(57)【要約】【課題】閉ループ式用紙位置合わせ装置を含む用紙給送ステーションを備える静電写真式マーキング装置を提供する。【解決手段】失速ロール位置合わせニップは用紙搬送部上にある。第１の上流接触画像センサ（ＣＩＳ）が、失速ロール位置合わせニップの前及び事前位置合わせニップの後の用紙搬送部上に配置される。第２の下流ＣＩＳが、失速ロール位置合わせニップの後の位置において用紙搬送部上に配置される。コントローラ及びモータは第１の上流及び第２の下流ＣＩＳの両方と接触しており、第１の上流及び第２の下流ＣＩＳは用紙のスキューについての比例フィードバック情報を連続的に提供する。ＣＩＳセンサと接触しているコントローラは、用紙位置合わせニップを同時に並進及び回転させて、クロス・プロセス及びスキューの調整及び位置合わせを補正し、用紙の少なくとも一方の側をスキュー除去する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
閉ループ式用紙位置合わせ装置を含む用紙給送ステーションを備える静電写真式マーキング装置であって、前記閉ループ式用紙位置合わせ装置は、
コントローラ、閉ループ制御、及び失速ロール位置合わせニップと、
先頭に前記失速ロール位置合わせニップが配置された、用紙搬送部と、
を含み、
前記失速ロール位置合わせニップは、前記用紙搬送部上にあり、
第１の上流接触画像センサ（ＣＩＳ）が、前記失速ロール位置合わせニップの前及び前記事前位置合わせニップの後の前記用紙搬送部上に配置され、
第２の下流接触画像センサ（ＣＩＳ）が、前記失速ロール位置合わせニップの後の位置において前記用紙搬送部上に配置され、
前記コントローラ及びモータは、前記第１の上流接触画像センサ及び前記第２の下流接触画像センサの両方と接触しており、
前記第１の上流接触画像センサ及び前記第２の下流接触画像センサは、前記用紙のスキューについての比例フィードバック情報を連続的に提供するように構成され、
前記第１の上流接触画像センサ及び前記第２の下流接触画像センサの両方と接触している前記コントローラは、用紙位置合わせニップを同時に並進及び回転させて、クロス・プロセス及びスキューの調整及び位置合わせを補正するように構成され、かつ、これにより前記用紙の少なくとも一方の側をスキュー除去するように構成されることを特徴とする静電写真式マーキング装置。
【請求項２】
前記失速ロール位置合わせニップは、前記用紙の前縁が該失速ロール位置合わせニップに入ると、該用紙に座屈を生じさせるように構成されることを特徴とする、請求項１に記載のマーキング装置。
【請求項３】
前記用紙位置合わせ装置は、前記用紙の前縁が前記第２の下流接触画像センサを通過した後に、スキュー調整カム・モータを励磁することによって、スキュー調整を開始するように構成されることを特徴とする、請求項１に記載のマーキング装置。
【請求項４】
前記用紙位置合わせ装置は、プロセス方向、クロス・プロセス方向の用紙スキューの補正及びスキュー角度の補正をほぼ同時に行なうように構成されることを特徴とする、請求項１に記載のマーキング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電マーキング・プロセスに有用な紙送り（ｐａｐｅｒ−ｈａｎｄｌｉｎｇ）システムに関し、より具体的には、新規な用紙位置合わせ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、あらゆる紙送りシステムにおける使用と、用紙搬送経路内で移動する用紙の向きの変更又は補正とを含む。マーキング・システムにおいて、マーキング又は印刷されるように給送される用紙、両面印刷のために給送される用紙、スタッカに送られる用紙、及び仕上げステーション又は他のモジュールに出力される用紙は全て、本発明の範囲内に含まれる。明確にし、理解するために、本発明の用紙位置合わせシステムは、ここでは、カラーと単色の両方の静電マーキング・システムにおける、画像形成前の用紙給送に関連して説明される。
【０００３】
従来技術において用いられる関連した用紙位置合わせシステムが存在するが、それらのいずれも、効果と許容可能な関連コストとを併せ持つものではない。特許文献１（Ｄｅｊｏｎｇ）においては、特許文献２において開示されたような、横方向の位置合わせ及びスキュー除去（ｄｅｓｋｅｗ）システムを改善する、閉ループ式位置合わせ方法が開示される。効果的ではあるが、両プロセスとも、特に高速マーキング・システムにおいて、比較的高価な構成部品を必要とする。Ｄｅｊｏｎｇの位置合わせシステムは、失速ロール（ｓｔａｌｌｅｄ  ｒｏｌｌ）の概念を用いていないが、失速ロールの使用が、本発明の本質的な部分である。
【０００４】
Ｃａｎｏｎに発行された特許文献３、特許文献４、及び特許文献５は、種々の用紙位置合わせシステムを開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第７，４２２，２１１  Ｂ２号
【特許文献２】米国特許第６，１７３，９５２号
【特許文献３】米国特許第７，３００，０５４号
【特許文献４】米国特許第７，３０３，１９１号
【特許文献５】米国特許第７，３１９，８４２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
カラー・マーキング・システムにおける位置合わせ装置は、低、中及び高Ｅｎｔｒｙ  Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ  Ｃｏｌｏｒ（ＥＰＣ）市場の要件に対応できなければならない。低及び中ＥＰＣ市場において、機械は、典型的には、１ｍｍから１．５ｍｍまでの前後位置合わせを行う安価な失速ロール位置合わせ装置を用いる。高ＥＰＣ市場は、僅かに高いユニット製造コスト（ＵＭＣ）で、０．５ｍｍの前後位置合わせを要求する。本発明は、スキュー及びクロス・プロセス位置合わせの閉ループ制御を失速ロール装置に適用することによって、この問題を解決する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、クロス・プロセス補正に加えて、スキュー補正に対する閉ループ制御を適用することによって、Ｘｅｒｏｘカラープリンタの位置合わせモジュール上に構築される。Ｘｅｒｏｘ位置合わせ装置は、手動のスキュー設定調整による失速ロールを用いる。クロス・プロセス補正は、接触画像センサ（ＣＩＳ）を用いて行われ、失速ロール位置合わせニップを内側から外側に並進させる。本発明は、スキュー測定を可能にするために、失速ロール・ニップの前に第２のＣＩＳを付加し、ステップ・モータを手動スキュー調整に適用することによって、ループを閉じる。閉ループ制御と失速ロール位置合わせ装置を組み合わせることも、本発明にとって重要である。これらの手段は両方とも本発明に必須である。２つのＣＩＳ装置からの比例フィードバックを用いて、位置合わせニップを同時に並進及び回転させて、クロス・プロセス位置合わせ及びスキューを補正する。本発明の重要な利点は、スキュー補正が、側１及び側２について同じ縁から行われることである。失速ロール装置は、用紙の対向する縁で側１及び側２のスキューを除去し、用紙の対向する縁で側１及び側２のスキューを除去し、そのことが、側１と側２との間の平均スキューのシフトを引き起こすことがある。
【０００８】
前述のように、本発明は、特許文献１に記載されたものと類似しているが、失速ロール位置合わせ装置を用いる、閉ループ概念を適用する。失速ロール位置合わせは、本発明にとって重要である。Ｃａｎｏｎの特許は、失速ロール位置合わせを用いるものではないが、ニップの並進及びピボット回転を用いて、スキュー及びクロス・プロセス位置合わせを補正する。また、Ｃａｎｏｎの特許は、本開示において必要であるような、ループを閉じるためのフィードバックのない開ループ補正を記載する。
【０００９】
失速ロール位置合わせ装置は、緊密な位置合わせターゲットを満たすものとしては知られていなかった。最も安価な失速ロール装置は、用紙がニップ内に駆動されるときに停止される位置合わせニップからなる。失速ロール・ニップの上流の開放領域により、用紙を座屈させ、用紙の前縁をニップ内に均等に駆動し、用紙のスキューを除去することが可能になる。ニップの開始をタイミング調整すること又は下流センサからのタイミングに基づいて速度プロフィールを実行することによって、用紙の前縁が、画像に位置合わせされる。最も安価な失速ロール装置は、クロス・プロセス又はスキューの調整を行なわない。Ｘｅｒｏｘの方法においては、モータを使用し、接触画像センサ（ＣＩＳ）を用いてニップをクロス・プロセス方向に並進させて用紙の位置を測定し、これを付加してクロス・プロセス調整を行なう。スキューは、用紙毎には調整されない。前後０．５ｍｍの位置合わせターゲットを満たすためには、両側のスキューを、用紙毎に、かつ、同じ縁で調整する必要があり。スキューは、側部間の対向する縁上で調整され、平均スキュー・シフトを可能にする。この平均スキュー・シフトにより、厳密な位置合わせ仕様を満たすことができない場合がある。本発明は、スキュー測定を可能にするための第２のＣＩＳセンサと、スキュー調整のために位置合わせ装置をピボット運動させるためのステップ・モータとを付加することにより、Ｘｅｒｏｘ位置合わせ装置上に構築されるものである。単純な比例制御アルゴリズムを用いて、閉ループ制御を行なうことができる。クロス・プロセス及びスキュー誤差が、ＣＩＳ装置によって測定され、定数を乗じて、それぞれのアクチュエータについての速度ターゲットを算出する。論理を用いて、ステップ・モータの加速を制限し、それらの速度を動作範囲内に制御する。誤差が誤差限度を下回ると、アクチュエータが停止される。誤差は監視され続け、誤差が再び限度を上回ると、誤差が再び限度を下回るまで、アクチュエータが作動される。ニップを傾斜させ、用紙が前方に移動するにつれて用紙を並進させることによりスキューが除去されるので、このことは重要である。搬送によりこの状況が補償されるまで、閉ループ制御を続ける。失速ロール・ニップの機能が、生じるスキューを少量に減少させ、位置合わせニップの角度の量を制限するので、並進量は小さい。用紙が搬送中のときは、位置合わせニップは開かれ、搬送異常をなくし、ニップが次の用紙のために元に戻ることを可能にする。
【００１０】
本発明の一つの利点は、スキュー補正を側１及び側２のついて同じ縁から行なうことである。通常の失速ロール装置は、用紙の対向する縁で側１及び側２のスキューを除去し、そのことが、側１と側２との間の平均スキューのシフトを引き起こすことがある。他の利点は、既存のハードウェア構成に１つだけのセンサ及びモータを付加して、付加的なシステム・プロセッサを必要とせずに、横方向スキュー及び上縁の失速ロール位置合わせ補正を実行できることである。本発明のシステムは、関与するコストを最小にして既存のマーキング装置に容易に後付けされる。
【００１１】
本発明の位置合わせシステムは、プロセス方向、クロス・プロセス方向、及び用紙スキュー角度における用紙のスキュー補正を全てほぼ同時に行なうものである。ステップ・モータを用いて、上記の補正の各々を遂行する。失速ロールを用いた従来の位置合わせシステムもまた、手動スキュー設定調整を用いていた。本発明は、スキュー測定を可能にするために、失速ロール・ニップの前に第２の接触画像サンサ（ＣＩＳ）を付加し、ステップ・モータを手動スキュー調整に適用することによって、ループを閉じる。閉ループ制御と失速ロール位置合わせ装置を組み合わせることも、本発明にとって重要である。本発明に用いられるセンサ及びモータの全てが、適切なコントローラによって制御される。前述のように、従来技術の通常の失速ロール装置は、用紙の対向する縁で側１及び側２のスキューを除去し、そのことが、側１と側２との間の平均スキューのシフトを引き起こすことがある。本発明の重要な利点は、スキュー補正が、側１及び側２の同じ縁から行なわれることである。手動位置合わせにとって代わる、上流ＣＩＳセンサ及び下流ＣＩＳセンサ、並びにステップ・モータを用いた最終スキュー補正は、本発明の本質的な要素である。事前位置合わせニップと座屈制御センサとの間にＣＩＳセンサを用いることも、本発明にとって重要である。本発明の重要な利点は、本発明が第１ステップにおいて主なスキューを除去し、失速ロール・アクチュエータが主なスキューを調整したり、補正したりする必要がないことである。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の位置合わせシステムを用いることができる、単色の電子写真式マーキング・システムの概略図である。
【図２】本発明の実施形態の、閉ループ式失速ロール用紙経路区間の側面図を示す。
【図３】用紙がスキュー除去されて進行する際の、本発明の実施形態の閉ループ式失速ロール用紙経路区間の上面図を示す。
【図４】用紙がスキュー除去されて進行する際の、本発明の実施形態の閉ループ式失速ロール用紙経路区間の上面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１において、電子写真式マーキング装置２５が、本発明の位置合わせシステムがどこに用いられているかを示すように図示される。ほとんどの場合、本発明の位置合わせシステムは、高速カラー・マーキング装置又はより複雑なマーキング装置に用いられるが、図１は、理解しやすいように示されるものである。前述のように、本発明の位置合わせシステムは、給紙装置ステーション１８に用いることができる。本発明の位置合わせシステムはまた、用紙１５が仕上げステーションに給送され、両面印刷されるとき又は用紙がいずれかの他の出力モジュールに給送されるときに用いることもできる。図１において、本発明の位置合わせシステムは、用紙１５が転写ステーション２６に給送される経路１２上に配置される。本発明の位置合わせシステムに用いられるセンサ１７は、経路１２に沿って配置することができる。用紙１５が転写ステーション２６を出た後、用紙１５は、定着ステーション２２、収集ステーション１４に給送され、そこで、スタック組み立て１３のために用紙１５を仕上げ機に給送することができる。用紙１５の仕上げステーションへの給送にも、本発明の位置合わせシステムを用いることができる。多くの目的のために、マーキング装置２５において、他のセンサ１０及び１１を用いることができる。矢印１６は、光導電性ベルト２７の方向を示す。帯電ステーションは１９、露光ステーションは２０、現像ステーションは２１、転写ステーションは２６、洗浄ステーションは２８で示される。ローラ２４は、モータ２３からの出力によってベルト２７を動かす。
【００１４】
図２において、図１からの用紙給送経路１２が、本発明の位置合わせシステムの特有の構成部品と共に示される。用紙１５が、事前位置合わせ（ｐｒｅ−ｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ）ニップ２９に入り、座屈チャンバ３１の上方にある上流接触画像センサ（ＣＩＳ）３０の下方に給送され、用紙１５が失速ロール位置合わせニップ３３に移動する前に、座屈制御センサ３２を通過する、側面概略図が示される。用紙１５の移動方向は、矢印４４で示される。ＣＩＳ−３０センサは、ＣＩＳ−３４からの十分な距離を保証し、正確なスキュー測定を可能にするように、事前位置合わせニップ２９の後、及び、失速ロール位置合わせニップ３３の前に配置されることが、本発明にとって重要である。失速ロール位置合わせニップ３３が配置された後、用紙の側Ａ及び側Ｂの同じ縁からスキュー補正が行われるように、上流のＣＩＳ−３０と水平方向に位置合わせされた下流のＣＩＳ−３４が示される。プロセス方向、クロス・プロセス方向、及びスキュー角度について、用紙１５の位置が同時に測定される。コントローラ３６に接続されたステップ・モータ４２が、センサ３０及び３４からの入力を用いて、用紙１５のスキューを適切なアラインメントに調整し、補正する。本位置合わせシステムは、閉ループ制御を、失速ロール位置合わせ装置及び失速ロール３３の後に配置された接触画像センサ３４と組み合わせる。第２の下流接触画像センサ３４は、センサ３０と水平方向に位置合わせされる。センサ３０及び３４は、用紙の同じ側のスキュー及びクロス・プロセス方向を測定し、次いで、コントローラ３６並びにモータ３５及び４２によって、失速ロール・ニップ３３を前後に動かして、クロス・プロセス位置を補正し、失速ロール・ニップ３３を回転させて、用紙１５のスキューを補正する。ステップ・モータ３５の速度が調整され、用紙１５の位置合わせを移動させて、スキュー、プロセス方向の位置合わせ、及びクロス・プロセス方向の位置合わせを補正する。次に、用紙搬送部３７が、位置合わせされた用紙１５を転写ステーション２６に移動させる。
【００１５】
「閉ループ」とは、本開示及び特許請求の範囲の全体にわたって、マーキング装置における搬送中の用紙の横方向及びスキュー位置を連続的に測定し、調整するプロセスを意味し、「閉ループ」として特許文献１に定められており、この特許は、引用により本開示に組み入れられる。「失速ロール」ニップとは、用紙の前縁をまっすぐにするように、これに用紙が押し当たって駆動する固定ニップを意味する。「クロス・プロセス（ｃｒｏｓｓ  ｐｒｏｃｅｓｓ）」補正とは、用紙移動方向に対して垂直な方向に用紙の位置を補正することを意味し、「プロセス方向（ｐｒｏｃｅｓｓ  ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）」補正とは、用紙の移動方向に用紙位置を補正することを意味し、「スキュー」補正とは、用紙の角度を補正することを意味する。前述のように、失速ロール・ニップを回転させて、用紙の角度をまっすぐにすると、用紙がクロス・プロセス方向に移動し、このことは、ステップ・モータ３５を用いたコントローラ３６による連続的な補正を必要とするため、スキュー補正及びクロス・プロセス方向補正が同時に行われることが、本発明にとって重要である。
【００１６】
図３及び図４において、用紙１５が失速ローラ３８のニップ３３に入る際の、図２の組立体の部分上面図が示される。座屈制御センサ３２を用いて、用紙の縁が失速ロール位置合わせニップ３３に入り、用紙１５が座屈チャンバ３１内で座屈したときに、用紙の速度プロファイルを用紙１５内に生じた座屈を制御するように調整する。用紙１５の減速は、この時点で始まる。用紙１５の前縁４０が失速ロール３８に押し当った状態で座屈が座屈チャンバ内に生じると、用紙は、スキュー除去され始める。失速ロール位置合わせニップ３３は加速し、用紙の前縁４０が前縁位置合わせセンサ４１を通過すると、速度プロファイルが実行されて、前縁４０を位置合わせし、上流ＣＩＳセンサ３０における誤差測定に基づいて、クロス・プロセス方向補正を開始することができる。前縁４０が第２のＣＩＳ３４を通過すると、スキュー調整カム・モータを励磁することにより、スキュー補正を始めることができる。クロス・プロセス方向補正は、図４に示すように補正が完了するまで、スキュー補正と同時に行われることに留意されたい。最初のクロス・プロセス方向補正が完了し、ニップが傾けられ、スキュー補正が続く。
【００１７】
本開示及びその参照に引用される全ての参考文献は、本発明の教示又は詳細及び特徴に適切である場合、引用によりここに組み入れられる。
【００１８】
要約すると、本発明は、新規な静電マーキング装置及び新規な用紙位置合わせ装置を提供する。電子写真式マーキング装置は、用紙給送ステーションと、閉ループ式用紙位置合わせ装置とを含む。この閉ループ用紙位置合わせ装置は、コントローラと、閉ループ制御と、失速ロール位置合わせニップと、先頭が事前位置合わせニップに位置する用紙搬送部とを含む。この失速ロール位置合わせニップは、用紙搬送部上に配置される。
【００１９】
第１の上流接触画像センサ（ＣＩＳ）は、失速ロール位置合わせニップと事前位置合わせニップとの間の用紙搬送部上に配置される。第２の下流接触画像センサは、失速ロール位置合わせニップ後の位置において用紙搬送部上に配置される。コントローラ及びモータは、第１の上流ＣＩＳと第２の下流ＣＩＳの両方と接触している。第１の上流ＣＩＳ及び第２の下流ＣＩＳは、用紙のスキューについての比例フィードバック情報を連続的に提供するように構成される。
【００２０】
第１の上流ＣＩＳ及び第２の下流ＣＩＳセンサと接触しているコントローラは、用紙位置合わせニップを同時に並進及び回転させて、クロス・プロセス及びスキューの位置合わせを補正するように構成され、これにより用紙の少なくとも一方の側のスキューを除去するように構成される。
【００２１】
座屈チャンバ及び座屈制御センサは、事前位置合わせニップと失速ロール位置合わせニップとの間に配置される。用紙前縁センサは、失速ロール位置合わせニップと第２の下流ＣＩＳとの間に配置される。失速ロール位置合わせニップは、用紙の前縁が失速ロール位置合わせニップに入るとき、用紙に座屈を生じさせるように構成される。
【００２２】
第１の上流ＣＩＳ及び第２の下流ＣＩＳは、用紙上の２点を測定して、用紙スキューを判断するように構成される。本発明の用紙位置合わせ装置は、用紙の前縁が第２の下流ＣＩＳを通過した後に、スキュー調整カム・モータを励磁することにより、スキュー調整を開始するように構成される。
【００２３】
用紙位置合わせ装置は、プロセス方向、クロス・プロセス方向の用紙スキューの補正及びスキュー角度の補正をほぼ同時に行うように構成される。
【００２４】
第１の上流ＣＩＳは、事前位置合わせニップと座屈制御センサとの間に配置される。第１の上流ＣＩＳ及び第２の下流ＣＩＳはどちらも、用紙の同じ側縁から用紙スキューを測定するように構成される。
【００２５】
本発明の用紙位置合わせ装置は、先頭が事前位置合わせニップに位置する用紙搬送部と、閉ループ制御と、失速ロールとを含む。失速ロール位置合わせニップは、用紙搬送部上に配置される。搬送部上には、失速ロール位置合わせニップの前の地点において用紙搬送部上に配置される、第１の上流接触画像センサ（ＣＩＳ）もある。第２の下流接触画像センサ（ＣＩＳ）は、失速ロール位置合わせニップの後の位置において、用紙搬送部上に配置される。第１の上流ＣＩＳ及び第２の下流ＣＩＳは、互いに概ね水平方向に位置合わせされた状態で配置され、かつ、用紙のスキューについての比例フィードバック情報を提供するように構成される。コントローラは、ＣＩＳセンサと接触しており、用紙位置合わせニップをほぼ同時に並進及び回転させて、クロス・プロセス及びスキュー調整を補正するように構成され、かつ、これにより用紙の少なくとも一方の側のスキューを除去するように構成される。
【００２６】
１０、１１：センサ
１２：経路
１４：収集ステーション
１５：用紙
１７：センサ
１８：用紙供給ステーション
１９：帯電ステーション
２０：露光ステーション
２１：現像ステーション
２２：定着ステーション
２３：モータ
２４：ローラ
２５：電子写真式マーキング装置
２６：転写ステーション
２７：光導電性ベルト
２８：洗浄ステーション
２９：事前位置合わせニップ
３０、３４：接触画像センサ（ＣＩＳ）
３１：座屈チャンバ
３２：座屈制御センサ
３３：失速ロール位置合わせニップ
３５、４２：ステップ・モータ
３６：コントローラ
３７：用紙搬送部
３８：失速ロール
４０：前縁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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