JP2003215991A - 電子写真プリンタの制御装置および制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 装置に新たなセンサを設けることなく、電子
写真プリンタを制御する。 【解決手段】 電子写真プリンタを制御する装置及び方
法は、電子写真プリンタ１０の機能を実行し、要素の電
界に作用するサブ装置を含む。装置及び方法は、さら
に、一定電流モードで動作するバイアス転写ロール１２
と、このバイアス転写ロール１２に接続され、サブ装置
が作用した要素がバイアス転写ロール１２付近のニップ
領域を通過する際の、バイアス転写ロール１２の電圧レ
ベルの変化を測定して、サブ装置の動作性を判断する電
圧評価装置を含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真プリンタ
の制御に関し、より詳細には、電子写真プリンタの診断
的閉ループプロセス制御に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真プリンタ、例えば、コピー機や
レーザプリンタでは、装置及び要素の性能をモニタする
強力なツールとして、静電電圧計を使用している。静電
電圧計を使用した電圧測定により、装置の性能を評価
し、装置及びサブ装置の故障を診断することができる。
静電電圧計は、閉ループの装置及びサブ装置制御にも使
用される。

【０００３】なお、下記特許文献は、その記載内容が本
願明細書の発明の詳細な説明の一部として援用される。

【０００４】

【特許文献１】米国特許第３，７８１，１０５号明細書

【特許文献２】米国特許出願第０９／７２５，３９８号
明細書

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】静電電圧計は、このよ
うに有用ではあるが、電子プリンタにさらなるコスト及
び煩雑性を加えることになる。すべての電子写真プリン
タが静電電圧計を備えれば、プリンタ性能及びメンテナ
ンスの改良につながるが、装置製造コストが増すととも
に、感光体周辺の利用可能なスペースが減少するため、
小型及び中型の電子写真プリンタには、このような静電
電圧計を使用できない。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の実施形態は、電
子写真プリンタを制御する装置に関する。１実施形態に
おいて、前記装置は、電子写真プリンタの機能を実行
し、要素により生成された電界に作用するサブ装置を含
む。装置は、さらに、一定電流モードで動作するバイア
ス転写ロールを含む。電圧評価装置がバイアス転写ロー
ルに結合し、サブ装置の作用を受けた要素が、バイアス
転写ロール付近のニップ領域を通過する際の、バイアス
転写ロールの電圧レベルにおける変化を測定する。この
電圧レベルの変化により、サブ装置の動作性（operabil
ity）が決定する。さらに、本発明の実施形態は、電子
写真プリンタの制御方法に関する。１実施形態におい
て、この方法は、バイアス転写ロールを一定電流モード
に維持するステップを含む。方法は、さらに、サブ装置
の作用を受けた要素が、バイアス転写ロール付近のニッ
プ領域を通過する際の、バイアス転写ロールの電圧レベ
ルにおける変化を測定するステップを含む。この電圧レ
ベルの変化により、サブ装置の動作性が決定する。

【０００７】

【発明の実施の形態】図１、２には、本発明の特性を組
み込んだ電子写真プリンタ１０、例えばコピー機または
レーザプリンタの概略図が示される。図面に示される実
施形態を参照して本発明を説明するが、本発明は他の多
くの実施形態でも実施可能である。さらに、要素または
材料に関し、任意の適当なサイズ、形状または種類を使
用できる。

【０００８】図１、２に示すように、開示された実施形
態の特徴として、電子写真プリンタ１０は、一般に、バ
イアス転写ロール１２を少なくとも１つ含む。多くの電
子写真プリンタ１０は、少なくとも１つのバイアス転写
ロール１２を使用し、像形成されたトナー（トナー像）
１４を、シートタイプの基板１６または中間転写ベルト
１８に転写する。トナー像１４のシートタイプ基板への
転写を図示して説明したが、本発明はこれに制限される
ことなく、本発明のより広い態様から逸脱することな
く、バイアス転写ロールを、連続するロール状用紙への
転写に使用することもできる。大型電子写真プリンタ１
０は、バイアス転写ロール１２を５つ以上備える可能性
もある一方で、小型電子写真プリンタ１０の多くは、バ
イアス転写ロール１２を少なくとも１つ含む。

【０００９】上記特許文献１には、電子写真プリンタに
おいて使用されるバイアス転写ロールの複数の例が開示
され、その記載内容が本願明細書の一部としてここに援
用される。上記特許文献１に開示される詳細の一部は、
本願の実施形態の詳細に対する代替物の教示として興味
深いかもしれない。

【００１０】本実施形態においては、バイアス転写ロー
ル１２はセンサとしても機能し、既存のセンサ、例え
ば、静電電圧計の有用性に代わる、あるいは、これを補
助するために使用できる。さらに、バイアス転写ロール
１２は、既に多くの電子写真プリンタに存在しており、
バイアス転写ロール１２の既存の転写ハードウェアを修
正しなくても、バイアス転写ロール１２をセンサとして
機能させることができる。バイアス転写ロール１２は、
費用及びスペースを要するセンサ、例えば静電電圧計を
追加することなく、静電電圧計による測定に匹敵する測
定を提供する。多くの大体積電子写真プリンタは、電子
写真プリンタ装置１０及びサブ装置２２におけるエラー
を診断するために、静電電圧計を少なくとも１つ使用す
る。ゼロックスコーポレーションによる、同時係属の上
記特許文献２（その記載内容を本願明細書の一部として
ここに援用する）には、一般的な電子写真コピー機１０
及び静電電圧計のいくつかの例が開示される。上記出願
に開示される詳細の一部は、本願の実施形態の詳細に対
する代替物の教示として興味深いかもしれない。

【００１１】引き続き図１、２を参照すると、各バイア
ス転写ロール１２は、プリント処理の異なる段階、例え
ば各現像サブ装置２４の動作前と動作後などの測定に使
用できる。複数のバイアス転写ロール１２をセンサとし
て使用することにより、さらなる専用センサを追加せず
には実現が非常に難しい、診断及び装置制御のための測
定が可能になる。さらに、バイアス転写ロール１２をセ
ンサとして使用すれば、従来の静電電圧計の装置製造コ
ストには見合わない小型電子写真プリンタに、静電電圧
計の機能を取り込むことができる。

【００１２】図３を参照すると、バイアス転写ロール１
２は、一般に、一定電流モードで作動される。一定電流
モードでは、高電圧電源２２６がバイアス転写ロール１
２のスチールシャフト２２８に印加される電圧
（Ｖ_BTR）を変化させ、一定電流を維持する。１実施形
態においては、バイアス転写ロール１２の電圧レベルに
おける変化を用いて、バイアス転写ロール１２と、例え
ば、感光体ドラム３８との間にエアギャップ２３０をわ
ずかに有するか、全く有さない接触領域、またはほぼ接
触領域である各ニップ２３１に通じるエアギャップ２３
０における電界の変化を示すことができる。ニップ領域
２３２は、一般に、ニップ２３１と、ニップ２３１の上
流側のエアギャップ２３０（プレニップ領域）と、ニッ
プ２３１の下流側のエアギャップ２３０（ポストニップ
領域）とを含む。バイアス転写ロール１２は、要素３
６、例えば、感光体、ベルト及びトナーがニップ領域２
３２を通過して移動する動的モードにおいて、機能する
ことができる。

【００１３】引き続き図３を参照すると、ニップ領域２
３２におけるバイアス転写ロール１２の電界は、ニップ
領域２３２を通過する、電子写真プリンタ１０の要素３
６により生成される電界により、影響を受けることが可
能である。バイアス転写ロール１２のシャフト２２８に
印加される電圧（Ｖ_BTR）は、サブ装置２２の動作特性
の変化、及びエアギャップ２３０に進入する、サブ装置
の作用を受けた要素３６の電界に応じて変化する。サブ
装置２２は、単数または複数の要素３６に作用すること
ができるが、これは、要素３６自体の電界を変化させ
る、または要素３６の表面６４に対して電荷を堆積また
は除去する、または帯電した別の要素３６、例えばトナ
ーを、別の要素３６に対して供給または除去することに
より可能である。

【００１４】図３をさらに参照すると、バイアス転写ロ
ール１２を使用して、さらに、バイアス転写ロール１２
自体、感光体ドラム（ＯＰＣ）３８、中間転写ベルト１
８、及び／またはシートタイプ基板１６、及びニップ領
域２３２内における他の任意の部材、例えば、バックア
ップロール（ＢＵＲ）４０の電気特性における変動（sh
ift）を測定することができる。バイアス転写ベルトの
電圧は、これらの任意の部材における抵抗の変動に、特
に感度がよい。Ｖ_BTRの測定により、サブ装置２２及び
要素３６の特性における変化が決定する。バイアス転写
ロール１２を用いて、装置１０、サブ装置１２及び要素
３６の性能を評価することができる。

【００１５】バイアス転写ロール１２によってモニタさ
れているニップ領域２３２は、上記のような要素３６の
集中部分（convergence）に限られず、本発明のより広
い態様から逸脱することなく、任意の要素、例えば、バ
ックアップロール（ＢＵＲ）４０とバイアス転写ロール
１２との集中部分によるものであってもよい。

【００１６】本発明の特異的特性を詳細に説明する前
に、図２を参照し、例示的な電子写真プリンタ１０につ
いて説明する。電子写真プリンタ１０は、白黒またはマ
ルチカラーのコピー機またはレーザプリンタが可能であ
る。コピー処理を開始するために、マルチカラーのオリ
ジナル文書をラスタ入力スキャナ（ＲＩＳ）に配置す
る。ＲＩＳはオリジナル文書からの全体画像を取り込
み、この画像がラスタ出力スキャナ（ＲＯＳ）３７に送
られる。ラスタ出力スキャナ３７は、電子写真プリンタ
１０の単数または複数の感光体ドラム３８における光伝
導体６４の帯電部分を照射する。ここでは、感光体ドラ
ム３８を図示して説明しているが、本発明はこれに限ら
れず、光伝導面６４は、本発明のより広い態様から逸脱
することなく、ある種のベルトや他の構造でもよい。ラ
スタ出力スキャナ３７は、各感光体ドラム３８を露光
し、減法混色の４原色の潜像のうち１つを記録する。

【００１７】引き続き、図２を参照すると、１つの潜像
が、トナー２４６の１タイプである、シアン現像剤によ
って現像２４される。別の潜像はマゼンタの現像剤で現
像２４され、第３の潜像はイエローの現像剤で現像２４
され、第４の潜像はブラックの現像剤で現像２４され
る。各現像剤での現像は、それぞれの感光体ドラム３８
において行われる。これらの現像された画像２５２は、
プレ転写サブ装置５１により帯電され、続いて中間ベル
ト１８に転写され、さらにコピーシート１６に互いに位
置合わせされて重畳され、コピーシート上にマルチカラ
ー画像が形成される。このマルチカラー画像がコピーシ
ートに定着されて、カラーコピーが完成する。画像の転
写後、感光体ドラム３８は、プレクリーンサブ装置４
８、クリーンサブ装置４９及び消去ランプ５０によって
清浄される。

【００１８】図１に示すように、電子写真プリンタ１０
は、転写ロール１２、張力ローラ５４、ステアリングロ
ーラ５５及び駆動ローラ５６の周囲を移動する中間転写
ベルト１８を含む。駆動ローラ５６は、その回転によ
り、中間転写ベルト１８を矢印５８の方向に進め、中間
転写ベルト１８の連続部分を、その移動ルート周辺に配
置された種々の処理ステーションを通過するように、順
次進める。電子写真プリンタが動作すると、通常、中間
転写ベルト１８は連続的に移動する。

【００１９】図２を参照すると、まず、各感光体ドラム
３８の一部が帯電ステーション６０を通過する。帯電ス
テーション６０では、コロナ発生装置または他の帯電装
置が帯電電圧を生成し、各感光体ドラム３８の光伝導面
６４を、比較的高い、実質的に均一の電圧電位
（Ｖ_OPC）に帯電する。

【００２０】図２に示すように、帯電した各感光体ドラ
ム３８は、露光ステーション６５まで回転する。各露光
ステーション６５は、マルチカラーのオリジナル文書が
配置されたラスタ入力スキャナにより得られる情報に対
応する、変調した光線を受光する。あるいは、レーザプ
リンティングの適用においては、露光をディジタル文書
の内容により決定してもよい。変調された光線は、各感
光体ドラム３８の表面６４を照射し、帯電した表面６４
を選択的に照射して静電潜像を形成する。各感光体ドラ
ム３８の光伝導面６４は、各色を表す３つの潜像の１つ
を記録する。第４の感光体ドラム６６は、カラー文書ま
たは白黒文書のいずれにも使用される。

【００２１】引き続き、図２を参照すると、各感光体ド
ラム３８に静電潜像が記録された後、中間転写ベルト１
８は、符号６８，７０，７２及び７４で示される４つの
電子写真ステーションのそれぞれに向かって進められ
る。それぞれが、原色トナーカラーに対応する４つの第
１転写ステップにおいて、中間転写ベルト１８上にフル
カラー画像を形成する。電子写真ステーション６８，７
０，７２，７４はそれぞれ、特定カラーのトナー粒子を
各感光体ドラム３８の光伝導面６４に供給する。

【００２２】図３を参照すると、中間転写ベルト１８が
各電子写真ステーション６８，７０，７２，７４を通過
する際、各感光体ドラム３８は中間転写ベルト１８の動
きに合わせて回転し、前の電子写真ステーション６８，
７０，７２によって中間転写ベルト１８上に形成された
トナー像１４の移動を各感光体ドラム３８上のトナー２
５２の回転と同期させる。各感光体ドラム３８の各光伝
導面６４に記録された各現像画像は、互いに位置合わせ
されて重なるように中間転写ベルト１８に転写され、カ
ラーオリジナル文書のマルチカラーコピー１４を形成す
る。

【００２３】引き続き図３を参照すると、バイアス転写
ロール１２と各感光体ドラム３８が集まってニップ２３
２を形成し、ここに、光伝導面６４からのトナー粒子２
５２と中間転写ベルト１８とが同期して進入する。バイ
アス転写ロール１２は、感光体ドラム３８上のトナー像
２５２を中間転写ベルト１８に転写し、中間転写ベルト
１８に既に転写されたトナー粒子と統合する。転写が開
始すると、感光体ドラム３８の表面６４、中間転写ベル
ト１８、及びこれらのいずれかに存在する任意のトナー
１４，２５２がエアギャップ２３０に進入する。

【００２４】図１を参照すると、現像後、トナー像１４
は転写ステーション７８に移動し、ここでトナー像１４
が支持材料シート１６に転写される位置が決定する。支
持材料シート１６は、普通紙のシートでも、他の任意の
適当な支持基板でもよい。用紙搬送装置８０は、シート
１６を移動して中間転写ベルト１８に接触させる。シー
トの搬送中、シート１６は、中間転写ベルト１８に現像
されたトナー像と同期して中間転写ベルト１８に接触す
る。

【００２５】図１、２に示されるように、中間転写ベル
ト１８上のトナー像１４は、互いに位置合わせされて重
畳するようにシートに転写され、カラーオリジナル文書
のマルチカラーコピーを形成する。バックアップロール
４０が、バイアス転写ロール８２とともにトナー像１４
をシートタイプの基板１６に転写する。バックアックロ
ール４０の表面には、スチールローラを用いて高電圧が
印加される。バイアス転写ロール８２のシャフトが接地
されていることにより、トナー１４を中間転写ベルト１
８から基板１６に引っ張る電界が生成される。

【００２６】シート搬送装置８０は、シートを定着ステ
ーションに搬送し、さらにキャッチトレイから取り出す
ために送る。各感光体ドラム３８は、さらに、プレクリ
ーンサブ装置４８及び残留トナーを除去するクリーンサ
ブ装置４９を含む、クリーニングステーションを含む。
消去ランプサブ装置５０が残留電荷を除去する。

【００２７】本特許出願の目的で、本発明の特性を組み
込んだ電子写真プリンタ１０の一般的な動作を例示する
ためには、以上の説明で十分である。上述のように、電
子写真プリンタ１０は、複数の既知の機器または装置の
うち任意の形態にすることができる。また、本発明の動
作に影響を及ぼすことなく、特定の電子写真処理サブ装
置２２または処理の変更が可能である。

【００２８】図１、図２及び図３を参照すると、バイア
ス転写ロール１２をセンサとして使用する本発明の実施
形態は、一定電流モードを維持するためにバイアス転写
ロール１２に印加される電圧（Ｖ_BTR）が、ニップ領域
２３２に進入する要素３６の電気的特性に依存すること
を示す。例えば、この電圧は、感光体ドラム３８上の表
面電荷密度及び感光体ドラム３８と中間転写ベルト１８
のいずれかにおけるトナー層１４の電荷及び誘電体厚さ
に応じて変化が可能である。バイアス転写ロール１２の
シャフト２２８に印加される電圧をモニタすることによ
り、感光体ドラム３８のトナーレス部分である、感光体
パッチの表面電荷レベル６４及び／またはトナー２４６
の特性、例えば電荷密度（摩擦）及び誘電体厚さなどを
決定することができる。

【００２９】引き続き、図１、図２及び図３を参照する
と、一般的な転写ステップにおいては、感光体ドラム３
８（ＯＰＣ）及び中間転写ベルト（ＩＴＢ）１８のいず
れからのトナー２４６もニップ２３２に進入する。バイ
アス転写ロール１２は一定電流モードで作動されるの
で、シャフトに印加される電圧（Ｖ_BTR）は、（１）感
光体ドラム３８の表面電荷／電位レベル、（２）感光体
ドラム３８の（摩擦Ｑ／Ｍに関する）体積電荷密度及び
誘電体厚さ、及び（３）中間転写ベルト１８上のトナー
の電荷密度及び誘電体厚さ、に応じて変化する。

【００３０】図１、図２及び図３を参照すると、中間転
写ベルト１８及び感光体ドラム面６４がエアギャップ２
３０内外に移動する際、Ｖ_BTRの変動は、感光体ドラム
３８の表面電位及び／またはトナー電荷分布の直接測定
を意味する。したがって、１実施形態においては、バイ
アス転写ロール１２を動的静電電圧計として使用するこ
とにより、装置１０及びサブ装置２２の性能及び特性を
測定し、装置１０及びサブ装置２２の閉ループ制御を実
現することができる。

【００３１】例えば、ＯＰＣ３８または中間転写ベルト
１８のいずれにもトナー１４のない状態でＶ_BTRを測定
することにより、ラスタ出力スキャナ３７、帯電装置６
０、感光体ドラム３８、消去サブ装置５０、プレクリー
ンサブ装置４８及びプレ転写装置５１をすべて評価でき
る。Ｖ_BTRは（大まかに言うと、Ｖ_BTR＝Ｖ_CONSTANT＋
Ｖ_OPC）、この場合、次式で表されるＯＰＣ表面電圧に
単純に関連する。

【数１】 上式において、σ_OPCは、感光体（ＯＰＣ）３８におけ
る表面電荷密度であり、

【数２】 は、ＯＰＣの誘電体厚さであり、ここで、ｄ_OPCはＯＰ
Ｃの厚さであり、ｋ_OPCはＯＰＣの誘電率である。

【００３２】一方、感光体ドラム３８にトナー２５２が
存在する状態でＶ_BTRを測定することにより、現像サブ
装置２４の性能、ＯＰＣプレ転写装置５１の性能及び／
またはトナー２５２の特性における変化を評価できる。
これらの特性には、例えば、感光体ドラム３８上のトナ
ーのパイル高さ（Ｄ_TONOPC）及び電荷を含むことができ
る。さらに、前の電子写真ステーション６８，７０，７
２，７４により中間転写ベルト１８に形成されたトナー
のパイル高さ（Ｄ_TONTB）及び電荷をモニタすることに
より、これら前の電子写真ステーションにおける転写性
能も同様に評価できる。

【００３３】図１及び図３を参照すると、バイアス転写
ロール１２を使用し、要素の電界における変化、例えば
感光体ドラム３８の表面電荷密度（σ_OPC）により生成
される電界の変化、要素３６の誘電体厚さにおける変
化、要素３６に設けられた電荷、または要素３６及び要
素３６に堆積した電荷の実効電荷（net charge）を測定
することもできる。さらに、バイアス転写ロール１２に
より、感光体ドラム３８または中間転写ベルト１８上の
トナー１４，２５２の電荷及び誘電体厚さを評価するこ
ともできる。

【００３４】さらに、感光体（ドラム）３８または中間
転写ベルト１８上のトナー１４，２５２の体積電荷密度
（摩擦）（Ｑ／ｍ比）は、バイアス転写ロール１２を用
いたΔＶ_BTRの測定に加え、拡張トナー領域範囲（Enhan
ced Toner Area Coverage:ＥＴＡＣ）（または同等の）
センサを用いて、中間転写ベルト１８または感光体ドラ
ム３８上のトナー１４，２５２の質量／面積を測定する
ことにより決定できる。

【００３５】さらに、バイアス転写ロール１２による測
定により、さらなる装置１０及びサブ装置２２の診断、
故障モードの検出及び電子写真プリンタ１０に対する閉
ループプロセス制御を提供できる。例えば、ゼロックス
社のドキュカラー（DocuColor（商標名））２０６０電
子写真プリンタ装置など、静電電圧計を使用する電子写
真プリンタ１０においては、バイアス転写ロール１２
は、静電電圧計が故障した場合にバックアップとして機
能できる。これは、静電電圧計の修理が可能でない、遠
隔地「シックスセンス（第6感）」装置診断において特
に有用である。バイアス転写ロール１２を、他のセン
サ、例えば、静電電圧計センサ（ＥＳＶ）または拡張ト
ナー領域範囲センサ（ＥＴＡＣ）と組み合わせて、さら
なるセンサとすることにより、実現が不可能であるとさ
れる現像の診断及びプロセス制御を実現できる。

【００３６】図４を参照すると、サブ装置３２２のため
のサブ装置コントローラ３４０は、異なる診断モード３
４２、例えば動作モード、基準（ベースライン）モード
３４８または診断モード３４６などに切替えて、任意の
サブ装置３２２をテストすることができる。特定サブ装
置３２２の性能のためのバイアス転写ロール３１２の基
準電圧は、随時校正が可能である。電子写真プリンタ３
１０が他のセンサ、例えば静電電圧計センサを含む場
合、これらのセンサを用いて、バイアス転写ロール３１
２に対する基準測定値の設定において正確な測定を保証
することができる。

【００３７】図２及び図４を参照すると、多くのサブ装
置３２２、例えば、帯電装置６０、プレクリーンサブ装
置４８、感光体電荷受光サブ装置６５、感光体放電処理
サブ装置（光放電曲線［ＰＩＤＣ］、ＲＯＳ３７、消去
ランプ５０）、感光体ドラム（ＯＰＣ）及び中間転写ベ
ルト（ＩＴＢ）のプレ転写装置５１、トナーエイジング
（toner aging）及び現像処理サブ装置２４は、所定の
設定ポイント３５０を少なくとも１つ有することができ
る。設定ポイント３５０は、サブ装置３２２に対する最
適な機能的設定値を示し、例えば、感光体ドラム３８に
対する帯電装置６０の電圧設定値を示す。各サブ装置３
２２は、複数の設定ポイント３５０を有することもで
き、各設定ポイント３５０は、サブ装置３２２の異なる
要素３６に対する最適な設定値を示す。最適な設定値
は、環境条件または動作効果、例えば一定時間にプリン
トされる枚数などに応じて変えてもよい。

【００３８】サブ装置３２２が診断モード３４６または
基準モード３４８で作動されている間、各設定ポイント
３５０をバイアス転写ロール３１２の電圧測定値に相関
させることができる。バイアス転写ロール３１２のこの
電圧測定値は、装置３１０またはサブ装置３２２、ある
いはサブ装置３２２の要素３６に対する基準測定値とし
て記憶される。サブ装置３２２が動作モード３４４また
は診断モード３４６で機能すると、バイアス転写ロール
３１２の電圧は、評価すべきサブ装置３２２の要素３６
が作動される際に測定される。

【００３９】引き続き図４を参照すると、測定された電
圧の基準電圧測定値からのずれは、なんらかの望ましい
設定、例えば、望ましい感光体電圧レベルまたはトナー
深さが維持されていないことを示す。このずれは、一般
に、サブ装置３２２またはサブ装置３２２の要素３６に
変化が起きたこと、またはサブ装置または要素が適切に
または最適に動作していないことの表れである。

【００４０】所望であれば、サブ装置３２２の基準設定
値３５０、例えば、電圧レベルをサブ装置コントローラ
３４０によって、設定値３５０を変えることにより調節
することもできるし、または装置コントローラ３５８が
設定ポイント３５０の校正を新しい設定ポイントに変
え、装置が最適なまたは望ましい動作状態に戻るように
してもよい。別の方法として、あるいは上記の設定値３
５０の調節に組み合わせて、診断メッセージ３６４を、
ユーザによる評価のために、電子写真プリンタのディス
プレイ、例えばコンソール３６６に表示することもでき
る。さらに、診断メッセージ３６４、例えば故障メッセ
ージを、ネットワーク３６６、例えばインターネットを
通じて、電子写真プリンタのサービスセンタ担当者に送
信することもできる。

【００４１】測定または診断の目的で、サブ装置３２２
を、電子写真プリンタ３１０の他のサブ装置３２２の一
部を動作させずに使用し、これによりテストするサブ装
置３２２を分離してもよい。例えば、プレクリーンサブ
装置４８をテストするために、消去サブ装置５０をオフ
にする。この結果、バイアス転写ロール３１２の電圧に
対するいずれの変化も、測定されている単一のサブ装置
３２２の動作により生じたものになる。バイアス転写ロ
ール３１２の電圧測定値が、記憶された基準測定値３６
０と比較され、サブ装置３２２が適切にまたは最適に動
作しているかどうかを決定する。バイアス転写ロール３
１２の電圧測定値が、記憶された基準測定値３６０と等
しくない場合、サブ装置３２２の設定ポイント３５０
を、新しい設定ポイントに調節することができる。

【００４２】サブ装置３２２の設定ポイントは、バイア
ス転写ロール３１２の電圧測定値がバイアス転写ロール
３１２の所定の基準電圧測定値に等しくなるように調節
できる。サブ装置３２２は、バイアス転写ロール３１２
を用いてさらなる電圧測定を行うことにより、繰り返し
テストできる。各テストに対し、必要であれば、電圧測
定値が記憶された基準電圧測定値と等しくなるまで、サ
ブ装置３２２の設定ポイント３５０を再調節できる。

【００４３】図３及び図４を参照すると、一定電流を維
持するためにバイアス転写ロール３１２のシャフト２２
８に印加される電圧は、一般に約３０μＡであるが、モ
ニタされるエアギャップ２３０の電界を変化させること
のできる任意のアンペア数を、本発明のより広い態様か
ら逸脱することなく使用することができる。電流調整器
３６８が電流を調整し、選択された一定電流の読み出し
を維持する。

【００４４】引き続き、図３及び図４を参照すると、バ
イアス転写ロール１２のシャフト２２８に印加された電
圧は、バイアス転写ロールのシャフト２２８に接続され
た電圧計３５２によって測定される。電圧計３５２の出
力は、電圧評価装置３５４に接続されている。

【００４５】電圧評価装置３５４は、サブ装置３２２に
よる作用を受けた要素３６が、バイアス転写ロール１２
付近のニップ領域２３２を通過する際の、バイアス転写
ロール１２の電圧レベルにおける変化を測定し、サブ装
置３２２の動作性を判定する。マイクロプロセッサの一
部である電圧評価装置３５４が示されているが、本発明
はこれに限られず、電圧の変化を評価する任意の方法
を、本発明のより広い態様から逸脱することなく使用し
てもよい。電圧評価装置は、電子写真プリンタ１０の装
置コントローラ３５８に接続されている。

【００４６】図４に示すように、装置コントローラ３５
８は、電子写真プリンタ３１０及び関連するサブ装置３
２２の動作及びメンテナンスを調整し、装置３１０が診
断モード３４６及び動作モード３４４にある間、装置セ
ンサ３１２として作用するバイアス転写ロール３１２を
モニタする。装置コントローラ３５８は、各サブ装置３
２２、例えば帯電装置６０、プレクリーンサブ装置４
８、感光体電荷受光部６５、感光体放電処理部（ＰＩＣ
Ｄ、ＲＯＳ３７、消去ランプ５０）、ＯＰＣ３８及びＩ
ＴＢ１８におけるプレ転写装置５１、トナーエイジン
グ、及び現像処理サブ装置２４を制御するサブ装置コン
トローラ３４０を含む。マイクロプロセッサ３５６から
分離したサブ装置コントローラ３４０を図示して説明し
たが、本発明はこれに限られず、サブ装置コントローラ
３４０は、本発明のより広い態様から逸脱することな
く、マイクロプロセッサ３５６の一部でもよいし、装置
コントローラ３５８から分離してもよい。

【００４７】各サブ装置３２２の状態、機能及び性能
を、診断モード３４６または基準モード３４８において
評価し、バイアス転写ロール３１２の基準電圧測定値を
設定したり、または診断を行ったりすることができる。
各サブ装置３２２は、さらに、通常動作モード３４４に
おいてもバイアス転写ロール３１２により評価でき、所
定の基準値との比較により動作効率を評価することがで
きる。

【００４８】引き続き図４を参照すると、装置コントロ
ーラ３５８に関連するマイクロプロセッサ３５６は、バ
イアス転写ロール３１２の電圧を評価する。マイクロプ
ロセッサ３５６は、制御パラメータを変更し、基準電圧
測定値をメモリ装置３６２に記憶する能力を備える。メ
モリ装置３６２に記憶された基準電圧測定値は、後に、
動作モード３４４においてモニタされるバイアス転写ロ
ール３１２の電圧測定値と比較される。マイクロプロセ
ッサ３５６を装置コントローラ３５８の一部として示し
ているが、マイクロプロセッサ３５６は、例えば別のネ
ットワーク装置上に設けるなど、装置コントローラ３５
８から分離することもできる。また、マイクロプロセッ
サ３５６は、本発明のさらに広い態様から逸脱すること
なく、ネットワークまたはインターネットを通じて装置
コントローラ３５８に接続してもよい。

【００４９】図５のフローチャートは、バイアス転写ロ
ール１２のセンサとしての動作の実施形態を示してい
る。ステップ４１２において、高電圧電源２２６は、ス
チールシャフト２２８に印加する電圧を変えて一定電流
を維持する。ステップ４１４において、サブ装置２２、
例えば、現像サブ装置２４のうちの１つが動作すること
により、バイアス転写ロール１２の基準電圧値が設定さ
れる。サブ装置２２の基準電圧測定値は、ステップ４１
６においてメモリ装置３６２に記憶される。

【００５０】引き続き図５を参照すると、ステップ４１
８において、サブ装置２２を作動して、電子写真プリン
タ１０の要素３６に作用する。例えば、感光体ドラム３
８にトナーパッチ２５２を現像する。ステップ４２０に
おいて、要素３６、例えば感光体ドラム３８が、バイア
ス転写ロール１２付近のニップ領域２３２を通過して移
動し、エアギャップ２３０における電界に作用する。ニ
ップ領域２３２を通過する要素３６の運動によって生じ
る、バイアス転写ロール１２の電圧レベルの変化を決定
する。

【００５１】図５をさらに参照すると、ステップ４２４
において、バイアス転写ロール１２の電圧レベルを、サ
ブ装置２２及び要素３６に関連するバイアス転写ロール
１２の記憶された基準電圧レベルと比較する。ステップ
４２６において、比較結果に基づき、サブ装置２２に対
する診断が決定し、ステップ４２８において、比較結果
に基づき、サブ装置２２の設定ポイント３５が調整され
る。さらに、この方法は、故障モードを検出し、電子写
真プリンタの表示パネル、またはインターネット３６６
を介して遠隔地のサービスセンタのいずれかに送るステ
ップを含むことができる。

【００５２】図６、図７及び図８は、動的静電電圧計と
してのバイアス転写ロール１２の使用例を示している。

【００５３】図６には、帯電装置によって形成された表
面電荷密度による、感光体電圧の、バイアス転写ロール
１２による測定結果が示される。すなわち、バイアス転
写ロールは、感光体ドラム３８の電荷電位と、さらなる
電荷を感光体ドラム３８に印加するプレ転写スコロトロ
ン５１の効率を測定する。バイアス転写ロール１２の電
圧（Ｖ_BTR）は、電子写真プリンタ１０、例えば、ドキ
ュカラー（商標名）２０６０において測定された感光体
ドラムの電位の関数５１０である。バイアス転写ロール
１２に対するプレ転写スコロトロンの影響を分離するた
めに、帯電スコロトロンの格子電圧を、現像サブ装置２
４をオフした状態で変更した。

【００５４】引き続き図６を参照すると、感光体ドラム
の電圧（Ｖ_OPC）が、現像サブ装置２４の前に配置され
た静電電圧計（ＥＳＶ）センサにより測定され、バイア
ス転写ロール１２が一定電流モード（Ｉ_BTR＝３０μ
Ａ）で作動されている間に、Ｖ_{B TR}が測定された。図６
に示されるように、Ｖ_BTR５１２は、感光体ドラム（Ｏ
ＰＣ）３８の電位５１４が減少する（より負になる）に
つれ、減少した。分析モデルから予想されるように、曲
線５１６の勾配はほぼ１である（すなわち、ΔＶ_{BT R}は
ΔＶ_OPCにほぼ等しい）。

【００５５】動的静電電圧計として使用するために、バ
イアス転写ロール１２を「校正」後（図４及び図６を参
照）、バイアス転写ロール１２を用いて、プレ転写装置
が適切に動作しているかどうかを判定した。プレ転写格
子電圧を（−６００Ｖ）に設定したので、プレ転写後の
感光体ドラム３８の電圧は、放電後の感光体ドラム電圧
とは独立して（−６００Ｖ）になるはずである。プレ転
写装置は、（−３００Ｖ）に放電後、感光体ドラム３８
を（−５００Ｖ）までしか帯電しなかったと判定され
た。バイアス転写ロール１２の電圧測定により、プレ転
写スコロトロンの勾配が不十分であることが例証され
た。これは、プレ転写装置の独立した測定により立証さ
れ、バイアス転写ロール１２は、プレ転写装置を測定す
るセンサとして動作する際に、正確な読出しを提供する
ことが示された。

【００５６】図１及び図７を参照すると、バイアス転写
ロール１２をセンサとして使用する別の例においては、
第４の電子写真ステーション８６のバイアス転写ロール
１２を使用し、トナー１４が中間転写ベルト１８と第４
電子写真ステーション８６との間のニップ２３２に進入
した際に、中間転写ベルト１８に供給されているトナー
１４のパイル高さを測定することができる。

【００５７】図７において、グラフ６１０は、中間転写
ベルト１８上のトナーパイル高さ１４に対する、第４電
子写真ステーション８６のバイアス転写ロールの電圧
（Ｖ_{BT R}）の感度を示している。テスト文書は、文書の
全幅に渡る４つの単色バー（シアン（Ｃ）、ブルー
（Ｂ）、プロセスブラック（ＰＫ）、無色（ブラン
ク））を含んでいた。第４電子写真ステーション８６の
現像ステーション２４及びラスタ出力スキャナ３７はオ
フされ、これらのサブ装置２２がバイアス転写ロール８
８によるトナーパイル高さ１４の効果の測定に影響を及
ぼさないようにした。第４電子写真ステーション８６の
感光体ドラム６６は、第４電子写真ステーション８６に
対向配置されたバイアス転写ロール８８によるトナーパ
イル高さ１４の測定に影響しない、既知の電圧値−６５
０Ｖ_OPCに帯電された。

【００５８】引き続き図７を参照すると、バイアス転写
ロール８８の電圧（Ｖ_BTR）は、供給されたトナーパッ
チ６１４のトナーパイル高さ１４が、ブランク６１６
（０トナー層）から、シアン６１８（１トナー層）、ブ
ルー６２０（２トナー層）、プロセスブラック６２２
（３トナー層）と増加するにつれ、増加する。この例の
ようなプロセス制御の適用においては、トナー領域範囲
は一定に保たれている。したがって、各トナーパッチに
対する結果的な測定の差は、パイル高さの差異に起因す
るものであり、バイアス転写ロール８８が、トナーパイ
ル高さ１４を測定するセンサとして作動する際に、正確
な読出しを提供することを示している。なお、トナー体
積電荷密度における変化もまた、バイアス転写ロール８
８の電圧測定に影響を及ぼす。

【００５９】図８において、グラフ７１０は、感光体ド
ラム６６上のトナー摩擦（toner tribo）を測定するた
めの、バイアス転写ロールの電圧Ｖ_BTRの感度を示して
いる。この感度を利用し、現像２４、プレ転写５１の性
能及び／またはトナー帯電６０におけるばらつきをモニ
タすることができる。

【００６０】図８は、感光体ドラム（ＯＰＣ）６６に現
像されたトナー２５２の電荷密度７１４に対するバイア
ス転写ロールの電圧（Ｖ_BTR）の感度を示している。こ
のモデル計算においては、トナー層２５２の厚さが６．
８ミクロンであると仮定され、トナー摩擦７１４は０か
ら５０μＣ／ｇまで変化した。一定電流モード（Ｉ_{BT R}
＝３０μＡ）で動作するバイアス転写ロール８８に対
し、バイアス転写ロール電圧（Ｖ_BTR）が計算された。
感光体ドラム（ＯＰＣ）６６に供給されたトナー２５２
の電荷に対する、バイアス転写ロールの電圧（Ｖ_BTR）
７１２の感度は、次式により求められる。

【数３】 上式において、Ｄ_TONはトナーの誘電体厚さであり、ρ
_TONはトナー２５２の体積電荷密度であり、Ｄ_OPCは感光
体ドラム６６の誘電体厚さである。

【００６１】図８を参照すると、バイアス転写ロール８
８の電圧における結果的な変動７１６は、トナー摩擦に
おける変化に起因し、バイアス転写ロール８８が、現像
２４、プレ転写及び／またはトナー帯電におけるばらつ
きを測定するためのセンサとして動作する際に、正確な
読出しを提供することを示している。さらに、ΔＶ_{BT R}
の測定に加え、拡張トナー領域範囲（ＥＴＡＣ）センサ
または同様のセンサにより、質量／面積を測定すること
によって、トナー摩擦における推移（Ｑ／ｍ比）を決定
できる。

【００６２】第４のバイアス転写ロール８８及び第４の
感光体ドラム６６を、トナー摩擦を測定するものとして
図示し、説明したが、本発明のより広い態様から逸脱せ
ずに、他のバイアス転写ロールを使用することもでき
る。

【００６３】上記の説明は本発明の例示に過ぎず、本発
明から逸脱することなく、当業者による種々の変更及び
修正が可能である。例えば、本発明は、バイアス転写ロ
ールが測定装置として機能し、トナーを像形成された感
光体が、トナーを転写ベルトに転写せず、感光体から基
板、例えば紙に転写する実施形態を含むこともできる。
転写ベルトは、基板の下方、バイアス転写ロールと基板
との間に配置されて、ニップを通過する。

【００６４】また、一定の電流を維持してバイアス転写
ロールの電圧を測定する例について説明したが、本発明
はさらに、一定電圧を維持してバイアス転写ロールの電
流レベルにおける変化を測定する例を含むことができ
る。したがって、本発明は、請求項の範囲にあるこれら
すべての代替、修正及び変更を含むものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の特徴を組み込んだ、バイアス転写ロ
ールの１実施形態を実施する、電子写真プリンタの概略
図である。

【図２】 本発明の特徴を組み込んだ、電子写真ステー
ションの１実施形態を示す概略図である。

【図３】 バイアス転写ロールをセンサとして用いる本
発明の１実施形態を示す概略図である。

【図４】 本発明の特徴と、組み込んだバイアス転写ロ
ールの要素の測定を示す、電子写真プリンタの１実施形
態のブロック図である。

【図５】 本発明の特徴を組み込んだ、バイアス転写ロ
ールの動作を例示する、本発明による方法の１実施形態
を示すフローチャートである。

【図６】 本発明の特徴を組み込んだ、感光体サブシス
テムの測定のためのバイアス転写ロールの使用を例示す
る、本発明の１実施形態を示す図である。

【図７】 トナーパイル高さを測定するための、バイア
ス転写ロールの使用を例示する、本発明の１実施形態を
示す棒グラフである。

【図８】 感光体上のトナー摩擦を測定するための、バ
イアス転写ロールの使用を例示する、本発明の１実施形
態を示す図である。

【符号の説明】

１０ 電子写真プリンタ、１２ バイアス転写ロール、
１４ トナー、１６シート基板、１８ 中間転写ベル
ト、２２ サブ装置、２４ 現像サブ装置、３６ 要
素、３７ ラスタ出力スキャナ、３８，６６ 感光体ド
ラム、４０ バックアップロール、６０ 帯電ステーシ
ョン、６５ 露光ステーション、６８，７０，７２，７
４ 電子写真ステーション、８２ バイアス転写ロー
ル、２３０エアギャップ、２３２ ニップ領域、２５２
トナー、３１０ 電子写真プリンタ、３１２ バイア
ス転写ロール、３２２ サブ装置、３４０ サブ装置コ
ントローラ、３５４ 電圧評価装置、３５６ マイクロ
プロセッサ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アレクサンダー ジェイ フィオランバン ティ アメリカ合衆国 ニューヨーク ペンフィ ールド マップル ヒル ファーム ロー ド 152 Ｆターム(参考） 2H027 DA01 DA38 DC04 DE04 DE07 DE09 EK09 GB05 HA02 HA04 HA12 ZA01 2H200 FA12 GA12 GA23 GA34 GA44 GB02 GB12 HA03 HA12 HB03 HB12 HB22 JA02 JA28 JA30 JB10 JC03 LB13 NA02 NA09 NA16 PB02 PB38

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子写真プリンタの機能を実行する、サ
   ブ装置を備える電子写真プリンタの制御装置であって、 前記電子写真プリンタの機能を実行し、要素によって生
   成される電界に作用するサブ装置と、 一定電流モードで作動されるバイアス転写ロールと、 前記バイアス転写ロールに接続され、前記サブ装置の作
   用を受けた前記要素が、前記バイアス転写ロール付近の
   ニップ領域を通過する際の、バイアス転写ロールの電圧
   レベルにおける変化を測定し、前記サブ装置の動作性を
   判断する電圧評価装置と、 を含む装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の装置であって、さら
   に、前記サブシステムに対する前記バイアス転写ロール
   の電圧の測定から基準測定値を生成し、該サブ装置の動
   作性を判断する装置コントローラをさらに含み、 前記基準測定値が前記サブ装置の特定設定値に対応し、 前記装置コントローラが、前記サブ装置に対するバイア
   ス転写ロールの基準測定値を、該サブ装置のさらなる動
   作の作用を受けた前記要素に関するバイアス転写ロール
   の電圧のさらなる測定値と比較し、 前記比較により、サブ装置の設定値を、前記基準測定値
   に対応するサブ装置の特定設定値と比較する、 装置。
3. 【請求項３】 電子写真プリンタを制御する方法であっ
   て、 バイアス転写ロールを一定電流モードに維持するステッ
   プと、 前記電子写真プリンタの機能を実行するサブ装置の作用
   を受けた要素が、前記バイアス転写ロール付近のニップ
   領域を通過する際の、前記バイアス転写ロールの電圧の
   レベルにおける変化を測定し、前記サブ装置の動作性を
   判断するステップと、 を含む方法。