JP2004264859A - 電子写真測定システム - Google Patents

Abstract

【課題】 印刷の質の許容できない劣化を生じる可能性のある電子写真プロセスの変化を検出することが可能なシステムを提供する。
【解決手段】 測定システムであって、現像装置（２２）と、前記現像装置（２２）に結合された電源（５２）と、前記現像装置（２２）と前記電源（５２）の間で転送された電荷を測定するように構成され、前記電荷の測定に関連した出力を提供する電荷測定装置（５４）とが含まれている測定システム。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電子写真法に関するものである。特に、本発明は、電子写真プロセスの性能に関連したパラメータの測定に関するものである。

電子写真法では、媒体上にテキスト、図形、または、写真のようなイメージを生成するのに、電界の影響下におけるトナー粒子のような着色材料の制御した移動が必要になる。時間の経過につれて、電子写真プロセスの性能は、プロセスに用いられるコンポーネントの摩耗または材料の消耗の結果として、劣化する可能性がある。

本発明の目的は、印刷の質の許容できない劣化を生じる可能性のある電子写真プロセスの変化を検出することが可能なシステムを提供することにある。

従って、測定システムが開発された。この測定システムには、現像装置と、現像装置に結合された電源が含まれている。さらに、測定システムには、現像装置と電源の間で転送される電荷を測定し、電荷の測定に関連した出力を得るように構成された電荷測定装置が含まれている。

測定システムには、光導電体が含まれている。さらに、測定システムには、光導電体へと、あるいは光導電体から流れる電荷を測定して電荷の測定に関連した出力を得るように構成された電荷測定装置が含まれている。

測定システムには、光導電体が含まれている。さらに、測定システムには、光導電体の表面における電圧を測定し、光伝導体の電荷に関連した出力が得られるように構成された電圧測定装置が含まれている。さらに、測定システムには、その出力を受信するように構成され、さらに、出力の値が、所定の範囲外にあるか否かを判定するように構成されたコントローラーが含まれている。

電子写真プロセスの性能を判定するための方法には、イメージング処理に関するトナーの推定量、及び、トナーの特性に関連した第１のパラメータの第１の値を利用して、しきい値を求めるステップが含まれている。さらに、この方法には、電子写真システムのコンポーネントへの、あるいはコンポーネントからの電荷の流れに関連した第２のパラメータの第２の値を測定するステップが含まれている。さらに、この方法には、第２の値及びそのしきい値を利用して、電子写真プロセスの性能を判定するステップが含まれている。

トナーを用いて、媒体上にイメージを形成する電子写真イメージング装置には、光導電体と、光導電体に静電潜像を形成するための光導電体露光システムが含まれている。さらに、電子写真イメージング装置には、媒体上にトナーで現像するための現像装置と、光導電体から媒体にトナーを転写するための転写装置と、媒体にトナーを定着させるための定着装置と、現像装置にバイアスをかけるように構成された電源とが含まれている。さらに、電子写真イメージング装置には、現像装置と電源の間で転送される電荷を測定し、電荷の測定に関連した出力を提供するように構成された電荷測定装置と、その出力を受信して、出力の値としきい値を比較するように構成されたコントローラーが含まれている。

トナーを用いて媒体上にイメージを形成する電子写真イメージング装置には、光導電体と、その光導電体に静電潜像を形成するための光導電体露光装置が含まれている。さらに、電子写真イメージング装置には、媒体上にトナーを現像するための現像装置と、光導電体から媒体にトナーを転写するための転写装置と、媒体にトナーを定着させるための定着装置が含まれている。さらに、電子写真イメージング装置には、光導電体へと、あるいは光導電体から流れる電荷を測定して、電荷の測定に関連した出力が得られるように構成された電荷測定装置と、その出力を受信するように構成され、出力の値としきい値を比較するように構成されたコントローラーが含まれている。

電子写真プロセスの性能を判定するための方法には、複数のイメージング処理から、電子写真システムのコンポーネントへと、あるいはコンポーネントから流れる電荷の分布を測定するステップと、その分布を用いてしきい値を求めるステップが含まれている。さらに、この方法には、その複数のイメージング処理に後続するイメージング処理中に、コンポーネントへと、あるいはコンポーネントから流れる電荷に関連したパラメータの値を測定するステップと、その値としきい値を利用して、電子写真プロセスの性能を判定するステップが含まれている。

本発明の構成によれば、印刷の質の許容できない劣化を生じる可能性のある電子写真プロセスの変化を検出することが可能となる効果がある。

パラメータ測定システムの実施態様については、プリンタのような電子写真イメージング装置に関して論述したが、当然明らかなように、パラメータ測定システムの実施態様は、コピー機、ファクシミリ機等のような他のさまざまな電子写真イメージング装置に有効に適用することが可能である。さらに、パラメータ測定システムの実施態様については、モノクロ電子写真イメージング装置に関して論述したが、当然明らかなように、パラメータ測定システムの実施態様は、カラー電子写真イメージング装置にも有効に適用することが可能である。

図１を参照すると、電子写真イメージング装置、すなわち、パラメータ測定システムの第１の実施態様を含む電子写真プリンタ１０の実施態様の略断面図が示されている。充電ロール１２のような充電装置を用いて、光導電体ドラム１４のような光導電体の表面に所定の電圧まで充電が施される。レーザ・スキャナ１６内のレーザ・ダイオード（不図示）によって、レーザ・ビーム１８が放出され、光導電体ドラム１４の表面の掃引時に、パルス化によるオン／オフを生じて、光導電体ドラム１４の表面から選択的に放電させる。光導電体ドラム１４は、矢印２０で示すように時計廻りに回転する。光導電体ドラム１４の表面電圧を選択的に放電させた後、現像ローラ２２のような現像装置を利用して、光導電体１４の表面にある静電潜像が現像される。電子写真プリント・カートリッジ２８のトナー・リザーバ２６に貯えられたトナー２４は、トナー・リザーバ２６内の位置から現像ローラ２２に移動する。現像ローラ２２内に配置された磁石によって、トナー２４が現像ローラ２２の表面に磁気的に吸引される。現像ローラ２２が、反時計廻り方向に回転すると、放電した光導電体ドラム１４の表面領域に向かい合った現像ローラ２２の表面に存在するトナー２４が、光導電体ドラム１４の表面と現像ローラ２２の表面の間のギャップを越えて移動し、静電潜像を現像することが可能になる。

印刷媒体３０のような媒体が、ピックアップ・ローラ３４によって用紙トレイ３２から電子写真プリンタ１０の媒体経路に送り込まれる。印刷媒体３０は、駆動ローラ３６によって媒体経路に沿って移動する。印刷媒体３０は、光導電体ドラム１４の下方への印刷媒体３０の前縁の到達と、印刷媒体３０の前縁に対応する静電潜像を備えた光導電体ドラム１４の表面領域の回転との同期がとれるように、駆動ローラ３６によって移動する。

光導電体ドラム１４は、時計廻り方向に回転を続けると、放電領域にトナーの付着した光導電体ドラム１４の表面が、転写ローラ３８のような転写装置によって充電された印刷媒体３０に接触し、トナー２４の粒子が光導電体ドラム１４の表面から印刷媒体３０の表面に引きつけられるようにする。光導電体ドラム１４の表面から印刷媒体３０の表面へのトナー２４の粒子の転写は、十分に効率がよいとは言えず、従って、トナー粒子の一部は、光導電体ドラム１４の表面に残存する。光導電体ドラム１４が回転を続けると、その表面に付着したままのトナー粒子が、クリーニング・ブレード４０によって除去され、トナー廃棄物ホッパ４２に納められる。

印刷媒体３０は、用紙経路を移動して、光導電体ドラム１４を越えると、コンベヤ４４によって融着装置４６のような定着装置の実施態様に送られる。融着装置４６は、基板に配置された抵抗過熱素子を含む、瞬時オン・タイプの融着装置である。印刷媒体３０は、融着装置４６の加圧ローラ４８とスリーブ５０の間を通過する。加圧ローラ４８は、電子写真プリンタ１０の歯車列（図１には示されていない）に結合されている。加圧ローラ４８と融着装置４６の間を通過する印刷媒体３０は、加圧ローラ４８によって融着装置４６のスリーブ５０に押しつけられる。加圧ローラ４８が回転すると、スリーブ５０が回転し、印刷媒体３０は、スリーブ５０と加圧ローラ４８の間を引かれて進む。融着装置４６によって印刷媒体３０に熱が加えられると、トナー２４が印刷媒体３０の表面に定着する。

高電圧電源５２のような電源の実施態様によって、電子写真イメージング・プロセスにおいて必要とされる電圧及び電流が、電子写真プリンタ１０のコンポーネントに供給される。電源５２によって給電されるコンポーネントには、充電ローラ１２、現像ローラ２２、及び、転写ローラ３８が含まれている。電子写真イメージング装置のいくつかの実施態様では、コンポーネントに電力が供給される時間期間中に、電荷ローラ１２には、ＤＣオフセットを有する時間変化する信号が供給され、転写ローラ３８には、ほぼ定電流による給電が施され、現像ローラ２２には、重畳時間依存電圧を有するＤＣ電圧が供給される。

電荷測定装置５４のような電荷測定装置の実施態様が、現像ローラ２２に流入する電荷を測定する。電荷測定装置５４からの出力は、コントローラー５６のようなコントローラーの実施態様に結合される。コントローラー５６は、電子写真プリンタ１０内に含まれる電子写真システムを利用して、媒体３０上におけるイメージの現像を制御するのに必要な制御信号を適切な時間に発生する。コントローラー５６は、トナーが付着することになるイメージのピクセル数に関連した情報と共に、電荷測定装置５４から受信する出力を利用して、電子写真プロセスが正しく実行されているか否かを判定する。プロセスが正しく実行されていなければ、コントローラー５６は、ユーザに対して電子写真プロセスの実行に関連した警告を与えるために、コンピュータ５８によって利用される信号を発生する。

コントローラー５６は、電源制御回路６０のような、電源制御回路の実施態様に結合される。電源制御回路６０は、融着装置４６に供給される電力を制御することによって、融着装置４６の動作温度を制御する。電力制御回路６０は、融着装置４６に供給される平均電力を制御する。電力制御回路６０は、融着装置４６に印加される単位時間当たりの電源電圧のサイクル数を調整して、融着装置４６に供給される平均電力を制御する。融着装置４６を出た後、印刷媒体３０は、排出ローラ６２によって排出トレイ６４に押し込まれる。

図１に示す電子写真イメージング装置の実施態様である、電子写真プリンタ１０には、フォーマッタ６６が含まれている。フォーマッタ６６は、コンピュータ５８におけるアプリケーション・プログラムと連係して動作する印刷ドライバから、表示リスト、ベクトル・グラフィックス、または、ラスタ印刷データのような印刷データを受信する。フォーマッタ６６は、この比較的高レベルの印刷データを２進印刷データ・ストリームに変換する。フォーマッタ６６は、２進印刷データ・ストリームをコントローラー５６に送る。さらに、フォーマッタ６６とコントローラー５６は、電子写真印刷プロセスの制御に必要なデータを交換する。当然明らかなように、電子写真イメージング装置の代替実施態様では、フォーマッタによって実施される機能をコントローラーに組み込むこともできるし、あるいは、コントローラーによって実施される機能をフォーマッタに組み込むことも可能である。

コントローラー５６は、２進印刷データ・ストリームをレーザ・スキャナ供給する。レーザ・スキャナ１６のレーザ・ダイオードに送られる２進印刷データ・ストリームは、レーザ・ダイオードにパルスを生じさせて光導電体ドラム１４上に静電潜像を形成するのに用いられる。コントローラー５６は、レーザ・スキャナ１６に２進印刷データ・ストリームを供給する以外に、プリンタ歯車列に動力を与える駆動モータ（図１には示されていない）を制御し、さらに、印刷媒体３０を移動させて、電子写真プリンタ１０の媒体経路を通過させるのに必要な各種クラッチ及び給紙ローラを制御する。

図２には、電子写真プリンタ１０のような電子写真イメージング装置内において用いられる測定システムの第２の実施態様が示されている。測定システムのこの第２の実施態様の場合、電荷測定装置６８は、光導電体ドラム１４の露光、及び、トナー２４による光導電体ドラム１４での現像を含む、電子写真イメージング処理中に、アースと光導電体ドラム１４の間で転送される正味電荷量を測定する。あるいはまた、電荷測定装置６８は、光導電体ドラム１４の露光中、または、トナー２４による光導電体ドラム１４での現像中といった、イメージング処理の一部における電荷転送を測定するように構成することが可能である。電荷測定装置６８の出力は、コントローラー５６に結合される。コントローラー５６は、トナーが付着することになるイメージのピクセル数に関連した情報と共に、電荷測定装置６８から受信する出力を利用して、電子写真プロセスが正しく実行されているか否かを判定する。プロセスが正しく実行されていなければ、コントローラー５６は、ユーザに対して電子写真プロセスの実行に関連した警告を与えるために、コンピュータ５８によって利用される信号を発生する。

図３には、電子写真プリンタ１０のような電子写真イメージング装置内で用いられる測定システムの第３の実施態様が示されている。レーザ・ビーム１８に対する露光後に、電圧測定プローブ７０のような電圧測定装置が、光導電体ドラム１４の表面領域の電圧を測定する。電圧測定プローブ７０の出力は、コントローラー５６に結合される。コントローラー５６は、静電測定プローブ７０から受信する出力及び記憶されているデータを利用して、電子写真プロセスが正しく実行されているか否かを判定する。プロセスが正しく実行されていなければ、コントローラー５６は、ユーザに対して電子写真プロセスの実行に関連した警告を与えるために、コンピュータ５８によって利用される信号を発生する。

単純化された概略表現で図４に示された測定システムの第１の実施態様について考察することにする。電荷測定装置５４は、トナー２４によって、光導電体ドラム１４上の静電潜像が現像される期間中に、現像ローラ２２に流入する正味電荷量の積算を行う。現像ローラ２２が回転すると、トナー・リザーバ２６に納められたトナー２４が、摩擦電気の充電によって表面電荷を生じる。この充電は、トナー粒子と現像ローラ２２のスリーブとの接触によって発生する。キャリヤ・ビードを利用する２成分システムの場合、充電は、トナー粒子とキャリヤ・ビードの接触からも生じる。トナーには、摩擦電気を充電する結果として、トナー粒子に生じる電荷対質量比を制御する材料が添加される。単一成分システムの場合、トナー２４の粒子は、トナー２４の粒子内に含まれる酸化鉄によって、現像ローラ２２内の磁石から生じる磁界の影響下で、現像ローラ２２の表面に引きつけられる。２成分システムの場合、キャリヤ・ビードには、現像ローラ２２に引きつけられる金属材料が含まれており、トナー２４の粒子は、静電気でキャリヤ・ビードに引きつけられる。

トナーに現像ローラ２２と光導電体ドラム１４との間のギャップを越えさせるため、高電圧電源５２から現像ローラに信号が加えられる。この信号には、通常、ほぼ一定の成分に加えられる時間変化する成分が含まれている。加えられる信号によって、現像ローラ２２に付着したトナーが、現像ローラ２２と光導電体ドラム１４の表面との間のギャップに投入される。現像ローラ２２に加えられる信号と光導電体１４の電荷から生じる電界の重畳によって、ギャップに電界が形成される。現像ローラ２２の表面と光導電体ドラム１４の表面の間における電界の強度は、光導電体ドラム１４の表面領域における選択的放電の結果、ギャップ長にわたって変動する可能性がある。ほぼ一定の成分の大きさ及び極性と、時間変化する成分の大きさ及び極性は、レーザ・ビーム１８によって選択的に放電させられる光導電体ドラム１４の表面領域にトナー２４の粒子を最適に付着させるように、また、光導電体ドラム１４の非放電表面領域にトナー２４の粒子が付着するのを阻止するように選択される。

光導電体ドラム１４の表面に転写されるトナー２４の粒子は、一般に、電荷・質量比の分布によって同じ極性になるように充電されるが、比較的わずかな割合のトナー２４の粒子は、間違った極性になるように充電される。トナー２４の粒子における電荷の極性は、実施される特定の電子写真プロセスによって決まる。トナー粒子における電荷の極性に関係なく、現像ローラ２２からトナー２４の荷電粒子が移動すると、現像ローラ２２に電荷が流入しなければ、トナー・リザーバ２６と現像ローラ２２におけるトナー２４の電荷バランスに変化を生じることになる。現像ローラ２２に電荷が流入すると、トナー２４の荷電粒子が現像ローラ２２から光導電体ドラム１４の表面に移動することによって生じるであろう、電荷バランスの変化が補償される。

電荷測定装置５４は、電源５２から現像ローラ２２に流入する電荷の積算を実施する。前述のように、電源５２によって現像ローラ２２に供給される信号には、時間変化する成分とほぼ一定の成分が含まれている。結果として、電荷は、加えられる信号の大きさが変化すると、現像ローラ２２と電源５２の間で行ったり来たりする。電荷測定装置５４は、電源５２と現像ローラ２２の間で移動する電荷を積算するので、電源５２から現像ローラ２２に流れる、あるいは、現像ローラ２２から電源５２に流れる正味電荷に関連した出力をいつでも送り出せる。

電荷測定装置５４によって生じる信号は、コントローラー５６に結合される。コントローラー５６は、この信号を利用して、電子写真プリンタ１０における電子写真プロセスの実施の有効度を判定する。リザーバ２６に納められたトナー２４の量がほとんどなくなる条件下において実施されるイメージング処理について考察することにする。イメージング処理において、１つの印刷媒体３０の比較的大きい割合の表面にトナーを付着させる試みがなされるものと仮定する。トナー・リザーバ２６内において、十分なトナーが得られなければ、イメージング処理によって、そのイメージにとって十分な量のトナー２４が１つの印刷媒体３０に付着することはない。転写されるトナー２４の量は、転写されるはずであった量より少ないので、イメージ処理中における電源５２と現像ローラ２２の間の正味の電荷流量は、イメージにとって正しい量のトナーが光導電体ドラム１４に転写された場合よりも少なくなる。

コントローラー５６には、イメージング処理のために印刷媒体３０に付着すべきであったトナー２４の量を推定する構成が施されている。さらに、コントローラー５６には、トナー２４の量の推定値を利用して、イメージング処理中に現像ローラ２２から光導電体ドラム１４に転送される電荷量（従って、電源５２と現像ローラ２２の間における正味の電荷流量）を推定する構成が施されている。コントローラー５６は、電荷測定装置５４によって測定された電荷の転送量と、電子写真イメージング・プロセスが正しく実行されていれば、転送されたはずの電荷量の推定値を比較する。転送された電荷量が、推定値より大幅に多いか、または、少ない場合、これは、電子写真プロセスがおそらく正しく実行されていないということを表している。

いくつかの異なる問題によって、推定される電荷転送と測定される電荷転送にはかなりの相違が生じる可能性がある。トナー・リザーバ２６のトナー２４が十分に減少すると、これによって、大幅な相違を生じる可能性がある。ある理由から、トナーの電荷／質量分布が、通常の動作範囲内にない場合、この結果として、転送される電荷の推定量と測定量の間に大幅な相違が生じる可能性がある。通常の範囲外のトナーの電荷／質量分布は、光導電体ドラム１４に形成された静電潜像の現像を不十分なものにする可能性がある。通常値の範囲外のトナーの電荷／質量分布は、トナーの形成における比較的極端な環境的細部または問題から生じる可能性がある。

推定による転送電荷と測定される転送電荷との間に大幅な相違を生じさせる可能性のあるもう１つの問題には、レーザ・ビーム１８に露光させると十分な放電を生じるその能力を低下させる、光導電体ドラム１４の変化が含まれる。光導電体ドラム１４の放電が不十分な場合、結果として、現像ローラ２２から光導電体ドラム１４の表面に転写されるトナー２４（従って、電荷）が、光導電体ドラム１４が通常に動作している条件下の場合より少なくなる。さらにもう１つの問題は、光導電体ドラム１４が、電荷を有効に保持する能力を失うか、あるいは、放電電圧が通常より低くなる場合に生じる可能性がある。この場合、通常より多量のトナー２４が転写される（従って、より多くの電荷が転送される）ことになる。結果として、電荷測定装置５４によって測定される電荷量は、通常の電荷転送量を大幅に超えることになる。もう１つの問題は、電荷ローラ１２による光導電体ドラム１４の表面への充電が不十分で、イメージの形成と共に、背景の現像が生じ、光導電体ドラム１４の表面に通常より多量のトナー２４が転写されることになる可能性がある場合に生じる。

転送電荷に大幅な変化が生じたか否か（電子写真プロセスの通常の実行に比較して）の判定には、測定された電荷転送値と電子写真プロセスの通常の実行下において転送されるであろう電荷の推定値を比較することが必要とされる。電荷転送の測定値と電荷転送の推定値との差によって構成される値の大きさが、所定の値を超えると、電子写真プロセスの１つ以上の面で、正常に実行されていないという結論になる。

推定による電荷転送量の計算は、電子写真プリンタ１０内に含まれる可能性のあるフォーマッタ６６、コントローラー５６、コンピュータ５８、または、別の計算装置内で実施することが可能である。推定による電荷転送量の計算には、複数の媒体３０に形成されることになるイメージを定義するデータに基づく、トナー２４の粒子が付着することになるピクセル数の計算が含まれる。現像されるピクセルに関して、光導電体ドラム１４の表面に現像を施すトナーの平均質量を求めた値と、トナー２４の単位質量当たりの平均電荷を求めた値を利用して、イメージング処理に関する推定電荷転送量が計算される。推定による電荷転送量が計算される時間にわたって測定される電荷転送量は、電荷測定装置５４によってコントローラー５６に供給される出力に関連している。コントローラー５６は、電荷測定装置５４からの出力を利用して測定による電荷転送量を求める。測定による電荷転送量は、電荷測定装置５４からの出力を利用して計算によって求めることもできるし、あるいは、測定による電荷転送量が納まる値域に基づいて、ルックアップ・テーブルにアクセスすることによって求めることも可能である。推定による電荷転送量と測定による電荷転送量の差によって、電子写真プロセスの性能が表示される。

現像されるピクセルに関して、光導電体ドラム１４の表面に現像を施すトナーの平均質量、及び、トナー２４の単位質量当たりの平均電荷についての値は、分析または実験によって導き出すことが可能である。しかし、分析によって、十分な正確度で値を求めることに伴う複雑さのため、実験的技法によってこれらの値に到達するほうが容易である可能性が高い。トナー２４の単位質量当たりの平均電荷に関する値は、さまざまな環境条件下におけるトナー２４のサンプルの分析を通じて実験によって求めることが可能である。単位質量当たりの平均電荷について実験によって求められた値を利用し、電子写真プリンタ１０と同様の設計による電子写真イメージング装置の十分に大きい母集団において転送される電荷を測定することによって、ピクセルを現像するトナーの平均質量を実験によって求めることが可能である。測定電荷転送を生じさせた現像ピクセル数、測定電荷転送量、及び、トナー２４の単位質量値の平均電荷が分かると、電子写真プリンタ１０と同じ設計のプリンタの母集団について、現像ピクセル当たりの平均トナー質量値を計算することが可能になる。あるいはまた、電子写真プリンタ１０におけるコントローラー５６は、電子写真プロセスが正しく実行されていることが分かっている時間期間にわたって、電荷測定装置５４からの電荷測定データを収集し、単位質量当たりの平均電荷について求められた値、測定電荷転送量、及び、現像ピクセル数を利用して、電子写真プリンタ１０の特定の１つに関してピクセル当たりの現像トナーの平均質量を求めるように構成することも可能である。

電子写真プロセスの特性解明によるデータ、及び、トナー２４の粒子による現像が生じるピクセル数を利用して、イメージング処理中における測定電荷転送量の通常の予測範囲が求められる。コントローラー５６は、電荷転送量の予測される通常範囲から、測定電荷転送量の範囲の上限と測定電荷転送量の範囲の下限との間で許容し得る最大差として、所定の値を求めることになる。当然明らかなように、２つの所定の値、すなわち、前記範囲の上限に関連した値、及び、前記範囲の下限に関連した値を求めることが可能である。

所定の値を導き出すことが可能なもう１つの方法では、所定の値が用いられることになる電子写真プリンタ１０に関する測定電荷転送統計値の収集が必要になる。電子写真プリンタ１０の測定電荷転送量は、電子写真プリンタ１０の初期利用から始め、媒体３０毎に正規化される測定電荷転送量の分布の確立される時間期間にわたって収集されることになる。電子写真プリンタ１０に障害状態が生じなければ、処理がこの時間期間にわたって正常であったものと仮定する。測定電荷転送量の測定された分布を利用して、所定の値が決定されると、特定のイメージング処理から生じる測定電荷転送量が、少なくとも所定の値だけ、その分布平均超えるか、あるいは、その分布平均を下回る場合、電子写真プロセスが正しく実行されていないという結論になる。

所定の値は、特定のイメージング処理に関する測定電荷転送量が、測定電荷転送量に関する以前の測定分布をもたらした電子写真プロセスから生じたものである、選択された確率に対応している。例えば、所定の値は、通常に実行する電子写真プロセスから生じる測定電荷転送値の０．１％に選択されていて、少なくともその所定の値だけその測定分布平均を超えるか、あるいは、下回る測定電荷転送値を生じる可能性がないように選択することが可能である。当然明らかなように、２つの所定の値、すなわち、平均を超える測定分布の一部に関連した値と、平均を下回る測定分布の一部に関連した値を決定することが可能である。

測定システムの第２の実施態様は、第１の実施態様と同様に機能する。電荷測定装置６８は、電子写真プロセスが正しく実行されているか否かを判定するために用いることが可能な、イメージング処理中における電荷転送の測定を可能にする。充電ローラ１２が、導電体ドラム１４の表面を負電位にまで充電する場合について検討することにする。光導電体ドラム１４の基板は、一般に、アルミニウムのような導電性材料から形成され、電気的にアースに結合されている。光導電体ドラム１４の充電に応答して、光導電体１４の表面における電荷の極性とは逆になるイメージの電荷が、光導電体ドラム１４のアルミニウム基板上に生じることになる。光導電体ドラム１４の荷電表面をレーザ・ビーム１８に露光させると、イメージの電荷の一部が中和される。しかし、トナー２４によって、光導電体ドラム１４の放電領域の現像が施されると、光導電体ドラム１４の基板に電荷が流入し、トナー２４によって加えられた電荷が平衡化される。電荷測定装置６８は、光導電体ドラム１４への／からの電荷の正味流量を測定する。

イメージング処理にとって十分な量のトナー２４がトナー・リザーバ２６内において得られない場合について考察する。この状況の場合、イメージング処理のため、光導電体ドラム１４への現像を施すことになるトナー２４の量は、電子写真プロセスを通常に実行する場合よりも少ない。従って、光導電体ドラム１４の基板に流入する電荷の量は、電子写真プロセスが適正に実施された場合よりも少なくなる。

光導電体ドラム１４が、充電ローラ１２によって得られる電荷を適正に保持しないか、あるいは、レーザ・ビーム１８への露光後に、適正に放電しない（不十分な放電または過剰放電の）場合について考察する。この状況の場合、イメージング処理のため、光導電体ドラム１４への現像を施すことになるトナー２４の量は、電子写真プロセスを通常に実行する場合とは異なることになる。従って、光導電体ドラム１４の基板に流入する電荷の量は、電子写真プロセスが適正に実施された場合よりも少なくなる。

トナー２４が充電不足か、あるいは、過充電の場合について考察する。この状況の場合、光導電体ドラム１４への現像を施すことになるトナー２４の量は、電子写真プロセスを通常に実行する場合とは異なることになる。従って、光導電体ドラム１４の基板に流入する電荷の量は、電子写真プロセスが適正に実施された場合よりも少なくなる。

前述の状況のそれぞれについて、コントローラー５６は、電荷測定装置６８の出力から測定電荷転送量を求める。イメージング処理に関して、コントローラ５６は、トナー２４の単位質量当たりの電荷の平均値、ピクセル毎に現像を施すトナー２４の質量の平均値、及び、イメージング処理において現像されることになるピクセル数を利用して、電荷転送の推定値を求める。トナー２４の単位質量当たりの電荷の平均値、現像されるピクセル当たりのトナー２４の平均質量、及び、イメージング処理において現像されることになるピクセル数は、パラメータ測定装置の第１の実施態様に関する解説のように求められる。

コントローラー５６は、測定電荷転送量と推定電荷転送量の差の大きさが、所定の値（あるいは、おそらく、異なる所定の値が推定電荷転送量を超える許容差に用いられるか、下回る許容差に用いられるかによって決まる値）を超えるか否かを判定する。所定の値を超えると、コントローラー５６は、電子写真プロセスが正しく実行されていないことを表示する信号を発生する。

測定システムの第３の実施態様は、電圧測定プローブ７０を利用して、光導電体ドラム１４の表面における電圧を測定することによって、電子写真プロセスの問題を検出する。例えば、充電ローラ１２による光導電体ドラム１４の充電が不適切な（光導電体ドラム１４の電位の値が上昇して、高くなるか、不十分に高くなる）場合、電圧測定プローブ７０からの出力は、相応じて変化することになる。コントローラー５６は、静電プローブ７０の出力をモニタし、光導電体ドラム１４の表面の測定電圧が、許容範囲内に含まれるか否かを判定する。表面電圧が、所定の限界を下回るか、超える場合には、コントローラー５６は、電子写真プロセスが正しく実行されていないことを表示する信号を発生する。

電子写真プリンタ１０内における電子写真プロセスに関する他の問題によって、光導電体ドラム１４の表面に許容限界外の電圧が生じる可能性がある。例えば、光導電体ドラム１４が、充電ローラ１２によって供給される電荷を十分に保持できない場合、光導電体ドラム１４の表面電圧は、光導電体ドラム１４の表面電圧の通常範囲外になる可能性がある。電圧測定プローブ７０によって測定される電圧変化の可能性のあるもう１つの原因には、レーザ・ビーム１８に対する光導電体ドラムの感度の変化が含まれる。感度が変化すると、レーザ１８に対する露光の結果生じる、光導電体ドラム１４の放電電圧の大きさが低下または上昇する可能性がある。放電電圧が通常範囲から変化すると、光導電体ドラム１４に現像を施すトナー２４の量に影響が生じ、従って、電子写真プロセスが正しく実行されていない旨の表示が行われる可能性がある。

トナーの充電が不適切な場合には、光導電体ドラム１４の表面に現像を施すトナー２４の量が減少する可能性がある。静電プローブ７０は、光導電体ドラム１４の表面のトナー２４による現像が施された領域について電圧を測定することによって、この条件を検出することになる。光導電体ドラム１４の放電領域に対して現像を施すトナー２４の量が不十分な場合には、表面電圧の大きさが、表面電圧の予測範囲外になる。表面電圧が、表面電圧の予測範囲外になると、コントローラー５６は、電子写真プロセスが正しく実行されていないことを表示する信号を発生する。

電荷測定装置５４及び電荷測定装置６８は、さまざまなやり方で実施することが可能である。電荷測定装置５４または電荷測定装置６８のさまざまな実施態様に関する重要な性能属性は、測定電荷に関連した出力を送り出す機能である。電荷を測定する方法の１つには、電流の積算を実施することが含まれる。どちらの電荷測定装置の実施態様も、それぞれ、現像ローラ２２または光導電体ドラム１４に流入する電流を積算して、イメージング処理中に転送される電荷を測定するアナログまたはデジタル積算器を用いて実施することが可能である。積算器の出力は、積算が実施された時間期間中に転送された正味の電荷量を表すアナログ信号またはデジタル信号になる。

電荷測定装置５４と電荷測定装置６８のどちらの実施態様も、光導電体ドラム１４または現像ローラ２２に流入する電流を測定する非接触電流検知プローブを利用して実施することが可能である。例えば、Ｔｅｋｔｒｏｎｉｘ ＣＴ１と同様の性能属性を備えた電流検知プローブであれば、電荷測定装置５４または電荷測定装置６８の実施態様に用いるのに適した測定機能を備えるであろう。電流プローブの出力は、電流振幅に対応し、イメージング処理中に転送される正味電荷を求める時間期間にわたって積算される。非接触電流プローブは、現像ローラ２２に供給される大きい値のバイアス電圧が存在する場合に電流を測定することができるので、電荷測定装置５４の実施態様においてとりわけうまく機能する。

電荷測定装置５４及び電荷測定装置６８の実施態様には、電量計を用いることが可能である。電荷測定装置５４の場合、電量計によって、イメージング処理中における現像ローラ２２と高電圧電源５２との間の正味電荷転送量が測定される。電荷測定装置６８の場合、電量計によって、イメージング処理中における光導電体ドラム１４とアースの間の正味電荷転送量が測定される。Ｔｒｅｋ Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ，ｍｏｄｅｌ ２１７電量計と同様の性能属性を備えた電量計であれば、光導電体１４とアースの間の正味電荷転送量を測定するのに適した感度を有するであろう。

測定システムの実施態様について例示し、解説してきたが、通常の当事者には容易に明らかになるように、付属の請求の範囲から逸脱することなく、これらの実施態様にさまざまな修正を加えることが可能である。

測定システムの第１の実施態様を含む電子写真プリンタの概略図である。 測定システムの第２の実施態様の概略図である。 測定システムの第３の実施態様の概略図である。 測定システムの第１の実施態様の概略図である。

符号の説明

１４ 光導電体
２２ 現像装置
２４ トナー
５２ 電源
５４ 電荷測定装置
５６ コントローラー
６８ 電荷測定装置
７０ 電圧測定装置

Claims (2)

1. 光導電体と、
   前記光導電体の表面における電圧を測定し、前記光導電体の電荷に関連した出力を提供するように構成された電圧測定装置と、
   前記出力を受信するように構成されており、さらに、前記出力の値が所定の範囲外にあるか否かを判定するように構成されたコントローラーと
   を含む測定システム。
2. 前記電圧測定装置に、トナーによる静電潜像の現像後に前記光導電体の表面における電圧を測定する構成が施されていて、前記所定の範囲が、電子写真プロセスの処理中に生じる電圧範囲に対応する請求項１に記載の測定システム。
   

Images