JP2008030482A - 像対シートの位置決めのための検出装置および方法 - Google Patents

Abstract

【課題】像対シートの位置決めを検出するための改善された装置を提供すること。
【解決手段】１個以上の中間像担体を有する印刷装置はそれ自体知られている。本発明は、中間像担体からシートへ転写される像の像対シートの位置決めを検出する改善された装置に関する。さらに、本発明は、そのような装置によって像対シートの位置決めを検出する改善された方法に関する。
【選択図】図１

Description

本発明は像対シートの位置決めのためのシート検出装置に関する。さらに、本発明はそのような装置によって像対シートの位置決めを行うための検出方法に関する。

レーザープリンターなどの電子写真印刷装置は、それ自体知られている。これらの装置において、印刷すべき像の電荷潜像は中間の光伝導性ドラムなどの像担体上に形成され、その電荷像は現像され、記録媒体、通常はシート上に転写され、同時にまたは続いて溶融によってシート上に定着される。最終的に、印刷されたシートは、可能なインラインの仕上げ作業を行った後、完成シートまたはシートの組が組み立てられるシート堆積位置に送られる。現像された像を中間像担体から最終像担体として働くシートへ転写するために必要な転写印刷工程ステップのため、シートに対する転写された像の位置は比較的重要であり、容易に不安定になり、特に移動し、通常、あるプリンター部品の磨耗がこの不安定性を招き、シートと像との位置決めの不安定性を招く。
米国特許第５，５５５，０９４号明細書 米国特許第５，５５５，０８４号明細書 米国特許第５，４１４，４９１号明細書 米国特許第６，４００，９１２号明細書 米国特許第６，３４５，１７１号明細書

像対シートの位置決めは、別の従来の走査装置を用いて、完成された印刷シート、好ましくは完成印刷較正シートの周期的な測定によって検出し解析することができる。印刷された較正シートは、較正の目的で所定の参照像をその上に形成するためにプリンターによって処理されたシートである。比較的大きな記録誤差が位置決め中に見出された場合、プリンターは手動で（再）較正することができる。しかし、この知られている方法は比較的面倒であり、時間がかかり、したがって高価である。

本発明の目的は、像対シートの位置決めを検出するための改善された装置を提供することである。

この目的は、中間像担体上に担持された少なくとも１つの像をシートに転写する転写手段と、転写手段の下流に配置された、シートに対する転写された像の位置を検出するための検出手段と、転写手段に沿って上記シートを前進させる前進手段と、検出手段とを含み、前進手段は、シートが転写手段を通過する際にシートの公称位置を制御する、前文による装置を提供することによって達成することができる。上述のように、転写手段と、検出手段と、前進手段とを含む、像対シートの位置決めを行う装置は、ＵＳ５，５５５，０９４（Ｖｅｔｒｏｍｉｌｅら）に開示される。この文献に開示される像対シートの位置決めは、中間の転写されない潜像で行われる。

中間像担体上に形成された像の第１の転写、およびその後のシートに対する転写像の位置をインラインで検出することによって、像対シートの位置決めは比較的迅速に安価に、したがって効率的に検出することができる。さらに、比較的効率的なインラインでの像対シートの位置決め検出によって、本発明による装置は比較的小型に設計することができる。十分な像対シートの位置決め検出を行うために、分離した（従来の）走査装置などの分離した構成要素はもはや必要ではなく、これはさらに像対シートの位置決めの十分な検出を行う上でコスト的に有利である。インラインの像対シートの位置決め検出は印刷工程の正確さについての（フィードバック）情報を与える。印刷精度が所定の精度限界以下に低下した場合、本発明による装置は集められた情報に基づいて（再）較正することができる。「シート」の表現は本文脈において比較的広い意味に解釈すべきであることに留意すべきであり、通常の紙シートが本発明による装置を進行するが、当業者であれば、例えば、プラスチックシート、写真フィルム、および印刷可能な光デジタル媒体（ＣＤ／ＤＶＤ）など、他の種類の記録媒体を使用することも考えられる。

検出手段によって集められた検出結果の信頼性をさらに高めるために、前進手段は、検出手段に対して実質上所定の配向でシートを進行させるようにするのが好ましい。このようにして、シートに対する像の位置が検出される条件を比較的同じに保つことができ、これは像対シートの検出の精度にとって有利である。特定の好ましい実施形態において、前進手段には、検出手段を通過して検出手段から実質上一定の距離シートを前進させるための吸引手段が設けられる。このようにして、光源と前進シートとの間の距離、および光センサーと前進シートとの間の距離が予め定められ、その結果、検出工程を比較的正確に行うことができる。

一実施形態において、検出手段は検出領域を照明するための少なくとも１個の光源と、検出領域によって反射されおよび／または透過した光の量を検出するための少なくとも１個の光センサーとを含む。好ましくは発光ダイオード（ＬＥＤ）によって形成される少なくとも１個の光源と好ましくはフォトダイオードによって形成される光センサーの組み立て体によって、シートに対する像の位置を比較的安価であるが効率的に検出することができる。検出手段の効率を向上させるために、検出手段は光源によって発生した光を検出領域の方向に収束させる少なくとも１個のレンズをさらに含むことができる。このようにして、検出領域によって光センサーの方向に反射された光の量を増加させ、検出手段の精度を向上させることができる。検出領域は、通常それを経由してシートが前進する予め定めた伝達路に配置され、したがって前進手段の一部を構成することができる。

本発明の他の実施形態によれば、装置は検出手段を通過した後のシートに対する転写像の位置を決定する制御器をさらに含む。シートに対する像の位置の決定は、通常アルゴリズムによって実現される。制御器によって計算された像の位置に基づいて印刷精度が求められ、印刷精度が満足できない場合、較正工程を開始して本発明による装置を（再）較正することができる。印刷精度は連続的に監視され、記録誤差が監視された場合、サイズおよび／または記録誤差の数とは独立に装置の較正も連続的に行うことができることが好ましい。ノイズを抑圧するためにフィルターを用いることができる。本発明による装置の印刷精度を求めるために装置によって行われる解析工程を改善するために、装置は、シートに対する像の検出位置をシートに対する像の（予め定めた）所望の位置と比較して、前進手段によって形成されたシート位置決め誤差を求める比較手段をさらに含むことが好ましい。比較手段は制御器の一部を構成することができる。比較情報に基づいて、制御器は通常の印刷精度からの偏差結果を求め、したがって最終的に本発明による装置を調節する必要性を決定するであろう。

装置は１個以上の中間像担体を有するプリンターから形成されることが好ましい。中間像担体の例はドラムまたはベルトである。中間像担体には典型的に、例えば、光伝導性層などの像形成表面層および／または例えばシリコーン層またはフッ化シリコーン層など良好な剥離特性を有する表面層が設けられる。そのようなプリンターの例は、電子写真プリンターおよびインクジェットプリンターを含む、磁性プリンター、静電気プリンターを含む。例えば、電子写真印刷は光への露出による光伝導性表面の選択的放電を含む。露出は表面に潜像を形成し、荷電トナー粒子を誘引または反発する。光伝導性表面上の潜像を現像するために、トナーは乾燥担体ビーズまたは液体媒体に懸濁して表面に輸送することができる。現像されたトナー像は続いて直接、またはさらに１個以上の中間像担体を経由してシート表面に転写される。次いで、トナーは熱と圧力によってシート表面上で溶融される。インクジェットプリンターでは、各々複数のノズルを有する印刷ヘッドを用いて受容部材上に像が画かれる。これらの像は、典型的に、ノズルからのインク液滴を受容部材の方向に噴出する、ノズルに付属する像状制御アクチュエーターによって形成される。水性インク、溶剤インク、ＵＶ硬化インク、およびホットメルトインクを含み、それが放出されるときに液体形状であるかぎり、任意の種類のインクを使用することができる。インクジェット印刷の分野には、熱アクチュエーターならびに圧電アクチュエーターを含む、様々な種類のアクチュエーターが知られる。受容部材は像がその上に形成され、続いて直接またはさらに１個以上の中間像担体を経由してシート表面に転写される中間像担体とすることができる。本発明によって、例えば、モノクロまたは全色プリンターとして、ファクス機械、および／または（光）複写機として装置を使用できることが考えられる。

本発明はまた、本発明による装置によって像対シートの位置決めを検出する方法にも関し、（Ａ）中間像担体上に形成された少なくとも１個の像を上記シートに転写するために転写手段に沿ってシートを進めるステップと、（Ｂ）シートに対する少なくとも１個の転写された像の位置を検出するステップと、（Ｃ）シートに対する少なくとも１個の像の見かけの位置をシートに対する少なくとも１個の像の実際の位置と比較して、シート位置決め誤差を求めるステップとを含む。本発明による方法の利点は、既に包括的に上で説明した。

本発明による方法の一実施形態において、ステップ（Ｂ）の間に転写された像の少なくとも１つのシート縁部に対する位置が求められる。このようにして、シート縁部は参照位置として用いられ、それに対する転写像の位置決めが検出手段によって求められる。

本発明による方法の代替の実施形態において、ステップ（Ａ）中（および単一装置通過中に）に複数の像が中間像担体からシート上に転写される。このようにして、像対シートの位置決めを最適化するために、シート縁部と転写された像の各々の間の互いの距離を求めることができる。特に好ましい実施形態において、複数の転写像の相対（互いの）位置はステップ（Ｂ）中に検出することができる。転写像間の距離は予め定められ、像は正確に知られている長手間隔で印刷されることが好ましい。この意味において、例えば較正ラインなど、各個別の較正マークは個々の像と見なされる。

さらに他の実施形態において、（較正）シート上に転写されている較正マークによって、少なくとも１つの像が形成される。像対シートの位置決め検出を行い、最終的に紙送り機構を較正するには、較正シートは１個以上の較正マークを検出する光センサーが配置された装置を通って進む。較正ロジックは隣接較正マーク間、最終的に較正マークとシート縁部との間の見かけの空間間隔を計算し、それらを知られている間隔と比較して較正マークの位置決め誤差を求める。

ステップ（Ｂ）中に、前進しているシートは検出手段に沿って、検出の信頼性にとって有利な実質上所定の配向に押さえることが好ましい。特に好ましい実施形態において、ステップ（Ｂ）中に、前進しているシートは吸引によって検出手段に対する所定の配向に押さえられる。このようにして、前進しているシートと検出手段との間の距離は実質上一定に保たれ、それによって像対シートの位置決めの精度が高まる。

この意味において、本発明による装置の制御器は、通常検出手段を通過した後のシートに対する転写された像の位置を求めるだけでなく、本発明による方法を実施するようにされることが注目される。

本発明を以下の非制限的な実施形態によって説明する。

図１は本発明によるレーザープリンター１の側面図を示す。レーザープリンター１は、光伝導性材料から作られた回転可能なドラム形状の受光器２を含む。また、レーザープリンター１は、コロナワイヤとしても知られる、電気的ワイヤ３を含み、受光器２に正の電荷を選択的に提供する。（ダイオード）レーザー４と１個以上のレンズ５（その中で１個だけが示される）の光学組み立て体によって、レーザービーム６は受光器２の外部表面７に合焦し、フォトンは静電像を表す表面の位置に選択的領域を放電し、レーザープリンター１の制御器８に記憶された像の負の像を表す。続いて、受光器２は正に荷電しているトナー粉９によって被われ、そのトナー９は受光器２の放電された領域に付着する。トナー９は最初トナーホッパー１０中に保持される。次いで、回転している受光器２は、前進している、通常紙から作られるシート１１に沿って通過し、そのシートは静電像の負の電荷よりも強い負の電荷を与えられ、その結果、シートはトナー粉９を誘引し、それによって負の像を正の像としてシート１１上に転写する。最終的に、レーザープリンター１は溶融器としても知られる一対の加熱ローラー１２を通ってシート１１を通過させ、トナー粉９をシート中に溶融させ、したがってシート１１を仕上げる。シート１１は最初シートトレー１３によって保持され、複数の前進ローラー１５によって所定の通路１４（矢印で示される）を経由してレーザープリンター１を通って進む。ローラー１５、受光器２、トナーホッパー１０、およびレーザー４は、全て制御器８によって制御され、受光器２および前進しているシート１１が正確に同じ速度で動いて像転写を最適化し、印刷品質を最適化することを確実にする。しかし、レーザープリンター１の或る構成要素、例えば前進ローラー１５の磨耗により、像対シートの位置決めは時間とともに不安定になる。像対シートの位置決めのシフトを監視するために、レーザープリンター１はシート１１に対する転写された像の位置を検出するための検出系１６を含む。検出系１６は、光源１７、詳細にはＬＥＤと、レンズ１８の光学組み立て体を含み、光源１７によって発生した光をシート通路１４の方向に合焦する。シート通路１４および／またはこのシート通路１４を進むシート１１によって反射された光は、フォトダイオード１９によって観察することができる。この非制限的な実施形態において、フォトダイオード１９は光源１７に隣接して配置されるが、フォトダイオード１９と光源１７は、シート通路１４を包含して互いに対面して配置することも考えられる。この後者の場合、光の反射ではなくシートを通る光の透過が検出される。光の反射量を測定することによって、シート１１のシート縁部とシート１１上に印刷された像の両方を観察することができる。検出系１６の精度を高めるために、吸引装置２０が設けられて、通過するシート１１と検出系１６間に実質上一定の距離を実現する。吸引装置２０は、複数の穿孔２２を設けた平滑なプレート２１を含み、それを経由して検出系１６に包含されるシート通路１４中にアンダープレッシャを発生させる。検出系１６によって集められた像対シートの位置決めの結果は制御器８に伝達されて、最終的な記録誤差を求める。制御器８によって記録誤差が検出された場合、制御器８は通常前進ローラー１５および／または受光器２および／またはレーザービーム６のタイミングを較正して像対シートの位置決めを補正する。このようにして、像対シートの位置決め検出は印刷工程とインラインおよび同じ装置内で実施することができる。このようにして、像対シートの位置決めは比較的迅速に効率的におよび比較的安価に検出することができる。

図２は図１によるレーザープリンター１に使用するための較正シート２３の平面図を示す。較正シート２３はレーザープリンター１を矢Ｔ方向に進むようにされる。２つの較正ライン（ラインＡおよびラインＢ）がシート２３の前面縁部２４近くのシート１上に、知られている間隔（５ｍｍ）で印刷される。さらに、前面シート縁部２４に対するラインＡの見かけの位置も知られており、この例において５ｍｍに画定される。このシート２３をレーザープリンター１の検出系１６を通して進めることによって、前面シート縁部２４および較正ラインＡとＢが検出される。前面シート縁部に対するラインＡの実際の位置Ｄは、以下の式で計算することができる。
Ｄ＝（時間_{縁部→ラインＡ}／時間_{ラインＡ→ラインＢ}）×Ｉ

式中、時間_{縁部→ラインＡ}は、前面縁部２４の検出とラインＡの検出間の時間差と解釈すべきであり、時間_{ラインＡ→ラインＢ}は、ラインＡの検出とラインＢの検出間の時間差であると解釈すべきである。ラインＡの実際の位置を求めるこの方法の主な利点は、時間の経過とともにこの速度を連続的に一定とすることができないので、シート前進の速度に関するパラメーターが用いられない点である。この変わりやすい、すなわち信頼性のない速度パラメーターを省くことによって、複数の較正ライン（単一較正ラインの替わりに）を用いるこの方法の精度を大きく向上させることができる。前面シート縁部２４に対するラインＡの計算された実際の距離をこのラインＡの見かけの位置と比較することができ、レーザープリンター１の記録誤差の可能性の結果が明らかにされる。この比較ステップ中に記録誤差が明らかになった場合、さらに他の印刷ジョブ中の記録誤差を防止するために較正ステップを実施することができる。

本発明によるレーザープリンターの側面図を示す。 図１によるレーザープリンターに用いるための較正シートの平面図を示す。

符号の説明

１ レーザープリンター
２ 受光器
３ 電気的ワイヤ
４ レーザー
５、１８ レンズ
６ レーザービーム
７ 外部表面
８ 制御器
９ トナー粉
１０ トナーホッパー
１１ シート
１２ 加熱ローラー
１３ シートトレー
１４ シート通路
１５ 前進ローラー
１６ 検出系
１７ 光源
１９ フォトダイオード
２０ 吸引装置
２１ プレート
２２ 穿孔
２３ 較正シート
２４ 前面シート縁部

Claims (9)

1. 中間像担体上に担持された少なくとも１つの像をシートに転写する転写手段と、前記転写手段の下流および溶融手段の下流に配置されたシートに対する転写された像の位置を検出するための検出手段と、転写手段に沿っておよび検出手段に沿って前記シートを前進させる前進手段とを含み、シートが転写手段を通過する際に、前進手段がシートの公称位置を制御する、像対シートの位置決めを検出する装置。
2. 前進手段に吸引手段が設けられて、検出手段を過ぎて検出手段から実質上一定の距離にシートを進める、請求項１に記載の装置。
3. 検出手段が、検出領域を照明するための少なくとも１個の光源と、検出領域から反射された光の量を検出するための少なくとも１個の光センサーとを含む、請求項１から２のいずれか一項に記載の装置。
4. 少なくとも１個の光源が発光ダイオード（ＬＥＤ）によって形成される、請求項３に記載の装置。
5. 装置が、検出手段を通過した後にシートに対する転写された像の位置を求めるための制御器をさらに含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の装置。
6. 装置が、シートに対する像の検出された位置をシートに対する像の所望の位置と比較して、前進手段によって発生したシート位置決め誤差を求める比較手段をさらに含む、請求項１から５のいずれか一項に記載の装置。
7. （Ａ）中間像担体上に形成された少なくとも１個の像を前記シートに転写するために転写手段に沿ってシートを進めるステップと、
   （Ｂ）前記転写手段の下流および前記溶融手段の下流で、シートに対する少なくとも１個の転写された像の位置を検出するステップと、
   （Ｃ）シートに対する少なくとも１個の像の見かけの位置をシートに対する少なくとも１個の像の実際の位置と比較してシート位置決め誤差を求めるステップとを含む、請求項１から６に記載の装置によって像対シートの位置決めを検出する方法。
8. ステップ（Ｂ）中に、少なくとも１個のシート縁部に対する転写された像の位置を求める、請求項７に記載の方法。
9. ステップ（Ｂ）中に、前進しているシートが検出手段に対して所定の配列に吸引によって押さえられる、請求項７および８に記載の方法。

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