JP3703508B2 - 画像転写スメアーの検出及び修正装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は概して電子写真印刷機における画像転写スメアー（画像のにじみ、汚れ）を修正するための設計に関し、特に中間転写システムを用いる多数の印刷機関装置（プリントエンジンデバイス）において画像転写スメアーを検出及び修正するための装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
画像がスリップ転写によって受光体（例えば、感光体）から中間媒体へ転写されるとき、あらゆる速度の不一致が画像スメアーをもたらし、結果として画像の品質が低下する。各受光体と中間転写媒体の間に速度不一致があるかどうかを決定し、その差を最小限にして、画像のにじみを最小限にすることができれば望ましい。
【０００３】
以下の開示文献は、本発明の様々な態様に関連している。
【０００４】
米国特許第５、１６６、７３５号では、隣接するワークステーション同士の間に延びるシートに加えられる駆動速度を一致させるための制御装置を組み込んでいる、シート搬送システムが開示される。コピー用紙は、ワークステーション同士の間に配置されるレシービング（収容）表面によって係合され、真空によってレシービング表面へ付着される。コピー用紙は、ワークステーション同士の間に延びている直線経路からオフセットされた経路へと進む。定着（フューザ）ロールは、コピー用紙を引っ張り、搬送表面からコピー用紙を持ち上げるためにやや速い速度で駆動される。次に、持ち上げがレシービング表面と連結されるプレナムにおいて真空を感知するためのセンサによって検出され、定着ロールの駆動速度がセンサからの信号に従って制御される。
【０００５】
米国特許第５、１６０、９４６号では、第１転写ステーションで見当合わせ印を形成し、後続の転写ステーションで画像を見当合わせするために形成された印を用いる、電子写真印刷機のための見当合わせシステムが開示されている。
【０００６】
米国特許第４、９５１、０９５号では、循環エンドレスベルト受光体を有するゼログラフィック複写機が開示されている。シートは、可変速ステップモータによって駆動される一対のコーティングロールによって転写領域へ送り出される。ロールは受光体と略同じ速度でコピー用紙の先端部分を送り出し、コピー用紙が受光体と接触すると、送り出しロールが短い時間により速い速度で駆動されて、転写領域の直前のコピー用紙にバックル（湾曲）を生成させる。次に送り出しロールの速度が初期値へ戻り、バックルの大きさは、残りのシートが送り出される間一定である。バックルはコピー用紙に十分な余りを提供し、転写領域でコピー用紙がぴんと引っ張られることで、未定着のトナー画像がにじむのを防ぐ。
【０００７】
米国特許第４、０１７、０６７号では、定着ロールが画像転写領域からのコピー用紙の寸法よりも近くに位置決めされる静電写真複写機が開示されている。定着ローラニップと転写領域の間の速度不一致の補償は、定着ローラニップを異なるプリセット速度で意図的に駆動して、コピー用紙の中間部分にバックルを形成することによって行われる。バックルは、定着ローラニップと転写領域の間の真空チャージャシートガイド表面に与えられる真空の選択的且つ周期的な減少によって制御される。
【０００８】
米国特許第４、０１７、０６５号では、定着ロールが画像転写領域からのコピー用紙の寸法よりも近くに位置決めされる静電写真複写機が開示されている。定着ローラニップと転写領域の間の速度不一致の補償は、定着ローラニップを異なるプリセット速度で意図的に駆動して、コピー用紙の中間部分にバックルを形成することによって行われる。バックルは、構成されたマニホルドガイド表面に与えられる真空の選択的且つ周期的減少によって制御される。ガイド表面はセグメントへ分割されてもよく、セグメントの内の１つを介して真空が継続して維持される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、受光体と中間転写媒体の間の相対速度の不一致を最小限にすることによって、画像転写スメアーの検出及び修正をするための装置（技術）を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段と作用】
本発明の１態様に従って、画像転写スメアーを検出及び修正するための装置が提供される。本装置は、所定の経路に沿って第１速度で移動する画像搬送（支持）部材と、第２速度で移動し、選択されたパターンで現像されたトナー画像を前記画像搬送部材へ供給するための手段と、を備える。また、前記画像搬送部材上のトナー画像のパターンを検出し、そのパターンを示す信号を生成するための手段と、前記供給手段と連結されるコントローラが提供される。前記コントローラは、前記検出手段によって生成された信号に応じて、前記画像搬送部材の第１速度と略一致させるように前記供給手段の第２速度を調節して、前記画像搬送部材と前記供給手段の間の相対速度の不一致を最小限にする。
【００１１】
【実施例】
スリップ転写とは、転写が起こる接触領域において相対運動が画像搬送体と画像受像体の間で存在しうることを示す用語である。これは、通常、対となる（配偶関係を有する）要素（受光体、中間転写媒体、又はシート）が個々に駆動されることを意味する。タンデム印刷機では、この技術が、バレル（たる）凸面、円錐及び半径に関する、様々な受光体同士の間のサイズ不一致の見当合わせに対する影響を取り除くために用いられる。多色又は単色の画像出力端末(IOT) において画像の歪みと相対見当合わせを測定する１つの方法は、自動的に解釈される特殊なマークを印刷することである。中間転写媒体を使用するマシンアーキテクチャは、光学系、光検出器、及び信号を処理するための必要な回路から成るマークスオンベルト(marks-on-belt：ベルト上のマーク) 検出器を用いることが可能である。マークスオンベルト検出器は、中間媒体に対する受光体の動きに関する情報を表す、受光体又は画像受像媒体上に配置されるマークの特徴を測定することができる。
【００１２】
本発明の装置及び方法は、処理方向における速度一致のD/C エラーとして知られるものを測定することに関する。エラーは、その大きさが時間に対して一定であり、受光体と中間転写媒体の間で見つけられる偏心（中心からずれて位置していること）、不良配置等による周期的な欠陥によって生じるエラーのように時間内に変化しないという点で、D/C エラーと称される。本発明の方法によって検出されるエラーは、通常、不正確な回転要素を用いる速度制御と共にローラー及びドラム直径の不正確な知識から生じる。本発明は、受光体上で画像形成及び現像され、中間媒体へ転写され、マークスオンベルト検出器によって測定される特別なパターンを用いる装置、技術及び方法を開示している。マークスオンベルト検出器のデータを処理することによって、にじみを最小限にする受光体速度の決定及び設定が可能になる。
【００１３】
本発明によって検出及び修正されるエラーが一定であるために、修正設計は機械の立ち上がりと、適切な速度一致を維持するための他の所定の期間でしか用いられる必要がない。修正設計は、一定モニタリング及びフィードバックシステムを必要とせずに駆動メカニズム等の摩耗によって生じうるエラーを検出及び修正する。
【００１４】
図１を参照すると、各受光体上で書き込み及び現像され、中間ベルト１０へ転写されるべき転写パターンが示されている。パターンは、一連の間隔を置いた矩形の要素１０８から成る。処理方向は矢印１２によって示される。パターンの矩形要素１０８同士の間の間隙１１０は、１以上のピクセル幅と等しくなければならない。検出器要素１００の拡大図が、ベルト１０上に書き込まれ、ベルト１０へ転写されるパターンを検出する位置に示されている。一例として、検出器の0.010 インチ（約0.254mm)の要素（要求）がパターンが通過するときの１ピクセル間隙からの信号を検出するために使用されてもよい。図２は、図１に示されるパターンにおける一定D/C エラーの検出器信号のグラフを示す。ストローブ信号は、パターンにある間隙が光検出器セルの中心を通過しているとき、パターン検出に公称的に現れるようにタイミングがとられる。１個のピクセル間隙（１インチあたり600 スポットにおいて0.00167 インチ( 約0.042mm)に等しい) が充填(fill-in) されずに現像及び転写されるならば、有効転写ゾーンの長さが0.120 インチ（約3.048mm)の場合に、1.39% の速度エラーは１ピクセル(0.00167インチ) のスメアーを生じる。充填が重要ならば、間隙は１ピクセルより大きくされるべきであり、その場合、間隔を置いた領域が検出可能である。更に、「有効転写ゾーン(effective transfer zone) 」という用語は、幾分かのトナーが未だ受光体上にあり、幾分かトナーが既に中間媒体へ転写された領域を示すために用いられている。
【００１５】
受光体と中間転写媒体の間の最良の速度一致を決定するために、２つの自動化された手順が記載される。第１の方法は、小さなステップ（段階）で受光体速度を変え、各速度毎に、検出器によって生成された出力信号に対応する波形で検出された最大の振幅を決定することである。画像１０８が現像されているために、画像のパターンは、発光器によってパターンを照射し、反射した光のパターンを感知することによって光学的に読み取ることができる。パターンを検出するために、中間媒体とトナーの間に適切なコントラストがなければならない。中間媒体に鏡面反射性があり、トナーが光を拡散反射するか又は吸収するならば、パターンは図４（Ａ）に示されるように鏡面反射によって検出される。他方、中間媒体に吸収性がありトナーが光を拡散反射するならば、拡散反射された光はレンズによって集められ、検出器上に画像形成される。１実施例において、センサ１００の各々は、公知のフォトエミッタ／フォトセンサ対である。反射された光のパターンがこうした装置によってより正確に検出されるために、エミッタ／センサ対は非常に近接しているのが好ましい。また、図４（Ｂ）に示されるように、中間ベルト１０が透明で画像が透明でないならば、エミッタ／センサ対は中間ベルト１０によって分離可能である。次に、トナーが付着された画像１０８がその対の間を通り、透過された光のパターンを提供する。
【００１６】
使用される検出器は、明度（ルミノシティ）を検出し、その値がトナーパターンのない領域でより大きい上記のタイプの検出器である。従って、信号の振幅が大きくなるにつれて、転写中により少ないスメアーを示すパターンのトナー部分同士の間の空間が大きくなる。ゆえに、最大の振幅信号は最小の量のスメアーを生じる速度と等しく、最大の振幅信号を生じた速度は受光体と中間転写ベルトの間で最良の速度一致となる。
【００１７】
光検出器からの信号は、公知のマイクロプロセッサであってもよいコントローラ９０へ送信され、コントローラによって光検出器の駆動モータの速度が変えられる間モニターされ、同様にコントローラ９０によってモニターされる。パターンのにじみが最も少ないとき、受信された信号は振幅が最大であり、受光体の対応する速度はコントローラによって決定及び設定されて、受光体と中間転写ベルトの間で最良の速度一致がもたらされる。
【００１８】
第２の方法は、コントローラが、受光体の10インチ（約25.4cm) の長さにわたって公称速度（公称速度とは、転写ベルトの駆動速度に基づいた中間転写ベルトの予想される速度のことである）の0.985 倍の値から公称速度の1.015 倍の値へ、受光体の速度を回転（変化）させることである。コントローラ９０のサンプル及びホールドピーク検出器部分は、検出器から受信された信号の最も高い値及びそれに対応するバイト位置を記憶する。次に、最も高いピーク値の記憶されたバイト位置は最良の速度一致と対応されて、コントローラ９０はその速度で受光体を駆動する。
【００１９】
スメアー検出及び修正システムの第２実施例は、図３に示されるようなパターンを使用する。パターンは１ピクセルの空間１２２によって続けられる１ピクセル幅の一連のマーク１２０から成り、処理方向１２に略垂直なパターンが受光体上に書き込まれ、中間転写ベルト１０へ転写される。本実施例では、0.020 インチ（約0.508mm)の光検出器１００が、中間転写ベルト１０へ転写されているパターンの検出に応じて信号を生成するために用いられる。上記の第１の方法のように、受光体の速度は、コントローラ９０によって、10インチの長さにわたって公称速度の0.985 倍から公称速度の1.015 倍へとまた回転（変化）される。次に、検出器のアナログ出力が0.020 インチ走行毎にコントローラ９０によってサンプリングされる。サンプル及びホールドピーク検出器は、検出器の出力に記録された最も高い値とそれに対応するバイト位置を記憶する。次に、最後に記憶されたピーク値のバイト位置がにじみの量が最も少ない速度一致と対応され、それに従ってコントローラ９０が速度を設定する。
【００２０】
受光体と中間転写媒体の間で最良の速度一致を決定するために、自動化されていない視覚的手順を実行することも可能である。画像形成装置（イメージャ）が図３に示されるように同数のラインオン（ライン有）とラインオフ（ライン無）の反復パターンを生成するときに、再度、受光体速度が10インチの長さにおいて公称速度の0.985 倍から公称速度の1.015 倍へ回転（変化）される。次に、パターンが紙のシートへ転写及び印刷され、視覚的に調べられる。印刷されたページ（紙面）上には、にじみの結果としてライン同士の間に空間がないゾーンと、画像が目に対して最も明るいゾーンの２つのゾーンがなければならない。最も明るいゾーンの中心軌跡における紙の長さに沿ったラインは、中間媒体の速度と一致する受光体の速度を表す。シートに沿ったラインが１インチの1000分の１以内に検出可能ならば、速度一致は0.03% の精度で決定される。これは、受光体と中間転写ベルトの間の最大限許容可能な相対速度の規準である0.333%以内であって、知覚可能なにじみを防ぐ。ラインオンの数は、機械で用いられる技術によって現像可能な最も少ない数が選ばれるのが望ましい。
【００２１】
【発明の効果】
本発明は上記より構成され、受光体と中間転写媒体の間の相対速度の不一致を最小限にすることによって、画像転写スメアーの検出及び修正をするための装置（技術）が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の修正設計を実行する際に、各受光体上に書き込み及び現像され、中間ベルトへ転写されるべき転写パターンを示す。
【図２】一定DC速度エラーと共に転写された図１に示されるパターンの検出器信号のグラフを示す。
【図３】本発明の速度修正及び速度一致を実行する手動の視覚的方法で使用される反復パターンを示す。
【図４】（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の修正設計を実行する際に使用されるタイプの光検出センサを示す。
【符号の説明】
１０ 中間ベルト
９０ コントローラ
１００ 検出器
１０８ 画像
１１０ 間隙

Claims (2)

1. 画像転写スメアーを検出及び修正する装置であって、
   所定の経路に沿って第１速度で移動する画像搬送部材と、
   第２速度で移動し、選択されたパターンで現像されたトナー画像を前記画像搬送部材へ供給するための手段であって、前記第２速度で前記経路を移動する受光体を含む前記供給手段と、
   潜像を前記受光体に記録する手段と、
   前記潜像をトナーで現像する手段と、
   前記トナー画像を前記受光体から前記画像搬送部材に移す手段と、
   前記画像搬送部材上のトナー画像のパターンを検出し、パターンを示す信号を生成する手段であって、前記検出及び信号生成手段が、前記トナー画像を照らす発光器及びセンサーのある光検出器を含み、前記センサーが前記トナー画像の前記発光器に照らされて反射したパターンの明度を検出してその検出に対応する信号を生成し、その信号の振幅が画像転写スメアーの大きさを示す、前記検出及び信号生成手段と、
   前記供給手段と連結されるコントローラと、
   を備え、
   前記コントローラが前記検出及び信号生成手段によって生成される信号の前記振幅のピーク値を記憶し、そのピーク値を最も前記スメアーの少ない速度に対応させて、前記画像搬送部材の第１速度と略一致するように前記供給手段の第２速度を調節して、前記画像搬送部材と前記供給手段の間の相対速度の不一致を最小限にする、
   ことを含む画像転写スメアーの検出及び修正装置。
2. 画像転写スメアーを検出して修正する方法であって、
   画像搬送部材を所定の経路に沿って第１の速度で動かすことと、
   受光体に一連の間隔を置いた要素を書き込み、複数の前記要素がパターンをなし、前記パターンをトナーで前記受光体上に現像することと、
   現像された前記パターンを第２の速度で動かして前記受光体から前記画像搬送部材へ転写することと、
   転写された前記パターンを光検出手段によって照らしたときの反射の明度を検出し、その検出した明度に応じた信号を生成することと、
   前記画像搬送部材の前記第１の速度と前記第２の速度の相対速度の不一致を最小化するように、生成された前記信号の振幅のピーク値に応答して、前記第１の速度に略一致するように前記第２の速度を調整すること、
   を含む、画像転写スメアーを検出して修正する方法。

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