JP2010052158A - 連続紙タンデム印刷電子写真装置 - Google Patents

連続紙タンデム印刷電子写真装置 Download PDF

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Abstract

【課題】印刷位置ずれのない良好な品質の印刷物が得られる連続紙タンデム印刷電子写真装置を提供する。
【解決手段】ページ長L、ページ幅Wの連続紙を用い、印刷速度V、ポリゴンミラー回転数R、ビデオクロック周波数F、レーザパワーPに設定された上流側電子写真装置の定着部を通過した連続紙がページ長L’、ページ幅W’になるとき、印刷速度V’ =(L’/L)×V、ポリゴンミラー回転数R’ =(L’/L)×R、ビデオクロック周波数F’ =(L’/L)×(W/W’)×F、レーザパワーP’ =(L’/L)×(W’/W)×Pに下流側電子写真装置を設定する。
【選択図】図1

Description

本発明は、電子写真装置を複数台に連結して、連続紙からなる一つの印刷物を得る連続紙タンデム印刷電子写真装置に係り、特に用紙縮みによる表面と裏面の印刷位置ずれを補正する連続紙タンデム印刷用紙の縮み補正に関するものである。
図5は、電子写真装置の概略構成図である。同図に示されているように、ビデオクロックで伝送されるビデオデータでレーザ光源301のオン/オフを行い、そのレーザ光源301が出射するレーザビーム302を一定の角速度で回転させたポリゴンミラー303で反射させて、一定の速度で回転する感光体ドラム304面上に走査させ、感光体ドラム304の面上に潜像画像が形成される。
レーザビーム302が走査する線上にビームディテクト305を配置して、レーザビーム302を検知すると水平同期信号が出力され、この水平同期信号を契機にビデオデータの出力タイミングを計ることで書き出し位置を正確にする。
トナー306とキャリアがある一定比で混合された2成分現像剤の磁気ブラシで感光体ドラム304上の前記潜像画像を現像し、感光体ドラム304面上にトナー306の付着による画像が可視化される。
感光体ドラム304の周速と一致するようにトラクタ若しくはロール307によって用紙308が搬送され、転写器309により感光体ドラム304面上のトナー306像が用紙308上に転写される。連続紙上に転写された付着トナーは1対の挟持ローラ310で構成された定着機により加圧・加熱され用紙上に定着して一連の印刷プロセスが終了する。
ここでレーザビームを走査するポリゴンミラーの回転数と感光体ドラムの回転数と用紙搬送速度は同期をとる必要があり、同一の発振器を用いる方法が一般的である。
制御クロックを基準に各デバイスを駆動しており、同一の発振器から生成する制御クロックであれば相対的な同期が保証される。異なる発振器で制御すると、連続紙電子写真装置はそのバラツキの差が累積するためデバイスの同期が外れ、正常な装置性能を実現できない。装置の光学仕様と印刷速度と等価な用紙搬送速度及び感光体ドラム回転速度に基づき制御クロックの周波数は一義的に定まり、上述の通り発振器は1つが条件であることから、発振周波数は各デバイスに必要なクロック周波数の最小公倍数から求め、精度の点で水晶発振器を選定する。
このような連続紙電子写真装置を用紙搬送方向の上流と下流に並べて、用紙の表面と裏面を印刷する連続紙タンデム印刷電子写真装置がある。電子写真装置の範疇では高速・高稼働率・低コストで商用の簡易印刷機として市場用途がある。一方、輪転機に代表される専用のオフセット印刷機があるが、手間の掛かる段取り費用を印刷ページ数で賄うため少量生産に不利であり、小部数・小ロットの商業印刷において電子写真装置とオフセット印刷機が競合する市場が形成されつつある。
特開2004−347842号公報 特開2005−186614号公報
近年、連続紙電子写真装置を複数台連結して印刷する需要が高まっている。図6は、連続紙タンデム印刷電子写真装置の概略構成図である。この装置の印刷システムには、図5に示す連続紙電子写真装置を2台連結し、右側の上流装置401は連続紙の表面を印刷して、左側の下流装置402は連続紙の裏面を印刷する両面印刷システム、あるいは上流装置401は黒トナーで、下流装置402はカラートナーで印刷するスポットカラー印刷システムなど様々な組み合せが可能である。この例では、前記上流装置401と下流装置402の間に用紙反転装置403が設けられて、両面印刷システムを構築している。
このシステムで両面印刷すると、上流装置の定着機で用紙の熱収縮が発生するため、下流装置の裏面印刷で表面と印刷位置が合わないという印刷品質上の重要な問題がある。一方で、小部数・小ロットの商業印刷において簡単な操作で低コストに印刷物を生産できることから、前記課題の解決が強く要望されている。
用紙の縮み補正についてレーザクロックの動作周波数、ポリゴンモータの速度、レーザパワーのPWM出力を制御することが前記特許文献1、2などに提案されている。しかしこれらはいずれもカット紙を使用する電子写真装置が対象で、一つの印刷システムで表面印刷と裏面印刷で制御値を切替えて別の時間軸で実施しており、カット紙が故に用紙を反転させて一台で実施する点、ページ間の非印刷時に制御値の切替えに掛かる遷移時間を確保できているが、商業印刷で要求の強いスループットの低下について考慮がなされていない。また主走査、副走査、レーザパワー補正について定量的な定義がない。
連続紙を使用する連続紙タンデム印刷システムでは、処理するページ数が異なるといずれかの稼動を停止してスループットの低下を招き、また表面印刷装置と裏面印刷装置の間で用紙が滞留すると印刷品質の他に障害をきたす。従って、表面印刷装置と裏面印刷装置が同じ時間軸において同じページ数を処理することが必要条件であり、用紙の収縮が発生しても表面に対し裏面の印刷位置が一致することが十分条件となる。
本発明の目的は、このような技術背景に基づいてなされたものであり、印刷位置ずれのない良好な品質の印刷物が得られる連続紙タンデム印刷電子写真装置を提供することにある。
前記目的を達成するため、本発明は、周波数が異なる複数の発振器からクロックセレクト信号で1つのビデオクロックを選択して出力するセレクタと、
入力した画像データに基づき前記ビデオクロックの周波数によりビデオデータを出力するビデオデータ出力部と、
前記ビデオデータに基づきレーザオン/オフ信号を出力してレーザパワー設定信号に基づきレーザパワー信号を出力する露光制御部と、
前記レーザオン/オフ信号に応じてレーザ発光/消灯とレーザパワー信号に応じて所定のレーザパワーで発光するレーザ光源と、
前記レーザ光源のレーザビームが感光体面上を走査するために一定の角速度で回転するポリゴンミラーと、
前記レーザビームの走査により静電潜像が形成される感光体と、
連続紙を搬送する用紙搬送部と、
前記クロックセレクト信号と前記レーザパワー設定信号と印刷速度信号を出力する制御部と、
前記制御部からの印刷速度信号で切り替えて回転駆動クロックを前記ポリゴンミラー、感光体ならびに用紙搬送部に出力する周波数可変出力部と、
前記感光体面上に形成された潜像画像を現像してトナー像を形成する現像部と、
前記用紙搬送部により搬送された連続紙に前記トナー像を転写する転写部と、
転写された前記トナー像を加圧と加熱により連続紙上に定着する定着部とを備えた電子写真装置を、
前記連続紙の搬送方向に沿って複数台連結して、その複数台の電子写真装置によって連続紙に印刷する連続紙タンデム印刷電子写真装置を対象とするものである。
そして本発明の第1の手段は、ページ長L、ページ幅Wの連続紙を用いて、印刷速度V、ポリゴンミラー回転数R、ビデオクロック周波数F、レーザパワーPに設定された上流側電子写真装置の定着部を通過した連続紙がページ長L’、ページ幅W’になるときに、
下流側電子写真装置の印刷速度V’、ポリゴンミラー回転数R’、ビデオクロック周波数F’、レーザパワーP’をそれぞれ下記のように設定する制御部を前記下流側電子写真装置に設けて、
前記連続紙を連続して搬送させながら複数台の電子写真装置で同時に印刷を行うことを特徴とするものである。
印刷速度V’=(L’/L)×V
ポリゴンミラー回転数R’=(L’/L)×R
ビデオクロック周波数F’=(L’/L)×(W/W’)×F
レーザパワーP’=(L’/L)×(W’/W)×P
本発明の第2の手段は前記第1の手段において、
前記連続紙のページ先頭部と幅方向両端部にページ長L、L’ならびにページ幅W、W’を測定するためのマークを設け、
そのページ長L、L’ならびにページ幅W、W’を測定するための例えば反射式光センサーなどのセンサーを、前記上流側電子写真装置の定着部の連続紙搬送方向上流側と、その上流側電子写真装置の定着部の連続紙搬送方向下流側から下流側電子写真装置の定着部の連続紙搬送方向上流側までの間にそれぞれ設置し、
前記上流側電子写真装置の定着部上流側に設置されたセンサーにより測定されたページ長Lとページ幅Wの情報を前記上流側電子写真装置の制御部に入力して、
前記センサーにより測定されたページ長Lとページ幅Wの情報と、前記上流側電子写真装置の定着部下流側から下流側電子写真装置の定着部上流側までの間に設置されたセンサーにより測定されたページ長L’とページ幅W’の情報を前記下流側電子写真装置の制御部に入力する構成になっていることを特徴とするものである。
本発明の第3の手段は前記第1または第2の手段において、
前記複数台のうちの少なくとも1台の電子写真装置によって前記連続紙の一方の面に印刷が施され、前記複数台のうちの他の電子写真装置によって前記連続紙の他方の面に印刷が施されることを特徴とするものである。
本発明は前述のような構成になっており、上流装置の印刷ページ数と下流装置の印刷ページ数を処理する時間が同じで、良好なタンデム印刷によりスループットの低下を極小化できる。
また、用紙縮みによる印刷位置ずれを、定着前後のページ長とページ幅の変化に基づいて、下流装置の印刷速度、ミラー回転数、ビデオクロック周波数、パワーを設定する構成になっているから、表面と裏面などの印刷位置ずれのない良好な品質の印刷物を得ることができる。
次に本発明の実施例を図とともに説明する。図1は、本発明の実施例に係る連続紙タンデム印刷用紙縮み補正を説明するためのブロック図である。
本実施例は図6に示すように、電子写真装置を2台連結し、上流装置401と下流装置402を用いて連続紙の両面に印刷を施す例を示している。図1に示す符号の末尾に付しているAは上流装置401を、末尾に付しているBは下流装置402を表している。明細書中の符号の表記は意図しない限り末尾のA、Bを省略している。
同図に示しているように上流装置401ならびに下流装置402とも、メイン制御部118、発振器1011、セレクタ103、ビデオデータ出力部106、露光制御部111、レーザ光源112、ポリゴンミラー114、感光体ドラムを回転駆動する駆動モータ119、用紙搬送部のロールを回転駆動する駆動モータ120などを備え、各部品の接続関係は図に示す通りである。
前記発振器1011は周波数が異なる複数の発振器OSCA1011〜OSCn101Nを備え、セレクタ103はメイン制御部118からのクロックセレクト信号102により1つの発振器1011を選択して、ビデオクロックF104を出力する。
ビデオデータ出力部106に入力された入力画像データ105は、前記ビデオクロックF104の周波数で伝送する方法でビデオデータ出力部106からビデオデータ107として露光制御部111に出力される。またメイン制御部118からは、レーザパワー設定信号109が露光制御部111に出力される。
前記ビデオデータ107とレーザパワー設定信号109の入力により、露光制御部111からはレーザオン/オフ信号108とレーザパワーP信号110がレーザ光源112に出力される。
入力されたレーザオン/オフ信号108に応じてレーザ光源112はレーザ発光/消灯を行い、レーザパワーP信号110に応じてレーザ光源112は所望のレーザパワーで発光する。レーザ光源112から出力されるレーザビーム113は一定の角速度で回転するポリゴンミラー114で反射して感光体面上を走査露光し、ポリゴンミラー114の回転角速度を決める回転駆動クロック115は周波数可変出力部116から出力され、メイン制御部118からの印刷速度V信号117で切り替えられる。
また前記回転駆動クロック115は、感光体ドラム304を回転駆動する駆動モータ119と、用紙を搬送するロールを回転駆動する駆動モータ120にも入力されて、感光体ドラム304の回転速度と用紙の搬送速度、すなわち印刷速度が制御される。
感光体面上を走査するレーザビームにより形成された潜像画像は現像、転写のプロセスを経て用紙上に付着トナー像を形成し、そのトナー像は定着機の加圧・加熱により用紙上に定着する。このような連続紙電子写真装置を複数台連結して一つの印刷物を生産する構成をとる図6の連続紙タンデム印刷電子写真装置システムにおいて、上流装置401の定着機による用紙の収縮状態を図2で説明する。
上流装置の表面印刷における定着前用紙201aを図2に向かって左側に示しており、このときの称呼ページ長をL、称呼ページ幅をWとする。上流装置の定着機を通過した定着後用紙201bは熱収縮によりページ長L’、ページ幅W’となる。
次に図3を用いて用紙が縮んだ際の印刷位置ずれを、下流装置の印刷速度V’、ミラー回転数R’、ビデオクロック周波数F’、レーザパワーP’により補正する方法を説明する。図3は上流装置と下流装置の印刷速度、ポリゴンミラー回転数、ビデオクロック周波数、レーザパワーの関係をまとめた図である。
上流装置の印刷速度V、ページ長L、下流装置の印刷速度V’、ページ長L’のとき、上流装置と下流装置のページ印刷時間を同じにするためにはL/V=L’/V’=一定が条件となり、下流装置の印刷速度はV’=(L’/L)×Vとなる。
ページ長LとL’の測定は、例えば各ページ先頭部にマークを印刷して、上流装置では転写後にマーク間隔を例えば反射式の光センサーなどで光学的に測定してページ長Lを求め、その後上流装置の定着機を通過し、下流装置では転写前に前記マーク間隔を測定してページ長L’を求めればよい。
また印刷速度をVからV’に切り替えるとポリゴンミラーの回転数(角速度)はRからR’になるとすれば、単位印刷速度当たりの走査数即ちミラー回転数は一定であり、R/V=R’/V’=一定より、上流装置のポリゴンミラーの回転数がRのとき、下流装置のポリゴンミラーの回転数はR’=(V’/V)×R=(L’/L)×Rとなる。
ビデオクロック周波数F’は、ポリゴンミラーの回転数(角速度)が変更された分の補正と用紙幅方向が収縮した分の補正に関与する。印刷速度をVからV’に切り替えるとミラー回転数はRからR’となり、ビデオクロック時間T=1/Fと置き、一走査当たりのビデオデータ数n、この場合一走査当たりの距離は一定とし、R×T×n=R’×T’×n=一定より、F’=1/T’=(R’/R)×F=(L’/L)×Fとなる。
用紙幅がWからW’となったとき一走査当たりの距離をWからW’へビデオクロック周波数で補正するとし、W/(T×n)=W’/(T’×n)=一定より、F’=(W/W’)×Fに切り替える。これより、F’=(L’/L)×(W/W’)×Fの補正を行う。また用紙幅の変化率(W’/W)と用紙長の変化率(L’/L)が同じ時F’=Fであり、下流装置のビデオクロック周波数F’は上流装置のビデオクロック周波数Fと同じであり補正は不要である。
レーザパワーP’は、単位走査当たりに与えるエネルギーを一定とし、P/(R×T×n)=P’/(R’×T’×n)=一定より、P’=(P×R’ )/(R×T’ )/T=(L’/L)×(W’/W)×Pとなる。
用紙幅WとW’の測定は例えば用紙幅方向(用紙の搬送方向と直交する方向)の両端部にマークを印刷して、上流装置では転写後にマーク間隔を光学的に測定して用紙幅Wを求め、その後上流装置の定着機を通過し、下流装置では転写前にマーク間隔を光学的に測定して用紙幅W’を求めればよい。
これらの関係をまとめたのが図3であり、同図に示されているように上流装置の印刷速度がVのとき、下流装置の印刷速度はV’=(L’/L)×Vとなるように、上流装置のポリゴンミラーの回転数がRのとき、下流装置のポリゴンミラーの回転数はR’=(V’/V)×R=(L’/L)×Rとなるように、上流装置のビデオクローク周波数がFのとき、下流装置のビデオクロック周波数はF’=(L’/L)×(W/W’)×Fとなるように、上流装置のレーザパワーPのとき、下流装置のレーザパワーはP’=(L’/L)×(W’/W)×Pとなるように、それぞれ設定すればよい。
なお、前述の印刷速度は、感光体ドラムの駆動モータならびに用紙搬送部の駆動モータへのコントロールクロックを調整することにより設定できる。ポリゴンミラーの回転数は、それを駆動する駆動モータのコントロールクロックを調整することにより設定できる。ビデオクロック周波数の調整は、前記OSCの選択によってなされる。レーザパワーの調整は、レーザ光源への供給電流の調整によってなされる。
図4は、用紙201のページ長Lと用紙幅Wを同時に測定する方法を説明するための図である。同図に示すように用紙201のページ先頭部でかつ幅方向両端部にマークM1とM2が印刷され、次ページの先頭部でかつ幅方向両端部にもマークM3とM4が印刷されている。本実施例ではマークM1〜M4は、線状で用紙201の搬送方向に対して斜め(本実施例では45度)に傾斜しているが、三角形状のものでもよい。
一方、マークM1、M3の線上に反射式の光センサーS1が、マークM2、M4の線上に反射式の光センサーS2が、それぞれ設置されている。上流装置では前記光センサーS1、S2は定着器の用紙搬送方向下流側に、下流装置では前記光センサーS1、S2は定着器の用紙搬送方向上流側に、それぞれ設置されている。そして光センサーS1、S2によるマーク間隔M1−M3(M2−M4)とマーク間隔M1−M2(M3−M4)の検出タイミングから、用紙201のページ長Lと用紙幅Wを同時に測定する。
上流装置に設置されている前記光センサーS1、S2の検出信号(用紙情報)は、上流装置のメイン制御部118Aと下流装置のメイン制御部118Bに入力される。また、下流装置に設置されている前記光センサーS1、S2の検出信号(用紙情報)は、下流装置のメイン制御部118Bに入力される。
前記実施例では、上流装置と下流装置によって連続紙の両面に印刷する例を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば上流装置は黒トナーで、下流装置はカラートナーで印刷するスポットカラー印刷などにも適用できる。
前記実施例では、連続紙のページ長L’ とページ幅W’を測定するセンサーを下流装置の定着部上流に設けたが、このセンサーは上流装置の定着部下流から下流装置の定着部上流までの間であれば、何れの個所でも構わない。
本発明は、例えばシート状の媒体で表面加工により一定の形状変形があった後の裏面加工を実施する際に同期運転を必要とする応用例においても適用可能である。
本発明の実施例に係る連続紙タンデム印刷用紙縮み補正を説明するためのブロック図である。 上流装置における定着前後の用紙の収縮状態を説明するための図である。 本発明において上流装置と下流装置の印刷速度、ポリゴンミラー回転数、ビデオクロック周波数、レーザパワーの関係をまとめた図である。 本発明の実施例において用紙のページ長と用紙幅を同時に測定する方法を説明するための図である。 電子写真装置の概略構成図である。 連続紙タンデム印刷電子写真装置の概略構成図である。
符号の説明
102:クロックセレクト信号、103:セレクタ、104:ビデオクロック周波数、105:入力画像データ、106:ビデオデータ出力部、107:ビデオデータ、108:レーザオン/オフ信号、109:レーザパワー設定信号、110:レーザパワーP信号、111:露光制御部、112:レーザ光源、113:レーザビーム、114:ポリゴンミラー、115:回転駆動クロック、116:周波数可変出力部、117:印刷速度V信号、118:メイン制御部、119:駆動モータ、120:駆動モータ、301:レーザ光源、302:レーザビーム、303:ポリゴンミラー、304:感光体ドラム、305:ビームディテクト、306:トナー、307:ロール、308:用紙、309:転写器、310:定着ローラ、401:上流装置、402:下流装置、403:用紙反転装置、1011:発振器、M1〜M4:マーク、S1,S2:光センサー。

Claims (3)

  1. 周波数が異なる複数の発振器からクロックセレクト信号で1つのビデオクロックを選択して出力するセレクタと、
    入力した画像データに基づき前記ビデオクロックの周波数によりビデオデータを出力するビデオデータ出力部と、
    前記ビデオデータに基づきレーザオン/オフ信号を出力してレーザパワー設定信号に基づきレーザパワー信号を出力する露光制御部と、
    前記レーザオン/オフ信号に応じてレーザ発光/消灯とレーザパワー信号に応じて所定のレーザパワーで発光するレーザ光源と、
    前記レーザ光源のレーザビームが感光体面上を走査するために一定の角速度で回転するポリゴンミラーと、
    前記レーザビームの走査により静電潜像が形成される感光体と、
    連続紙を搬送する用紙搬送部と、
    前記クロックセレクト信号と前記レーザパワー設定信号と印刷速度信号を出力する制御部と、
    前記制御部からの印刷速度信号で切り替えて回転駆動クロックを前記ポリゴンミラー、感光体ならびに用紙搬送部に出力する周波数可変出力部と、
    前記感光体面上に形成された潜像画像を現像してトナー像を形成する現像部と、
    前記用紙搬送部により搬送された連続紙に前記トナー像を転写する転写部と、
    転写された前記トナー像を加圧と加熱により連続紙上に定着する定着部とを備えた電子写真装置を、
    前記連続紙の搬送方向に沿って複数台連結して、その複数台の電子写真装置によって連続紙に印刷する連続紙タンデム印刷電子写真装置において、
    ページ長L、ページ幅Wの連続紙を用いて、印刷速度V、ポリゴンミラー回転数R、ビデオクロック周波数F、レーザパワーPに設定された上流側電子写真装置の定着部を通過した連続紙がページ長L’、ページ幅W’になるときに、
    下流側電子写真装置の印刷速度V’、ポリゴンミラー回転数R’、ビデオクロック周波数F’、レーザパワーP’をそれぞれ下記のように設定する制御部を前記下流側電子写真装置に設けて、
    前記連続紙を連続して搬送させながら複数台の電子写真装置で印刷を行うことを特徴とする連続紙タンデム印刷電子写真装置。
    印刷速度V’=(L’/L)×V
    ポリゴンミラー回転数R’=(L’/L)×R
    ビデオクロック周波数F’=(L’/L)×(W/W’)×F
    レーザパワーP’=(L’/L)×(W’/W)×P
  2. 請求項1に記載の連続紙タンデム印刷電子写真装置において、
    前記連続紙のページ先頭部と幅方向両端部にページ長L、L’ならびにページ幅W、W’を測定するためのマークを設け、
    そのページ長L、L’ならびにページ幅W、W’を測定するためのセンサーを、前記上流側電子写真装置の定着部の連続紙搬送方向上流側と、その上流側電子写真装置の定着部の連続紙搬送方向下流側から下流側電子写真装置の定着部の連続紙搬送方向上流側までの間にそれぞれ設置し、
    前記上流側電子写真装置の定着部上流側に設置されたセンサーにより測定されたページ長Lとページ幅Wの情報を前記上流側電子写真装置の制御部に入力して、
    前記センサーにより測定されたページ長Lとページ幅Wの情報と、前記上流側電子写真装置の定着部下流側から下流側電子写真装置の定着部上流側までの間に設置されたセンサーにより測定されたページ長L’とページ幅W’の情報を前記下流側電子写真装置の制御部に入力する構成になっていることを特徴とする連続紙タンデム印刷電子写真装置。
  3. 請求項1または2に記載の連続紙タンデム印刷電子写真装置において、
    前記複数台のうちの少なくとも1台の電子写真装置によって前記連続紙の一方の面に印刷が施され、前記複数台のうちの他の電子写真装置によって前記連続紙の他方の面に印刷が施されることを特徴とする連続紙タンデム印刷電子写真装置。
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