JPH06208275A

JPH06208275A - ３レベル像形成方法および装置

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Publication number: JPH06208275A
Application number: JP5283247A
Authority: JP
Inventors: Mark A Scheuer; エイショイアーマーク
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1992-12-07
Filing date: 1993-11-12
Publication date: 1994-07-26
Anticipated expiration: 2013-07-23
Also published as: DE69307111D1; MX9307527A; BR9304957A; EP0601801B1; CA2107190C; JP2778906B2; DE69307111T2; EP0601801A3; CA2107190A1; EP0601801A2

Abstract

(57)【要約】【目的】静電電圧計のトナー粒子汚染を補償するこ
と、および適正な現像電界および清掃電界を確保するこ
とである。【構成】本方法は、感光体表面上の静電潜像を現像す
るため使用される現像ハウジングからの荷電粒子（トナ
ー）で汚染された静電電圧計の間違った電圧示度を２個
の静電電圧計を用いて調整することにより、静電電圧計
の汚染を補償している。さらに、２個の静電電圧計が測
定した電圧の差に等しい量だけ現像ハウジングのバイア
スを調整することによって、現像のとき正しい現像電界
および清掃電界を確保している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一般にはハイライトカ
ラー像形成、より詳細には１回パス３レベルハイライト
カラー像形成に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】本発明は、ゼログラフィー技術すなわち
印刷技術において利用することができる。通常のゼログ
ラフィーの実施では、像形成表面に静電潜像を形成する
ため、最初に感光体を一様に帯電させるのが一般的な手
順である。感光体は電荷保持表面を構成している。電荷
は原イメージに対応する活性化放射線パターンに従って
選択的に消去される。この電荷の選択的消去により、放
射線にさらされなかった領域に対応する電荷パターンが
像形成表面の上に残る。

【０００３】この電荷パターンは可視化するためトナー
で現像される。一般に、トナーは静電吸引によって電荷
パターンへ付着する着色粉末である。

【０００４】現像されたイメージは、その後、像形成表
面に固着されるか、あるいは普通紙などの像受容体へ転
写され、適当な定着法によって像受容体へ固着される。

【０００５】３レベルハイライトカラーゼログラフィー
の概念は、米国特許第4,078,929 号に開示されている。
上記米国特許は１回パスハイライトカラー像形成を実現
する手段として３レベルゼログラフィーを使用すること
を教えている。明細書に記載されているように、電荷パ
ターンは第１カラートナー粒子と第２カラートナー粒子
で現像される。一方のカラートナー粒子が正に荷電さ
れ、他方のカラートナー粒子が負に荷電されている。あ
る実施例においては、摩擦帯電作用による相対的に正の
キャリヤ粒子と相対的に負のキャリヤ粒子との混合物か
ら成る現像剤によってトナー粒子が供給される。上記現
像剤は、一般に、電荷パターンを支持している像形成表
面の上に流下させることによって電荷パターンへ与えら
れる。別の実施例においては、一対の磁気ブラシによっ
てトナー粒子が電荷パターンへ与えられる。各ブラシは
一定のカラーおよび一定の電荷のトナーを供給する。さ
らに別の実施例においては、現像装置が背景電圧に近い
電位にバイアスされている。このバイアスにより、現像
された画像のカラー鮮明度が向上する。

【０００６】上記米国特許第4,078,929 号に開示されて
いるハイライトカラーゼログラフィーにおいては、電荷
保持表面すなわち感光体上のゼログラフィーコントラス
トは、通常のゼログラフィーの場合のように２つのレベ
ルでなく、３つのレベルに分けられる。一般に、感光体
は−900 ボルトに帯電される。感光体は、帯電イメージ
領域（次に帯電領域現像（carged-area deveropement:
ＣＡＤ）によって現像される）に相当する第１イメージ
が最大電位（Ｖ_CADすなわちＶ_ddp）のままであるよう
に露光される。Ｖ_ddpは、感光体が光が存在しない状態
で帯電している間の電圧の低下（暗減衰として知られ
る）による感光体上の電圧である。放電イメージ領域
（次に放電領域現像（discarged-area deveropement:Ｄ
ＡＤ）によって現像される）に相当する第２イメージ
は、感光体を残留電位Ｖ_DADすなわちＶ _C（一般に、−
100 ボルト）まで放電させる。白色すなわち背景領域
は、感光体の電位をＶ_CAD電位とＶ_DAD電位の中間の電
位Ｖ_whiteすなわちＶ_w（一般に、−500 ボルト）まで
減少させる。一般に、ＣＡＤ現像剤はＶ_whiteよりＶ
_CADに約 100ボルト近い値（約−600 ボルト）にバイア
スされ、ＤＡＤ現像剤はＶ_whit _eよりＶ_DADに約−100
ボルト近い値（約−400 ボルト）にバイアスされる。理
解されるように、ハイライトカラーは必ずしも異なる色
である必要はないが、別の顕著な特徴をもつことができ
る。たとえば、一方のトナーは磁性であり、他方のトナ
ーは非磁性であってもよい。

【０００７】米国特許出願第07/755,194号 (1991年９月
５日出願) は、１回パス３レベル像形成装置および方法
に関するものである。背景電圧Ｖ_Modおよびカラートナ
ーパッチ電圧Ｖ_tcの示度に及ぼす暗減衰の効果を補整す
るために、２個の静電電圧計（ＥＳＶ₁，ＥＳＶ₂）を
使用している。前者はカラーハウジングすなわちＤＡＤ
ハウジングの前方に配置され、後者はその後方に配置さ
れている。暗減衰およびＣＡＤ電圧損失が生じた後にＣ
ＡＤおよび黒色トナーパッチの電圧を測定するので（Ｅ
ＳＶ₂を使用して）、それらの示度に対する補整は必要
ない。またＤＡＤイメージ電圧は感光体の寿命を通じて
ほとんど暗減衰変化を受けないので、平均暗減衰を電圧
目標値に組み入れることができる。

【０００８】米国特許出願第07/755,193号 (1991年９月
５日出願) は、レーザーＲＯＳで行う３レベル像形成に
使用するトナーパッチの生成に関するものである。従来
の方法に広く使用されている形式の１個のトナーパッチ
発生器を使用して、２つのトナーパッチを生成してい
る。一方のトナーパッチ潜像はパッチ発生器を単独で使
用して生成し、他方のトナーパッチ潜像はトナーパッチ
発生器と像形成装置のＲＯＳ露光装置を使用して生成し
ている。

【０００９】米国特許出願第07/755,473号 (1991年９月
５日出願) は、３レベル像形成装置において２個の静電
電圧計を使用して感光体の帯電電圧を制御する方法に関
するものである。一方の静電電圧計は帯電装置の電圧上
昇を制御するために使用し、他方の静電電圧計は３レベ
ルイメージの帯電領域の電荷レベルを監視するために使
用している。臨界値を感知したら、帯電装置の制御を帯
電領域の電荷レベルを監視する静電電圧計へ移して、帯
電装置からの出力を所定の目標値に制限している。

【００１０】米国特許出願第07/755,234号 (1991年９月
５日出願) は、１回パス３レベル像形成装置に関するも
のである。この像形成装置では、２個の静電電圧計（Ｅ
ＳＶ）を使用して、いろいろな制御パッチの電圧を監視
し、赤外線濃度計（ＩＲＤ）の示度をフィードバック制
御している。

【００１１】また静電電圧計の示度を使用して、各トナ
ーパッチの赤外線濃度計の示度を調整している。黒色ト
ナーパッチの場合は、２個の現像ハウジングの間に配置
した静電電圧計の示度を使用してパッチ電圧を監視して
いる。もしパッチ電圧が目標値以上であれば（高現像電
界（high developement fielｄ））、赤外線濃度計の示
度を電圧誤差に比例する量だけ増やす。カラートナーパ
ッチの場合は、現像ハウジングの上流に配置した静電電
圧計の示度と、カラーハウジングに対する暗減衰の推定
を使用して、カラートナーパッチの赤外線濃度計の示度
に対し同様な補正を行う（しかし、カラーの場合は、よ
り低い電圧によって、より高現像電界が生じるので、符
号が逆になる）。

【００１２】米国特許出願第07/755,279号 (1991年９月
５日出願) は、トナー小出し速度の調節に関するもので
ある。３レベル像形成装置において現像されたトナーパ
ッチの赤外線濃度計の示度を不揮発性記憶装置に記憶さ
れた目標値と比較し、さらに赤外線濃度計の前示度と比
較する。トナー小出しの決定（すなわち、追加または削
減）は、これら２つの比較に基づいて行われる。このよ
うに、赤外線濃度計の示度が目標値からどれだけ離れて
いるかを調べるほか、現在の傾向（すなわち、示度が目
標値に向かう方向または離れる方向に動いているか）も
調べている。

【００１３】米国特許出願第07/755,467号 (1991年９月
５日出願) は、３レベル像形成装置に関するものであ
る。この像形成装置では、二組の目標値、すなわち静電
気のサイクルアップコンバージェンス（cycle up conve
rgence) のとき使用する一組の目標値と、実行時間のと
き使用する他の一組の目標値を設けることによって、サ
イクルアップコンバージェンスのとき現像されたパッチ
を１回パスで清掃している。この目的のため、実行時間
のとき使用する目標値とは異なる異なる目標値を、サイ
クルアップコンバージェンスのとき、予備清掃ジコロト
ロン、転写ジコロトロン、および予備転写ジコロトロン
について使用している。

【００１４】さらに各動作モードに１つ、２つの帯電目
標値を設けることによって、実行時間およびサイクルア
ップコンバージェンスのとき感光体を正しく帯電させる
ことができる。

【００１５】米国特許出願第07/755,196号 (1991年９月
５日出願) は、３レベル像形成装置における静電気のサ
イクルアップコンバージェンスに関するものである。こ
の像形成装置では、イメージ出力端子常駐イメージ（画
素または制御ボード上）を用いて各ピッチごとに帯電電
圧、放電電圧、および背景電圧の示度を得ることによっ
て、サイクルアップコンバージェンスを短縮している。

【００１６】米国特許第5,138,378 号 (1992年８月11日
発行) は、感光体の有効寿命を延ばすため３レベル像形
成装置における静電目標値を再計算する方法に関するも
のである。感光体の経時変化による残留電圧の増大は、
通常は感光体を廃棄することが必要になるのであるが、
現在の感光体の状態で全ＲＯＳ露光量が露光限界に達し
たとき、全ＲＯＳ露光量について目標電圧を再設定する
ことによって、その必要をなくしている。その後、すべ
てのコントラスト電圧の目標値がこの新しい目標値に基
づいて再計算される。

【００１７】それらの目標値は装置全体の現在の能力に
基づいて計算され、寛容度は露光量の代わりに電圧に基
づいて計算される。

【００１８】米国特許出願第07/755,197号 (1991年９月
５日出願) は、赤外線濃度計の示度を使用して３レベル
像形成装置における黒色トナーパッチの２回パス清掃の
効率を検査する方法に関するものである。赤外線濃度計
は３レベルイメージの背景パッチを検査し、もし過剰の
トナーが検出されれば、機械の故障を指示する。

【００１９】米国特許第5,132,730 号 (1992年７月21日
発行) は、１回パス３レベル像形成装置に関するもので
ある。この像形成装置では、カラー現像ハウジングが誤
動作を行うとマシンサイクルダウンが開始される。静電
電圧計を使用して現像前と現像後のカラーイメージの電
圧レベルを読み取って、これら２つの示度の差と適当な
目標値とを比較し、もしその差が目標値より大きけれ
ば、マシンサイクルダンウンが開始される。

【００２０】米国特許第5,119,131 号 (1992年６月２日
発行) は、１回パス３レベル像形成装置に関するもので
ある。この像形成装置では、荷電粒子（すなわち、トナ
ー）で汚染された静電電圧計の間違った電圧示度を、２
個の静電電圧計を使用して無効にしている。

【００２１】正規のサイクルダウンに続く各サイクルア
ップのとき、２個の静電電圧計を使用して、感光体の相
対的に帯電していない部分の一部の電圧レベルを測定し
ている。汚染に敏感でない一方の静電電圧計を基準静電
電圧計として使用し、同じ残留電圧示度が得られるよう
に他方の静電電圧計の零オフセットを調整している。ト
ナー汚染による示度の差が２つの静電電圧計間の零オフ
セットである。このオフセットは、新しいオフセットを
測定するまで、静電電圧計のそれ以降のすべての電圧示
度を調整するために使用される。

【００２２】上記米国特許第5,119,131 号は、ゼログラ
フィー像形成処理に使用される静電電圧計の間違った電
圧示度の問題を解決することを目指しているが、そこに
開示されている解決策は、トナーで汚染されていない基
準静電電圧計を想定している。基準静電電圧計の汚染を
無視した結果、現像のときに不適正な現像電界および清
掃電界が生じている。

【００２３】

【発明が解決しようとする課題】以上のことから、本発
明の第１の目的は、トナーで汚染された基準静電電圧計
の汚染の影響を考慮した、３レベル像形成装置を提供す
ることである。

【００２４】本発明の第２の目的は、静電電圧計の粒子
汚染を反映させるため、現像ハウジングのバイアスを調
整することである。

【００２５】本発明の第３の目的は、感光体の接地面に
印加した基準電圧と基準静電電圧計の示度との差に等し
い量だけ現像ハウジングのバイアスを調整することであ
る。

【００２６】

【課題を解決するための手段】本発明は、感光体表面の
静電潜像を現像するため使用される現像ハウジングから
の荷電粒子（トナー）によって汚染された静電電圧計の
間違った電圧示度を２個の静電電圧計を用いて調整する
ことにより、静電電圧計の汚染を補償する。さらに、現
像のとき適正な現像電界および清掃電界を確保するた
め、現像ハウジングのバイアスを調整する。

【００２７】通常のサイクルダウンに続く各サイクルア
ップのとき、一方の現像ハウジングから感光体の接地面
へＤＣバイアスを短時間の間送って、感光体上の電圧を
２個の静電電圧計で読み取る。前記電圧は感光体の接地
面に対する現像ハウジングバイアスに感光体の残留電圧
を加えたものに等しい。２個の静電電圧計のうち一方の
静電電圧計ＥＳＶ₁を使用して感光体の一部の電圧レベ
ルを測定する。この静電電圧計ＥＳＶ₁は基準静電電圧
計として使用し、同じ示度が得られるように他方の静電
電圧計ＥＳＶ₂の零オフセットを調整する。さらに、感
光体の接地面に与えたバイアス電圧出力と基準静電電圧
計の実際の示度との差によって、カラー現像ハウジング
と黒色現像ハウジングへのＤＣ電源の出力を調整する。

【００２８】ＥＳＶ₂および現像ハウジングのバイアス
に対する上記調整の結果、感光体の残留電圧と、基準静
電電圧計ＥＳＶ₁のプローブハウジング内の荷電粒子の
あらゆる組合せとによって生じた組合せ電圧示度が恣意
的に零へ設定される。従って、すべてのシステム静電値
は相互に適正に設定されるので、マシンの寿命を通じて
適正な現像電界および清掃電界が確保される。

【００２９】

【実施例】次に、３レベルハイライトカラー像形成の概
念をよく理解できるように、図１および図２を参照して
詳しく説明する。図１は、本発明による３レベル静電潜
像に関する光誘導放電曲線（Photoinduced Discharge C
urve) を示す。ここでＶ₀は初期帯電レベル、Ｖ
_ddp（Ｖ_CAD）は暗放電電位（無露光）、Ｖ
_W（Ｖ_Mod）は白色すなわち背景帯電レベル、Ｖ_C（Ｖ
_DAD）は感光体残留電位（３レベルラスタ出力スキャナ
（ＲＯＳ）を使用した最大露光）である。Ｖ_CAD、Ｖ
_Mod、およびＶ_DADの公称電圧値は、それぞれ７８８ボ
ルト、４２３ボルト、および１２３ボルトである。

【００３０】静電潜像を現像する場合のカラーの識別
は、感光体が２つの現像ハウジングを相前後して（すな
わち１回パスで）通過するとき、現像ハウジングを背景
電圧Ｖ _Modからずれた電圧に電気的にバイアスすること
によって行われる。このずれの方向は現像ハウジング内
のトナーの極性すなわち符号によって決まる。一方のハ
ウジング（説明の便宜上、第２ハウジング）に、摩擦帯
電性（正に帯電する）黒色トナーを含む現像剤が入って
いる。黒色トナーは、図２に示すように、Ｖ_blac _{k bias}
（Ｖ_bb）にバイアスされた現像ロールと感光体の間の静
電界によって静電潜像の最も高く帯電した（Ｖ_ddp）領
域へ引き付けられる。逆に、Ｖ_{color bias}（Ｖ_cb）にバ
イアスされた第１ハウジング内の現像ロールと感光体の
間に存在する静電界によって、カラートナーが残留電位
である静電潜像の部分へ向けて動かされるように、第１
現像剤ハウジング内のカラートナーの摩擦帯電電荷（負
電荷）が選定される。Ｖ_bbとＶ_cbの公称電圧レベルは、
それぞれ６４１ボルトおよび２９４ボルトである。

【００３１】図３および図４に示すように、本発明を使
用できるハイライトカラー印刷装置２は、ゼログラフィ
ー処理モジュール４、電子モジュール６、用紙取扱いモ
ジュール８、およびユーザーインタフェース９で構成さ
れている。接地面を含む能動マトリックス感光体ベルト
１０の形式の電荷保持部材は、エンドレス通路内を移動
し、帯電部Ａ、露光部Ｂ、テストパッチ発生器Ｃ、第１
静電電圧計部Ｄ、現像部Ｅ、現像部Ｅの中にある第２静
電電圧計部Ｆ、予備転写部Ｇ、現像されたトナーパッチ
を検出するトナーパッチ読取り部Ｈ、転写部Ｊ、予備清
掃部Ｋ、清掃部Ｌ、および定着部Ｍを通過するように取
り付けられている。ベルト１０は矢印１６の方向に移動
し、ベルトの連続する部分を移動路の周囲に配置された
いろいろな処理部を順次通過させる。ベルト１０は複数
のローラー１８，２０，２２，２３，２４のまわりに掛
け渡されている。ローラー１８は駆動ローラーとして使
用でき、ローラー２５は感光体ベルト１０に適当な張力
を付与するために使用できる。モーター２６はローラー
１８を回転させてベルト１０を矢印１６の方向に進め
る。ローラー１８はベルト伝動装置（図示せず）など適
当な手段によってモーター２６に連結されている。感光
体ベルト１０は可撓ベルト形感光体であってもよい。典
型的なベルト形感光体が、米国特許第4,588,667 号、同
第4,654,284 号、および同第4,780,385 号に開示されて
いる。

【００３２】図３および図４から判るように、最初に、
ベルト１０の連続する部分が帯電部Ａを通過する。帯電
部Ａでは、ジコロトロン２８の形式の主コロナ放電装置
がベルト１０を選択的に高い一様な負電位Ｖ₀に帯電さ
せる。前に述べたように、この初期帯電は、暗減衰放電
電圧Ｖ_ddp（Ｖ_CAD）まで減衰する。ジコロトロンは、
コロナ放電電極３０と、電極の近くに配置された導電性
シールド３２から成るコロナ放電装置である。電極３０
は比較的厚い誘電体で被覆されており、ＡＣ電源３４か
らＡＣ電圧が印加される。導電性シールド３２はＤＣ電
源３６からＤＣ電圧が印加される。光導電性表面への電
荷の分配は、変位電流、または誘電体による容量結合を
用いて行われる。感光体ベルト１０へ向かう電荷の流れ
は、ジコロトロンの導電性シールドに印加されたＤＣバ
イアスで調整される。言い換えると、感光体は導電性シ
ールド３２に印加された電圧まで帯電される。ジコロト
ロンの構造おわび作用のこれ以上の詳細は、米国特許第
4,086,650 号 (1978年４月25日発行) を参照されたい。

【００３３】誘電体被覆電極４０と導電性シールド４２
から成るフィードバックジコロトロン３８は、主ジコロ
トロン２８と相互に作用し合って統合帯電装置を構成し
ている。電極４０はＡＣ電源４４に接続されており、導
電性シールド４２はＤＣ電源４６に接続されている。

【００３４】感光体表面の帯電した部分は次に露光部Ｂ
を通過する。露光部Ｂでは、一様に帯電した感光体すな
わち電荷保持表面１０が、レーザーベース入力／出力走
査装置４８の前にさらされ、走査装置４８からの出力に
従って放電される。走査装置４８は、３レベルレーザー
ラスタ出力スキャナ（ＲＯＳ）が好ましい。代わりに、
ＲＯＳを通常のゼログラフィー露光装置で置き換えるこ
ともできる。ＲＯＳは、光学系、センサ、レーザー管、
および常駐制御ボードすなわち画素ボードで構成されて
いる。

【００３５】最初に電圧Ｖ₀に帯電された感光体は、Ｃ
ＡＤイメージを形成するため、約−900 ボルトに等しい
電圧レベルＶ_ddp（Ｖ_CAD）まで暗減衰を受ける。露光
部Ｂにおいて露光されると、感光体は、イメージのハイ
ライトカラー（黒色以外のカラー）部分では、零すなわ
ち接地電位に近いＤＡＤイメージを形成するため、約−
100 ボルトに等しいレベルＶ_C（Ｖ_DAD）まで放電され
る。図１から判るように、感光体は、さらに、背景（白
色）領域では、約−500 ボルトに等しい電圧レベルＶ_W
（Ｖ_Mod）まで放電される。

【００３６】パッチ発生部Ｃに、パッチ生成に使用され
る通常の露光装置の形式のパッチ発生器５２（図４およ
び図５）が配置されている。パッチ発生器５２は、現像
状態と非現像状態の両方においていろいろな処理機能を
制御するため使用するトナーテストパッチを原稿間区域
に生成する機能を果たす。赤外線濃度計５４は、テスト
パッチの現像後、テストパッチの反射率を測定するため
に使用される。

【００３７】パッチ生成後、感光体は第１静電電圧計部
Ｄを通過する。ここに設置されている第１静電電圧計
（ＥＳＶ₁）５５は、感光体のテストパッチ領域が現像
部Ｅを通過する前に、感光体上の幾つかの静電荷レベル
（すなわち、Ｖ_DAD，Ｖ_CAD，Ｖ_Mod，Ｖ_tc）を検出す
る、すなわち読み取る。

【００３８】現像部Ｅでは、磁気ブラシ現像装置５６が
現像剤を運んで、感光体上の静電潜像に接触させる。現
像装置５６は第１および第２現像ハウジング５８，６０
で構成されている。各磁気ブラシ現像ハウジングは、一
対の磁気ブラシ現像ローラーを備えていることが好まし
い。このため、現像ハウジング５８に一対の現像ローラ
ー６２，６４が入っており、現像ハウジング６０に一対
の現像ローラー６６，６８が入っている。各対のローラ
ーは、それぞれの現像剤を運んで、静電潜像に接触させ
る。現像ハウジング５８，６０にそれぞれ電気的に接続
された電源７０，７１は、適当なバイアスを印加する。
現像ハウジング５８，６０からトナーが消耗するので、
トナーを補充するために一対のトナー補充装置７２，７
３（図２）が配置されている。

【００３９】静電潜像を現像する際のカラーの識別は、
背景電圧Ｖ_Modからずれた電圧へ電気的にバイアスされ
た磁気ブラシ現像ローラー６２，６４，６６，６８を有
する２個の現像ハウジング５８，６０に、感光体を１回
パスで通過させることによって行われる。前記ずれの方
向はハウジング内のトナーの極性によって決まる。一方
のハウジング５８（説明の便宜上、第１ハウジング）に
摩擦帯電性（すなわち、負に帯電する）赤色導電性磁気
ブラシ現像剤７４が入っているので、感光体と現像ロー
ラー６２，６４間に存在する静電現像電界（Ｖ_DAD−Ｖ
_{color bias}）によって、最も低く帯電した電位Ｖ_DADで
ある静電潜像の領域へ赤色トナーが引き付けられる。こ
れらのローラー６２，６４は電源７０からチョップＤＣ
バイアスを使用してバイアスされている。

【００４０】感光体と現像ローラー６６，６８間に存在
する静電現像電界（Ｖ_CAD−Ｖ_blac _{k bias}）によって、
最も高く帯電した電位Ｖ_CADである静電潜像の領域へ黒
色トナーが引き付けられるように、第２ハウジング内の
黒色導電性磁気ブラシ現像剤７６の摩擦電荷が選定され
る。現像ローラー６２，６４と同様に、これらの現像ロ
ーラー６６，６８も、電源７２からチョップＤＣバイア
スを使用してバイアスされている。「チョップＤＣバイ
アス」とは、現像ハウジングに印加するバイアスが２つ
の電位の間で交替することを意味する。２つの電位の一
方はおおよそＤＡＤ現像剤に対する正規のバイアスを表
し、他方は前記正規のバイアスよりかなり大きな負のバ
イアスを表しており、前者をＶ_{Bias Low}と識別し、後者
をＶ_Bias _Highと識別する。このバイアスの交替は、決
められた周波数で周期的に起きる。各サイクルの周期
は、５〜１０％（Ｖ_{Bias High}であるときのサイクルの
％）と９０〜９５％（Ｖ_{Bias Low}であるときのサイクル
の％）のデューティサイクルで、２つのバイアスレベル
の間で分割される。ＣＡＤイメージの場合には、２つの
バイアスＶ_{Bias Low}とＶ_{Bias High}の振幅は、ＤＡＤハ
ウジングの場合とほぼ同じであるが、ＣＡＤハウジング
に加えるバイアスが９０〜９５％のデューティサイクル
の間Ｖ_{Bias Low}であることから、波形は逆になる。Ｖ
_{Bias Low}とＶ_Bias _High間の現像剤バイアスの交替は、
電源７０，７１によって自動的に行われる。詳しいこと
は、米国特許第5,080,988 号 (1992年１月14日発行) を
参照されたい。

【００４１】対照的に、前に述べた従来の３レベル像形
成においては、ＣＡＤおよびＤＡＤ現像ハウジングのバ
イアスは、背景電圧から約−１００ボルトだけずれた単
一値に設定される。イメージ現像の間、各現像ハウジン
グに単一バイアス電圧が連続的に加えられる。言い換え
ると、各現像ハウジングに対するバイアスは１００％の
デューティサイクルを有する。

【００４２】感光体上に現像された複合イメージは正の
トナーと負のトナーを含んでいるので、トナーを支持体
へ有効に転写するため、正のコロナ放電を使用してトナ
ーを調整する予備転写ジコロトロン１００が予備転写部
Ｇに設置されている。

【００４３】現像後、コピー用紙１０２（図３）が運ば
れて、転写部Ｊでトナー像と接触する。コピー用紙は用
紙取扱モジュール８の一部を構成する通常の給紙装置に
よって転写部Ｊへ送られてくる。給紙装置は、コピー用
紙のスタックの一番上の用紙に接触している送出ロール
を備えていることが好ましい。送出ロールは回転してス
タックから一番上の用紙をシュートへ送り込み、シュー
トは進行するコピー用紙を案内し、現像されたトナー粉
末像が転写部Ｊで進行中のコピー用紙と接触するように
時間を合わせてベルト１０の光導電性表面に接触させ
る。

【００４４】転写部Ｊには、コピー用紙１０２の裏側に
正イオンを散布する転写ジコロトロン１０４が設置され
ている。これにより、負に帯電したトナー粉末像がベル
ト１０から用紙１０２へ引き付けられる。さらに、ベル
ト１０から用紙の剥離を容易にするための剥離ジコロト
ロン１０６が設置されている。

【００４５】転写後、用紙は矢印１０８の方向に動き続
けて、コンベヤ（図示せず）の上に載り、コンベヤによ
って定着部Ｍへ運ばれる。定着部Ｍには、転写された粉
末像を用紙１０２へ永久的に固着させる定着装置１２０
が設置されている。定着装置１２０は加熱された定着ロ
ーラー１２２とバックアップローラー１２４から成って
いる。用紙１０２は、トナー粉末像が定着ローラー１２
２に接触した状態で、定着ローラー１２２とバックアッ
プローラー１２４の間を通過する。トナー粉末像は、冷
却すると、用紙１０２へ永久的に固着する。定着後、用
紙１０２はシュート（図示せず）によってキャッチトレ
イ１２６，１２８（図２）へ案内され、後でオペレータ
によって印刷機から取り出される。

【００４６】用紙１０２がベルト１０の光導電性表面か
ら分離されたあと、光導電性表面の非イメージ領域によ
って運ばれた残留トナー粒子が除去される。これらの粒
子は清掃部Ｌにおいて除去される。清掃ハウジング１３
０の中に、２個の清掃ブラシ１３２，１３４が入ってい
る。２個の清掃ブラシ１３２，１３４は互いに逆回転す
るように支持されており、各ブラシはベルト１０を清掃
する位置に支持されている。各ブラシ１３２，１３４は
円筒形をしており、それらの縦軸はベルト１０に対し平
行に、ベルト１０の移動方向１６に対し直角に配置され
ている。各ブラシ１３２，１３４のベースには多数の絶
縁性繊維が植え付けられており、各ベースはそれぞれ回
転可能に軸支されている（駆動要素は図示せず）。一般
に、フリッカーバーを使用してブラシからトナーが除去
される。除去されたトナーは真空源によって吸引された
空気と一緒に、清掃ハウジング１３０とベルト１０の間
の隙間を通って、絶縁性繊維を通過し、チャンネル（図
示せず）を通って排出される。典型的なブラシ回転速度
は 1300 rpm であり、ブラシ／感光体の干渉は通常は約
２ mm である。ブラシ１３２，１３４はフリッカーバー
（図示せず）を叩いて、ブラシによって運ばれてきたト
ナーを落とし、かつブラシ繊維を適当に摩擦帯電させ
る。

【００４７】清掃後、放電ランプ１４０が光導電性表面
を投光照明し、連続する像形成サイクルの帯電処理に先
立って、光導電性表面に残っている負電荷を消去する。
このため、光パイプ１４２が設置されている。もう１つ
の光パイプ１４４は予備転写ジコロトロン１００の下流
で感光体の裏側を照明するために使用される。感光体
は、さらに光チャンネル１０６を介して放電ランプ１４
０によって投光照明される。

【００４８】図５に、ゼログラフィー処理モジュール４
の能動構成部品と、それらを制御するため使用する検出
装置すなわち測定装置を示す。図示のように、静電電圧
計ＥＳＶ₁，ＥＳＶ₂および赤外線濃度計（ＩＲＤ）５
４は、アナログディジタル（Ａ／Ｄ）変換器１５２を介
して制御ボード１５０に接続されている。ＥＳＶ₁とＥ
ＳＶ₂が発生した０〜１０ボルトのアナログ示度はＡ／
Ｄ変換器１５２によって０〜２５５のディジタル値へ変
換される。各ビットは 0.040ボルト (10/255)に相当
し、 0.040ボルトは０〜 1500 ボルトの感光体電圧に相
当し、この場合の１ビットは 5.88 ボルト (1500/255)
に等しい。

【００４９】アナログ測定値に対応するディジタル値
は、不揮発性記憶装置（ＮＶＭ）１５６と協同して、制
御ボード１５０の一部を構成するファームウェアによっ
て処理される。送られてきたディジタル値は、ディジタ
ルアナログ（Ｄ／Ａ）変換器１５８によってアナログ信
号へ変換され、ＲＯＳ４８、ジコロトロン２８，３８，
９０，１０４，１０６、および現像ハウジング５８，６
０を電気的にバイアスする電源７０，７１を制御するた
めに使用される。トナー小出し装置１６０，１６２はデ
ィジタル値によって制御される。能動構成部品の動作を
設定したり、調整するために使用される目標値は、ＮＶ
Ｍ１５６に記憶されている。

【００５０】３レベルゼログラフィーは、２つの現像部
においてかなり正確に静電制御を行う必要がある。これ
はＥＳＶ₁とＥＳＶ₂を使用して、感光体の連続するイ
メージの間の原稿間区域に書き込まれたテストパッチ領
域の電圧状態を測定することによって行われる。しか
し、カラー現像剤は黒色現像電界の強さを多少気まぐれ
に低下させるので、カラー現像ハウジングの後方で、黒
色現像に関係する静電気を測定する必要がある。

【００５１】このようなシステムでは、ＥＳＶの読取り
がかなり正確でなければならない。ＥＳＶはサービス代
理店が共通ソースに対し校正することができるけれど
も、もし荷電トナー粒子がＥＳＶの上に堆積すれば、Ｅ
ＳＶの出力が時間と共にドリフトすることが知られてい
る。ＥＳＶが１個のみでは、感光体の電荷とＥＳＶハウ
ジング内に堆積したトナー粒子の電荷とを区別すること
は不可能である。

【００５２】ここに開示するデュアルＥＳＶ制御システ
ムにおいては、ＥＳＶ₁が校正用の基準となる。正規の
サイクルダウンに続く各サイクルアップのとき、一方の
電源７０，７１のバイアス電圧出力が、電子モジュール
６に接続された高電圧リレー１７８と銅線１７６を介し
て感光体の接地面接続部１７４へ送られる。このバイア
ス電圧出力は約 200 msec 間、すなわちＥＳＶ₁とＥＳ
Ｖ₂が感光体の電圧を読み取る十分な時間の間加えられ
る。次に、ＥＳＶ₁と同じ示度が得られるように、ＥＳ
Ｖ₂が調整される。このやり方のＥＳＶ₂の調整は、２
つのＥＳＶの示度を相互に正確にするであろうが、現像
ハウジング５８，６０が関係する現像電界および清掃電
界は適正でないであろう。その理由は、現像ハウジング
に印加するバイアス電圧をＥＳＶの示度に従って調整し
なかったからである。そういうわけで、ＥＳＶ₂とＥＳ
Ｖ₁間のずれを補整するためＥＳＶ₂を調整するほか
に、カラー現像ハウジングと黒色現像ハウジングの両方
のＤＣバイアス電源出力が、感光体の接地面接続部１７
４へ送ったバイアス電圧出力と基準ＥＳＶ（ＥＳＶ₁）
の実示度との差によって調整される。

【００５３】ＥＳＶ₂および現像ハウジングバイアスに
対する上記調整の結果、感光体上の残留電圧および基準
ＥＳＶ（ＥＳＶ₁）のプローブハウジング内の荷電粒子
のあらゆる組合せにによって生じた組合せ電圧示度が任
意に零に設定される。ここで、他のすべての電圧が基準
ＥＳＶに対し確定される。従って、すべてのシステム静
電値が相互に適正に設定され、それによりマシンの寿命
を通じて適正な現像電界および清掃電界が確保される。

【図面の簡単な説明】

【図１】３レベル静電潜像を示す露光量対感光体電位の
グラフである。

【図２】１回パスハイライトカラー静電潜像の特性を示
す感光体電位のグラフである。

【図３】本発明の新規な特徴を組み入れた印刷装置の構
成を示す略図である。

【図４】図３の印刷装置のイメージ形成用能動部材とそ
れらの制御部材を含む、ゼログラフィー処理部の略図で
ある。

【図５】ゼログラフィー処理モジュールの能動構成部品
とそれらを制御する制御装置間の相互作用を示すブロッ
ク図である。

【符号の説明】

Ａ帯電部Ｂ露光部Ｃテストパッチ発生器部Ｄ第１静電電圧計部Ｅ現像部Ｆ第２静電電圧計部Ｇ予備転写部Ｈ特徴パッチ読取り部Ｊ転写部Ｋ予備清掃部Ｌ清掃部Ｍ定着部２ハイライトカラー印刷装置４ゼログラフィー処理モジュール６電子モジュール８用紙取扱いモジュール９ユーザーインタフェース１０感光体ベルト１６ベルト移動方向１８，２０，２２，２３，２４ローラー２６モーター２８主コロナ放電装置（ジコロトロン）３０コロナ放電電極３２導電性シールド３４ＡＣ電源３６ＤＣ電源３８フィードバックジコロトロン４０電極４２導電性シールド４４ＡＣ電源４６ＤＣ電源４８走査装置５２パッチ発生器５４赤外線濃度計（ＩＲＤ）５５第１静電電圧計（ＥＳＶ₁）５６磁気ブラシ現像装置５８，６０現像ハウジング６２，６４，６６，６８磁気ブラシ現像ローラー７０，７１電源７２，７３トナー補充装置７４赤色導電性磁気ブラシ現像剤７６黒色導電性磁気ブラシ現像剤８０第２静電電圧計（ＥＳＶ₂）９０予備清掃ジコロトロン１００予備転写ジコロトロン１０２コピー用紙１０４転写ジコロトロン１０６剥離ジコロトロン１０８用紙移動方向１２０定着装置１２２定着ローラー１２４バックアップローラー１２６，１２８キャッチトレー１３０清掃ハウジング１３２，１３４清掃ブラシ１４０放電ランプ１４２，１４４光パイプ１４６光チャンネル１５０制御ボード１５２Ａ／Ｄ変換器１５６不揮発性記憶装置１５８Ｄ／Ａ変換器１６０，１６２トナー小出し装置１７４接地面接続部１７６導体１７８高電圧リレー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】３レベル像形成装置の動作において電荷
保持表面の上に３レベルイメージを形成する方法であっ
て、前記電荷保持表面を動かして、電荷保持表面を一様に帯
電させるための帯電部、静電潜像を現像するための複数
の現像ハウジング、および前記電荷保持表面を放電させ
るための露光部を含む複数の処理部を通過させること、前記現像ハウジングにバイアス電圧を印加すること、帯電されてない電荷保持表面に基準電圧を印加するこ
と、第１センサを使用して、前記電荷保持表面の電圧レベル
を検出し、前記電圧レベルを表す第１信号を発生するこ
と、第２センサを使用して、前記電荷保持表面の電圧レベル
を検出し、前記電圧レベルを表す第２信号を発生するこ
と、一方のセンサを基準センサとして使用し、前記一方のセ
ンサと同じ電圧示度が得られるように他方のセンサの零
オフセットを調整し、調整量を表す信号を発生するこ
と、前記調整量を表す信号をメモリに記憶すること、および
前記帯電されてない電圧保持表面に印加した基準電圧と
前記基準センサが検出した電圧との差に等しい量だけ現
像ハウジングに印加するバイアス電圧を調整すること、
の諸ステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項２】前記帯電してない電荷保持表面に基準電
圧を印加するステップは、前記バイアス電圧の１つに等
しい電圧を印加することである請求項１に記載の方法。
【請求項３】前記帯電してない電荷保持表面に基準電
圧を印加するステップは、電荷保持表面の接地面に基準
電圧を印加することである請求項１に記載の方法。
【請求項４】請求項３に記載のステップは、像形成装
置の正規のサイクルダウンに続くサイクルアップ期間の
とき開始されることを特徴とする請求項３に記載の方
法。
【請求項５】請求項４に記載のステップは、像形成装
置の正規のサイクルダウンに続くサイクルアップ期間の
とき開始されることを特徴とする請求項４に記載の方
法。
【請求項６】前記一方のセンサを使用するステップ
は、前記他方のセンサが占めている場所よりも汚染され
にくい場所に前記センサを配置することである請求項５
に記載の方法。
【請求項７】前記調整量を表す信号は、連続する正規
のサイクルダウン期間の間に次のセンサ測定値を調整す
るために使用されることを特徴とする請求項６に記載の
方法。
【請求項８】前記第１および第２センサは、静電電圧
計であることであることを特徴とする請求項７に記載の
方法。
【請求項９】３レベル像形成装置の動作において電荷
保持表面の上に３レベルイメージを形成する装置であっ
て、現像ハウジングにバイアス電圧を印加する手段、帯電してない電荷保持表面に基準電圧を印加する手段、前記電荷保持表面を動かし、電荷保持表面を一様に帯電
させるための帯電部、静電潜像を現像するための複数の
現像ハウジング、および前記電荷保持表面を放電させる
ための露光部を含む複数の処理部を通過させる移動手
段、前記電荷保持表面の相対的に帯電されてない部分の電圧
レベルを検出し、前記電圧レベルを表す第１信号を発生
する検出手段、前記電荷保持表面の相対的に帯電されてない部分の電圧
レベルを検出し、前記電圧レベルを表す第２信号を発生
する検出手段、前記一方の検出手段と同じ電圧示度が得られるように他
方の検出手段の零オフセットを調整し、その調整量を表
す信号を発生する調整手段、前記調整量を表す信号を記憶する手段、および前記帯電
されてない電圧保持表面に印加した基準電圧と前記基準
検出手段が検出した実際の電圧との差に等しい量だけ前
記現像ハウジングに印加するバイアス電圧を調整する手
段、を備えていることを特徴とする装置。
【請求項１０】前記帯電してない電荷保持表面に基準
電圧を印加する手段は、前記バイアス電圧の１つに等し
い電圧を印加することを特徴とする請求項９に記載の装
置。
【請求項１１】前記帯電してない電荷保持表面に基準
電圧を印加する手段は、電荷保持表面の接地面に基準電
圧を印加することを特徴とする請求項１０に記載の装
置。
【請求項１２】前記検出し調整する手段は、像形成装
置の正規のサイクルダウンに続くサイクルアップ期間の
とき使用可能であることを特徴とする請求項１１に記載
の装置。
【請求項１３】前記検出し調整する手段は、像形成装
置の正規のサイクルダウンに続くサイクルアップ期間の
とき使用可能であることを特徴とする請求項１２に記載
の装置。
【請求項１４】前記第２信号を発生する検出手段は、
前記第１信号を発生する検出手段が占めている場所より
も汚染されにくい場所に配置されていることを特徴とす
る請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】前記調整量を表す信号は、連続する正
規のサイクルダウン期間の間の次のセンサ測定量を調整
するために使用されることを特徴とする請求項１４に記
載の装置。
【請求項１６】前記２つの検出手段は静電電圧計であ
ることを特徴とする請求項１４に記載の装置。