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Die
Erfindung betrifft ein Papierantriebs-Blattzuführsystem für einen Farbdrucker und ein
Verfahren zum Ausrichten und Positionieren eines Druckmediumblattes
in einem Farbdrucker.
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Farbbilddrucksysteme
sind in der Technik bekannt. Ein Farbbilddrucksystem weist einen
Tintenstrahldrucker auf. Ein Tintenstrahldrucker druckt Farbbilder
inkrementell, mit einem kontinuierlichen Tintenstrahldruckprozess,
einem piezoelektrischen Tintenstrahldruckprozess oder einem Dampfblasendruckprozeß. Diese
Tintenstrahldruckprozesse liefern ein verhältnismäßig kostengünstiges Drucken, das zum Drucken
von Farbgraphikbildern oft zufriedenstellend ist, aber nicht notwendigerweise
eine ausreichende Qualität
für gewisse
Geschäftsanwendungen
aufweist.
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Ein
weiteres Farbbilddrucksystem weist einen Farblaser- oder einen elektrophotographischen Drucker
auf. Farblaserdrucker erzeugen ausreichende Text- und Graphikqualität für die meisten
Geschäftsanwendungen.
Farblaserdrucker erfordern jedoch üblicherweise komplexe und teuere
Mechanismen beim Bilden und Ausrichten überlagerter Farbrahmen. Daher
sind Farblaserdrucker für
viele Anwendungen nicht ausreichend wirtschaftlich.
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Ein
Problem, auf das man mit Farblaserdruckern trifft, bezieht sich
auf das Ausrichten einzelner Farbbildebenen, die eine gedruckte
Farbseite erzeugen. Eine Farbbildebene ist eine Anordnung entweder
in elektronischer oder optischer oder einer anderen physischen Form,
die ein bestimmtes Bild in einer Farbe darstellt. Eine physische
Form weist eine einzelne Farbe von Tonerpartikeln auf. Üblicherweise werden
drei oder vier unterschiedliche Farbbildebenen unter Verwendung
von einer von mehreren bekannten Techniken abgebildet und auf ein übliches Stück Papier übertragen,
um ein Farbbild zu erzeugen. In einigen Fällen werden eine gelbe, eine
magentafarbene und eine cyanfarbene Bildebene jeweils abgebildet
und auf ein übliches
Stück Papier übertragen.
In einem anderen Fall werden eine schwarze, eine gelbe, eine magentafarbene
und eine cyanfarbene Bildebene jeweils abgebildet und übertragen.
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Unabhängig davon,
ob individuelle Farbbildebenen hintereinander oder gleichzeitig
auf ein Stück
Papier übertragen
werden, ist die Ausrichtung der individuellen Farbbildebenen sehr
wichtig.
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Die
EP 0633688 A2 beschreibt
einen Farbdrucker, bei dem die verschiedenen Farbebenen mittels
einer Übertragungsrolle
auf ein Blatt aufgebracht werden. Das Blatt wird hierfür an der Übertragungsrolle
befestigt und durch eine Drehung der Übertragungsrolle mehrfach an
der Fototrommel vorbeigeführt,
um die verschiedenfarbigen Bildebenen aufzunehmen.
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Es
ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Papierantriebs-Blattzuführsystem
für einen Farbdrucker
und ein Verfahren zum Ausrichten und Positionieren eines Druckmediumblattes
in einem Fardrucker zu schaffen, durch die bei einer Reduzierung
der Baugröße eine
genaue Überlagerung
der einzelnen Farbbildebenen gewährleistet
ist.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Papierantriebs-Blattzuführsystem gemäß Anspruch
1 und ein Verfahren gemäß Anspruch
8 gelöst.
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Ein
Papierantrieb vom rezirkulierenden Typ schafft eine relativ kostengünstige Technik
zum Erreichen eines Mehrfachdurchlauf-Farblaserdruckers, der eine
ausgezeichnete Ebene-zu-Ebene-Ausrichtung
aufweist und mit einem breiten Bereich von Medientypen verwendbar
ist. Gemäß einer
Implementierung erreicht ein Farblaserdrucker mit vier Durchläufen eine
verbesserte Ausrichtung für
die meisten Typen von druckbarem Papier.
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Ein
Vorteil wird durch präzises Übertragen
eines Druckmediumblattes zwischen aufeinanderfolgenden Durchläufen gegen
eine Photoleitertrommel geschaffen, während aufeinanderfolgende Farbbildebenen
auf das Druckmediumblatt übertragen
werden, um eine präzise
Ausrichtung zwischen aufeinanderfolgenden Farbbildebenen beim Bilden
eines Bildes sicherzustellen.
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Bevorzugte
Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf
die beiliegenden Zeichnungen näher
erläutert.
Es zeigen:
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1 eine
perspektivische Ansicht eines Drucksystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der
Erfindung
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2 eine
vertikale Querschnittansicht des Drucksystems von 1 entlang
der Linie 2-2.
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3 ein
Flußdiagramm,
das die Logik darstellt, die durch das Papierantriebssystem verwendet wird,
das in dem Drucksystem von 1–2 umfasst
ist.
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1 zeigt
ein Drucksystem 10, das die Erfindung der Anmelderin verkörpert, und
das zum Drucken von Farbbildern auf ein Blatt oder eine Seite eines
Druckmediums verwendbar ist, wie z. B. ein Blatt Papier. Üblicherweise
ist das Drucksystem 10 zur Steuerung mit einem mikroprozessorbasierten
Computer (nicht abgebildet) verbunden. Das Drucksystem 10 weist
einen elektrophotographischen Drucker auf, der zum Drucken einfarbiger
Bilder und/oder Farbbilder auf ein Blatt konfiguriert ist. Wie in 1 gezeigt
ist, umfaßt
der Farblaserdrucker 10 ein Gehäuse 12, eine Papierablage 14,
eine Ausgabeablage 16 und eine Benutzerschnittstelle 18.
Die Benutzerschnittstelle 18 umfaßt eine oder mehrere Tastaturen,
eine Anzeige und ein Tastenfeld, das es einem Benutzer ermöglicht,
den Drucker 10 zu bedienen und/oder zu konfigurieren.
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Der
Farblaserdrucker 10 ist gemäß einer Implementierung konfiguriert,
um vier verschiedene, aufeinanderfolgend übertragene Farbbildebenen zu erzeugen.
Die Bildebenen arbeiten zusammen, um ein Bild zu bilden. Alternativ
kann der Drucker 10 konfiguriert sein, um mindestens drei
verschiedene Farbbildebenen zusammenzusetzen. Weiterhin kann der Drucker 10 alternativ
konfiguriert sein, um zwei verschiedene Farbbildebenen zusammenzusetzen.
Optional kann ein solcher Drucker 10 verwendet werden,
um eine Mehrzahl von unterschiedlichen oder eindeutig schattierten
Bildebenen zu erzeugen, wobei jede derselben eine eindeutige Schattierung
einer üblichen
Farbe aufweist, wie z. B. zwei eindeutige und unterscheidbare Grauskala-Bildebenen.
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Unabhängig von
der gesamten Anzahl von Bildebenen ist die Fähigkeit, solche Ebenen zueinander
auszurichten, wichtig, um ein präzises
Farbdrucken eines Farbbildes zu erreichen. Wie er hierin verwendet
wird, soll der Ausdruck „Farbdrucken" die Erzeugung und Übertragung
einer Mehrzahl von eindeutigen Schattierungen einer herkömmlichen
Farbe oder verschiedener Grauskala-Bildebenen umfassen.
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2 zeigt
einen Papierantriebs-Farblaserdrucker vom rezirkulierenden Typ 10 in
einem vertikalen Querschnitt, um eine Beschreibung der inneren Betriebskomponenten
zu ermöglichen.
Wie in 2 gezeigt ist, ist ein rezirkulierender Papierbewegungsweg 26 innerhalb
des Druckers 10 dargestellt, der sich zwischen einer Mehrzahl
von Rollentransportanordnungen 34–37 befindet, wobei
jede derselben eine Kantenführungsrolle 39 umfaßt, die
mit einer Papierantriebsrolle 38 zusammen arbeitet, um
einen Papiertransportmechanismus 28 zu schaffen. Jedes Rollenpaar 38–39 arbeitet
zusammen, um eine Kantenführung 29 zu
liefern. Es wird darauf hingewiesen, daß die Anordnungen 34–37 jeweils
ein Paar von Beschichtungsrollen 38, 39 umfassen,
die entlang einer seitlichen Kante des Bewegungsweges 26 vorgesehen
sind. Wie in 2 gezeigt ist, umringt der Bewegungsweg 26 die Druckmaschine 20,
einschließlich Laserscanner 22 und
Tonerkassette 24.
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Der
Papiertransportmechanismus 28 bewegt ein Blatt Papier 64 entlang
des rezirkulierenden Papierbewegungsweges 26, um einen
Papierantrieb vom rezirkulierenden Typ für einen Direktübertragungs-Farblaserdrucker 10 bereitzustellen.
Entsprechend weist der Drucker 10 einen Papierantrieb vom rezirkulierenden
Typ auf, der zum Erreichen eines Farbdruckprozesses mit vier Durchläufen auf
eine relativ kostengünstige
Weise konfiguriert ist und eine genaue Ebene-zu-Ebene-Ausrichtung zwischen Farbbildebenen
aufweist. Ferner ist ein solcher Papierantrieb von rezirkulierenden
Typ mit einem relativ breiten Bereich von Medientypen kompatibel,
wie z. B. einer variierenden Dicke von Blättern 64.
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Um
die Positionierung eines Blattes Papier 64 entlang eines
Weges 26 genau zu erfassen, ist ein Papierkantendetektor 30 vorgesehen.
Der Papierkantendetektor 30 ist konfiguriert, um eine vordere Kante
des Blattes 64 genau zu erfassen, wenn das Blatt 64 entlang
eines Papierbewegungsweges 26 geliefert wird. Gemäß einer
alternativen Konstruktion kann das hintere Ende des Blattes 64 über den
Detektor 30 erfaßt
werden. Ein Mikrokontroller 31 kommuniziert mit dem Papierkantendetektor 30 und
dem Papiertransportmechanismus 28, um ein Rückkopplungssteuerungssystem
zu liefern, das zum genauen Bewegen des Blattes 64 entlang
der Richtung des Bewegungsweges 26 während einer mehrstufigen Druckoperation
betreibbar ist. Genauer gesagt weist der Papierkantendetektor 30 einen
präzisen
Schlitzphotounterbrecher 42 auf, der eine Lichtquelle bzw. eine
Photodiode 45 und einen optischen Detektor bzw. einen Photodetektor 43 umfaßt, die
so ausgerichtet sind, daß das
Blatt 64 die Erfassung des Lichts mit dem optischen Detektor 43 unterbricht.
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Entsprechend
verursacht die Bewegung eines Blattes Papier 64 durch den
Photounterbrecher 42 eine Änderung des Ausgabezustands
für den
optischen Detektor 43. Die Erfassung ei ner solchen Zustandsänderung
ermöglicht
eine präzise
Bestimmung der Position einer vorderen Kante des Blattes Papier 64 entlang
des Bewegungsweges 26. Ansprechend auf das Empfangen eines
Ausgangssignals von dem Photounterbrecher 42 erzeugt der
Mikrokontroller 31 ein Steuersignal, das den Papiertransportmechanismus 28 zum
Bewegen des Blattes 64 entlang des Weges 26 ansprechend
auf die erfaßte Positionierung
des Blattes 64 relativ zum präzisen Schlitzphotounterbrecher 42 aktiviert
und deaktiviert.
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Die
Rolle 39 arbeitet mit der Papierantriebsrolle 38 innerhalb
jeder Rollentransportbaugruppe 34–37 zusammen, um ein
Blatt Papier 64 präzise
entlang eines Papierbewegungsweges 26 zu führen, um weiterhin
eine genaue Ausrichtung zwischen aufeinanderfolgenden Bildern zu
sichern, die unter Verwendung des Druckers 10 auf das Blatt 64 gedruckt
werden. Die Rolle 39 ist zum Führen eines Blattes Papier entlang
einer seitlichen Kante versetzt. Die Konstruktion der Versatzrollen
ist gegenwärtig
in der Technik bekannt. Die Rolle 39 arbeitet mit dem Papiertransportmechanismus 28,
dem Papierkantendetektor 30 und dem Mikrokontroller 31 zusammen,
um ein Blatt Papier 64 entlang eines Papierbewegungsweges 26 genau
zu bewegen und vorzulegen, und um aufeinanderfolgende Farbbildebenen
während
eines mehrfarbigen Bildübertragungsprozesses
genau zu übertragen
und übereinander
zu lagern.
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Der
Papierkantendetektor 30 liefert ein Eingangssignal zu der
Steuerschaltungsanordnung 32, um die Positionierung des
Blattes 64 durch Regulieren des Antriebssignals für jede Papierantriebsrolle 38 jeder
Baugruppe 34–37 des
Papiertransportmechanismus 28 zu regulieren. Gemäß einer
Farbdruckkonfiguration weist der Farblaserdrucker 10 mindestens
drei und üblicherweise
vier verschiedene Farbbildebenen auf. Die Ausrichtung dieser Farbbildebenen
zueinander ist wichtig, um ein resultierendes Qualitätsbild auf
Blatt 64 zu erreichen. Sogar geringe Abweichungen zwischen
der Ausrichtung der verschiedenen Farbbildebenen kann zu Farbton- und Dichteverschiebungen über das
Bild hinweg führen, das
auf das Blatt Papier 64 gedruckt wird.
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Im
Betrieb werden einzelne Blätter
Papier von einer Druckplatte 44 einer Papierablage 14 über eine
Aufnahmerolle 46 wiedergewonnen. Ein einzelnes Blatt Papier 64 wird
dann zwischen der Aufnahmerolle 46 und einer Übertragungs-
oder Führungs-Rolle 48 übertragen
und an der Rollentransportanordnung 34 abgelegt, bei einem
Spalt zwischen der Kantenführungs-Versatzrolle 39 und
der Papierantriebsrolle 38. Jeder Papierantrieb 38 der Anordnungen 34–37 weist
eine einzige Elastomerrolle mit hoher Reibung auf. Die Papierantriebsrolle 38 wird
drehbar betätigt,
um ein einzelnes Blatt Papier 64 in Position zwischen einer
Photoleiter-Trommel (oder
-Rolle) 50 und einer Übertragungsrolle 52 derart
zu liefern, daß eine
erste Farbbildebene von der Trommel 50 auf das Blatt Papier 64 gedruckt
werden kann. Entsprechend wird ein solches Blatt Papier 64 zwischen
der Rollentransportanordnung 34 der Rolle 39 und
der Papierantriebsrolle 38 vorgelegt, wobei die Rollentransportanordnung 34 das
Blatt 64 durch den Photounterbrecher 42 und gegen
die Photoleitertrommel 50 treibt. Die Papierantriebsrolle 38 wird über einen
Antriebsmotor (nicht abgebildet) getrieben, unter Steuerung des
Mikrokontrollers 31 und ansprechend auf die erfaßte Position
entlang des Bewegungsweges 26, um das Blatt Papier 64 genau
zu bewegen, um eine erste Bildebene von der Photoleitertrommel 50 zu
empfangen.
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Wie
in 2 gezeigt ist, liefert der Mikrokontroller 31 ein
Ausgangssteuerungssignal an die Rollentransportanordnung 34.
Spezieller liefert der Mikrokontroller 31 ein Ausgangssignal,
das die Drehung des Papierantriebsrollers 38 der Rollentransportanordnung 34 treibt.
Obwohl in 2 nicht gezeigt, wird darauf
hingewiesen, daß ein ähnliches Ausgangssignal
zu der Rolle 38 jeder jeweiligen bleibenden Rollentransportanordnung 35–37 geliefert wird.
Ferner wird gemäß einer
Konstruktion jede Papierantriebsrolle 38 steuerbar unter
Verwendung eines Hochauflösungs-Schrittmotors getrieben.
Gemäß einem
Ausführungsbeispiel
wird ein einzelner Hochauflösungs-Schrittmotor
zum Treiben der Papierantriebsrolle 38 der Anordnung 34 verwendet, wobei
die verbleibenden Papierantriebsrollen 38 mit der Papierantriebsrolle 38 der
Anordnung 34 über
ein Rädergetriebe,
einen gezahnten Riemen oder einen Bandantrieb (nicht abgebildet)
miteinander verzahnt sind. Gemäß einem
alternativen Ausführungsbeispiel wird
jede Papierantriebsrolle 38 durch einen reservierten Hochauflösungs-Schrittmotor
getrieben. Es wird ferner darauf hingewiesen, daß die Photoleitertrommel 50 eine
optische Photoleiterrolle aufweist, die einen Hochauflösungs-Schrittmotor
umfaßt.
Entsprechend sichert die Verwendung eines Hochauflösungs-Schrittmotors
in dem Transportmechanismus 28 und als ein Antrieb für die Photoleitertrommel 50 eine
genaue Ausrichtung der Bildebene zwischen aufeinanderfolgenden Farbbildebenen,
wenn dieselben auf ein Blatt Papier 64 gelagert werden.
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Außerdem oder
alternativ können
Codierer an einem Treiber für
die Photoleitertrommel 50 vorgesehen sein, und um die Papierantriebsrollen 38 des
Papiertransportmechanismus 28 zu treiben.
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Nach
der Übertragung
der ersten Bildebene auf ein Blatt Papier 64 wird jede
Antriebsrolle 38 der Rollentransportanordnungen 34–37 getrieben,
um das Blatt 64 in eine Vorwärts-Vorschubrichtung entlang
des Bewegungsweges 26 zu bewegen. Spezieller wird das Blatt 64 komplett
herumbewegt, um die Druckmaschine 20 zu umkreisen, bis
das Blatt 64 mit der Anordnung 34 in Eingriff
kommt und den Photounterbrecher 42 physisch unterbricht.
Daher ist das Blatt 64 wiederum genau positioniert. Die
Rollentransportanordnung 34 treibt zusammen mit der zugeordneten
Treibrolle 38 steuerbar das Blatt 64, ansprechend
auf die erfaßte
Positionierung des Blattes 64, unter Verwendung eines Photounterbrechers 42. Entsprechend
wird das Blatt 64 genau vorgeschoben und zwischen der Photoleitertrommel 50 und
der Übertragungsrolle 52 positioniert,
wenn eine nachfolgende Bildebe ne von der Trommel 50 auf
das Blatt 64 geliefert wird. Die resultierende, nachfolgende
Bildebene ist in genauer Ausrichtung auf der ersten Bildebene ausgerichtet.
Die gleiche Technik wird zum Bewegen des Blattes 64 vorwärts, entlang
des Bewegungsweges 26 verwendet, um zusätzliche, aufeinanderfolgende
Bildebenen genau auf vorangehend gelieferte Bildebenen, auf eine
erste Seite des Blattes 64, zu liefern. Entsprechend werden
nachfolgende, zusätzliche
Farbbildebenen auf die Trommel 50 gelagert, dann über die
obige Technik auf das Blatt Papier 64 übertragen.
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2 stellt
die Funktionsweisen eines elektrophotographischen Farblaserdruckers 10 dar.
Der Laserscanner 22 ist innerhalb des Druckers 10 zum Erzeugen
eines optischen Bildes über
einen Bilderzeugungsweg oder einen Schlitz bereitgestellt, der über eine
Photoleitertrommel 50 aufgebracht ist, nachdem die Trommel 50 mit
der Laderolle 56 geladen wurde. Nachfolgend wird einer
von vier verschiedenen Farbtonern von einem der Tonerentwickler 62, 162, 262 und 362 geliefert.
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Der
Drucker 10 ist zur Steuerung vorzugsweise mit einem Mikroprozessor-basierten
Computer (nicht abgebildet) verbunden, der dem Drucker 10 Druckaufträge vorlegt.
Der Drucker 10 umfaßt
einen elektrophotographischen Drucker, der konfiguriert ist, um
ein Farbbild auf das Blatt 64 in der Form einer Bildebene
(z. B. einschließlich
Text und/oder Graphiken) zu drucken. Wie er hier verwendet wird,
soll der Ausdruck „Bild" Text, Graphiken
oder sowohl Text als auch Graphiken bedeuten. Eine oder mehrere
aufeinander gelagerte Bildebenen arbeiten zusammen, um ein endgültiges Bild
auf dem Blatt 64 zu liefern.
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Wie
in 2 gezeigt ist, weist der Drucker 10 einen
Farblaserdrucker auf.
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Der
Drucker 10 umfaßt
ein Gehäuse 12,
das konfiguriert ist, um die internen Betriebskomponenten zu stützen. Bei
dem dargestellten Ausführungsbeispiel
umfaßt
der Drucker 10 einen Laserscanner 22, der in dem
Gehäuse 12 gestützt wird.
Ein Tonervorrat ist innerhalb eines der Tonerentwickler 62, 162, 262 und 362 enthalten.
Es ist eine Photoleitertrommel 50 vorgesehen, auf die durch
den Laserscanner 22 eingewirkt wird. Es ist eine Laderolle 56 in
Kontakt mit der Photoleitertrommel 50 vorgesehen, um Ladung
zu der Trommel 50 zu übertragen,
in Verarbeitungsrichtung oberhalb von dort, wo der Laserscanner 22 auf
die Photoleitertrommel 50 einwirkt. In jedem der Entwickler 62, 162, 262 und 362 ist
eine Entwicklerrolle 58 vorgesehen, die auf die Photoleitertrommel 50 einwirkt,
in Verarbeitungsrichtung unterhalb von dort, wo der Laserscanner 22 auf
die Photoeitertrommel 50 einwirkt. An einer Position, die
der Photoleitertrommel 50 zugewandt ist, ist eine Übertragungsrolle 52 in
Verarbeitungsrichtung unterhalb von der Entwicklerrolle 58 vorgesehen,
die mit der Photoleitertrommel 50 zusammenarbeitet, um
ein Bild auf das Blatt 64 zu übertragen. Es wird ein Reinigungsblatt 54 zum
Reinigen der Photoleitertrommel 50 innerhalb eines Abfalltonerreservoirs
(nicht identifiziert) konfiguriert, nachdem das Bild auf das Blatt 64 übertragen
wurde. Ferner ist ein Fixierer 66 beabstandet von und in
Verarbeitungsrichtung unterhalb von der Photoleitertrommel 50 vorgesehen.
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Gemäß der Implementierung,
die in 2 gezeigt ist, wird eine rotierende Karusselltoner-Kassettenanordnung 67 verwendet,
die einen „schwarzen" Tonerentwickler 62,
einen „cyanfarbenen" Tonerentwickler 162,
einen „magentafarbenen" Tonerentwickler 262 und
einen „gelben" Tonerentwickler 362 enthält. Folglich
enthält
jeder der Entwickler 62, 162, 262 und 362 einen
Pudertoner, der eine jeweilige zugeordnete Farbe für die Verwendung
bei dem Erzeugen einer Farbbildebene aufweist.
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Ein
Antriebsmotor (nicht abgebildet) dreht die Anordnung 67,
um eine gewünschte
Entwicklerrolle 58 und einen Tonerentwickler 62, 162, 262, 362 (der
ein gewünschtes
Tonerre servoir 59 enthält,
das Toner enthält)
gegen die Trommel 50 vorzulegen. Eine solche Drehung wird
durch den Mikrokontroller 31 gesteuert. Zusätzlich wird
Abfalltoner durch eine Fördervorrichtung 55 in
ein Abfallreservoir (nicht abgebildet) gefördert. Die Fördervorrichtung 55 ist ebenfalls
in der Karussellkassettenanordnung 67 zum Sammeln von Abfalltoner
vorgesehen, der durch das Reinigungsblatt 54 von der Photoleitertrommel 50 entfernt
wird, nachdem eine Bildebene auf das Blatt Papier 64 aufgebracht
wurde. Die Tonerkassettenanordnung 57 umfaßt ferner
eine Öffnung
oder einen Schlitz, durch die oder den optische Bilder über einen
Bilderzeugungsweg 60 auf die geladene Photoleitertrommel 50 geliefert
werden. Eine Laderolle 56 wird in Kontakt mit der Trommel 50 zum
Liefern einer Ladung zu der Trommel 50 gestützt.
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Vorzugsweise
ist die Tonerkassettenanordnung 67 als eine austauschbare
Toner-/Entwickler-Kassette entworfen, wobei die Farbe durch Verwendung
mehrerer Entwicklungsstationen gefertigt wird, wie durch die Tonerentwickler 62, 162, 262 und 362 vorgesehen
ist. Für
die subtraktiven Farben Cyan, Gelb und Magenta plus Schwarz ist
jedem Reservoir eine Farbe zugeordnet. Üblicherweise werden Toner entweder
mit einem Farbstoff oder einem Pigment gefärbt. In Betrieb werden die
vier gefärbten
Bildebenen individuell auf der Photoleitertrommel 50 gesammelt
und auf das Blatt Papier 64 übertragen, bevor eine nachfolgende
Farbbildebene übertragen wird.
Auf diese Weise wird das Blatt Papier 64 gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel
bis zu vier einzelne Male zwischen der Photoleitertrommel 50 und
der Übertragungsrolle 52 hindurch
geleitet.
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Es
wird darauf hingesehen, daß der
Drucker 10 wie jeder aktuell bekannte elektrophotographische
oder Laser-Druckprozeß arbeitet.
Genauer gesagt weist die Laderolle 56 eine leitfähige Elastomerladerolle
auf, die in direktem Kontakt mit der Photoleitertrommel 50 plaziert
ist. Die Laderolle 56 erzeugt eine Ladung auf der Oberfläche der
Pho toleitertrommel 50. Nachfolgend verfolgt der Laserscanner 22 die
geladene Photoleitertrommel 50 über dem Bilderzeugungsweg 60 mit
einem Signalverlauf einer belichtenden Lichtquelle, die mit der
Spektralempfindlichkeit der Photoleitertrommel 50 übereinstimmt.
Die entwickelte Photoleitertrommel 50 bewirkt eine monokomponente
Bildentwicklung durch Aufnehmen von Pulvertoner auf die geladene
Oberfläche
der Photoleitertrommel 50, wonach ein solcher Toner auf das
Blatt 64 geliefert wird, wenn ein solches Blatt 64 zwischen
der Übertragungsrolle 52 und
der Photoleitertrommel 50 durchgeleitet wird. Entsprechend
ist die Monokomponentenentwicklung in der Technik bekannt und wird
bis zu vier verschiedene Male ausgeführt, um bis zu vier verschiedene
Farbebenen auf ein einzelnes Blatt Papier 64 zu liefern.
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Die
Neuheit der Entwicklung der Anmelderin liegt in der Art und Weise,
auf die ein einzelnes Blatt Papier 64 wiederholt auf eine
genaue Positionierungsweise über
die Photoleitertrommel 50 geliefert wird, während auf
dasselbe aufeinanderfolgende, übereinander
gelagerte Bildebenen aufgebracht werden.
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Entsprechend
ermöglicht
die Bereitstellung des Papierkantendetektors 30 die genaue
Bestimmung der Position eines Blattes 64 aus Papier entlang
des Papierbewegungsweges 26 während der vier elektrophotographischen
Druckoperationen, die zum Liefern von vier übereinander gelagerten Farbbildebenen
auf ein Blatt 64 verwendet werden. Um eine genaue und präzise Ausrichtung
zwischen aufeinanderfolgenden Farbebenen zu erreichen, arbeitet
die Antriebsrolle 38 an einer Kante des Blattes mit einer
zugeordneten Rolle 39 zusammen, um eine genaue seitliche
Positionierung des Blattes 64 beizubehalten, was ferner
eine übereinandergelagerte,
ausgerichtete Ausrichtung zwischen aufeinanderfolgend übertragenen
Bildebenen sichert.
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Es
wird darauf hingewiesen, daß ein
Farbdruck aus mindestens drei und üblicherweise vier verschieden
gefärbten Bildebenen
besteht. Die präzise
Ausrichtung dieser Bildebenen zueinander ist wichtig für das Erreichen
eines Hochqualitätsfarbbildes,
das auf ein Blatt Papier plaziert wird. Sogar leichte Abweichungen
bei der Plazierung zwischen aufeinanderfolgenden Bildebenen können Farbton- und
Dichteverschiebungen über
die gedruckte Seite hinweg verursachen.
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Gemäß der Implementierung,
die in 2 gezeigt ist, werden vier Farbbildebenen aufeinanderfolgend
abgebildet und direkt auf das Blatt Papier 64 übertragen,
im wesentlichen auf die gleiche Weise, wie durch einen allgemein
bekannten Monochromlaserdrucker aus dem Stand der Technik. Es ist
jedoch ein Papierantrieb vom rezirkulierenden Typ oder ein Papiertransportmechanismus 28 in
dem Drucker 10 vorgesehen, der aus der Antriebsrolle 38 und
der Kantenrolle 39 mit einem Klemmblatt 64 an
einem Rand (entlang einer Kante) bei jeder Rollentransportanordnung 34–37 besteht,
um eine präzise
Ausrichtung und Lieferung eines solchen Blattes Papier zwischen
denselben zu schaffen. Die genaue Positionierung des Blattes 64 gegen
die Trommel 50 während der
aufeinanderfolgenden Bildübertragungsoperationen
wird über
den Papierkantendetektor 30 ermöglicht.
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Um
eine genaue seitliche Ausrichtung des Blattes 64 während der
Bewegung entlang des Papierbewegungsweges 26 zu erreichen,
arbeitet jede Rolle 39 (für jede Anordnung 34–37)
mit jeder jeweiligen Antriebsrolle 38 zusammen, um das
Blatt 64 seitlich auszurichten. Genauer gesagt weist die
Rolle 39 eine vorangehend erwähnte Kantenführungs-Versatzrolle
auf.
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Zusätzlich ist
eine Mehrzahl von Führungsbahnen 70–73 innerhalb
des Gehäuses 12 vorgesehen.
Die Führungsbahnen 70–73 dienen
zum Leiten des Blattes 64 innerhalb des Gehäuses 12,
während sich
das Blatt 64 entlang des Papierbewegungsweges 26 bewegt.
Jede Führungsbahn
ist aus einer oder mehreren starren Bahnwänden gebildet, wie z. B. Wände 74–79.
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Ein
Paar von Papierumleitungsführungen oder
Blattverteilertoren 82 und 84 sind ebenfalls innerhalb
des Gehäuses 12 vorgesehen,
um das Blatt 64 weiter selektiv umzuleiten. Spezieller
wird die Führung 82 über ein
Solenoid aktiviert, um das Blatt 64 entlang des Bewegungsweges 26 zu
befördern, und
wird zurückgezogen,
um das Blatt 64 in den Fixierer 66 und zwischen
die Ausgangsrollen 68 vorzuschieben. Die Ausgangsrollen 68 können vorwärts und
rückwärts getrieben
werden. Entsprechend kann das Blatt 64 umgedreht werden,
um auf eine Hinterseite eines solchen Blattes 64 zu drucken.
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Um
das Blatt 64 umzudrehen, wird das Blatt 64 zu
den Ausgangsrollen 68 geliefert, ausreichend um die Umleitungsführung 84 zu
räumen.
Nachfolgend wird die Führung 84 über ein
Solenoid in eine erhöhte
Position betätigt.
Das Blatt 64 wird dann rückwärts getrieben, wobei das Blatt 64 entlang
der Bahnwände 77 und 79 und
der Führung 84 geleitet wird,
für eine
Lieferung in die Anordnung 36. Folglich wird das Blatt 64 in
umgedrehter Konfiguration zurück
in den Bewegungsweg 26 geliefert. Das Blatt 64 wird
dann entlang des Bewegungsweges 26 über den Papiertransportmechanismus 28 geliefert,
um eine oder mehrere aufeinanderfolgenden Bildebenen auf eine Hinterseite
des Blattes 64 zu übertragen,
wie vorangehend Bezug nehmend auf die Vorderseite des Blattes 64 erörtert wurde.
Ist das Drucken abgeschlossen, wird das Blatt 64 von dem
Gehäuse 12 über die
Ausgangsrollen 68 geliefert.
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Entsprechend
liefert die Implementierung, die in 2 gezeigt
ist, ein Blatt Papier 64 von innerhalb der Ablage 14 von
einer Druckplatte 44 mittels einer Aufnahmerolle 46.
Die Aufnahmerolle 46 arbeitet mit einer Mehrzahl von Führungsrollen 48 zusammen,
um eine solches geliefertes Blatt Papier zwischen der Kantenführungs-Versatzrolle 49 und
der Papierantriebsrolle 38 der Anordnung 34 zu
führen. Die
Anordnung 34 bewegt das Papier 64 zur Übertragung
entlang des Papierbewegungswegs 26 in den Spalt zwischen
der Antriebsrolle 38 und der Rolle 39.
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Sobald
ein Blatt Papier 64 in den Spalt zwischen jedem Paar von
Rollen 38, 39 geliefert wurde, wird das Blatt 64 über entsprechende
Motoren unter Steuerung des Mikrokontrollers 31 vorwärts in die Anordnung 35 und
in Kontakt mit der Photoleitertrommel 50 bewegt. Folglich
wird das Blatt Papier 64 zwischen der Trommel 50 und
der Rolle 52 durchgeführt, nachdem
die Trommel 50 geladen wurde und eine Bildebene aufgetragen
wurde und ein Einzelfarbentoner an derselben befestigt wurde. Entsprechend bewirkt
eine komplette Vorwärtslieferung
des Papiers 64 während
eines ersten Durchlaufs einen solchen Toner in der Form einer Einzelfarben-Bildebene auf derselben,
wobei ein solches Papier in einer Vorwärtsrichtung um den Weg 26 herum
geliefert wird.
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Nach
dem Aufbringen der ersten Farbbildebene wird das Blatt 64 vorwärts um den
Weg 26 herum bewegt, bis der Papierkantendetektor 30 das
Vorhandensein einer vorderen Kante eines Blattes 64 erfaßt. Der
Mikrokontroller 31 wird dann verwendet, um das Blatt 64 zum
Vorlegen an dem Spalt zwischen dem Photoleiter 50 und der Übertragungsrolle 52 genau
vorwärts
zu treiben. Während
das Blatt 64 um den Weg 26 herum bewegt wird,
wird die Photoleitertrommel 50 wieder aufgeladen, eine
zweite Farbbildebene wird auf dieselbe aufgebracht und ein zweiter Toner
wird an derselben angebracht, wonach das Blatt 64 genau
gegen die Trommel geliefert wird. Das Papier 64 wird über eine
Antriebsrolle 38 und eine Rolle 39 in eine Vorwärtsrichtung
geliefert, um das zweite Farbbild auf dasselbe aufzubringen und
mit demselben auszurichten und ein solches Papier 64 vorwärts entlang
des Weges 26 zu liefern. Eine solche Operation wird zwei
oder mehrere Male ausgeführt,
um die verbleibenden zwei Farbbildebenen auf das Papier 64 zu
liefern.
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Vor
der Aufbringung der letzten Farbbildebene auf das Papier 64 wird
jedoch die Papierumleitungsführung 82 zu
einer abwärtsgerichteten,
vorgespannten Position betätigt,
so daß das
Papier 64 in einen Fixierer 66 geliefert wird,
der ein Paar erwärmter
Rollen aufweist, die das resultierende Farbbild auf das Papier 64 fixieren.
Der Fixierer 66 liefert ein solches Papier 64 an
ein Paar von Vorschubrollen und abschließend zu einem Paar von Ausgangsrollen 68, wo
das bedruckte und fixierte Blatt Papier 64 in eine Ausgabeablage
ausgestoßen
wird, um durch einen Benutzer wiedergewonnen zu werden, der für dasselbe
einen Druckauftrag vorgelegt hat.
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Wie
in 2 gezeigt ist, weist eine Aufnahmerolle 46 eine
Anzahl von Aufnahmerollenkonstruktionen auf, die aktuell in der
Technik bekannt sind. Eine exemplarische Aufnahmerollenkonstruktion weist
eine erste und eine zweite Rolle, die phasengleiche und phasenverschobene
Rotation zum In-Eingriff-Nehmen
und Greifen eines Blattes Papier zum Liefern von einem Stapel übertragen,
während der
Rollenwiderstand beseitigt wird, wenn solche Blätter unter den Rollen durchgeführt werden.
Es wird jedoch darauf hingewiesen, daß eine beliebige einer Anzahl
von Aufnahmerollenkonstruktionen zum Wiedergewinnen eines Blattes
Papier 64 von einer Papierablage 14 und zum Liefern
an die Antriebsrolle 38 und die Kantenrolle 39 der
Anordnungen 34–37 verwendet
werden kann.
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Jede
Rolle 38 (bereitgestellt entlang einer seitlichen Kante
des Weges 26) wird in Rotation getrieben, um eine Bewegung
eines Blattes Papier 64 einzuleiten, das entlang einer
Kante durch eine jeweilige Rolle 39 in Eingriff genommen
wird.
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Die
Kantenführungs-Versatzrolle 39 weist eine
Andruck- oder Druck-Rolle auf, die in Eingriff mit einer Antriebsrolle 38 federvorgespannt
ist, über
eine Aktion eines federbelasteten Arms, an dem jede Kantenrolle 39 für rotierbar
vorgespannten Eingriff und gemeinsame Rotation mit der Rolle 38 getragen
wird. Vorzugsweise weist die Rolle 39 ein halbelastisches Material
auf, wie z. B. Neopren, Nylon oder ein Kunststoffmaterial.
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Vorzugsweise
wird die Antriebsrolle 38 für Rotation über einen Hochauflösungs-Schrittmotor getrieben
und/oder umfaßt
Codierer, die eine ausgezeichnete Bildebenenausrichtung zwischen
aufeinanderfolgenden Bildebenen sicherstellen.
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Gemäß dem Bereich,
der in 2 gezeigt ist, werden vier aufeinanderfolgende
Farbbildebenen abgebildet und direkt auf ein Blatt Papier 64 übertragen,
auf eine Weise, die derjenigen ähnelt,
die auf einem traditionellen Monochromlaserdrucker implementiert
ist. Die Verwendung des Papierantriebs vom rezirkulierenden Typ
in der Form eines Papiertransportmechanismus 28 verwendet
mehrere Kantenführungs-Versatzrollen 39 innerhalb
der Anordnungen 34–37,
um das Blatt 64 entlang gegenüberliegenden in einer elektrophotographischen
(EP) Druckmaschine 20 vom Kreisweg zu transportieren.
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Gemäß einer
solchen Implementierung wird die prozeßweise Ausrichtung des Blattes 64 unter Verwendung
eines präzisen
Schlitzphotounterbrechers errichtet, der durch den Papierkantendetektor 30 bereitgestellt
ist. Zusätzlich
wird durch Verwendung der Kantenführungs-Versatzrollen 39 der
Anordnungen 34–37,
die zum Bereitstellen eines Kantenführungs-Papierweges zusammenarbeiten, eine Ausrichtung über Prozesse
hinweg beibehalten.
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Zusammengefaßt wird
gemäß den folgenden
sechs Schritten ein Vierfarben-Bilderzeugungsprozeß implementiert:
Erstens wird ein Blatt Papier 64 unter Verwendung der Aufnahmerolle 46 aus
der Ablage 14 aufgenommen und in den präzisen Schlitzphotounterbrecher 42 eingeführt.
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Der
Mikrokontroller 31 errichtet die wegweise Position des
Blattes 64 durch Bestimmen der exakten Position der oberen
Kante des Blattes 64 genau.
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Zweitens
wird die optische, photoleitende (OPC; OPC = optical photoconductive)
Trommel 50 (oder Rolle) gedreht und durch einen Laser des
Laserscanners 22 entlang des Bilderzeugungswegs 60 freigelegt,
und die Entwicklung einer ersten Farbbildebene wird an der äußeren Oberfläche der
Trommel 50 begonnen. Drittens wird das Blatt 64 unter
Verwendung einer oder mehrerer Antriebsrollen 38 in eine
Vorwärtsrichtung
getrieben, während
sich der obere Teil der ersten Farbbildebene in einen Übertragungsbereich
dreht. Entsprechend wird eine vordere Kante des Blattes 64 in
einen Spalt zwischen der Übertragungsrolle 52 und
der Photoleitertrommel (oder OPC) 50 geleitet.
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Gemäß einem
vierten Schritt fährt
das Blatt 64 in einen kreisförmigen Weg 36 um die
EP-Druckmaschine 20 fort, bis das Blatt 64 wiederum
in den Schlitzphotounterbrecher 42 eingebracht wird sobald eine
erste Bildebene wollständig übertragen
wurde, wodurch die Position einer oberen Kante des Blattes 64 genau
festgelegt wird.
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Gemäß einem
fünften
Schritt werden die oben genannten ersten vier Schritte für jede der
drei verbleibenden Bildebenen einmal wiederholt. Schließlich wird
das Papier in den Fixierer 66 geleitet, und alle vier übertragenen
Farbbildebenen werden gleichzeitig auf eine erste Seite des Blattes 64 fixiert. Das
Blatt 64 wird dann von dem Gehäuse 12 über eine
Ausgangsrolle 68 geliefert. Alternativ wird das Blatt 64 zum
Drucken einer zweiten oder hinteren Seite eines Blattes 64 über die
Lieferung um den Weg 26 und die Wiederholung der obigen
Schritte auf der zweiten Seite über
die Ausgangsrolle 68 und die Papierumleitungsführung 84 umgedreht.
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Entsprechend
kann integriertes, doppelseitiges Drucken unter Verwendung der Techniken
der vorliegenden Erfindung implementiert werden. Wie oben erörtert wurde,
wird die Papierumleitungsführung 84 durch
ein Solenoid in Verarbeitungsrichtung abwärts von dem Fixierer 66 betätigt. Die Ausgangsrollen 68 werden
in einer umgekehrten Richtung betätigt, um das Blatt 64 zurück in den
rezirkulierenden Papierweg 26 umzuleiten, wo die Hinterseite
des Blattes 64 nachfolgend bedruckt werden kann.
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Entsprechend
werden durch einen Papierantriebs-Farblaserdrucker vom rezirkulierenden
Typ zahlreiche inhärente
Vorteile geschaffen. Das oben beschriebene Papierantriebssystem
vom rezirkulierenden Typ liefert eine relativ kostengünstige,
kompakte Größe und eine
relativ hohe Druckqualität
für einen
Farblaserdrucker. Da ein solcher Drucker in der Lage ist, die Übertragung
direkt auf Papier zu erleichtern, wird der Bedarf nach einem seitengroßen Riemen
oder einer seitengroßen
Photoleitertrommel beseitigt. Gemäß alternativen Techniken muß die Photoleitertrommel 50 derart
konstruiert sein, daß die äußere Oberfläche ausreichend
groß ist,
so daß eine gesamte
Seite auf derselben aufgebaut werden kann, wenn Vierfarben-Bildebenen
nacheinander zu derselben übertragen
werden. Entsprechend kann eine viel kleiner dimensionierte Photoleitertrommel verwendet
werden, die eine relativ kostengünstigere Druckerkonstruktion
liefert.
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3 ist
ein Flußdiagramm,
das die logischen Operationen darstellt, die beim Implementieren
der Merkmale des Papierantriebs-Farblaserdruckens vom rezirkulierenden
Typ der Erfindung der Anmelderin implementiert werden. Bei Schritt „S1" erfordert das Verfahren
des Ausrichtens und Positionierens eines Druckmediumblattes zum
Empfangen mehrerer, aufeinanderfolgender Farbbildebenen das Bewegen
eines Druckmediumblattes entlang eines Bewegungsweges.
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Bei
Schritt „S2" erfordert das Verfahren
ein Bewegen des Druckmediumblattes entlang des Bewegungsweges, wobei
das Druckblatt genau entlang einer Kantenführung geführt wird, um eine Bewegung
in eine seitliche Richtung zu verhindern.
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Bei
Schritt „S3" erfordert das Verfahren
ein Erfassen der vorderen Kante des Druckmediumblattes, um die Positionierung
des Druckmediumblattes entlang des Bewegungsweges genau zu lokalisieren.
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Bei
Schritt „S4" erfordert das Verfahren
während
des Bewegens des genau lokalisierten Druckmediumblattes das Übertragen
eines ersten Farbbildes auf das Druckmediumblatt.
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Bei
Schritt „S5" erfordert der Prozeß das Bewegen
und das genaue Führen
des Druckmediumblattes entlang des Bewegungsweges gegen die Kantenführungen
und um eine Druckmaschine.
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Bei
Schritt „S6" erfordert das Verfahren
nach dem Übertragen
des ersten Farbbildes und dem Bewegen des Blattes das Erfassen der
vorderen Kante des Druckmediumblattes, um die Positionierung des Druckmediumblattes
entlang des Bewegungsweges genau zu lokalisieren.
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Bei
Schritt „S7" erfordert das Verfahren
das Übertragen
eines zweiten Farbbildes auf das Druckmediumblatt, das auf dem ersten
Farbbild genau ausgerichtet ist, während das genau lokalisierte
Druckmediumblatt bewegt wird.