JP3657322B2 - 多ゲートタンデム型カール除去装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般に、事務用複写機、ファクシミリ又は非インパクトプリンタのような印刷ユニット又はプロセッサに係り、より詳細には、このような装置に使用されるシート材のカールを除去するための多ゲートタンデム型カール除去装置に係る。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、電子写真印刷は、光導電性部材を実質的に均一な電位に荷電してその表面を感光性にすることを含む。光導電性表面の荷電された部分は、再現されるオリジナル文書の光像に曝される。これは、再現されるオリジナル文書内に含まれた情報エリアに対応する静電潜像を光導電性部材に記録する。この潜像は、これに現像剤を接触させることにより現像される。このように、光導電性部材には粉末像が形成され、これが次いで支持材料シートに転写される。支持材料シートは、次いで、加熱されて、粉末像を永久的に定着する。
【０００３】
支持材料シートが電子写真印刷機の種々の処理ステーションに通されるときには、カールや曲がりがしばしば生じる。このカールや曲がりは、その製造方法により支持材料シートに本来存在することがある。このカールは、印刷機に使用されるシートのスタック内でシートごとに異なることが分かっている。支持材料シートがカールすると、シートが印刷機において処理されるときに取り扱い上問題が生じる。シートがカールした状態で供給されると、それらの縁が印刷機に使用された整列機構と揃わなくなる傾向がある。更に、カールしたシートは、印刷機内でジャムやミスフィードを生じる傾向がある。これまで、この問題は、シート材料が印刷機に通されるときにシート材料に係合するバーやローラや円筒を使用することにより解決されている。ベルト又は柔軟なローラを硬い浸透ロールと共に使用してシートのカールを除去することもしばしばである。しかしながら、この形式のシステムは、欠点がある。例えば、カール除去装置のサイズは、必ずしも、電子写真印刷機に要求されるものと一致しない。加えて、この形式のカール除去装置は、一般に、運転トルクが大きいので、首尾良く動作するためには著しい電力入力を必要とする。更に、多くの場合に、電子写真印刷においては、既に使用されている装置が粉末像を不鮮明にする。又、ほとんどの場合にベルト／ピンチロール型である従来のカール除去装置は、単一のペーパ路を有するものであり、このペーパ路に沿って多数の曲げをセットできるが、単一の経路では、主として一方向のペーパカールを減少するのに有効であるに過ぎず、他の方向の大きなカールを減少するには有効でない。換言すれば、従来のカール除去装置が主たるＴＩ（像に向かう）カールを平坦にするように設計された場合は、大きなＡＩ（像から離れる）カールを大巾に減少することは不可能であり、そしてその逆のことも言える。このため、単一経路のカール除去装置は、薄いペーパが高い水分含有量において大きなＡＩ及びＴＩの両カールを示すときには（どちらの面が高温の溶着ロールにあるかに基づいて）このようなペーパをカール除去することができない。更に、カラー複写機においては、強く像形成された多色複写は、普通に又は軽く像形成されたコピーシートの像から離れる（ＡＩ）カールとは逆に、像に向かって（ＴＩ）強いカールを示す。カール除去処理を行わないと、これらのカールした複写は、顧客に受け入れられないような像の質及びペーパ取り扱い上の問題を引き起こす。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記問題に対処するようにシートのカール除去装置を改良するために種々の解決策が提案されている。これに関連する開示は、次の通りである。
１９７８年３月７日付のハーバ氏の米国特許第４，０７７，５１９号；及び
１９８２年４月２７日付のマシュラ二世の米国特許第４，３２６，９１５号
【０００５】
上記開示の該当部分を要約すると、次のようになる。
【０００６】
ハーバ氏は、ペーパシートが回転ロールと荷電ロールの挟み部に通され、その後、シートが真空剥離手段によって回転ロールから剥がされ、これにより、シートをその後の搬送ロール対の挟み部に通せるようにしたカール検出装置及び分離装置を開示している。
【０００７】
マシュラ二世は、シートが少なくとも２つの領域において堅固な弓形部材と接触するようプレスされるシートカール除去装置を開示している。シートは、カーブした経路に沿って弓形部材又はロッドの周りを移動し、シートのカールが除去される。シートは、第１ロッドによって一方向に曲げられそして第２ロッドによって別の方向に曲げられる。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、像に向かう（ＴＩ）方向及び像から離れる（ＡＩ）方向の両方においてシートを曲げられるよう設計された多ゲート式のカール除去装置を提供することを目的とする。各方向における曲げのレベルは、異なる特性をもつ異なるレベルの到来シートのカールを平坦化するよう自動的に調整することができる。
【０００９】
従って、本発明は、コピーペーパを異なるカール除去経路に向けて複写のカールを減少するようにタンデムゲート及び曲げバッフルを使用することによりシートの曲げ方向をＡＩ方向からＴＩ方向へ変更するカール除去装置を提供する。ソフトウェア制御プログラムは、ペーパの基礎重量、カラー層、像領域の有効範囲及び相対湿度から導出されるセンサ入力に基づいて個々のコピーペーパに対して最適なカール除去経路を自動的に決定する。マシンオペレータがマシンコントロールパネルのプッシュボタンにより仕様外れペーパの出力カールを減少できるようにするオペレータコントロール特徴も含まれる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の上記及び他の特徴は、添付図面を参照した以下の説明及び特許請求の範囲から明らかとなろう。
【００１１】
一般に、シートのカールを除去する公知システムに対する改良であって、コスト効率が良く、従来のカール除去システムより少ないスペースしか必要とせず、且つタンデムゲート及び曲げバッフルを用いて両方向（ＡＩ及びＴＩ）に同じ寛容度でシートを曲げることのできるカール除去装置を使用した改良について開示する。
【００１２】
本発明の特徴を一般に理解するために、添付図面を参照して説明する。添付図面において、同じ要素を指示するために全体を通じて同じ参照番号を使用する。図４は、本発明のカール除去装置を組み込んだ説明のための電子写真印刷機の種々の要素を概略的に示している。カール除去装置は、種々様々な印刷機にも等しく適当に使用でき、必ずしもその適用がここに示す特定の実施形態に限定されるものではないことが以下の説明から明らかとなろう。加えて、図４の電子写真印刷機に示されたカール除去装置の位置は変更し得るものである。カール除去装置は、印刷機内の任意の処理ステーションの中間に配置されてもよい。図４に示した印刷機において、カール除去装置は、溶着ステーションの後であって且つ両面処理路或いは出力又はキャッチトレーへ搬送される前に配置され、最終的なコピーシートを両面処理の前及び／又はオペレータが印刷機から取り出す前にまっすぐにする。しかしながら、この位置は、カール除去装置の動作を単に説明するものに過ぎず、変更することができる。
【００１３】
先ず、図４を参照し、プリンタの実施形態を詳細に説明すれば、本発明のカール除去システムを使用するのに適した米国特許第５，０９５，３４２号に開示された既存の市販のゼロックス社の「ＤｏｃｕＴｅｃｈ」プリンタと同様の形式の自動静電写真再現マシンのデュープレックスレーザプリンタ１０が一例として示されている。ここに開示する方法及び装置は、このようなデジタルプリンタに使用するのに特に適しているが、特定のプリンタ実施形態への適用に限定されるものでないことが以下の説明から明らかであろう。ここに例示するマシン１０は、ゼログラフィックレーザプリンタであるが、他の形式の再現マシンと共に種々様々な他の印刷システムがここに開示するカール除去システムを使用することができる。
【００１４】
図４のシステム１０をより詳細に説明すれば、感光体は１２８で示され、きれいなシート１１０がペーパトレー１２０及び１２２にあり（任意の大容量の入力経路１２３を伴う）、垂直のシート入力搬送部は１２４で示され、転写は１２６で行われ、溶着は１３０で行われ、反転は、ゲート１３４で選択されて１３６で行われ、カール除去は２００で行われる、等々である。オーバーヘッド両面処理（デュープレックス）ループ路１１２があり、複数の変速フィーダＮ₁ −Ｎ_n が両面処理経路１１２の長さの大部分を与えると共に、両面処理経路のシート送り挟み部を形成し、これらは全てコントローラ１０１によって制御される変速駆動装置１８０により駆動される。これは、トップ転写（下向き）システムである。付加的なゲート１３７は、出力１１６と専用の両面処理返送ループ１１２との間を選択する。
【００１５】
図４の実施形態において、両面の像形成中にシートが送られるエンドレスループの両面処理（第２面）ペーパ路１１２は、実線の矢印で示されており、一方、片面処理されるべきシートが像形成される片面処理（シンプレックス）路１１４は、破線の矢印で示されている。しかしながら、出力経路１１６、及び両面処理経路１１２の他の部分は、以下に述べるように、両面処理シート及び片面処理シートの両方により共用される。又、これらの経路は、共通の入力経路又はペーパトレー１２０又は１２２からの「きれいな」シートの経路と同様に、破線の矢印でも示されている。
【００１６】
「きれいな」シートが図４の普通紙供給トレー１２０又は１２２の１つから供給された後に、シートは、垂直搬送部１２４及び整列搬送部１２５により像転写ステーション１２６を経て運ばれ、感光体１２８から像を受け取る。次いで、シートは、溶着器１３０を通過し、像がシートに永久的に固定即ち溶着される。溶着器を通過した後、ゲート１３４がシートを出力１１６を経て仕上装置又はスタッカへ直接送れるようにするか、又はシートを両面処理経路１１２へ、より詳細には最初に単一のシート反転機構１３６へ、転向できるようにする。即ち、シートが片面処理シートであるか、又は面１及び面２の両方に像が形成された完成した両面処理シートである場合には、シートは、ゲート１３４を経て出力１１６へ直接送られる。しかしながら、シートが両面処理されつつあって面１の像のみが印刷された場合は、ゲート１３４は、センサ１３２（ＬＥＤ放射器及び受信器）及びコントローラ１０１により、そのシートを両面処理ループ経路１１２の反転器１３６へ転向するように位置設定され、そのシートは反転されてシート搬送部１２４及び１２５へ送られ、転写ステーション１２６及び溶着器１３０を経て再循環され、その両面処理シートの背面に面２の像を受けて永久的に定着し、その後に、出口経路１１６を経て放出される。全てのシートは、カール除去装置２００を通る。
【００１７】
本発明の要旨を説明すれば、図１は、本発明の実施形態によるカール除去装置２００を詳細に示す。このカール除去装置２００は、コントローラ１０１の制御のもとにあり、タンデムのソレノイド制御ゲート及び任意の調整可能なバッフルとでＴＩ及びＡＩの曲げを与えることにより広範囲のＡＩ及びＴＩカールをもつ到来シートを取り扱うことができる。カール除去装置２００は、シャフトに取り付けられたアイドラローラ２０５を備え、これは、駆動ロール２０６とでシート駆動挟み部を形成する。３位置の曲線ゲート２０８もアイドラローラシャフトに取り付けられ、このシャフト上で３つの位置のいずれかに回転され、シートを両面処理経路１１２又は出口経路１１６へ向ける。ＴＩ曲げゲート２０８の下流には、ＡＩ曲げバッフル２２８があり、これは、駆動ロール２２２とピンチシャフト２２０との間及び駆動ロール２３０とピンチシャフト２３１との間に形成された挟み部と共に機能して、像から離れる方向の曲げをシートに与える。ゲート２０８の下流には、２位置ゲート２２５が含まれており、これが位置Ｂにあるときにはシートを両面処理経路１１２へ指向し、或いはこれが位置Ａにあるときにはシートを出口経路１１６へ指向する。ゲート２０８が位置Ａにあるときは、シートに若干像に向かう曲げが与えられ、ＡＩ曲げバッフル２２８へ向けられる。ゲート２０８が位置Ｂにあるときは、シートは、曲げられずにマシンの出口１１６へ向けられる。しかしながら、ゲート２０８が位置Ｃにあるときは、シートは、反転器１３６のみによってＡＩ曲げが与えられ、両面処理経路１１２へ向けられる。
【００１８】
本発明のタンデム型ゲートのカール除去装置の別の実施形態が図２に示されており、２つの曲げバッフル２６１及び２７３を備えている。曲げバッフル２６１は、像から離れる曲げを与えるように構成され、そして曲げバッフル２７３は、像に向かう曲げを与えるように構成され、両曲げバッフルはマシンオペレータによって制御することができる。曲げバッフル２６１は、ソレノイド２６０により矢印２６２の方向に可逆に移動でき、一方、曲げバッフル２７３は、ソレノイド２７０により矢印２７４の方向に移動可能である。ソレノイド２６０及び２７０は、オペレータがコンソール３００のコントロールパネル３０１のプッシュボタン３０３及び３０４（図３）を用いて制御される。ソレノイド２６０及び２７０の移動距離は、バッフル２６１及び２７３とピンチシャフト２２０及び２７２との間のギャップを各々変更し、出力カールに影響を及ぼすようにする。この特徴は、カール除去制御ソフトウェアに含まれない仕様外れのシートや異常状態にとって有用である。
【００１９】
最適なカール除去経路に対してゲート２０８及び２２５の好ましい位置を自動的に決定することは、従来式に書かれたソフトウェアプログラムで達成され、これは、ペーパの基礎重量、カラーモード（シート上のカラー層）、像領域の有効範囲及びもし必要であれば相対湿度を決定する従来の装置の使用のような必要なセンサ及びシステム入力を含む。例えば、コンピュータへデータを入力するのに使用できる従来のペーパ基礎重量センサは、米国特許第５，１２７，６４３号及び第５，１３８，１７８号に開示されている。色密度測定の分野のトナー領域有効範囲センサが米国特許第４，９８９，９８５号から知られている。この領域の有効範囲に対するデジタル入力は、曲げに適したペーパ経路を決定するためのファクタとして、低、中及び高レベルに分割される。カラーモード（カラー層数）入力は、曲げに適したペーパ経路を決定するための制御アルゴリズムのファクタとして、低、中及び高のような単位面積当たりのトナー質量の３つのレベルに従来式に変換される。これらセンサからのデジタル信号は、コントローラ１０１へ送られ、該コントローラは、次いで、予めロードされた経過データ又はルックアップテーブルにより、出力カールを最小にするためのゲート位置の最適な設定を決定する。
【００２０】
カール除去経路は、ゲート位置の異なる組合せによって定められる。テーブル１は、到来する溶着されたコピーシートと、それらの適当なカール除去経路との対応を示す。

指示されたように、経路No. １において両面複写する要求に対するサブシステム動作では、第１面に像形成されたシートの先縁が、先縁センサ１３２で検出された後に、ゲート２０８に取り付けられたソレノイドがその全開位置Ｃへ付勢され、そしてゲート２２５に接続されたソレノイドが位置Ｂへ開けられる。両ゲートはシートが両面処理経路１１２へ案内されるまで開いたままである。シートが第２面に像形成された後に、ゲート２２５は位置Ａに復帰され、そしてそしてゲート２０８は位置Ｂに停止され、これは、それ以上曲げない経路No. ２を形成する。テーブル１の経路No. ２は、センサ及びシステム入力に基づきコントローラ１０１の制御ソフトウェアによって曲げが要求されないときの片面複写に対するものでもある。ゲートは、通常、コントローラによって異なるシート経路が選択されるまで、ゲート２２５については位置Ａそしてゲート２０８については位置Ａであるそれらのホーム位置に留まる。
【００２１】
経路No. ３は、片面複写に対してＴＩ及びＡＩ曲げがコントローラによって選択されそしてゲート２０８が閉位置Ａへ移動され、ゲート２２５が位置Ｂへ移動されたときに使用される。これらゲートは、コントローラが異なるシート経路を選択するまで同じ位置に保たれる。経路No. ３において、ペーパは、駆動ロールとピンチシャフトの挟み部に駆動され、そしてピンチシャフトに厳密に一致する小さな曲げ半径のセグメントを有するバッフルによりピンチシャフト２２０の周りに部分的に強制的に巻き付けられる間にＡＩ方向に同時に曲げられる。ＡＩ曲げが与えられた後に、シートは、ピンチシャフト２３１とバッフル２２８との間に形成された曲げ挟み部を通過せずにマシンを出る。この経路は、中程度のトナー質量／単位面積（ＴＭＡ）及び中程度の像領域有効範囲（ＡＣ）に対して適している。ペーパ経路No. ４は、もし未処理の場合に像に向かってカールする傾向のある強く像形成されたカラーコピー（高いトナー質量／単位面積及び高い領域有効範囲）に対して、最初に中程度のＴＩ曲げを与えた後に２つの連続するＡＩ曲げを与える。この付加的な曲げ手順は、カールに作用するように巻き付け角度を増加することにより得られるものと同じ結果を生じる。経路No. ４は、ゲート２０８を位置Ａにしそしてゲート２２５を位置Ａにすることにより定められ、これは、シートをピンチシャフト２３１の挟み部へ案内し、そしてシートをバッフル２２８によりＡＩ方向に曲げる。
【００２２】
図２は、曲げレベルを制御するための調整可能な曲げバッフルの特徴を示している。閉じた位置（狭いギャップ）にある調整可能なバッフル２６１は、大きなＡＩ曲げを与えるものである。図示された閉じた位置にある調整可能なバッフル２７３は、大きなＴＩ曲げを与えるものである。バッフルのギャップは、各々、ソレノイド２６０及び２７０を用いて制御され、これらソレノイドは、図３に示すようにオペレータにアクセスできるプッシュボタンによって操作される。これらの特徴は、仕様外れの両面ペーパを多数使用するオペレータ、又は一連のペーパの上面（上矢印）方向をミス配置したオペレータにとって有用である。上記の状態に対して調整するために、オペレータがボタン３０３を押してバッフル２７３をピンチシャフト２７２に向けて更に移動させ、大きなＴＩ曲げを生じさせることもできるし、又はボタン３０４を押してバッフル２６１をピンチシャフト２２０に向けて更に移動させ、大きなＡＩ曲げを生じさせることもできる。ボタン３０３及び３０４のロジックは、カールを減少するように適切なペーパ経路及び調整可能なバッフルを選択できるようゲート位置にリンクすることができる。
【００２３】
以上の説明から、本発明により、処理速度でシートに逆の曲げを与えてカールを除去し、上記の目的及び効果を完全に満足する複写機／プリンタ等のためのタンデム型カール除去装置が提供されたことが明らかであろう。溶着されたコピーシートは、ペーパの基礎重量、像領域の有効範囲及びカラーモード（カラー層の数）に関するセンサ又はシステム入力に基づいてカールを減少するために異なる程度のＡＩ又はＴＩ曲げに対して異なるペーパ経路に向けられる。従来式に書かれたソフトウェアプログラムには、出力カールを最小にするためのゲート位置の最適な設定を決定するプリテストデータベース情報及びアルゴリズムがロードされる。小半径のバッフルとピンチシャフトとの間のギャップを経てシートを駆動することにより機械的な曲げが形成される。
【図面の簡単な説明】
【図１】例示的な両面印刷機の一部分である変速エンドレスループ両面処理経路に使用される本発明のカール除去装置を示す正面図である。
【図２】調整可能なシート曲げバッフルを用いた本発明のカール除去装置の別の実施形態を示す図である。
【図３】特殊なシートに対して本発明のカール除去装置を操作するためのオペレータコントロールパネルを示す正面図である。
【図４】例示的な両面印刷機の一部分である図１のカール除去装置を組み込んだ変速エンドレスループ両面処理経路を概略的に示す図である。
【符号の説明】
１０ システム
１０１ コントローラ
１１０ シート
１１２ 両面処理ループ経路
１１４ 片面処理経路
１１６ 出力経路
１２０、１２２ ペーパトレー
１２４ 搬送部
１２５ 整列搬送部
１２６ 転写ステーション
１２８ 感光体
１３０ 溶着部
１３２ センサ
１３４ ゲート
１３６ シート反転器
１３７ 付加的なゲート
１８０ 変速駆動部
２００ カール除去装置
２０５ アイドラロール
２０６ 駆動ロール
２０８ ３位置曲線ゲート
２２０、２３１ ピンチシャフト
２２２、２３０ 駆動ロール
２２５ ２位置ゲート
２２８ ＡＩ曲げバッフル
２６０、２７０ ソレノイド
２６１、２７３ 曲げバッフル
３０３、３０４ プッシュボタン

Claims (1)

1. 溶着器を含む複数の処理ステーションを経て送られるシートに複写を形成するための印刷機において、該印刷機は、シートが溶着器から出て来た後にシートのカールを除去するためのシートカール除去装置を有し、該シートカール除去装置は、
   シートを所定の方向に上記カール除去装置へ送り込むための第１挟み部と、
   ３つの位置のいずれか１つに移動される第１ゲートであって、上記３つの位置の１つにおいてはシートに像に向かう曲げを与えるが、上記３つの位置の他の２つにおいてはシートに曲げを与えないような第１ゲートと、
   シートを印刷機の両面処理経路又は出口経路のいずれかに向けるための第２ゲートと、
   上記第１挟み部の下流にあり、上記カール除去装置を経てシートを進める第２及び第３挟み部であって、ピンチシャフト及び駆動ロールを各々含んでいる第２及び第３挟み部と、
   上記第２及び第３ピンチシャフトと共働し、シートが上記第２及び第３挟み部を通過するときにシートに像から離れる曲げを与えるための少なくとも１つの曲げバッフルと、
   を備えたことを特徴とする印刷機。

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