JP2014182374A - ニップ・モータ・トルクへの媒体の厚さおよび/またはゆがみフィードフォワードを用いた、トランスフィックスニップの動作特性(motionquality)の向上 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】画像ドラム12、変速モータ42、トランスフィックスロール、トランスフィックスニップ、媒体搬送、厚さセンサ、ゆがみセンサ、媒体センサ、スイッチ手段、およびコントローラで構成され、フィードフォワード制御方式において、媒体厚さ測定値32および/または媒体ゆがみ測定値32を使用して、転写ニップが媒体と係合する直前に媒体センサ36が媒体を検出すると、画像ドラムトルクを増加させるようになっている。
【選択図】図4
Description
トランスフィックスニップ18が媒体16と係合するとき、画像ドラム12が所定の速度を保持するためにモータがしなければならない余分な仕事量が、媒体の厚さにより決まる。媒体の厚さが増すにつれて、モータがしなければならない仕事量が増加する。媒体の厚さは、周知の装置である媒体厚さセンサを用いて測定できる。例えば、媒体厚さは、OMRON(登録商標)のZ4D−B02微小変位センサを用いて測定でき、この微小変位センサはシートが通り抜けるときのアイドラ軸の動きを検出する。ニップの上流で媒体厚さを測定することにより、ニップが媒体と係合するときには、モータ速度を上げて、所定のモータ速度を保持することができる。あるいは、印刷装置のオペレータがユーザインタフェースを通じて媒体厚さを入力する可能性がある。
F スプレッダ力(N)
x 媒体被印刷物の厚さ(m)
I 慣性モーメント、(n*n*Imotor+Idrum、nはギア比である(kgm2))
ω 打撃(thump)の前後での角速度(rad/秒)
m ドラムの質量(kg)
r ドラムの半径(r)
t ドラムの壁厚(m)
ρ 密度(kg/m3)
媒体被印刷物(例えば、シートなど)がトランスフィックスニップに入ると、その媒体被印刷物は負荷を増大させて、モータの速度を低下させる。シートがドラムおよびローラの軸と一直線になったときに最大の負荷増大が起こることが分かっている。シートが斜めになると負荷は減少して、シートが斜めになればなるほど、負荷の減少が大きくなる。当業者には媒体ゆがみセンサが周知である。媒体ゆがみは、シートが既知の速度で通過するときにシートの前縁部を検出するように既知の距離だけ離して設置した2個のポイントセンサを用いて検出できる。両方のセンサが同時に前縁部の通過を検出しなかった場合には、その時間差と、2個のセンサ間の距離とを使用して、ゆがみを計算できる。
いったん媒体厚さおよび媒体ゆがみを測定すると、ニップが媒体と係合するときに起こる速度遷移を最小にするようにモータ速度を制御できる。図4は制御図30を示しており、この制御図30では、ニップセンサ36が媒体の到着を検出してオン・オフ・スイッチ35を作動させると、厚さおよびゆがみ測定値32を使用してモータトルク34を大きくする。モータトルク34の増加は、媒体が引き起こす速度遷移を補正するように計算されて、コントローラ40からの出力信号38に加えられる。組み合わせたコントローラ出力信号38とモータ速度34の増加とを、画像ドラム12を回転させるモータ42に送る。速度センサ44が画像ドラム12の角速度を測定して、コントローラ設定点信号48を調節するために出力信号46を送る。例えば、より厚い媒体は、より大きな速度遷移を引き起こすことになるため、モータトルクのより大きな増加を必要とする。同様に、媒体が斜めになればなるほど、モータトルクの増加は小さくなる。媒体が斜めになっていなかった場合には、モータトルクを調節するのに媒体厚さ測定値だけを使用することになる。
図1に示すシステムと同様の画像ドラム12およびトランスフィックスローラ14を用いて試験を行った。画像ドラム12は長さ17インチ、直径21.75インチ、壁厚0.75インチであった。ドラムの慣性モーメントは約2.6kgm2であった。試験では、ドラムは表面速度1m/sで回転していた。20,000Nの負荷(すなわち、トランスフィックス力F)において、試験では、トランスフィックスニップにシートを供給したとき(図7内の星印)、約15%のモータ速度の低下を測定した。また、図7のグラフは、100μm、250μm、および500μmの厚さを有するシートをニップ18に供給したときの、モータ速度の計算された変化に対する図2からの曲線20、22、24、26を示している。試験の結果は、図7内の星印で示すように、式(1)〜式(3)を用いて生成した曲線と実質的に同じであり、画像ドラムおよび/または転写ロールを制御するモータに加わるトルクは媒体厚さ(x)の測定値と時間(t)の関数であることを示している。
システムおよび方法をPhaser8500直列プリンタで検証した。画像ドラムは、約10:1ギア比のベルトを介してdcモータで駆動した。ドラム上のエンコーダでドラムの角速度を測定しており、それにドラム半径を掛けると、ドラムの表面速度が得られる。トランスフィックスロールは、接線界面力(tangential interface forces)により駆動される受動的な(すなわち、駆動モータが付属していない)硬質ゴムロールであった。トランスフィックスロールは、ばねで負荷をかけて画像ドラムに押し付けており、試験中、トランスフィックスロールは常に係合していた。用紙搬送路からシートを供給することをシミュレートするために、ドラム上に紙のシートをテープで貼り付けた。シートが境界面に到着する時刻を決定するのに、ドラム/トランスフィックス境界面のすぐ手前に取り付けたシートセンサ束からの信号を使用した。この実験では、1種類の媒体厚さ(250μm)を使用した。
Claims (10)
- 転写ニップに入る媒体が引き起こす印刷システム内の速度遷移を低減するシステムであって、
長手方向軸から等距離にあるドラム表面を有して、前記長手方向軸のまわりに回転する画像ドラムを含み、
前記画像ドラムを所定の角速度で回転させる変速モータを含み、
長手方向軸から等距離にあるロール表面を有して、前記長手方向軸のまわりに所定の角速度で回転するトランスフィックスロールを含み、前記画像ドラムの前記長手方向軸は前記トランスフィックスロールの前記長手方向軸に対して実質的に平行であり、前記画像ドラム表面は前記トランスフィックスロール表面と接触しており、
前記画像ドラムが前記トランスフィックスロールと接触するところに形成されたトランスフィックスニップを含み、前記トランスフィックスニップに入る媒体が前記角速度の速度遷移を引き起こし、
媒体を媒体経路に沿ってプロセス方向に移動させる媒体搬送を含み、前記媒体を前記トランスフィックスニップまで搬送して、
前記媒体の厚さを測定して厚さ出力信号を伝達する手段を含み、
前記媒体のゆがみを測定して、ゆがみ出力信号を伝達するゆがみセンサを含み、
モータ速度設定点と出力信号とを有して、前記モータ速度設定点をねらって前記変速モータを制御するコントローラを含み、
前記厚さ出力信号と前記ゆがみ出力信号とに基づき前記出力信号を調節する、速度遷移を低減するシステム。 - 前記トランスフィックスニップに入る媒体を検出する媒体センサをさらに含む、請求項1に記載の速度遷移を低減するシステム。
- オン状態とオフ状態とを有する電子的スイッチング制御手段をさらに含み、前記スイッチが前記オン状態にあるときには、前記厚さ出力信号およびゆがみ出力信号は前記コントローラ出力信号を調節して、前記スイッチが前記オフ状態にあるときには、前記厚さ出力信号およびゆがみ出力信号は前記コントローラ出力信号を調節しない、請求項2に記載の速度遷移を低減するシステム。
- 前記厚さ信号を、異なる厚さの媒体に対する媒体厚さトルクプロファイルと比較する、請求項1に記載の速度遷移を低減するシステム。
- 前記ゆがみ信号を、異なるゆがみの媒体に対する媒体ゆがみトルクプロファイルと比較する、請求項1に記載の速度遷移を低減するシステム。
- 前記変速モータが、前記角速度を測定してモータ速度出力信号を伝達する速度センサを含み、前記モータ速度出力信号に基づいて前記モータトルクを調節する、請求項1に記載の速度遷移を低減するシステム。
- 前記媒体の前記厚さが変化するとき、前記厚さ出力信号と前記ゆがみ出力信号とに基づき前記コントローラ出力を前記調節することにより、前記画像ドラムの前記角速度を、前記モータ速度設定点に保つ、請求項1に記載の速度遷移を低減するシステム。
- 異なる厚さの媒体に対する媒体厚さトルクプロファイルと、異なるゆがみの媒体に対する媒体ゆがみトルクプロファイルと、をさらに含み、前記厚さ出力信号を前記媒体厚さトルクプロファイルと比較して媒体厚さトルク値を提供して、前記ゆがみ出力信号を前記媒体ゆがみトルクプロファイルと比較して媒体ゆがみトルク値を提供して、前記媒体厚さトルク値と前記媒体ゆがみトルク値とを使用して、前記変速モータに対するトルク補正信号を計算する、請求項1に記載の速度遷移を低減するシステム。
- 前記速度遷移補正が、前記角速度における前記速度遷移の±10%以内に等しい、請求項8に記載の速度遷移を低減するシステム。
- 前記トランスフィックスニップが、50μmから2mmの厚さを有する媒体を受け入れることができる、請求項1に記載の速度遷移を低減するシステム。
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