papiers erfaßt und mit der Geschwindigkeit oder Position des Antriebsmotors verglichen.
Eine Diskrepanz zwischen diesen beiden Geschwindigkeiten oder Positionen, beispielsweise durch Schlupf, geschrumpfte Papierbahn oder Ungenauigkeiten in den Antriebsrollen verursacht, wird dabei festgestellt und von der Antriebssteuerung 100 durch zusätzlichen Vortrieb (zusätzliche Schritte in Transportrichtung) ausgeglichen.
Falls Papier ohne Randlochung verwendet wird, werden Position und/oder Geschwindigkeit der Papierbahn 5 mit dem Markensensor 59 abgetastet, dessen elektronische Komponenten 107 entsprechende Signale an die Antriebssteuerung 100 liefern. Statt dem oben beschriebenen Sensor 59 können auch andere, an sich bekannte Sensoren zum Messen von Geschwindigkeiten verwendet werden, beispielsweise der in der DE 44 28 156 A1 beschriebene Sensor oder der in der US 5,204,620 beschriebene Sensor.
Die Vorgehensweise zum richtigen Einlegen und Transportieren des Papiers sowie zum Sensibilisieren des Markensensors wird im folgenden anhand der Figuren 5, 6 und 7 beschrieben.
Zunächst wird die Papierbahn 5 mit ihrer Vorderkante 110 im Bereich des Sensors 59 bzw. des Lineals 65 grob positioniert. Dem Bediener wird hierbei eine gewisse Toleranz von beispielsweise einigen Millimetern zugestanden, um die die Lage der Vorderkante (Seitenanfang) der Papierbahn 5 von der Soll-Lage abweichen darf. Für die Soll-Lage ist eine entsprechende Einlegemarkierung 65a auf dem Lineal 65 vorgesehen. Hierfür sind verschiedene Einlegevorschriften möglich. Beispielsweise kann die Einlegemarkierung je nach Seitenlänge an verschiedenen Stellen des Lineals liegen. Es kann alternativ auch vorgesehen sein, für verschiedene Seitenlängen eine gemeinsame Einlegemarkierung 65a auf dem Lineal 65 vorzusehen. Schließlich kann die Einlegemarkierung auch direkt unter dem Sensor 59, d.h. an dessen Abtastpunkt, liegen. (Schritt S1). Am Bedienfeld 105 des Druckers wird dann die dem Vordruck zugrunde liegende Seitenlänge eingegeben und der Wert im Speicher 106 abgespeichert (Schritt S2).
Aus den auf der Papierbahn vorgedruckten Formularen wird dann eine bestimmte Information ausgewählt, die als Marke 109 dienen soll. Diese Marke 109 kann sowohl ein Text als auch graphische Information sein, wobei auch denkbar ist, eine geänderte Oberflächenstruktur, beispielsweise eine in Formularen eingestanzten Fensterausschnitt zu verwenden. Der Sensor 59 ist an die jeweils ausgewählte Markeninformation angepaßt. Im vorliegenden Ausführungsbespiel wird ein optoelektronischer Sensor 59 verwendet, der eine hohe Kontrastempfindlichkeit sowie eine Farbempfindlichkeit hat. Würde man Fensterausschnitte als Markeninformation benutzen, so könnte beispielsweise auch ein mechanisches Abtastgerät oder ein Ultraschallsensor als Markensensor geeignet sein. Als Marke 109 sollte eine Information des Formulars verwendet werden, die, bezogen auf die Vorschubrichtung A, nur einmal pro Formularseite vorkommt. Kommt die Marke 109 auf einer Formularseite mehrmals vor, so muß die Auswerteelektronik des Sensors 107 bzw. die Aggregatesteuerung 100 in der Lage sein, die Wiederholungen innerhalb der Seite auszufiltern, so daß der Antrieb jeweils genau auf die Seitenanfangs-Informationen geregelt werden kann.
Falls charakteristische Eigenschaften der Marke 109 wie Größe des Kontrastübergangs, Farbe des Hintergrunds, Farbe der Markeninformation etc. bekannt sind, können diese ebenfalls über das Bedienfeld 105 eingegeben und im Speicher 106 abgespeichert werden (Schritte S3, S4).
Auch die Information, in welchem Bereich des Formulars die Marke 109 liegt, wird abgefragt und ggf. abgespeichert. Hierdurch wird ein Fenster innerhalb des Formulars vorgegeben, indem der Sensor auf die Markeninformation reagiert.
Durch die Vorgabe eines Markenfensters ist auch gewährleistet, daß die Markeninformation seitenrichtig zugeordnet wird, selbst dann, wenn ein und dieselbe Marke 109 mehrfach identisch auf einer Formularseite vorkommt. Der Datentransfer zwischen Bedienfeld 105, übergeordneter Druckersteuerung 101 und Aggregatesteuerung 100 erfolgt über den Datenbus 112.
Die charakteristischen Daten über die Marke können auch von der Druckersteuerung 101 bereitgestellt werden, sofern sie diese Daten anderweitig erhält. Beispielsweise können die Daten im Header-Bereich eines Druckauftrags (job) mitgeliefert werden. Ein Operator, der diesen Druckjob auf einem übergeordneten Steuerungscomputer (Druckserver) zusammenstellt, kann diese Angaben in diesem Stadium dem Druckjob beifügen, wodurch der Druckvorgang beim Ankommen des Druckjobs weiter automatisiert ist.
Falls die charakteristischen Werte der Marke nicht bekannt sind, wird eine automatische Prozedur 111 in Gang gesetzt, mit der die Aggregatesteuerung 100 voll automatisch die charakteristischen Werte der Marke 109 erfaßt und abspeichert. Dieser sog. Sensibilisierungsvorgang wird später im Zusammenhang mit Fig. 7 genauer beschrieben.
Zurückkommend zur Fig. 6 erfolgt ein schrittweiser Vorschub des Antriebs 13 in einem sehr kleinen Raster, welches nur 1/60 des Lochrasterabstandes von randgelochtem Papier entspricht. In dieser Phase wird die tatsächliche Seitenlänge eines Formulars auf der Papierbahn 5 bestimmt. Mit jedem Vorschubschritt (S5) wird ein Zähler n um den Wert 1 erhöht (Schritt S6) und anschließend überprüft, ob die Marke erkannt wurde (Schritt S7). Falls nicht, wird erneut um einen Schritt vorgeschoben und der Zähler n wiederum erhöht (Schritte S5, S6). Falls die Marke erkannt wurde, wird der Seitenlängenwert aus dem Speicher 106 entnommen und um knapp eine Seitenlänge vorgeschoben, d.h. um eine Schrittzahl, die um x kleiner ist als die Schrittzahl der Seitenlänge (nsl, Schritt S8).
Anschließend wird wiederum um jeweils einen Schritt vorgeschoben, und der Schrittzähler n um den Wert 1 erhöht (Schritte S9, S10). Danach wird wiederum überprüft, ob die nächstfolgende Marke erkannt wurde (Schritt S11), falls nicht, wird erneut vorgeschoben und hochgezählt, falls ja, dann wird der Wert n als aktueller Seitenlängenwert festgehalten und im Speicher 106 abgespeichert (Schritt S12). Anschließend wird eine Meldung "fertig zum Drucken" erzeugt (Schritt S13). Bevor der Druckvorgang auf der Fotoleitertrommel gestartet werden kann, wird das Papier mit den zuvor ermittelten Werten für die Seitenlänge und für die Markenposition noch lagerichtig zur Fotoleitertrommel 16 positioniert.
Mit dem beschriebenen Verfahren kann sowohl die genaue Position des Vordrucks auf dem Papier relativ zum Druckwerk ermittelt werden als auch die für den Papiertransport wichtige, tatsächliche Formularlänge. Mit der genauen Information über die Lage der Formulare und über die Länge der Formulare kann der Druckvorgang sofort mit hoher Paßgenauigkeit gestartet werden.
Zur Sensibilisierung des Sensors (Fig. 7) wird in der Verfahrensweise 111 zunächst der Sensor auf den Hintergrund der Papierbahn 5 justiert. Dazu wird die unbedruckte Papierbahn vom Sensor abgetastet und die Sensorsignale gelesen und zwischengespeichert (Schritt S15). Anschließend wird überprüft, ob die Hintergrundinformation eine ausreichend große Signalstärke aufweist (Schritt S16). Falls nicht, werden Sensorparameter wie Verstärkung, Beleuchtungsintensität oder dergl. verändert und der Schritt S15 wiederholt, bis die Sensorsignale ausreichend groß sind. Anschließend wird die Papierbahn 5 in Aufzeichnungsrichtung vorwärts bewegt (Schritt S17), solange, bis der Sensor eine ausreichend große, vom Hintergrund zu unterscheidende Markierung detektiert (Schritt S18). Falls bei einer vorgegebenen Anzahl von Vorschubschritten keine Marke hinreichend genau feststellbar ist, so wird die Papierbahn 5 nochmals vollständig zurückgezogen, die Einstellungen am Sensor verändert und ein erneuter Suchlauf gestartet. Die Sensoreinstellungen werden dabei solange verändert, bis der Sensor eine Marke erkennt. Der Suchvorgang kann vom Bediener jederzeit abgebrochen werden. Neben der Helligkeit der im Sensor integrierten Lichtquellen kann auch deren spektrale Verteilung (rot, grün, blau) verändert werden. Hierdurch können farbige Markierungen vor farbigem Hintergrund vom Sensor sicher erkannt werden. Die ermittelten Werte für den Hintergrund und die Marke werden im Speicher 106 abgespeichert (Schritt S19). Nach dem Schritt S19 wird die Startprozedur mit Schritt S8 fortgesetzt. Hierzu wird ein Anweisungsbefehl "return to main" (Schritt S20) abgegeben.
Während der Normal-Betriebsart, bei der der Druckvorgang läuft, wird die Papierbahn 5 seitengenau verarbeitet, wobei stets vollständige Seiten gedruckt werden. Schlupf zwischen Antrieb 13 und Papierbahn 5 wird in dieser Betriebsart ähnlich wie in der Start-Betriebsart erfaßt, aber nicht durch zusätzlichen Vorschub, sondern durch eine höhere Geschwindigkeit des Antriebsmotors ausgeglichen. Wenn Papier mit Randlochung verwendet wird, werden die Randlöcher vom Stachelradsensor 85 kontinuierlich abgetastet und die Abtastsignale zur Anti-Schlupf-Regelung verwendet. Wenn Papier ohne Randlochung verwendet wird, dann wird die Markierung seitenweise abgetastet und dieses Abtastergebnis zur Anti-Schlupf-Regelung verwendet. Diese seitenweise Abtastung kann statt oder zusätzlich zur Abtastung des Stachelradsensors auch bei randgelochtem Papier verwendet werden. Bei dieser seitenweisen Regelungsvariante kommt es jedoch darauf an, daß der Antrieb 13 derart genau ist, daß innerhalb einer Seite am Seitenende (bzw. kurz vor der Marke der nächsten Seite) keine zu großen Verschiebungen des Druckbildes vorliegen.
Wird aus dem laufenden Druckbetrieb heraus ein Druckerstopp nötig, so bewirkt die Antriebssteuerung keinen sofortigen Stopp des Antriebs, sondern einen Stopp zum nächsten Seitenwechsel. Durch diese Maßnahme bleibt die Zuordnung der Schritte des Antriebsmotors zu den abgetasteten Marken sehr gut erhalten.
Beim Fortsetzen des Druckvorgangs nach einem Druckstopp wird der Antrieb zunächst einige Schritte oder sogar Seitenlängen entgegengesetzt zur Drucktransportrichtung A bewegt und dann in Richtung A beschleunigt. Der Beschleunigungsvorgang kann dabei genau entsprechend der Bewegung der Start-Betriebsart erfolgen. Charakteristische Werte über den nötigen Vorschub-Ausgleich werden deshalb in der Startphase ebenfalls gespeichert und können bei der Fortsetzung eines abgebrochenen Druckvorgangs verwendet werden.
Durch diese Maßnahmen wird erreicht, daß der Druckbetrieb nach einem Druckstopp seitengenau fortgesetzt werden kann und Makulatur vermieden wird. Da die Seitenlänge der Papierbahn aus der Start-Betriebsart bekannt ist, kann ihr Wert nach einem Druckstopp wiederverwendet werden. Auf die Prozedur zur Ermittlung der Seitenlänge (Fig. 6) kann dann verzichtet werden.
Falls es nach einem Druckstopp nötig ist, die Papierbahn 5 neu einzulegen, z.B. nach einem Papierriß, so wird folgendermaßen vorgegangen: zunächst positioniert der Bediener die neue Papierbahn 5 grob im Einlegebereich 67 am Lineal 65. Danach wird die Papierbahn 5 vom Antriebsaggregat 13 mit erster, langsamer Geschwindigkeit soweit vorwärts transportiert, bis der Markensensor 59 eine Marke detektiert. Anhand dieser ermittelten Markenposition und der vor dem Druckstopp ermittelten Seitenlänge wird die Papierbahn 5 wiederum seitengerecht zur Druckstation 14 positioniert und der Druckvorgang fortgesetzt.
In einer weiter verbesserten Ausführungsvariante der Start-Betriebsart wird die Papierbahn relativ zum Markensensor nach dem Identifizieren zweier aufeinanderfolgender Marken ein- oder mehrmals zwischen den detektierten Marken vor und zurück transportiert. Hierdurch können dynamische Gegebenheiten bei der Beschleunigung der Papierbahn 5 genauer ermittelt werden und die Antriebsregelung in der Beschleunigungsphase weiter verbessert werden. Insbesondere wird dabei ein optimaler Geschwindigkeitsverlauf des Antriebs ermittelt, durch den Schlupf weitgehend ausgeglichen ist. Diese Werte können job-bzw. papierspezifisch abgespeichert werden und bei Fortsetzung nach einem Druckstopp für eine zusätzliche Geschwindigkeitsregelung des Antriebs verwendet werden.
Mit den Signalen des Papierbreitensensors 17 kann die Antriebssteuerung 100 auch feststellen, ob und welche Art von Papier in den Drucker eingelegt ist. Dazu wird der Antriebsmotor mehrmals vor- und zurückgefahren und die Sensorsignale ausgewertet. Werden ein oder mehrere Löcher erkannt, so wird eine gelochte Papierbahn angenommen. Anhand der erkannten Lochpositionen kann dann auch eine automatische Ausrichtung auf das Lochraster erfolgen.
In Figur 8 sind verschiedene Varianten zur Sensibilisierung eines Markensensors 59 gezeigt. Bei der in Figur 8a gezeigten Variante wird die Marke 109 direkt auf der Papierbahn 5 mit dem Markensensor 59 abgetastet. Bei der in Figur 8b gezeigten Variante wird statt der Marke eine Referenz-Meßfläche 30 vor den Markensensor 59 geschwenkt, und diese abgetastet. Die Referenz-Meßfläche 30 entspricht hinsichtlich Form, Farbgebung und/oder anderer Kriterien der Marke 109. Aus einem Satz vorgegebener Markenparameter kann dann eine geeignete, der Marke eines aktuellen Druckauftrags entsprechende Meßfläche aus mehreren, im Druckgerät bevorrateten Meßflächen ausgewählt werden. Die Auswahl der geeigneten Meßfläche kann automatisch gesteuert werden durch entsprechende, innerhalb des Druckauftrags definierte Markenparameter oder manuell durch den Bediener des Druckers initiiert werden.
In Figur 8c ist eine Variante gezeigt, die der in Figur 8b beschriebenen entspricht, wobei hier statt der Bewegung der Meßfläche 30 vor den Markensensor 59 der Markensensor 59 zur Meßfläche 30 hin verschoben wird. Zur Bestimmung des Hintergrunds der Marke kann gemäß der in Figur 8d gezeigten Variante direkt die Papierbahn 5 oder wiederum eine Hintergrundmeßfläche 31 vor den Markensensor 59 gebracht werden. Aus den gemessenen Werten der Marke bzw. der Marken-Meßfläche 30 und dem Wert für den Hintergrund kann der Kontrast bestimmt werden, welcher benötigt wird, um die Marke sicher zu detektieren. Anhand dieses Kontrastwertes können auch Korrekturparameter am Sensor 59 eingestellt werden, so daß dieser die Marke sicher erkennt.
Die Bestimmung der Markenparameter und/oder des Kontrasts können von der Druckersteuerung vollständig automatisch durchgeführt werden, wenn die Meßflächen mit Hilfe eines Antriebs vor dem Markensensor positioniert werden, oder der Sensor automatisch verschiebbar ist.
Sollte sich beim Einmessen des Hintergrunds zufällig eine bedruckte Stelle des Papiers vor dem Sensor befinden, wie das Druckbild 32 in Figur 8f, so würde eine fehlerhafte Einmessung stattfinden. Diese wäre an einem schlechten Kontrastverhältnis erkennbar. Die Druckersteuerung kann daraufhin die Papierbahn 5 in oder entgegen der Transportrichtung A bewegen und die Einmessung des Hintergrunds an einer unbedruckten Stelle wiederholen, wie in Figur 8g gezeigt. In der Steuerung kann dann das Meßergebnis weiter verwendet werden, welches das beste Kontrastverhältnis liefert. Mit diesem Verfahren ist es nicht notwendig, daß ein Bediener sowohl das unbedruckte Papier als auch die vorgedruckte Marke unmittelbar vor dem Sensor positioniert und die Einmessung veranlaßt bzw. durchführt. Dies erleichtert und beschleunigt die Sensibilisierung des Sensors und verkürzt damit die Vorbereitungszeit des Druckgeräts bis zum Druckstart. Bei Verarbeitung einer vorbedruckten Papierbahn kann der Bediener dem Drucksystem z.B. die Farbe der vorbedruckten Marke mitteilen. Die Drukkersteuerung kann dann mit einer geeigneten Meßfläche sofort die Sensibilisierung (Einmessung) des Sensors auf die zu verarbeitende Papierbahn bzw. auf die darauf befindliche Marke durchführen.
In Figur 9 sind zwei Beispiele für Meßflächen gezeigt, wobei die Meßfläche 33 linear aufgebaut ist und mehrere Segmente mit verschiedenen Graustufen und/oder Farben wiedergibt. Die Meßfläche 34 weist ebensolche Segmente auf, sowie eine Lücke 35, die zur Abtastung der Papierbahn 5 oder der Hintergrund-Meßfläche 31 vorgesehen ist.
In Figur 10a ist eine erste Variante zur Bestimmung des Kontrasts auf einer Papierbahn 5 gezeigt. Eine mit einem Grauraster belegte Meßfläche 35 wird dabei von einem ersten Drucker 37 auf die Papierbahn 5 gedruckt und zu einem zweiten Drucker 38 transportiert. Dort tastet der Markensensor 59 die Papierbahn 5 ab. Zunächst tastet der Sensor 59 die unbedruckte Papierbahn 5 ab und speichert den gemessenen Helligkeitshintergrund. Dann wird die Papierbahn 5 vom ersten Drucker 37 zum zweiten Drucker 38 transportiert, bis die Meßfläche 35 vor dem Markensensor 59 im zweiten Drucker 38 zu liegen kommt. Dort wird der Helligkeitswert der bedruckten Fläche 35 gemessen und der Kontrast aus heller (unbedruckter) Fläche und dunkler (bedruckter) Fläche gespeichert. Abschließend prüft die Druckersteuerung, ob der erreichte Kontrast ausreichend ist. Falls er nicht ausreicht, wird der Sensibilisierungsvorgang nochmals wiederholt, wobei die Sensorparameter auf größere Empfindlichkeit gestellt und/oder die Marke mit größerer Dichte nochmals gedruckt und der Initialisierungsvorgang wiederholt werden.
Bei der in Figur 10b gezeigten Varianate ist ein zusätzlicher Eingriff des Bedieners erforderlich, dafür ist aber nicht erforderlich, daß im zweiten Drucker unbedrucktes Papier zur Bestimmung des Hintergrundwertes eingelegt ist.
Bei dem in Figur 10b gezeigten Verfahren druckt der erste Drucker 37 ein Streifenmuster 36 auf die Papierbahn 5. Gleichzeitig schiebt der zweite Drucker 38 die Papierbahn 5 um die gleiche Länge vor, ohne zu drucken, bis der bedruckte Bereich 36 im Bereich des Markensensors 59 liegt. Der zweite Drucker 38 positioniert die Papierbahn dann so, daß eine unbedruckte Fläche das Streifenmusters 36 vor dem Markensensor 59 zu liegen kommt. Dabei wird der Helligkeitswert des unbedruckten Papiers gespeichert. Anschließend positioniert der zweite Drucker 38 die Papierbahn so, daß einer der zuvor gedruckten Streifen des Streifenmusters 36 vor dem Markensensor 39 zu liegen kommt. Dann wird der zweite Schritt des Sensibilisierungsvorgangs durchgeführt: der Helligkeitswert des bedruckten Papiers wird gemessen und schließlich der Kontrast aus heller und dunkler Fläche gespeichert. Abschließend wird wieder überprüft, ob der erreichte Kontrastwert ausreichend ist oder ggf. die Messung an anderen Meßpositionen wiederholt, bis ein ausreichend großer Kontrast erreicht ist.
Der Druck eines Graurasters entsprechend der Figur 10a kann auch dazu genutzt werden, die Abtastfläche des Markensensors zu optimieren. Wie in Figur lla zu sehen ist, kann die kreisförmige Abtastfläche 39 des Sensors 59 einen Graubereich 22 erfassen. Werden im Druckbetrieb schwarze Marken gemäß der in Figur llb gezeigten Ausführungsform 21 gedruckt, die nicht die gesamte Abtastfläche des Sensors abdecken, so ist die mit dem Sensor ermittelte Helligkeit der dünnen, strichförmigen Marke 21 in etwa vergleichbar mit dem Helligkeitswert der grauen Fläche der Figur lla. Damit ist die Abtastsicherheit im Druckbetrieb höher, wenn für den Teach-in-Vorgang eine graue statt einer schwarzen Fläche verwendet wird. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn im Druckbetrieb sehr schmale, schwarze Striche verwendet werden, die während des Teach-in-Vorgangs kaum exakt genug positionierbar wären.
Obwohl die Erfindung vorwiegend mit Ausführungsbeispielen beschrieben war, die Papier als Aufzeichnungsträger verwenden, ist sie selbstverständlich auch in Verbindung mit anderen Aufzeichungsträgern wie beispielsweise Folien anwendbar. Sie ist auch nicht an bestimmte bildgebende Mittel wie Fotoleitertrommeln gebunden, sondern kann beispielsweise in Verbindung mit bandförmigen Übertragungsmitteln wie Fotoleiterbändern oder magnetografischen Einrichtungen verwendet werden. Schließßlich kann die Erfindung auch auf Drucker anderer Aufzeichnungsprinzipien angewandt werden, beispielsweise auf Tintenstrahldrucker oder auf Thermotransferdrucker.
Durch Vorsehen mehrerer Regelungsmarken auf einer Formularseite könnte die Regelungsgenauigkeit innerhalb einer Seite auch bei randlochfreiem Papier erhöht werden. Schließlich könnte mit einem motorischen Antrieb, der in der Startbetriebs-Phase auf den Markensensor quer zur Papiertransportrichtung (Richtung E in Figur 5) wirkt, erreicht werden, daß der Sensor die Marke auch in dieser Raumrichtung automatisch detektiert. Der Automatisationsgrad und damit die Bedienungssicherheit könnte dadurch weiter erhöht werden.
Eine weitere Automatisierung kann erreicht werden, wenn der Markensensor 59 zu seiner Sensibilisierung motorisch entlang Achse 73 in Richtung E verschoben wird (Fig. 3)
Bezugszeichenliste
1
Papiereingabebehälter
2
Umlenkachsen
3
Bahnvorzentriereinrichtung
4
Friktionsrollen
5
Papierbahn
6
Unterdruckbremse
7
Vakuumpumpe
8
Antrieb
9
Umlenkrollen
10
Schlaufenzieher
11
Vorratsrolle
12
Schlaufe
13
Antriebsaggregat
14
Druckaggregat
15
Papierzufuhreinrichtung
16
Umdruckstation / Fotoleitertrommel
16a
Corotron
17
Papierbreitensensor (Sensoranordnung)
20
Gegendruck-Walze
21
Marke
22
Graufläche
30
Meßfläche
31
Hintergrund-Meßfläche
32
Druckbild
33
Lineare Meßfläche
34
Segment-Meßfläche
35
Grauraster-Meßfläche
36
Streifen-Meßfläche
37
Erster Drucker
38
Zweiter Drucker
39
Abtastbereich des Sensors 59
40
Antriebswalze
41
Schrittmotor
42
Lagerwelle
43
Kugellager
44
Lagerbock
45
Gewinde für Gehäuseverschraubung
46
Führungsfläche für Gehäusejustage
47
Träger
48
Verschraubung
49
Gasdruckfeder
50
Verschraubung
51
erste Justageschraube
52
zweite Justageschraube
53
Führungsblech
54
Verriegelungs-Einrichtung
55
Papiersensor
56
Schwenkbacken
57
Corotron-Kassette
58
Umlenkwalzen
59
Markensensor
60
Stachelrad
61
Antistatik-Bleche
65
Lineal
66
Zylinderstift
67
hinterer Lagerbock
68
Antriebsmotor für Corotronschieber
69
Papierführungsfläche
82
Stachelrad
85
Stachelradsensor
86
Schwenkhebel
87
Achse
88
Zahnrad
89
Sensorbaugruppe
90
Rastmechanismus
91
erster Sensor
92
zweiter Sensor
93
Magnet
100
Antriebssteuerung
101
Drucker-Steuerung
102
Schrittmotor
103
Stachelrad-Sensor
104
Papierbreiten-Sensor
105
Bedienfeld
106
Speicher
107
Markensensor-Elektronik
108
Formular-Information
109
Marke
110
Vorderkante der Papierbahn
111
Unterprogramm "Teach"
112
Datenbus
A
Papiertransportrichtung
D
Schwenkrichtung des Antriebsaggregats
E
Verschieberichtung des Markensensors
F
Schwenkrichtung des Stachelradsensors
S1...S13
Verarbeitungsschritte
S15...S20
Verarbeitungsschritte im Unterprogramm

Claims (28)

  1. Verfahren zum Steuern eines Antriebsaggregats (13), das in einem insbesondere elektrografischen Drucker einen bahnförmigen, seitenweise vorbedruckten Aufzeichnungsträger (5) transportiert, wobei
    der Aufzeichnungsträger (5) während dem Druckbetrieb von einem Sensor (59) fortlaufend abgetastet wird und
    die Transportgeschwindigkeit des Aufzeichnungsträgers (5) mit den abgetasteten Sensorsignalen geregelt wird,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    ein beliebig seitenweise vorbedruckter Aufzeichnungsträger (5) zur Verarbeitung gewählt wird,
    eine regelmäßig wiederkehrende Marke (109) aus den vorgedruckten Informationen oder aus der Oberflächenstruktur des Aufzeichnungsträgers (5) ausgewählt wird und
    der Sensor (59) auf die regelmäßig wiederkehrende Marke (109) des Aufzeichnungsträgers (5) durch Einstellung von Sensorparametern sensibilisiert wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Marke (109) aus den vorgedruckten Informationen des Aufzeichnungsträgers (5) ausgewählt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Sensibilisieren mindestens eine Referenz-Meßfläche (22, 30, 33, 34) abgetastet wird, die nicht auf den Aufzeichnungsträger (5) gedruckt ist und hinsichtlich der abzutastenden Parameter der Marke (109) entspricht.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Referenz-Meßfläche (22, 30, 33, 34) innerhalb des Druckers wahlweise vor den Sensor (59) schwenkbar ist.
  5. Verfahren nach Anspruch 3 oder Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Referenz-Meßfläche (31) abgetastet wird, die dem unbedruckten Aufzeichnungsträger (5) entspricht.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß aus der Abtastung der beiden Referenz-Meßflächen (30,31) ein Kontrastwert ermittelt wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein optoelektronischer Sensor (59) verwendet wird.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Marke (109) im druckfähigen Bereich des Druckers liegt.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Marke (109) eine Oberflächenstruktur, insbesondere ein Fensterausschnitt verwendet wird.
  10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Marke (109) seitenweise aufgebracht ist.
  11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zum Sensibilisieren des Sensors (59) zunächst der Hintergrund des Aufzeichnungsträgers (5) abgetastet wird und anschließend die Marke (109).
  12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (59) spektral sensibilisiert wird.
  13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zum Sensibilisieren und/oder zum Erfassen der der ersten, detektierten Marke folgenden Marken (109) der Aufzeichnungsträger (5) mit vorgegebener Geschwindigkeit transportiert wird, daß ein Fenster, insbesondere ein Zeitfenster oder eine Anzahl von Schritten eines Schrittmotors (41) vorgegeben wird, innerhalb denen die Sensorsignale erfaßt werden, daß überprüft wird, ob die Marke (109) innerhalb dieses Fensters detektiert wird, und daß eine Fehlermeldung ausgegeben wird, wenn die Marke innerhalb des Zeitfensters nicht detektiert wird.
  14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zum Sensibilisieren ein Anfangsbereich (110) des Aufzeichnungsträgers (5) an eine vorbestimmte Anfangsposition (65a) im Drucker gelegt wird, und daß das Antriebsaggregat (13) den Aufzeichnungsträger (5) von der Anfangsposition in Transportrichtung (A) transportiert.
  15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Antriebsaggregat (13) ein Friktionsantrieb verwendet wird.
  16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Marke (109) seitenweise vom Sensor (59) erfaßt wird.
  17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine dem Sensor (59) zugeordnete Steuerung (100, 107) verwendet wird, der charakteristische Daten über die Marke (109) zuführbar sind.
  18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die charakteristischen Daten Ortsinformationen und/oder spektrale Informationen beinhalten.
  19. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufzeichnungsträger (5) zunächst in Aufzeichnungsrichtung (A) um eine bestimmte Länge bewegt wird, um den Sensor (59) markenspezifisch zu sensibilisieren und anschließend in entgegengesetzer Richtung bewegt wird, wenn die Marke (109) während der Vorwärtsbewegung nicht gefunden wurde.
  20. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß nach einem erfolglosen Suchen der Marken (109) innerhalb eines vorgegebenen Bereichs des Aufzeichnungsträgers (5) Sensorparameter wie spektrale Empfindlichkeit geändert werden und ein erneuter Suchvorgang für die Marke (109) durchgeführt wird.
  21. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Sensor (59) verwendet wird, dessen Erfassungsbereich quer zur Transportrichtung (A) des Aufzeichnungsträgers (5) veränderbar ist.
  22. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß ein quer zur Transportrichtung (A) verschiebbar gelagerter Sensor (59) verwendet wird, der insbesondere motorisch angetrieben wird.
  23. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß als Sensor (59) eine die gesamte Breite des Aufzeichnungsträgers (5) erfassende, ortsauflösende Kamera verwendet wird, deren Auswertungsbereich einschränkbar ist.
  24. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein spektral sensibilisierbarer Sensor (59) verwendet wird und daß Eingabe- und/oder Speichermittel verwendet werden, mit denen den Steuerungsmitteln (107) des Sensors (59) markenspezifische Daten zuführbar sind.
  25. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Zyklen von Vor- und Rückwärtsbewegungen durchgeführt werden und daß nach jedem Zyklus ein Einstellwert am Sensor (59) verändert wird.
  26. Vorrichtung zum Steuern eines Antriebsaggregats, das in einem insbesondere elektrografischen Drucker einen bahnförmigen, seitenweise vorbedruckten Aufzeichnungsträger (5) transportiert, umfassend:
    einen Sensor (59), der den Aufzeichnungsträger (5) auf regelmäßig wiederkehrende Marken (109) abtastet und der den Aufzeichnungsträger während dem Druckbetrieb fortlaufend abtastet,
    eine Steuerungseinrichtung (100), die mit den Abtastsignalen des Sensors (59) die Transportgeschwindigkeit des Aufzeichnungsträgers (5) regelt,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    ein Mittel (100, 105) vorgesehen ist, mit dem eine regelmäßig wiederkehrende Marke (109) aus einem beliebig seitenweise vorbedruckten Aufzeichnungsträger (5) auswählbar ist und
    ein Mittel (100, 107) vorgesehen ist, mit dem der Sensor (59) durch Einstellung von Sensorparametern auf die regelmäßig wiederkehrende Marke (59) sensibilisierbar ist.
  27. Vorrichtung nach Anspruch 26, in der Mittel zum Durchführen eines der Verfahren nach den Ansprüchen 2 bis 25 vorgesehen sind.
  28. Drucksystem mit einem ersten Drucker und einem zweiten Drucker, die nacheinander einen bahnförmigen Aufzeichnungsträger (5) bedrucken, wobei eine vom ersten Drucker auf dem Aufzeichnungsträger (5) erzeugte Marke (109) im zweiten Drucker abgetastet wird und das Abtastergebnis zur Ansteuerung eines Antriebsaggregates verwendet wird und wobei eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 26 oder 27 vorgesehen ist.
EP98965663A 1997-11-10 1998-11-10 Verfahren und vorrichtung zum transport eines vorbedruckten, bahnförmigen aufzeichnungsträgers in einem druckgerät Expired - Lifetime EP1030782B1 (de)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
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