DE69411200T2

DE69411200T2 - Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen und periodischen Messen des Auslenkkoeffizienten eines Photorezeptorbandes

Info

Publication number: DE69411200T2
Application number: DE69411200T
Authority: DE
Inventors: Ssujan Hou (Nmi), Webster, New York 14580; Jacob N. Rochester New York 14618 Kluger
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1993-01-19
Filing date: 1994-01-19
Publication date: 1998-12-10
Anticipated expiration: 2014-01-20
Also published as: US5479241A; JPH0741201A; DE69411200D1; EP0608124A3; EP0608124A2; EP0608124B1

Description

Diese Erfindung betrifft allgemein ein elektrofotografisches Druckgerät und insbesondere ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung zum Steuern der lateralen Bewegung eines sich bewegenden Bandes.
Beim elektrofotografischen Druckverfahren wird ein Photorezeptorband auf ein im wesentlichen gleichmäßiges Potential aufgeladen, um die Oberfläche des Photorezeptorbandes zu sensitivieren. Der aufgeladene Teil des Bandes wird mit einem Lichtbild eines zu reproduzierenden Originaldokuments belichtet. Die Belichtung des aufgeladenen Bandes entlädt in den belichteten Bereichen die Ladung des Bandes. Nachdem das elektrostatische Latenzbild auf dem Band aufgezeichnet ist, wird das Latenzbild entwickelt, indem es mit einer Entwicklermischung in Kontakt gebracht wird. Allgemein enthält die Entwicklermischung Tonerpartikeln, die triboelektrisch an Trägerkörnchen haften. Die Tonerpartikeln werden von den Trägerkörnchen auf das Latenzbild angezogen und bilden ein Tonerpulverbild auf dem Photorezeptorband. Das Tonerpulverbild wird dann von dem Band auf ein Kopierblatt übertragen. Schließlich wird das Kopierblatt erhitzt, um die Tonerpartikeln auf diesem in der Bildkonfiguration zu fixieren. Dieser allgemeine Ansatz wurde ursprünglich in dem U.S.-Patent 2,297,691 (Carlson) angegeben und in vielen weiteren Patenten erweitert.
Da das Band währen des Druckens durch viele Verarbeitungsstationen hindurchgeht ist die laterale Ausrichtung des Bandes wichtig und muß innerhalb von vorbestimmten Toleranzen kontrolliert werden. Wenn das Band durch jede der Verarbeitungsstationen hindurchgeht, muß die Lokation des Latenzbildes präzise definiert werden, um die Operationen in Bezug aufeinander zu optimieren. Wenn die Position des Latenzbildes von Verarbeitungsstation zu Verarbeitungsstation abweicht, kann die Kopierqualität beträchtlich beeinträchtigt werden. Deshalb muß die laterale Bewegung des Photorezeptorbandes minimiert werden, so daß das Band sich auf einem vorbestimmten Weg bewegt.
In ähnlicher Weise verwenden Dokumenthandhabungssysteme häufig Bänder, um Originaldokumente zu und von einer Belichtungsstation zu befördern. Die laterale Bewegung der in den Dokumenthandhabungssystemen verwendeten Bänder muß ebenfalls kontrolliert werden, um die korrekte Positionierung der Orginaldokumente relativ zum optischen System der Beiichtungsstation sicherzustellen.
Es besteht ein besonderer Bedarf für eine präzise Kontrolle der lateralen Bewegung eines Bandes in einem Gerät, das für die mehrfarbige Bildreproduktion (Farbkopie) ausgebildet ist. Bei der Herstellung von mehrfarbigen Reproduktionen mit einer Vorrichtung, die zum Beispiel ein sich bewegendes aufgeladenes Photorezeptorband verwendet, können Ladungsmuster in Übereinstimmung mit entsprechenden Farbauszugbildern in aufeinanderfolgenden Bildrahmen des Bandes gebildet werden. Derartige Muster werden mit pigmentierten Markierungspartikeln entwickelt, um übertragbare Bilder zu bilden. Jedes Bild wird aufeinanderfolgend auf ein entsprechendes Empfangsglied übertragen, wodurch jedes Bild eines von mehreren Farbauszügen für die mehrfarbige Reproduktion bildet. Die aufeinanderfolgende Übertragung muß mit äußerster Genauigkeit vorgenommen werden, um eine qualitative Ausgabe der Farbauszüge für eine getreue mehrfarbige Reproduktion zu erhalten. Bei derartigen Farbanwendungen müssen übertragbare Bilder, die durch derartige aufeinanderfolgende "Masterauszüge" gebildet werden, richtig ausgerichtet sein, um eine richtige Registerhaltung bei der Herstellung eines zusammengesetzten mehrfarbigen Drucks zu gewährleisten.
Deshalb muß bei der Herstellung einer derartigen Trennung die laterale Bewegung des Bandes während der Bewegung des Bandes genau kontrolliert werden.
Idealerweise, wenn das Photorezeptorband perfekt hergestellt ist, um perfekt zylinderförmige Walzen gespannt und in einer exakt parallelen Beziehung zueinander festgemacht ist, ist der Geschwindigkeitsvektor des Bandes im wesentlichen normal zur Längsachse der Walze, wobei keine laterale Bandwanderung auftritt. Im tatsächlichen Gebrauch jedoch ist dies nicht machbar. Häufig nähert sich der Geschwindigkeitsvektor des Bandes der Längsachse oder der Drehungsachse der Walze mit einem Winkel. Dadurch wird eine laterale Bewegung des Bandes relativ zur Walze verursacht. Unter diesen Umständen bewegt sich das Band lateral. Deshalb muß das Band in seiner Spur verfolgt oder kontrolliert werden, um seine laterale Position zu regulieren.
US-A-4 485 982 gibt ein Bahnspurführungssystem zum Prüfen und Aufrechterhalten der Ausrichtung einer sich bewegenden Bahn an, wenn diese von einer Ausgabewalze zu einer Aufnahmewalze entlang eines vorbestimmten Pfades, der durch eine oder mehrere Verarbeitungsstationen führt, transportiert wird. Es sind Anzeiger entlang wenigstens einer Kante der Bahn vorgesehen, wobei die Anzeiger abgelesen werden, um Information (in der Form von elektrischen Signalen) bezüglich der dimensionalen Änderungen der Bahn zu erhalten. Die Bahn kann durch einen Schrittmotor über eine Steuereinrichtung eingestellt werden, wobei die Steuereinrichtung die elektrischen, die Anzeiger repräsentierenden Signale verarbeitet und interpretiert und wobei der Schrittmotor mit einer Walze, über die sich die Bahn bewegt, verbunden ist. Alternativ dazu kann die Ausgabewalze bewegt werden, um laterale Variationen der Bahn zu kompensieren. Außerdem kann jede Verarbeitungsstation relativ zur Bahn bewegt werden, um sicherzustellen, daß die Bahn in Bezug auf diese zentriert ist.
US-A-4 961 089 betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Spurführung einer endlosen Bahn mit einer voraussagenden Steuerung. Die Bahn läuft über eine Reihe von Walzen, darunter eine Antriebswalze zum Übertragen eines Antriebs auf die Bahn und eine Auslenkwalze zum Einstellen der Position der Bahn. Ein Servomotorsteuersignal wird durch das Spurführungssystem erzeugt und dafür verwendet, die Auslenkwalze in einer von zwei Richtungen um eine Auslenkachse zu drehen, um die Bahn in einer vorbestimmten Lokation zu halten. Das Spurführungssystem liest die Information über die Position der Kanten und verwendet diese Information, um die in einem Mikroprozessor gespeicherten Werte zu aktualisieren. Der Mikroprozessor berechnet einen Satz von lateralen Driftwerten der Bahn, wobei jeder Wert einer Differenz zwischen aufeinanderfolgenden kompensierten lateralen Positionswerten im Verlauf des Kantenmusters der Bahn entspricht. Dann extrapoliert das Spurführungssystem einen Satz von berechneten Driftwerten, um ein vorausgesagtes Kantenmuster zu erzeugen, das dann gespeichert wird.
US-A-4 959 040 gibt ein Bahnspurführungssystem zum Bestimmen der lateralen Position einer endlosen Bahn an, die von einem Paar von Walzen getragen wird. Das System umfaßt einen Sensor zum Abfühlen einer Kante der Bahn und einen Codierer zum Feststellen der exakten Position der sich drehenden Bahn. Es wird eine Matrix erstellt, die das Sensorsignal mit dem Codierersignal in Beziehung bringt, so daß Fehler in der Spannung der Bahn korrigiert werden können. Wenn die Bahn über die Walzen läuft, werden Signale vom Sensor und dem Codierer zu einem Mikroprozessor geleitet, in dem die wahre Position des Bandes unter Verwendung der in der Matrix gespeicherten Werte bestimmt wird. Wenn der Mikroprozessor bestimmt, daß die Position der Bahn korrigiert werden muß, werden Korrektursignale zu einem Spurführungsaktuator gesendet, der ein Ende eines der Walzen in Übereinstimmung mit den Korrektursignalen nach oben oder nach unten bewegt.
Es sind zahlreiche Verfahren zum Steuern der lateralen Bewegung des Photorezeptorbandes und zum Halten des Photorezeptorbandes innerhalb von gewünschten Parametern vorgeschlagen und implementiert worden. Einige dieser Steuerschemata verwenden einen charakteristischen Auslenkkoeffizienten beim Bestimmen der richtigen Korrekturprozeduren. Allgemein wird der charakteristische Auslenkkoeffizient für ein Prototypgerät berechnet, wobei dann dieser Koeffizient von später hergestellten Geräten unverändert übertragen oder verwendet wird. Jedes hergestellte Gerät unterscheidet sich jedoch von jedem anderen Gerät, weshalb der berechnete Auslenkkoeffizient des Prototyps nicht ideal für jedes Gerät geeignet ist. Außerdem verändern sich die Eigenschaften eines Gerätes mit der Zeit und/oder mit der Wartung des Gerätes. Deshalb nehmen mit einem festen charakteristischen Auslenkkoeffizienten Ungenauigkeiten bei der Steuerung des Bandes zu.
Es ist dementsprechend eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das in einem elektrofotografischen Druckgerät verwendete System zum Steuern der lateralen Bewegung des Photorezeptorbandes einschließlich eines Verfahrens zum wiederholten Aktualisieren des Auslenkkoeffizienten zu verbessern.
Kurz gesagt, ist in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Verbessern der Steuerung der lateralen Ausrichtung eines Bandes angegeben, das sich in einem vorbestimmten Weg bewegt.
In Übereinstimmung mit einem Aspekt der vorliegenden Erfindung, ist ein Verfahren zum Ausführen einer Auslenksteuerung eines endlosen Bandes angegeben, das sich entlang eines vorbestimmten Pfades bewegt, indem ein Auslenkmotor betrieben wird und das Band lateral in einer Richtung quer zu der Bewegungsrichtung des Bandes entlang des vorbestimmten Pfades bewegt wird, wobei das Verfahren folgende Schritte umfaßt: a) Auslenken des Bandes zu einer vorbestimmten Position, b) Drehen des Auslenkmotors in Uhrzeigersinn um N Auslenkschritte, c) Messen des durchschnittlichen "Einwanderns" des Bandes und einer Rate des "Einwanderns" des Bandes bei X Bandumläufen, d) Ausenken des Bandes zurück zu der vorbestimmten Position, e) Drehen des Auslenkmotors gegen den Uhrzeigersinn um N Auslenkschritte, f) Messen einer durchschnittlichen "Auswanderung" des Bandes und einer Rate der "Auswanderung" des Bandes bei X Bandumläufen, und g) Bestimmen eines Auslenksteuerkoeffizienten für das Band aus den in Schritt c) und f) erhaltenen Messungen.
In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist ein Verfahren zum automatischen und wiederholten Messen und Aktualisieren eines in einem automatischen Auslenkmodus verwendeten Auslenkkoeffizienten angegeben, um das endlose Photorezeptorband eines elektrofotografischen Druckgerätes innerhalb von vorbestimmten Parametern zu halten, wobei das Verfahren umfaßt: Aktivieren des automatischen Auslenkmodus, Ausenken des Bandes zu einer vorbestimmten Position, Deaktivieren des automatischen Auslenkmodus, Drehen des Auslenkmotors im Uhrzeigersinn um N Schritte, Messen der durchschnittlichen Bandwanderung und der Wanderrate bei X Bandumläufen, Wiederaktivieren des automatischen Auslenkmodus, Auslenken des Bandes zurück zu der vorbestimmten Position, Deaktivieren des automatischen Auslenkmodus, Drehen des Auslenkmotors gegen den Uhrzeigersinn um N Schritte, Messen der durchschnittlichen Bandwanderung und der Wanderrate bei X Bandumläufen, und Bestimmen des Auslenkkoeffizienten.
Der Ausienkkoeffizient kann bestimmt werden, wenn das elektrofotografische Druckgerät in Betrieb gesetzt wird.
Der automatische Auslenkmodus kann wenigstens eines der folgenden Steuerschemata verwenden: (i) eine Vorlauf-Nachlauf-Reihensteuerung, (ii) eine Proportional-Derivativ-Steuerung, und/oder (iii) eine Proportional-Integral-Derivativ- Steuerung.
Das elektrofotografische Druckgerät kann zwei Walzen für die Bewegung des Bandes verwenden, wobei der Schritt zum Bestimmen des Auslenkkoeffizienten (Cs) das Anwenden der folgenden Beziehung umfaßt:
Cs = 0,2552 δy + δx wobei
δy = durchschnittliches Wandern pro Bandumlauf, das gleich 1/2 ist (dYin + dYout),
wobei dym gleich der Einwanderrate des Bandes und dYout gleich der Auswanderrate des Bandes ist, und wobei
δx = berechnete Versetzung des Auslenkbügelendes, die von der Anzahl der Auslenkschritte und der Nockengeometrie abhängt.
In Übereinstimmung mit einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung, ist in Übereinstimmung mit dem oben beschriebenen Verfahren eine Vorrichtung zum Auslenksteuern eines endlosen Bandes angegeben, das sich entlang eines vorbestimmten Weges bewegt, wobei das Band lateral in einer Richtung quer zu der Bewegungsrichtung des Bandes entlang des vorbestimmten Weges bewegt wird, wobei die Vorrichtung umfaßt: eine Walze, die angeordnet ist, um einen Teil des über sie laufenden Bandes zu halten, eine Schwenkeinrichtung, die die Walze drehbar hält, einen Auslenkmotor, der mit der Schwenkeinrichtung verbunden ist und die Walze in einer gewünschten Richtung schwenkt, eine Steuereinrichtung zum automatischen Steuern des Motors, um das Band auf der Walze innerhalb der vorbestimmten Positionsparameter zu halten, eine Sensoreinrichtung zum Abfühlen einer Kante des Bandes und zum Erzeugen von Signalen, die die abgelesene Kante des Bandes repräsentieren, und eine Auslenkeinrichtung zum Auslenken des Motors im Uhrzeigersinn um N Schritte und gegen den Uhrzeigersinn um N Schritte sowie zum Auslenken des Bandes zu einer gewünschten Kantenposition, wenn eine abgelesene Kantenposition einen vorbestimmten erlaubten Höchstwert überschreitet.
Als Merkmale der vorliegenden Erfindung umfaßt die Vorrichtung eine Walze, die angeordnet ist, um einen Teil des über sie laufenden Bandes zu halten, und eine Einrichtung um die Walze drehbar zu halten. Ein Motor ist mit der Einrichtung verbunden, die die Walze drehbar hält, und wird verwendet, um eine Walze in einer gewünschten Richtung auszurichten. Eine weitere Einrichtung ist vorgesehen, um den Betrieb des Motors automatisch zu steuern, so daß dieser das Band auf der Walze zentriert. Um die Steuerung der lateralen Ausrichtung des Bandes zu verbessern, ist ein Verfahren angegeben, das zusammen mit der Vorrichtung verwendet wird, um eine aktualisierte Auslenksteuerstärke oder einen Koeffizienten zu bestimmen, der für die Steuerung des Motorbetriebs verwendet werden kann, um die Auslenkwalze einzustellen.
Die vorliegende Erfindung ist besonders geeignet für die Verwendung in einem elektrofotografischen oder elektrostatografischen Druckgerät.
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß eine verbesserte Einrichtung zum Steuern der lateralen Bewegung eines sich bewegenden Bandes in einem elektrofotografischen Druckgerät angegeben ist.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Einrichtung zum Bestimmen des Auslenkkoeffizienten für das Photorezeptorband während der Systeminitialisierung eines Druckgerätes vorgesehen. Dabei werden die Systemauslenkdaten für jedes einzelne Druckgerät während des Setups des Gerätes initialisiert.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht die periodische Kalibrierung eines Auslenkkoeffizienten für das Photorezeptorband jedes Gerätes. Auch wenn sich die Eigenschaften der Komponenten eines Bandmoduls eines bestimmten Gerätes während des Betriebs des Gerätes ändern, wodurch sich die Auslenkrate verändert, werden mit einer derartigen periodischen Kalibrierung Auslenkdaten ermittelt, die einen akkurateren Auslenkkoeffizienten für das besondere Gerät bieten.
Ein weiters Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß ein Verfahren zum Bestimmen eines Auslenkkoeffizienten für das Photorezeptorband eines bestimmten Druckgerätes vorgesehen ist, das sowohl eine Systeminitiahsierung wie eine periodische Neukalibrierung vornimmt.
Andere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch die folgende ausführliche Beschreibung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen verdeutlicht, wobei
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht ist, die ein Bandmodul eines Hochlicht-Druckgeräts mit einem Durchlauf darstellt, bei dem die Merkmale der vorliegenden Erfindung angewendet sind,
Fig. 2A eine schematische perspektivische Ansicht ist, die ein Bandmodul und insbesondere die Auslenk-/Spannwalze, die damit verbundene Motorsteuerung und den Motor zeigt, die in dem Druckgerät von Fig. 1 verwendet werden,
Fig. 2B eine schematische Seitenansicht ist, die den Bereich H von Fig. 1 herausstellt,
Fig. 3 eine perspektivische, teilweise aufgeschnittene Ansicht der Auslenk- /Spannwalzen-Anordnung ist,
Fig. 4 eine perspektivische Ansicht eines Bandkantensensors ist,
Fig. 5 eine Draufsicht auf eine Bandkante, mit einer "Z"-Sensorschlitzanordnung ist,
Fig. 6 ein Blockdiagramm eines aktiven Bandauslenksystems ist,
Fig. 7 eine Ansicht mit drei Walzen ist,
Fig. 8 ein Flußdiagramm ist, das das Verfahren für das Aktualisieren des Auslenkkoeffizienten zeigt, und
Fig. 9 eine grafische Wiedergabe der Ergebnisse für ein Verfahren ist, das verwendet wird, um eine Berechnung des Auslenkkoeffizienten in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung zu erhalten.
Um ein allgemeines Verständnis des beispielhaften elektrofotografischen Druckgeräts mit den Merkmalen der vorliegenden Erfindung zu ermöglichen, wird im folgenden auf die Zeichnungen Bezug genommen. In den Zeichnungen werden durchgängig gleiche Bezugszeichen verwendet, um identische Elemente zu bezeichnen. Fig. 1 stellt in schematischer Weise die verschiedenen Elemente eines elektrofotografischen Druckgeräts dar, das den Mechanismus zum Halten und Auslenken des Bandes der vorliegenden Erfindung verwendet. Der Mechanismus zum Halten und Auslenken des Bandes ist besonders gut für die Verwendung in einem elektrofotografischen Druckgerät geeignet, wobei jedoch aus den folgenden Erläuterungen deutlich werden sollte, daß er ebensogut für die Verwendung in einer Reihe von Bürogeräten sowie anderen Geräten geeignet ist, die ein sich bewegendes Band verwenden, wobei die laterale Bewegung des Bandes gesteuert werden muß, so daß die vorliegende Erfindung in ihrer Anwendung keinesfalls auf die besondere hier gezeigte Ausführungsform beschränkt ist.
Fig. 1 zeigt ein Hochlich-Farbdruckgerät mit einem Durchlauf. Das Druckgerät verwendet ein Band 10 mit einer Photorezeptoroberfläche 12, die auf einem leitenden Substrat 14 angeordnet ist. Die Photorezeptoroberfläche 12 kann vorzugsweise aus einer Selenlegierung und das leitende Substrat 14 aus einer Aluminiumlegierung hergestellt sein. Das Band 10 bewegt sich in der Richtung des Pfeils 16, um aufeinanderfolgende Teile der Photorezeptoroberfläche 12 sequentiell durch die verschiedenen Verarbeitungsstationen zu befördern, die entlang des Bewegungswegs des Bands angeordnet sind. Das Band 10 ist um eine Wendewalze 18, eine Auslenk-/Spannwalze 20 und eine Antriebswalze 22 geführt. Die Auslenk- /Spannwalze 20 ist federnd befestigt. Bandendeführungen oder Flansche sind an gegenüberliegenden Seiten des Bandes angebracht und definieren einen Durchgangsweg, durch den das Band 10 hindurchgeht. Die Antriebswalze 22 greift in das Band 10 und befördert es in der Richtung des Pfeils 16. Die Antriebswalze 22 wird durch einen Motor 24 gedreht, der über eine geeignete Einrichtung, wie ein Band, mit der Walze verbunden ist.
Ein Gebläsesystem kann mit der Wendewalze 18 und der Auslenk- /Spannwalze 20 verbunden sein. Wenn gewünscht, können die Wendewalze 18 und die Auslenk-/Spannwalze 20 kleine Löcher an ihrer Umfangsoberfläche autweisen, die mit einer Innenkammer kommunizieren. Das Gebläsesystem leitet ein Druckfluid, d.h. ein komprimiertes Gas wie Luft, in die Innenkammer. Das Fluid tritt aus der Innenkammer durch die Öffnungen aus, um einen Fluidfilm zwischen dem Band 10 und der entsprechenden Walze, d.h. der Wendewalze 18 bzw. der Auslenk- /Spannwalze 20 zu bilden. Auf diese Weise trägt der Fluidfilm das Band wenigstens teilweise, wenn dieses über die entsprechende Walze läuft, was die Reibung zwischen dem Band und der Walze vermindert.
Wie weiterhin in Fig. 1 gezeigt, sind die Stationen A, B, C und D derart angeordnet, daß sie aufeinanderfolgend jeweils rote, blaue, grüne und schwarze Bilder erzeugen. Jede Station A, B, C und D lädt das Band 10 separat auf, belichtet es und entwickelt Bilder auf ihm. Beim Aufladen wird die Photorezeptoroberfläche 12 des Bandes 10 auf ein relativ hohes, im wesentlichen gleichmäßiges Potential aufgeladen. Als nächstes wird ein digitales Bild eines zu kopierenden Originalbildes durch einen LED-Bildbalken auf dem Band 10 belichtet. Die aufgeladene Photorezeptoroberfläche 12 wird selektiv durch das Lichtbild des Originaldokuments entladen. Dadurch wird en elektrostatisches Latenzbild auf der Photorezeptoroberfläche 12 aufgezeichnet, das mit den ausgewählten Informationsbereichen im Originalbild übereinstimmt.
Dann wird während der Entwicklungsprozedur die Entwicklermischung der jeweiligen Station in Kontakt mit dem auf der Photorezeptoroberfläche 12 des Bandes 10 aufgezeichneten Latenzbild gebracht. Die Entwicklermischung umfaßt Trägerkörnchen, an denen Tonerpartikeln für die ausgewählten Informationsbereiche triboelektrisch haften. Das Latenzbild zieht den Toner von den Trägerkörnchen an, so daß ein Tonerpulverbild auf der Photorezeptoroberfläche 12 des Bandes 10 gebildet wird.
Die durch die Stationen A, B, C und D auf der Photorezeptoroberfläche 12 des Bandes 10 aufgezeichnete Tonerpulverbilder wird dann zur Übertragungsstation E transportiert. Bei der Übertragungsstation E wird ein Blatt aus einem Trägermaterial 26 in Kontakt mit den Tonerpulverbildern auf der Photorezeptoroberfläche 12 gebracht. Das Blatt aus Trägermaterial wird durch eine Blatteinzugeinrichtung 28 zur Übertragungsstation befördert. Vorzugsweise enthält die Blatteinzugeinrichtung 28 eine Einzugswalze, die das oberste Blatt von einem Stapel aus Blättern aus Trägermaterial kontaktiert. Die Einzugswalze dreht sich dabei, um das oberste Blatt vom Stapel wegzubefördern. Das Blatt aus Trägermaterial 26 wird in einer zeitlich abgestimmten Sequenz in Kontakt mit der Photorezeptoroberfläche 12 des Bandes 10 bewegt, so daß die entwickelten Tonerpulverbilder das Blatt aus Trägermaterial an der Übertragungsstation E kontaktieren. Die Übertragungsstation E enthält eine Koronaerzeugungseinrichtung, die einen lonenstrahl auf die Rückseite des Blattes 26 richtet. Dadurch wird das Tonerpulverbild von der Photorezeptoroberfläche 12 auf das Blatt 26 gezogen. Nach der Übertragung bewegt sich das Blatt weiter in der Richtung des Pfeils 16 und wird vom Band 10 gelöst, indem die Ladung neutralisiert wird, die das Blatt 26 am Band 10 haften läßt. Das Blatt wird vom Band 10 zu einer Fixierstation F bewegt, die das übertragene Tonerpulverbild auf dem Blatt 26 fixiert. Auf diese Weise wird das Tonerpulverbild permanent auf dem Blatt 26 fixiert. Nach der Fixierung wird das Blatt 26 weiterbefördert, damit es aus dem Druckgerät entnommen werden kann.
Nachdem das Blatt aus Trägermaterial von der Photorezeptoroberfläche 12 des Bandes 10 gelöst ist, bleiben immer einige Partikeln auf dieser haften. Diese restlichen Partikeln werden an der Reinigungsstation G von der Photorezeptoroberfläche 12 entfernt. Die Reinigungsstation G umfaßt drehbar befestigte faserige Reinigungswalzen/-bürsten 30, die die Photorezeptoroberfläche 12 des Bandes 10 kontaktieren. Die Partikeln werden durch die Drehung der Reinigungswalzen/bürsten 30 von der Photorezeptoroberfläche 12 entfernt. Auf das Reinigen folgend wird die Photorezeptoroberfläche 12 durch eine Entladungslampe flutbelichtet, um eine verbliebene restliche elektrostatische Ladung abzuleiten, bevor die Photorezeptoroberfläche 12 für den nächsten Bilderzeugungszyklus aufgeladen wird. Die Trägerwalzen 32 und die Isolationswalzen 34 sind vorgesehen, um das Band 10 über seine gesamte Länge zu tragen.
Die vorstehende Beschreibung wird für den Zweck der vorliegenden Anmeldung als ausreichend betrachtet, um den allgemeinen Betrieb eines elektrofotografischen Druckgeräts darzustellen.
Mit Bezug auf den besonderen Gegenstand der vorliegenden Erfindung stellt Fig. 2A eine Struktur zum Aufrechterhalten der lateralen Ausrichtung des Bandes 10 während der Bewegung des Bandes 10 in der Richtung des Pfeils 16 dar, wobei eine Anordnung enthalten ist, die das Erhalten und Implementieren von aktualisierten Auslenkkoeffizienten ermöglicht.
Die Auslenk-/Spannwalze 20 wird schwenkbar durch einen Bügel 40 gehalten. Der Bügel 40 umfaßt ein U-förmiges Glied 42, in dem die Auslenk-/Spannwalze 20 befestigt ist. Eine Stange 44, die ein Stiftgelenk 44a aufweist, erstreckt sich vom Zentrum des U-förmigen Glieds 42 und ist drehbar in einem festen Rahmen befestigt. Vorzugsweise wird die Stange 44 in einer geeigneten Halterung 45 gehalten, die die Reibung während des Schwenkens minimiert. Die Längs- oder Auslenkachse 44 ist im wesentlichen normal zu der Längsachse der Walze 20. Auf diese Weise schwenkt die Walze 20 in der Richtung des Pfeils 46 um die Drehachse der Stange 44. Die Auslenkachse der Drehung steuert die laterale Verschiebung des Bandes. Vorzugsweise spannt oder drückt eine Spannfeder 48 oder ähnliches die Auslenk-/Spannwalze 20 federnd von der Wendewalze 18 und der Antriebswalze 20 weg, um eine Spannung des Bandes 10 aufrechtzuerhalten.
Der Auslenkmotor so ist mit der Auslenk-/Spannwalze 20 verbunden. Der Motor kann ein Schrittmotor oder ein anderer geeigneter Motor sein. Der Auslenkmotor 50 weist einen Nocken 50a auf, vorzugsweise einen linearen Nocken, der auf der Motorwelle befestigt ist, wobei der Nocken gegen den Block 50b drückt, der als Teil des Bügels 40 positioniert ist. Die Drehung des Motors verursacht, daß der Bügel aufgrund der Nocken-/Blockanordnung in gewünschter Weise schwenkt. Der gesteuerte Motorbetrieb wird durch die Motorsteuerung 52 vorgenommen. Eine Rückhaltefeder 53 spannt die Auslenk-/Spannwalze 20 vor, damit diese der Aktion des Nockens vom entgegengesetzten Ende entgegenwirkt.
Fig. 2B bietet eine ausführlichere Ansicht des Bereichs H von Fig. 1, die die Lokation der Auslenk-/Spannwalze 20, des Nockens 50a, der Isolationswalzen 34, des Bandes 10 und eines Sensors 54 zeigt. Wie aus dieser Zeichnung entnommen werden kann, verursacht eine Bewegung der Auslenk-/Spannwalze 20, daß der Winkel des Bandes 10 zwischen den Isolationswalzen 34 und der Auslenk- /Spannwalze 20 verändert wird. Die Zeichnung zeigt die Auslenk-/Spannwalze und den Nocken in ihren normalen sowie in ihrer ausgefahrenen oder gedrehten Position.
Fig. 3 zeigt die Bügelanordnung von Fig. 2A in einer Schnittperspektive, wobei das Band der deutlicheren Darstellung halber weggelassen wurde. Dabei ist zu beachten, daß der Motor einen Räderzug aufweisen kann und daß eine andere mechanische Verbindung zwischen dem Nocken und dem Bügel vorgesehen sein kann.
Fig. 4 und 5 geben eine Möglichkeit des Ablesens der Bewegung des Bandes in einer bevorzugten Ausführungsform an. Ein Bandkantensensor 54 ist in dem Druckgerät derart positioniert, daß das Band 10 durch eine Schlitzöffnung 56 hindurchgeht. Ein Licht (z.B. LED) von den Drähten 58 beleuchtet den Schlitz 56 in gewünschter Weise. Drähte 60 für analoge Lateralpositionssignale von einem Detektor (nicht gezeigt) sind an der Unterseite des Schlitzes 56 positioniert. Wenn das Band 10 durch den Schlitz 56 hindurchgeht, wird das Licht teilweise blockiert. Diese Information wird dann von den analogen Lateralpositionssignaldrähten 60 zum Detektoreement (nicht gezeigt) übertragen. Die durch den Detektor (nicht gezeigt) abgelesene analoge Ausgangsspannung ist proportional zu der lateralen Position des Bandes gegenüber einem vorbestimmten Bezugspunkt. Das Analogsignal wird dann konditioniert, digitalisiert und weiter zu einer Steuerschatung für die Einstellung der Bandposition gesendet. In einer Ausführungsform kann die Steuerschatung in der Motorsteuerung 52 untergebracht sein. In anderen Ausführungsformen kann ein Steuercomputer verwendet werden (nicht gezeigt).
Fig. 5 zeigt eine detaillierte Ansicht einer diagonalen Linienmarke auf dem Band 10. Diese diagonale Linienmarke weist die Form eines "Z-Loch"-Musters auf. Wenn sich das auf dem Band angebrachte "Z-Loch"-Muster mit dem Band unter dem Bandkantensensor 54 hindurch bewegt, fühlt der Sensor einen Weg ab, der über das Muster läuft. Unter Verwendung de "Z-Loch"-Musters kann die Position des Bandes akkurat bestimmt werden. Dabei ist zu beachten, daß andere Linienmarkenmuster wie ein "N-Loch"-Muster implementiert werden können.
Der "Z-Loch"-Muster-Sensor ist in EP-A-0,494, 105 beschrieben.
Das in Fig. 4 und 5 gezeigte Feststellungsschema kann in einer aktiven Bandauslenkanordnung, wie sie allgemein in Fig. 6 gezeigt ist, implementiert werden. Das System umfaßt ein Band 10, eine Auslenk-/Spannwalze 20, Isolationswalzen 34 und eine Struktur zum Halten der Walzen und des Bandes. Das Ablesen der lateralen Position kann unter Verwendung eines "Z-Loch"-Sensors 62 oder, wie in Fig. 6 gezeigt, durch eine Anordnung vorgenommen werden, die einen Bandkantensensor 64, einen Signalverstärker 66 und einen A/D-Wandler 68 umfaßt. In einem automatischen Auslenkmodus, der einen Kantensensor verwendet, empfängt ein Positionsberechnungsblock 70 die abgelesenen Daten aus dem ND-Wandler, um die Position des Bandes zu berechnen. Eine Proportional-Integral- Derivativ-Steuerung (PID) 72 implementiert die Positionsdaten, die aus den durch den Sensor abgelesenen Daten erhaltenen werden, um Steuersignale für das Kompensieren unerwünschter Bewegungen des Bandes vorzusehen. Eine Schaltung 74 zum Kompensieren eines Spiels ist im automatischen Auslenkmodus A vorgesehen, um ein nicht erwünschtes Spiel in der Bewegung des Bandes und des Motors zu reduzieren. Die Motorsteuerung 52 nimmt die erzeugten Korrektursignale aus der Proportional-Integral-Derivativ-Steuerung (PID) 72 vor und leitet diese Signale an den Motor. Wenn gewünscht, kann eine doppelt exzentrische Auslenkwalzenkurbel 76, die der in Fig. 2 gezeigten Nocken-Block-Anordnung ähnlich ist, in Verbindung mit dem Motor 50 implementiert werden, um die Auslenkwalze 20 zu einer entsprechenden Position zu bewegen. Ein Auslenkkoeffizient 78 wird verwendet, um die im System erforderliche richtige Kompensation der Bewegung vorzusehen.
Ein charakteristischer Auslenkkoeffizient für Druckgeräte und andere Geräte, die eine Anordnung mit einem sich bewegenden Band verwenden, kann durch eine Berechnung nicht verläßlich vorausgesagt werden. Außerdem ist bekannt, daß der Koeffizient gegenüber geringfügigen Deformationen der Gerätestruktur empfindlich ist, wie sie auftreten können, wenn die Band-Subanordnung bei der Wartung herausgezogen und wieder eingesetzt wird. Veränderungen des Koeffizienten können auch auftreten, wenn die Dimensionen der einzelnen Bänder 10 variieren. Vor der vorliegenden Erfindung wurde der charakteristische Auslenkkoeffizient für ein Druckgerät experimentell an Prototypen abgeleitet, wobei dieser Wert dann auf die gesamte Gruppe der darauf hergestellten Geräte übertragen wurde. Es ist deshalb bisher lediglich möglich gewesen, eine Annäherung an den tatsächlichen Wert für jedes einzelne Gerät zu erhalten. Dieses Vorgehen beeinträchtigt jedoch die Genauigkeit und die Stabilität des gesamten Auslenksteuersystems.
Die vorliegende Erfindung sieht die Fähigkeit vor, wiederholt den Auslenkkoeffizienten zu messen, während das Band in Platz ist. Dies ist also auch möglich, nachdem das Gerät zu seiner Betriebsstelle gebracht wurde und nachdem das Band gewechselt wurde.
Fig. 8 ist ein Flußdiagramm, das das Aktualisieren des Auslenkkoeffizienten darstellt. Die in dem Flußdiagramm wiedergegebenen Operationen können durch die Motorsteuerung 52 oder durch einen Systemcomputer (nicht gezeigt) gesteuert werden. Zu Beginn wird, wie in Block 80 gezeigt, der automatische Auslenkmodus aktiviert, urn das Band zu einem vorbestimmten Punkt zu auszulenken (82). Wenn sich das Band an dem vorbestimmten Punkt befindet, wird der automatische Auslenkmodus deaktiviert (84). Der Auslenkmotor wird dann im Uhrzeigersinn um eine vorbestimmte Anzahl von Schritten gedreht (86), und die durchschnittliche Bandwanderung (Yin) und die Bandwanderrate (dYin) werden pro Umlauf des Bandes in ihrer Distanz für eine vorbestimmte Anzahl von Bandumläufen, z.B. vier Umläufe (siehe Fig. 9), gemessen (88). Dann wird der automatische Auslenkmodus wieder aktiviert (90) und das Band wird zurück zu dem vorbestimmten Punkt ausgelenkt (92). Die automatische Auslenksteuerung wird wieder deaktiviert (94), der Auslenkmotor wird gegen den Uhrzeigersinn für eine vorbestimmte Anzahl von Schritten gedreht (96) und die durchschnittliche Bandwanderung (Yout) und Wanderrate (dYout) werden für eine vorbestimmte Anzahl von Bandumläufen gemessen (98). Dabei ist zu beachten, daß das Bestimmen der "Auswanderung" vorgenommen werden kann, bevor das "Einwandern" bestimmt wird. Es kann auch eine beliebige Anzahl von Bandumläufen verwendet werden, wobei die Anzahl jeweils identisch sein sollte. Unter Verwendung der in der oben genannten Weise erhaltenen Daten wird eine aktualisierte Auslenksteuerstärke oder ein Koeffizient bestimmt (100).
Fig. 9 ist eine grafische Wiedergabe der abgelesenen Kantendaten, die erhalten werden können, während das Band nach innen oder nach außen driftet. Wie weiterhin in Fig. 9 gezeigt, umfaßt ein Verfahren zum Bestimmen des Auslenkkoeffizienten;
1. Drehen der Auslenkwalze nach einer Seite, um ein mögliches Spiel zu beseitigen.
2. Drehen der Auslenkwalze in derselben Richtung um N Schritte, Sperren der Auslenkwalze, Laufen des Bandes um 3 Umläufe, Eingeben der Bandkantendaten in ein Array Y(3n) mit einer festen Abtastrate, die einem Verarbeitungs-Codier-Takt mit n Abtastungen pro Bandumlauf entspricht.
3. Berechnen der Neigung B(i), der Koordinatenstrecke A(i) der linearen Regression für jeden der n Datensätze, die sich aus Y(i), Y(n+i), Y(2n+i) zusammensetzen, Finden der Bandwanderrate (Distanz pro Umlauf pro N Auslenkschritten) durch das Bilden des Durchschnitts der n Neigungsdaten, wobei Yin = (Σ B(i))÷n.
4. Berechnen des Korrelationskoeffizienten CC(i) für jeden Satz von Y(i), Y(n+i), Y(2n+i).
5. Wiederholen der Schritte 1 bis 4, um Yout zu finden.
6 Die durchschnittliche Bandwanderrate Cs (Auslenkkoeffizient) kann dann bestimmt werden, indem der Durchschnitt von Yin und Yout genommen wird, wobei: Cs = (Yin+Yout) ÷ 2.
Dabei ist es wichtig, daß die Werte B(1) .. B(m).. B(n) dicht liegen. Wenn ein CC(i) weit von ± 1 liegt, besteht die Wahrscheinlichkeit, daß das Auslenksystem nicht stabil ist.
In einem idealen Zwei-Walzen-System liegt der auf einem bestimmten Zwei- Walzen-Modell basierende Auslenkkoeffizient bei
Cs = 0,2551 δy ÷δx wobei
Cs = Auslenkkoeffizient (CS)
δy = die durchschnittliche Bandwanderung pro Bandumlauf, (gleich 1/2 (dYin + dYout)), wobei angenommen wird, daß die Wanderrate in der Nähe des gesetzten Punktes ungefähr gleich ist, und
δx = die berechnete Versetzung am Bügelende für die Anzahl der Auslenkschritte.
Nachdem der aktualisierte Auslenkkoeffizient erhalten wurde, kann das Gerät dann in den automatischen Auslenksteuermodus zurückgeschaltet werden, der dann den neuen Koeffizienten verwendet. Der erhaltene Auslenkkoeffizient wird dann in einem bekannten Steuerschema für die folgende Bandauslenksteuerung verwendet. Durch die Implementierung dieses Verfahrens wird eine höheres Maß an Genauigkeit beim Steuern der Bewegung des Bandes erhalten.
Die vorliegende Anmeldung gibt das Aktualisieren des Auslenkkoeffizienten in einem Gerät an, das ein PID-Steuerschema verwendet, wobei aber zu beachten ist, daß das Aktualisieren des Auslenkkoeffizienten in anderen Steuerschemata verwendet werden kann, darunter eine Proportionale-Derivativ-(P+D)-Steuerung oder eine Vorlauf-Nachlauf-Reihen-Filter-Steuerung.
Fig. 7 zeigt eine Draufsicht auf ein Drei-Walzen-System, bei dem die Auslenkwalze 20 eingestellt wird, um eine Bewegung des Bandes zu kompensieren.
Aus den vorstehenden Erläuterungen dürfte hervorgegangen sein, daß in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Verbessern der Steuerung des Kompensation des lateralen Bewegung eines Photorezeptorbandes angegeben ist, so daß sich das Band auf einem vorbestimmten Weg bewegt.

Claims

1. Verfahren zum Ausführen einer Auslenksteuerung eines endlosen Bandes (10), das sich entlang eines vorbestimmten Weges bewegt, mit Hilfe eines Auslenkmotors (50), wenn sich das Band (10) lateral in einer Richtung quer zu der Bewegungsrichtung des Bandes entlang des vorbestimmten Weges bewegt, wobei das Verfahren folgende Schritte umfaßt;

a) Auslenken des Bandes (10) zu einer vorbestimmten Position,

b) Drehen des Auslenkmotors (50) im Uhrzeigersinn um N Auslenkschritte,

c) Messen des durchschnittlichen Einwanderns des Bandes (Yin) und des Rate des Einwanderns des Bandes (dYin) bei X Bandumläufen,

d) Auslenken des Bandes (10) zurück zu der vorbestimmten Position,

e) Drehen des Auslenkmotors (50) gegen den Uhrzeigersinn um N Auslenkschritte,

f) Messen des durchschnittlichen "Auswanderns" des Bandes (Yout) und der Rate des Auswanderns (dYout) bei X Bandumläufen, und

g) Bestimmen eines Auslenksteuerkoeffizienten (Cs) des Bandes (10) aus den zuvor in Schritt c) und f) erhaltenen Messungen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei Schritt a) durch das Aktivieren eines automatischen Auslenkmodus bewerkstelligt wird und wobei Schritt d) durch das erneute Aktivieren des automatischen Auslenkmodus bewerkstelligt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2. wobei der automatische Auslenkmodus ein Steuerschema mit wenigstens einer der folgenden Steuerungen verwendet: (i) eine Vorlauf-Nachlauf-Reihensteuerung, (ii) eine Proportional-Derivativ-Steuerung, oder (iii) eine Proportional-Integral-Derivativ-Steuerung.

4. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, das folgende Schritte aufweist:

Speichern von Bandkantendaten in einem Array mit einer festen Abtastrate, die einem Verarbeitungs-Codierer-Takt mit n Abtastungen pro Bandumlauf entspricht,

Berechnen der Neigung B(i), der Koordinatenstrecke A(i) der linearen Regression für jeden der n Datensätze, die sich aus Y(i), Y(n+i), Y(2n+i) zusammensetzen,

Bestimmen der Bandeinwanderrate durch das Bilden des Durchschnitts der n Neigungsdaten gleich (Σ B(i))÷n,

Bestimmen der Bandauswanderrate durch das Bilden des Durchschnitts der n Neigungsdaten gleich (Σ B(i))÷n,

Berechnen des Korrelationskoeffizienten CC(i) für jeden Satz von Y(i), Y(n+i), Y(2n+i), und

Bestimmen des Auslenksteuerkoeffizienten (Cs) als (Yin+Yout)÷2.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis3, wobei das Band (10) durch wenigstens zwei Walzen getragen wird und wobei der Schritt g) das Anwenden der folgenden Beziehung umfaßt

Cs = 0,2551δy/δx

wobei

δy die durchschnittliche Bandwanderung pro Bandumlauf und gleich (dYin+dYout)÷2 ist, wobei dym gleich der Bandeinwanderrate und dYout gleich der Bandauswanderrate ist, und wobei 6x die Versetzung des Auslenkb"gelendes f"r die Anzahl der Auslenkschritte ist.

6. Verfahren zum Halten eines endlosen Photorezeptorbandes innerhalb von vorbestimmten Parametern, wobei der Photorezeptor in einem elektrofotografischen Druckgerät angeordnet ist, um sich entlang eines vorbestimmten Weges durch eine Vielzahl von entlang des Weges angeordneten Verarbeitungsstationen zu bewegen, wobei das Verfahren Schritte in Übereinstimmung mit wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche umfaßt.

7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei der Auslenkkoeffizient (C&sub9;) bestimmt wird, wenn das elektrofotografische Druckgerät angeschaltet wird.

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7. das weiterhin einen Schritt zum Drehen einer Auslenkwalze zu wenigstens einer Seite des elektrofotografischen Druckgeräts umfaßt, um ein Spiel zu beseitigen.

9. Vorrichtung zum Ausüben einer Auslenksteuerung eines endlosen Bandes (10), das sich entlang eines vorbestimmten Weges bewegt, in Übereinstimmung mit wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, wenn sich das Band (10) lateral quer zu der Bewegungsrichtung des Bandes entlang des vorbestimmten Pfades bewegt, wobei die Vorrichtung umfaßt:

eine Walze (20), die angeordnet ist, um einen Teil des über sie laufenden Bandes (10) zu halten,

eine Schwenkeinrichtung (40), um die Walze (20) drehbar zu halten, einen mit der Schwenkeinrichtung (40) verbundenen Auslenkmotor (50), um die Walze (20) in einer gewünschten Richtung zu schwenken,

eine Steuereinrichtung (52) zum automatischen Steuern des Betriebs des Motors (50), um das Band (10) auf der Walze (20) innerhalb von vorbestimmten Parametern zu halten,

eine Sensoreinrichtung (54, 64) zum Abfühlen einer Kante des Bandes (10) und zum Erzeugen von Signalen, die die abgefühlte Kante des Bandes (10) wiedergeben, und

eine Auslenkeinrichtung zum Betreiben des Motors (50) im Uhrzeigersinn um N Schritte und gegen den Uhrzeigersinn um N Schritte sowie zum Auslenken des Bandes (10) zu einer gewünschten Kantenposition, wenn eine abgefühlte Kantenposition einen vorbestimmten erlaubten Höchstwert überschreitet.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei die Sensoreinrichtung (54) ein Kantenmuster (62) auf dem Band (10) abfühlt, das eine Querspur-Position und eine Inspur-Position umfaßt, wobei die Vorrichtung weiterhin eine Speichereinrichtung zum Speichern der Kantenmusterdaten und eine Vergleichseinrichtung zum Vergleichen der abgefühlten Kantenmusterdaten mit den gespeicherten Kantenmusterdaten und zum Ausgeben von Steuersignalen für die Auslenkeinrichtung umfaßt.