JP2011018042A - 複数の中間転写ベルトを有する拡張可能な印刷システム - Google Patents
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Abstract
【課題】再転写の影響を緩和しながら多色モジュール式印刷システムを提供する。
【解決手段】印刷システム150は、各マーキングモジュールが複数色画像の内の単色のカラーセパレーションを作成する複数のマーキングモジュール102等と、第1組のマーキングモジュールによって形成された第1組のカラーセパレーションを収集する第1画像収集部材112と、第2組のマーキングモジュールによって形成された第2組のカラーセパレーションを収集する第2画像収集部材158と、印刷媒体を搬送する媒体輸送部160とを備える。第1組のカラーセパレーションを、第1画像収集部材112から第1地点164で印刷媒体へと同時に転写し、第2組のカラーセパレーションを第2画像収集部材158から第2地点162で媒体へと同時に転写し、前記カラーセパレーションの少なくとも一方の組は少なくとも2つのカラーセパレーションから成る。
【選択図】図4
【解決手段】印刷システム150は、各マーキングモジュールが複数色画像の内の単色のカラーセパレーションを作成する複数のマーキングモジュール102等と、第1組のマーキングモジュールによって形成された第1組のカラーセパレーションを収集する第1画像収集部材112と、第2組のマーキングモジュールによって形成された第2組のカラーセパレーションを収集する第2画像収集部材158と、印刷媒体を搬送する媒体輸送部160とを備える。第1組のカラーセパレーションを、第1画像収集部材112から第1地点164で印刷媒体へと同時に転写し、第2組のカラーセパレーションを第2画像収集部材158から第2地点162で媒体へと同時に転写し、前記カラーセパレーションの少なくとも一方の組は少なくとも2つのカラーセパレーションから成る。
【選択図】図4
Description
ここで開示されるシステムおよび方法は、画像提供装置、たとえば、プリンタおよび複写機の分野に関する。実施の形態は、レーザに基づく電子写真方式のマーキング機関(または印刷エンジン)、たとえば、プリンタ、光複写機およびファクシミリ装置に使用されるものの点から記載する。しかし、実施の形態は、他の提供装置、たとえば、ラスタラインで画像データを表現するもの、たとえば、表示装置および他の種類のプリンタに適用することができる。
背景技術では、電子写真印刷システムにおける基本マーキングモジュールは、単色のカラーセパレ−ション(color separation)またはカラー分解を作成することができる。印刷システムは、入力および出力モジュールおよび他の何らかの必要な基盤構造を支持すると共に、1〜N個のこれらのマーキングモジュール(または印刷モジュール)から構成され得る。したがって、6個以上のカラーセパレ−ションを利用可能な印刷システムを作成することができる。いくつかのシステムは7または8個もの異なるカラーセパレ−ションを有する場合がある。したがって、単一の中間転写ベルト(ITB)と、8個未満または8個以上のカラートナーの第1転写ニップを有する高次のモジュール式システムを構成することができる。しかし、ITB上に作成された画像は、下流マーキングモジュールに関する複数の下流トナー転写ニップを通過するので、画像劣化は避けられない。ある態様の劣化、すなわち、ITBの上層上のトナーが下流トナー転写ニップで電位変化してしまい、下流感光体に逆転写することを、「再転写」と呼ぶ。この再転写の影響は、最終カラー画像に色合いの変化や不均一な結果をもたらし得る。
したがって、この影響を緩和しながら、N色モジュール式印刷システムを提供することが望ましい。
以下に参照文献を記載し、その開示を全体的にここに参照して挿入する。
米国特許出願公開第2009/0022525号明細書(マーチン(Martin)ら)、名称「ハイブリッド印刷システム」は、多色画像とさらにはブラック画像を形成するための、単一経路のハイブリッドカラーおよびブラック印刷システムを開示している。
基本マーキングモジュール(または基本印刷モジュール)から成るモジュール式印刷システム構造をここでは開示し、各基本マーキングモジュールは単色のカラーセパレ−ションを作成することができ、単色のカラーセパレーションはトナー第1転写ニップにおいて中間転写ベルト(ITB)上に付着して、予め定められた最大数未満のカラーを有する多色画像を作成する。システムでは、予め定められた限度はITB当たり4色と仮定して記載するが、他の限度を適用することができるものと理解される。予め定められた限度より多くのカラーが印刷システムに必要な場合には、さらなるITBを、追加のカラーをその予め定められた限度未満としながら、印刷システムに追加することができる。各ITBが有する一連のトナー第2転写ニップを介して、フルカラー画像を媒体上に作成する。上流位置で中間媒体表面に転写されるカラーセパレーションは、異なる色のトナーを中間媒体に転写する下流トナー転写ニップを連続して通過するので、劣化することは公知である。既に中間媒体上にあるトナーが、各下流トナー転写ニップにおいて、各下流感光体上にある程度逆転写するので、この画像劣化をここでは「再転写」と呼ぶ。本発明の構造は、再転写ストレスを減らすことになる。たとえば、2個の4色ITBから成る8色システムは、最悪の場合、4つの下流転写ニップ(3つのトナー第1転写ITBニップ+1つのトナー第2転写ニップ)を有する。これに比べて、単一のITBを有する8色システムは、最悪の場合、再転写の要因となる下流第1転写ニップを7つ有することになる。さらにここではモジュール式印刷構造を記載し、少なくとも1つのITBモジュールを感光体ベルトまたはドラムと置き換え、その上に予め定められた最大数未満のカラーセパレーションが画像形成され現像される。
例示的な実施の形態の態様によれば、印刷システムを提供する。印刷システムは複数のマーキングモジュールを備え、各マーキングモジュールは多色画像の内の単色のカラーセパレーションを作成する。印刷システムはまた、第1組のマーキングモジュールによって形成された、重ね合わせたカラーセパレーションを収集する第1画像収集部材と、第2組のマーキングモジュールによって形成された、重ね合わせたカラーセパレーションを収集する第2画像収集部材とを備える。さらに印刷システムは、所定方向に沿って印刷媒体を搬送する媒体輸送部を備える。第1組のカラーセパレーションを、第1画像収集部材から、輸送部の第1地点で、印刷媒体へと同時に転写し、第2組のカラーセパレーションを、第2画像収集部材から、輸送部の第2地点で、媒体へと同時に転写する。さらに、カラーセパレーションの少なくとも一方の組は、少なくとも2個のカラーセパレーションから成る。
例示的な実施の形態の別の態様によれば、印刷システムにおいて印刷媒体上に多色画像を作成する方法を提供する。この方法は、多色画像のカラーセパレーションを複数のマーキングモジュールを介して作成し、ここで、各マーキングモジュールは単色のカラーセパレーションを作成し、前記第1組のマーキングモジュールによって形成された、重ね合わせたカラーセパレーションを第1画像収集部材を介して回収し、第2組のマーキングモジュールによって形成された、重ね合わせたカラーセパレーションを第2画像収集部材を介して回収し、媒体輸送部を用いて、印刷システム内を所定方向に沿って印刷媒体を運搬することを含む。この方法はさらに、第1組のカラーセパレーションを、第1画像収集部材から、前記輸送部の第1地点で、印刷媒体へと同時に転写し、第2組のカラーセパレーションを、第2画像収集部材から、輸送部の第2地点で、媒体へと同時に転写することを含み、ここで、カラーセパレーションの少なくとも一方の組は、少なくとも2個のカラーセパレーションから成る。
以下の記載では、図面を参照する。図面では、同様の参照番号は全体的に同じ要素を示すために使用される。実施の形態は、図面に示される実施の形態を参照して記載されるが、この実施の形態を多くの代替形態に用いてもよいことは理解されるべきである。さらに、いずれの好適な寸法、形状またはタイプの要素または材料を、例示的な実施の形態の精神から逸脱することなく使用することができる。
図1は電子写真式マーキングモジュール10の一例を示し、このマーキングモジュール10は、中間転写ベルト(ITB)12上に単色のカラーセパレーションを配置することができる。ITB12は図1では垂直方向に示されるが、水平な配置が同様に可能である。
電子写真式のマーキングまたは印刷は典型的に、オリジナル文書の画像を、実質的に均一に帯電した感光体(P/R)16上に露光することによって、サイクル方式で実施される。感光体16は感光性層を有する。帯電装置22がまず、接触方式か非接触方式のいずれかを通じて、均一な電荷を感光性層上に印加する。ラスタ出力スキャナ(ROS)またはLEDバー18を用いて、画像について帯電した感光体16を露光して、オリジナル文書の非画像領域に対応する感光性層領域を放電させると共に、画像領域の電荷を維持する。放電領域を現像する場合には、画像領域が放電領域であり非画像領域が帯電領域であるので、上記とは逆になる。したがって、いずれの場合も、オリジナル文書の静電潜像を感光体16の感光性層上に作成する。
帯電した現像材料を、次に現像器24によって感光体16上に付着させ、静電潜像領域を現像する。現像材料は液体材料でも乾燥(パウダー)材料でもよい。帯電した現像材料は、光導電性層上の帯電した画像領域に付着する。この付着が静電潜像を可視トナー画像へと現像させる。可視トナー画像を次に、感光体16からITB12へと第1転写ニップ14内で転写させる。第1転写ニップ14は、感光体16からITB12上へとトナーを移動させることができる電界を発生する。次に、画像を、コピーシートまたは他の支持基材に、未定着トナー画像として転写し、次に未定着トナー画像を加熱してコピーシートに永久的に固定し、オリジナル文書の再生品またはコピーを生じる。最終工程では、感光体16を連続画像形成サイクルのために準備するべく、感光体16の光導電性表面を、クリーナ20を用いてクリーニングし、如何なる残留現像剤をも除去する。
一般的なタンデムカラー印刷法では、4個のマーキングモジュール10を用いることができる。感光体ドラムマーキングモジュールは、ドラムの小型化のために、典型的にタンデムカラー印刷に用いられる。タンデムシステムは場合によっては、ドラムの代わりに4個の感光体画像形成ベルトを使用することができる。各画像形成ドラムまたはベルトシステムはその感光性表面を帯電させ、その上に潜像を形成し、トナー画像として現像し、そしてトナー画像を中間ベルトまたは印刷媒体に転写する。このように、イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの単色トナー画像を別々に形成し、中間媒体表面上に転写する。中間媒体表面12はしたがって、これら4色のトナー画像を重ね合わせる際の画像収集部材として機能し、これら4色のトナー画像は次に印刷媒体に転写されて定着されて、幅広い種類の色を生じることができる。
別の印刷法では、複数経路画像形成法を用いて、必要なカラーセパレーションを作成することができる。このようなシステムでは、単一の感光体16を用いて、複数の帯電画像を連続的に作成する。典型的には、現像器24が、異なる色のトナー間で即座に切替可能であり、異なる色のトナー画像を連続的に形成することができるようにする。各単色トナー画像を次に、繰返し循環する中間転写ベルト(ITB)またはドラム12に連続的に転写し、これによって互いの上に重ね合わせ、中間媒体表面上に単一の複数色トナー画像が作成される。単一の複数色トナー画像を次に、第2転写ステーションでコピーシート上に転写する。
図2に示されるように、単一経路の画像−オン−画像カラー印刷システム50を用いた別の印刷法では、無端感光体ベルトまたは感光体ドラム52、コントローラ54および一連の画像形成サブアセンブリ56を用いており、画像形成サブアセンブリ56は各々、帯電器60、カラーセパレーション潜像露光ROSユニットまたはLED印刷バー62、および対応するカラートナー現像器64を備えてもよい。感光体が画像形成サブアセンブリを通過して移動すると、各画像形成サブアセンブリによって、感光体上の画像フレームは連続的に帯電、露光、現像され、よって、各画像形成サブアセンブリは、コントローラからのカラーセパレーション画像入力ビデオデータに対応するカラーセパレーション画像を形成する。第1画像形成サブアセンブリがそのカラーセパレーショントナー画像を形成した後、そのカラーセパレーショントナー画像を、次に再帯電および再露光して異なるカラーセパレーション潜像を形成し、次にこれに対応して次の画像形成サブアセンブリが現像する。そして、最終のカラーセパレーション画像を形成した後、完全に現像された複数色画像が、第2転写ステーションにおいて、画像フレームから印刷媒体へと転写準備される。そして、中間部材12が画像収集部材としての役割を果たすシステム10とは対照的に、システム50では、感光体52が画像収集部材としての役割を果たす。
ここで記載される例示的な実施の形態によれば、印刷媒体は第2転写ステーションにおいて画像収集部材に対して搬送される。第2転写ステーションでは、電界、機械的圧力および熱の組み合わせを用いて、画像収集部材上に重ね合わせたトナー画像を媒体表面上に移動させることができる。
マーキングモジュール10を印刷システム内に複数設けて、N色印刷機能を構築することができる。拡張可能なシステムを構築する方法の1つは、寸法拡張可能な単一のITBモジュールを構成して、1〜N個のマーキングモジュールをこのITB内に一体化できるようにするものである。したがって、ITBベルトについて拡張可能な構造を提供することによって、かつ適当な長さのベルトを提供することによって、4、6または8色印刷システムを構成することができる。しかし、このような方法にはいくつかの問題がある。たとえば、ITBベルトおよびITBモジュールは長くなるので、現場サービス作業にとっては煩わしくなり得る。また、N色を備えるシステムは、ITB上に配置された第1カラーセパレーションがN−1個の下流第1転写ニップを通過せねばならず、このことはさらに説明されるような画質問題を招くことで公知である。
ここで記載される解決方法は、複数のITBを支持することができる印刷構造を提供するものである。複数のITBを提供することによって、ITBベルトの大きさおよびその支持構造を制御可能にすることができる。さらに、再転写を招き得る転写ニップの最悪の場合の数を減らす。
図3は、例示的電子写真印刷システム100の図を示し、これは4色印刷が可能である。図3に示されるように、102、104、106および108として番号付けされた4個のマーキングモジュールが、ITB「バックプレーン」モジュール110に内蔵されることが示される。ITBバックプレーンモジュール110内では、4個のマーキングモジュールの各々が、垂直方向に配置されたITB112上に、別個のカラーセパレーション、すなわち、102−イエロー(Y)、104−マゼンタ(M)、106−シアン(C)および108−ブラック(K)を与える。媒体は、左から右へと、(左側モジュール116内に備えられ、)投入媒体シートを、重ね合わせたトナー画像に関して位置合わせするシート位置合わせ輸送部114;(中央のITBバックプレーンモジュール110内に備えられ、)媒体シートをずれることなく搬送し、内蔵の第2転写ニップ120を用いて静電気仮止めする輸送部118;および(右側モジュール124内に備えられ、)輸送部118からのシートを受け取り、シートに作用する駆動力を制限して、ハンドオフ時の輸送部118の速度のばらつきを最小限にする真空分離定着機構前輸送部122を、それぞれ通過する。ITBバックプレーンモジュールの左側に垂直方向に配置される(126、128、130および132と番号付けされた)4個の円は、トナーボトルY、M、CおよびKをそれぞれ表す。ベルトロール定着機構134は第3モジュール124の右側に示される。
図3では、各トナーは、その個々のマーキングモジュールから中間ベルト表面上へと連続的に移動する。これは「前方転写」と呼ばれるものであり、望ましい工程である。しかし、前方転写の実際の電界レベルでは、ベルト上に既にある幾分かのトナーが各下流ドラムに逆転写する。これは「再転写」と呼ばれるものであり、望ましくない工程である。ベルトが別の第1転写ニップを通過するときに、ベルト上に既にあるトナーの電荷レベルが変化するために、再転写は生じる。幾分かのトナー粒子は、我々の意図に反して十分な電荷レベルの変化を起こすので、トナー粒子はベルトからドラムへ転写する。ベルト上に形成された画像はさらに第1転写ニップを通過するので、この行為を繰返す。したがって、幾分かのイエロートナーは、マゼンタ、シアンおよびブラックドラム上に「紛失」する。これは、色合いの変化や不均一な結果をもたらし得ると判断され得る。
したがって、各第1転写ニップは、1)トナーの前方転写を最大限に行い、かつ、2)トナーの再転写を最小限にするといった2つの機能を有する。電界強度を増して前方転写を改良すれば、ドラムに再転写するトナー粒子もより多く発生するので、これらの2つの機能間はトレードオフの関係である。ITBモジュール112の上部は紙への接合点であり、これは第2転写ニップ120と呼ばれる。この地点で、ベルト112上の全てのトナーを紙上に転写するのが望ましい。紙上にはトナーがないので、トナーの再転写は起こりえない。したがって、ベルトから紙へのトナーの前方転写を最適化する電界強度を選択することができる。
ここで、6色画像を作成するとする。通常の方法では、6つのマーキングモジュールを有する大型のITBモジュールを作成していたであろう。この場合、ベルトに適用される第1カラー層は、5つの第1転写ニップを通過して各転写ニップで再転写を受けることになる。このように構成される8色カラープリンタでは、第1カラーは、トナーを紙に最終転写するまでに、7回再転写にさらされる。N−1回の再転写を受けることないN色印刷システムを構成することが望ましい。
図4は、6色プリンタを備える発展型印刷システム150を示す。特に、第2ITBバックプレーン(backplane)モジュール152を図3のシステム100に追加している。第2ITBバックプレーンモジュール152は、2つの追加のマーキングモジュール155および156が、第2ITBベルト158と共に作動するように構成される。追加のマーキングモジュール155および156は、印刷仕様に依存する特別なカラートナーを含有することができる。高解像度写真の印刷では、たとえば、色強度の低いマゼンタおよびシアントナーを用いて、画像の滑らかさを改良し、ざらつき感を減らすことができる。例では、一般的印刷で色域範囲を増やす場合には、オレンジトナーおよびバイオレットトナーを用いて、C、M、YおよびKトナーが与える範囲を超えて色範囲を拡大することができる。他の印刷仕様では、透明、白および磁気トナー(MICR)が望ましい場合がある。ここで、媒体は、細長い静電気保持輸送部160に沿って移動し、静電気保持輸送部160は2つの連続する第2転写ニップ162、164を通るようにシートを案内する。さらに、媒体は、第1ITBベルト112に沿って、4つの連続する第1転写ニップ(166、168、170、172)を通過することで形成されたトナー画像と、第2ITBベルト158に沿って、2個の連続する第1転写ニップ(174、176)を通過することで形成されたトナー画像とを受け取る。したがって、複数のITBバックプレーンを用いて、N色拡張性を提供することができる。6色全てのカラーセパレーション間での色と色との位置合わせは、2つの第2転写ニップ間での媒体動作の安定性と反復性を確保することによって達成され得る。これは示される静電気保持輸送部を介して容易に達成される。各ITBバックプレーン内の最下部のマーキングモジュールは、その画像が最も多く下流転写ニップを通過するので、最も強く再転写の影響を受ける。左側バックプレーンモジュール152では、最悪の場合のストレスは下流ニップ2つ(1つの第1転写ニップ176+下流第2転写ニップ164)である。右側バックプレーンモジュール110では、最悪の場合のストレスは下流ニップ3つ(3つの第1転写ニップ168、170、172)である。これに比べて、6つのマーキングモジュールを備える単一のITBでは、最悪の場合は下流ニップ5つである。
図5は、2つの別個の4色ITBモジュール110、152が、静電気保持輸送部160を介して繋がれ、8色システム200を形成することを示す。これは、さらに2つのマーキングモジュール202、204を備えて左側ITBバックプレーン152を単純に完備することによって達成され得る。モジュール110はC、M、YおよびKトナーを含有し、通常の4色画像を第2転写ニップ164において印刷媒体に転写することができるようにしてもよい。4色未満の追加のカラーを第2転写ニップ162において印刷媒体に転写することができる。4色画像を、左側バックプレーンモジュール152を用いて作成するために、4個のドラムの各々はITBベルト158上にカラーセパレーションを転写する。この実施例では、下部のマーキングモジュール202はオレンジ(O)のセパレーションを適用し、次の上のマーキングモジュール(204)はバイオレット(V)、次のマーキングモジュール(154)は色強度の低いマゼンタ(m)、および上部マーキングモジュール155は色強度の低いシアン(c)を適用する。オレンジドラムがITBベルト158と接触する地点を第1転写ニップ214と呼ぶ。各セパレーションカラーについて1つ、すなわち4つの第1転写ニップ(214、216、174、176)が存在する。オレンジの第1転写ニップ214では、オレンジトナーをドラムからITBベルト158上に転写する。ベルト158は上向きに進み、バイオレットの第1転写ニップ216に達する。ここでバイオレットトナーを、ドラムからベルトへと、ベルト158上のオレンジ画像の表面上に直接に転写する。このニップでは、大部分のバイオレットトナーがベルトに転写するように、電界が設定される。この手順が残りの2つのトナーカラーについて繰返される。
図5では、左側底部のマーキングモジュール202では最悪の場合の再転写ストレスは、今回下流ニップ4つ(3つの第1転写ニップ(216、174、176)+他の第2転写ニップ(164))である。これに比べて、8つのマーキングモジュールを備える単一のITBシステムは、再転写につながる下流ニップを7つ有する。
2つの別個のITBモジュール上に形成されるカラーセパレーション間の適切な位置合わせまたは位置決め維持するためには、シート輸送部160が、転写ニップ162と164間における印刷媒体の安定的で予測可能な動作を提供することが必要である。これによって、カラーセパレーションをITBモジュール112上に形成して、これを既に印刷媒体上に配置されたカラーセパレーションと位置合わせできるようにする。
上記では、多色トナー画像をその上に形成する画像収集部材は、ITBモジュールであると仮定してきた。しかし、多色トナー画像をその上に形成するなら、1以上の画像収集部材が感光体であるシステムを構成することもできる。たとえば、印刷システム50は、多色トナー画像を、印刷媒体に転写するために、第2転写ステーションに搬送する役割を果たすことができる。例示的な実施の形態によれば、追加のカラーセパレーションを媒体に転写できるように、印刷媒体を予め第2転写ステーションに搬送し、または後に第2転写ステーションから搬送することができる。
10,102,104,106,108,154,155,156,202,204 マーキングモジュール、110 バックプレーンモジュール、112 第1ITBベルト、 150,200 発展型印刷システム、152 第2ITBバックプレーンモジュール、158 第2ITBベルト、160 静電気保持輸送部、162,164 第2転写ニップ。
Claims (4)
- 各マーキングモジュールが複数色画像の内の単色のカラーセパレーションを作成する複数のマーキングモジュールと、
第1組の前記マーキングモジュールによって形成された、重ね合わせた第1組のカラーセパレーションを収集する第1画像収集部材と、
第2組の前記マーキングモジュールによって形成された、重ね合わせた第2組のカラーセパレーションを収集する第2画像収集部材と、
所定方向に沿って印刷媒体を搬送する媒体輸送部と、を備える印刷システムであって、
前記第1組のカラーセパレーションを、前記第1画像収集部材から、前記輸送部の第1地点で、印刷媒体へと同時に転写し、前記第2組のカラーセパレーションを、前記第2画像収集部材から、前記輸送部の第2地点で、前記媒体へと同時に転写し、
前記カラーセパレーションの少なくとも一方の組は、少なくとも2つのカラーセパレーションから成る、
印刷システム。 - 前記画像収集部材の少なくとも1つは中間ベルトである請求項1の印刷システム。
- 複数色画像のカラーセパレーションを複数のマーキングモジュールを介して作成し、ここで、各マーキングモジュールは単色のカラーセパレーションを作成し、
第1組の前記マーキングモジュールによって形成された、重ね合わせた第1組のカラーセパレーションを、第1画像収集部材を用いて収集し、
第2組の前記マーキングモジュールによって形成された、重ね合わせた第2組のカラーセパレーションを、第2画像収集部材を用いて収集し、
媒体輸送部を介して、印刷システム内を所定方向に沿って印刷媒体を搬送することを含む、印刷システムにおいて印刷媒体上に複数画像を作成する方法であって、
前記第1組のカラーセパレーションを、前記第1画像収集部材から、前記輸送部の第1地点で、印刷媒体へと同時に転写し、前記第2組のカラーセパレーションを、前記第2画像収集部材から、前記輸送部の第2地点で、前記媒体へと同時に転写し、ここで、前記カラーセパレーションの少なくとも一方の組は、少なくとも2つのカラーセパレーションから成る、
方法。 - 前記画像収集部材の少なくとも1つは中間ベルトである請求項3の方法。
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