JPH11143207A - トナー濃度のばらつき調整方法 - Google Patents

トナー濃度のばらつき調整方法

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JPH11143207A
JPH11143207A JP10249499A JP24949998A JPH11143207A JP H11143207 A JPH11143207 A JP H11143207A JP 10249499 A JP10249499 A JP 10249499A JP 24949998 A JP24949998 A JP 24949998A JP H11143207 A JPH11143207 A JP H11143207A
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patch
photoreceptor
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David C Craig
シー．クレイグ デイビッド
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 全ての環境においてプロセス制御静電気から
独立したＴＣ及び摩擦帯電特性の設定及び制御が可能な
トナー濃度調整方法を提供する。 【解決手段】 画像形成される原稿の画素数を測定し、
続いて２つのテストターゲットを画像領域の画像形成面
に与える。２つのテストターゲットのうちの１つは比較
的低い反射率を有し、もう１つは中程度の反射率を有す
る。テストターゲットの反射率を感知し、２つの反射率
の差を算出し、基準値と比較して誤差値を求める。誤差
値及び画像形成される原稿の画素数に応答し、トナー供
給装置のトナー供給時間を決定する。

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、更に詳細には、高又
は低トナー濃度レベルの補正に関する。
【０００２】
【従来の技術】通常、電子写真プロセスは、現像フィー
ルド、クリーニングフィールド、露光強度、及びトナー
濃度を調整することによって制御される。静電界を測定
するために静電電圧計が使用される。静電界は、所望の
操作範囲を確立するために逐次調節される。画像濃度、
規定の範囲内に単位面積当りの現像量をもたらすための
ルックアップテーブルを作成するために膨大な量のデー
タが収集及び分析されている。
【０００３】単位面積当りの現像量を監視するための一
般的な技術は、所定の所望濃度の“テストパッチ”を人
工的に生成することである。そうすればテストパッチで
のプリント材料（トナー又はインク）の実際の濃度が、
光学的に測定され、そのプリント材料をプリントシート
上に適用する場合のプリントプロセスの有効性を決定す
ることができる。
【０００４】“濃度計”としばしば呼ばれるテストパッ
チのトナー濃度を測定する光学装置は、受光体の経路に
沿って及び現像ユニットの現像のすぐ下流に配置され
る。プリンターの操作システムでは、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必要に応じ
て所定の位置の表面を所定の程度まで意図的に帯電又は
放電させることにより、所望の濃度のテストパッチを受
光体の所定位置に周期的に生成する。
【０００５】テストパッチは、続いて現像剤ユニットを
通過して移動し、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静電的に付着する。光学的
テストではテストパッチ上のトナーがより濃いほど、暗
色のテストパッチが認められる。現像されたテストパッ
チは、受光体の経路に沿って配置された濃度計を通過し
て移動し、テストパッチの光吸収量がテストされる。よ
り多量の光がテストパッチ上に吸収されるほど、テスト
パッチ上のトナーは濃い。
【０００６】米国特許第４，５５３，０３３号は、光導
電性表面のトナー粒子の濃度を測定するための赤外濃度
計を開示する。色調テストパッチがテストパッチ生成装
置によって光導電性表面に投影される。次に、パッチは
トナー粒子によって現像される。赤外光が、濃度計から
放射され、テストパッチから反射されてくる。濃度計に
関連する制御回路は、テストパッチの現像剤トナー質量
に比例した電気信号を発生させる。
【０００７】従来技術の制御プロセスは、単位面積当り
のトナー量及び調子再現曲線などの画像品質出力(outpu
ts) がその目標に適合し、維持されることができるよう
に、ＴＣ／tribo(トナー濃度／摩擦帯電）及び静電気を
制御するために様々なハーフトーンパッチに依存するこ
とが多い。通常の環境下で、与えられたシステムが時間
変化しないものであれば、そのような制御はうまく機能
することができる。
【０００８】しかしながら、環境ノイズ、カスタマーの
使用上のノイズ、サブシステムの設計多様性、消耗品
（トナー現像剤）のノイズ、及び静電気とＴＣ／摩擦帯
電の相互作用が、制御を非常に困難にすることが多い。
このタイプの制御機構は、静電気アクチュエータ（作動
器）とＴＣアクチュエータの強力な結合を有する。
【０００９】システムを制御し、アクチュエータをその
正常な動作範囲に保つために、静電電圧計（ＥＳＶ）も
ＴＣセンサーも用いないと、システムは、個々のそして
全てのアクチュエータに関しての様々なパッチの時間に
よって変化しない明瞭な特性に依存する。システムが実
際には時間不変性でない場合、システムの特性の多くは
もはや独自でも識別可能なものでもなくなる。相互作用
が支配的になり、非常に奇妙な動作空間にシステムを持
って行く場合がある。
【００１０】更に、パッチの特性を満たすだけでは定着
(fusing)及び多数の画像品質属性にとって非常に重要な
ＴＭＡ制御を保証することはできない。ＴＭＡは、パッ
チＲＲ（相対反射率）、摩擦帯電、受光体ＰＩＤＣの露
光領域、クリーニング電圧、及びハードウェアの１つの
関数である。また、ＴＭＡのばらつきのない制御は、Ｅ
ＳＶ及びＴＣセンサーなしでは難しい。事態を悪化させ
ることに、ハードウェアのばらつき及び制御不可能なノ
イズが支配的であることが多い。
【００１１】確固とした制御システムを保証するには、
知られていない点及び不十分な情報（又は知識）が多す
ぎるのが本質である。電流が結合された方式（静電気及
びＴＣ／摩擦帯電）の制御機構は、混乱し易く、内部補
償の問題を生ずる、即ち、調子過度(over tone) を補償
するための静電気の低下又はその逆を引き起こす。
【００１２】従って、従来技術における上記の現像制御
の難点を克服することが望ましい。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】従って、プロセス制御
のための新規で改良された技術の提供、特に、全ての環
境においてプロセス制御静電気から独立したＴＣ及び摩
擦帯電の設定及び制御を可能にすることが、本発明の目
的である。本発明のもう１つの目的は、現行のプロセス
制御で用いられるものと同じハーフトーンパッチを用
い、特に、トナーエリアカバレージ（被覆率）センサー
のみを用いてテストパッチの相対反射率を測定すること
ができる結合されていないＴＣ／摩擦帯電制御を提供す
ることである。本発明のもう１つの目的は、ＴＣを制御
して環境の変化を自動的に補償し、また、ＴＣを制御し
て摩擦帯電の一時的な減衰（一晩の作業休止など）の影
響を受け難くし、ＴＣ調子低下スパイラル問題の回避を
可能にすることである。本発明の他の利点は、以下の説
明が進行するにつれて明らかになり、本発明を特徴づけ
る特質は、特に、本明細書の一部を構成する添付の請求
項に示される。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明は、第１に画像形
成される原稿の画素数を最初に測定することによってプ
リント装置におけるトナー濃度のばらつきを調節する方
法に関する。次に、システムは、画像領域の画像形成面
に２つのテストターゲットを与える。２つのテストター
ゲットのうちの１つは、比較的低い反射率を有し、もう
１つのテストターゲットは、中程度の反射率を有する。
テストターゲットの反射率の値は感知され、２つの反射
率の値の差が算出され、誤差値を求めるために基準値と
比較される。システムは、誤差値及び画像形成される原
稿の画素数に反応し、トナー供給機構の（トナー）供給
時間を決定する。本発明をより良く理解するために添付
の図を参照しなければならない場合がある。図面では、
同様の部分に同じ参照番号が付与される。
【００１５】
【発明の実施の形態】本発明は、その好ましい実施形態
に関連させて以下で説明されるが、本発明をその実施形
態に限定する意図はないことが理解されるべきである。
逆に、本発明は、添付の請求項に定義される本発明の精
神及び範囲に含まれる全ての代案、変形例、均等物を含
むことが目的とされる。
【００１６】図１を参照して、電子写真プリント装置１
は導電性基体１４に被着された光導電性表面１２を有す
るベルト１０を用いる。例をあげると、光導電性表面１
２は、アルミニウム合金から作られ電気的にアースされ
た導電性基体１４を備えたセレン合金から作られる。ま
た、他の適切な光導電性表面及び導電性基体が用いられ
てもよい。ベルト１０は矢印１６の方向に移動し、光導
電性表面１２の連続する部分をベルト１０の移動経路の
周りに配置された様々な処理ステーションを通って進行
させる。図示されるように、ベルト１０は、ローラー１
８、２０、２２、２４に巻き掛けられる。ローラー２４
は、ローラー２４を駆動するモーター２６と連結され、
ベルト１０を矢印１６の方向に進行させる。ローラー１
８、２０、２２は、ベルト１０が矢印１６の方向へ移動
するにつれて自由に回転するアイドラローラーである。
【００１７】まず、ベルト１０の一部が帯電ステーショ
ンＡを通過する。帯電ステーションＡでは、参照番号２
８で概括的に示されるコロナ発生装置が、ベルト１０の
光導電性表面１２の一部を比較的高く、実質的に均一の
電位に帯電する。
【００１８】次に、光導電性表面１２の帯電された部分
は、露光ステーションＢを通って進行する。露光ステー
ションＢでは、ラスタ入力スキャナ（ＲＩＳ）及びラス
タ出力スキャナ（ＲＯＳ）が、光導電性表面１２の帯電
された部分を露光し、その上に静電潜像を記録するため
に用いられる。ＲＩＳ（図示せず）は、原稿照明ラン
プ、光学系、機械的走査装置、及び感光素子（電荷結合
素子（ＣＣＤ）アレイなど）を含む。ＲＩＳは、原稿か
らの全体画像を取り込み、それを一連のラスタ走査線に
変換する。ラスタ走査線は、ＲＩＳからＲＯＳ３６に伝
達される。
【００１９】ＲＯＳ３６は、各々のラインが１インチ毎
に特定の画素数を有する一連の水平ラインで光導電性表
面１２の帯電部分を照射する。これらのラインは、光導
電性表面１２の帯電部分を照射し、その部分の電荷を選
択的に放電させる。典型的なＲＯＳ３６は、回転多角鏡
ブロックを有するレーザー、固体素子変調器バー、及び
ミラーを有する。更にもう１つのタイプの露光システム
は、ＲＯＳ３６を単に用いるだけのものであり、このＲ
ＯＳ３６はコンピュータ、ＲＯＳ３６間の画像データフ
ローを作成及び管理する電子サブシステム（ＥＳＳ）か
らの出力によって制御される。ＥＳＳ（図示せず）は、
ＲＯＳ３６用の制御エレクトロニクス及び内臓型、専用
コンピュータであってもよい。続いて、ベルト１０は、
光導電性表面１２に記録された静電潜像を現像ステーシ
ョンＣに進める。
【００２０】当業者は、上記に説明したＲＩＳ／ＲＯＳ
システムに代って光レンズシステムを用いてもよいこと
を認識するであろう。原稿は、透明なプラテンに表を下
にして配置されてもよい。ランプは、原稿に光線をフラ
ッシュ照射する。原稿から反射された光線は、原稿の光
画像を形成するレンズを通って伝達される。レンズは光
画像を光導電性表面の帯電部分に集束させ、選択的に光
導電性表面の電荷を散逸させる。これによって、透過性
プラテン上に配置した原稿に含まれる情報領域に対応す
る静電潜像を光導電性表面に記録する。
【００２１】現像ステーションＣでは、参照番号３８で
概括的に示される磁気ブラシ現像剤システムは、摩擦帯
電によって付着したトナー粒子を有するキャリヤー粒子
からなる現像剤を搬送し、光導電性表面１２に記録され
た静電潜像に接触する。トナー粒子は、キャリヤー粒子
から潜像に吸引され、ベルト１０の光導電性表面１２に
粉末画像を形成する。
【００２２】現像後、ベルト１０は、トナー粉末画像を
転写ステーションＤに進める。転写ステーションＤで
は、支持体材料のシート４５がトナー粉末画像に接触し
ながら移動する。支持体材料４５は、参照番号４８で概
括的に示されるシート供給装置によって転写ステーショ
ンＤに進められる。シート供給装置４８は、シートのス
タック５２の最上部のシートに接触するフィードロール
５０を備えていることが好ましい。フィードロール５０
が回転し、最上部のシートをスタック５０からシートシ
ュート５４に進める。シュート５４は、送られてくる支
持体材料４５のシートをタイミングされた順序でベルト
１０の光導電性表面１２に接触するように方向を向け、
これにより、光導電性表面１２の現像されたトナー粉末
画像は、転写ステーションＤで進行する支持体材料シー
トに接触する。
【００２３】転写ステーションＤは、シート４５の裏側
にイオンを噴霧するコロナ発生装置５６を備える。これ
により、トナー粉末画像が光導電性表面１２からシート
４５に吸引される。転写後、シートは、シートを定着ス
テーションＥに移動させるコンベヤー６０上を矢印５８
の方向に継続して移動する。
【００２４】定着ステーションＥは、参照番号６２で概
括的に示され、粉末画像をシート４５に永久的に固着さ
せる定着アッセンブリを備える。定着アッセンブリ６２
は、モーターによって駆動される加熱定着ローラー６４
及びバックアップローラー６６を備えているのが好まし
い。シート４５は、トナー粉末画像を定着ロール６４に
接触させながら定着ローラー６４とバックアップローラ
ー６６の間を通過する。この方法によって、トナー粉末
画像は、シート４５に永久的に固着される。定着後、シ
ュート６８は、進行するシートをキャッチトレー７０へ
と案内し、シートは続いてオペレーターによってプリン
ト装置から取り出される。
【００２５】支持体材料のシートがベルト１０の光導電
性表面１２から分離された後には、必ず、いくらかの残
存粒子が光導電性表面に付着したまま残る。これらの残
存粒子は、クリーニングステーションＦにおいて光導電
性表面１２から取り除かれる。クリーニングステーショ
ンＦは、プレクリーンコロナ発生装置（図示せず）及び
回転可能に取り付けられた光導電性表面１２と接触する
プレクリーンブラシ７２を備える。プレクリーンコロナ
発生装置は、光導電性表面に粒子を吸引している電荷を
中和する。これらの粒子は、光導電性表面と接触してい
るブラシ７２の回転によって光導電性表面からクリーニ
ングされる。当業者は、ブレードクリーナーなどの他の
クリーニング手段を用いることができることを理解する
であろう。クリーニングに続いて、放電ランプ（図示せ
ず）は、次の逐次画像形成サイクルに備えた帯電に先立
ち、光によって光導電性表面１２を放電させ、光導電性
表面に残留するあらゆる残留電荷を消失させる。
【００２６】画像品質を維持し、コピーからコピーへの
濃度のばらつきを補償するために、調子再現曲線を制御
する制御装置３０が備えられる。制御装置３０は、制御
パラメータのばらつきを制御するために、リアルタイム
で補正フィルターを調節する。制御装置３０は、適応制
御をパラメータ認識及び制御変更の２つのタスクに分け
る。推定結果は、補償パラメータを修正するために用い
られる。制御装置３０によって生成された出力の変化
は、トナーエリアカバレージ（ＴＡＣ）センサー３２に
よって測定される。現像ステーションＣの後に位置され
るＴＡＣセンサー３２は、光導電性表面１２に記録され
た異なった領域を被覆するパッチでの現像されたトナー
量を測定する。図１に示されるＴＡＣセンサー３２の動
作方法は、ハッブル等(Hubble et al)の米国特許第４，
５５３，００３号に説明されており、その全容が本開示
に援用される。ＴＡＣセンサー３２は、光導電性表面１
２に現像されたトナー粒子の濃度を測定する赤外反射タ
イプの濃度計である。
【００２７】図２を参照して、複合トナーテストパッチ
110 は、光導電性表面１２の原稿間領域に画像形成され
る。光導電性表面１２は、画像１及び画像２の２つの原
稿画像を含むものとして例示されている。テストパッチ
110 は、画像１と画像２の間の原稿間スペースに示さ
れ、光導電性表面１２のその部分が、ＴＡＣセンサー３
２によって感知され、制御に必要な信号を提供する。複
合パッチ110 は、処理の方向に１５mm、また、処理の方
向に直交した方向に４５mmの長さである。複合パッチ11
0 は、特に、114 で示される12.5％のハイライト濃度、
116 で示される５０％のハーフトーン濃度、及び118 で
示される87.5％べた領域濃度の３つのターゲットを含
む。
【００２８】ＴＡＣセンサー３２がパッチの相対反射率
に対する有意味な応答を与える前に、ＴＡＣセンサー３
２は、光導電性ベルト表面１２の記録のない(bare)即ち
クリーン領域部分113 から反射された光を測定すること
によって較正される。較正の目的で、ＴＡＣセンサー３
２の内部の発光ダイオード（ＬＥＤ）への電流は、ベ
ア、即ち、クリーン領域113 から反射された光に応答し
てＴＡＣセンサー３２により生成された電圧が３〜５ボ
ルトとなるまで上げられる。本発明に基づき、ターゲッ
ト画像は、選択された処理時間に受光体の画像領域に提
供されることが認識されるべきである。特に、トナー濃
度設定期間及び操作中にマシンが１ピッチだけスキップ
する際の制御期間中に、12.5％及び５０％のターゲット
パッチが画像領域に提供される。
【００２９】図３は、図１に示される現像剤ユニット３
８を更に詳細に示す。現像剤ユニットは、静電潜像にト
ナーを適用するためのマグブラシ（磁気ブラシ）現像装
置などの現像装置８６を備える。磁気ブラシ現像装置
は、現像剤ハウジングに備えられるのが一般的で、ま
た、通常、ハウジングの後部には、供給現像剤を含む溜
め(sump)が形成される。溜め部分の受動クロスミキサー
（図示せず）は、一般的に現像剤を混合する役割を果た
す。磁気ブラシ現像は、本発明の範囲内であると意図す
る現像システムの単なる一例であることが認識されるべ
きである。
【００３０】当業者によって理解されるように、磁気ブ
ラシ現像装置で一般的に使用される静電的に吸引可能な
現像材料は、トナーと呼ばれる着色樹脂粉末及びキャリ
ヤーと呼ばれるトナーよりも大粒の粒状ビーズを含む。
必要な磁気特性を与えるために、キャリヤーはスチール
などの磁化が可能な材料を含む。磁気ブラシ現像装置に
よって達成される磁界により、現像材料のブランケット
が受光体表面に接する磁気ブラシ現像装置の表面に沿っ
て形成される。続いて、キャリヤービーズからトナーが
静電潜像に吸引され、表面に可視の粉末画像を作り出
す。
【００３１】現像装置８６は、４６で示されるトナー供
給アッセンブリに接続される。トナー供給アッセンブリ
４６は、トナー粒子の供給源を提供するトナーボトル８
８、ボトル８８からトナー粒子を供給するための抽出オ
ーガ９０、及びオーガ９０からトナー粒子を受け取るホ
ッパー９２を備えている。ホッパー９２は、移送オーガ
９６にも接続され、移送オーガは駆動モーター９８によ
って回転され、ホッパー９２からトナー粒子を搬送して
現像装置８６に分配する。９４で示される適切な低トナ
ーレベルセンサーが、トナーボトル８８が再充填又は交
換される必要がある旨を知らせる信号をシステム制御に
提供する。
【００３２】本発明に基づいたトナー供給制御が、図４
に示される。特に、トナー供給システム４６が、現像シ
ステム３８の供給トナーを補充する。３２で図示される
ような適切なセンサーが、制御装置３０にトナー濃度を
表す信号を提供する。適切な制御時間間隔及び位置で感
知した12.5％、５０％、及び87.5％のターゲットパッチ
を含むセンサーの信号が出される。制御装置３０は、10
7 に示される画素数に応答するだけでなく、感知した信
号に応答して12.5％と５０％の信号のデルタ又は差を算
出して、トナー供給システム４６にトナー供給信号112
を提供し、現像システム３８にトナーを追加する。ま
た、制御装置は、トナーが現像装置からなくなりそうな
場合に、ＴＣ設定の間に、必要とされるクリーニングコ
ピーを開始する。
【００３３】本発明に基づき、非結合ＴＣ／摩擦帯電制
御が説明される。即ち、ＴＣ／摩擦帯電は静電気から独
立して制御される。ＴＣセンサー（ＴＣのみを制御す
る）のみによる制御よりも優れているＴＣ／摩擦帯電制
御下において、静電気の制御は顕著に単純化される。
【００３４】Ｐ／Ｒ上の単位面積当りの現像トナー量に
は、主に３つのフィールド関数（即ち、受光体Ｐ／Ｒに
対するｄｃドナーフィールド、受光体に対するａｃドナ
ーフィールド、及びドナーロールに対するｄｃ磁気ロー
ルドナーフィールド）が寄与することが分かった。即
ち、 ＤＭＡ＝ｆ１（Ｖdon,Ｖexp,ギャップ，摩擦帯電）＋ｆ
２（Ｖjump, ギャップ，付着力，摩擦帯電）＋ｆ３（Ｖ
dm，ギャップ，ＴＣ，摩擦帯電）
【００３５】ｆ１中のパラメータは、Ｖdon 以外は非常
に影響が大きくなることが分かる。ｆ２中のパラメータ
も同様に影響が大きい。ここで、付着力とはトナーとド
ナーロールとの間の付着力である。一方、ｆ３のパラメ
ータは最も影響が小さく、ｆ３は摩擦帯電と共にＴＣに
も依存する唯一の関数である。
【００３６】ｆ１の寄与を最小にし、ｆ２のばらつきを
最小にし、また、ｆ３の寄与を最大にすることにより、
ＤＭＡのＴＣ／摩擦帯電に対する依存又は関係が導出さ
れる。その方程式は、下記式に単純化される： ＤＭＡ＝ｆ２＋ｆ３（Ｖdm，ギャップ，ＴＣ，摩擦帯
電）
【００３７】12.5％及び５０％（又は任意の低濃度及び
高濃度の組み合わせ）のパッチのＤＭＡの差を求め、Ｒ
ＲはＤＭＡの１次の逆関数であると仮定すると、ｆ２は
定数項に変換され、ｄＲＲ（ＲＲ12.5％−ＲＲ５０％）
とＴＣ／摩擦帯電の関係は、下記式のようになる。 ｄＲＲ＝Ｃ１* 摩擦帯電* （ＴＣ＋ＣＯ）／ＴＣ＋Ｃ２
【００３８】パッチ（12.5％及び５０％）の微分値“ｄ
ＲＲ”を制御することによって、摩擦帯電とＴＣとの関
係が制御できる。従来の実験では、ＣＯが１に非常に近
いことが示され、上記の方程式は、環境ゾーン(environ
mental zone)に関してＡ(t)のＴＣの比に対する関数と
してのｄＲＲの一次方程式に規格化される： ｄＲＲ＝Ｃ１* Ａ(t) ／ＴＣ＋Ｃ２ ここで、Ｃ１及びＣ２は定数であり、Ａ(t) は摩擦帯電
×（ＴＣ＋１）に等しい。
【００３９】この方法は、ＴＣを定数値に制御しようと
するＴＣセンサーよりも更に望ましいことが分かる。非
結合制御によって、高いＡ(t) は高いＴＣを、低いＡ
(t) は低いＴＣを必要とする。この関係は全ての環境ゾ
ーンにおける摩擦帯電の変動を最小にする。
【００４０】更に詳細には、トナー濃度のばらつきは、
３つの要因を考慮して調整される。第１の要因は、それ
ぞれの原稿についての予想されるトナー使用量の測定で
ある。これは、画像形成される原稿の画素数によって決
定される。第２の要因は、12.5％ターゲットパッチと５
０％ターゲットパッチの数値間の差である。つまり、こ
れらのターゲットは画像形成され、トナーエリアカバレ
ージセンサーによって感知される。次に、誤差値を求め
るために、基準値と比較されるこれらのターゲットの反
射率値の間の差を求める計算がなされる。
【００４１】最初の２つの要因ほど重要ではない第３の
要因は、同じＴＡＣセンサーから感知された87.5％パッ
チの信号である。制御装置は、これらの３つの要因に応
答してトナー供給機構の供給時間を決定する。
【００４２】本発明に基づいて、トナー濃度の制御は、
３つの測定値、詳細には、画素数、原稿間ゾーンの87.5
％反射率パッチの感知された反射率、及び画像領域の２
つのパッチ（12.5％反射率パッチ及び５０％反射率パッ
チ）によって測定された反射率の変化又はデルタ（増
分）、の関数である。デルタ反射率は、12.5％反射率パ
ッチと５０％反射率パッチとの差である。このデルタ反
射率が、トナー濃度の非常に優れた指針であることが見
出されたことを認識するべきである。
【００４３】マシンのウォーミングアップには、初期ト
ナー濃度設定手順が存在する。この手順は、受光体の画
像領域の12.5％及び５０％反射率パッチのみを使用す
る。これら２つのパッチの反射率は、トナーエリアカバ
レージセンサーによって感知され、これらの２つの読み
取り値又は２つの感知信号の差は、適切なメモリに記憶
されたターゲット基準値と比較され、誤差信号を与え
る。この誤差信号が基準信号よりも高い場合、現像シス
テムに在留するトナーが多すぎることが表示される。わ
ずかでも基準値を上回る場合、現像システムからトナー
をいくらか減少させる必要がある。これは、受光体にダ
ミー画像を作成し、受光体に画像を現像するが、コピー
シートに転写せずにトナーが存在する受光体を清掃する
ことによって行われる。所定数のダミー画像の形成後、
システムは再チェックされる。
【００４４】これらのダミー画像は、本質的に約２５％
のエリアカバレージを有する大きなパッチである。重ね
て、12.5％及び５０％パッチが、現像及び感知され、２
つの信号の間の差は基準信号と比較され、誤差信号を与
える。誤差信号が許容範囲内にある場合、それ以上の調
整の必要はない。しかしながら、誤差信号がある十分な
値だけ基準よりもまだ大きい場合、更にトナーを除去す
るためにダミー画像が作成され、現像システム中のトナ
ーを減少させる過程がもう一度反復される。一方、デル
タ反射率信号が基準信号よりも小さく、２つの信号（誤
差信号）の間の差が十分な値だけ基準よりも小さい場
合、現像システムにトナーを追加する必要がある。その
ような状況においては、単にトナー供給機構を所定の時
間、好ましい実施形態では１８ピッチ作動させ、トナー
溜めにトナーを追加することが必要である。システム
は、再びチェックされ、システムが所定の範囲内になる
まで調整される。
【００４５】トナー濃度の設定がひとたび行われると、
機械の動作の間にトナー濃度制御調整が周期的に行われ
る。好ましい態様において、トナー濃度の制御調整は、
作業サイクルの終了において又は延長される作業に備え
て、300 枚など所定の数のコピー完了後に行われる。調
整を行うために、３つの変数が監視される。そのうちの
１つは、調整の必要性についての強力な指針である画像
形成される原稿の画素数であり、もう１つは、調整が行
われるべきかどうかについての比較的弱い指針である原
稿間ゾーンで感知された87.5％反射率パッチである。第
３の変数は、12.5％濃度パッチと５０％濃度パッチの間
の反射率との変化の調整を行う因子である。この第３の
変数の測定は、作業完了後のサイクル終了時か、延長さ
れた作業中のスキップされたピッチの間に行われる。こ
の第３の要因も、トナー濃度状況の調整の必要性につい
ての強力な指針でもある。
【００４６】12.5％パッチと５０％パッチのトナーエリ
アカバレージセンサーの測定値の差が、誤差信号を提供
するために基準値と比較される。この誤差信号は、87.5
％反射率パッチ信号と画素数と共に、調整を行うために
用いられる。一般的に、トナー濃度が比較的高い濃度レ
ベルにある場合には、調整は行われず、トナー濃度が比
較的低い濃度レベルにある場合に、トナー供給機構がオ
ンにされ、トナーがトナー容器又はボトルから現像ハウ
ジングにトナー移送オーガを介して追加されて調整がな
される。測定値に依存したトナー供給の所定のデューテ
ィサイクル又は作動時間が設定される。
【００４７】図５を参照すると、２つの構成部品から成
るドナーロールを積載し、一成分から成る受光体現像を
備えたハイブリッドジャンピング現像装置の構成図が示
される。特に、示されているようにキャリヤー及びトナ
ー粒子の層を有するマグロール202 は、ドナーロール20
4 にトナー粒子を与え、受光体206 に画像を現像するた
めにトナーを与える。狭い間隙が受光体206 からドナー
ロール204 を分離している。電圧、Ｖexp は受光体の露
光電圧、即ち、露光後の受光体の電圧を表す。また、図
５に示されるように、電圧Ｖdmはドナーロール204 とマ
グロール202 の間のバイアス電圧を表し、電圧Ｖdon は
ドナー電圧を表し、電圧ＶjumpはドナーＡＣ電圧電位を
表す。
【００４８】図６を参照すると、トナー濃度設定のフロ
ーチャートが図示されている。特に、ブロック122 で1
2.5％及び５０％パッチが配置され、受光体の画像領域
で現像及び感知される。ブロック124 において、反射率
の差が計算され、ブロック126に示されるように基準値
と比較され、判定ブロック128 において比較が所定の範
囲又は目標内にあるかどうかの決定がなされる。許容範
囲内である場合、ブロック130 に示されるように設定は
完了する。許容範囲内でない場合、比較された値又は誤
差信号が所定の範囲よりも大きいかどうかの判定ブロッ
ク132 に示される確認が行われる。そうでない場合、即
ち、所望のトナー濃度よりも低い場合、ブロック134 に
示されるように、セットされたピッチ数だけのトナー供
給がオンにされる。一方、測定値が所定範囲を越えて大
きい、即ち、所望のトナー濃度よりも高い場合、ブロッ
ク136 に示されるようにトナーハウジングからトナーを
クリーニングする処理が開始され、特に、２５％トナー
画像が受光体に投影されるがコピーシートには転写され
ず、受光体をクリーニングする。これは、ブロック138
及び140 で、トナーハウジングからトナーを減少させる
手段として示される。受光体からトナーをクリーニング
する場合、ブロック122 に戻り、現時点で濃度が範囲内
にあるか否かの決定を感知するためのパッチを更に作
る。
【００４９】図７は、ブロック144 に示されるマシンジ
ョブ実行中のトナー濃度制御を示す。特に、ジョブ実行
中、ブロック146 に示される原稿画素数の計数及びブロ
ック148 に示される原稿間ゾーンの87.5％パッチの感知
が行われる。ブロック150 において決定され、300 枚以
上の大規模なジョブであることが確認された場合、156
に示されるように、ジョブ実行中に画像領域のスキップ
ピッチの間に、12.5％及び５０％パッチの感知が行われ
る。ジョブが300 枚以下の場合、12.5％及び５０％パッ
チは、152 に示されるようにジョブ実行のサイクル終了
後に画像領域に画像形成される。ブロック154 において
５０％と12.5％パッチの差についての計算が行われ、こ
れは基準値と比較され、ブロック158 において画素数、
87.5％パッチ及び12.5％及び５０％パッチの反射率の変
化の関数として実際のトナー濃度が決定される。ブロッ
ク160 で決定されるように、トナー濃度が範囲内にある
場合、ブロック162 に示される次のステップは次のジョ
ブ又は次の300 枚のコピーに備えて待機することであ
る。トナー濃度が範囲内でない場合、トナー供給機構が
所定回数のデューティサイクルだけでオンされる。その
後、ブロック164 に示されるように、必要に応じて新た
な測定がされる。
【００５０】現在、本発明の好ましい実施形態と考えら
れる態様が上記に例示及び説明されてきたが、多数の変
形及び変更例が当業者に生じることが考えられ、本発明
の本来の精神及び範囲内に含まれるその全ての変形及び
変更例が添付の請求項に含まれることが理解されるであ
ろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に基づくバックグラウンド検知及び補償
を組み入れた一般的な電子画像形成システムを示した正
面図である。
【図２】光導電性部材上の隣接する画像の間に配置され
るターゲット領域を示す。
【図３】本発明に使用されるためのトナー供給機構を含
む現像剤ユニットを示す。
【図４】図３の装置の一般的な制御を示す。
【図５】本発明を示すハイブリッドジャンピング現像の
模式図である。
【図６】本発明に基づいた非結合トナー濃度及び摩擦帯
電制御のためのＴＣ設定過程を示すフローチャートであ
る。
【図７】本発明に基づいた非結合トナー濃度及び摩擦帯
電制御のためのＴＣ運転時間制御過程を示すフローチャ
ートである。
【符号の説明】
３８ 現像剤ユニット ４６ トナー供給アッセンブリ ８６ 現像装置 １１０ 複合トナーテストパッチ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 デイビッド シー．クレイグ アメリカ合衆国 14620 ニューヨーク州 ロチェスター パビリオン ストリート 60

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 移動する画像形成面と、画像形成面に画
    像を投影するための投影システムと、前記画像形成面に
    投影された画像にトナーを適用し、媒体に画像を転写す
    るためのトナー供給機構を備えた現像装置とを有し、前
    記現像装置が、ハウジング及び前記ハウジングにトナー
    を供給するためのトナー供給機構を備えるプリント装置
    における、トナー濃度のばらつき調整方法であって、 画像形成される原稿の画素数を決定するステップを含
    み、 第１及び第２テストターゲットを前記画像形成面に与え
    るステップを含み、 画像形成面の前記第１及び第２テストターゲットの反射
    率を感知するステップを含み、 前記第１及び第２テストターゲットの反射率の差を算出
    するステップを含み、 前記第１及び第２テストターゲットの反射率の差を基準
    値と比較し、誤差値を求めるステップを含み、 前記誤差値及び前記画像形成される原稿の画素数に応答
    してトナー供給機構のトナー供給時間を決定するステッ
    プを含む、 トナー濃度のばらつき調整方法。
  2. 【請求項２】 前記方法が、第１及び第２テストターゲ
    ットの反射率値を感知するためのトナーエリアカバレー
    ジセンサーを含む、請求項１記載のトナー濃度のばらつ
    き調整方法。
  3. 【請求項３】 前記方法の第１テストターゲットが反射
    率約12.5％及び第２テストターゲットが反射率約５０％
    である、請求項１記載のトナー濃度のばらつき調整方
    法。
JP10249499A 1997-09-10 1998-09-03 トナー濃度のばらつき調整方法 Pending JPH11143207A (ja)

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