JP4795578B2 - シートに多数の画像を印刷するデジタルプリンタ用位置合わせシステム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリンタやコピー機といったオフィス機器に関し、特に、１枚のシートの両面に画像を印刷する等、１枚のシート上に複数の画像を配置する際に位置合わせを行うシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
紙等のシート上に、デジタルデータを元にした画像を配置するプリンタやコピー機等のオフィス機器が周知である。より改良された型では、１枚の紙シートの両面に画像を配置できる。この機能を「デュープレックス印刷(duplexing)」と呼ぶことが多い。一般的な構成のデュープレックス印刷プリンタはマーキング部を有する。（「プリンタ」とは、デジタルコピー機やファクシミリ機等といった、上記以外の型の機器も含む。）「マーキング部」とは、シートに所望の画像を配置するハードウェアを意味し、これは、一度にシートの片面にのみ印刷できる。同じシートの両面に画像を印刷するためには、まず、マーキング部にシートを供給して片面に第１の画像を印刷し、その後、このシートを裏返してマーキング部に再供給して反対面に第２の画像を印刷しなければならない。市場に流通する多様なオフィス機器の具体的な構成は多岐にわたるが、マーキング部から排出されたシートを裏返して再びマーキング部に供給するパスを（ベルトまたはローラおよびモータ等、それに関連するシート用ハードウェアも含めて）通常、「デュープレックスパス(duplex path)」と呼ぶことができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
デュープレックス印刷の特徴を有するオフィス機器の市場では、１枚のシートの両面に印刷する画像同士を正確に位置合わせできることが、顧客の共通した要求である。両面に画像が印刷された１枚のシートを光に透かした場合、２個の画像の余白部分が完璧に重複することが望ましい。これは、画像に文字が含まれる場合、特に望まれる。したがって、マーキング部によって１枚のシートの片面に配置された画像と、同じシートの反対面に配置された画像とを位置合わせできるシステムを提供する必要がある。
【０００４】
なお、米国特許第４，５３８，９０５号は、供給された１枚のシートの側端部の位置を正確に計測することで、そのシート上の画像の位置を正確に調整する基本システムを開示する。
【０００５】
米国特許第５，９９４，７１１号は、コピー機等のシステムを通して供給されたシートの位置を検出する、光センサ等のシステムを開示する。この特許をここに言及して援用する。正確に検出されたシートの位置情報を用いて、電子写真「レーザプリンタ」等のマーキング部を制御する。これにより、マーキング部に供給されるシートの検出された位置に応じて、そのシート上に画像を正確に配置できる。この特許が開示する特定の実施形態では、供給されるシートの端の位置を検出する好適なシステムを開示する。このシステムは、シート位置を検出した時点でのシートから光学センサまでの距離を考慮できる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の一態様によると、供給されたシート上に画像を配置し、該シートを排出するマーキング部と、シートサプライから排出されたシートを前記マーキング部に供給する供給パスと、前記マーキング部から排出されたシートを前記マーキング部に再供給するためのデュープレックスパスとを有する印刷装置を提供する。
【０００７】
第１端部位置検出器は、前記供給パスを通過するシートの側端部の位置に関する第１端部位置信号を出力し、第２端部位置検出器は、前記デュープレックスパスを通過するシートの側端部の位置に関する第２端部位置信号を出力する。画像配置コントローラは前記マーキング部に関連し、前記第１端部位置信号および前記第２端部位置の少なくとも一方に応じて、該シート上の画像の配置を調整する。
【０００８】
本発明の他の態様によると、供給されたシート上に画像を配置し、該シートを排出する第１マーキング部と、供給されたシート上に画像を配置し、該シートを排出する第２マーキング部とを有する印刷装置を提供する。
【０００９】
シートサプライから排出されたシートを前記第１マーキング部に供給し、次に前記第２マーキング部に供給する供給パスが設けられる。
【００１０】
第１端部位置検出器は、前記第１マーキング部以前に前記供給パスを通過するシートの側端部の位置に関する第１端部位置信号を出力し、第２端部位置検出器は、前記第２マーキング部以前に前記供給パスを通過するシートの側端部の位置に関する第２端部位置信号を出力する。
【００１１】
画像配置コントローラは、少なくとも１個の前記マーキング部に関連し、前記第１端部位置信号および前記第２端部位置信号の少なくとも一方に応じて、該シート上の画像の配置を調整する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明において採用された、プリンタ内でシート端部の位置合わせを行う基本原理を示す図である。総括的に１０として示すマーキング部に向けて、処理方向Ｐのパスを通してシートＳを送出する。画像を受信するためにマーキング部１０を通してシートを供給する前の僅かな時間に、ある実施形態では、このシートを光学センサ２０に通す。光学センサ２０は、請求項で規定する「端部位置検出器」として機能する。この分野の技術では、シート端部を検出できる光学（または機械的）センサ２０および関連システムは多くの構成を有することができるが、言及により引用した上記特許は、そのようなセンサの実施形態を開示する。
【００１３】
光学センサ２０の目的は、プリンタ内の固定点に対するシートＳの「側端部」の正確な位置を、例えば距離Ｅとして、検出することである。請求項と一貫し、本明細書で使用されるように、処理方向Ｐと平行に伸びるシート端部をこのシートの「側端部」と呼ぶ。これは、たとえこのシートに配置された特定の画像に鑑みれば、このシートの「側端部」がこの印刷された画像に対する「上縁部」または「下端部」である場合でも同様に「側端部」とする。光学センサ２０は、この装置内のある固定点に対するシートＳの距離Ｅを正確に検出し、「端部位置信号」として出力する。「端部位置信号」という用語は、請求項でも使用する。この信号は、デジタル番号等、任意の形式でもよい。つまり、光学センサ２０が出力する端部位置信号は、処理方向のパスを通って供給されるシートの側端部の検出位置を示す。
【００１４】
端部位置信号は次に、総括的に１４で示す制御システムに送られる。制御システム１４は、請求項の「画像配置コントローラ」に対応し、マーキング部１０の動作に影響を及ぼす。マーキング部１０は、電子写真「レーザプリンタ」装置等、当業において周知な任意の型であってもよい。または、往復運動を行うプリントヘッドを有するインクジェットプリンタや、プリントヘッド付ページを有するインクジェットプリンタでもよい。マーキング部１０が電子写真装置である場合、処理方向Ｐに垂直な「高速走査方向」に対応する狭レーザビームによって、印刷したい画像（本来デジタル画像データである）をシート上に最終的に配置することが一般的である。センサ２０からの端部位置信号に応じて電子写真マーキング部１０は、例えばシートがＳ′と印される場所で画像を受けている時に、印刷する画像内のラスタラインの先頭が画像を描き始める正確な時間を意味する「走査開始」信号を整合（coordinate）させることで、シート端部の位置に対する相対的間隔を正確に保つ。
【００１５】
図１に示す高速走査方向ＦＳに沿って往復運動する比較的小型のプリントヘッドを有するインクジェットマーキング部の場合、センサ２８から出力された信号を用いて、各プリントヘッド走査によってプリントヘッドからインク噴射を開始する正確な時間を検出し、シート端部に対して正確な位置に印刷画像を配置することが、再確認できる。１ページの全幅に広がるプリントヘッドを有するインクジェットプリンタ（または、イオノグラフィヘッド（ionographic head）等、これに等価な装置）の場合、センサ２０が出力する信号を用いて、シートＳ上に画像を形成するために使用されるイジェクタまたはイジェクタの均等物の一部分(subset)を正確に決定できる。つまり、走査の開始点又は印刷に用いるイジェクタを選択することで、シート端部からの印刷位置を調整するのである。
【００１６】
図１に示す基本形態では、光学センサ２０がシート端部の位置を正確に検出することで得られる情報を用いて、このシートがマーキング部１０を通過する際に、その上に画像を正確に配置する。しかし、この基本形態を変形することも可能である。例えば、特定のシートの端部の位置を検出してこのシート上の画像の配置を調節するかわりに、以前このパスを通って供給されたシートの端部位置に関するデータに基づいて、特定のシートに画像を配置することが、より実際的かもしれない。例えば、以前このパスを通って供給されたシートの位置に関する移動平均(running average)を維持し、こうした以前のシートから得られた情報を用いて、後続のシート上に画像を配置することが望ましいかもしれない。このような一般的な概念は、特定の時間にパスを通過するシートは、その後同じパスを通過するシートと非常に類似した動きをする、との論理的な仮定に基づく。
【００１７】
図２は、本発明を適用した、デュープレックスパスを含むデジタル印刷装置の関連部分を示す概略側面図である。図１と同様、マーキング部１０の関連部分は制御システム１４によって制御される。１個以上の画像を印刷したいシートを従来構造のシート供給スタック１２から送出し、供給パス１６を通って移動させる。端部検出器として機能し、信号を制御システム１４に供給するセンサ２０に加えて、第２画像位置検出器として機能する第２センサ２２を設ける。センサ２０は、図中のセンサ２０Ａに配置することもできる。第２端部位置検出器２２をデュープレックスパス２４に沿って配置する。シートは、供給パス１６に沿って移動した後まずマーキング部１０に供給され、少なくともその片面に画像を受け入れる。請求項における「供給パス」および「デュープレックスパス」とは、シートが通過する通路として規定された空間だけでなく、この供給パスまたはデュープレックスパスに対してシートを移動させるために必要なハードウェア、例えば、ローラ、真空駆動機構、ベルト、反転部等も含む。また、利便性のために、幾つかの請求項では「デュープレックスパス」という用語を用いているが、２番目の画像を受け入れる（シートの同じ面上に受け入れる場合も含む）等の任意の理由でシートが再供給される任意の機械の中に、このようなデュープレックスパスの等価物を設けられることは、明白である。
【００１８】
図示された実施形態では、デュープレックスパス２４に沿って「反転部」２６が配置される。この技術分野において周知なように、反転部２６の機能は、特定のシートを裏返すことである。裏返されたシートをマーキング部１０に供給すると、２番目の面に第２の画像を受け入れることができる。図示する供給パスおよびデュープレックスパスの一般的な構造は通常、１９９７年に一般に入手可能になったゼロックス（登録商標）ドキュメントセンタ（商標）２６５から分かるが、再供給まで一時的にシートを保管するトレイ等、これ以外の構造は当業者において周知である。
【００１９】
本発明において光学センサ２０は、供給パス１６を通ってマーキング部１０に近づくシートの端部位置を検出する端部位置検出器として機能し、光学センサ２２は、デュープレックスパス２４を通るシートの端部位置を検出する端部位置検出器として機能する。デュープレックスパス２４を通過するシートは通常、マーキング部１０によって既にその片側に画像が印刷され、反転部２６によって裏返しにされたシートであり、マーキング部１０に戻されるためにデュープレックスパス２４を通っている。したがって、デュープレックスパス２４を通過するシートの第１面には画像が印刷されており、第２面、つまり反対の面に第２の画像を受け入れるためにマーキング部１０に向かって移動している最中である。本発明の重要な機能は、第１の面上の第１の画像と、第２の面上の第２の画像とを適切に位置合わせすることである。
【００２０】
本発明によると、制御システム１４は、光学検出器２０，２２双方からの信号に応じてこの情報を利用して、マーキング部１０がシート上に画像を配置する際にこれを制御する。１枚のシート上に配置する第１および第２の画像を位置合わせするために、画像配置制御装置が用い得る幾つかの技術がある。本発明の実施形態では２種類の画像配置制御を行う。供給パス１６を移動するシ−トについて、例えば最近の（last）３枚等、一組のシートの側端部の位置を測定して移動平均等を維持し、この移動平均を用いて、任意の特定の時間に供給される後続シートに関する画像の配置を制御する。さらに、デュープレックスパス２４を通過するシートの側端部の位置を光学センサ２２によって正確に測定し、制御システム１４に知らせる。再度、これまでに供給されたシートの側端部位置に関する移動平均を用いて、デュープレックスパス２４を通過する後続シートに関する画像の配置を制御する。さらに、供給パス１６およびデュープレックスパス２４を通過するシートの側端部位置の移動平均を比較することで、供給パス１６およびデュープレックスパス２４を通過するシートの相対位置間の数学的関係を示す「シフト関数」を求めることが追加的にできる。シートは、デュープレックスパス２４を通過する際に横方向に移動することが多々ある。この移動は、特定の機械のパスを通過するシートの全てに均一に生じる。印刷中に制御システム１４は、算出されたシフト関数が示すこの均一な移動を考慮にいれてマーキング部１０を制御することで、１枚のシートの第１および第２の面上の画像を確実に位置合わせできる。
【００２１】
供給パス１６およびデュープレックスパス２４の双方を通過するシートの側端部の位置の移動平均を維持し、これを用いて、後続シートに関する画像の配置を検出する上記のシステムが現段階での好適な実施形態であるが、コンピュータ的により優れたこれ以外の技術も考え得る。例えば、印刷装置が十分に早い計算力を利用できる場合、マーキング部１０にシートを供給する直前のシート位置を正確に検出し、検出されたシート側端部の位置に対して正確に画像を配置するようにマーキング部１０を制御するシステムが提供できる。更にこのシステムは、同じシートに再印刷する(duplexed)場合、デュープレックスパス２４に設けられたセンサ２２が検出する側端部位置を利用して、この処理を繰り返すことができる。この他の変形型は、印刷中のシートの側端部位置の正確な計測と、供給パス１６およびデュープレックスパス２４上のシートの平均的な側端部位置の差異に基づいて決められたシフト関数とを併用する。
【００２２】
図２に示す測定および画像位置制御のための多様な技術は、同じシートが１個のマーキング部１０を２度通過するデュープレックス印刷装置において有益であるが、本発明の原理と同様の原理を、カラー印刷装置等、複数のマーキング部にシートを通過させる印刷装置にも適用できる。これは、シートの同じ面に２個の画像を印刷する場合も同様である。図３は、異なるマーキング部１０Ａ，１０Ｂを有する印刷装置の一部を示す概略側面図である。この実施形態では、例えば、マーキング部１０Ａはシート上に黒のマーキング物質を配置でき、マーキング部１０Ｂはハイライト用の色のマーキング物質つまりＭＩＣＲマーキング物質を配置できる。この装置は更に反転部２６を有する。これは大まかに、例えば図２に示すように機能する。つまり、デュープレックス印刷のために、マーキング部１０Ｂがシートの第２の面を使用できるようにする。
【００２３】
図３に示す印刷装置では、センサ２０、２２が、これらを通過するシートの側端部の正確な位置に関連する信号を供給する。これらの信号は制御システム１４に送信され、制御システム１４は、マーキング部１０Ａおよび１０Ｂ双方の画像配置を制御する。デュープレックスパスを有する画像配置制御装置１４の動作に関する上述の原理と同様の原理を、図３に示す装置に同様に適用できる。例えば、制御システム１４は、センサ２０、２２を通過するシートの側端部の位置の移動平均に基づいて、２個のセンサの間を通過するシートの横方向の移動を示すシフト関数を導き出す。反転部２６を使用するか否かによって、シフト関数の型が異なるかもしれない。制御システム１４はこのことを考慮してもよい。あるいは、制御システム１４は、シート２０がマーキング部１０Ａに供給される瞬間の正確な側端部の位置をセンサ２０によって検出し、その情報を用いて画像を正確に配置することができる。更に、センサ２２およびマーキング部１０Ｂを用いて同様の機能を行うこともできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 マーキング部に供給されるシートの端部の位置合わせのための基本原理を示す図である。
【図２】 デジタルプリンタやコピー機等、デュープレックスパスを有し、本発明が適用されたデュープレックス印刷装置の、本発明との関連部品を示す概略側面図である。
【図３】 本発明の別の実施形態が適用された、複数のマーキング部を有するデジタルプリンタの概略側面図である。
【符号の説明】
１０ マーキング部、１４ 制御システム、１６ 供給パス、２０，２２ 光学センサ、２４ デュープレックスパス、２６ 反転部、２８ センサ。

Claims (8)

1. 供給されたシート上に画像を配置し、該シートを排出するマーキング部と、
   シートサプライから排出されたシートを前記マーキング部に供給する供給パスと、
   前記マーキング部から排出されたシートを前記マーキング部に再供給するためのデュープレックスパスと、
   前記供給パスを通過するシートの側端部の位置に関する第１端部位置信号を出力する第１端部位置検出器と、
   前記デュープレックスパスを通過するシートの側端部の位置に関する第２端部位置信号を出力する第２端部位置検出器と、
   新たなシートに対して画像を配置する際に、前記新たなシートの前記第１端部位置信号及び前記第２端部位置信号には基づかずに前記新たなシートより１枚前に画像が配置されたシートの前記第１端部位置信号及び前記第２端部位置信号に基づいて前記新たなシートへの画像配置を調整する画像配置調整をシートごとに毎回行う画像配置コントローラと、
   を有することを特徴とする印刷装置。
2. 前記画像配置コントローラは、前記デュープレックスパスを通過する複数のシートに関する第２端部位置信号を保持し、保持した前記第２端部位置信号に基づいて、デュープレックスパス内の後続シート上の画像の配置を調整することを特徴とする、請求項１に記載の装置。
3. 前記デュープレックスパスは、前記マーキング部が排出したシートを、前記マーキング部に再供給する前に裏返す手段を有することを特徴とする、請求項１に記載の装置。
4. 前記マーキング部は電荷受容部を有することを特徴とする、請求項１に記載の装置。
5. 前記マーキング部はインクジェットプリントヘッドを有することを特徴とする、請求項１に記載の装置。
6. 供給されたシート上に画像を配置し、該シートを排出する第１マーキング部と、
   供給されたシート上に画像を配置し、該シートを排出する第２マーキング部と、
   シートサプライから排出されたシートを前記第１マーキング部に供給し、次に前記第２マーキング部に供給する供給パスと、
   前記第１マーキング部以前に前記供給パスを通過するシートの側端部の位置に関する第１端部位置信号を出力する第１端部位置検出部と、
   前記第２マーキング部以前に前記供給パスを通過するシートの側端部の位置に関する第２端部位置信号を出力する第２端部位置検出部と、
   新たなシートに対して画像を配置する際に、前記新たなシートの前記第１端部位置信号及び前記第２端部位置信号には基づかずに前記新たなシートより１枚前に画像が配置されたシートの前記第１端部位置信号及び前記第２端部位置信号に基づいて前記新たなシートへの画像配置を調整する画像配置調整をシートごとに毎回行う画像配置コントローラと、
   を有することを特徴とする印刷装置。
7. 前記供給パスは、前記第１マーキング部から排出されたシートを前記第２マーキング部に供給する前に裏返す反転部を有することを特徴とする、請求項６に記載の装置。
8. 少なくとも１個の前記マーキング部は、電荷受容部を有することを特徴とする、請求項６に記載の装置。

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