JP2001188391A - 画像形成装置及びノイズ影響修正方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 製造プロセスの結果として生じる感光体に固
有の感光体のばらつきを未然に防ぐこと。 【解決手段】 1周りのベルト特徴や電圧プロファイル
を測定される。各静電電圧計の読出し値は平均化され、
低周波数のベルト特徴を維持しつつ高周波の読出しスパ
イクを適切に除去する４１項の重み付け関数を使用し
て、平均値からの偏りが平坦化される。４１個の点
（ｎ，．．．ｎ±２０）の中央加重平均化は、感光体の
継ぎ目の後２乃至３ｍｍで始まり、継ぎ目の前２乃至３
ｍｍで終了する。ｎは、前の２０個の読出し値と後の２
０個の読出し値とを用いて平均化される感光体の１つの
測定点である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カラーイメージン
グプロセッサに係わり、特に、製造プロセスの結果とし
て生じる感光体（フォトレセプタ）に固有の感光体ばら
つきの悪影響を未然に防ぐ感光体帯電制御に関する。

【０００２】

【従来の技術】多くの電子写真複写機およびプリンタ
は、結果として生じた電荷を静電電圧計を使用してサン
プリングすることにより、フィードバック制御を介して
感光体上の帯電レベルを維持する。これらのインタドキ
ュメントゾーン(IDZ)もしくはインタページゾーン(IPZ)
読み出し値は、感光体の周囲で取得される。多くの感光
体は、一般にランアウト（run-out）と呼ばれる誘電体
厚ばらつきに主に起因して、１周りで帯電レベルが変化
することが知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】まず、ゼロックス１０
７５^TMにおいては、反射赤外線濃度計を用いてわずかに
現像された画像の濃度を検査することにより、帯電制御
が行なわれた。これらの画像は、現像電界およびトナー
濃度の両方（トナー濃度は、高密度パッチを検査するこ
とによって制御される）に対して敏感であった。その後
のゼロックス^TM機械（１０６５^TM，５０９０^TM，５１０
０^TM，４８９０^TM，５７７５^TM）では、感光体上の帯電
レベルを直接に検出するために、１または複数のコンパ
クトな静電電圧計（ＥＳＶ）が使用された。これらの各
機械において、画像すなわちテストパッチは、カスタマ
ーズプリント同士間の小さな領域内で感光体上に置かれ
る。そのような領域は、一般に、ＩＤＺもしくはＩＰＺ
として知られている。このような画像の帯電レベルはＥ
ＳＶによって読み出される。時としてフィルターがかけ
られるこれらの読み出し値は予め定められた帯電目標と
比較され、読み出し値が目標となるように帯電システム
が調整される。これらの読み出し値は感光体の周囲の様
々な点で取得されるため、感光体の帯電レベルの任意の
周方向ばらつきによって読み出し値が影響を受ける可能
性がある。一般的なばらつきの源は、感光体の製造に使
用されるコーティングロールのランアウトに起因して感
光体製造中に生じる誘電層厚のばらつきである。幾つか
の感光体において、このノイズは、受け入れることがで
きない３０ボルトのピークピーク振幅を超える可能性が
ある。

【０００４】幾つかの感光体は、繰り返し可能な１周り
のプロファイルを有していることが知られているが、そ
の振幅はたったの約５〜１０ボルトである。このレベル
は、カラーエラー（デルタＥ_cmc）においては「丁度知
覚可能な差」であり、この１周りのプロファイルの修正
は不要である。また、それは、電圧変化の構造体よりも
十分に大きい帯電領域の広い拡張に起因して、実行でき
るものでもない。

【０００５】しかしながら、この発明においては、この
変化に対する帯電の読み出し値を特徴付けて修正するこ
とが望ましい。これによって、帯電レベルが維持される
時、帯電レベルがこのプロファイルに乗ることが防止さ
れ、感光体帯電レベルの全体のばらつきが最小化され
る。未修正の電圧は、感光体の１周りの電圧プロファイ
ルに従い、平均帯電レベルを変化させる。感光体の平均
帯電レベルを一定に維持する修正電圧は、非常に望まし
い。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の目的および意図
は、感光体の平均帯電レベルを変化させる電圧を修正し
て、感光体１周りの電圧のプロファイルに従う代わりに
電圧レベルを一定に維持することによって達成される。
これは、帯電出力レベルが一定に維持される機械のセッ
トアップルーチン中における５つの画像分解に対応し
て、５つのＥＳＶを使用して、１周りのベルト特徴や電
圧プロファイル、感光体の帯電電圧Ｖを読み出し或は測
定することにより、実行される。各ＥＳＶの読み出し値
は平均化され（平均値を見出すために）、低周波数のベ
ルト特徴を維持しつつ高周波数の読み出しスパイクを適
切に除去する４１項の重み関数を使用して、平均値から
の偏りが平坦化される。４１個の点（ｎ，…ｎ±２０）
の中央加重平均化は、感光体の継ぎ目の後２〜３ｍｍで
始まり、継ぎ目の前２〜３ｍｍで終了する。この場合、
ｎは、前の２０個の読み出し値と次の２０個の読み出し
値とを用いて平均化される感光体上の１つの測定点であ
る。これにより、センサ読み出し位置とフィルタ修正と
の間に位相シフトが生じない。読み出し値は、感光体の
周囲で約３ｍｍ毎に取得される。

【０００７】ＥＳＶは、スポットカラー（Ｓ）、ブラッ
ク（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン
（Ｃ）、の各々に対して一個に各現像剤ハウジング上に
装着されるとともに、感光体のランアウトをより密接に
反映する電圧プロファイルの特徴付けを行なうために、
感光体の幅（すなわち、感光体の動作方向に対して垂直
な方向）を横切る５つの異なる位置に配置される。

【０００８】本発明の第１の態様は、循環する電荷保持
面と、前記電荷保持面を均一に帯電する手段と、電荷保
持面上に潜像を形成するために、電荷保持面を選択的に
放電する手段と、前記潜像を可視化させる手段と、前記
電荷保持面を均一に帯電させる手段のようなシステムプ
ロセスを制御するための手段と、システム診断の目的
で、製造誤差の影響の大きさを特徴付けるために、前記
電荷保持面の１周りの電圧特徴を検出する手段と、前記
システムプロセス制御の性能に対する前記影響を最小限
にする手段と、を備えていることを特徴とする画像形成
装置である。

【０００９】本発明の第２の態様は、コントローラと、
電荷保持画像形成面と、複数のセンサと、前記電荷保持
面上に電荷を供給するための帯電部材とを有するトナー
画像処理機において、感光体の１周りのノイズの影響を
修正するための方法であって、前記電荷保持面の１周り
の電圧特徴を検出するステップと、システム診断の目的
で、製造誤差の影響の大きさを特徴付けるステップと、
システムプロセス制御の性能に対する前記影響を最小限
にするステップと、を有することを特徴とするノイズ影
響修正方法である。

【００１０】１９９９年１０月５日付けでBudnikらに特
許付与された米国特許第５，９６３，７６１号は、領域
カバレージセンサ較正と、継ぎ目を有する感光体上の継
ぎ目検出ノイズ除去装置のためのアルゴリズムとに関す
るものである。この発明は、ランダムノイズを除去する
とともに、電子写真印刷機の継ぎ目検出センサを較正す
る装置および方法を開示している。検出されたセンター
ラインが許容ウインドウに残存している場合には、通常
通りアルゴリズムは進行する。しかしながら、殆どの場
合、センターラインは、２〜−Ｘもしくは＋Ｘ〜Ｎ−１
のいずれかで、許容ウインドウの外側にシフトする。セ
ンターラインがこれら２つの範囲内にある場合には、ア
ルゴリズムは、この事実を認めて、ランダムノイズ状態
が生じたと見なす。その後、先のセンターライン（Ｃ）
が取得されるとともに、それに現在の感光体ベルトの長
さが加えられる。これは、理論的に、まさにセンターラ
インがノイズを有していない場所である。この状態が３
つの連続するベルト循環の間に続けられて、機械がその
実行しているジョブを完了すると、アルゴリズムは、機
械に、次のサイクルアップで、継ぎ目を検索させる。セ
ンターラインが位置１または位置Ｎとなるように演算さ
れると、アルゴリズムは幾つかの大幅な変化が生じたと
見なし、即刻に故障を指摘する。センサを較正するた
め、較正アルゴリズムは各較正パルスの持続時間を８０
ｍｓまで増加させて、パルス毎に２つの読み出しが実行
される。その後、アルゴリズムは、個々のステップで、
２つの読み出し値のうち大きい方を選択し、これによ
り、較正スキームに悪影響を及ぼす可能性のある継ぎ目
の任意の読み出し値を除去する。

【００１１】１９９９年３月２３日付けでRobert E. Gr
aceに特許付与された米国特許第５，８８７，２２１号
は、ドナーロールを用いた最適なトナー制御のための特
徴検出を開示している。その後に長い中密度及び低密度
領域（ソリッドもしくはハーフトーン）が続く短い（プ
ロセス方向で）高密度ソリッド領域パッチから成るテス
ト画像を生成するために、ドナーロールのような現像ス
テーション材のリロード特性は、機械露光システム（Ｒ
ＯＳまたはＬＥＤバー）を使用することによってモニタ
される。この場合、中密度及び低密度領域は、現像部材
によって示されるリロード欠陥(RD)に対応している。テ
スト画像の一般的な寸法は、１５ｍｍ²の高密度パッチ
であり、その後に、２００×１５ｍｍの中密度および低
密度領域が続く。このテスト画像の電圧プロファイル
は、長いジョブに挿入されるスキップ画像フレーム内に
置かれ、あるいは、短い走行を伴うサイクルアウト／ダ
ウン中に実行され、稀な定期的間隔、例えば２０００プ
リント毎に予定されている。感光体上に結果として生じ
る現像されたトナーパターンは、４７００ＴＭ、４８５
０ＴＭ、５７７５ＴＭ画像製品で使用されるトナー領域
カバレージ(TAC)センサや広域トナー領域カバレージ(ET
AC)センサのような反射率センサや透過濃度センサを用
いてモニタされる。現像システム内の最適なレベルのト
ナー濃度に対応する現像トナーパターンの所望のレベル
のリロード欠陥を得るために、トナー分配レート率が調
整される。

【００１２】１９９８年７月７日付けでThomas A. Hend
ersonに特許付与された米国特許第５，７７７，６５６
号は、静電写真印刷機のためのトーン再生メンテナンス
システムを開示している。この特許に開示されているよ
うに、感光体の表面は平滑度において非常に大きな変化
を示し、したがって、剥き出しのドラムの最適化カラー
濃度計(OCD)の読み出し値には、不均一性すなわち特徴
(signature)がある。この特許の図５に示されるよう
に、特徴に起因して、感光体上の所定位置にある５０％
ハーフトーンパッチは、他の位置で測定される剥き出し
のドラムよりもトナーが少ないように見える。１ページ
上にある複数のパッチを明瞭に測定するためには、その
特徴を説明しなければならない。また、領域カバレージ
が増大するにつれて特徴が曖昧になり、約６０％のハー
フトーンカバレージまで、ＯＣＤ鏡面反射測定に対する
特徴からの寄与がないという事実が示されている。これ
らの問題を解決する測定技術は、１つの基準として作用
する特徴上の１点を選択する。その後、特徴に沿う任意
のパッチ位置で、基準に対するオフセット量が演算され
る。これは、例えば、剥き出しのドラムの測定値と等し
くされる。すなわち、０％のパッチは、それがページ上
のどこに現れようとも、同じ読み出し値を有する。ハー
フトーンを測定するため、ハーフトーンパッチを形成し
たピクセル値から知られるおよその領域カバレージが使
用される。このピクセル値を使用して、領域カバレージ
に応じて、６０％の限界まで、特徴オフセットを測定値
から割り引くことができる。特徴を修正しなければ、ト
ーン曲線は大きな変化を示し、一方、修正を施せば、ト
ーン曲線は安定する。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の一実施の形態において、
原稿１２は、一般に符号１６で示されるラスタインプッ
トスキャナ (ＲＩＳ)上のドキュメントハンドラ１４に
位置決めされ得る。しかしながら、ＲＩＳ１６の代わり
に他のタイプのスキャナが使用されても良い。ＲＩＳ１
６は、原稿全体を捕らえて、それを一連のラスター走査
線すなわち画像信号に変換する。この情報は、電子サブ
システム（ＥＳＳ）すなわちコントローラ１８に伝えら
れる。あるいは、コンピュータネットワーク２０によっ
て画像信号がコントローラ１８に供給されても良い。画
像処理コントローラ２２は、コントローラ１８から原稿
情報を受けるとともに、この原稿情報をラスターアウト
プットスキャナで使用される電気信号に変換する。

【００１４】プリント機は、種々の電子写真プロセスス
テーションを介して連続的に前進するために、矢印２６
で示される方向に移動するように支持された感光体ベル
ト２４の形態で、電荷保持面を有していることが好まし
い。感光体ベルト２４は、駆動ローラ２８とテンション
ローラ３０と固定ローラ３２の周囲に掛け渡されて走行
する。電子写真ステーションを介して感光体ベルト２４
が移動するように、駆動ローラ２８は駆動モータ３４に
動作上に接続されている。作動時、感光体ベルト２４が
帯電ステーションＡを通り過ぎると、一般に参照符号３
６で示されるコロナ形成装置は、感光体ベルト２４の光
導電性の表面を、好ましくは比較的高く且つ略均一な電
位に帯電させる。コロナ放電装置は、適当な電圧が印加
されるグリッド素子を有するＤＣジコロトロンとＡＣス
コロトロンとを備えていることが好ましい。

【００１５】次に、感光体ベルト２４は画像形成／露光
ステーションＢを通じて走行する。感光体が画像形成／
露光ステーションＢを通り過ぎると、コントローラ１８
は、ラスターインプットスキャナ１６またはコンピュー
タネットワーク２０から所望の出力画像を示す画像信号
を受けるとともに、これらの信号を処理して様々な画像
の色分解に変換する。所望の出力画像はレーザを基本と
した出力走査装置に送信され、これにより、均一に帯電
された感光体ベルト２４の表面は、走査装置からの出力
にしたがって放電される。レーザベースの走査装置はレ
ーザラスターアウトプットスキャナ（ＲＯＳ）３８であ
ることが好ましい。また、ＲＯＳ３８に代えて、ＬＥＤ
アレイのような他の電子写真露光装置を使用することも
可能である。

【００１６】最初にＶ₀の電圧まで帯電された感光体ベ
ルト２４は、約−５００ボルトに等しいレベルまで暗放
電する。感光体ベルト２４は、露光ステーションＢで露
光されると、約−５０ボルトに等しい残留電圧レベルま
で放電される。そのため、露光後、感光体ベルト２４
は、高電圧部と低電圧部とから成る単極の電圧プロファ
イルを成すようになる。この場合、高電圧部は帯電領域
に対応しており、また、低電圧部は放電領域に対応して
いる。感光体の高電圧部は現像されないバックグランド
領域であり、一方、低電圧部は放電領域現像を使用して
現像される。

【００１７】第１の分解画像が現像される第１の現像ス
テーションＣにおいては、任意のタイプの現像システ
ム、さらには磁気ブラシ現像システムからなる第１の現
像ステーションＣを使用しても良い。好ましくは、現像
剤構造体４０を有するハイブリッド・スカベンジレス現
像システムが使用される。このハイブリッド・スカベン
ジレス現像システムは、上流側の分解画像の現像によっ
て感光体上に既に付着されたトナーを清掃することな
く、下流側でトナーを現像する能力を提供する。無論、
第１の現像ステーションでスカベンジレス現像システム
を使用する必要はない。これは、第１の現像ステーショ
ンでは、次の現像構造体が行なうように、既に現像され
た画像との相互作用がないからである。

【００１８】先に現像された画像との相互作用を回避す
るために、ハイブリッド・スカベンジレス現像は、現像
ステーションＣの次の現像ステーションで使用される。
ハイブリッド・スカベンジレス現像システムは、標準的
な磁気ブラシ現像システムを使用して、帯電されたトナ
ーを２つのドナーロール上に付着させる。一組のワイヤ
がドナーロールと感光体との間に配置される。感光体の
近傍にトナーのパウダークラウドを形成するために、ド
ナーロールおよびワイヤ上にＡＣおよびＤＣ領域が形成
される。クラウド内のトナーが感光体と接触しないよう
にＡＣ周波数が設定される。その代わり、感光体上の画
像領域がパウダークラウド内に達してクラウドからトナ
ーを引き付ける。このような構成は、先に現像されたト
ナー画像の清掃を妨げる場合に非常に有効である。スカ
ベンジレス現像システムについての詳細な説明に関して
は、米国特許第５，１４４．３７１号を参照すれば良
い。

【００１９】現像剤構造体４０は、例えば、マゼンタト
ナー粒子４２を有している。帯電されたマゼンタトナー
粒子４２は、パウダークラウドによって、静電潜像に引
き付けられる。また、パウダー供給（図示せず）によっ
て、適当な現像剤バイアスが成される。このタイプの現
像システムは、トナー粒子（例えばマゼンタ）だけを潜
像に引き付け且つ先に現像されて固定されていない像を
乱すトナー供給装置と感光体ベルト２４との間の機械的
な接触がないハイブリッド・スカベンジレスタイプであ
る。トナー濃度センサ４４は、現像剤構造体４０内のト
ナー濃度を検出する。ディスペンサ４６は、マゼンタト
ナーを現像剤構造体４０内に分配して、適当なトナー濃
度を維持する。ディスペンサ４６はコントローラ１８に
よって制御される。

【００２０】現像されて固定されていない即ち定着され
ていない画像は、その後、第２の帯電装置４８を通り過
ぎて搬送される。この帯電装置４８において、先に現像
されたマゼンタトナー画像領域を保持した感光体ベルト
２４は、所定のレベルまで再び帯電される。帯電装置４
８は、直流帯電装置および交流帯電装置の両者が使用さ
れたスプリット・リチャージシステムを備えている。ス
プリット・チャージ装置は、図では単一の部材として示
されているが、実際には、ＤＣおよびＡＣ機能を成す別
個の構成要素から成る。スプリット・リチャージング
は、先に現像されたトナー画像とは無関係に、均一な帯
電領域を感光体上に形成する。スプリット・リチャージ
システムでは、画像分解内で、各分解のための静電制御
が帯電、露光、現像の各ステップ内で維持されることが
必要である。スプリット・リチャージシステムについて
の詳細な説明に関しては、米国特許第５，６００，４３
０号を参照すれば良い。

【００２１】５つの別個のＥＳＶ４９，５０，５２，５
４，５６は、帯電電圧および露光電圧をモニタするため
に使用される。各現像ハウジング構造体に対して１つの
ＥＳＶが設けられている。各ＥＳＶは、１つの目的とし
て、画像現像の前に感光体の電圧を検出するために、対
応する現像剤ハウジング構造体の上流側に装着されてい
る。ＥＳＶは、露光電圧をモニタするが、露光電圧を直
接に制御しない。ＥＳＶ４９は、現像剤ハウジング構造
体４０の一部を形成する現像剤ロールとＲＯＳ３８との
中間位置で、現像剤ハウジング構造体４０の一端に装着
されている。図５に示されるように、ＥＳＶの位置は感
光体に対して千鳥状になっており、これにより、ＥＳＶ
は、この機械の様々なプロセスステーションを通じた連
続する経路内を感光体が移動する際に、感光体の幅を横
切るように延びている。

【００２２】第２の露光／画像形成は、好ましくはレー
ザを基本とする出力構造体を備えた装置５８によって実
行される。装置５８は、処理される画像情報に基づい
て、感光体ベルト２４をそのトーン画像領域やトーンを
有さない画像（アントーン画像）領域上で選択的に放電
するために使用される。装置５８は、コントローラ１８
やネットワークコンピュータ２０によって制御されるラ
スターアウトプットスキャナやＬＥＤバーであっても良
い。ここで、感光体ベルト２４は、比較的高い電圧レベ
ルのトーン画像領域およびアントーン画像領域と、比較
的低い電圧レベルのトーン画像領域およびアントーン画
像領域とを有していても良い。低い電圧領域は、放電領
域現像(DAD)を使用して現像される画像領域であり、一
方、高い電圧領域は依然としてアントーンのままであ
る。第２のカラートナー、好ましくはイエロートナーか
ら成る、適切に帯電された現像剤６４が使用される。第
２のカラートナーは、第２の現像ステーションＤに配置
された現像剤構造体６２内に収容されており、第２の現
像剤システムによって感光体ベルト２４上の静電潜像に
供給される。電源（図示せず）は、帯電されたイエロー
トナー粒子６４を用いて適当な画像領域を現像できる有
効なレベルまで、現像剤構造体６２を電気的にバイアス
する。また、トナー濃度センサ６６は、現像剤構造体６
２内のトナー濃度を検出する。トナーディスペンサ６８
は、現像剤構造体６２内にイエロートナーを分配して、
適当なトナー濃度を維持する。ディスペンサ６８はコン
トローラ１８によって制御される。

【００２３】以上の動作は、現像剤構造体７２（現像ス
テーションＥ）内に収容されたシアン７０のような適当
な第３のカラートナーによって現像される第３の画像、
および、現像剤構造体（現像ステーションＦ）内に収容
されたブラック７８のような適当な第４のカラートナー
によって現像される第４の画像のために繰り返される。
トナーディスペンサ７６，８２は、それらの各現像シス
テムを補給するものとして機能する。

【００２４】第５の画像形成ステーションＧには現像剤
構造体８２が設けられており、この現像剤構造体８２に
は、この画像プロセッサの色域(gamut)を広げるために
使用される任意の適当な色のスポットトナー８４が収容
されている。トナー補給はトナーディスペンサ８６を使
用して行なわれる。現像剤システム４２，６２，７２，
８０，８２は構造的に同一もしくは類似していることが
好ましい。また、ディスペンサ４６，６８，７６，８
２，８６も構造的に同一もしくは類似していることが好
ましい。

【００２５】各ＥＳＶ４９，５０，５２，５４，５６
は、現像ステーションに示されるように、それが対応す
る現像剤ハウジング構造体の現像剤ロールとＲＯＳとの
間に配置されている。

【００２６】感光体ベルト２４上で現像された合成画像
は、高帯電トナー粒子と低帯電トナー粒子とから成る。
したがって、プレ転写コロナ放電ステーション８８は、
所望の極性の所定の放電を行なうコロナ放電装置を使用
して、全トナーの状態を、基材９０への転写に有効な適
切な帯電レベルにする。

【００２７】画像現像に引き続いて、転写ステーション
Ｈでは、支持材料シート９０がトナー画像と接触するよ
うに移動される。基材（支持材料）シート９０は、矢印
９４の方向で供給ユニット９２から転写ステーションＨ
へと送られる。その後、支持材料シート９０は、所定の
タイミングで感光体ベルト２４の光導電性の表面と接触
され、その結果、転写ステーションＨで、感光体ベルト
２４上で現像されたトナー粉画像が、送られてきた支持
材料シート９０に接触される。

【００２８】転写ステーションＨは、支持材料９０の背
面にイオンを噴射する転写コロナ放電装置９６を有して
いる。これらのイオンの極性は、プレ転写コロナ放電装
置８８によって示されるイオンの極性と反対である。し
たがって、感光体ベルト２４上で現像画像を形成する帯
電されたトナー粉粒子は、シート９０に引き付けられ
る。デタック・ジコロトロン９８は、感光体ベルト２４
がローラ３２を超えて移動する際に、シートを感光体ベ
ルト２４から容易に剥離するために設けられている。

【００２９】転写後、支持材料シート９０は、シートを
定着ステーションへと送るコンベア（図示せず）上で移
動し続ける。定着ステーションは一般に参照番号１００
で示される加熱／加圧定着アセンブリを有しており、こ
の加熱／加圧定着アセンブリは、転写された粉状画像を
シート９０に対して永久的に付着させる。好ましくは、
この加熱／加圧定着アセンブリ１００は、加熱定着ロー
ラ１０２と、バックアップローラすなわち加圧ローラ１
０４とを備えている。シート９０は、トナー粉画像が加
熱定着ローラ１０２に接触した状態で、定着ローラ１０
２とバックアップローラ１０４との間を通過する。この
ようにして、トナー粉画像はシート９０に永久的に付着
される。定着後、図示しないシュートは、その後にオペ
レータによって印刷機からシート９０を取り出せるよう
に、送られてきたシート９０を、キャッチトレイ、スタ
ッカ、フィニッシャや他の出力装置（図示せず）へと案
内する。

【００３０】支持材料シート９０が感光体ベルト２４の
光導電面から分離された後、転写後に光導電面に残存す
る残留トナー粒子は、感光体の表面から除去される。こ
れらの粒子は、クリーナーハウジング構造体１０６内に
収容されたクリーニングブラシまたは複数のブラシ構造
体を使用して、クリーニングステーションで除去され
る。クリーナハウジング構造体は、トナー画像がシート
すなわち基材９０に転写された後に残留トナーを感光体
から除去するために感光体と接触する複数のブラシ１０
８を有している。

【００３１】コントローラ１８は様々なプリンタ機能を
調整する。また、コントローラ１８は、前述したプリン
タ機能を制御する１または複数のプログラム可能なコン
トローラを有していることが好ましい。また、コントロ
ーラ１８は、コピーシートの比較カウント、再循環され
る文書（原稿）の数、オペレータによって選択されるコ
ピーシートの数、時間遅延、ジャム修正等を提供しても
良い。前述した多くの電子写真システムの制御は、自動
的に、あるいは、オペレータによって選択された印刷機
コンソールのユーザ・インターフェイスの使用を通じて
行なわれても良い。従来のシート経路センサもしくはス
イッチは、文書（原稿）やコピーシートの位置経路を維
持するために使用されても良い。

【００３２】前述したタイプの全てのプリントエンジン
と同様に、感光体２４は、複数のインターページゾーン
(IPZ)フレーム１２０（図２）を有している。ＩＰＺ
は、感光体２４上に形成される連続するカスタマー画像
間の空間である。各ＩＰＺは、５つのＥＳＶ４９，５
０，５２，５４，５６と３つのＥＴＡＣＳ１２２，１２
４，１２６によって読み出されるパッチを有している。
ＥＴＡＣＳは、最後の現像剤構造体８２の下流側で且つ
プレ転写コロナ装置８８の上流側に配置されている。

【００３３】ＥＴＡＣＳによって行なわれる読み出し値
は、アナログ・デジタル（Ａ／Ｄ）変換器１３０を使用
して、マスター入出力プロセッサ(MIOP)またはコントロ
ーラ１３２（図４参照）内にあるソフトウエアアルゴリ
ズムを通じて使用されるデジタル情報に変換される。Ｍ
ＩＯＰからの出力は、デジタル・アナログ（Ｄ／Ａ）変
換器１３４を介して、制御時に例えばコロナ放電装置３
６，４８によって使用されるアナログ信号情報に変換さ
れる。感光体上において必要な帯電電位の範囲は、スコ
ロトロンおよびジコロトロン電源への０〜５ボルトのア
ナログ入力に対して、約０〜１３００ボルトの出力であ
る。１０ビットＤ／Ａは約１．２５ボルト／ステップ解
像度（分解能）を与える。適切な目標値は、ＭＩＯＰの
一部を形成する非揮発性メモリ内に記憶される。静電制
御アルゴリズムは、ＥＳＶ読み出し間の測定エラーや帯
電目標に基づいてＡＣスコロトロングリッド電圧を調整
するアンチワインドアップを有するＰＩ（比例積分）フ
ィードバックループから成る。

【００３４】ＤＣジコロトロングリッド電圧は、ＡＣス
コロトロングリッド電圧と２つのグリッド間のスプリッ
ト電圧とを使用して設定される。スプリット電圧は、感
光体上の実際の電圧が各装置を個別に使用して測定され
るセットアップルーチン中に定められる。感光体上の望
ましいスプリット電圧はＮＶＭ値であり、２つのグリッ
ト電圧間の差はこの目標を達成するように設定される。

【００３５】一組の内限値と外限値は帯電目標の近傍で
規定される。内限値の内側での読み出し値は、次のＥＴ
ＡＣＳ読み出し値の取得を可能とする「収束された(con
verged)」帯電制御を指定するために使用される。決め
られた数の試みの範囲内で帯電を収束しなければ、シス
テム障害に繋がる。

【００３６】外限値の外側での読み出しは、ユーザーの
ジョブを一時中断し且つできる限り速く帯電を集中させ
るデッドサイクルモードにプリントエンジンを設定する
ために使用される。ＡＣスコロトロングリッドがその動
作制限値にある時に外限値を超えると、システム障害に
繋がる。

【００３７】階層制御法の使用はサブシステム制御を分
離させ、これによって、効率的なアルゴリズムデザイン
分析と、ＭＩＯＰの一部を形成するアルゴリズムの実行
とが可能になる。コロナ帯電装置のためのレベル１Ｖ_c
コントローラについてだけ説明してきたが、レベル１サ
ブシステムのために他のコントローラを使用できること
は言うまでもない。他のレベル１コントローラは、以下
のコントローラ、すなわち、チャージングコントロー
ラ、レーザパワーコントローラ、トナー濃度コントロー
ラ、転写効率コントローラ、定着温度コントローラ、ク
リーニングコントローラ、デカーラー（カール除去）コ
ントローラ、定着剥離コントローラのうちの幾つか或は
全てを含んでいても良い。

【００３８】指定のＩＯＴのマーキングエンジンを制御
して所望のＴＲＣを維持するために、開示された機械の
アーキテクチャの階層制御法は、２つの別個のコントロ
ーラレベル、すなわち、レベル２とレベル３とに分割さ
れる。３つのレベルの各コントローラは、センサと、コ
ントローラアルゴリズムと、検出されたパラメータに応
じてコントローラによって制御されるプロセスを調整す
るアクチュエータとを備えている。レベル１コントロー
ラは、各レベル１サブシステムのために設けられた単一
のセンサからのデータ出力を使用するとともに各レベル
１サブシステムのためのアクチュエータを直接に調整す
ることによって、局所的に画像を形成する個々のプロセ
スステップを安定化させる。レベル２コントローラは、
中間プロセス出力の局所的な制御というよりもむしろ中
間プロセス出力の特定領域の制御を行なう。レベル２コ
ントローラは、制御される中間プロセス出力のセンサ読
み出し値の他、レベル１コントローラからの一組のスカ
ラー値を受ける。レベル２の作動は、レベル１コントロ
ーラのアルゴリズムパラメータ（通常、セットポイン
ト）に関して生じる。すなわち、レベル２は、少なくと
も１つのレベル１コントローラのための少なくとも１つ
のパラメータを変化させることにより、センサ出力に基
づいて作動もしくは調整する。レベル１およびレベル２
は、僅かな数の別個の点でＴＲＣの安定化を図るため、
画像出力に含まれるプロセスや物理的な構成要素を調整
する。ＴＲＣにおけるこれらの点間では、全システムの
出力を測定するとともにプロセスへの入力時に画像の判
読を調整するレベル３コントローラによって、安定化が
図られる。

【００３９】各フレームすなわち各ＩＰＺは、５つのＥ
ＳＶのそれぞれとともに使用される２つのアントーンす
なわち未現像のパッチ領域と、合計１９個のパッチに対
する３つのＥＴＡＣＳの各々とともに使用されるトーン
すなわち現像されたパッチ領域とを有している。アント
ーンすなわち未現像のＥＳＶパッチは、ブラックのため
の２つのパッチ１４０と、シアンのための２つのパッチ
１４２と、イエローのための２つのパッチ１４４と、マ
ゼンタのための２つのパッチ１４６と、スポットカラー
のための２つのパッチ１４８とから成る。

【００４０】例えば、ＥＴＡＣＳによって検出されるト
ーンパッチは、イエロートナーだけから成るトーンパッ
チ１５０と、ブルー（マゼンタ＋シアン）パッチおよび
ダークスポット（ブラック＋スポット）パッチからそれ
ぞれ成る２つの相補的なトーンパッチ１５２，１５４と
を備えた３つのパッチの１つのセットを有していても良
い。３つのトーンパッチの第２のセットは、マゼンタト
ナーから成るパッチ１６０と、グリーン（シアン＋イエ
ロー）パッチ１６２およびダークスポット（ブラック＋
スポット）パッチ１６４から成る一対の相補的なトーン
パッチとを備えていても良い。３つのパッチの第３のセ
ットは、シアントナーから成るパッチ１６６と、レッド
（マゼンタ＋イエロー）パッチ１６８およびダークスポ
ット（ブラック＋スポット）パッチ１７０から成る一対
の相補的なパッチとを備えていても良い。これらのパッ
チは、フルカラー画像領域１７２，１７４間のＩＰＺ１
２０内に配置される。

【００４１】図２に示されるように、個々のパッチ領域
の内容は、例えば、ＭＩＯＰの一部を形成するランタイ
ム・パッチ・スケジューラ・アルゴリズムにしたがっ
て、連続するＩＰＺ内で変化する。各ＩＰＺ内のパッチ
の配置は、画像形成プロセッサの自動セットアップに従
い固定されたままである。各ＩＰＺフレームの長さは各
ＲＯＳによって必要とされる距離である約４３ｍｍであ
り、これによって、各電子写真モジュール内の画像を互
いに位置合わせする（リフェージングと呼ばれるプロセ
スを使用して）ための時間を十分に確保することができ
る。ＲＯＳリフェーズプロセスは、ＥＴＡＣＳやＥＳＶ
視野に匹敵するスケールにおいて、制御パッチ画像構造
体に影響を及ぼさない。感光体ベルト構造体２４上にお
けるＩＰＺの数は、ベルトが全てのプロセスステーショ
ンをワンパス間にベルト上に配置される画像の数に応じ
て決まる。ＩＰＺの数は機械毎に異なる。

【００４２】ＩＰＺ内の各パッチの位置および寸法は、
自動セットアップ中における診断タイミングルーチンに
よって確立される。各センサのためのパッチは、各セン
サの物理的な装着寸法および各センサ内の検出素子の内
寸法によって決まる各センサの視野にしたがって配置さ
れる。このプロセスによって、制御パッチのサイズを最
小限にすることができるとともに、トナーの消費を最小
限に抑えることが可能になる。

【００４３】階層制御法は、効率的なアルゴリズムのデ
ザイン、分析、実行のため、サブシステム制御を分離さ
せる方法である。したがって、この方法およびアーキテ
クチャサポートは、３つのレベル（すなわち、１，２，
３）に分割されることが好ましく、また、サブシステム
分離機能および信頼性保証機能を提供する制御スーパー
バイザを有していることが好ましい。この方法によれ
ば、ＩＯＴの動作を制御して、出力画像のトナー再生産
曲線を入力画像のトーン再生産曲線と一致させることに
より、出力画像のトーン再生産曲線を変化させる制御不
可能な複数の変数があるにもかかわらず、画像出力ター
ミナルすなわちＩＯＴの出力画像の画質が向上する。階
層制御法についての詳細な説明に関しては、米国特許第
５，４７１，３１３号を参照すれば良い。

【００４４】本発明を実行する第１のステップは、Ｖ_c
ベルト特徴を測定することである。ベルト特徴を測定す
る目的は２つある。すなわち、（１）システム診断の目
的で、これらの影響の大きさを特徴付けるため、（２）
システムのプロセス制御動作に対するそれらの影響を最
小限にするためである。

【００４５】第１の目的は、セットアップ及び、プリン
ト品質調整 (PQA)の診断中にベルト特徴を測定してベー
スラインを定め、カスタマのプリントジョブの開始前に
そのベースラインをチェックすることによって達成され
る。許容できない変化によって、故障が生じたり、ディ
スプレイパネル（図示せず）を通じてカスタマにＰＱＡ
を実行するようメッセージを与えたり、感光体を交換す
ることによってシステムを修理するようにサービスマン
にメッセージを与えたりする。第２の目的は、次のプロ
セス制御センサ読み出しから前記変化を除去することに
よって達成される。プロセス制御が、センサ読み出し値
辺りの所定の制限内での制御であると見なす場合には、
１周りのプロファイルにしたがうよりもむしろ、システ
ムの平均的な性能を中心とする帯域を有することが明ら
かに好ましい。

【００４６】Ｖｃベルト制御特徴の測定は、以下のよう
にして達成される。

【００４７】１．感光体の周囲で、継ぎ目から継ぎ目へ
と、２０マシーンクロック（感光体表面の３．１ｍｍ）
毎に、要求されるセンサ／チャネル（ＥＳＶ＃）を連続
的にサンプリングすることによって、入力が行なわれ
る。全体で９３４の読み出しが行なわれる。

【００４８】２．読み出しを平坦化するために、前述し
た４１の要素、加重平均フィルタが使用される。フィル
タ係数が以下の表に示されている。平均電圧が決定さ
れ、平均値からのデルタ電圧（電圧の増分）と感光体周
りの位置との間の関係に関するルックアップテーブル
（ＬＵＴ）がＭＩＯＰ内で構成される。静電制御下にお
けるその後の全ての読み出しのため、ＥＳＶの連続的な
Ｖｃ読み出しは、感光体周りの平均値からの偏りが修正
される。

【００４９】

【表１】

【００５０】前記表に記載された値を使用して、以下の
式にしたがってフィルタ処理値が計算される。 ｌ＝２１〜９１４に対して

【数１】

【００５１】３．その後、以下の式にしたがって平均値
が計算される。

【数２】

【００５２】４．不足しているフィルタ要素が補充され
る。 ｉ＝１〜２０に対して フィルタ処理ｉ＝フィルタ処理（２１） ｌ＝９１５〜９３４に対して フィルタ処理ｉ＝フィルタ処理９１４

【００５３】５．ユーザによる印刷ジョブ前の各サイク
ルアップで、ベルト特徴が測定されて現在の特徴表と比
較される。重大な偏りが生じている場合には、欠陥が指
摘され、その後、特徴の再度の特徴付けがなされるＰＱ
Ａが行なわれる。フィルタ値が平均値から大きく離れて
いる場合には、以下のようにしてフィルタ値が検査され
る。 最小値（フィルタ処理）＜平均値−最大デルタ（最大増
分）または、最大値（フィルタ処理）＞平均値＋最大デ
ルタ（最大増分） である場合には、欠陥を指摘してＰＱＡを実行し、感光
体を再び特徴付け、他に、ユーザのジョブを続行する。

【００５４】テーブルを用いたランタイム制御 ＭＩＯＰによって予定された全てのＥＳＶによる帯電電
圧Ｖの読み出しにおいては、継ぎ目に対する読み出し位
置に基づいて、適当なインデックスｉを決定し、ＥＳＶ
によって取得された帯電読み出し値を修正する。

【００５５】マスタープロセスコントロールスイッチ Ｖ_cベルト特徴マスタープロセスコントロールスイッチ
がＯＮされた場合には、全てのＶ_cＩＰＺ読み出しが修
正される。

【００５６】Ｖ_cベルト特徴マスタープロセスコントロ
ールスイッチがＯＦＦされた場合には、Ｖ_cＩＰＺ読み
出しは修正されない。

【００５７】１．インデックスｌの決定 ｌ＝概数（整数）（ＥＳＶによる帯電電圧Ｖのマシンク
ロック位置／２０） この場合、マシンクロック位置は帯電パッチの中央に等
しい。

【００５８】２．帯電読み出し値の修正 帯電電圧Ｖ＃＝ＥＳＶによる帯電電圧Ｖの読み出し値＃
−デルタ（増分）＃（ｌ）

【００５９】３．読み出し値をＮＶＭ（測定されたＶｃ
＃）で保存し、修正された読み出し値を帯電制御アルゴ
リズムで使用する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用可能な電子写真プリントエンジン
の概略図である。

【図２】感光体１周りの感光体位置と電圧との間の関係
を示すプロットであって、未修正の特徴データと一定の
状態を示す修正データとを示す図である。

【図３】感光体のＩＰＺ内に形成されるＥＳＶおよびＥ
ＴＡＣＳ制御パッチを示す図である。

【図４】開示された機械のコロナ帯電装置のための制御
部の概略図である。

【図５】感光体に対する５つのＥＳＶの位置を示す概略
図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 エリック エム．グロス アメリカ合衆国 14618 ニューヨーク州 ロチェスター チャートウェル コート 89 (72)発明者 ウェンジン ジョウ アメリカ合衆国 14618 ニューヨーク州 ロチェスター グレイストーン レーン 124 ナンバー13

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 循環する電荷保持面と、 前記電荷保持面を均一に帯電する手段と、 電荷保持面上に潜像を形成するために、電荷保持面を選
   択的に放電する手段と、 前記潜像を可視化させる手段と、 前記電荷保持面を均一に帯電させる手段のようなシステ
   ムプロセスを制御するための手段と、 システム診断の目的で、製造誤差の影響の大きさを特徴
   付けるために、前記電荷保持面の１周りの電圧特徴を検
   出する手段と、 前記システムプロセス制御の性能に対する前記影響を最
   小限にする手段と、 を備えていることを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 コントローラと、電荷保持画像形成面
   と、複数のセンサと、前記電荷保持面上に電荷を供給す
   るための帯電部材とを有するトナー画像処理機におい
   て、感光体の１周りのノイズの影響を修正するための方
   法であって、 前記電荷保持面の１周りの電圧特徴を検出するステップ
   と、 システム診断の目的で、製造誤差の影響の大きさを特徴
   付けるステップと、 システムプロセス制御の性能に対する前記影響を最小限
   にするステップと、 を有することを特徴とするノイズ影響修正方法。