JPH09106120A - 現像制御方法 - Google Patents

現像制御方法

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JPH09106120A
JPH09106120A JP8234814A JP23481496A JPH09106120A JP H09106120 A JPH09106120 A JP H09106120A JP 8234814 A JP8234814 A JP 8234814A JP 23481496 A JP23481496 A JP 23481496A JP H09106120 A JPH09106120 A JP H09106120A
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test pattern
tone reproduction
test
sensor
reproduction curve
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JP8234814A
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Lingappa K Mestha
ケスハブ メスサ リンガッパ
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Xerox Corp
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    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/50—Machine control of apparatus for electrographic processes using a charge pattern, e.g. regulating differents parts of the machine, multimode copiers, microprocessor control
    • G03G15/5033—Machine control of apparatus for electrographic processes using a charge pattern, e.g. regulating differents parts of the machine, multimode copiers, microprocessor control by measuring the photoconductor characteristics, e.g. temperature, or the characteristics of an image on the photoconductor
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  • Dry Development In Electrophotography (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 単一構造のテストパッチを用いてトーン再生
曲線の測定及び制御を向上させる現像制御方法を提供す
る。 【解決手段】 本発明の方法は、基準トーン再生曲線を
記憶するステップと、画像形成面の文書間ゾーンにおけ
る画素値のスケールを含む単一テストパターンを提供す
るステップと、文書間ゾーンにおける画素値のスケール
に沿ってテストパターンを感知するステップと、テスト
パターンの感知及び基準トーン再生曲線に応答してプリ
ント品質の補正のためにマシン動作を調節するステップ
とを含む。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はゼログラフィック
（電子写真）プロセス制御に関し、より詳細には、受光
体上の文書間ゾーンにおいて単一構造パッチを使用する
ことによりトーン再生曲線の測定を向上させることに関
する。
【０００２】
【従来の技術】ゼログラフィックコピー機、レーザプリ
ンタ又はインクジェットプリンタなどのコピーシステム
又はプリントシステムにおいて、プリントの品質をモニ
ターするための一般的な技術は所定の所望濃度の「テス
トパッチ」を人工的に作ることである。次に、テストパ
ッチにおけるプリント材料（トレーナー又はインク）の
実際の濃度を光学的に測定し、このプリント材料をプリ
ントシートに配置するプリントプロセスの有効性を決定
することができる。
【０００３】レーザプリンタなどのゼログラフィックデ
バイスの場合、プリント材料の濃度を決定する際に通常
最も興味の対象となる表面は電荷保持面、即ち受光体で
あり、この上で静電潜像が形成され、続いて特定の方法
で帯電される領域にトナー粒子を付着させることによっ
て現像される。この場合、しばしば「濃度計(densitome
ter)」と呼ばれるテストパッチ上のトナー濃度を決定す
るための光学デバイスは、受光体の経路に沿って現像ユ
ニットの現像のすぐ下流に配置される。プリンタの操作
システム内にはルーチンが通常存在し、このルーチン
は、露光システムによって所定位置の表面を所定の程度
に必要に応じて帯電又は放電させることにより受光体上
の所定の位置で所望の濃度のテストパッチを周期的に生
成する。
【０００４】次にテストパッチは移動して現像剤ユニッ
トを通過し、現像剤ユニット内のトナー粒子は静電気に
よってテストパッチに付着する。テストパッチ上のトナ
ーが密であるほど、光学テストにおいてテストパッチは
より濃くなる。現像されたテストパッチは移動して受光
体の経路に沿って配置される濃度計を通過し、テストパ
ッチの光吸収がテストされる。より多くの光がテストパ
ッチによって吸収されるほど、テストパッチ上のトナー
はより密である。
【０００５】プリント品質のモニターにテストパッチを
使用するあらゆるプリントシステムにおいて、これらの
テストパッチを特に受光体ベルト又はドラムのどこに配
置するかという設計の問題が必然的に生じる。ゼログラ
フィックテストパッチは慣例的に受光体上の文書間ゾー
ンにおいてプリントされる。これらは、用紙上のトナー
の付着を測定してトーン再生曲線（ＴＲＣ）を測定し制
御するために使用される。概して各パッチは約１平方イ
ンチであり、均一なベタ、ハーフトーン又は背景領域と
してプリントされる。この実施により、センサが各テス
トパッチ毎にトーン再生曲線上の１つの値を読み取るこ
とができる。しかしこれは、特にマルチカラープリント
エンジンにおいて、適度な間隔で全体の曲線の測定を成
し遂げるには不十分である。曲線上に適度な数の点を有
するには、複数のテストパッチを生成しなくてはならな
い。
【０００６】従ってプロセス制御の従来の方法は、テス
トパッチにベタ領域、均一なハーフトーン又は背景をス
ケジュールすることを含む。高品質プリンタのいくつか
は多くのテストパッチを含む。プリントランの間、各テ
ストパッチはトーン再生曲線上の単一のバイト値を表す
単一ハーフトーンを有するようにスケジュールされる。
これは、プロセス制御ループに必要なデータ帯域幅を増
大させる複雑な方法である。これはまた、多くのテスト
パッチをプリントするためのトナーをカスタマーに消費
させる。
【０００７】例えば米国特許第４，３４１，４６１号な
どの従来技術において２つのテストターゲットを提供す
ることも既知であり、これは各々が２つのテストパッチ
を有し、選択的に露光されてトナー配分及びバイアス制
御ループの制御のために受光体画像領域のテストデータ
を提供する。このシステムでは、テストパッチは受光体
上の文書間ゾーンにおいて画像形成される。より多くの
テストパッチを加えずに投影された画像上のトナーを直
接読み取るなど、他の技術の試みがなされている。しか
し、これらの技術は既存のテストパッチ領域を使用しな
い。
【０００８】従って、特にマルチカラーマシンの文書間
ゾーンにおいてトーン再生曲線を測定及び制御可能にす
るには、複数のテストパッチの必要性を取り除くことを
可能にすることが望ましい。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】従って本発明の目的
は、プロセス制御、特にトーン再生曲線を生じるための
新しい及び改良された技術を提供することである。本発
明の別の目的は、カラーマシンの１つの文書間ギャップ
内に単一テストパッチを提供してトーン再生曲線を測定
することである。本発明の他の利点は以下の説明が進む
につれて明らかになり、本発明を特徴づける特徴は、本
明細書に付随すると共にその一部を形成する請求項にお
いて特に指摘される。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の態様は現
像制御方法に関し、この方法は基準トーン再生曲線を記
憶し、画像形成面の文書間ゾーンにおける画素値のスケ
ールを含む単一テストパターンを提供し、文書間ゾーン
における画素値のスケールに沿ってテストパターンを感
知し、テストパターンの感知及び基準トーン再生曲線に
応答してプリント品質の補正のためにマシン動作を調節
することを含む。
【００１１】本発明の第２の態様は、第１の態様におい
て、前記テストパターンが約１平方インチである。
【００１２】本発明の第３の態様は、第１の態様におい
て、前記基準トーン再生曲線を記憶するステップが、セ
ンサプロファイルを決定するステップと、前記テストパ
ターンの画素値を前記センサプロファイルとコンボルー
ションし、前記テストパターンに沿った標本点における
センサの読み取り値を用いて前記コンボルーションされ
た画素値を電子的にプロットするステップと、を含む。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明をより良く理解するために
付随の図面を参照する。図面では、同様の参照番号が同
様の部分に付与される。
【００１４】図１は公知のシステムの基本要素を示して
おり、このシステムによって電子写真プリンタ又はレー
ザプリンタはデジタル画像データを使用して普通紙上に
乾燥トナー画像を生成する。プリンタには受光体（例え
ば、感光体）１０が設けられており、これはベルト又は
ドラムの形状が可能であり、電荷保持面を含む。ここで
は受光体１０はローラのセットに巻き掛けられており、
（図示されないがモータなどの手段によって）処理方向
Ｐへ移動される。図１において左から右に移動すると基
本的な一連のステップが示されており、このステップに
より、プリントされるべき所望の画像に従った静電潜像
が受光体１０上に生成され、続いて乾式トナーによって
現像され、普通紙のシートへ転写される。
【００１５】電子写真プロセスの第１ステップは、関連
する受光面の全体的な帯電である。図１の一番左にみら
れるように、この初期帯電は１２で示される「スコロト
ロン」として既知の帯電源によって行われる。スコロト
ロン１２は通常ホットワイヤなどのイオン発生構造を含
み、移動して通過する受光体１０の表面に静電電荷を付
与する。次に、受光体１０の帯電部分はラスタ出力スキ
ャナー即ちＲＯＳによってプリントされるべき所望の画
像に対応する形状で選択的に放電される。ＲＯＳは一般
にレーザ源１４及び回転可能ミラー１６を含み、これら
は当該技術に既知の態様で共に動作し、帯電された受光
体１０の一定の領域を放電する。レーザ源が電荷保持面
を選択的に放電するように示されているが、この目的の
ために使用可能である他の装置はＬＥＤバーあるいは光
レンズシステムを含む。レーザ源１４は送られてくるデ
ジタルデータに従って変調され（オン及びオフにさ
れ）、回転ミラー１６によってレーザ源１４からの変調
ビームは受光体１０の処理方向Ｐに対して垂直な高速走
査方向に移動する。レーザ源１４は、受光体１０の露光
面を帯電又は放電するレーザパワーＰＬのレーザビーム
を特定のマシン設計に従って出力する。
【００１６】受光体１０の一定の領域が（この特定の例
において）レーザ源１４によって放電された後、残った
帯電領域は供給された乾式トナーを受光体１０の表面と
接触させる１８のような現像剤ユニットによって現像さ
れる。次に、現像された画像は受光体１０の動きによっ
て転写ステーションへ進められる。転写ステーションは
２０のような転写スコロトロンを含み、これによって受
光体１０に付着するトナーが通常普通紙のシートである
プリントシートへ電気的に転写され、その上に画像が形
成される。次に、トナー画像が載った普通紙のシートは
フューザ２２を通過し、これによってトナーが用紙シー
トに溶融、即ちフュージングして永久的な画像が生成さ
れる。
【００１７】「プリント品質」の観念は多数の方法で定
量化されうるが、プリント品質の２つの主要な測定は
（１）トナーによって完全に覆われるように意図される
典型的な現像領域の暗さであるベタ領域濃度及び（２）
トナーによって例えば５０％が覆われるように意図され
る典型的な領域のコピー品質であるハーフトーン領域濃
度である。ハーフトーンは通常特定の分解能のドットス
クリーンによって生成され、このようなスクリーンの性
質はハーフトーンの絶対的な外観に多大な影響を及ぼす
が、同一タイプのハーフトーンスクリーンが各テスト毎
に使用されるのであれば、あらゆる共通のハーフトーン
スクリーンの使用が可能である。ベタ領域及びハーフト
ーン濃度は共に当該技術に既知の光学感知システムによ
って容易に測定されることが可能である。示されるよう
に、２４で共通に示される濃度計はここでは現像ステッ
プの後に使用され、受光体１０上に生成されるベタ濃度
テストパッチ（ＳＤとマークされる）又はハーフトーン
濃度テストパッチ（ＨＤ）の光学濃度を当該技術に公知
の態様で測定する。テストパッチの正確な光学濃度を測
定するシステムは例えば米国特許第４，９８９，９８５
号又は５，２０４，５３８号に示されており、これらは
共に本発明の譲受人に譲渡されており、本明細書中に援
用される。しかし、可視光濃度計、赤外濃度計、静電電
圧計、又はプリント材料の濃度が決定されうる物理的測
定を行うあらゆる他のデバイスなど、「濃度計」という
用語は表面上のプリント材料の濃度を決定するあらゆる
デバイスに適用するものと意図される。
【００１８】本発明に従って、特別なテストパターン、
特に画素値が限られた空間内で２５５〜０の間を均一に
変化するランプ特性が単一テストパッチに与えられる。
センサは通常プリンタ内に固定されているが、受光体ベ
ルト又はドラムは移動が可能である。テストパターンの
画素値が処理方向に変化する場合、センサは背景パッ
チ、ハーフトーンレベルパッチ及びベタ領域パッチの全
ての組み合わせを有する画像の上を通過する。即ち、ラ
ンプ特性の画素値が処理方向に沿って変化することが可
能とされる。このパターンが２次元空間においてくさび
形になるように、画素値は低速走査方向に沿って一定の
値に保たれる。
【００１９】このタイプのランプ特性の１次元表示が図
２の実線（曲線１）に示される。この図のＸ軸は、処理
方向に沿った画素単位の空間距離を表す。このくさびは
合計５１０画素に対応し、これは受光体ドラムの長さの
１．３２インチに等しい。
【００２０】上のテストパターンは、既知のトーン再生
曲線を有してプリントされた。使用したセンサはＴＲＥ
Ｋモデル５６５ＥＳＶであった。この技術は特性が充分
にわかっているあらゆるセンサに同様に好適であること
に注意すべきである。くさびパターンのスロープが増大
されて、受光体の１インチ、０．６６インチ及び０．３
３インチなどずっと短い長さを覆うことが可能であるこ
とも理解すべきである。センサの読み取り値は、図２の
破線曲線（３）によって示される。
【００２１】ＥＳＶ、ＥＴＡＣ又は用紙濃度計などのセ
ンサは、ビュー領域を表す数ｍｍの実効開口を有する。
このビュー領域は物理的な開口に依存するだけでなく、
受光面から上に配置される距離の関数であり、その応答
プロファイルの関数でもある。センサの感度もその開口
内で変化しうる。全てのこれらのパラメータを正確に測
定することにより、センサの非常に優れた特性情報が得
られる。トーン再生曲線を抽出する手順は、くさびパタ
ーンの画素値をセンサモデルと単にコンボルーション
し、次に、コンボルーションされた画素値を処理方向に
沿った各標本点におけるセンサの読み取り値を用いてプ
ロットすることを含む。図２の点線曲線である曲線
（２）は、センサモデルとコンボルーションされた後の
くさびの画素値を表す。図３では、実線曲線（１）は実
際のトーン再生曲線を示している。点線の曲線（２）
は、１．３２インチの長さのくさびパターンに対してセ
ンサモデルとコンボルーションを行った後の測定曲線で
ある。この図の破線（３）は、センサモデルが考慮され
ない場合、即ちセンサモデルとコンボルーションする前
にくさびパターンの入力バイト値がセンサの読み取り値
に対してプロットされる場合のＴＲＣデータを表す。明
らかに、ＴＲＣの正確な測定はセンサモデルとのコンボ
ルーションを必要とする。
【００２２】仮想的な長いテストパッチを考慮すると、
上述の概念は明白になる。くさびパターンが１０インチ
の長さに沿って画素を２５５から０にスウィープし、Ｅ
ＳＶのような数ｍｍの開口を有するセンサを使用してプ
リントされる場合、単にくさびパターンの画素値をセン
サ読み取り画素値と共にプロットすることで得られるＴ
ＲＣは実際の曲線に非常に近くなる。これは、センサの
ビュー領域はスウィープ領域の１〜２％しか覆わないた
めにセンサのビュー領域は１０インチの長さのくさびパ
ターンに対して些細なものであるからである。テストパ
ッチの長さがより短くなると、センサの開口はテストパ
ッチの長さと比較して重要になる。センサモデルを使用
することによって、開口及び開口内のセンサの感度によ
る影響の補正が行われる。
【００２３】提供される技術は、パッチの長さが０．６
インチまで縮小された場合に全体のトーン再生曲線を適
切に測定するために示されている。この技術を実施する
ため、コンボルーションされたくさびパターンはプリン
タメモリに記憶されることが可能である。センサからの
データが読み取られると、このデータはコンボルーショ
ンされたくさびパターンに関するデータと共に使用さ
れ、各プリントされるページの後ごとに追加の処理ハー
ドウェアなしで全体のトーン再生曲線を生成する。曲線
上の点の数は、センサ出力から標本抽出されうる点の数
のみに依存する。
【００２４】図４を参照すると、本発明によるトーン再
生曲線の測定のフローチャートが示されている。特に、
ブロック２０２、２０４及び２０６によって示されるバ
ックグラウンドルーチンが存在し、ここでセンサプロフ
ァイルがまず読み取られ、パッチデータがまず得られ、
正規化係数が計算される。特に、ブロック２０２におい
て、赤外濃度計などのあらゆる適切なセンサの特徴又は
プロファイルが読み取られて記憶され、感知されたパッ
チデータと演算される。ブロック２０４においてパッチ
データが感知され、ブロック２０６において正規化係数
が決定される。ブロック２０８において、文書間テスト
パッチの走査が開始され、ブロック２１０において各パ
ッチセグメントにセンサプロファイルを掛け、文書間パ
ッチがセンサを横切って移動すると結果が累積される。
決定ブロック２１２は、パッチの終わりが感知されたか
を決定する。感知されていない場合、パッチの終わりに
達したことが決定するまで感知及び累積動作を続ける。
パッチがセンサを横断するとブロック２０６において決
定された正規化係数によって累積結果が正規化され、ブ
ロック２１６に示されるように結果が記憶される。
【００２５】目下本発明の好適な実施の形態と考えられ
るものが示されて説明されたが、多数の変更が当業者に
生じることが考えられると共に、本発明の趣旨及び範囲
内に係る全ての変更を請求の範囲に含むことが理解され
るであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるトーン再生曲線制御を組み込む典
型的な電子画像形成システムを示す正面図である。
【図２】１次元のテストパターン及び関連するセンサ測
定を示す。
【図３】測定された及び実際のトーン再生曲線を線形Ｔ
ＲＣに対して示す。
【図４】本発明によるトーン再生曲線制御を示すフロー
チャートである。
【符号の説明】
１０ 受光体 １４ レーザ源 １６ 回転可能ミラー １８ 現像剤ユニット ２４ 濃度計

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 移動する画像形成面と、ビームを変調し
    て画像を前記画像形成面に投影する投影システムと、前
    記画像を媒体に転写させるために前記画像形成面に投影
    された前記画像にトナーを付着させる現像手段とを有す
    るプリントマシンにおける現像制御方法であって、 基準のトーン再生曲線を記憶するステップと、前記画像
    形成面の文書間ゾーンに背景レベル、ハーフトーンレベ
    ル及びベタ領域レベルを含む単一のテストパターンを提
    供するステップと、 前記画像形成面の前記文書間ゾーンにおいて前記テスト
    パターンの前記背景レベル、ハーフトーンレベル及びベ
    タ領域レベルに沿って前記テストパターンを感知するス
    テップと、 前記テストパターンの感知及び前記基準トーン再生曲線
    に応答してプリント品質の補正のためにマシン動作を調
    節するステップと、 を含む現像制御方法。
  2. 【請求項２】 前記テストパターンが約１平方インチで
    ある、請求項１に記載の現像制御方法。
  3. 【請求項３】 前記基準トーン再生曲線を記憶するステ
    ップが、 センサプロファイルを決定するステップと、 前記テストパターンの画素値を前記センサプロファイル
    とコンボルーションし、前記テストパターンに沿った標
    本点におけるセンサの読み取り値を用いて前記コンボル
    ーションされた画素値を電子的にプロットするステップ
    と、 を含む請求項１に記載の現像制御方法。
JP8234814A 1995-09-13 1996-09-05 現像制御方法 Pending JPH09106120A (ja)

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US08/527,616 US5543896A (en) 1995-09-13 1995-09-13 Method for measurement of tone reproduction curve using a single structured patch

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US (1) US5543896A (ja)
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JP (1) JPH09106120A (ja)
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