JP2012103692A - 過渡的なバンディングを最小化するための光受容体の予防的速度変調 - Google Patents

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Abstract

【課題】光受容体のハーフトーンの非均一性を引き起こす露光中の速度変化を低減する。
【解決手段】ここで説明するのは、光受容体の表面速度を、名目的には、中間ベルト(ITB)の公称表面速度とはわずかに異なる速度に設定する例示的な方法である。ITBの過渡振動をもたらす事象が生じるようにスケジュールされても、光受容体の速度を、速度傾斜分布を介して予防的に変更できる。結果として、光受容体の速度は、過渡的な事象の間のいかなる瞬間においても、ベルト速度を越えること、または、上記速度と同じであることを許可されない。これにより、光受容体は、ITBから動的に切り離されたままである。なぜなら、ベルトによってかけられた明らかな外乱トルクが一定であり、標示を逆転させないからである。
【選択図】なし

Description

背景として、多くの画像形成システムでは、1つまたは複数の画像形成部材が、1つの中間画像運搬部材と係合している。画像を受信するために上記中間部材と有効に接するように、基板が備えられている。画像形成部材の速度分布の外乱に直面すると、画像形成の非均一性が生じる。この外乱は、概して、上記中間部材との有効な接触を遂行する、または、上記接触から離れる、基板の先端部および後端部に起因する。
特に、タンデム色ゼログラフィックプリンタでは、色分解が、4つ以上の第1転写ニップの中間ベルト(ITB)において確立され、次に、第2転写ニップにおいて媒体シートに転写される。高い転写効率を得るために、上記シートは、第2転写ニップを通りぬけるときに、ITBと密接するように備えられる。このニップは、補強ロールによって支持された、ベルトに対してシートを押しつける支持バイアス転写ロールまたはベルトによって形成される。ニップ内の電界を用いて、トナーをベルトから媒体に移動する。媒体の先端部がこのニップに入るとき、シートがニップの開口部を開くのでITB駆動システムにトルク外乱が生じる。シート後端部がこのニップから出るとき、もう1つのトルク外乱が生じる。これらのトルク外乱は、その結果、ITB駆動システムの回転共振を発生させ、上記回転共振は、ベルト表面の過渡的な速度変化に導く。光受容体の表面速度は、通常、ベルトの公称速度に適合するか、あるいは、上記速度からわずかにそれるように設定されている。ベルトが振動しているとき、中間ベルトと1つまたは複数の光受容体との間の相対速度によって標示が切り替えられ、光受容体の回転振動を誘導する。この振動は、光受容体の画像処理位置での露光強度変化を引き起こし、上記変化が印刷時に目に見えるバンディングをもたらす。
結果的に、第2転写時の媒体操作の外乱に起因するバンディングアーチファクトを回避するための方法およびシステムが必要とされる。
例示的な実施形態は、光受容体の表面速度を、名目的には、中間ベルト(ITB)の公称表面速度とはわずかに異なる速度に設定する方法に関するものである。ITBの過渡振動をもたらす事象が生じるようにスケジュールされても、光受容体の速度を、速度傾斜分布を介して予防的に変更できる。結果として、光受容体の速度は、過渡的な事象の間のいかなる瞬間においても、ベルト速度を越えること、または、上記速度と同じであることを許可されない。この特徴により、光受容体は、ITBから動的に切り離されたままである。なぜなら、ベルトによってかけられた明らかな外乱トルクが一定であり、標示を逆転させないからである。
従って、光受容体の速度が名目的にはITBの速度よりも速く設定される場合、基板が第2転写ニップに入り、上記ニップを出るときに、光受容体の速度がわずかに上昇してもよい。これにより、光受容体はトルク補助モードにはなく、従って、ハーフトーンの非均一性を引き起こす露光中の速度変化を低減できる。
一実施形態では、画像運搬部材と少なくとも1つの光受容体とを備えた印刷システムを提供する。画像運搬部材は、名目的には第1速度に設定される。光受容体は、名目的には、第1速度とはわずかに異なる第2速度に設定される。画像運搬部材の速度での予測可能な外乱に応じて光受容体の速度が調整されることにより、上記光受容体の速度は、画像運搬部材の速度とは決して同一ではない。
もう1つの実施態様では、画像運搬部材と少なくとも1つの光受容体とを含む印刷システムの印刷方法を提供する。本方法は、画像運搬部材を名目的には第1速度に設定するステップと、光受容体を名目的には第1速度とはわずかに異なる第2速度に設定するステップと、画像運搬部材の速度での予測可能な外乱に応じて、光受容体の速度を調整することにより、上記光受容体の速度が画像運搬部材の速度と同じにはならないようにするステップとを含む。
さらにもう1つの実施態様では、コンピュータによって実行されたときに上記コンピュータが印刷方法を遂行する命令を記憶するコンピュータの使用に適したデータキャリアを含む、コンピュータプログラム製品を提供する。上記印刷方法は、印刷システムの画像運搬部材を名目的には第1速度に設定するステップと、印刷システムの光受容体を名目的には第1速度とはわずかに異なる第2速度に設定するステップと、画像運搬部材の速度での予測可能な外乱に応じて、光受容体の速度を調整することにより、上記光受容体の速度が画像運搬部材の速度と同じにはならないようにするステップとを含む。
上記例示的な実施形態の実施に適した印刷システムの図である。 上記例示的な実施形態の実施に適した印刷システムの概略図である。 中間ベルトおよび光受容体の、速度分布と時間とのグラフである。 上記例示的な実施形態の態様に従った改善された印刷方法を示す流れ図である。 上記例示的な実施形態の態様にかかる中間ベルトおよび光受容体の速度分布と時間とのグラフである。
以下の説明については、上記図面を参照されたい。上記図面では、同じ参照符号が、全体にわたって同一の要素を示すために用いられる。上記図面に示した実施形態を参照しながら複数の実施形態について説明するが、上記複数の実施形態は他の多くの形態で用いられてもよいということが、理解されるべきである。さらに、要素または材料のいかなる適切な大きさ、形状、または、タイプをも、上記例示的な実施形態の精神から逸脱することなく用いることができる。
従来のタンデム色印刷プロセスでは、4つのマーキングモジュールが用いられる。光導電性ドラムマーキングモジュールが、通常、ドラムのコンパクトさのゆえにタンデム色印刷に用いられる。あるいは、タンデムシステムが、ドラムの代わりに4つの光導電性の画像処理ベルトを用いることができる。各画像処理ドラムまたはベルトサブシステムが、その光導電性の表面を帯電し、その上に潜像を形成し、上記潜像を色のついた画像として現像し、次に、上記薄い色のついた画像を中間ベルトに転写する。このようにして、イエロー、マゼンダ、シアン、およびブラックの単色トナー画像が、中間ベルトの表面に別々に形成および転写される。上記中間ベルトの表面は、従って、スーパーインポーズされた場合にこれら4つの薄い色のついた画像を印刷媒体に転写でき、融解でき、多種多様な色をもたらすことができる、画像収集部材となる。
図1は、中間ベルト(ITB)102といった画像運搬部材に単色分解を設定することができる、例示的な多機能マーキング装置100の一例を示す。ITB102は、垂直の配置が同様に可能であるが、図1では水平方向に示される。
ゼログラフィックマーキングは、通常、十分に均一に帯電した光受容体(またはP/R)に原型の文書の画像を露光することにより、循環して行われる。この例では、ブラック(K)光受容体104、シアン(C)光受容体106、マゼンダ(M)光受容体108、および、イエロー(Y)光受容体110という4つの光受容体を示す。各光受容体は光導電性層を備えている。帯電装置が、初めに、接触手段または非接触手段を介して光導電性層に一定の電荷を供給する。画像を有する上記帯電した光受容体をラスタ出力スキャナ(ROS)または画像処理アレイ112によって露光することにより、画像領域に電荷を保ちながら、原型の文書の非画像領域に相当する光導電性層の領域を放電する。放電領域の現像に関しては、画像領域が放電された領域であり、非画像領域が帯電した領域であるように、逆にしてもよい。従っていずれにしても、光受容体の光導電性層に、原型の文書の静電潜像が生成される。
第2転写ニップ114は、概して、ITB補強ロール116と第2バイアス転写ロール(第2BTR)118とによって形成されるニップからなる。第2BTR118は、通常、補強ロール116に対してばね仕掛けになっている、変形可能な発泡体またはゴムからなるローラである。ニップの予荷重を考慮すべきである。例えば、上記予荷重は、紙が存在しない場合、約40Nである。従って、厚いシートが第2転写ニップ114に入ると、隙間を作り出すために、BTR118をそらせる作業を実行する必要がある。この事象は、基本的に、ITB駆動列に従って行動するステップトルク外乱として作用し、共振モードを発生させることができる。中間ベルト102は、厚いシートが上記ベルトの第2転写ニップ114に入り、上記ニップを出るとき、上記ベルトの平均速度に対する過渡振動を経験する。過渡的なバンディング不具合が、第2転写ニップ114での先端部(LE)または後端端部(TE)の事象から移動したシート上の異なる点において生じてしまう。ブラック画像の不具合に関して、この移動は、おおよそ、K光受容体104の露光位置から第2転写ニップ114までの距離と関連がある。従って、例えばLEが第2転写ニップ114に到着したときに生じるベルト振動が、K光受容体104に送られる。ドラムの振動は、バンディングをもたらすROS周期的露光変化を引き起こす。
図2は、印刷システム200の概略図を示す。印刷システム200は、概して、例えば、ブラック(K)光受容体(P/R)ドラム(またはベルト)201、シアン(C)、マゼンダ(M)、およびイエロー(Y)といった1つまたは複数の色P/Rドラム(またはベルト)202、中間ベルト(またはドラム)203といった画像運搬部材、補強ローラ204、第1バイアス転写ローラ(またはベルト)205、圧縮ばね206、位置合わせニップ207、用紙搬送路208、融解ニップ209、色P/Rドラム202のそれぞれに対応した、1つまたは複数の付加的なバイアス転写ローラ210、ベルト誘導ローラ211、第1転写ニップ212、第2転写ニップ213、駆動モータ214、および、システム制御装置215を含んでいる。
図2に示したように、第2転写ニップ213は、概して、補強ローラ204と第1バイアス転写ローラ205とからなる。バイアス転写ローラ205は、通常、圧縮ばね206によって張力が提供されている補強ローラ204に対してばね仕掛けの、変形可能な発泡体またはゴムからなるローラである。圧縮ばね206が、ねじりばね、引張りコイルばね、または、固定された停止部(ばねなし)であってもよいということに留意すべきである。
厚いシートが第2転写ニップ213に入るとき、隙間を作り出すために、第1バイアス転写ローラ205をそらせる作業を実行する必要がある。この事象は、基本的に、中間ベルト203の駆動列に従って行動するステップトルク外乱として作用し、共振モードを発生させることができる。中間ベルト203は、厚いシートが第2転写ニップ213に入り、上記ニップを出るとき、上記ベルトの平均速度に対する過渡振動を経験する。過渡的なバンディング不具合が、第2転写ニップ213での先端部(LE)または後端端部(TE)の事象から移動したシート上の異なる点において生じてしまう。ブラック画像の不具合に関して、この移動は、おおよそ、K光受容体ドラム201の露光位置から第2転写ニップ213までの距離と関連がある。従って、例えばLEのときに生じるベルト振動が第2転写ニップ213に到着し、K光受容体ドラム201に送られる。ドラム201の振動は、バンディングをもたらすROS周期的露光変化を引き起こす。
図3は、中間ベルト203および光受容体(P/R)201の速度(V)分布と時間と(t)のグラフを示す。この例では、ブラックP/R201を参照する。説明してきたように色P/R202を制御できるということを、理解されたい。この例では、公称ドラム表面速度(VP/R)を、ITBの速度(VITB)よりも0.3%‐0.5%速く設定する。このことは、タンデム色機械に特有である。これにより、第1転写性能を促進し、ベルトと光受容体駆動システムを動的に切り離すことが知られている。ドラム駆動の観点から、第1転写ニップ212は、滑り速度に起因して一定のドラグトルクを表す。しかし、第2転写ニップ(t)でのLE到着および第2転写ニップ(t)からのTE出発という2つ転写事象の効果をも示す。それぞれは、ベルト駆動システムでのステップ外乱トルクとして機能し、ベルトモジュール共振を発生させる。測定されたように、これらの過渡的な外乱は、公称の1%の範囲にある振幅を有することができる。結果として、ベルト速度VITBは、Xで示した表示点でのドラム速度を越える。これが生じたとき、P/Rドラム駆動システムは、瞬時に、ドラグトルクよりも補助トルクを見る。このことは、ドラム駆動システム(図示せず)におけるステップトルク外乱応答を誘導する。このドラムの振動は、潜像およびそれに続く印刷でのバンディング不具合を発生させる画像処理点での周期的露光変化に起因する。
図4は、例えばこの問題を図2の印刷システム200によって解決するために、制御装置215を介した実施方法を示す。初めに、ベルト203を第1速度に設定し、光受容体の速度を上記速度よりも少し速い速度に設定する(401)。上記印刷システムは、第2転写ニップでのシートLE到着といった外乱のない状態が予測される時間の間、これらの速度を維持する(402)。ベルト速度における予測可能な外乱に応じて、光受容体の速度を調整し、これにより、その速度は、ベルト速度と同じにはならない(403)。このより速い速度を、あらかじめ定められた時間帯の間維持してもよく、次に、ドラムをその公称プロセス速度に戻してもよい。最終的な効果は、ドラム速度が、全時間でのベルト速度よりも速いままであり、従って、光受容体ドラム201が、ベルト203から動的に切り離されたままであり、振動しないということである。同様の傾斜事象が、シートTEが第2転写ニップ213を出るときにスケジュールされる。
図5は、図4で説明し示した例示的な方法の態様をさらに示している、中間ベルト(ITB)203および光受容体(P/R)201の速度(V)分布と時間と(t)のグラフを示す。図5を参照すると、シートの先端部がtにおいて位置合わせニップ207を出る。光受容体201は、tにおいて加速し始める。シートの先端部は、tにおいて第2転写ニップ213に入る。tでは、P/R201がそのピーク速度(VHI)に達する。あらかじめ定められた期間の後、光受容体201は次に減速し始める。tでは、光受容体203はその公称速度に戻る。
光受容体の加速度(A)を、以下の方程式によって決定してもよい。
A=(VHI‐VP/R)/(t‐t) (1)
システム制御装置215は、時間t、t、t、速度VHI、VP/R、加速度Aに関して符号化された時間情報を有している。制御装置215は次に、上記時間情報から時間tを計算する。
光受容体201の減速度(D)を、以下の方程式によって決定してもよい。
D=(VHI‐VP/R)/(t‐t) (2)
システム制御装置215は、時間t、t、t、速度VHI、VP/R、加速度Aに関して符号化された時間情報を有している。制御装置215は次に、上記時間情報から時間tを計算する。
適宜、VP/RおよびVHIを選ぶことができ、これにより、それは常にVITBよりも遅くなる(速くない)。
光受容体201の意図的な変化が一定の潜像露光を維持するという目標のために逆であるように見えるかもしれないが、本方法において、図5の計画された速度移動域は、光受容体201を振動可能にするために重要である。1つの理由は、露光変化の空間的周期性が通常のバンディングの形跡よりも観察者にも明らかに少ないということである。すなわち、事象ごとに単一の循環があり、上記循環が比較的大きい空間的周期を有している。例えば、全事象が0.10秒続き、公称速度が250mm/秒である場合、上記事象はページの25mm部分を越えて広げられてもよい。目は、概して、1mmの範囲内での空間的周期性に対してより敏感に反応する。さらに、このことが計画された事象であるので、光受容体の速度変化をイメージャー(ROSまたはLED)の露光レベルの変化と調整できる。
250mm/秒のドラム速度で動作する印刷システムに関して、公称速度の0.5%の振幅ピークを有する合計0.10秒で続く速度傾斜事象は、0.063mmの局所的なプロセス方向の倍率エラーに起因している場合があるが、このエラーの影響は小さい。全ての光受容体が同じ速度傾斜を同時に受け、ドラムが同調して互いに傾けられるならば、すなわち、局所的な倍率エラーが互いの上端にあるならば、色と色との位置合わせには影響を及ぼさない。さらに、速度傾斜(振幅および持続期間)のパラメータは、システムによって調整されることができ、例えば薄い媒体が印刷されている場合には恐らく使用不可能である。
当業者は、上記様々な方法ステップを、プログラムされたコンピュータによって実行できるということを容易に認識するだろう。ここで、いくつかの複数の実施形態ではまた、機械読取り可能命令プログラムまたはコンピュータ読取り可能命令プログラム、および、エンコード機械実行可能命令プログラムまたはコンピュータ実行可能命令プログラムである、プログラム記憶装置、例えばデジタルデータ記憶媒体、を対象にすることを意図している。ここで、上記命令は、上記方法のいくつかのまたは全てのステップを実行する。上記プログラム記憶装置は、例えば、デジタルメモリ、磁気ディスクおよび磁気テープといった磁気記憶媒体、ハードドライブ、または、光学的読取り可能デジタルデータ記憶媒体であってもよい。上記複数の実施形態ではまた、上記方法のステップを実行するためにプログラムされたコンピュータを対象にすることを意図している。
「制御装置」と名付けられた全ての機能ブロックを含む図に示した様々な要素の機能は、プロセッサを含む適切なソフトウェアと関連してソフトウェアを実行可能なハードウェアと同様に、専用のハードウェアの使用を介して提供されてもよい。プロセッサによって提供されたとき、上記機能は、単一の専用のプロセッサ、単一の共用のプロセッサ、または、複数の個別のプロセッサ(共用のものもある)、によって提供されてもよい。さらには、「プロセッサ」または「制御装置」という用語の明示的使用は、ソフトウェアを実行可能なハードウェアと呼ぶように解釈される必要はなく、デジタル信号プロセッサ(DSP)ハードウェア、ネットワークプロセッサ、特定用途向けIC(ASIC)、書替え可能ゲートアレイ(FPGA)、ソフトウェアを記憶するための読取り専用メモリ(ROM)、読取り書込み記憶装置(RAM)、および、不揮発性記憶装置を暗示的に制限なく含んでいてもよい。また、他の従来のおよび/または特注のハードウェアを含んでいてもよい。同様に、図示したあらゆるスイッチは、単に概念上のものである。上記スイッチの機能は、プログラム論理の動作を介して、専用論理を介して、プログラム制御と専用論理との相互作用を介して、または、手動でさえ、実行されてもよく、上記の考え方からより具体的に理解されるように、特殊な技術は開発者によって選択可能であってもよい。

Claims (10)

  1. 少なくとも1つの画像形成部材と有効に接する中間画像運搬部材を備え、上記中間画像運搬部材は、名目的には第1速度に設定され、上記画像形成部材は、名目的には、上記第1速度とはわずかに異なる第2速度に設定され、上記中間画像運搬部材の速度での予測可能な外乱に応じて上記画像形成部材の速度が調整され、これにより、上記画像形成部材の速度は、上記中間画像運搬部材の速度とは決して同一にはならない、印刷システム。
  2. 上記画像形成部材は光受容体ベルトを含む、請求項1に記載の印刷システム。
  3. 上記画像形成部材は、方程式A=(VHI‐VP/R)/(t‐t)に従った割合で加速し、Aは上記画像形成部材の加速度であり、VHIは上記画像形成部材の予測されるピーク速度であり、VP/Rは、上記画像形成部材の速度であり、tは上記画像形成部材がピーク速度に達する時間であり、tは、上記画像形成部材が加速し始める時間である、請求項1に記載の印刷システム。
  4. 上記画像形成部材は、方程式D=(VHI‐VP/R)/(t‐t)に従った割合で減速し、Dは上記画像形成部材の減速度であり、VHIは上記画像形成部材の予測されるピーク速度であり、VP/Rは、上記画像形成部材の速度であり、tは上記画像形成部材が公称速度に戻る時間であり、tは上記画像形成部材がピーク速度に達する時間である、請求項1に記載の印刷システム。
  5. 画像運搬部材と少なくとも1つの画像形成部材とを含む印刷システムの印刷方法であって、上記画像運搬部材を名目的には第1速度に設定するステップと、上記画像形成部材を名目的には上記第1速度とはわずかに異なる第2速度に設定するステップと、上記画像運搬部材の速度での予測可能な外乱に応じて、上記画像形成部材の速度を調整することにより、上記画像形成部材の速度が上記画像運搬部材の速度と同じにはならないようにするステップとを含む、上記印刷方法。
  6. 上記画像形成部材は、方程式A=(VHI‐VP/R)/(t‐t)に従った割合で加速し、Aは上記画像形成部材の加速度であり、VHIは上記画像形成部材の予測されるピーク速度であり、VP/Rは、上記画像形成部材の速度であり、tは上記画像形成部材がピーク速度に達する時間であり、tは、上記画像形成部材が加速し始める時間である、請求項5に記載の印刷方法。
  7. 上記画像形成部材は、方程式D=(VHI‐VP/R)/(t‐t)に従った割合で減速し、Dは上記画像形成部材の減速度であり、VHIは上記画像形成部材の予測されるピーク速度であり、VP/Rは、上記画像形成部材の速度であり、tは上記画像形成部材が公称速度に戻る時間であり、tは上記画像形成部材がピーク速度に達する時間である、請求項5に記載の印刷方法。
  8. コンピュータによって実行されたときに上記コンピュータが、印刷システムの画像運搬部材を名目的には第1速度に設定するステップと、上記印刷システムの画像形成部材を名目的には上記第1速度とはわずかに異なる第2速度に設定するステップと、上記ベルトの速度での予測可能な外乱に応じて、上記画像形成部材の速度を調整することにより、上記画像形成部材の速度が上記ベルトの速度と同じにはならないようにするステップとを含む方法を遂行する命令を記憶するコンピュータの使用に適したデータキャリアを含む、コンピュータプログラム製品。
  9. 上記画像形成部材は、方程式A=(VHI‐VP/R)/(t‐t)に従った割合で加速し、Aは上記画像形成部材の加速度であり、VHIは上記画像形成部材の予測されるピーク速度であり、VP/Rは、上記画像形成部材の速度であり、tは上記画像形成部材がピーク速度に達する時間であり、tは、上記画像形成部材が加速し始める時間である、請求項8に記載の製品。
  10. 上記画像形成部材は、方程式D=(VHI‐VP/R)/(t‐t)に従った割合で減速し、Dは上記画像形成部材の減速度であり、VHIは上記画像形成部材の予測されるピーク速度であり、VP/Rは、上記画像形成部材の速度であり、tは上記画像形成部材が公称速度に戻る時間であり、tは上記画像形成部材がピーク速度に達する時間である、請求項8に記載の製品。
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