JP4823527B2 - 画像を用紙のスキューに合致させる装置及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、印刷装置内の媒体の処理に関し、より具体的には、用紙のスキューに合致させて画像を適正に用紙に配置させる装置及び方法に関する。

典型的な電子写真印刷プロセスにおいて、光導電性部材は、その表面を感光性にするために、ほぼ均一の電位に帯電される。光導電性部材の帯電された部分は、複製される原稿文書の光画像に露光される。帯電された光導電性部材の露光は、選択的に、照射区域における電荷を放散させる。これにより、原稿文書内に含まれる情報区域に応じて、静電潜像が光導電性部材上に記録される。静電潜像が光導電性部材に記録された後、静電潜像は、現像剤を接触させることによって現像される。一般的に、現像剤は、摩擦電気的にキャリア粒子に付着しているトナー粒子を含む。トナー粒子は、キャリア粒子から潜像に吸引され、光導電性部材上にトナー粉末画像を形成する。トナー粉末画像は次に、光導電性部材から複写用紙に転写される。トナー粒子は、粉末画像を永久に複写用紙に付着させるために加熱される。

一般的には、上述の印刷機において、かなりの精度で画像を各用紙上に置くことが必要である。これには、用紙を転写ステーションに対して位置合わせ（レジストレーション）する能力が必要である。印刷物の上縁部又は内・外縁部の用紙位置合わせを、幾つかの方法で達成することができる。交差ロールを用いるような縁部位置合わせは、用紙が最終的に側部位置合わせ用縁部に当たって接触するように、用紙を対角線方向に移動させることによって、用紙の上縁部に位置合わせされる。用紙は次に、用紙を適切な時間に適切な速度で転写させるサーボモータによって、処理方向に前方に移送される。並進電子位置合わせスキームは、２つ又は３つのステップモータを用い、これらのステップモータは、前縁をスキュー（傾き）補正し、用紙の上縁部を同時に位置合わせし、次いで、転写のために用紙を適切な速度及び適切な時間で運ぶ。最も安価な位置合わせ方法は、遅速ロール式スキュー補正であり、これにより、用紙の前縁が、動いていないロールすなわち遅速ロールニップ内に進められる。用紙の本体は、前方に移動し続けて、前縁を前方に押し付けるので、前縁は、結果的にニップと位置合わせする。停止したニップが、電気機械式クラッチなどによって作動された場合には、スキュー補正された用紙の前縁は前方に移動し、本体が自然に従う。

米国特許第５２７３２７４号明細書 米国特許第６１３７９８９号明細書 米国特許第５６７８１５９号明細書

上記の３つのシステムのコストは、サーボを有する交差ロール及びステップモータを有する並進電子位置合わせシステムについておよそ数百ドル、遅速ロール位置合わせシステムについてはおよそ百ドルと見積もられた。遅速ロール位置合わせシステムは、群を抜いて最も経済的なものであり、中程度の価格から低価格までのプリンタ／コピー機において最も頻繁に用いられる位置合わせシステムでもある。しかしながら、遅速ロール位置合わせシステムは、上縁部の位置決め不良を修正するものでない。

したがって、センサを用いて、「オンザフライ（すなわち画像形成の進行中に）」式に各供給用紙の与えられるスキューを測定し、次いで特定の用紙のスキューに合致するように画像を電子的に調整することによって上述の問題に答える、用紙毎の電子スキュー修正システムが開示される。このように、画像が用紙のスキュー配向と正確に合致するので、受光体から用紙上に置かれた画像が用紙の寸法と適合する。次に、前縁のタイミングだけを修正する最終ニップによって、用紙を移送することができる。

本開示は、その好ましい実施形態に関連して以下に説明されるが、本開示をその実施形態に制限することは意図されていないことが理解される。反対に、特許請求の範囲によって定義されるような本発明の精神及び範囲内に含まれる、全ての選択肢、修正、及び均等物を含むことが意図されている。
ここで、本開示が、印刷機の電子用紙通路スキュー修正システムの好ましい実施形態を参照することにより説明される。しかし、開示された電子用紙通路修正システムは、用紙のスキューが問題となるいずれの機械と共に用い得ることも理解すべきである。

本開示の特徴を一般的に理解するために、図面が参照される。図面において、同一の要素を表すために、同じ参照数字が全体にわたって使用されている。

図１を参照すると、ラスタ入力スキャナ（ＲＩＳ）６が、文書照明ランプ、光学系、機械的走査駆動装置、及び電荷結合素子（ＣＣＤ）アレイを含む。ＲＩＳは、書類文書全体を取り込み、それを一連のラスタ走査線に変換する。この情報は、下記に説明されるラスタ出力スキャナ８を制御する電子サブシステム（ＥＳＳ）に伝送される。電子サブシステムに伝送された画像信号は、上述のようにＲＩＳから生じることもできるし、コンピュータから生じることもでき、これにより、電子写真式印刷機が、１つ又はそれ以上のコンピュータのための、離れて配置されたプリンタとして働くことが可能になる。

図１は、一般的に、導電性基板に付着する光導電性面１８を有するドラム１７を用いる電子写真式印刷機を概略的に示す。光導電性面１８は、セレン合金からなることが好ましく、その導電性基板が電気的に接地されたアルミニウム合金であるのが好ましい。ドラム１７は、矢印１０の方向に移動し、帯電ステーションＡ、ラスタ出力スキャナ（ＲＯＳ）８によって示される露光ステーションＢ、現像ステーションＣ、転写ステーション４４、定着ステーション、及び引用によりここに組み入れられる米国特許第４，８２３，１０２号に示されるように機能する清掃ステーション（図示せず）を含む、その移動通路の周りに配設された種々の従来の処理ステーションを順次通って、光導電性面１８の連続する部分を進む。

最初に、用紙は、片面印刷用通路１１に沿って矢印１２の方向に、駆動ロール３０とアイドラ・ロール３１との間に設けられたニップに向けて、従来の手段により供給される。駆動ロール３０及びアイドラ・ロール３１は、図１に４０で示される位置合わせ用スキューセンサの対を超えて、用紙を運ぶ。センサ対４０は、コントローラ１００に接続されており、センサ対４０の下の用紙の有無及び用紙の配向に基づいて、用紙のスキューを示す信号をコントローラに送るように適合されている。次に、用紙は、位置合わせロール２７と２９の間に形成された駆動ニップ内に進められる。これらのロールの回転により、用紙が、オプションとしての転写前スキューセンサ対４３を超え、転写ステーション４４と光導電性面１８との間に進められ、この時点で画像が用紙に転写される。画像が受光体に置かれる前に、コントローラ１００は、スキューセンサ対４０から、及びオプションの転写前スキューセンサ対４３から受け取ったスキュー信号に従って、画像を意図的に傾けるすなわち電子的にスキューさせる。オプションとして、必要に応じて、転写後スキューセンサを用いることもできる。結果として、用紙上に置かれた画像は、用紙の全ての四辺と正確に位置合わせされた状態になる。用紙の両面印刷が必要とされる場合には、用紙は、通路１５に沿って矢印１６の方向に移送され、駆動ロール２０とアイドラ・ロール２１との間も形成されたニップ及び駆動ロール２３とアイドラ・ロール２５との間に形成されたニップによって進められる。用紙が位置合わせロール２７及び２９に移送されると、両面印刷用位置合わせスキューセンサの対４７が用紙を感知し、スキュー信号をコントローラ１００に送る。必要に応じて、用紙の供給は、通路１３に沿って矢印１４の方向に複数用紙挿入装置から行ってもよい。

種々の機械機能が、コントローラ１００によって調節される。コントローラは、上に説明された全ての機械機能を制御する、プログラム可能なマイクロプロセッサであることが好ましい。コントローラは、複写用紙のカウント、再循環される文書の数、オペレータによって選択される複写用紙の数、時間遅延、紙詰まりの修正についての比較を与え、全幅アレイセンサから信号を受け取り、センサの上を通る用紙のスキューを計算し、スキューの変化、用紙の速度、及び機械の特定の部分を通る基準又は公称の動きと用紙の検知された動きとの全体的な比較を計算する。

転写部からの片面印刷用通路内の位置合わせセンサ及び両面印刷用通路内の位置合わせセンサの距離及び時間は、転写からの光導電性面上の画像の距離及び時間より少ない。したがって、この形式の機械アーキテクチャにおいては、ドラム上に置かれた各画像について、片面印刷のスキュー及び両面印刷のスキューに対して、「オンザフライ（画像形成処理進行中）」式に電子修正を行うことができる。与えられる各々のスキューが測定され、適切なマトリックス変換が適用され、最終的に「注文スキュー（カスタムスキュー）」画像が光導電性面１８に置かれる。自体的には、画像が、ドラム１７上で意図的にスキューした用紙に合わせて傾けられる（スキューされる）。次に、画像が現像され、供給される用紙に転写される。結果として生じる用紙上の画像は、傾いていない。

図２に示されるように、従来より、画像は、画像が、スキューに対して機械的に修正された用紙と接触するようになると、電子的にまっすぐに示される。しかしながら、用紙から取り除かれなかった何らかのスキューにより、用紙は、用紙の全ての辺と完全に位置合わせされない。図３において、電子画像は、供給用紙のスキューに合致するように傾けられ、その結果、スキュー補正された画像が用紙に置かれる。図２及び図３においては、示されるスキューの量は、説明のために誇張されている。

図４を参照すると、上に説明されたスキューセンサは、安価なポイントセンサであり、このポイントセンサは、一般に、用紙がない場合には３．５ボルト又は５．０ボルトを示し、用紙がある場合には０ボルトを示す。ポイントセンサの対は、これらの間に一定の距離を有した状態でハードウェアの同じ部品上に取り付けることができる。次の標準的な方法において、スキューを求めるためにこの距離が用いられる。

センサ５１及び５２を用いて用紙のスキューを測定する。
センサ５２及びオプションのセンサ５３を用いて速度を測定する。
図示の供給される用紙５０は、センサ５１を最初に時間ｔ１でトリップ（感知）する。

次に、次の式を用いて、用紙のスキューを求める。
小角度式は：
角度θ（ラジアン）＝［ｄ３×（ｔ２−ｔ１）］／［ｄ１×（ｔ３−ｔ２）］
であり、ここで、
ｔ１は、センサ５１がトリップ（感知）させられる時間であり、
ｔ２は、センサ５２がトリップさせられる時間であり、
ｔ３は、センサ５３がトリップさせられる時間であり、
距離ｄ１及びｄ３は、図４に示されるものである。

図３に示されるように、次に、与えられた用紙のスキューに合致させるように、感光体ドラム上に置かれた画像が、正確に同じ角度θで傾けられる。用紙（上縁）の内・外縁部の位置を定めるために、センサを用いることもでき、同時に「オンザフライ」式にスキューが修正され、上縁のスキューを電子的に修正することができる。

「オンザフライ」式電子スキュー補正は、大きなハードウェアの修正なしに、１つのファミリーの機械から、高生産性（高速度）の機械への容易な進化を可能にする。さらに、定着ニップに入る時に用紙に幾らか残りのスキューを残すことにより、衝撃力、よって特に機械的にスキュー補正された厚地の用紙によって示される摂動運動の質が減少される。このことは、「オンザフライ」式スキュー補正方法の更に別の利点である。

各々の供給用紙のスキューを測定するためにセンサの対を用い、用紙のスキュー信号をコントローラに送り、画像が光導電性面に置かれる前に、センサから受け取ったスキュー修正に合致させるように電子画像を回転させることを含む、用紙毎の「オンザフライ」式電子スキュー修正方法及び装置が開示されることを、ここで理解すべきである。転写された用紙に置かれる、結果として生じた画像が、用紙のスキューと位置合わせされる。転写後スキューセンサ及び／又は転写前スキューセンサからのセンサデータを用いて、アルゴリズムに対する調整をなすことができる。これらの２つの一連の組のセンサからの情報を組み合わせ、各々の対のセンサからの距離を知り、外挿法を用いる際に、画像のスキュー調整が、次の用紙のために「適正に微調整される」。サイズ、厚さなどの用紙特性も分かっている場合には、精度を高めることもできる。

用紙通路校正及び診断システムを含む典型的な電子写真式印刷機の概略的な部分外観図である。 結果としてスキューした画像を有した状態の、スキューした用紙に置かれた電子的にまっすぐの画像を示す、従来技術のプリンタの用紙通路の一部の概略的な部分平面図である。 供給用紙の最初のスキューと合致する電子的にスキューした画像を示し、結果的にスキュー補正された画像が、本発明に従って用紙上にプリントアウトされた、図１の電子写真式印刷機の用紙通路の部分平面図である。 図１に用いられる、用紙通路に沿ったスキューセンサの配置を示す平面図である。

符号の説明

６：ラスタ入力スキャナ
８：ラスタ出力スキャナ
１１、１３、１５：通路
１７：ドラム
１８：光導電性面
２７、２９：位置合わせロール
２０、２３、３０：駆動ロール
２１、２５、３１：アイドラ・ロール
４０、４３、４７、５１、５２、５３：センサ
４４：転写ステーション
５０：供給用紙
１００：コントローラ

Claims (3)

1. 画像を、プリンタの用紙通路を通って移送される用紙のスキューに正確に合致させるためのシステムであって、
   画像形成の進行中に測定された用紙のスキューを表す信号を生成するようになった少なくとも一対の位置合わせ用スキューセンサと、
   前記少なくとも一対の位置合わせ用スキューセンサから前記信号を受け取り、その関数として修正印刷信号を生成するようになったコントローラと、
   光導電性面とを備え、
   前記コントローラは、画像が前記光導電性面に置かれる前に、該画像を、前記少なくとも一対の位置合わせ用スキューセンサから受け取ったスキュー画像信号に合致させるように電子的にスキューさせて、スキューした用紙に転写される前記画像が、機械的にスキュー補正された後も残る用紙のスキューと位置合わせされるようになったことを特徴とするシステム。
2. 画像をスキューした用紙に位置合わせするための装置を含む電子写真式印刷機であって、
   画像形成の進行中に測定された用紙のスキューを表す信号を生成するようになった少なくとも一対の位置合わせ用スキューセンサと、
   画像を受け取るようになった光導電性面と、
   前記少なくとも一対の位置合わせ用スキューセンサから前記信号を受け取り、その関数として修正印刷信号を生成するようになったコントローラとを備え、
   前記コントローラは、前記光導電性面に置かれ機械的にスキュー補正された後もスキューしたシートにその後転写されるべき画像を、前記少なくとも一対の位置合わせ用スキューセンサから受け取ったスキュー画像信号に合致させるように、前記画像が前記光導電性面に置かれる前に電子的にスキューさせるようになったことを特徴とする電子写真式印刷機。
3. プリンタ内で転写される複写用紙のスキューに合致させるように画像を電子的にスキューさせる（傾ける）方法であって、
   画像形成の進行中に測定された用紙のスキューを表す信号を生成するようになった少なくとも一対の位置合わせ用スキューセンサを設け、
   画像を受け取るようになった光導電性面を設け、
   前記少なくとも一対の位置合わせ用スキューセンサから前記信号を受け取り、前記光導電性面に置かれ機械的に修正された後もスキューしたシートにその後転写されるべき画像を前記画像が前記光導電性面に置かれる前に電子的にスキューさせるようになったコントローラを設け、前記画像を、前記少なくとも一対の位置合わせ用スキューセンサから受け取ったスキューした画像信号に合致させることを特徴とする方法。

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