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Dokumentenidentifikation DE10338515A1 31.03.2005
Titel Verfahren und Anordnung zum Steuern eines elektrofotografischen Druckers oder Kopierers
Anmelder Océ Printing Systems GmbH, 85586 Poing, DE
Erfinder Bartosch, Johann, Dipl.-Ing.(FH), 84416 Taufkirchen, DE;
Lay, Heinrich, Dipl.-Ing.(TU), 84513 Töging, DE
Vertreter Schaumburg, Thoenes, Thurn, Landskron, 81679 München
DE-Anmeldedatum 21.08.2003
DE-Aktenzeichen 10338515
Offenlegungstag 31.03.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 31.03.2005
IPC-Hauptklasse G03G 21/14
IPC-Nebenklasse G03G 15/00   
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zum Steuern eines elektrofotografischen Druckers oder Kopierers. Ein endloses Trägermaterial (12) wird nacheinander während mindestens zwei Druckprozessen bedruckt. Während des ersten Druckprozesses und des zweiten Druckprozesses wird mindestens je ein Bilderzeugungsprozess durchgeführt, bei dem mithilfe eines Zeichengenerators (72) ein Ladungsbild auf einem Fotoleiter (68) erzeugt wird. Zu Beginn und am Ende jedes Bilderzeugungsprozesses wird ein Signal erzeugt, durch das jeweils einer von mindestens drei Timern gestartet wird. Nach Ablauf jedes Timers wird die Förderung des Trägermaterials (12) gestartet oder gestoppt.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zum Steuern eines elektrofotografischen Druckers oder Kopierers. Ein Trägermaterial, insbesondere eine Papierbahn, wird nacheinander während mindestens zwei Druckprozessen bedruckt. Während des ersten Druckprozesses und während des zweiten Druckprozesses wird mindestens je ein Bilderzeugungsprozess durchgeführt. Bei jedem Bilderzeugungsprozess wird mit Hilfe eines Zeichengenerators ein Ladungsbild auf einem Fotoleiter erzeugt. Das Starten und Stoppen einer Antriebsvorrichtung zum Fördern des Trägermaterials wird abhängig vom Ausgangssignal eines ersten Timers und abhängig von Ausgangssignalen des zweiten Timers durchgeführt. Abhängig vom Signal des ersten Timers wird die Antriebsvorrichtung gestartet und abhängig vom Signal des zweiten Timers wird die Antriebsvorrichtung gestoppt.

Insbesondere beim Bedrucken von Endlospapierbahnen mit Hilfe eines Druckers ist bei digitalen elektrofotografischen Drucksystemen, die Zeitdauer zum Stoppen der Förderung der Papierbahn nach einem ersten Druckprozess und dem nachfolgenden Starten des Förderns der Papierbahn in einem zweiten Druckprozess vor allem bei mehreren nacheinander folgenden Druckprozessen entscheidend für die Gesamtdruckleistung des Druckers.

Zu Beginn eines Druckprozesses werden einzelne Komponenten des Druckers, wie Zeichengenerator, Papiertransportsteuerung, Fixierstation und Entwicklerstation vorzugsweise mit Hilfe eines Startsignals synchronisiert, so dass das während des Druckprozesses auf dem Trägermaterial erzeugte Druckbild positionsgenau positioniert ist.

Während eines Druckprozesses erzeugt mindestens ein Zeichengenerator des Druckers ein Druckbild mit einer Länge von einer oder von mehreren Druckseiten auf einem Tonerbildträger, wie z.B. einer Fotoleitertrommel oder einem Fotoleiter-/Transferbandsystem. Mit Hilfe des Zeichengenerators wird dabei auf dem Fotoleiter entsprechend zugeführter Druckdaten ein Ladungsbild erzeugt, das nachfolgend mit Hilfe einer Entwicklereinheit zu einem Tonerbild eingefärbt wird. Mit Hilfe des Fotoleiters und gegebenenfalls eines Transferelementes, wie z.B. einem Transferband, wird das erzeugte Tonerbild bis zu einer Umdruckstelle transportiert, an der das Tonerbild von dem Fotoleiter bzw. von dem Transferelement auf das Trägermaterial, z.B. Papier, übertragen wird.

Das Transferelement und/oder der Fotoleiter sind vorzugsweise derart bewegbar angeordnet, dass sie zum Zeitpunkt, zu dem der Anfang eines umzudruckenden Tonerbildes an der Umdruckstelle ankommt, an das Trägermaterial anschwenkbar ist und nachdem das gesamte Tonerbild auf das Trägermaterial übertragen worden ist, wieder von dem Trägermaterial wegschwenkbar ist. Eine Transportsteuereinheit steuert eine Antriebsvorrichtung zum Fördern des vorzugsweisen endlosen Trägermaterials derart, daß das Trägermaterial rechtzeitig vor dem Kontaktieren des Transferelementes bzw. des Fotoleiters mit dem Trägermaterial auf Druckgeschwindigkeit beschleunigt ist. Das Trägermaterial wird dabei mit Hilfe der Antriebsvorrichtung rechtzeitig vor dem Kontaktieren mit dem Transferelement bzw. Fotoleiter, d.h. rechtzeitig vor dem Eintreffen des Tonerbildes an der Umdruckstelle, auf Druckgeschwindigkeit beschleunigt, so dass die Vorderkante des zu übertragenden Tonerbildes beim Übertragen exakt auf die Position eines gewünschten Seitenanfangs auf dem Trägermaterial trifft.

Nach dem Übertragen des gesamten Druckbildes der Druckseiten auf das Trägermaterial stoppt die Transportsteuerung das Fördern des Trägermaterials. Ferner wird das Fördern des Trägermaterials bei bekannten Druckern nach dem Drucken eines Farbauszugs immer dann gestoppt, wenn nachfolgend ein weiterer Farbauszug auf das Trägermaterial umgedruckt wird. Beim Drucken mehrerer Farbauszüge werden mindestens zwei Tonerbilder unterschiedlicher Tonerfarben nacheinander erzeugt und somit nacheinander vom Transferelement oder Fotoleiter auf das Trägermaterial umgedruckt, wobei das Trägermaterial nach dem Umdrucken wieder zurückgezogen wird, so dass die Tonerbilder auf dem Trägermaterial übereinander zu liegen kommen. Zwischen dem Umdrucken der einzelnen Farbauszüge muss das Trägermaterial somit wieder zurückgefördert werden, so dass die Vorderkante eines zweiten Farbauszugs exakt an der Vorderkante eines ersten Farbauszugs zu liegen kommt und die Druckseitenkanten beider Druckseiten exakt übereinander zu liegen kommen. Somit wird jeder Farbauszug in einem separaten Druckprozess erzeugt.

Nachdem der Zeichengenerator das Erzeugen eines dem Druckbild entsprechenden Ladungsbildes beendet hat, wird das Trägermaterial noch so lange mit Druckgeschwindigkeit weiter gefördert, bis das gesamte Druckbild auf das Trägermaterial umgedruckt ist. Der Zeitraum des Weiterförderns ist somit vom wirksamen Weg zwischen Zeichengenerator und Umdruckstelle und der Druckgeschwindigkeit, d.h. der Umlaufgeschwindigkeit des Fotoleiters und/oder der Transferelementes abhängig. Somit wird das Fördern des Trägermaterials erst nach dem Abschwenken des Transferelementes bzw. des Fotoleiters von dem Trägermaterial durch die Transportsteuereinheit gestoppt. Nachfolgend muss das Trägermaterial entgegen der Förderrichtung beim Umdrucken gefördert werden, so dass der Teil des Trägermaterials, der nach dem Ende des Umdrucks weitergefördert ist und der Teil, der beim Start des nächsten Druckprozesses vor dem Beginn des Umdrucks zur Beschleunigung des Trägermaterials auf Druckgeschwindigkeit vor dem Kontaktieren des Trägermaterials mit dem Transferelement bzw. mit dem Fotoleiter gefördert werden muss.

Das Fördern des Trägermaterials entgegen der Förderrichtung nach einem ersten Druckprozess und vor einem zweiten Druckprozess wird auch als Rückziehen des Trägermaterials bezeichnet. Nach dem Rückziehen des Trägermaterials ist üblicherweise eine Förderpause von typischerweise 50 bis 100 ms vorgesehen, bevor das Trägermaterial erneut zum Bedrucken im zweiten Druckprozess auf Druckgeschwindigkeit beschleunigt werden kann. Zum Start und zum Stopp der Bilderzeugung mit Hilfe des Zeichengenerators wird ein Hardware-Synchronisationssignal erzeugt, das allen Komponenten des Druckers den Beginn und das Ende des Erzeugens des Ladungsbildes durch den Zeichengenerator signalisiert. Bei Aktivierung des Signals zu Beginn der Druckbilderzeugung durch den Zeichengenerator wird ein Timer mit einer voreingestellten Zeit gestartet, nach dessen Ablauf die Papiertransportsteuereinheit das Fördern des Trägermaterials startet. Bei Deaktivierung des Signals, d.h. beim Beenden des Erzeugens des Ladungsbildes durch den Zeichengenerator wird ein zweiter Timer mit einer voreingestellten Zeit gestartet, zu dessen Ablauf die Papiersteuereinheit das Fördern der Papierbahn stoppt und nachfolgend den Rückzug der Papierbahn steuert.

Die Vorderkante eines erzeugten Druckbildes muss somit vom Zeichengenerator zumindest bis zur Umdruckstelle auf das Trägermaterial gefördert worden sein, bevor ein neuer Druckprozess gestartet werden kann. Wird z.B. beim Drucken mehrerer Farbauszüge jeweils nur eine Druckseite mit einer Seitenlänge von 12 Zoll erzeugt und hat der Transportweg des Druckbildes zwischen Zeichengenerator und Umdruckstelle eine Länge von 60 Zoll, so muss somit bis zum Starten des zweiten Druckprozesses gewartet werden, bis das erzeugte Druckbild 60 Zoll gefördert worden ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Anordnung zum Steuern eines elektrofotografischen Druckers und/oder Kopierers anzugeben, durch das bzw. durch die die Druckgeschwindigkeit beim Erzeugen der Druckbilder, insbesondere im Start-Stopp-Betrieb des Druckers oder Kopierers, erhöht ist.

Diese Aufgabe wird für eine Verfahren zum Steuern eines elektrofotografischen Druckers oder Kopierers mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.

Insbesondere durch den Einsatz eines dritten Timers zur Steuerung der Antriebsvorrichtung zum Fördern des Trägermaterials ist es möglich, einen zweiten Druckprozess bereits dann zu starten, wenn die Bilderzeugung des ersten Druckprozesses nach dem Erzeugen des Ladungsbildes mit Hilfe des Zeichengenerators beendet ist. Ferner kann die Bilderzeugung des zweiten Druckprozesses bereits beendet werden, bevor das erste Tonerbild auf das Trägermaterial umgedruckt worden ist. Dazu muss im Unterschied zum Stand der Technik das erste Druckbild noch nicht auf das Trägermaterial umgedruckt werden. Der zeitliche Abstand zwischen zwei Druckprozessen kann dadurch erheblich reduziert werden. Dies führt insbesondere dann, wenn eine Vielzahl von Druckprozessen nacheinander ausgeführt werden, zu einer erheblichen Erhöhung der Gesamtdruckleistung.

Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft eine Anordnung zum Steuern eines elektrofotografischen Druckers oder Kopierers. Die Anordnung hat mindestens drei Timer, deren Ausgangssignale eine Antriebsvorrichtung zum Fördern eines zu bedruckenden Trägermaterials steuern. Eine Druckeinheit der Anordnung bedruckt in mindestens zwei nacheinander durchgeführten Druckprozessen das Trägermaterial. Jeder Druckprozess umfasst einen Bilderzeugungsprozess, bei dem ein Zeichengenerator ein Ladungsbild auf einem Fotoleiter erzeugt. Eine Steuereinheit der Anordnung erzeugt jeweils zu Beginn des Bilderzeugungsprozesses ein Startsignal und zum Ende des Bilderzeugungsprozesses ein Stoppsignal. Jedes Startsignal und jedes Stoppsignal startet jeweils einen der drei Timer. Der gestartete Timer läuft jeweils nach einer voreingestellten Zeit ab. Nach dem Ablauf jedes Timers wird abhängig vom Signal der Steuereinheit die Antriebsvorrichtung gestartet bzw. gestoppt.

Durch diese erfindungsgemäße Anordnung wird erreicht, dass beim Start des zweiten Druckprozesses ein Timer auch dann zur Verfügung steht, wenn der vom ersten Druckprozess gestartete Timer 1 und/oder Timer 2 noch nicht abgelaufen ist. Somit kann der zweite Druckprozess schon dann gestartet werden, wenn das Fördern des Trägermaterials im ersten Druckprozess noch nicht gestartet worden ist. Ferner steht der Timer 1 zum Starten der Förderung des Trägermaterials im ersten Druckprozess dem zweiten Druckprozess als Timer zum Beenden des Fördern des Trägermaterials zur Verfügung. Zum Zeitpunkt, zu dem das Erzeugen des Ladungsbildes im zweiten Druckprozess beendet wird, ist bei derzeit üblichen Druckabläufen, der Timer 1 zum Starten des Förderns des Trägermaterials bereits abgelaufen, wodurch der Timer 1 zu diesem Zeitpunkt nicht mehr benutzt wird. Somit lässt sich die Gesamtdruckgeschwindigkeit des Druckers insbesondere beim Start-Stopp-Betrieb des Druckers oder Kopierers, z.B. beim Mehrfarbendruck, erheblich steigern.

Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden auf die in den Zeichnungen dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiele Bezug genommen, die an Hand spezifischer Terminologie beschrieben sind. Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass der Schutzumfang der Erfindung dadurch nicht eingeschränkt werden soll, da derartige Veränderungen und weitere Modifizierungen an den gezeigten Vorrichtungen und/oder dem Verfahren sowie derartige weitere Anwendungen der Erfindung, wie sie darin aufgezeigt sind, als übliches derzeitiges oder künftiges Fachwissen eines zuständigen Fachmanns angesehen werden. Die Figuren zeigen Ausführungsbeispiele der Erfindung, nämlich:

1 den schematischen Aufbau eines Druckers mit zwei Druckeinheiten;

2 ein Diagramm, in dem die Steuerung eines Papierbahnantriebs abhängig von einem Signal zum Aktivieren eines Bilderzeugungsprozesses dargestellt ist; und

3 das Diagramm nach 2, wobei die erfindungsgemäße Zuordnung von Timern dargestellt ist.

In 1 ist ein elektrofotografisches Hochleistungs-Drucksystem 10 zum Bedrucken einer endlosen Papierbahn 12 mit einer Druckgeschwindigkeit von bis zu 1 m/s gezeigt. Ein Druckwerk 14 enthält eine erste Bilderzeugungs- und Umdruckeinheit 16 zum Bedrucken der Vorderseite der Papierbahn 12 sowie eine zweite Bilderzeugungs- und Umdruckeinheit 18 zum Bedrucken der Rückseite der Papierbahn 12. Die Bilderzeugungs- und Umdruckeinheiten 16, 18 werden im Folgenden als Druckeinheiten 16, 18 bezeichnet. Die Druckeinheit 16 ist im Wesentlichen baugleich mit der Druckeinheit 18. Das Druckwerk 14 enthält weiterhin eine Papierzuführung 20, eine Steuereinheit 22, ein Tonervorrats- und -aufbereitungssystem 24, eine Bilddatenverarbeitungseinheit 26 sowie ein Papierbahnantriebs- und -führungssystem 28.

Die Papierbahn 12 wird mit Hilfe des Papierbahnantriebs- und führungssystems 28 in Pfeilrichtung des Pfeils P1 durch das Drucksystem 10 gefördert, wobei die Papierbahn 12 nach dem Bedrucken im Druckwerk 14 einer Fixierstation 30 zugeführt wird, in der die vom Druckwerk 14 auf der Papierbahn 12 erzeugten Tonerbilder fixiert werden. Das Papierbahnführungs- und -überwachungssystem 28 enthält Umlenkrollen 32 bis 40 sowie eine Antriebswalze 42 mit einer gegenüberliegenden Anpressrolle 44. Ferner sind zwei Lochsensoren 46, 48 vorgesehen, die die Position von in der Papierbahn 12 enthaltenen Randlöchern überwacht. In der Fixierstation 30 ist eine weitere Antriebswalze 50 mit gegenüberliegender Anpressrolle 54 zum Papierabzug vorgesehen.

Die Fixierstation 30 enthält eine erste Fixiereinheit 54 und eine zweite Fixiereinheit 56, die auf den gegenüberliegenden Seiten der Papierbahn 12 angeordnet sind, wobei die erste Fixiereinheit 54 die Tonerbilder auf der Vorderseite und die zweite Fixiereinheit 56 die Tonerbilder auf der Rückseite der Papierbahn 12 fixiert. Die Fixiereinheiten 54, 56 sind als Strahlungsfixiereinheiten ausgeführt, wobei die Fixiereinheiten 54, 56 jeweils eine Verschlusseinheit 58, 60 enthalten, die die Einstrahlung der Fixiereinheiten 54, 56 während Betriebszuständen abdecken, in denen keine Fixierung der Druckbilder auf der Papierbahn 12 erfolgen soll. In Förderrichtung der Papierbahn 12 gesehen nach den Fixiereinheiten 54, 56 sind Kühlelemente 62, 64 vorgesehen, die die Papierbahn 12 vor dem Austritt aus der Fixierstation 30 abkühlen, um eine Schädigung der Papierbahn 12, insbesondere infolge zu geringer Papierfeuchte, zu verhindern.

Die erste Druckeinheit 16 und die zweite Druckeinheit 18 sind an voneinander abgewandten Flächen der Papierbahn 12 angeordnet. Die Papierbahn 12 kann mit Hilfe der Antriebswalze 42 sowohl in Pfeilrichtung des Pfeils P1 als auch in entgegengesetzter Richtung gefördert werden, wobei im Folgenden mit Vorwärtsbewegen das Fördern der Papierbahn 12 in Pfeilrichtung des Pfeils P1 und mit Rückwärtsbewegen das Fördern der Papierbahn 12 in entgegengesetzter Richtung des Pfeils P1 bezeichnet wird. Die Funktion des Druckwerks 14 und der Fixierstation 30 ist im Detail in der WO 00/34831 und DE 198 27 210 C1 beschrieben, die durch Bezugnahme Bestandteil der Offenbarung der Anmeldung sind.

Die erste Druckeinheit 16 enthält ein erstes Bandlaufwerk 66 mit einem Fotoleiterband 68, das üblicherweise auch als OPC-Band bezeichnet wird. Das Fotoleiterband 68 wird mit Hilfe des Bandlaufwerks 66 in Pfeilrichtung des Pfeils P2 angetrieben. Mit Hilfe einer Reinigungs- und Ladeeinheit 70 wird das Fotoleiterband 68 entladen, Tonerreste von dem Fotoleiterband 68 entfernt und auf ein vorbestimmtes Potential aufgeladen. Mit Hilfe eines Zeichengenerators 72, der als LED-Zeichengenerator ausgeführt ist, werden Bereiche der gleichmäßig geladenen Oberfläche des Fotoleiterbandes 68 entsprechend der dem Zeichengenerator 72 von der Bilddatenverarbeitungseinheit 26 zugeführten Signale partiell, d.h. bildpunktweise, abhängig vom verwendeten elektrofotografischen Prinzip, auf ein niedrigeres Potential entladen oder auf ein höheres Potential aufgeladen, wodurch ein Ladungsbild auf der Oberfläche des Fotoleiterbandes 68 erzeugt wird. Das auf der Oberfläche des Fotoleiterbandes 68 befindliche Ladungsbild enthält ein latentes Druckbild. Mit Hilfe einer Entwicklereinheit 74 wird das Ladungsbild auf der Oberfläche des Fotoleiterbandes 68 mit Toner zu einem Tonerbild eingefärbt.

Die Druckeinheit 16 enthält weiterhin ein zweites Bandlaufwerk 76 mit einem Transferband 78, das in Pfeilrichtung des Pfeils P3 angetrieben wird. Das Fotoleiterband 68 kontaktiert das Transferband 78 an einer Umdruckstelle 80, d.h. die Oberfläche des Fotoleiterbandes 68 berührt die Oberfläche des Transferbandes 78, wodurch ein auf dem Fotoleiterband 68 befindliches Tonerbild auf die Oberfläche des Transferbandes 78 übertragen wird. Mit Hilfe einer Rollenvorrichtung 82, deren Rollen über Hebel miteinander verbunden sind, wird das Transferband 78 in einem Umdruckbereich 84 an die Papierbahn 12 herangeführt und von dieser weggeführt, wobei das Transferband 78 in 1 an die Papierbahn 12 herangeführt ist. Das Transferband 78 kontaktiert in dem herangeführten Zustand die Oberfläche der Papierbahn 12 auf deren Vorderseite, wodurch ein auf dem Transferband 78 befindliches Tonerbild vom Transferband 78 auf die Vorderseite der Papierbahn 12 übertragen wird. Das Heranführen des Transferbandes 78 an die Papierbahn 12 wird auch als Heranschwenken und das Wegführen des Transferbandes 78 von der Papierbahn 12 wird auch als Abschwenken bezeichnet.

Wie bereis erwähnt, ist die Druckeinheit 18 im Wesentlichen baugleich mit der Druckeinheit 16, wobei am Bandlaufwerk 76 der Druckeinheit 16 eine Umladeeinheit 86 zum Umladen des auf dem Transferband 78 befindlichen Tonerbildes angeordnet ist. Die Transferbänder der Druckeinheit 16 und der Druckeinheit 18 werden im Wesentlichen gleichzeitig an die Papierbahn 12 angeschwenkt, wodurch zwischen zwei gegenüberliegenden Rollen der Bandlaufwerke der Transferbänder ein Anpressdruck erzeugt wird.

Das Tonerbild auf dem Transferband 78 wird mit Hilfe einer Umladeeinheit 79, die als Korotronanordnung ausgeführt ist, umgeladen. Durch das Umladen des Tonerbildes auf dem Transferband 78 haben die Tonerteilchen der Tonerbilder der Vorder- und Rückseite unterschiedliche Ladungen, so dass das Übertragen der Tonerbilder auf die Papierbahn 12 im Umdruckbereich 84 durch die Anziehungskräfte zwischen den entgegengesetzt geladenen Tonerteilchen durch die Papierbahn 12 hindurch ermöglicht wird.

Eine Rollenvorrichtung 82 zum Heranführen und Wegbewegen des Transferbandes 78 an bzw. von der Papierbahn 12 ist detailliert in der WO 00/54266 beschrieben, deren Inhalt hiermit durch Bezugnahme in die vorliegende Beschreibung aufgenommen wird. Das Transferband 78 des Bandlaufwerks 76 wird durch die Antriebsrolle 86 angetrieben. Der Zeichengenerator 72 erzeugt auf dem geladenen Fotoleiterband 68 ein Ladungsbild. Die Entwicklerstation 74 färbt das Fotoleiterband 68 entsprechend dem Ladungsbild mit Tonermaterial ein und erzeugt somit ein dem Ladungsbild entsprechendes Tonerbild. Das Tonerbild wird an der ersten Umdruckstelle 80 vom Fotoleiterband 68 auf das Transferband 78 umgedruckt. An der zweiten Umdruckstelle 84 wird das Tonerbild vom Transferband 78 auf die Papierbahn 12 umgedruckt.

Beim Start des Erzeugens eines Ladungsbildes durch den Zeichengenerator 72 in einem ersten Druckprozess wird ein Synchronisationssignal "TRANSRUN" erzeugt, das zu einer in der Steuereinheit 22 enthaltenen Transportsteuereinheit übertragen wird. Mit Hilfe der Transportsteuerung wird der Papierlauf, d.h. der Antrieb und das Fördern der Papierbahn 12, gesteuert und überwacht. Mit Aktivierung des Signals "TRANSRUN" wird die Druckbildausgabe des Zeichengenerators 72 gestartet sowie ein mit Hilfe einer Hardware-Schaltung ausgeführter in der Transportsteuereinheit enthaltener Timer 1 gestartet, der dann nach einer voreingestellten Zeit abläuft und das Fördern der Papierbahn 12 in Richtung des Pfeils P1 startet. Nach dem Ablauf des Timers 1 beginnt das Fördern der Papierbahn 12 mit der Beschleunigung der Papierbahn 12 auf Druckgeschwindigkeit. Beim Beenden der Druckbildausgabe mit Hilfe des Zeichengenerators 72 wird das Signal "TRANSRUN" deaktiviert, wodurch ein in der Transportsteuereinheit enthaltener Timer 2 gestartet wird. Der Timer 2 ist ebenso wie der Timer 1 mit Hilfe von Hardware-Bausteinen realisiert. Nach dem Ablauf einer voreingestellten Zeit des Timers 2 beginnt die Transportsteuereinheit mit dem Startvorgang zum Beenden der Förderung der Papierbahn 12 und anschließendem Rückzug der Papierbahn 12 als Vorbereitung für einen weiteren Druckprozess. Durch diese Timer 1, 2 wird der Papiertransport beim Start und Stopp der Druckbildausgabe zu den weiteren Komponenten des Drucksystems 10, insbesondere zu den Bilderzeugungskomponenten, synchronisiert. Der Timer 1 bestimmt somit die Verzögerung des Papiertransport-Startvorgangs in Bezug auf den Beginn der Druckbildausgabe durch den Zeichengenerator 72. Der Timer 2 bestimmt die Verzögerung des Papiertransport-Stoppvorgangs in Bezug auf das Ende der Druckbildausgabe durch den Zeichengenerator 72.

Während der Timer 1 läuft, kann jedoch beim Stand der Technik kein zweiter Druckprozess gestartet werden, d.h. der Zeichengenerator 72 kann nicht mit dem Erzeugen eines zweiten Druckbildes beginnen, bis der Timer 1 abgelaufen ist. Ferner kann der zweite Druckprozess so lange nicht beendet werden, bis der Timer 2 abgelaufen ist und dem zweiten Druckprozess zur Verfügung steht.

Bei der vorliegenden Erfindung ist mindestens ein Timer 3 vorgesehen, der zumindest zum Steuern des Papiertransport-Startvorgangs des zweiten Druckprozesses nutzbar ist, wobei nach Ablauf des Timers 1, d.h. des Timers zum Steuern des Papiertransport-Startvorgangs des ersten Druckprozesses, als Timer zum Steuern des Papiertransport-Startvorgangs des zweiten Druckprozesses zur Verfügung steht. Bei anderen Ausführungsbeispielen sind jeweils zwei Timer zum Steuern der Papiertransport-Startvorgänge und zwei Timer zum Steuern der Papiertransport-Stoppvorgänge vorgesehen. Bei weiteren Druckern, insbesondere bei Druckern mit einem längeren Förderweg zwischen Zeichengenerator und Umdruckstelle 84, sind weitere Timer zum Steuern der Start- und Stoppvorgänge des Papiertransports vorgesehen.

In 2 ist die Überschneidung der Timerlaufzeiten von zwei Startvorgängen der zwei nacheinander durch das Drucksystem 10 nach 1 durchgeführten Druckprozesse dargestellt. Gleiche Elemente haben gleiche Bezugszeichen. Die Zeitpunkte des ersten Druckprozesses sind nachfolgend in den Diagrammen der 2 und 3 mit t und einer fortlaufenden Nummer bezeichnet, wobei die erste Ziffer eine 1 ist. Die Zeitabschnitte des ersten Druckprozesses sind mit T und einer fortlaufenden Nummer bezeichnet, wobei die erste Ziffer dieser Nummer eine 1 ist. Die Zeitpunkte des zweiten Druckprozesses sind mit t und einer fortlaufenden Nummer gekennzeichnet, deren erste Ziffer eine 2 ist. Weiterhin sind die Zeitabschnitte des zweiten Druckprozesses mit T und einer fortlaufenden Nummer bezeichnet, deren erste Ziffer ebenfalls eine 2 ist. Der Graph 100 gibt die Signalfolge des "TRANSRUN"-Signals und der Graph 102 den Geschwindigkeitsverlauf der Papierbahn während des ersten und teilweise während des zweiten Druckprozesses an. Zum Zeitpunkt t11 wird der erste Druckprozess gestartet, indem das „TRANSRUN"-Signal für den Zeitraum T11 von 77 ms aktiviert wird. Zum Aktivieren wird der Zustand des „TRANSRUN"-Signals für den Zeitraum T11 auf das Potential 0 gelegt, wobei vor und nach dem Zeitraum T11 das „TRANSRUN"-Signal den Zustand 1 hat.

Zum Zeitpunkt t11 beginnt der Zeichengenerator 72 ein dem zu erzeugenden Druckbild entsprechendes Ladungsbild auf dem Fotoleiter 68 zu erzeugen. Das Erzeugen des Ladungsbildes zum Erzeugen des Druckbildes des ersten Druckprozesses dauert 77 ms, wodurch bei einer Druckgeschwindigkeit von 1 m/sec ein Druckbild mit einer Länge von 7,7 cm erzeugt wird. Zum Zeitpunkt t11 wird Timer 1 mit einer Zeitdauer T12 von 2100 ms gestartet. Mit steigender Signalflanke des „TRANSRUN"-Signals zum Zeitpunkt t12, d.h. nach dem Zeitraum T11, wird Timer 2 für eine voreingestellte Zeit T13 von 2400 ms gestartet. Nach dem Ablauf des Timers 1 zum Zeitpunkt t13 aktiviert die Transportsteuereinheit den Antriebsmotor der Antriebswalze 42 derart, dass die Papierbahn 12 gleichmäßig auf Fördergeschwindigkeit, die der Druckgeschwindigkeit von 1 m/sec entspricht, beschleunigt wird. Der Zeitabschnitt T14, währenddessen die Papierbahn 12 beschleunigt wird, ist 200 ms lang. Anschließend wird die Papierbahn 12 während des Zeitraums T15 von 100 ms mit einer konstanten Geschwindigkeit von 1 m/sec in Richtung des Pfeils P1 angetrieben. Während des Zeitabschnitts T15 zum Zeitpunkt t21 wird der zweite Druckprozess durch die fallende Flanke des Signals "TRANSRUN" gestartet und der Zeichengenerator 72 erzeugt während der Zeitdauer T21 von 77 ms auf dem Fotoleiterband 68 ein zweites Ladungsbild. Das zweite Ladungsbild entspricht dem im zweiten Druckprozess zu erzeugenden zweiten Tonerbild bzw. Druckbild. Das Erzeugen des Ladungsbildes mit Hilfe des Zeichengenerators 72 wird auch als Bilderzeugungsprozess bezeichnet.

Zum Zeitpunkt t21 wird Timer 1 für die Zeitdauer T22 von 2100 ms erneut gestartet. Die Bilderzeugung ist zum Zeitpunkt t22, d.h. nach der Zeitdauer T21, beendet. Mit der steigenden Flanke des „TRANSRUN"-Signals wird der Timer 2 für die Zeitdauer T23 von 2400 ms erneut gestartet. Dies ist jedoch zu diesem Zeitpunkt nicht möglich, da die voreingestellte Zeitdauer T13, mit der der Timer 2 zum Zeitpunkt t12 gestartet worden ist, noch nicht abgelaufen ist. Ein erneutes Starten des Timers 2 ist bis zum Ablauf der Zeitdauer T13 nicht möglich. Somit kann der zweite Druckprozess bei bekannten Drucksystemen frühestmöglichst zum Zeitpunkt t14 erneut gestartet werden, zu dem die Zeitdauer T13 im Timer 2 abläuft.

In einem sich an die Zeitdauer T15 anschließenden Zeitabschnitt T16 wird das mit Hilfe des Ladungsbildes des ersten Druckprozesses erzeugte Tonerbild vom Transferband 78 auf die Papierbahn 12 umgedruckt. Zum Zeitpunkt t14 ist das Umdrucken abgeschlossen, wobei zum Zeitpunkt t14 die durch den Timer 2 überwachte Zeitdauer T13 abläuft. Dadurch wird ein Timersignal zum Stoppen des Papierantriebs zur Transportsteuerung übertragen. Das Transferband 78 wird zu Beginn der Zeitdauer T16 an die Papierbahn 12 geschwenkt und am Ende der Zeitdauer T16 von der Papierbahn 12 weggeschwenkt. Die Zeitdauer T16 entspricht betragsmäßig der Zeitdauer T11, wodurch die Erzeugung des Ladungsbildes auf dem Fotoleiter 68 genau so lange dauert, wie das Umdrucken des aus dem Ladungsbild entwickelten Tonerbildes auf die Papierbahn 12.

Die Transportsteuereinheit fördert nach dem Signal des Timers 2 die Papierbahn 12 für eine Zeitdauer T17 von 100 ms weiter und verringert anschließend während des Zeitraums T18 von 200 ms die Fördergeschwindigkeit von 1 m/sec mit einer kontinuierlichen negativen Beschleunigung auf 0 m/sec. Während eines an den Zeitraum T18 anschließenden Zeitraums T19a mit einer Dauer von 832 ms hat die Papierbahn 12 die Fördergeschwindigkeit 0 m/sec und steht somit still. Anschließend im Zeitraum T19b, der insgesamt eine Zeitdauer von 820 ms umfasst, wird die Papierbahn 12 rückwärts, d.h. entgegen der Pfeilrichtung des Pfeils P1, gleichförmig beschleunigt und mit einer konstanten Geschwindigkeit für eine voreingestellte Zeitdauer rückwärts gefördert. Ferner schließt sich nach dem Rückwärtsfördern mit der konstanten Geschwindigkeit im Zeitabschnitt T19b ein weitere Zeitabschnitt an, in dem die Papierbahn 12 von der konstanten Geschwindigkeit wieder auf die Geschwindigkeit 0 m/sec negativ beschleunigt wird, so dass die Papierbahn 12 am Ende des Zeitabschnitts T19b wieder stillsteht.

An den Zeitabschnitt T19b schließt sich ein Zeitabschnitt T19c von 50 ms an, in dem die Papierbahn 12 stillsteht, bevor eine erneute Beschleunigung der Papierbahn 12 auf Druckgeschwindigkeit erfolgen kann. Die erneute Beschleunigung auf Druckgeschwindigkeit zum Umdrucken des im zweiten Druckprozess erzeugten Tonerbildes auf die Papierbahn 12 erfolgt während der Zeitdauer T24 von 200 ms. Die Zeitdauer T24 beginnt zum Zeitpunkt t23, zu dem der Timer 1 mit der voreingestellten Zeitdauer T22 von 2100 ms abläuft, der zum Zeitpunkt t21 gestartet worden ist. Nach der Beschleunigung der Papierbahn 12 auf Druckgeschwindigkeit während des Zeitraums T24 wird die Papierbahn 12 mit konstanter Fördergeschwindigkeit von 1 m/sec für den Zeitraum T25 von 100 ms gefördert, bevor anschließend während des Zeitraums T26 von 77 ms ein aus dem während des Zeitraums T21 erzeugten Ladungsbildes eingefärbtes Tonerbild vom Transferband 78 auf die Papierbahn 12 übertragen wird.

Die Übertragung des Tonerbildes wird zum Zeitpunkt t24, zu dem der Timer 2 nach der Zeitdauer T23 von 2400 ms abläuft, gestoppt. In gleicher Weise wie beim Umdrucken des im ersten Druckprozess erzeugten Tonerbildes während des Zeitraums T16 wird das Transferband 78 zu Beginn des Zeitraums T26 an die Papierbahn 12 angeschwenkt und am Ende des Zeitraums T26 zum Zeitpunkt t24 von der Papierbahn 12 abgeschwenkt. Zum Zeitpunkt t24 erhält die Transportsteuereinheit durch den Timer 2 ein Signal zum Stoppen des Papierbahnantriebs, wobei (nicht dargestellt) die Papierbahn 12 für 100 ms weiter gefördert wird und anschließend negativ auf die Geschwindigkeit 0 m/sec beschleunigt wird. Es schließen sich Zeitabschnitte ähnlich den Zeitabschnitten T19a, T19b und T19c an, wodurch die Papierbahn 12 auch nach dem zweiten Druckprozess zurückgezogen wird.

Das Rückziehen der Papierbahn während des Zeitabschnitts T19b und während eines nicht dargestellten Zeitabschnitts nach dem zweiten Druckprozess dient dazu, dass die Papierbahn 12 eine definierte Ausgangslage für einen nachfolgenden Druckprozess einnimmt, wobei die Papierbahn 12 so weit zurückgezogen wird, dass die Hinterkante des im ersten Druckprozess auf die Papierbahn 12 gedruckten Tonerbildes sich zu Beginn des Zeitabschnitts T26 zum Umdrucken des im zweiten Druckprozess erzeugten Tonerbildes auf die Papierbahn 12 an der Umdruckstelle 84 befindet, so dass die Vorderkante des im zweiten Druckprozess erzeugten Tonerbildes an der Hinterkante des im ersten Druckprozess erzeugten Tonerbildes zu liegen kommt, d. h. anschließt. Die Mindestverzögerungszeit zwischen zwei Bilderzeugungsprozessen ergibt sich somit aus der Differenz der Zeitpunkte t21 und t12. Diese Differenz entspricht der Gesamtzeit nach dem Umdrucken eines Tonerbildes bis zum frühestmöglichen nächsten Start des Vorwärtsförderns der Papierbahn 12 in einem nächsten Druckprozess und ergibt sich aus der Summe der Zeitdauer T17, T18, T19a, T19b und T19c. Die Mindestverzögerungszeit zwischen zwei Bilderzeugungsprozessen beträgt somit im vorliegenden Ausführungsbeispiel 2302 ms. Im vorliegenden Beispiel ergibt sich eine Überschneidung der Zeitdauer T13 und der Zeitdauer T23 von 98 ms. Der zweite Druckprozess muss beim Stand der Technik somit um mindestens 98 ms zeitlich nach hinten verschoben werden, wodurch sich eine zusätzliche Verzögerung ergibt, durch die die Gesamtdruckgeschwindigkeit des Drucksystems 10 verringert ist. Somit ist beim Stand der Technik der Zeitpunkt t21 zum Start des zweiten Druckprozesses bzw. der Start des zweiten Bilderzeugungsprozesses um mindestens 98 ms verzögert, damit der Timer 2 nach der Zeitdauer T13 abgelaufen ist und nachfolgend für die Zeitdauer T23 gestartet werden kann und die Überschneidung der Zeitdauer T13 und T23 vermieden wird.

Wird z.B. die Stillstandszeit T19a bei anderen Ausführungsformen des Drucksystems 10 verkürzt oder kann auf diese ganz verzichtet werden, so dass die Papierbahn 12 ohne Stillstandszeit auf eine negative Geschwindigkeit zum Rückfördern der Papierbahn 12 beschleunigt wird, so würde die durch den Timer 2 verursachte Wartezeit auf 930 ms anwachsen, da das Rückziehen der Papierbahn 12 832 ms früher beendet ist als im Diagramm nach 2 dargestellt ist. Bei einem Verkürzen der Rückzugsdauer um den Zeitabschnitt T19a würde ferner die Zeitdauer T22 während der Zeitdauer T12 beginnen, so dass sich auch die Laufzeiten des Timers 1 überschneiden würden.

In 3 ist das Diagramm nach 2 dargestellt, wobei der Timer 1 für die Zeitdauer T12, der Timer 2 für die Zeitdauer T13 und erfindungsgemäß ein Timer 3 für die Zeitdauer T22 genutzt wird. Nachfolgend wird der Timer 1 dann mit der Zeitdauer T23 gestartet. Alternativ kann der Timer 1 für die Zeitdauer T12, der Timer 2 für die Zeitdauer T23, der Timer 1 für die Zeitdauer T22 und der Timer 3 für die Zeitdauer T23 genutzt werden. Ferner ist es bei anderen Ausführungsformen der Erfindung möglich, vier Timer einzusetzen, wobei Timer 1 für die Zeitdauer T12, Timer 2 für die Zeitdauer T13, Timer 3 für die Zeitdauer T22 und Timer 4 für die Zeitdauer T23 genutzt wird. Ein festes Zuordnen der Timer zu den Startverzögerungen zum Start des Förderns der Papierbahn 12 und weiterer Timer zur Startverzögerung zum Starten der Papierbahn 12 vereinfacht den Aufbau der Steuereinheit 22 sowie der Transportsteuereinheit, da beim Ablauf dieser Timer dann schon feststeht, welche Funktion die Transportsteuereinheit steuern soll, d.h. ob die Transportsteuereinheit das Fördern der Papierbahn 12 starten oder stoppen soll.

Bei anderen Ausführungsbeispielen wird anstatt des Fotoleiterbandes 68 eine Fotoleitertrommel und/oder anstatt des Transferbandes 78 eine Transferwalze eingesetzt, wobei deren Antriebe in gleicher Weise gesteuert werden, wie die Antriebe des Fotoleiterbandes 68 und des Transferbandes 78. Ferner kann anstatt des LED-Zeichengenerators ein Lesezeichengenerator eingesetzt werden.

Obgleich in den Zeichnungen und in der vorhergehenden Beschreibung bevorzugte Ausführungsbeispiele aufgezeigt und detailliert beschrieben worden sind, sollte sie lediglich als rein beispielhaft und die Erfindung nicht einschränkend angesehen werden. Es wird darauf hingewiesen, dass nur die bevorzugten Ausführungsbeispiele dargestellt und beschrieben sind und sämtliche Veränderungen und Modifizierungen, die derzeit und künftig im Schutzumfang der Erfindung liegen, geschützt werden sollen.

10Elektrofotografisches Drucksystem 12endlose Papierbahn 14Druckwerk 16, 18Druckeinheiten 20Papierzuführung 22Steuereinheit 24Tonervorrat- und Aufbereitungseinheit 26Bildverarbeitungseinheit 28Papierbahnführungs- und -überwachungssystem 30Fixierstation 32b bis 40Umlenkrollen 42, 50Antriebswalze 44, 52Anpressrolle 46, 48Lochsensoren 54, 56Fixiereinheit 58, 60Abdeckvorrichtung 62, 64Kühlelemente 66Bandlaufwerk 68Fotoleiterband 70Reinigungs- und Ladeeinheit 72Zeichengenerator 74Entwicklerstation 76Bandlaufwerk 78Transferband 80, 84Umdruckbereich Rollenlaufwerk 86Antriebsrolle 100, 102Graphen TZeitabschnitte tZeitpunkte

Anspruch[de]
  1. Verfahren zum Steuern eines elektrofotografischen Druckers oder Kopierers,

    bei dem ein Trägermaterial (12) nacheinander während mindestens zwei Druckprozessen bedruckt wird, wobei während des ersten Druckprozesses und des zweiten Druckprozesses mindestens je ein Bilderzeugungsprozess durchgeführt wird, bei dem mit Hilfe eines Zeichengenerators (72) ein Ladungsbild auf einem Fotoleiter (68) erzeugt wird,

    ein erstes Startsignal zum Starten eines ersten Bilderzeugungsprozesses des ersten Druckprozesses erzeugt wird,

    ein erster Timer mit Hilfe des ersten Startsignals gestartet wird,

    nach Ablauf einer voreingestellten ersten Zeitdauer des ersten Timers eine Antriebsvorrichtung (42) zum Fördern des Trägermaterials (12) gestartet wird,

    ein Stoppsignal zum Beenden des ersten Bilderzeugungsprozesses erzeugt wird,

    ein zweiter Timer mit Hilfe des Stoppsignals gestartet wird,

    nach Ablauf einer voreingestellten zweiten Zeitdauer des zweiten Timers die Antriebsvorrichtung (42) gestoppt wird,

    ein zweites Startsignal zum Starten eines zweiten Bilderzeugungsprozesses des zweiten Druckprozesses erzeugt wird,

    ein dritter Timer mit Hilfe des zweiten Startsignals oder mit Hilfe eines beim Beenden des zweiten Bilderzeugungsprozesses erzeugten Stoppsignals gestartet wird,

    nach Ablauf einer voreingestellten dritten Zeitdauer des dritten Timers die Antriebsvorrichtung (42) gestartet bzw. gestoppt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweites Stoppsignal zum Beenden des zweiten Bilderzeugungsprozesses erzeugt wird,

    ein vierter Timer mit Hilfe des zweiten Stoppsignals gestartet wird,

    nach Ablauf einer voreingestellten vierten Zeitdauer des vierten Timers die Antriebsvorrichtung (42) gestoppt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem nachfolgenden dritten Druckprozess die Antriebsvorrichtung (42) mit Hilfe des ersten Timers und des zweiten Timers gesteuert wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem nachfolgenden dritten Druckprozess die Antriebsvorrichtung (42) mit Hilfe eines fünften Timers und eines sechsten Timers gesteuert wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweites Stoppsignal zum Beenden des zweiten Bilderzeugungsprozesses erzeugt wird,

    der Timer 1 mit Hilfe des zweiten Stoppsignals gestartet wird,

    nach Ablauf einer voreingestellten vierten Zeitdauer des ersten Timers die Antriebsvorrichtung (42) gestoppt wird.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und dritte Zeitdauer und/oder die zweite und vierte Zeitdauer gleich lang sind.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste, zweite, dritte und vierte Zeitdauer gleich lang sind.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Timer als Hardwaretimer ausgeführt ist.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Startsignal und das erste Stoppsignal mit Hilfe der Signalflanken eines binären Signal einer Signalleitung ermittelt wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste steigende Signalflanke das Startsignal und eine fallende Signalflanke das Stoppsignal angibt.
  11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägermaterial ein endloses Trägermaterial, insbesondere eine endlose Papierbahn, oder mehrere nacheinander geförderte Einzelblätter ist.
  12. Anordnung zum Steuern eines elektrofotografischen Druckers oder Kopierers,

    mit mindestens drei Timern, deren Ausgangssignale eine Antriebsvorrichtung (42) zum Fördern eines zu bedruckenden Trägermaterials (12) steuern,

    mit mindestens einer Druckeinheit, die in mindestens zwei nacheinander durchgeführten Druckprozessen das Trägermaterial (12) bedruckt, wobei jeder Druckprozess einen Bilderzeugungsprozess umfasst, bei dem ein Zeichengenerator (72) ein Ladungsbild auf einem Fotoleiter (68) erzeugt,

    mit mindestens einer Steuereinheit (22, 26), die jeweils zum Beginn des Bilderzeugungsprozesses ein Startsignal und zum Ende des Bilderzeugungsprozesses ein Stoppsignal erzeugt,

    jedes Startsignal und jedes Stoppsignal jeweils einen der drei Timer startet, wobei der gestartete Timer nach einer jeweils voreingestellten Zeit abläuft,

    wobei nach dem Ablauf jedes Timers abhängig vom Signal der Steuereinheit (22, 26) die Antriebsvorrichtung (42) gestartet bzw. gestoppt wird.
  13. Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem durch ein Startsignal gestarteten Timer die Antriebsvorrichtung (42) gestartet wird, und dass bei einem durch ein Stoppsignal gestarteten Timer die Antriebsvorrichtung (42) gestoppt wird.
Es folgen 3 Blatt Zeichnungen






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