JP2010181875A - 印刷装置 - Google Patents

Abstract

【課題】それぞれ１つの種類のトナーを供給する個々のモジュールを様々な目的のために選択的に組み合せ、動作させることができるようにする。
【解決手段】共通のシート経路を構成する実質的に同一の複数のモジュール１０を含んだ印刷装置が提供される。各モジュール１０は、それぞれ、あらかじめ定められた種類のマーキング材料を供給する供給源３２と、シート上にマーキング材料の画像を生成するマーキングエンジンと、シートを受け取り、前記シートから前記マーキングエンジンが前記画像を受け取ることができるよう前記シートを移動させ、前記シートが前記シート経路内の次のモジュールによる印刷に供されるようにする搬送部５０と、前記搬送部５０の受け取ったシートの位置を検知するシート検知システム６０と、シート検知システム６０からの信号に基づき、マーキングエンジンにより生成された画像を補正する補正モジュール７０と、を備える。
【選択図】図２

Description

本明細書は、静電写真方式(electrostatographic)すなわち電子写真方式の印刷システムのためのモジュール方式の構成（アーキテクチャ）に関する。

電子写真方式のカラー印刷のためのプリンタアーキテクチャはよく知られている。大略的には、いくつかの現像ユニットが設けられており、各現像ユニットは印刷画像の色成分のためのトナーを印刷プロセスに供給する。フルカラー印刷装置の場合、典型的には、シアン、マゼンタ、イエロー、黒（ＣＭＹＫ）の４つの現像ユニットがある。黒とあらかじめ定められた他の１色を印刷する「ハイライト（強調）色」印刷装置では、典型的な構成は、黒色用の現像ユニットと、選択された一組のハイライト色の各々について１つずつ設けられる１つ又は複数の現像ユニットを備え、それら一組のハイライト色のうち一時に用いられるのは１色だけである。他の種類のアーキテクチャには例えば「ヘキサクローム(hexachrome)」があり、これはＣＭＹＫの他に２つの追加色の現像ユニットがあるので、プリンタの色域を拡張することができる。また、クリアトナー（透明色トナー）用の現像ユニットや、ＭＩＣＲ（magnetic ink character recognition：磁気インク文字認識）のような特別な性質を持つトナーのための現像ユニットを備える構成もある。

典型的な基本のカラー電子写真アーキテクチャの例が特許文献１に示されている。一例では、複数の現像ユニットが１つの感光体ベルトの周囲に配設される。別の例では、各現像ユニットが１つの感光体ドラムに対応づけられており、複数の感光体ドラムが１つの共通の「中間ベルト」の周りに配設され、この中間ベルトに各原色のトナー画像が積み重ねられ印刷シートに転写される。更に別の例では、各感光体ドラムが、それぞれ、自分のところを通過するシート（用紙）に自分の原色画像を直接転写する。特許文献２には、大型カラープリンタにおいて画像群を正確に配置（見当合わせ）するための制御システムの例が示されている。

米国特許第７１７７５８５号明細書 米国特許第６７１８８７９号明細書 米国特許第６６２８９０９号明細書 米国特許第６８７１０３７号明細書 米国特許出願公開第２００１／００４３８２３号明細書

この明細書は、それぞれ１つの種類のトナーを供給する個々のモジュールを様々な目的のために選択的に組み合せ、動作させることができるようにすることを目的とする。

本発明は、共通のシート経路を構成する実質的に同一の複数のモジュールを含んだ印刷装置であって、前記各モジュールは、それぞれ、あらかじめ定められた種類のマーキング材料を供給する供給源と、シート上にマーキング材料の画像を生成するマーキングエンジンと、シートを受け取り、前記シートから前記マーキングエンジンが前記画像を受け取ることができるよう前記シートを移動させ、前記シートが前記シート経路内の次のモジュールによる印刷に供されるようにする搬送部と、前記搬送部の受け取ったシートの位置を検知する信徒検知システムと、前記シート検知システムからの信号に基づき、前記マーキングエンジンにより生成された画像を補正する補正モジュールと、を備える。１つの態様では、共通のシート経路を構成する実質的に同一の複数のモジュールを含んだ印刷装置を提供する。各モジュールは、それぞれ、画像受容体（レセプター）、あらかじめ定められた種類のマーキング材料の供給源、及び前記画像受容体上にマーキング材料により画像を生成する手段、を備える。各モジュールは、それぞれ更に搬送部を備え、この搬送部は、シートを受け取り、そのシートに前記画像受容体上に形成された画像を受け取らせるようそのシートを移動させ、そのシートが前記シート経路内の次のモジュールによる印刷に供されるようにする。シート検知システムが、前記搬送部の受け取ったシートの位置を検知する。補正モジュールが、前記シート検知システムからの信号に基づき、マーキングエンジンにより生成された画像を修正する。

他の態様では、印刷装置内で用いるためのモジュールを提供する。このモジュールは、画像受容体、あらかじめ定められた種類のマーキング材料の供給源、及び前記画像受容体上にマーキング材料により画像を生成する手段、を備える。モジュールは更に搬送部を備え、この搬送部は、シートを受け取り、そのシートに前記画像受容体上に形成された画像を受け取らせるようそのシートを移動させ、そのシートが前記シート経路内の次のモジュールによる印刷に供されるようにする。シート検知システムが、前記搬送部の受け取ったシートの位置を検知する。補正モジュールが、前記シート検知システムからの信号に基づき、マーキングエンジンにより生成された画像を修正する。

電子写真方式のプリンタ設計において考えられる５つの構成を示す図である。 モジュールを分離して示す正面図である。 シート検知システムの一例の平面図である。 フルカラープリンタの動作を例示するために、一組の画像受容体と、部分画像のいくつかのサンプルとを分離して示す、単純化した斜視図である。 デジタルモジュールと非デジタルモジュールとを備えるプリンタの、１つの構成例を示す図である。

図１は、電子写真方式のプリンタ設計において考えられる５つの構成を示し、各構成にはそれぞれ符号１００，１０２，１０４，１０６及び１０８を付した。各構成は、１又は複数のモジュールを備えており、それら各構成の中でそれらモジュールはそれぞれ符号１０で示されている。構成１００はモジュール１０を１つ備え、構成１０２はモジュール１０を２つ備え、構成１０４はモジュール１０を４つ備え、構成１０６はモジュール１０を６つ備えている。どの構成でも、個々のモジュール１０は、シート経路の一部をなす構造と、そのシート経路を通過する印刷シート（例えば用紙）上に、あらかじめ定めた種類（「種類」は、色、又はＭＩＣＲ特性などの他の属性、に関するものである）の印刷材料（例えばトナーなど）を付加するための印刷ハードウエアと、を備える。他の重要な側面では、すべてのモジュール１０は互いに実質的に同じ設計である。このようにして、ある個数のモジュールを共通のシート経路に沿って配設し、各モジュールにて異なる種類の印刷材料を用いることで、１台の印刷装置全体を効率的に特注品（カスタムメイド）とすることができる。

例えば、符号１００に示したような単純なモノクロプリンタが望まれる場合は、単一のモジュール１０に黒のトナーを入れたものを、入力モジュール１２及び定着モジュール１４、及び必要に応じてシート排出モジュール１６と組み合わせればよい。シート供給モジュールや、ステープル止めや簡易製本などの後処理を行う後処理モジュール（図示省略）などを設けてもよい。理解されるように、それらモジュールの組み合わせがモノクロ印刷装置１００となる。もし、「ハイライト（強調）色」プリンタが望まれれば、２つのモジュール１０、すなわち１つは黒色トナーを用い、もう１つはハイライト色のトナーを用いる２つのモジュール１０により、プリンタ１０２が構成される。「フルカラー」プリンタが望まれた場合は、黒、シアン、マゼンタ、イエローの各色のトナー用の合計４つのモジュール１０により、プリンタ１０４が形成される。６つのモジュール１０を有するプリンタ１０６は、黒、シアン、マゼンタ、イエローの４色のトナーに加え、ヘキサクロームやその他の特殊用途のプリンタ１０６のための２種類のトナーを用いる。プリンタ１０８は、複数のモジュールを含んだセットを２セットを「スタック（積み重ね）」したものを、複数の入力モジュール１２、定着モジュール１４及びシート排出モジュール１６を備え、これは高生産性（高速）カラープリンタ用の構成である。

図２はモジュール１０の一部分を分離して示す正面図である。モジュール１０は、広義には「マーキングエンジン」と呼ばれる（印刷エンジンなどと呼んでもよい）ものを備えている。この実施形態では、マーキングエンジンは、静電写真方式すなわち電子写真方式のものであり、例えば感光体ドラム２０の形の画像受容体を備え、この画像受容体の周りに、単色すなわち１つのマーキング材料のための電子写真方式印刷においてなじみのある要素、例えば、帯電装置２２，露光装置２４，現像ユニット２６，搬送部５０（後で詳しく説明する）により形成される搬送ゾーン、及びクリーニング装置３０、が設けられている。マーキング材料の供給源３２が現像ユニット２６に対してマーキング材料を供給する。マーキング材料は、例えばある種のトナー、現像粒子などであり、このマーキング材料を用いて露光装置２４の動作に応じて感光体２０上に画像が形成される。この実施形態では、モジュール１０のシート経路内に定着器が設けられていないことに注意されたい。広義に言えば、これら電子写真方式の要素群は感光体２０上にマーキング材料の画像を生成するための手段を構成するが、インクジェットなどの他の技術をモジュール１０内のマーキングエンジンの他の実施例の中で利用してもよい。

モジュール１０内には更に一般に「搬送部」５０と呼ばれる構造がある。搬送部５０は、シート経路の中の当該モジュール１０に対応する一部分を通してシートを運ぶ。搬送部５０の全機能の中には、シートを受け取ること、そのシートが感光体２０からトナー像を受け取るようにするためにそのシートをシート経路に沿って移動させること、そのシートがシート経路内の次のモジュールによる印刷のために利用可能にすること、が含まれる。この実施形態では、搬送部５０は、シートを感光体２０に接するようにする機能を更に備える。更に、図示するように、この実施形態の搬送部５０は１つのベルトを備えており、このベルトはシート経路のうちのモジュール１０に対応する部分の長さに渡って延びている。モジュール１０のためのプリンタハードウエアはすべてフレーム１１により支持されている。フレーム１１は、少なくとも、感光体２０と搬送部５０とを支持する機能を持つと共に、前及び後ろのモジュールと接続できるように構成されており、このように接続することで１つの共通のシート経路が形成される。

図２の実施形態に示されるように、更にシート検知システム６０が設けられる。シート検知システム６０は、モジュール１０が受け取って搬送部５０上を移動するシートの位置を検出するために配設されている。シート検知システム６０（これの詳細な例は後述する）は、応答時間と画像解像度の観点から、搬送部５０上のシートの位置の異常（偏差）を検出し、その以上に関係するいわゆる「誤差信号」を出力する機能を持つ。この誤差信号を、露光装置２４に影響を与えるために用いてもよい。ここで、シート検知システム６０は、搬送部５０上のシートのエッジ（辺）又は特定の小領域を見ており、その少し後に露光装置２４が感光体２０上に静電潜像のうちの、対応する部分を生成する。この静電潜像の生成は、シート検知システム６０によりある瞬間に検出された異常が、そのすぐ後に露光装置２４により補償されるような形で制御される。従って、その潜像が現像ユニット２６で現像され、搬送ゾーンにある印刷シートへ転写された後では、そのシート上に（当該モジュール１０に入る）前から存在する印刷済画像と、今回補正され新たに転写された画像とは、特に色分版の見当合わせの観点で、「整合（位置が一致）」する。（プリントエンジンがインクジェット技術を用いるタイプのモジュールについても、同様の機能が実現できることは明らかであろう。）

図示した実施形態では、各モジュール１０内のシート検知システム６０から出力された様々な誤差信号が、ここで「補正モジュール」と呼ぶ符号７０の手段により収集される。補正モジュール７０の全機能は、ハードウエア、ソフトウエアのどちらで実装してもよい（またこのモジュール７０は、印刷モジュール１０による印刷の対象の部分的な画像データを受け入れる大型の画像処理システムの一部と捉えてもよい）。この補正モジュール７０の全機能には、入ってくる印刷シートに関する位置的な異常又はその他の異常に関する誤差信号を取得すること、及び、これらの異常値がプリントエンジン、究極的には静電写真式マーキング装置の中の変調レーザヘッド又はイオノグラフィーヘッド、又はインクジェット印刷装置の中のインクジェットプリントヘッドの挙動、に影響を及ぼすようにすることが含まれる。

図３は、シート検知システム２０の一例の平面図である。このシステムは２つの点センサ６２及び６４を備えており、これら点センサは、シートＳの前縁（進行方向について先頭側の辺）の傾きを検知するとともに、シートＳが搬送部５０上を移動する際のシートＳのプロセス方向Ｐについての位置を検出するのに用いることができる。このシステムは、更に２つのアレイセンサ６６及び６８を備える。これらアレイセンサは６６及び６８は、図示のようにシートＳの横辺を検知するために配置されている。これら２つのアレイセンサは、シートＳの横辺のスキュー（傾き）を検出するとともに、プロセス方向（進行方向）と直交する方向についてのシートＳの位置を検出するのに用いることができる。このようにして、シートＳの位置を、スキュー、プロセス方向位置、及びプロセス方向に直交する方向の位置というように、３自由度のすべてについて検出することができる。このようにして、当該特定のモジュール１０に対応する補正モジュール７０は、印刷対象の画像をこれら位置的な異常（誤差）に応じて移動させることができる。更に、いくつかの例として、シート検知システム６０が入ってくるシートのサイズを検出（又は適切なセンサを用いてそのシート上の画像のサイズを検出）できるようにし、補正モジュール７０は、その情報を用いて、マーキングエンジンがモジュール１０の印刷対象の画像のサイズ及び／又はアスペクト比（すなわちサイズ、アスペクト比、又はその両方）を変更するように制御する。倍率補正するこの能力は、印刷プロセスの過程で印刷シートのサイズが変化し得る（例えば温度や含水率の変化により生じる変化）状況において有益である。

注意すべきは、到来する記録媒体の位置を検出可能なシート検知システム６０ならどのようなものでもこの実施形態では使用することができるとともに、この実施形態は以上に例示した検知システムの利用の仕方に全く限定されるものではないということである。これに関連するシステムが、２００８年１０月３１日に出願された米国特許出願番号１２／２６２８０３号、発明の名称"METHOD OF AND SYSTEM FOR MODULE TO MODULE SKEW ALIGNMENT"という出願の明細書に記載されている。

図４は、一組の感光体２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋと、部分画像のいくつかのサンプル（例えばフルカラー画像のための色分版）とを分離して示す、単純化した斜視図であり、フルカラープリンタの動作を例示している。４つの感光体２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋはそれぞれ、対応する露光装置２４Ｙ，２４Ｍ，２４Ｃ，２４Ｋを備えており、共通のシート経路を通過するシート上に当該感光体が形成する色分版の種類（イエロー、マゼンタ、シアン、黒）でラベル付けされている。各感光体は、それぞれ搬送部５０Ｙ，５０Ｍ，５０Ｃ，５０Ｋに対応づけられており、それら搬送部５０Ｙ，５０Ｍ，５０Ｃ，５０Ｋは、図示のように単一のシート経路を形成するように直列に配列されている。シート経路に沿って各感光体のすぐ上流には、シート検知システム６０Ｙ，６０Ｍ，６０Ｃ，６０Ｋが設けられており、これらシート検知システムはそれぞれ対応する露光装置のために上述の処理を実行する。印刷システム全体のための露光装置とセンサ（シート検知システム）との協調動作は、符号８０で示す中央プロセッサすなわちコンピュータにより制御され、これにより印刷対象の画像データが送られる。中央プロセッサ８０は、１つの例では、典型的にはＰＤＦ等の高レベル言語で表される、入力されてくる印刷対象の画像データを分割して、シート経路全体に沿って設けられたフルカラー画像を生成するための各モジュール１０のための適切な色分版データを生成する機能を持っていてもよい。

更に図４には、マゼンタとシアンの印刷される２次元のラスターのサンプルが、符号ＲＭとＲＣによりそれぞれ示されている。これらのラスターは、例えば印刷装置のセットアップ（調整）時に印刷されるようなテストパターンの一種と考えることができる。もちろん、このようなものに限らず、どのような種類のテストパターンでも（又は顧客の画像でさえも）制御システムの目的のために利用することができる。説明のために、それらかクラスターはシート上の印刷画像の位置誤差、すなわちシート送りと画像の転送の不正確に強く関係する誤差（異常）、を含んでいるものとする。全く補正しなければ、図示のように、ラスターＲＭはある方向に傾くか又は位置がずれ、ラスターＲＣは別の方向に傾くか位置がずれる。制御システムの機能は、シート検知システム６０により検知された到来する印刷シートから傾きその他の異常（誤差）を求め、一方又は両方のラスターの生成に影響を及ぼす（例えば生成処理を制御する）ことにより、歪みが大幅に除去され、適切に重畳された画像の組（符号ＲＸで示されるような、満足なフルカラー画像を印刷するために要求されるような画像の組）を生成する。

考えられる実装例では、複数の印刷モジュール１０を統括して調整する中央プロセッサ８０は、各印刷モジュール１０内の補正モジュール７０と情報交換を行うことができる。言い換えれば、印刷経路上の一連のモジュール同士の間の位置誤差や倍率誤差の補正を、各印刷モジュール１０に関連する補正モジュール７０と、印刷経路全体を制御する中央プロセッサ８０とで分担することができる。１つの実装例では、あらかじめ定められた空間的な幅以内（例えば０．５ｍｍ以下）の誤差は各印刷モジュール１０内で補正することができ、それより大きい空間的誤差又は累積的な空間的誤差は、より組織的に補正を行うため、又は人間のユーザに通知するため，又はその両方のために、実質的に中央プロセッサ８０に照会される。組織的な補正の例としては、１つのモジュール１０が到来するシート上の誤差を検出してこれに応じて完全にそのモジュール１０内で補正を実行するのとは対照的に，あるいはこれに加えて、シート経路に沿って上流のモジュール１０の中のマーキング装置が、自身の生成する画像を、下流のモジュール１０にて検出された位置誤差に応じて移動させるという制御が含まれていてもよい。個々のモジュールが使用されるにつれての位置誤差の繰り返しパターンを検出し、処理方針を決定するための別の構成を中央処理プロセッサ８０に設けてもよい。

上に例示した実施形態は、静電写真方式であれインクジェットであれ他の印刷技術を用いるものであれ、マーキングエンジンが究極的にはデジタル形式の入力画像データに依拠するいわゆる「デジタル」印刷システムに関するものであったが、大型システムの中の印刷モジュールのあるものが、オフセット印刷やフレキソ印刷などのアナログ方式又は固定画像方式のシステムを用いるようにしてもよい。例えば、画像データの中のメールアドレスなどの一部分のみが印刷ごとに変わり、残りの部分はすべての印刷で同じ画像であるような雑誌を印刷することが求められる場合、デジタル画像データの処理が必要なのはシート経路を構成するモジュール群の中の一部のモジュールのみである。非デジタル方式のモジュールは、オフセット印刷方式やフレキソ印刷方式などの、他のインas次術を用いるものでよい。図５は、図１に示した印刷システムと同様の印刷システム１１０を示すが、いわゆるアナログ方式すなわち非デジタル方式（例えばオフセット方式又はフレキソ方式など。これらの用語は印刷分野では広く知られている）のモジュール１８を更に備えており、このモジュール１８は印刷モジュール１０及び上述した他のタイプのモジュールと直列に配置されて動作する。非デジタル技術を用いるモジュールであっても、シート検知システムにより検知された異常（誤差）に基づく画像補正に反応するように設計することもできる。例えば、フレキソ印刷システムを用いたモジュールが、印刷シートがそのようなモジュールに受け取られるにつれてリアルタイムで、（例えばあるシートへの印刷と次のシートへの印刷の間で画像ロールの回転位置を調整するなどにより）プロセス方向についての画像の位置を調整したり、（そのロールをロール自身の長手方向に動かすことにより）プロセス方向に直交する方向についての画像の位置を調整したりできるように、そのようなモジュールを設計してもよい。符号１８で示したモジュールのような非デジタルモジュールであっても、当該モジュールの搬送部により受け取ったシートの位置を検出するために符号６０で示したようなシート検知システムを備えていてもよく、印刷装置全体の制御の補助のためにそのシステムからの誤差信号を符号８０で示したような中央プロセッサに伝達してもよい。

１０ モジュール、２０ 感光体ドラム、２２ 帯電装置、２４ 露光装置、２６ 現像ユニット、３０ クリーニング装置、３２ マーキング材料の供給源、５０ 搬送部、６０ シート検知システム、７０ 補正モジュール。

Claims (4)

1. 共通のシート経路を構成する実質的に同一の複数のモジュールを含んだ印刷装置であって、前記各モジュールは、それぞれ、
   あらかじめ定められた種類のマーキング材料を供給する供給源と、
   シート上にマーキング材料の画像を生成するマーキングエンジンと、
   シートを受け取り、前記シートから前記マーキングエンジンが前記画像を受け取ることができるよう前記シートを移動させ、前記シートが前記シート経路内の次のモジュールによる印刷に供されるようにする搬送部と、
   前記搬送部の受け取ったシートの位置を検知するシート検知システムと、
   前記シート検知システムからの信号に基づき、前記マーキングエンジンにより生成された画像を補正する補正モジュールと、
   を備える印刷装置。
2. 前記マーキングエンジンが静電写真方式の画像受容体を備えることを特徴とする請求項１に記載の印刷装置。
3. 前記モジュールが定着装置を備えていないことを特徴とする請求項２に記載の印刷装置。
4. 前記搬送部が、シートを前記画像受容体に接触させることで前記シートが記画像受容体からマーキング材料を受け取るようにすることを特徴とする請求項２に記載の印刷装置。

Images