(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複写装置内でカラーレジストレーションおよびカラー濃度を制御することによって、トナーコストを節約する方法であって、
（ａ）電荷保持面を設けるステップと、
（ｂ）前記電荷保持面上に、画像を現像するトナーを設けるステップと、
（ｃ）前記電荷保持面上に、レジストレーション機能およびカラー濃度機能の両方に使用されるように、斜め成分を含むパッチを設けるステップと、
（ｄ）前記パッチにトナーを加えるステップと、
（ｅ）前記パッチ上の前記トナーを検知するセンサを設けるステップと、
（ｆ）前記センサからの信号を受けるコントローラを設けるステップと、
（ｇ）前記コントローラが、前記センサからの信号を用いて、カラーレジストレーションおよびカラー濃度をともに制御するステップと、
（ｈ）前記斜め成分を含むパッチがカラーレジストレーションパッチおよびカラー制御パッチとして用いられて、前記カラー制御パッチを前記カラーレジストレーションパッチに合わせて較正するステップと、を含む方法。
【請求項２】
前記斜め成分を含むパッチは、前記カラーレジストレーションパッチとして使用される部分を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記斜め成分を含むパッチは、前記カラー制御パッチとして使用される部分を含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記カラー制御パッチを前記カラーレジストレーションパッチとしても用いるステップは、
前記センサにより、カラー制御パッチの所定のデジタル領域画線比率値にある原寸大のカラー制御パッチを測定して、この結果を記録するステップと、
前記センサにより、狭い幅のカラーレジストレーションパッチを測定するテップと、
前記センサ応答をサンプリングして、この結果を記録するステップと、
プロセス制御が必要とする、各デジタル領域画線比率値に対してこれらの測定を繰り返すステップと、
積算値を用いてプロセス制御設定点を確立し、それによって前記原寸大のプロセス制御パッチに対する前記センサ応答と前記カラーレジストレーションパッチに対する前記センサ応答との間に、直接の相関関係を確立するステップと、
次いでこの較正曲線を用いて、前記カラーレジストレーションパッチだけを描画するステップとを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記センサは、強化されたトナー領域画線比率センサである、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記センサが取り替えられると、前記カラー制御パッチを前記カラーレジストレーションパッチとしても用いるステップを含む、請求項４に記載の方法。
【請求項７】
ベルトが取り替えられると、前記カラー制御パッチを前記カラーレジストレーションパッチとしても用いるステップを含む、請求項４に記載の方法。
【請求項８】
前記センサが変化する場合、前記カラー制御パッチを前記カラーレジストレーションパッチとしても用いるステップを含む、請求項４に記載の方法。
【請求項９】
ピーク値を用いて、プロセス制御設定点を確立する、請求項４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に画像形成装置に関し、さらに詳しくはトナーコストを節約するとともに生産性を最大化する方法および装置を用いる画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
オフィス製品（タンデム（縦並び）アーキテクチャ）では、カラー制御のためにプロセス制御パッチを描画する必要があり、その結果、カラー調整を改善する利益と、トナー使用量、生産性損失、および部品摩耗が招くコストとのトレードオフとなる。加えて、カラーレジストレーション（カラー整合）調整は、生産性損失およびトナー使用量のコストも伴う。
【０００３】
典型的には、オフィス製品では、電子写真式制御は、レジストレーションパッチに比較して大きいサイズの、調整されたパッチ一式を使用する。このようになっているのは、レジストレーションがパッチの端部だけの位置を測定することに関係しているのに対して、プロセス制御がパッチの平均濃度を測定することに関係しているからである。その上に、多くの製品では、制御パッチおよびレジストレーションパッチをともに検知するために、同一の光センサが使用される。信号処理は、種々のシステムによってなされ、典型的にはレジストレーションの高速度要件にはハードウェアで、およびカラー制御の目的にはソフトウェアでなされる。サンプリングレートは異なってもよいが、必ずしも異ならなくてもよい。最後に、レジストレーションに必要なパッチ数は、通常は、プロセス制御に必要なパッチ数よりも多い。
【０００４】
トナー使用量は、サンプリング事象の数、パッチ数、および単位面積当たりの平均現像量の関数である。これらの要因のうちのいずれかを減少させると、トナーが節約されるようになる。
【０００５】
単位時間当たりの全トナー使用量は、トナー消費コストに直接に関連付けられる。さらに、レジストレーションパッチおよびプロセス制御パッチを描画し測定するためには、しばしば空循環（ｄｅａｄ  ｃｙｃｌｉｎｇ）が必要となるので、生産性損失に起因するコストがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このように、カラーレジストレーション機能およびカラー制御機能の間において、生産性損失およびトナー消費を低減する必要性が、長年感じられていた。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
したがって、空循環がオーバーヘッドであるので（大部分のオフィス製品は例えばカミング（ｃａｍｉｎｇ）部品を必要とする）、レジストレーションおよびプロセス制御が同一の空周期の間にサンプリングされる場合、生産性を強化することができる。これらは別々のサンプリング間隔を必要とするが、少なくとも、同一の空周期の間にパッチの両セットを時々実行する可能性があってもよい。プロセス制御パッチをレジストレーションパッチと同じく小さい幾何学的形状にすることによって、生産性損失およびトナー使用量の全システムにわたる最適化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本開示内容の電子写真式プロセス制御スケジューリング手法を含む典型的なモジュール型電子写真式プリンタの部分的な正面図である。
【図２】プロセス方向レジストレーションおよびプロセス方向カラー制御を測定するのに使用される、従来の２つのパッチの平面図である。
【図３】２重のプロセス方向レジストレーションパッチおよびプロセス制御パッチの平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本開示内容は、好ましい実施形態に関連して以下に説明されることになるが、本開示内容をその実施形態に限定する意図はないことが理解されよう。それどころか、添付された請求項によって定義された開示内容の趣旨および範囲内に含むことができる、すべての代替策、変形例および均等物を含むことが意図されている。
【００１０】
本開示内容は、プリンタ装置が消費するトナーの量およびそれによるコストを低減する方法および装置を含む、好ましい実施形態の電子写真式印刷装置を参照することにより、次に説明されることになる。
【００１１】
本開示内容の特徴を全般的に理解するために、図面への参照がなされる。図面では、同一の要素を特定するために、類似の参照番号が全体を通して使用されている。
【００１２】
ここで、他の電子写真式装置に見られるような周知の、図１のプリンタ１０を参照すると、カラーレジストレーションおよびカラー処理の両方に対してパッチを多重に使用することによって、プリンタ内でカラー一貫性およびカラーレジストレーションが維持されるような、改善された方法および装置を含む電子写真印刷システムが示される。ここで使用される用語「印刷システム」は、関連した任意の周辺機器またはモジュール型装置を含むプリンタ装置を包含し、本明細書において使用される用語「プリンタ」は、デジタル複写機、書籍制作機、ファックス、多機能機などの任意の装置を包含し、任意の目的用に印刷出力機能を実行する。マーキングモジュール１２は電荷保持力のある基板を含み、この基板は感光体ベルト１４でもよく、ベルト１４はその経路の周囲に位置する種々の処理ステーションを通って矢印１６の方向に進む。チャージャ（帯電器）１８は、ベルト１４の領域を相対的に高い、実質的に一様な電位に帯電する。次に、ベルト１４の帯電領域がレーザー２０のそばを通ってベルト１４の選択領域を光パターンに露出し、選択領域を放電して静電潜像を生成する。次に、ベルトの照射領域が現像ユニットＭのそばを通って、ベルトの帯電領域上にマゼンタトナーを堆積させる。
【００１３】
引き続いてチャージャ２２は、ベルト１４の領域を、相対的に高い、実質的に一様な電位に帯電する。次に、ベルト１４の帯電領域がレーザー２４のそばを通ってベルト１４の選択領域を光パターンに露出し、選択領域を放電して静電潜像を生成する。次に、ベルトの照射領域が現像ユニットＹのそばを通って、ベルトの帯電領域上にイエロートナーを堆積させる。
【００１４】
引き続いてチャージャ２６は、ベルト１４の領域を、相対的に高い、実質的に一様な電位に帯電する。次に、ベルト１４の帯電領域がレーザー２８のそばを通ってベルト１４の選択領域を光パターンに露出し、選択領域を放電して静電潜像を生成する。次に、ベルトの照射領域が現像ユニットＣのそばを通って、ベルトの帯電領域上にシアントナーを堆積させる。
【００１５】
引き続いてチャージャ３０は、ベルト１４の領域を、相対的に高い、実質的に一様な電位に帯電する。次に、ベルト１４の帯電領域がレーザー３２のそばを通ってベルト１４の選択領域を光パターンに露出し、選択領域を放電して静電潜像を生成する。次に、ベルトの照射領域が現像ユニットＫのそばを通って、ベルトの帯電領域上にブラックトナーを堆積させる。
【００１６】
上述した処理の結果として、今では全カラートナー画像がベルト１４上に移動している。従来のレジストレーションシステムは、ベルト１４上への画像の移動に同期して、用紙フィーダモジュール１００からのコピー用紙を受けるとともに、コピー用紙をベルト１４上の画像に接触させる。用紙フィーダモジュール１００は高容量フィーダ１０２および１０４を含み、高容量フィーダ１０２および１０４は、媒体供給トレイ１０７および１０９上に置かれた用紙スタック１０６および１０８から用紙を供給し、用紙経路１２０に沿ってイメージングまたはマーキングモジュール１１２へ送る。必要に応じて増設の高容量媒体トレイが追加されて、用紙経路１２０に沿って用紙を供給することができる。
【００１７】
コロトロン（コロナチャージャ）３４は、用紙を帯電して、用紙をベルト１４に留める（タックする）とともに、トナーをベルト１４から用紙へ移動させる。引き続いて、デタック・コロトロン３６は、用紙を反対の極性に帯電して、用紙をベルト１４から離す（デタックする）。前置定着器（ｐｒｅｆｕｓｅｒ）搬送部３８は、用紙を定着器Ｅへ移動させて、熱および圧力によりトナーを用紙に恒久的に定着する。次いで用紙は、スタッカーモジュールＦへまたは２重ループＤへ進む。
【００１８】
クリーナー４０は、ベルト１４の画像領域上に残存することがあるトナーを除去する。２重のコピーを完了するために、２重ループＤは、用紙を背面で供給して、用紙の反対側にトナー粉像を転写する。２重ループＤ内の２重反転部９０は用紙を反転させて、先に転写部を通過したときの用紙の上面が、次に転写部を通過するときの用紙の底面となるようにする。２重反転部９０は各用紙を反転させて、先に転写部を通過したときの用紙の先端が、次に転写部を通過するときの用紙の後端となるようにする。
【００１９】
さらに図１を参照し本開示内容に従って、プリンタ１０内でカラーレジストレーションおよびカラー一貫性を維持する、簡単な方法および装置が開示され、この方法および装置は、ドラムまたはベルト感光体基板１４上で現像されたパッチからの拡散光および／または反射光を記録する、アルゴリズムおよび前置転写式反射センサを含む。図示されるように、前置転写センサ３３は従来の光センサであり、信号をコントローラ４５へ送り返すのに使用される。
【００２０】
設計上の長年の経験則が、センサ３３の視野よりもいくぶん大きいプロセス制御パッチを形成しようとするとともに、センサが読み取るものが取り込まれた後、時間に余裕をもってセンサ応答が安定する（過渡的に静まる）ようにしてきた。パッチサイズは、一般にプロセス方向の長さで大略１７ｍｍである。光センサ３３は、大略３ｍｍの視野を有する。図２では、プロセス方向レジストレーションパッチ６０およびカラープロセス制御パッチ７０が分離した状態で位置決めされて、矢印６５の方向に１ｍｍのプロセス方向幅を検知するように示される。プロセス方向レジストレーションパッチ６０は、内側／外側のレジストレーションを測定するために斜め成分６６を含む。プロセス制御パッチ７０は、通常は１７ｍｍのプロセス方向幅を有する。
【００２１】
本開示内容に従う改善されたアルゴリズムは、レジストレーションおよびカラー強度の両機能に対してパッチ８０を多重に使用することによって、レジストレーションおよびカラープロセス制御を実行するためのトナーコストを節約する。２重プロセス制御パッチ８０は、図３に示されるように、内側／外側のレジストレーションを測定するために斜め成分８１を含む。パッチ８０は、プロセス方向レジストレーションパッチとして使用されるとともにプロセス制御パッチとして使用され、１ｍｍのプロセス方向幅を含む。プロセス制御パッチが、レジストレーションパッチに合わせて較正され、それによってプロセス制御パッチが相対的に大きくなければならいと長い間命じていたプロセス制御設計ルールを克服することを、このアルゴリズムは要求する。レジストレーションパッチ較正モードに対するプロセス制御は、センサが取り替えられる場合、ベルトが取り替えられる場合、または場合によってはセンサの入射光強度が変更される場合、実行するべきである。このモードは、光センサ３３のもとで、プロセス制御パッチのデジタル領域画線比率（ＤＡＣ＝ｄｉｇｉｔａｌ  ａｒｅａ  ｃｏｖｅｒａｇｅ）値にある原寸大のプロセス制御パッチのそばを通るステップ、およびこの結果を記録するステップで構成される。次に、センサのもとで、狭い幅のレジストレーションパッチのそばを通り、センサ応答を瞬時（〜１ｍｓレート）にサンプリングして、このデータを収集する。このプロセスは、プロセス制御が必要とする各ＤＡＣ値で繰り返される。これは、おおかたは隙間のない中間濃度のパッチであるはずである。次いでプロセス制御設定点を確立するために、ピーク値かそれとも積算値（すなわち曲線の下の領域）かが使用される。このように、原寸大のプロセス制御パッチに対するセンサ応答と、低減されたサイズ（レジストレーションサイズへ低減された）のパッチに対するセンサ応答との間に、直接の相関関係が確立される。この較正曲線により、システムは、レジストレーションサイズのパッチだけを描画し続けることができる。
【００２２】
ここで、レジストレーションおよびカラー制御の両方に対してレジストレーションパッチを使用するためには、レジストレーションパッチの一部を中間調にする必要があることに留意すべきである。レジストレーション信号は、ある時点で減少するようになる。したがって、しきい値が確立されるべきである。この制約のもとで、すべてのレジストレーションサイズの制御パッチがレジストレーションパッチとして使用されるとは限らなくてもよいが、しかしすべてのレジストレーションパッチがカラー制御パッチとして使用することができる。
【００２３】
要約すると、レジストレーションおよびカラープロセス制御の両機能に対してパッチを多重に使用することによって、プリンタ内でレジストレーションおよびカラープロセス制御を実行するために、トナーコストを節約し生産性の改善を取り込む方法および装置が開示された。具体的には、通常はレジストレーションの測定にだけ使用されていた小さいパッチが、電子写真式プロセス制御の測定にも使用され、それによって大きいパッチの必要性を排除することになる。これは、大きいサイズの濃度パッチの濃度と比較的小さいレジストレーションパッチとの間に、相関関係を周期的に確立する方法によって、可能となる。
【図１】
0005856406.tif 000002
【図２】
0005856406.tif 000003
【図３】
0005856406.tif 000004