JP2008024518A

JP2008024518A - シート前縁部のカールを検出するセンサ装置及び検出方法

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Publication number: JP2008024518A
Application number: JP2007186720A
Authority: JP
Inventors: R Ossman Kenneth; アールオスマンケネス; Stanley J Wallace; ジェイウォレススタンレー; Michael D Borton; ディーボルトンマイケル
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 2006-07-20
Filing date: 2007-07-18
Publication date: 2008-02-07
Anticipated expiration: 2027-07-18
Also published as: JP5144150B2; US20080018913A1; US7545519B2; US7548316B2; US20080019751A1

Abstract

【課題】シート前縁部カールセンサ装置において、印刷媒体の端部のカール量をより安価に測定することである。
【解決手段】シート前縁部カールセンサ装置１００において、カールがゼロの媒体シート基板１０８が通過するパスである媒体シート基板走行パス１０３と、第一発光器１０１と、第一発光器１０１と整合して配置された第二発光器１０２であって、第一発光器１０１から発した光ビームと第二発光器１０２から発した光ビームとが互いに交差するように配置された第一発光器１０１と第二発光器１０２と、第一発光器１０１から発する光ビームを受けるように整合して配置された第一光検知器１０４と、第二発光器１０２から発する光ビームを受けるように整合して第一光検知器１０４と関連して配置された第二光検知器１０５とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、電気写真プリンタに関連する。本発明は、また、プリンタと電子写真プリンタのシート基板カール検出センサ装置の分野に関連する。

印刷媒体シートに生ずるカールは、印刷業界にとって特に大きな問題である。この問題は、画像が高密度の場合と複数のカラーでプリントする場合に状況が悪化する。しかし、シートのカールは、紙のシートに印刷しない場合でも生じ得る。周囲の湿度や紙の湿分が変化するからである。シートがカールすると、適切な給紙が妨げられ、紙詰りが生じたり、給紙が遅れたりする。印刷後のシートにカールが存在すれば、シートの適切な積み重ねや他の仕上げ操作が妨げられる。例えば、カールした印刷シートを積み重ねてセットに、例えば、小冊子のページにするとき、印刷されたシートが平らでないと、小冊子に好ましくない歪みが生じ得る。

さらに、紙のシートに含まれる湿気の量が印刷プロセス自体によって大幅に変化し、カール現象が起こり、さらには悪化する。特に、水性インクジェットで印刷する場合や電子写真印刷でトナーを熱定着する場合、また特にシート端部近くに高密度画像を印刷する場合に、そうである。さらに二重印刷の場合、すなわち、シートを再給紙したり、再循環したりして裏面にも画像を印刷する場合もシートのカール問題が生じる。シートを熱定着器に二回通したり、一方の面に他方の面より高密度画像をプリントしたりする場合があれば、尚更である。

多岐にわたる紙カールセンサと制御装置が電子写真印刷技術において既知である。一例として、正規のシートパス上のシートに接触したり、その動きを妨げたりせずにシートカールを遠隔検出するシートカールセンサが開示されている。このセンサは、走行するシートの一部に対してある角度と直交する角度とで、変位に不感性の光学系を用いて、シート走行方向に実質的に平行な角方向とシート走行方向に実質的に直交する角方向との双方向で作動し、両入力信号の比を取って行われる。上記シートカールセンサが教示するのは、２個のシート照射具、すなわち、走行シートの一部をシート走行方向に実質的に平行な角度で照射するように取り付けられた第一シート照射具と、走行シートの一部をシート走行方向に実質的に直交する角度で照射するように取り付けられた第二シート照射具と、照射が走行シートの照射された部分から略直角に反射されるに連れて第一と第二の両照射具による走行シートの照射光反射を検出し、次いでこの検知された照射光反射レベルに対応した可変制御出力信号を提供するように配置された光検知システムとを備えるセンサである。

そのようなシートカールセンサでは、感知された照射に応答する可変制御出力信号は、前記第一と第二の両照射具の照射で生成され、前記光検知システムから取得された二つの出力制御信号の比である。前記光検知器システムから取得された二つの出力信号の比が、従って、感知された紙カールの量に比例する値である。

シートカールセンサの他の一例は、赤外線発生器の形の放射源と、赤外線センサの形の２個の検知器とを備えるシートカールセンサである。両センサは、シートパスの水平部分に相離れて隣接するように配置され、シートパスに沿ってシート材が走行すると、赤外光ビームがシート材の前縁部で順次遮られるようになっている。センサの箇所で赤外光ビームが遮られる二つの時間の間隔は、シートカールの関数である。

米国特許６，６６８，１５５号明細書

既往技術のシートカールセンサが遭遇する問題の一つは、センサの最大解像度である。高価かつ複雑なソリューションを使用して、０．０１ｍｍの解像度までカールの高さが測定されている。本発明の現在の実施の形態に開示されるのは、一般のプリンタまたは電子写真用プリンタ内で走行する印刷媒体の端部のカール量を安価に測定する改良シートカールセンサである。開示されたシートカールのセンサは、０．０１ｍｍ未満のシートカールまでシートカール高さを測定し得る。

シート前縁部のカールセンサ装置が、システムと方法を含めて、開示される。一般に、第一発光器と第二発光器とは、第一発光器と第二発光器とからの各光ビームが交差するように配置される。第一発光器と第二発光器からの各光ビームは、媒体シート基板走行パスの箇所で交差する。前記媒体シート基板走行パスは、カールがゼロの媒体シート基板のパスである。第一光検知器と第二光検知器とは、第一発光器と第二発光器からの各光ビームを受けるように配置される。シート基板の前縁部に正または負のいずれかのカールを有する媒体シート基板は、第一発光器と第二発光器からの各光ビームを遮る。遮られる時間は、第一光検知器と第二光検知器とで検出される。光ビームの遮蔽時間の遅れは、シート基板のカールに比例し、遮られる順序は、シート基板のカールが、正または負であるかを示す。

本発明に係るシート前縁部カールセンサ装置は、カールがゼロの媒体シート基板が通過するパスである媒体シート基板走行パスと、第一発光器と、前記第一発光器と整合して配置された第二発光器であって、前記第一発光器から発した光ビームと前記第二発光器から発した光ビームとが互いに交差するように配置された第一発光器と第二発光器と、前記第一発光器から発する前記光ビームを受けるように整合して配置された第一光検知器と、前記第二発光器から発する前記光ビームを受けるように整合して前記第一光検知器と関連して配置された第二光検知器と、を備えることを特徴とする。

本発明に係るシート前縁部カールセンサ装置は、前記両光ビームが、前記媒体シート基板の走行パスと交差することを特徴とする。

本発明に係るシート前縁部カールセンサ装置は、前記第一発光器と前記第二発光器とが、前記第一光検知器と前記第二光検知器とからは前記媒体シート基板走行パスのそれぞれ反対側に配置され、前記両光ビームが前記媒体シート基板走行パスと交差し、かつ、前記媒体シート基板の前縁部箇所でカールがゼロである媒体シート基板が、前記両光ビームから発する前記光ビームを略同時に遮ることを特徴とする。

本発明に係るシート前縁部カールセンサ装置は、第一発光器と、前記第一発光器と整合して配置された第二発光器と、において、前記第一発光器から発した光ビームと前記第二発光器から発した光ビームとが互いに交差するように配置された第一発光器と、第二発光器と、前記第一発光器から発する前記光ビームを受けるように整合して配置された第一光検知器と、前記第二発光器から発する前記光ビームを受けるように整合して前記第一光検知器と関連して配置された第二光検知器と、前記第一光検知器と第二光検知器とが、光ビームの遮りを示す出力信号を提供するタイミング装置と、を備えること特徴とする。

本発明に係るシート前縁部カール検出方法は、カールがゼロの媒体シート基板が通過するパスである媒体シート基板走行パスを提供するステップと、第一発光器と、前記第一発光器と整合して配置された第二発光器であって、前記第一発光器から発した光ビームと前記第二発光器から発した光ビームとが互いに交差するように配置された第一発光器と、第二発光器とを提供するステップと、前記第一発光器から発する前記光ビームを受けるように整合して配置された第一光検知器と、前記第二発光器から発する前記光ビームを受けるように整合して前記第一発光器と関連して配置された第二光検知器とを提供するステップと、を含むことを特徴とする。

図１は、本発明の好ましい実施の形態に使用するに適応し得るシート前縁部カールセンサ装置１００を示す図である。一般に、シート前縁部カールセンサ装置１００は、マーキングエンジンの走行媒体基板、例えば、電子写真プリンタに使用される紙やＯＨＰフィルムの前縁部の位置を測定するために実装し得る。図１に示されるように、２個の発光器１０１と発光器１０２を媒体走行パス１０３の上に設置し得る。媒体走行パス１０３の下に配置されるのは２個の光検知器１０４と光検知器１０５である。発光器１０１は、発光器１０１から発する光ビームが光検知器１０５に当たるように配置し得る。発光器１０２は、発せられた光ビームが光検知器１０４に当たるように配置し得る。

発光器１０１と発光器１０２は、発光器１０１と発光器１０２から発する光ビームが約４５度の角度で理想的媒体走行パス１０３と交差するように取り付け得る。もっとも、他の実施の形態では他の交差角も可能である。図１に示されるように、発光器１０１と発光器１０２は、光ビームが理想的媒体走行パス１０３に近接し、かつ互いに約９０度の角度で互いに交差するように、紙前縁部カールセンサ１００に取り付けられる。もっとも、他の実施の形態に基づけば他の交差角も可能である。走行媒体のパスに対して、発光器１０１は、これを発光器１０２の前に位置するように取り付け、媒体の走行パス上を走行する媒体基板１０８が第一に発光器１０１の下を通過し、第二に発光器１０２の下を通過するようにし得る。両発光器１０１と１０２は、媒体基板１０８が、センサ装置１００を横断するにつれて、両方の発光器ビームに当たって通過し得るように配置される。

。
媒体基板１０８に対して正のカールは、図１で矢印線１０６で示される。図１で定義の「正のカール」は、矢印線１０６に向いた正の方向の媒体基板前縁部のカールから成るとし得る。「負のカール」は、負の方向で同様に定義され、図１において矢印線１０７で示されている。媒体基板１０８は、図１で僅かに正のカールを有していると示されているが、これは説明目的のみである。

シート前縁部カールセンサ装置１００は、発光器１０１と発光器１０２とから発する各光ビームを遮る時間各々の差を測定することによって作動する。遮蔽時間は、検知器１０４と検知器１０５で検出される。前縁部カールがゼロの理想的走行パス１０３上を走行する媒体基板１０８は、発光器１０１と発光器１０２とから発するビームの交点を通過しながら、検知器１０４と検知器１０５とで同時に感知される光ビームを遮る。発光器１０１と発光器１０２との方向に前縁部の正のカールを有する媒体基板１０８は、発光器１０２から発する光ビームが検知器１０４で検出される前に、発光器１０１から発する光ビームを遮ることが検知器１０５で感知される。同様に、発光器１０１と発光器１０２との反対方向に負の前縁部カールを有する媒体基板１０８は、発光器１０１から発する光ビームが検知器１０５で感知される前に、発光器１０２から発する光ビームを遮ることが検知器１０４で感知される。検知器１０４と検知器１０５とで検出された光ビームの二つの遮蔽間に経過した時間の量は、一般に媒体基板１０８前縁部カールの尺度である。媒体基板カールの方向が、正であるか、または負であるかは、光検知器１０４と光検知器１０５とで検出される光ビームの遮蔽順序で示される。

検知器１０４と検知器１０５とから得られる出力信号はマイクロプロセッサで処理し得る。カール測定解像度は、タイマークロック速度の関数である。タイマークロック速度を増大すれば、より高いカール測定解像度となり、結果としてセンサ感度と精度も増大する。本発明の実施の形態は、媒体基板カール高さ０．０１ｍｍ未満という最大カール解像度を有する。既知であること、かつ制御することが必要なパラメータの一つは、媒体走行速度である。検知器１０４と検知器１０５とで検出される光ビームの遮蔽タイミングは、媒体基板１０８が紙前縁部カールセンサを横切るときの走行媒体速度に直接的に比例する。別法としては、媒体基板１０８の長さが既知の場合、媒体基板速度は、媒体基板１０８の前縁部によって起こされる光ビームの遮蔽タイミングと、媒体基板の後端部が通過した後に検知器１０４または検知器１０５のいずれかで行う光検出の再開とを利用して計算し得る。

図２は、シート前縁部カールセンサ２００の追加された実施の形態を示す図である。図２に示されるように、シート前縁部センサ装置２００は、媒体走行パス２０３の相対抗する側に設置された２個の発光器２０１と発光器２０２とを備える。また、媒体走行パス２０３の相対する側に配置されるのは、２個の光検知器２０４と光検知器２０５である。発光器２０１は、発光器２０１から発する光ビームが光検知器２０５に当たるように配置し得る。発光器２０２は、発せられた光ビームが光検知器２０４に当たるように配置し得る。

シート前縁部カールセンサ装置２００は、シート前縁部カールセンサ装置１００と同様に作動する。発光器２０１と発光器２０２とは、発光器２０１と発光器２０２とから発する光ビームが理想的媒体走行パス２０３と交差するように取り付け得る。図２に示されるように、発光器２０１と発光器２０２とは、光ビームが理想的媒体走行パス２０３に近接し、かつ互いに約９０度の角度で互いに交差するように、紙前縁部カールセンサ装置２００に取り付けられる。もっとも、他の実施の形態に基づけば他の交差角も可能である。走行媒体パスに対して、発光器２０１は、これを発光器２０２の上に位置するように取り付け、走行媒体パス上を走行される媒体基板２０８が発光器２０１と発光器２０２の間を通過するようにし得る。両発光器２０１と２０２は、媒体基板２０８が、センサ２００を横断するにつれて、両方発光器ビームに当たって通過し得るように配置される。

媒体基板２０８に対して正のカールは、図２で矢印線２０６で示される。図２で定義の「正のカール」は、矢印線２０６に向いた正の方向の媒体基板前縁部のカールから成るとし得る。「負のカール」は、負の方向で同様に定義され、図２において矢印線２０７で示される。媒体基板２０８は、図２で僅かに正のカールを有していると示されているが、これは説明目的のみである。シート前縁部カールセンサ装置２００は、発光器２０１と発光器２０２とから発する各光ビームを遮る時間各々の差を測定することによって作動する。遮蔽時間は、検知器２０４と検知器２０５とで検出される。これらのことは、シート前縁部カールセンサ１００の場合と同様である。検知器２０４と検知器２０５とから得られる出力信号は、マイクロプロセッサで処理し得る。シート前縁部カールセンサ装置２００は、既知の自己較正技法を利用し得る。

図３は、好ましい実施の形態に基づき、媒体基板１０８が１ｍ／secの速度でシート前縁部カールセンサ装置１００を通過するに経過する、ある特定の時間の間に光検知器１０４と光検知器１０５とから得られる代表的出力信号の概略図である。図３のプロット３０１は、媒体基板１０８のカールがゼロの条件下に検知器１０４と検知器１０５とから得られる出力信号の例を示す。カールがゼロの条件では、媒体基板１０８は発光器１０１と発光器１０２とから発する光ビームを同時に遮るので、結果として検知器タイマーの時差はゼロとなる。図３のプロット３０２は、媒体基板１０８のカールが正の条件下に検知器１０４と検知器１０５とから得られる出力信号の例を示す。カールが正の条件では、媒体基板１０８は発光器１０１から発する光ビームを第一に、発光器１０２から発する光ビームを第二に遮るので、結果として光検知器出力信号に測定可能な時差が生じる。同様に、図３のプロット３０３は、カールが負の条件の場合を示し、この場合は、媒体基板１０８の前縁部カールが下向きであるので、発光器１０２の光ビームが第一に遮られ、次いで発光器１０１の光ビームが遮られる。前縁部カールセンサ装置２００の光検知器２０４と光検知器２０５とから得られる代表的出力信号の概略図は、図３のものと同様となる。

図４は、好ましい実施の形態に基づいて光ビームが媒体走行パス１０３と約４５度の角度で交差する場合にシート前縁部カールセンサ１００から取得した試験データの例を示す図である。図４では、プロット４００は、媒体基板１０８で遮られた光ビーム間の時差の測定値のリニア関数と基板の前縁部のリニア変位とを示す。プロット４０１は、媒体基板１０８で遮られた光ビーム間の時差の測定値と媒体基板後縁部の変位を示す。

発光器１０１と発光器１０２とから発する光ビームのアラインメントは、ビームが理想的媒体走行パス１０３と正確に交差している場合は、それ以上の較正を必要としない条件である。しかし、発光器の僅かなミスアライメントは、信号間の遅延時間参照値を使って較正可能であり、発光器からのビームに僅かのミスアライメントがあっても最大限の媒体基板カール解像度が得られる。さらに、迷走光を削減したり、ビーム形状を工夫したりすれば、「オン」／「オフ」検知器コントラストを増すことによって光検知器１０４と光検知器１０５とに生じる信号／ノイズ(S/N)比を改良し得る。

図５は、シート前縁部カール検出法のフローチャートを示す。第一に提供するのは、ブロック５０１に示されるように、媒体シート基板の走行パスである。次に、ブロック５０２に示されるように、第一発光器と第二発光器とを提供する。ブロック５０３は、第一発光器と第二発光器とから発する光ビームの方向を整合して、光ビームが媒体シート走行パスと交差するようにするステップを示す。次のステップは、第一発光器と第二発光器と整合した第一光検知器と第二光検知器とを提供するステップとしてブロック５０４に示される。第一発光器と第二発光器とは、ブロック５０５に示されるように、第一光検知器と第二光検知器とからは媒体シート基板の走行パスのそれぞれ反対側に配置される。最後のステップは、タイミング装置（例えば、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、または他のタイミング装置）で第一光検知器と第二光検知器とから取得した出力信号をタイミング処理して、ブロック５０６に示されるように、出力信号の時差がシート前縁部の正または負のカールに比例するようにし、かくして、シート前縁部カール検出方法を提供するものである。

好ましい実施の形態に基づいて実施し得るシート前縁部センサ装置を示す図である。別の一つの実施の形態に基づいて実施し得るシート前縁部センサ装置を示す図である。実施の形態に基づいて図１のセンサの検知器で受理した光ビーム対時間のグラフを示す図である。実施の形態に基づいて時間対開示のセンサの前縁部と後縁部の変位のプロットを示す図である。好ましい実施の形態に基づいて実施し得るシート前縁部カールを検知する方法を示すフローチャートである。

符号の説明

１００，２００シート前縁部カールセンサ装置、１０１，１０２，２０１，２０２発光器、１０３，２０３理想的な媒体走行パス、１０４，１０５，２０４，２０５光検知器、１０６，２０６正のカールの矢印線、１０７，２０７負のカールの矢印線、１０８，２０８媒体基板、３０１，３０２，３０３，４００，４０１プロット。

Claims

カールがゼロの媒体シート基板が通過するパスである媒体シート基板走行パスと、
第一発光器と、前記第一発光器と整合して配置された第二発光器であって、前記第一発光器から発した光ビームと前記第二発光器から発した光ビームとが互いに交差するように配置された第一発光器と第二発光器と、
前記第一発光器から発する前記光ビームを受けるように整合して配置された第一光検知器と、
前記第二発光器から発する前記光ビームを受けるように整合して前記第一光検知器と関連して配置された第二光検知器と、
を備えることを特徴とするシート前縁部カールセンサ装置。
請求項１に記載のシート前縁部カールセンサ装置において、
前記両光ビームが、前記媒体シート基板の走行パスと交差することを特徴とするシート前縁部カールセンサ装置。
請求項１に記載のシート前縁部カールセンサ装置において、
前記第一発光器と前記第二発光器とが、前記第一光検知器と前記第二光検知器とからは前記媒体シート基板走行パスのそれぞれ反対側に配置され、
前記両光ビームが前記媒体シート基板走行パスと交差し、かつ、前記媒体シート基板の前縁部箇所でカールがゼロである媒体シート基板が、前記両光ビームから発する前記光ビームを略同時に遮ることを特徴とするシート前縁部カールセンサ装置。
第一発光器と、前記第一発光器と整合して配置された第二発光器と、において、前記第一発光器から発した光ビームと前記第二発光器から発した光ビームとが互いに交差するように配置された第一発光器と、第二発光器と、
前記第一発光器から発する前記光ビームを受けるように整合して配置された第一光検知器と、
前記第二発光器から発する前記光ビームを受けるように整合して前記第一光検知器と関連して配置された第二光検知器と、
前記第一光検知器と第二光検知器とが、光ビームの遮りを示す出力信号を提供するタイミング装置と、
を備えること特徴とするシート前縁部カールセンサ装置。
カールがゼロの媒体シート基板が通過するパスである媒体シート基板走行パスを提供するステップと、
第一発光器と、前記第一発光器と整合して配置された第二発光器であって、前記第一発光器から発した光ビームと前記第二発光器から発した光ビームとが互いに交差するように配置された第一発光器と、第二発光器とを提供するステップと、
前記第一発光器から発する前記光ビームを受けるように整合して配置された第一光検知器と、前記第二発光器から発する前記光ビームを受けるように整合して前記第一発光器と関連して配置された第二光検知器とを提供するステップと、
を含むことを特徴とするシート前縁部カール検出方法。