JP5635820B2 - 画質改良方法 - Google Patents

Description

本発明は、静電性マーキングシステムに係り、より詳細には、これらシステムの現像剤転写ステップに関する。

現在、汎用されている静電潜像再生装置において、光導電性絶縁部材は、負の電位に帯電され、その後、複写される原稿ドキュメントの光画像によって露光される。露光は、露光された又は背景領域において、光導電性絶縁面を放電し、原稿ドキュメントに含まれる画像領域に対応する静電潜像を部材上へ生成する。次に、光導電性絶縁面上の静電潜像は、本分野の技術において「トナー」と呼ばれる現像粉体により画像を現像することによって、可視化される。現像中、トナー粒子は、光導電性絶縁領域上の画像領域の帯電パターンによってキャリア粒子から引き付けられて、光導電性絶縁領域へ粉体画像を形成する。次に、この画像は、加熱又は加圧によって、画像が永久定着されるコピー紙などの担持面へ転写又はマーク付けされる。静電性マーキングシステムのいくつかにおいては、フォトレセプタ（受光体）ベルトやドラム又は、一般に、中間転写ベルト（ＩＴＢ）が電子写真式マーキング方法の様々な処理ステーションを介して、無端（エンドレス）経路内を移動するように配置されている。本発明は、現像された画像が、中間転写ベルトから、ユーザによって選択された基板へ転写されるシステムにおいて、説明される。しかしながら、本発明は、画像が光導電体から転写されるシステムも含む。基板は、ユーザによって選択される印刷媒体を指す。

トナー画像の転写又はマーク付けの後、基板は、ユーザによってシステムから取り外されるか、又は、コピー（写し）が回収され、コンパイルされ、ステープラ綴じされ、書籍やパンフレット又は他のセットが作成される「仕上げステーション」へ自動供給されてもよい。この電子写真方式において重要な部分は、トナーをフォトレセプタ又は紙に定着させる前のトナー転写ステップである。このステップは、最終転写ステップと呼ばれる。

電子写真方式のトナー転写は、多くのノイズにロバストな制御パラメータを設計することに依存している。転写のロバストネス（堅牢性）は最適化できるが、全ての基板、トナー、及び環境に対して最適化できるわけではない。全ての電子写真方式において、紙を含む基板や使用されるトナーがキーポイントであり、望ましい最終画像を得るために重要である。この方法において重要な役割を果たす基板の特性は、再生紙、透明紙、コート紙又は非コート紙などの基板の種類、基板の含水量、誘電性特性、温度、ＧＳＭ（重量／平方メートル）等の基板の種類である。各装置は、転写システムの設定点（セットポイント）を調整する組込みソフトウェア又はアルゴリズムを有している。本発明は、画質を最適化するために、これらのアルゴリズム・パラメータを改良するための方法又はシステムを提供する。基板間の違いの外に、新しいアルゴリズムを提供する場合に考慮すべき条件は、トナー性能、及び装置と装置部品の寿命である。装置と装置部品の寿命は、ＩＴＢと加圧転写システムを用いた装置に対する転写システムの電気的特性に特に影響を与える。

本発明は、いかなる電子写真転写装置にも適用することができる。本発明のキーポイントは、転写効率を測定するために、最終転写前及び最終転写後のトナー量センサを用いることである。最終転写前のトナー量（質量）は、「ＤＭＡ」と呼ばれ、基板に転写されず、ＩＴＢ又はＯＰＣ（光導電体）に残留する最終転写後のトナー量（質量）は、「ＲＭＡ」と呼ばれる。転写効率は、ＩＴＢ又はＯＰＣから基板へ転写される転写の割合をいう。最終転写セットアップ・ルーチンは、転写前及び転写後のトナー量センサによって測定される最適転写効率又はユーザの判断に基づいて、転写パラメータを設定するために用いられる調整アルゴリズムを調整することができる。このルーチンは、ユーザの判断に基づいて、自動又は手動で実行されるように選択され得る。閉ループの最終転写調整システムは、この最終転写セットアップ・ルーチンを自動モードで実行する時に生成される。本発明は、ロバストな転写調整組込みサブシステムに取って代るわけではないが、様々なトナーやいろいろな基板又は特殊な基板に印刷する場合、環境適応能力の限界において動作する場合、及び、これらの組み合わせにおいて、転写を最適化するために使用される。これらの状況は、再生基板へ移行する印刷会社が増えるにつれ、極めて頻繁に発生している。

最近製造されている電子写真装置は全て、最適な転写システムの設定点を決定するために使用される特徴又はアルゴリズムを提供する組込みソフトウェアと共に提供される。これらのアルゴリズムは、以下の、（ａ）装置内部環境条件、（ｂ）転写システムの電気的特性、(ｃ）基板特性、（ｄ）画像面１又は面２、（ｅ）処理速度、又は、（ｆ）装置の印刷モードがカラー（着色）又は黒のみかの判断、を含む入力変数を用いることができる。この組込みソフトウェアが、多湿環境、トナーの濃度や密度の多様性、及び、透明紙、コート紙、多孔紙、及び厚紙などの標準紙以外の様々な基板などの（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、及び（ｆ）の全てのバラつきに対して、最適画像を形成できるわけがないことは明らかである。従って、 (ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、又は（ｆ）によって生じる任意の実質的なバラつきを調整するために、特殊な又は異なるジョブが実行される場合、最適画像が、これらの組込みアルゴリズムを変更して、転写システムの設定点を変更することが極めて望ましい。本発明は、ＤＭＡ及びＲＭＡセンサ入力に基づいた自動モードにおいて、又は、各変更から得られた印刷画像の画質のユーザの判定に基づいてユーザが転写パラメータ設定点を選択するかのいずれかにおいて、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、及び（ｆ）の転写性能に与える影響を測定する転写前及び転写後センサを提供する。

本発明の一態様は、電子写真装置によって生成される画像の品質改善方法であって、前記電子写真装置において、トナー、転写システムの電気的特性、基板と環境処理のパラメータに関連する組込みソフトウェア又はアルゴリズムを決定し、印刷がなされる基板又は紙への画像転写の前後に、光導電体上の単位面積当たりのトナー現像質量及び光導電体上に残留するトナーの単位面積当りのトナー残質量を測定することによって、今現在所望されている画像形成プロセスに対応するトナーと基板と環境処理パラメータとの条件を決定するための、少なくとも一回の最終転写セットアップ・ルーチン画像形成処理を実行し、前記条件を測定するための複数のセンサを提供し、前記組込みソフトウェア又はアルゴリズムを変更して、最適な画質の前記条件を反映した新しいマシン・ソフトウェアを生成することを含む。
前記方法において、環境パラメータの前記センサの測定値が前記電子写真装置の転写ステーションにおいて求められてもよい。
前記方法において、前記転写前の単位面積当たりのトナー現像質量と前記転写後の単位面積当りのトナー残質量の全ての測定値と、転写システムの電気的特性と、ユーザ入力による基板特性及び環境パラメータとが、前記新しいソフトウェアを生成するために使用されてもよい。
前記方法において、前記センサが、前記転写前の単位面積当たりのトナー現像質量と前記転写後の単位面積当りのトナー残質量を測定してもよい。

本発明により、電子写真システムによる画像形成において、基板特性や転写システムの電気的特性にばらつきがあっても、これを考慮して所望の画質を得られるよう、転写パラメータを計算し最適化することができる。

本発明による、中間転写ベルトを用いた一般的な電子写真システムを示す図である。 本発明による、光導電性無端ベルトを用いた一般的な電子写真モノクロームシステムを示す図である。

温度や湿度などの装置内部の環境条件を測定するために、少なくとも一つのセンサが必要である。ソフトウェアは、以下に限定されないが、環境センサから得られるデータ、ユーザによってプログラムされる基板設定（例えば、マーケット、重量、コート紙か非コート紙か、透明紙か否かなど）、及び転写システム電気的特性測定を含む変数を有する転写調整アルゴリズムを使用して、転写パラメータを調整する。転写システムの電気的特性は、転写のために高電圧電力を変化させ、その出力を監視するルーチンによって計算される。転写調整アルゴリズムによって計算して得られた転写パラメータ値は、ユーザが所望する最適画像を得ることができるまで、使用される。所望の画像が決定されると、(ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、又は（ｆ）に対する新しいアルゴリズム係数が、転写調整ソフトウェアアルゴリズムへ組み込まれ（即ち組込みソフトウェアが変更され）、次いで予測可能な良好な画質を追求しながら長いジョブラン（実行）を進行させることができる。

本発明の改良された画像において、信頼できるゲージとして作用し得る測定値は、最終転写直前のトナーの単位面積当りの現像質量（ＤＭＡ）と、光導電体又はＩＴＢから紙や基板へのトナー転写後に光導電体上に残留するトナーの単位面積当りの残質量（ＲＭＡ）である。ランは、ＲＭＡが最小となるまで実行され、アルゴリズムは、転写パラメータ設定点がＲＭＡを最小限にするように微調整される。組込みソフトウェアの変更は、（同一画像の複数ページが画像形成対象である）書籍又はパンフレットなどの長期ラン画像形成プロセスにおいて、特に有用である。

本発明は、転写前トナー量センサと転写後トナー量センサを使用する。このために、ＥＴＡＣ、ＡＤＣ／ＥＴＡＣ、及び他の簡単に入手できる拡散及び正反射センサを使用することができる。例えば、いくつかの既存の装置は、最終転写前のＡＤＣセンサを既に有しているため、最終転写後の一つ又は複数のＥＴＡＣセンサを追加するだけでよい。

最終転写設定ルーチンの自動又は閉ループモード実行中、装置は、シートごとに数枚の画像パッチを実行し、画像面（ＩＴＢ又はＯＰＣ）上の最終転写前トナー量を測定し、最終転写後トナー残量の面積（ＲＭＡ）を測定し、転写割合を求め、第２の転写電界を反復し、最も高い転写効率を発揮する調整パラメータを計算し、最適化する。

他のユーザオプションは、手動の最終転写設定ルーチンを実行することであり、このルーチンは、ユーザがどの転写電界設定点を最も好むかを決定することを可能とする。この設定ルーチンでは、様々な連続階調及び中間調（ハーフトーン）が基板に印刷される。このモードが実行されている間、装置は各画像に、その特定の画像のみに使用される転写パラメータ設定点を印刷する。例えば、第１のシート出力は、公称の設定点より−５００Ｖ（ボルト）異なる可能性があり、あるいは、一定の電流モードで実行される場合、第１のシート出力は、公称の設定出力より−５０ｕＡ（マイクロアンペア）異なる可能性がある。その場合、第１の出力シートは、その隅に「公称出力−５００Ｖ」又は「公称出力−５０ｕＡ」と印刷される。第２のシート出力は、１１枚のシートが印刷されて、公称電界値が＋５００Ｖ又は５０ｕＡに到達するまで、最終転写を−４００Ｖ又は−４０ｕＡなどに設定する。また、これは、より大きな１５０Ｖ又は１５ｕＡという出力工程においても実行することができる。

ＤＭＡ（現像量／単位面積）センサは、最終転写に使用される質量を測定する。ＲＭＡセンサは、中間ベルト又はＯＰＣ（光導電体）に残された残質量を測定する。ソフトウェアは、この基板に対して最適化された転写効率に基づいて（最適化は自動モード又は手動モードによって決定される）転写パラメータ制御アルゴリズムを調整し、今後参照するために、調整されたアルゴリズムを、環境センサデータ（相対湿度（ＲＨ）と温度）と共に記録する。次に、ソフトウェアは、最終転写効率を最適化するために最終転写電界を設定する。

このように、本発明は、固定転写効率目標又はフィードフォワードの計算によって処理することができない紙、例えば、再生紙又は「ゼロックス社の推奨媒体リスト」に載っていない紙に対して、転写システムの電気的特性、環境ノイズ、トナー、及び、基板のバリエーション（種類）に応じて、転写効率を最適化するための転写設定方法（自動又は手動による）を提供する。本発明は、フォトレセプタ又は中間転写ベルト（ＩＴＢ）のいずれかからの転写に適用される。ＩＴＢを用いたシステムにおいて、画像は、光導電体からＩＴＢへ転写され、次に、ＩＴＢから基板へ転写される。光導電体からの転写及びＩＴＢからの転写は共に、本発明の範囲に含まれる。自動モードにおいて、フィードフォワード転写パラメータは、転写前のベタ領域のトナー量と転写後のトナー残量の測定（推論）に基づいて、最適化又は微調整される。手動モードにおいて、顧客のテストパターン外観の判定に基づいて顧客の画像に対する好みが最適化ルーチンへ組み込まれる。

本発明のシステムにおいて、転写後及び転写前のトナー量センサを使用することは、重要である。環境、基板及び現像剤又はトナーに関する既存の装置アルゴリズムが、アルゴリズムを展開するときの出発点となり得る。本発明は、自動画質調整シーケンス期間、又は、装置のユーザがこのルーチンを必要とする時は必ず、新しい転写アルゴリズムを提供するように用いられる。本発明の全体を通して使用されている用語「転写」は、光導電体又は中間層から基板又は紙へトナーを転写することをいう。

本発明にとって重要なのは、最適な転写電界が、環境、転写システムの電気的特性、トナー、及び基板とこれらの転写電界の相互作用の極めて重要な影響に基づいて、決定されることである。これらの入力因子は全て、画像が基板に転写される量と、画像転写期間に発生し得る任意の画質障害を決定する。

多くの製品は、コーティングの有無及び重量などの基板パラメータに基づいて、転写電界設定点を決定するために、アルゴリズムを使用する。これらの設定点は、これらの基板パラメータのばらつきにわたって性能を発揮するように最適化される。例えば、紙に使用される塗膜剤（コーティング）は化学的に又はその濃度が製造会社ごとに異なる可能性がある。更に、一般に再生紙によく見られるが、非コート基板にも誘電性の厚さに局所的にバラつきがある。

本発明に使用されている頭字語及びそれらの意味を以下に一覧で示す：
Ａ． ＥＴＡＣ：トナー画像の反射光を測定するために使用されるセンサ。画像の量はこの情報に基づいて決定される。
Ｂ． ＡＤＣ：トナー画像の反射光を測定するために使用されるセンサ。画像の量はこの情報に基づいて決定される。
Ｃ． ＩＴＢ：中間転写ベルト。
Ｄ． ＯＰＣ：光導電体。これは、光を用いて帯電又は放電され得るベルト又はドラムであってよい。
Ｅ． ＩＱ：画質
Ｆ． −５０μＡ：−５０マイクロアンペア（電流）。
Ｇ． ＲＭＡ：残質量／単位面積、基板への転写発生後にＯＰＣ又はＩＴＢに残るトナー、ＴＭＡ：転写質量／単位面積、及びＤＭＡ：現像剤質量／単位面積。

トナー転写質量／単位面積（ＴＭＡ）は、ＩＴＢ又はフォトレセプタから基板へ転写されるトナー質量であり、現像質量／単位面積（ＤＭＡ）から残質量／単位面積（ＲＭＡ）を減算することによって測定されるトナーの量である。従って、ＤＭＡ−ＲＭＡ＝ＴＭＡとなる。画質を最適化するためにＤＭＡを求めることは、重要である。一般に、９０％のＴＭＡは、５０％のＴＭＡより良好な画質を形成する。本発明の一つの目的は、転写プロセスのＴＭＡを大きくするアルゴリズムを提供することである。本発明は、転写システムの電気的特性、環境ノイズ、トナー及び基板（紙）のバリエーション（種類）に応じて、紙に対するトナー転写効率を最適化するためのトナー転写方法又はシステムを提供する。電子写真システムにおいて、今ひとつ最適ではないトナー転写に関連する画質の欠点を削減し、トナーの過剰廃棄を防止するために、転写効率を最大にして、より良好な画質を提供することが重要である。転写システムの電気的特性、転写効率、ユーザ入力による基板情報、及び転写ステーションの環境を検知するために改良された技術の全てが、最適な画質を得るために改良されたアルゴリズムの生成に使用される。本発明及び請求の範囲を通して、標準紙の「標準（ｓｔａｎｄａｒｄ）」は、基板やシステムの特性を意味するのではなく、製造されているゼロックスマーキング装置のソフトウェア・スタンダード、パラメータ又はアルゴリズムにおいて使用されている特性と同様に、多数又は全てのゼロックス社製の装置において使用されている７５ｇｓｍ（重量／平方メートル）又は同様の重量の非コート紙の特性を含む電気的及び他のプロセス特性を意味する。

ＲＭＡに関連して記載されている用語表現「「かなり（ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ）」削減される」とは、本発明の方法が実行された後の残留トナーが約５０％削減されることを意味する。

図１には、本発明の転写改良方法が用いられるカラー画像形成システム１が示されており、カラー画像システム１は、ラスタ出力スキャナ（ＲＯＳ）２のアレイ（２列以上）とこれらに対応するフォトレセプタ（受光体）ドラム５（無端中間転写ベルト３の上方で位置合わせされた転写及び画像形成ステーションを含む）を含む。各ＲＯＳは、光導電性ドラム５へ異なる画像ビーム４を放出して、そのカラーに対する画像が配置されるドラム表面を帯電する。前面フレーム６は、ＲＯＳ２を支持する。ドラム５が回転するにつれて、帯電された領域がその特定の画像形成ステーションのカラートナーを引き寄せ、このカラー画像をドラム５からベルト３の表面へ転写し、各カラー画像が、その前付着された画像に対して付着される。処理の最後には、各ステーションにおいてカラー現像された）６個の付着画像が全て正確に位置合わせされてカラー画像がベルト３上に形成され、最終的に基板又は媒体へ転写される。矢印７は、ドラム５とベルト３の回転方向を示している。任意の数のセンサ８及び９は、最終転写前トナー量、及び最終転写ＲＭＡを測定し、この測定情報を装置制御ソフトウェアにリレー（中継）して、転写調整アルゴリズム係数を調整するように、使用され得る。

図２には、センサ１０がＤＭＡを求め、センサ１１がトナーＲＭＡを求める単色電子写真システム２５が示されている。環境条件、転写システムの電気的特性、紙又は基板の特性、及びセンサ１０及び１１によって付与される測定値が、因子として装置の既存アルゴリズムに組み込まれ、アルゴリズムの各々が、転写性能を最適化し、より最適化された特性、より正確でより良質な画像を提供できるように微調整される。図２において、電子写真システム２５は、スタック（積重ね）アセンブリ１３を有する回収ステーション１４、紙１５、矢印の動き１６を有する光導電体ベルト２７の矢印、給紙部１８、帯電ステーション１９、露光ステーション２０、現像ステーション２１、クリーニングステーション２８、及び定着ステーション２２を含む。転写ステーション２６と近傍のセンサ１０、１１は、転写システムの電気的特性の重要な測定値、ＤＭＡとＲＭＡを提供する。ＤＭＡ及びＲＭＡセンサのこれらの測定値又はパラメータ入力が取り出され、記録される前に、セットアップあるいはスタートアップフェーズ又はランが、初期転写システムの電気的特性及び環境を決定するために実行される。次に、トナー転写に対して最適なアルゴリズムを提供するために、装置のソフトウェア又はアルゴリズムの既存パラメータに転写システムの電気的特性が重畳される。

本発明の実施の形態は、電子写真装置によって生成された画像の画像品質を改良するための方法を提供する。この方法は、装置における、トナー性能、転写システムの電気的特性、基板、及び環境パラメータに関連する組込みソフトウェア又はアルゴリズムを決定することを含む。

次に、ユーザは、転写効率又は印刷される画像のユーザの好みに基づいて、転写システムの最適な設定点を決定するために、少なくとも一つの最終転写セットアップ・ルーチン画像形成ラン（処理）を実行する。

これらの条件を測定するために複数のセンサが提供され、次に、手動モードの場合ユーザが所望の画質を提供する最適転写パラメータ設定点を決定する。次に、ユーザが所望する設定点の選択は、組込みソフトウェア又はアルゴリズムを変更するために用いられ、新しいマシン・ソフトウェアを生成する。

転写システムの電気的特性の全ての測定、及びユーザによって選択された基板パラメータに伴う環境処理パラメータが、この新しいソフトウェアを生成するために使用される。これらのセンサがＤＭＡとＲＭＡを測定し、ＴＭＡが新しいマシン・ソフトウェアが形成される前に計算される。

トナーＴＭＡは、式「ＴＭＡ＝ＤＭＡ―ＲＭＡ」によって求められる。トナー量、転写システムの電気的特性の全ての測定値、及び基板と環境のパラメータがマシン・ソフトウェアに入力され、これ以降、同様の画像形成プロセスを使用する場合に備えて、マシン・ソフトウェアに記憶される。

従って、新しい装置のソフトウェア製造時に最適な画質の条件を反映するために、組込みパラメータ又はアルゴリズムの変更が達成される。この方法は、自動又は手動のいずれかにおいて実行可能である。

１０、１１：センサ
１３：スタックアセンブリ
１４：回収ステーション
１５：紙
１６：矢印
１８：給紙ステーション
１９：帯電ステーション
２０：露光ステーション
２１：現像ステーション
２２：定着ステーション
２５：電子写真システム
２６：転写ステーション
２７：光導電体ベルト
２８：クリーニングステーション

Claims (1)

1. 電子写真装置によって生成される画像の品質改善方法であって、
   前記電子写真装置において、印刷がなされる基板又は紙への画像の転写前の光導電体上の単位面積当たりのトナー現像質量（ＤＭＡ）及び光導電体上に残留するトナーの転写後の単位面積当りのトナー残質量（ＲＭＡ）、転写システムの電気的特性、基板と環境パラメータを入力変数として有する組込みソフトウェア又はアルゴリズムを決定し、
   前記ＤＭＡ及び前記ＲＭＡを測定することによって、今現在所望されている画像形成プロセスに対応するトナーと基板と環境パラメータとの条件を決定するための、少なくとも一回の最終転写セットアップ・ルーチン画像形成処理を実行し、
   前記ＤＭＡと、前記ＲＭＡと、前記環境パラメータとをそれぞれ測定するための複数のセンサを提供し、
   前記入力変数のすべてを前記組込みソフトウェア又はアルゴリズムに組み込むことにより前記組込みソフトウェア又はアルゴリズムを変更する
   ことを含む方法。

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