JPH1020592A - 静電写真マルチステーションプリンタ及び複写システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数カラー画像の位置合わせのズレをなくす
プリントシステムを提供する。 【解決手段】 複数のトナー画像生成静電写真ステー
ションを含み、各ステーションはその上にトナー画像が
形成されることのできる回転可能なエンドレス表面手段
を有し、連続的に前記ステーションを通過させてウェブ
を搬送するための手段を含み、ウェブが前記ステーショ
ンを通過する間に該ウェブの速度及びテンションを制御
するための手段を含み、前記複数のトナー画像生成電子
写真ステーションの各々のためのドライブユニットを含
み、前記複数のトナー画像生成電子写真ステーションの
各々のための各ドライブユニットのトルクが、該回転可
能表面手段上にかかる引きずり力を克服するに充分な回
転可能トルクのみを実質的に提供するように制限されて
おり、及び、各回転可能表面上のトナー画像を該ウェブ
に転写するための転写手段を含み、前記プリンタ内での
前記回転可能エンドレス表面手段への前記ウェブの付着
接触が、前記ウェブの移動が前記回転可能表面手段の周
速を前記ウェブの移動に同期させて制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ウェブフィードプ
リント装置のための改良されたドライブシステムに関す
る。更に詳細には、下記の例のように複雑で高価且つ厳
格なサーボモーターフィードバック制御システムを要す
ることなく、高いトルク荷重によるウェブの画像受部材
と一つ以上の受光体（例えば感光体）画像形成部材との
間のスリップ及び／またはウェブの破損を防ぐための、
部分的トルク補助受光体ドライブが開示される。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】光導電
性部材は、特にカラープリンタでは、通常それ自体が有
するモーターによって駆動される。カラープリンタで
は、一連の複数の光導電性部材が、その上に形成された
画像を同一の画像受ウェブ上に相互に位置合わせして重
畳して転写しなければならない。このような位置合わせ
の正確性をモニターし且つコントロールすることは難し
い。下記に引用する米国特許番号第５，４５５，６６８
号は、ウェブを転写ステーションの光導電性部材に限定
的に付着させ、光導電性部材の回転をウェブの駆動動作
によってのみ駆動することによって、このような重畳画
像の位置合わせの問題を回避しようと試みている。しか
し、本発明の発明者は、該特許の方法によってもなお、
先に述べたような望ましくない光導電性引きずりトルク
をウェブに課すことを発見した。この引きずりトルクに
よってウェブが破れたり、及び／またはウェブと一つ以
上の光導電性部材との間にスリップを起こすことによっ
て位置合わせのずれを生じさせたりする可能性がある。

【０００３】本発明の様々な態様に関して、下記に開示
するものに注意されたい。

【０００４】米国特許番号第５，４５５，６６８号は、
複数の画像形成ステーションがペーパーウェブによって
駆動される、単一パスの多色マルチステーション静電写
真複写装置について記載している。

【０００５】米国特許番号第５，３１３，２５２号は、
二つの駆動表面の間の最適な速度マッチを決定するため
に位置合わせマークのパターンを作成し、受光体及び画
像受け面の速度を変化させることによって、画像スミア
を修正するための装置及び方法について記載している。

【０００６】米国特許番号第５，１６０，９４６号は、
第一転写ステーションで位置合わせ印を形成し、この形
成された印を利用して後続の転写ステーションにおいて
該画像を位置合わせする、静電写真複写装置のための位
置合わせシステムについて記載している。

【０００７】米国特許番号第５，１５３，６４４号は、
静電写真複写装置における受光体と画像受け部材との間
の動作エラーによる画像の歪みをデュアルモードで修正
するための装置について記載している。低周期のエラー
は、受光体を可変に駆動してこの低周期のエラーを補正
するサーボモーターによって修正され、高周期のエラー
は画像形成光学システムを変化させることによって修正
される。

【０００８】

【課題を解決するための手段】開示された実施の形態の
特徴には、転写紙若しくはそのような他のプリント基材
が連続的な移動するウェブとして回転する画像形成シス
テムの表面を通過してフィードされ、該システムの表面
からプリント画像が前記ウェブプリント基材に転写され
ると共に、前記ウェブのごく一部が前記回転画像形成シ
ステムの前記表面の一部に接触し、前記回転画像形成シ
ステムは前記移動画像基材ウェブが前述のように係合し
て移動することによって前記ウェブによって回転される
ように設計され、前記プリント基材のウェブ及び前記画
像形成システムの表面を前記のように接触させながらこ
れらの連続的ノンスリップ同期運動を提供するために、
前記ウェブが実質的に一定の速度でウェブの引張力によ
って前記回転画像形成システムの下流から引っ張られ、
このとき前記回転画像形成システムが前記ウェブによる
前記回転に対して抵抗を有し、前記回転画像形成システ
ムの回転に対する前記抵抗よりも実質的に大きくない独
立した回転力を前記回転画像システムに加え、前記回転
画像形成システムを前記ウェブの速度より早く回転でき
ないようにするとともに、独立した回転力が前記回転画
像形成システムを回転させるために必要な前記ウェブに
対する前記下流ウェブ引張力を実質的に減少させるのに
充分である、という特徴を有する複写システムが含まれ
る。

【０００９】開示された他の特徴は、独立して若しくは
組み合わせて、複数の前記回転画像形成システムを含
み、該回転画像形成システムは同じ前記移動ウェブプリ
ント基材によって順次回転させられ、前記独立した回転
力は特にトルク制限電気モーターによって、独立して前
記各回転画像形成システムに加えられる。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１のプリンタ１０の例（前記米
国特許番号第５，４５５，６６８号の中で更に詳しく記
載されている）は、８つのプリントステーションＡ，
Ａ’Ｂ，Ｂ’，Ｃ，Ｃ’，Ｄ，Ｄ’を含み、これらはイ
エロー、マゼンタ、シアン及びブラックの画像をそれぞ
れプリントするように配置されている。これらのプリン
トステーション（即ち画像生成ステーション）は実質的
に垂直な構成になっているが、勿論該ステーションを水
平若しくは他の構成に配置することも可能である。供給
ローラー１４から引き出されたペーパーウェブ１２は、
上方向に搬送されてプリントステーションを順次通過す
る。この移動ウェブ１２は、対向するドラム表面２６’
の位置によって決定される約１５°（図２参照）のラッ
ピング（巻き掛け）角オメガ（ω）を形成してドラム表
面２６に表面同士を接して接触する。最終プリントステ
ーションＤを通過した後、ペーパーウェブ１２は画像定
着ステーション１６及びオプショナルの冷却ゾーンを通
過してカッティングステーション２０へと移動し、そこ
でこのウェブ１２はカットされてシートになる。ウェブ
１２はモーター駆動駆動ローラ２２によってプリンタ内
で搬送される。ウェブのテンションは、供給ローラ１４
にブレーキ（図示されていない）作用を適用することに
よって、又は下記に記す一対のモーターによって、生成
される。

【００１１】更に図１を参照すると、両面プリンタ１０
は供給ステーション１３を有し、該供給ステーション１
３には例えば最大５０００個の画像をプリントするのに
充分な量のウェブ材料１２のロール１４が取り付けられ
ている。該ウェブ１２はタワー状のプリンタハウジング
４４内に搬送され、該ハウジング４４内にはそれぞれ４
つの類似したプリントステーションＡ〜Ｄ及びＡ’〜
Ｄ’を有する二つのコラム４６、４６’が備えられてい
る。加えて、ステーションＥ及びＥ’には、追加のカラ
ー、例えば特別にカスタマイズされたカラー、例えばホ
ワイト等をオプショナルでプリントするために備えられ
てもよい。コラム４６及び４６’は、画像形成ステーシ
ョンドラム２４、２４’の向かい合った面によって画定
された一般に垂直だがやや巻き掛け状のパスをウェブ１
２が移動するように、互いに近接して取り付けられてい
る。この配置は、ラッピング角（ω）を画定して各画像
形成ステーションドラムが隣接した各ドラムのためのガ
イドローラーとして機能するようになっている。該コラ
ム４６、４６’は、スプリング５０、５１に載せられた
プラットフォーム４８によって耐震性を有するように取
り付けられている。図１ではコラム４６及び４６’は共
通のプラットフォーム４８上に取り付けられているよう
に表されているが、他の実施の形態ではコラム４６及び
４６’を例えば水平に配置されたレール上に別々に取り
付けて、カラムが目的によって互いに離れるよう移動で
きるようにしたり、カラム間の動作距離が調整できるよ
うにしたりすることも可能である。

【００１２】最終プリントステーションＥを過ぎた後、
ウェブ上の該画像は、画像定着ステーション１６によっ
て定着され、カッティングステーション２０（略図で表
されている）へとフィードされて、必要ならばストッカ
ー５２へとフィードされる。ウェブ１２は二つの駆動ロ
ーラ２２Ａ，２２Ｂによってプリンタ内で搬送される。
この駆動ローラー２２Ａ，２２Ｂのうち一つは供給ステ
ーション１３と第一プリントステーションＡとの間に配
置され、もう一つは画像定着ステーション１６とカッテ
ィングステーション２０との間に配置されている。駆動
ローラー２２Ａ，２２Ｂは、制御可能なモーター２３
Ａ，２３Ｂによって駆動される。モーター２３Ａ，２３
Ｂのうちの一方の速度は、ウェブをプリンタ内で必要な
速度で搬送するための回転速度、例えば約１２５ｍｍ／
秒、に制御される。もう一方のモーターは例えば約１Ｎ
／ｃｍウェブ幅のウェブテンションを発生させるように
トルク制御される。

【００１３】図２に表されているように、各対向するプ
リントステーションは、光導電性外部面２６を有する円
筒形ドラム２４を含む。ドラム２４の周りには、該ドラ
ム表面２６を例えば約−６００Ｖの電位に均一に帯電可
能な主要コロトロン若しくはスコロトロン帯電装置２８
や、例えば走査レーザ若しくはＬＥＤアレイ等の露光ス
テーション３０が周辺に配置されている。この露光ステ
ーションは、光導電性ドラム表面２６に画像若しくはラ
インを露光して該表面上の電荷を選択的に例えば約−２
５０Ｖの電位に減少させ、電荷の画像分布をドラム表面
２６上に残す。このいわゆる”潜像”は、現像ステーシ
ョン３２で当該技術において公知である方法で現像剤を
該ドラム表面２６に接触させることによって、可視化さ
れる。該現像ステーション３２は現像剤ドラム３３を含
み、該現像剤ドラム３３は、下記に説明するような理由
によって該ドラム２４の方へ又は該ドラム２４から素早
く行ったり来たりできるように、調節可能に取り付けら
れている。一つの実施の形態に従って、現像剤は、
（ｉ）樹脂、適切なカラーの染料若しくは顔料粒子、及
び一般にトナーに摩擦帯電的電荷を与える電荷制御組成
物の混合物を含むトナー、及び、（ｉｉ）トナーに摩擦
的に接触することによって該トナーを帯電するキャリア
粒子、を含む。該キャリア粒子は、鉄若しくは酸化鉄の
ような磁化可能物質から作られる。現像剤ステーション
の一般的な構成において、現像剤ドラム３３は回転スリ
ーブ内に保持されるマグネットを含み、このマグネット
によって、トナー及び磁化可能物質の混合物を回転させ
て、ブラシのようにドラム２４の表面２６に接触させ
る。例えば９ｍｕＣ／ｇのレベルに摩擦帯電的に帯電さ
れた負に帯電されたトナー粒子は、露光された領域と電
気的に負にバイアスされた現像剤との間の電界によっ
て、該ドラム表面２６上の露光領域に引き寄せられ、こ
れによって該潜像は可視化される。現像したあと、ドラ
ム表面２６に付着しているトナー画像は、転写コロナ装
置３４によって移動ウェブ１２に転写される。この移動
ウェブ１２は、ドラム表面２６と正面同士を突き合わせ
て接触しており、そのラッピング角オメガ（ω）は対向
するドラム表面２６’の位置によって約１５°に画定さ
れている。転写コロナ装置によってウェブのドラムに対
して反対側に噴霧された、トナー粒子の極性と反対の極
性を有する電荷は、トナー粒子をドラム表面２６から引
き寄せ、該ウェブ１２の表面に付着させる。転写コロナ
装置３４は、一般に該コロナ装置を囲むハウジングから
約７ｍｍ離れ、且つペーパーウェブから７ｍｍ離れたと
ころに位置するコロナワイヤを有する。一般的な転写コ
ロナ電流は約３ｍＡ／ｃｍウェブ幅である。該転写コロ
ナ装置３４はまた、ウェブ１２とドラム表面２６との間
に強力な付着力を発生させ、該ドラム表面をウェブ１２
の移動と同期させて回転させ、トナー粒子をウェブの表
面１２に強く接触させる働きをする。しかしウェブは、
対向するドラム２４’の配置によって示されたポイント
より上で該ドラムの周りを包むようではいけない。従っ
て、転写コロナ装置３４の上にはウェブ放電コロナ装置
３８が周辺に設けられ、該放電コロナ装置３８は電流を
変化させてウェブ１２を放電し、これによってウェブを
該ドラム表面２６から解放させることによって駆動され
る。該ウェブ放電コロナ装置３８はまた、ウェブがドラ
ムの該表面２６を過ぎる時のスパークを除去する働きも
する。

【００１４】その後、ドラム表面２６は、プリチャージ
（事前帯電）コロトロン若しくはスコロトロン装置４０
によって例えば−５８０Ｖのレベルに事前に帯電され
る。この事前帯電によって、コロナ２８による最終帯電
が容易になる。従って、該ドラム表面にまだ付着してい
る残留トナーは、当技術において公知であるクリーニン
グユニット４２によってより簡単に除去される。先行す
る静電画像の最終トレースは、コロナ２８によって消去
される。該クリーニングユニット４２は、調節可能に取
り付けられたクリーニングブラシ４３を含み、このブラ
シ４３の位置は、最適なクリーニングを行うために該ド
ラム表面２６に近づけたり離したりする調整が可能であ
る。このクリーニングブラシ４３は、ドラムに対して該
ドラム表面から残留トナー粒子を引きつけられるような
電位に接地若しくは帯電される。クリーニングの後、該
ドラム表面は、他の記録サイクルに備えられる。第一プ
リントステーションＡを通過したあと、ウェブは上述の
ように順次プリントステーションＢ、Ｃ、Ｄを通過し、
そこで他のカラーの画像がウェブに転写される。両面プ
リントの場合、画像はステーションＡ’、Ｂ’、Ｃ’、
Ｄ’で形成されるが、Ａ’画像はＡ画像に続いて形成さ
れ、各後続のプリントステーションがこれに続く。連続
的なステーションで生成された画像を互いに位置合わせ
するのは問題が多い。これを達成するには、各ステーシ
ョンでの画像形成プロセスの開始のタイミングが相当正
確に図られなければならない。

【００１５】しかし、前記米国特許番号第５，４５５，
６６８号等にも認められているように、複数の画像の正
確な位置合わせは、ウェブ１２とドラム表面２６との間
にスリップがない時のみ可能である。プリントのスピー
ドが遅い場合、転写コロナ装置３４によって生成された
ウェブとドラムとの間の静電的な付着力、対向するドラ
ム２４及び２４’の相対的な位置によって画定されたラ
ッピング角オメガ（ω）、及び駆動ローラ２２及び／ま
たはブレーキのブレーキング効果によって生成されたウ
ェブのテンションは、ドラム２４の周速が実質的にウェ
ブ１２の移動によってのみ決まり、これによって該ドラ
ム表面はウェブに同期して移動するようになっている。
前記米国特許番号第５，４５５，６６８号等のシステム
では、回転可能クリーニングブラシ４３は、ある意味で
はドラム２４のそれと同じ方向へ、例えば該ドラム表面
の周速の二倍の周速で回転するように駆動される。現像
ユニット３２はブラシのような現像剤ドラム３３を含
み、該ドラム３３はある意味でドラム２４の回転と反対
方向に回転する。回転現像ブラシ３３及びそれと反対側
に回転するクリーニングブラシ４３によってドラム２４
に加えられた結果的なトルクは、ゼロに近くなるように
調整され、それによってドラム２４とウェブ１２との間
の付着力から該ドラムに加えられたトルクのみが除かれ
る。この合成力は、クリーニングブラシ４３及び／又は
現像ブラシ３３を調整可能に取り付けることによる効
力、及びブラシの特性とによって、調整可能である。

【００１６】しかし、上記の調整は様々且つ問題が多い
だけでなく、試されるプリント速度が速くなるにつれ、
ウェブと受光体ドラムの表面との間のスリップ、又はウ
ェブ上の過度な引きずりが起こってウェブを引き裂く可
能性がより高くなる。本明細書中に開示されたシステム
は、受光体ドラムによってウェブに加えられる回転引き
ずり力（クリーニングシステム及び画像形成システムに
よって加えられる引きずりトルクを含む）を見積もる若
しくは計測することによって、このような問題若しくは
スリップを避けるものである。これによって、各ドラム
に部分的な駆動メカニズムを提供し、ウェブに加えられ
る引きずり力の全てではなく大部分を除去する。このよ
うにして、ウェブは伸びたり、スリップしたり、又は破
れたりすることなく、受光体全てを駆動することができ
る。こうして、ウェブ駆動のタイミング又は共通エレメ
ントの単一画像位置合わせの態様は、失われないであろ
う。

【００１７】例えば第一ステップとして、ＰＲ（受光
体）ドラムのトルクのフィート−ポンド若しくはＫＧ／
ｍの回転引きずり力を、該ＰＲドラムを回転させるのに
必要なトルクから直接又は間接的に計測することができ
る。これは、風の影響、ベアリング摩擦、及び特に、Ｐ
Ｒドラムが所望のウェブ速度で回転する間にＰＲ表面に
係合する標準ゼログラフィステーション構成物全ての摩
擦からの、抵抗を含む。これはウェブの引張力（転写領
域におけるウェブの静電トラッキングからの引張力）に
等しい。この引きずりトルクが計測されると、図示され
るようにその量より少なく、該ＰＲドラムを回転させる
に不十分であるが、前記抵抗の大部分を補うに充分なト
ルクが提供される。これは、各ＰＲドラムのための小さ
くて簡単に接続された独立のＤ．Ｃ．モーター”Ｍ”ド
ライブによって達成され、ドラムの回転への摩擦及び他
の抵抗の実質的な部分のみを克服するのに充分なモータ
ートルク出力のみを有するように電流が制限され、これ
によって静電的に付着したウェブ自体はなお該ドラムの
速度を制御するが、該ドラムはウェブ上に大きな引きず
り抵抗（ウェブを引き裂いたり該ウェブをドラム上でス
リップさせたりする可能性がある）を加えることはなく
なる。先述の通り、これは”アンダードライブ”と呼ば
れ、又はこれらのモーターＭはウェブ駆動により”オー
バードライブされた”と言うことができる。ＰＲドラム
への適度なトルクの適用を維持するために、電流制限装
置１１０は図３に図示されたフィードバックループを使
用するコントローラ１００で操作され、モーターによる
電流ドローを監視する。速度変化、サーボ駆動、フィー
ドバックセンサ又はフィードバックシステムは、必要な
いことに注意されたい。またこのシステムだと、前方オ
ーバードライブクリーニングシステム（このトルク効果
はウェアやトナーの汚染にともない変化する）を使用す
る必要もないことに注目頂きたい。

【００１８】モーター”Ｍ”がＰＲの抵抗よりもいくら
か大きなトルクを提供するとしても、ＰＲに対してウェ
ブが転写のために付着することによって、ＰＲ速度を制
御する。

【００１９】プリンタのスタートアップ又は再スタート
において、ＰＲドラム若しくはベルトは、（各モーター
Ｍにプロセス速度トルクからのＰＲバック抵抗を克服す
るための上記のものよりかなり高めの電圧及び／又は電
流を短時間提供することによって）かなり高いトルクで
先ず最初に短時間駆動されることができる。これによっ
て該システム内に該ペーパーをスレッドし（通し）、そ
の間ＰＲドラム等はプロセススピードにまでスピードア
ップされる。でなければ、スタートアップ時にウェブ上
にもっと高い引張力を加えることによってなされなけれ
ばならないであろう。

【００２０】他の実施の形態では、単一の、欠点のな
い、磁気性の、プロセススピードよりも高速だがすべり
のある、液体若しくは他の流体のすべり駆動が使用され
ることができる。このすべり駆動は、トータルのＰＲ引
きずりよりも小さいトルクを有し、ＰＲ引きずりの全部
ではなく実質的部分を克服し、同様にドラムのウェブを
高速で駆動することができるものである。

【００２１】

【発明の効果】上述のとおり、本発明により、ウェブに
加える引きずりトルクを軽減させ、同一画像受ウェブ上
への画像の位置合わせのズレを無くすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】改善されたウェブ両面プリントを提供する、本
発明を使用した静電写真の単一パスマルチステーション
カラープリンタの一例の略正面図である。

【図２】受光体部材のトルク解放部分駆動の一例を取り
入れた、図１に図示されたプリンタの一対の両面プリン
トステーションの部分断面図である。

【図３】図２の受光体のうちの一つのためのドライブの
うち一つを、ライン３−３に沿って切り取った部分図を
簡略化して表したものである。

【符号の説明】

１０ プリンタ １２ ウェブ Ａ，Ａ’Ｂ，Ｂ’，Ｃ，Ｃ’，Ｄ，Ｄ’ プリントステ
ーション ２２Ａ，２２Ｂ 駆動ローラ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像をプリントウェブ上にプリントする
   ための静電写真マルチステーションプリンタであって、 複数のトナー画像生成静電写真ステーションを含み、各
   ステーションはその上にトナー画像が形成されることの
   できる回転可能なエンドレス表面手段を有し、 連続的に前記ステーションを通過させてウェブを搬送す
   るための手段を含み、 ウェブが前記ステーションを通過する間に該ウェブの速
   度及びテンションを制御するための手段を含み、 前記複数のトナー画像生成電子写真ステーションの各々
   のためのドライブユニットを含み、前記複数のトナー画
   像生成電子写真ステーションの各々のための各ドライブ
   ユニットのトルクが、該回転可能表面手段上にかかる引
   きずり力を克服するに充分な回転可能トルクのみを実質
   的に提供するように制限されており、及び、 各回転可能表面上のトナー画像を該ウェブに転写するた
   めの転写手段を含み、前記プリンタ内での前記回転可能
   エンドレス表面手段への前記ウェブの付着接触が、前記
   ウェブの移動が前記回転可能表面手段の周辺速度を前記
   ウェブの移動に同期させて制御するようなものである、 静電写真マルチステーションプリンタ。
2. 【請求項２】 複写システムであって、転写紙若しくは
   他のこのようなプリント基材が連続的にフィードされ、
   移動ウェブを回転画像形成システム表面に通過させ、こ
   の表面からプリント画像が前記ウェブプリント基材に転
   写され、このとき前記ウェブの小部分が前記回転画像形
   成システムの前記表面の一部に接触し、前記回転画像形
   成システムが前記移動画像基材ウェブの前記係合及び移
   動によって前記ウェブによって回転されるように設計さ
   れ、前記ウェブがウェブ引張力によって実質的に一定の
   速度で前記回転画像形成システムの下流から引っ張ら
   れ、前記プリント基材ウェブ及び前記画像形成システム
   の表面が前記のように接触しながら継続的な非スリップ
   同期移動を提供し、前記回転画像形成システムは前記ウ
   ェブによる前記回転に対して抵抗を有し、 前記回転画像形成システムに独立した回転力を加え、前
   記ウェブ速度よりも前記回転画像形成システムを速く回
   転させることができないように、この回転力は前記回転
   画像形成システムの回転に対する前記抵抗より実質的に
   大きくないが、この独立した回転力は前記回転画像形成
   システムを回転させるのに必要な前記ウェブへの前記下
   流のウェブ引張力を実質的に減少させるのに充分であ
   る、 ことを特徴とする、複写システム。