(57)【要約】  電子写真式プリンタを較正する方法は、a)パワー制御可能な光源のビームを使用して、縞状テストパターン及びべた塗りテストパターンの潜像を生成し、b)現像電圧を有する電極を利用して、縞状テストパターン及びべた塗りテストパターンをトナーで現像し、c)現像された縞状テストパターンのトナー平均光学濃度及び現像されたべた塗りテストパターンのトナー平均光学濃度を測定し、及びd)２つのパターンの測定されたトナー平均光学濃度が、所定の限度内で所望の光学濃度に合致するように、(i)現像電圧並びに(ii)ビームのパワー及び／又は直径のうちの一方又は両方を調整することを含む。
2008518265.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子写真式プリンタを較正する方法であって、
ａ）パワー制御可能な光源のビームを使用して縞状テストパターン及びべた塗りテストパターンの潜像を生成し、
ｂ）現像電圧を有する電極を利用して、前記縞状テストパターン及び前記べた塗りテストパターンをトナーで現像し、
ｃ）前記現像された縞状テストパターンのトナー平均光学濃度及び前記現像されたべた塗りテストパターンのトナー平均光学濃度を測定し、及び
ｄ）前記２つのパターンの前記測定されたトナー平均光学濃度が、所定の限度内で所望の光学濃度に合致するように、（ｉ）前記現像電圧並びに（ii）前記ビームのパワー及び／又は直径のうちの一方又は両方を調整することを含む、電子写真式プリンタを較正する方法。
【請求項２】
前記現像電圧は、前記べた塗りテストパターンの前記測定されたトナー平均光学濃度が前記べた塗りテストパターンの目標トナー光学濃度よりも低い場合、前記現像されたべた塗りテストパターンの前記トナー光学濃度を上げるような方向に調整され、前記現像されたべた塗りテストパターンの前記測定されたトナー平均光学濃度が前記べた塗りテストパターンの前記目標トナー光学濃度よりも高い場合、前記現像されたべた塗りテストパターンの前記トナー光学濃度を下げるような方向に調整され、前記方法は、
ｅ）前記縞状テストパターンの前記測定されたトナー平均光学濃度が前記縞状テストパターンの目標トナー光学濃度よりも低い場合、前記現像された縞状テストパターンの前記トナー光学濃度を上げるような方向に、及び前記現像された縞状テストパターンの前記測定されたトナー平均光学濃度が前記縞状テストパターンの前記目標トナー光学濃度よりも高い場合、前記現像された縞状テストパターンの前記トナー光学濃度を下げるような方向に、前記光源のパワー及び前記ビームの有効幅のうちの一方又は両方を調整することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記縞状テストパターンの面積の半分を超える面積は、トナーが実質的に存在しないバンドと交互になったほぼ最高のトナー濃度のバンドを含む、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記縞状テストパターンの面積の半分を超える面積は、トナーが実質的に存在しないバンドと交互になったほぼ最高のトナー濃度のバンドを含み、各バンドがドット１０個分より小さい幅である、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記縞状テストパターンの面積は、トナーが実質的に存在しないバンドと交互になったほぼ最高のトナー濃度のバンドを含み、各バンドがドット１〜５個分の幅である、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
各バンドがドット１〜３個分の幅である、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記縞状テストパターンの面積は、トナーが実質的に存在しないバンドと交互になったほぼ最高のトナー濃度のバンドを含み、前記最高のトナー濃度を有するバンドが前記縞状テストパターンの面積の２０％〜６０％を含む、請求項１ないし６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
電子写真式プリンティングの方法であって、
ａ）請求項１ないし７のいずれか１項に記載の電子写真式プリンタを較正する方法に従ってプリンタを較正し、
ｂ）前記光源のビームを使用して前記感光シリンダ上に潜像を生成し、
ｃ）前記現像電圧の前記電極を利用して前記トナーで前記潜像を現像し、及び
ｄ）前記現像された潜像を印字媒体に直接的又は間接的に転写することを含む、電子写真式プリンティングの方法。
【請求項９】
前記潜像を生成することは、複数の輝度レベルが、デジタル被覆レベルと前記被覆レベルに対応するプリントされたトナー濃度との間の非線形の関係を補償するように調整されているデジタル画像ファイルを使用することを含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
（ａ）〜（ｄ）が色の異なる複数のトナー毎に繰り返され、各色のトナーの前記現像された潜像が、その色の色分解されたものを含み、前記色分解されたものが単一の印字媒体上にほぼ位置合わせされてプリントされ、それによってカラープリント画像を生成する、請求項８又は９に記載の電子写真式プリント方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の分野は電子写真式プリンタである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真式プリンタでは、変調された光源、一般にレーザが、感光シリンダの帯電した表面を走査し、表面の部分を放電させることによってデジタル画像ファイルから潜像を生成する。放電後、トナーを受け取るように意図された領域は第１の電圧であり、背景領域は第２の電圧である。見た目が中間の光学濃度であることを意図される領域は一般に、デジタル画像ファイルにハーフトーンパターンを使用することによって生成されるため、感光シリンダ上の各位置は第１の電圧及び第２の電圧のいずれか一方である。次いで、一般に第１の電圧と第２の電圧との間にある現像器電圧を有し、第１の電圧の領域と第２の電圧の領域とで電界の符号が異なるようにする電極の存在下で、潜像は、表面を電子写真トナーに露出させることによって現像される。トナーは帯電した粒子を含み、これらの粒子は、表面が第１の電圧である領域の感光面に引き寄せられ、表面が第２の電圧である領域から反発される。
【０００３】
いくつかの従来技術のシステム、例えば、Gila他に付与された米国特許第５，８６４,３５３号に記載されているシステム（その開示を参照により本明細書に援用する）等では、ハーフトーン処理のドット構成は２部プロセスを使用して画定される。第１部では、ドットの濃度及びサイズが、レーザパワー及び現像電圧を変化させることによって画定される。
【０００４】
ハーフトーンパターンの実際のドットは一般に、デジタル画像ファイルで規定される正方形のドットと等しくないサイズ及び形状であり、ドット面積の被覆の比に関して、「ドットゲイン」は一般に、その領域のハーフトーンパターンの平均濃度及び形状の非線形関数である。ドットゲインの理由には、レーザビームの有効幅（即ち、ビームが表面を放電させるのに十分な強度である領域の幅）が有限であること、及び感光シリンダ上、中間転写部材上、又は表面間での転写中にトナーが広がることが挙げられる。種々のピクセルハーフトーン構成に関するドットゲインは一般に、デジタルファイルハーフトーン面積の関数として実際の濃度を提供するルックアップテーブル（ＬＵＴ）を使用して、画像が各領域において所望のトナー被覆を有するようにデジタル画像ファイルを変更することによって補償される（第２部）。しかし、ドットゲインは、例えば、部品の経年劣化又は環境条件の変化に起因して経時変化するため、プリンタを定期的に再較正しなければならない。
【０００５】
Gila他に付与された上記米国特許では、２部構成の方法が、ＬＵＴを毎回再計算する必要なく、ドットのサイズ及び濃度の変化を補償するように電子写真式プリンタを較正する方法を提供する。２つのテストパターンが使用される。第１のパターンはトナーべた塗りであり、第２のパターンは５０％ハーフトーンパターンである。（他のハーフトーンテストパターンも使用することができ、７５％ハーフトーンテストパターンがHewlett-Packard製の多数のプリンタに使用されている）。まず、べた塗りパターンが所望のトナー光学濃度を有するように、現像器電圧が調整される。次いで、ハーフトーンパターンが所望の濃度を有するように、レーザパワー（これもレーザビーム幅に影響を及ぼす）が調整される。必要に応じて、この手順が繰り返される。この手順は、ＬＵＴを何ら変更することなく、他の濃度（５０％より大きいか又は５０％より小さい）のハーフトーンパターンでも同様に、正確なトナー濃度という結果になることが分かった。
【０００６】
Ikeda他に付与された米国特許第４，６８０,６４６号（その開示を参照により本明細書に援用する）には、本願の図５に示された５０％ハーフトーンパターンのような配置を含む、ドット配置の異なるハーフトーンパターンを較正用のテストパッチとして使用することが記載されている。
【０００７】
発明の概要
本発明のいくつかの実施形態の態様は、レーザ（又は他の光源）のパワーを調整するために使用されるテストパターンが、図４及び図５に示すパターン等の従来技術においてテストパターンとして使用される５０％ハーフトーンパターンではなく、それぞれの幅が一般にドット１０個分を決して超えず、通常はドット１個分のみ又は数個分の幅であるトナーべた塗りバンドとトナーのないバンドとが交互になったものから成るパターンである電子写真式プリンタに関する。
【０００８】
本発明者等は、Gila他の２部構成の方法が５０％又は７５％等の高い被覆率の値で使用される場合に、ルックアップテーブルが数日後に較正の機能を果たさなくなる可能性があることを見出した。本発明者等は、これは、方法の第１部で行われる測定がドットサイズに対して感度があまり高くなく、グレーレベル濃度が低くなるにつれて、低いグレーレベル濃度値用のルックアップテーブルがますます敏感になるという事実によってもたらされると確信する。さらに、第１のステップが実行される際に、小さなフォント及び線画の線幅が変化することが分かった。実際には、この方法の第１のステップが実行される度に、ルックアップテーブルの生成を再び行うことが望ましい。
【０００９】
Gilaの第１のステップでの較正の尺度としてバンドを使用する本方法は、両方の低濃度グレーレベルの値に対して安定性の向上を提供するとともに、較正の第１のステップが実行される際に繰り返し可能なフォント及び線画も提供する。例えば、本発明の実施形態では、パターンは、２ドット幅のトナーべた塗りバンド（線）が、３ドット幅のトナーのないバンドと交互になったものから成る。このようなパターンのトナー平均濃度は、従来技術のハーフトーンテストパターンでのトナー平均濃度よりもレーザビームの有効幅（即ち、感光表面を横切る１回の走査中に感光表面がレーザによって有効に放電される領域の幅）に、より高い信頼性で相関する。
【００１０】
Gila他による方法と同様に、現像器電圧及びレーザパワーを調整するためにべた塗りテストパターンが依然として使用され、デジタル画像ファイルのハーフトーン濃度を調整するためにＬＵＴが使用される。結果としての画像は、中間ハーフトーン濃度及び高ハーフトーン濃度の領域では、Gila他の手順が使用される場合と同様に依然として同じ程度に良好である。しかし、上述したように、Gila他の手順は中間グレーレベル及び高グレーレベルの場合には良好な値を提供するが、バーコード、フォントサイズが小さいテキスト、手描きのリトグラフ、微細な線を有する他の画像のような細い線、又は安定した低グレーレベル値の細い線に対して必ずしも常に安定した線幅を提供するとは限らない。ドットサイズの較正に細いバンドを利用することで、ドットサイズに対する較正の感度が上がり、その結果として低グレーレベル値、微細な線画、及び小さい又は細いフォントに対してより多く繰り返すことができる値が生成されることにより、ドットサイズをより良好に制御することが可能になる。
【００１１】
本発明の実施形態によれば、電子写真式プリンタを較正する方法が提供され、その方法は、
ａ）パワー制御可能な光源のビームを使用して、縞状テストパターン及びべた塗りテストパターンの潜像を生成し、
ｂ）現像電圧を有する電極を利用して、縞状テストパターン及びべた塗りテストパターンをトナーで現像し、
ｃ）現像された縞状テストパターンのトナー平均光学濃度、及び現像されたべた塗りテストパターンのトナー平均光学濃度を測定し、及び
ｄ）２つのパターンの測定されたトナー平均光学濃度が、所定の限度内で所望の光学濃度に合致するように、（ｉ）現像電圧並びに（ii）ビームのパワー及び／又は直径のうちの一方又は両方を調整することを含む。
【００１２】
本発明の一実施形態では、現像電圧は、べた塗りテストパターンの測定されたトナー平均光学濃度がべた塗りテストパターンの目標トナー光学濃度よりも低い場合、現像されたべた塗りテストパターンのトナー光学濃度を上げるような方向に調整され、現像されたべた塗りテストパターンの測定されたトナー平均光学濃度がべた塗りテストパターンの目標トナー光学濃度よりも高い場合、現像されたべた塗りテストパターンのトナー光学濃度を下げるような方向に調整され、上記方法は、
ｅ）縞状テストパターンの測定されたトナー平均光学濃度が縞状テストパターンの目標トナー光学濃度よりも低い場合、現像された縞状テストパターンのトナー光学濃度を上げるような方向に、及び現像された縞状テストパターンの測定されたトナー平均光学濃度が縞状テストパターンの目標トナー光学濃度よりも高い場合、現像された縞状テストパターンのトナー光学濃度を下げるような方向に、光源のパワー及びビームの有効幅のうちの一方又は両方を調整することを含む。
【００１３】
本発明の実施形態では、縞状テストパターンの面積の半分を超える面積は、トナーが実質的に存在しないバンドと交互になったほぼ最高のトナー濃度のバンドを含む。
【００１４】
本発明の実施形態では、縞状テストパターンの面積の半分を超える面積は、トナーが実質的に存在しないバンドと交互になったほぼ最高のトナー濃度のバンドを含み、各バンドはドット１０個分より小さい幅である。
【００１５】
本発明の実施形態では、縞状テストパターンの面積は、トナーが実質的に存在しないバンドと交互になったほぼ最高のトナー濃度のバンドを含み、各バンドはドット１〜５個分の幅である。
【００１６】
任意選択的に、各バンドはドット１〜３個分の幅である。
【００１７】
本発明の実施形態では、縞状テストパターンの面積は、トナーが実質的に存在しないバンドと交互になったほぼ最高のトナー濃度のバンドを含み、この最高のトナー濃度を有するバンドは縞状テストパターンの面積の２０％〜６０％を含む。
【００１８】
本発明の実施形態によれば、電子写真式プリンティング方法がさらに提供され、その方法は、
ａ）本発明の実施形態に従ってプリンタを較正し、
ｂ）光源のビームを使用して感光シリンダ上に潜像を生成し、
ｃ）現像電圧の電極を利用してトナーで潜像を現像し、及び
ｄ）現像された潜像を印字媒体に直接的又は間接的に転写することを含む。
【００１９】
必要に応じて、潜像を生成することは、複数の輝度レベルが、デジタル被覆レベルとこの被覆レベルに対応するプリントトナー濃度との間の非線形の関係を補償するように調整されているデジタル画像ファイルを使用することを含む。
【００２０】
必要に応じて、（ａ）〜（ｄ）は色の異なる複数のトナー毎に繰り返され、各色のトナーの現像された潜像は、その色の色分解されたものを含み、この色分解されたものは単一の印字媒体上にほぼ位置合わせされてプリントされ、それによってカラープリント画像が生成される。
【００２１】
本発明の例示的な実施形態について図面を参照して以下に説明する。図面は概して一定の縮尺に従わずに描かれており、同じ又は同様の参照番号が、別の図面での同じ又は関連する要素に使用される。
【００２２】
例示的な実施形態の詳細な説明
図１は電子写真式プリンタ１００を示す。光源１０２は、例えば、レーザから、弧１０６で示すように弧を描いて左右に動き、それによって帯電した感光シリンダ１０８の表面を線１１０に沿って走査するビーム１０４を生成し、レーザビームがオンになっているときに表面を局所的に放電させる。走査は、例えば、ビームが反射されながら、左右に回転又はスイングする光源１０２のミラー（図示せず）によって実行される。感光シリンダ１０８は、矢印１０９で示す方向に回転する。走査ビーム１０４は、ビームが走査し、且つ感光シリンダが回転する際にパワーをオンオフする又は変調することにより、感光シリンダ１０８の表面上に帯電領域と放電領域との二次元潜像を生成する。潜像は、その表面が現像ステーション１１２を通過する際に、トナー画像へと現像される。
【００２３】
時々、プリンタ１００は較正手順を受け、その場合、べた塗りプリントテストパターン１１４及び第２のテストパターン１１６が、テストパターンの潜像を生成し、それらを現像ステーション１１２で現像することによって感光シリンダ１０８上に生成される。較正手順は必要に応じて、各ページをプリントする前に、又は代案として規則的な時間間隔で、又はプリンタが電源投入される度に、又はプリンタの操作者が手動で開始する度に、又は任意の他の方法で決められた時間に行われる。
【００２４】
必要に応じて、現像されたテストパターンの画像が次いで、圧胴１２４上の印字媒体１２２に転写される。代案として、現像された画像はまず中間転写部材（図示せず）に転写されてから印字媒体に転写される。センサ１１８が印字媒体上の各テストパターンのトナー平均光学濃度を測定し、この情報をコントローラ１２０に伝える。コントローラは、図２に示すように、光源１０２のパワーを制御するとともに、現像ステーション内の電極（図示せず）と感光シリンダ１０８の表面との間の電圧差を制御する。
【００２５】
代案として、印字媒体上のテストパターンのトナー光学濃度を測定する代わりに、センサ１１８は感光シリンダ上に直接現像された画像、又は中間転写部材上に現像された画像のトナー光学濃度を測定する。この場合、テストパターンの画像は、任意選択的に印字媒体にまったく転写されない。印字媒体上のトナー光学濃度を測定することの潜在的な利点は、感光シリンダ及び中間転写部材の必要とされる特性により、それぞれの表面で可能な色の範囲が制限され、トナーを背景と区別しづらくする場合があるが、印字媒体の色を、トナーとのコントラストが良好になるように選択できる（例えば、トナーが黒色の場合に白色の印字媒体を使用する）ことである。テストパターンのトナー光学濃度を測定するために使用される印字媒体は、通常のプリントジョブに使用される印字媒体と同じである必要はない。
【００２６】
図１に示されたプリンタ、及び図２に示された方法の特徴の多くは、例えば、Gila他による従来技術においても使用されるが、本発明をより明確に説明するために本明細書においていくらか詳細に説明する。従来技術と異なる本発明の特徴は、ドット幅の較正に使用されるテストパターンにおけるドットの配置である。本発明の実施形態による較正パターンの例を図１のテストパターン１１６として、図３により詳細に示す。
【００２７】
テストパターン又は通常のプリントジョブからの感光シリンダ１０８の表面上に残留しているトナーはいずれも、クリーニング要素１２６によって除去され、感光シリンダ１０８の表面を、レーザユニット１０２により生成される次の潜像に向けて準備のできた状態にする。
【００２８】
図２は較正手順を示すフローチャートである。この手順を単色トナーの場合について説明するが、必要に応じて、カラープリンティングの場合、この手順は使用される各色のトナー毎に繰り返される。必要に応じて、較正手順はプリントが行われる前に全色に対して行われ、コントローラは、光源パワー及び現像電圧についての情報を格納して、各色のトナーと共に使用する。較正手順は、異なる色分解毎に異なるトナー光学濃度エラーのほうが一般に、単色プリンティングでのトナー光学濃度のエラーよりも目立つため、カラープリンティングに特に有用である。
【００２９】
手順は２０２において開始する。２０４において、べた塗りテストパターンの潜像が生成されて現像され、トナー画像を形成する。べた塗りテストパターンは、例えば、比較的小さな長方形の形状であるが、単一ピクセルよりもはるかに大きなサイズであり、あらゆるピクセルが最大トナー濃度にある。２０６において、べた塗りテストパターンのトナー平均光学濃度が、例えば、べた塗りテストパターンの平均反射率を測定することによって、センサ１１８を使用して測定される。必要に応じて、センサ１１８は制御された態様でべた塗りテストパターン１１４を照明し、べた塗りテストパターン１１４から、又はテストパターン１１４のかなりの部分から反射される光を積分する。
【００３０】
２０８において、べた塗りテストパターン１１４の測定されたべた塗りトナー光学濃度が所望のべた塗りトナー光学濃度と比較される。一般に、センサ１１８は測定されたトナー光学濃度をコントローラ１２０に送るだけであり、コントローラ１２０が所望のトナー光学濃度との比較を行う。代案として、センサ１１８はデジタル画像ファイルのテスト値をコントローラ１２０に送り、コントローラ１２０がべた塗りトナー平均光学濃度を計算する。しかし、平均濃度を計算するか、又はさらにはそれを所望の値と比較するようにセンサを構成してもよい。
【００３１】
テストパターン１１４の測定されたべた塗りトナー光学濃度が高すぎる、又は低すぎる場合、２１０において、現像シリンダ１０８の表面と現像ステーション１１２の電極との電圧差として規定される現像器電圧が、それに従って変更され、次いで、手順は２０４に戻り、現像器電圧の新しい値で潜像が現像される。例えば、べた塗りテストパターンのトナー光学濃度が低すぎる場合、現像器電圧は、トナーが付着されるべき潜像の領域でその電圧の大きさを増大する方向に変更される。これにより、潜像が現像される際に感光シリンダ上に付着されるトナーの濃度が大きくなるという結果になる。トナー光学濃度が高すぎる場合、電圧が逆の方向に変更される。
【００３２】
必要に応じて、現像器電圧を変更する際に、トナー光学濃度の予想される変化を考慮して、制御理論の分野において既知の任意のアルゴリズムを使用して、所望のトナー光学濃度に迫るために、測定されたトナー光学濃度と所望のトナー光学濃度との比が、現像器電圧の変更の際に考慮に入れられる。
【００３３】
代案として、測定されたトナー光学濃度と所望のトナー光学濃度との差の符号のみを考慮し、現像器電圧が一定の量だけ増減される。代案として、現像器電圧は、測定されたトナー光学濃度、及び任意選択的に電圧変更に伴う濃度の変化率に基づいた値に１度だけ調整され、手順は繰り返されない。
【００３４】
必要に応じて、コントローラは、現像器電圧が変更された回数の記録をとり、繰り返しの回数が或る数を超えた場合には現像器電圧の変更を止め、現像器電圧が最大値又は最小値に達した場合には、２１２に進み、及び／又はエラーメッセージをプリンタの操作者に発し、較正手順を終了させる。これは、例えば、プリンタがトナー切れした場合、又は何らかの誤作動があった場合に発生する可能性がある。手順は、測定されたトナー光学濃度が所望のトナー光学濃度にいくらかの許容範囲以内、例えば４％以内で合致した場合にも２１２に進む。本明細書において使用される限り、トナー光学濃度がＸ％以内で合致するとの言及は、例えば、目標トナー光学濃度が５０％である場合、測定されたトナー光学濃度が（５０−Ｘ）％〜（５０＋ｘ）％であることを意味する。
【００３５】
２１２において、１組の平行バンド（線）を含む第２のテストパターン１１６が潜像として生成され、トナー画像へと現像される。代案として、第２のテストパターン１１６は常に、べた塗りテストパターン１１４と共に生成される。２１４において、テストパターン１１６のトナー平均光学濃度がセンサ１１８を用いて、べた塗りテストパターン１１４のトナー平均光学濃度を測定することに関して上述した任意の方法を使用して測定される。２つのテストパターンが常に共に生成される場合、必要に応じて、センサ１１８は両方のテストパターンのデジタル画像を生成し、例えば、コントローラによって実行されるソフトウェアを使用して各テストパターンのトナー平均光学濃度を計算する。
【００３６】
２１６において、テストパターン１１６の測定されたトナー平均光学濃度が所望のトナー光学濃度に十分なほど近くないと判断される場合、２１８において、測定されたトナー平均光学濃度が所望のトナー光学濃度よりも高いか又は低いかに応じて、光源１０２のパワーが必要に応じてコントローラによって調整される。例えば、トナーが光源によって放電した感光シリンダの部分に付着され、測定されたトナー平均光学濃度が低すぎる場合、光源のパワーが増大されるが、測定されたトナー平均光学濃度が高すぎる場合、光源のパワーは低減される。トナーが、放電されない感光シリンダの部分に付着される場合、光源のパワーは逆方向に調整される。また、現像器電圧を制御する上記の制御アルゴリズムのいずれも、光源のパワーを制御するために必要に応じて使用される。必要に応じて、コントローラは、繰り返し回数が或る数を超え、及び／又はパワーが最大値又は最小値に達した場合に光源のパワーを変更するのを止め、次いで、コントローラは、２２０に進み、及び／又は現像器電圧について上述したのと同様に、エラーメッセージを発する。
【００３７】
また、コントローラは、２１４で測定されたテストパターン１１６のトナー光学濃度が、或る許容範囲以内で所望のトナー光学濃度に合致する場合にも２２０に進む。２２０において、較正手順は終了する。
【００３８】
また、光源１０２のパワーを増大すると、一般にビーム１０４の有効幅も増大し、ビームが感光シリンダ１０８に衝突する際に形成するスポットの有効サイズも増大する。これは例えば、光強度が高いほど、ビーム１０４の断面積が大きく、単位面積当たりで感光面を放電させるのに十分なパワーを有すること、及びさらには光源のパワーが高いほどＦＷＨＭビーム幅を大きくできることから当てはまる。べた塗りテストパターンのトナー光学濃度は光源のパワー及びビームの有効幅に対して比較的鈍感であるが、他のピクセルパターンのトナー平均光学濃度は光源のパワー及び有効ビーム径に対して敏感である。
【００３９】
必要に応じて、ビーム１０４の幅は、光源１０２のパワーとは無関係に制御可能であり、コントローラは、上述したように、光源のパワーを制御することによってビーム幅を間接的にのみ制御するのではなく、ビーム幅のみを制御するか、又はビーム幅及びパワーを独立して制御する。
【００４０】
図３は、テストパターン１１６としての役割を果たすことができるトナーパターン３１６の詳細図を示す。図３では、黒色が最高トナー濃度を表し、白色がトナーなしを表すが、トナーの実際の色は黒色である必要はない。同様に、「グレートーン」又は「グレーレベル」という用語が、トナー光学濃度が１００％と０％との間の中間にある領域の見た目を説明するために本明細書において使用されるが、トナーは黒色である必要はない。図３はパターンが明確に見られるように比較的少数のドットを示すが、実際のテストパターンでは、図３に示すパターン又は後述する他のパターンは、必要に応じて長さ及び／又は幅でより多くのドット分にわたって続くことを理解されたい。代案として、実際のテストパターンは図３に示すよりも少数のドットを使用する。トナーパターン３１６は、３ドット幅の白色のバンド（帯）で隔てられた、それぞれ２ドット幅の一連の平行な黒色線又は黒色のバンドから成る。このパターンは、光源のパワーを制御するために従来技術において使用される他のテストパターンよりも、実際のドットサイズにより密接に関連することが分かっている。理想的には、隣のドットがない単一ドットのパターンをテストパターンに使用できることに留意されたい。このようなパターンで最も密なものは、２５％ドットプリントのパターンであろう。しかし、よく知られているように、単一ドット又は２ドットのパターンは、高い信頼性で転写されない可能性がある。通常のプリンティングでは、この現象は較正セットアップにおいて部分的に補償されることができるが、これは許容できないエラーという結果になるであろう。
【００４１】
図４は、１６の輝度レベルを有する画像をプリントするために、従来技術において使用された典型的な５０％ハーフトーンパターン４１６を示す。各ピクセルは４×４ドットの正方形である。５０％輝度レベルのピクセルは、８個の黒色ドット及び８個の白色ドットを有する。孤立した黒色ドット（即ち、トナーの色が何であれ、最高トナー濃度のドット）は、感光シリンダから高い信頼性で転写されない、ひいてはプリントされた画像で失われる傾向があるため、８個の黒色ドットは密集した群に配置され、これは他の輝度レベルについても該当する。
【００４２】
画像がかなり均等な輝度レベルの領域のみから成る場合、ルックアップテーブルは、パターン４１６のような中間輝度レベルの１つに使用されるドットパターンのトナー平均光学濃度を較正することによって光源が調整された状態で、ドットゲインを良好に補償する。しかし、画像が２値画像であり、各ピクセルが黒色及び白色のいずれかである単一ドットに対応し、画像がかなり非均等な領域、例えば１つのみ又は少数のドット幅である狭いバンドを含む場合、パターン４１６を光源調整用のテストパターンとして使用すると、良好な結果が得られない。Ikeda他によりテストパターンとして使用するために説明された輝度レベル５０％の市松模様のドットパターンである図５のパターン５１６を使用しても、良好な結果は得られない。
【００４３】
他方で、トナーパターン３１６を使用すると、かなり均等に広がったグレートーンを含む画像領域、及びかなり非均等な領域の両方で良好に機能する。第１に、このパターンはドットサイズに依然として非常に敏感でありながら、単一ドットパターンよりもはるかに高い信頼性で転写される。第２に、べた塗り光学濃度及び図３のパターンの平均光学濃度の測定値から実際のドットサイズを計算及び安定化することは、比較的簡単である。これにより、従来技術よりも良好なドットサイズの制御が可能になる。
【００４４】
代案として、テストパターン１１６は、交互になった平行な黒色ドット及び白色ドットのバンドから成る他のパターンを使用し、黒色バンド及び白色バンドはそれぞれ、少数のドット、例えば１０個のドットより少ないが少なくとも２つのドットである幅を有する。代案として、黒色バンド、白色バンド、又はこれら両方は１ドットのみの幅である。必要に応じて、黒色バンド、白色バンド、又はこれら両方は、ドット５個分以下、又はドット３個分以下の幅である。必要に応じて、黒色バンドはすべて同じ幅を有し、白色バンドはすべて同じ幅を有する。代案として、黒色バンド及び／又は白色バンドのすべてが同じ幅でない、より複雑なパターンがある。必要に応じて、黒色バンドの幅は白色バンドの幅とあまり異なっておらず、そのためトナーパターンが５０％とあまり変わらない、例えば４０％〜６０％のドット面積を有する。種々のドットパターンのテストパターン１１６が、種々のタイプの電子写真式プリンタに適合することができる。
【００４５】
図２に戻って参照すると、代案として、テストパターン１１６の測定されたトナー光学濃度が所望のトナー光学濃度と合致したときに手順を終了する代わりに、制御が次いで２０４に戻り、新しい値を光源パワーに使用して、べた塗りテストパターン１１４が生成され、べた塗りテストパターンのトナー光学濃度が２０６において再び測定され、２０８においてべた塗りテストパターンの所望のトナー光学濃度と比較される。べた塗りテストパターンのトナー光学濃度が依然として所望の値に近い場合、較正手順は終了する。もしそうでなければ、べた塗りテストパターン１１４のトナー光学濃度と、テストパターン１１６のトナー光学濃度との両方が、それぞれの所望の値に近くなる現像器電圧及び光源パワーが見つかるまで、繰り返し反復が行われる。必要に応じて、現像器電圧及び光源パワーを交互に調整する代わりに、両方のテストパターンのトナー濃度の測定値を利用して、現像器電圧及び光源パワーの両方を調整する単一制御ループがある。例えば、Gila他によって説明されたように、２つのテストパターンから部分的に導出される異なるハーフトーンテストパターンを使用して、２つの制御変数である現像器電圧及び光源パワーに関してトナー濃度が見つけられ、２つの連立一次方程式が解かれて、２つのテストパターンに所望のトナー濃度を提供するものと予期される制御変数の値が見つけられる。
【００４６】
次いで、手順は、必要に応じて、測定されたトナー濃度が許容範囲以内で所望のトナー濃度に合致するまで繰り返される。２つのテストパターンの所望のトナー濃度に迫る代替の方法は、多変数制御理論の分野の当業者には明らかであろう。
【００４７】
また、上記の議論はGila他によって規定されたドットのサイズ及び濃度の様々な較正方法を利用してきたが、本明細書で説明するテストパターンを使用して、他の従来技術の較正方法における較正パターンを入れ替えることもできることに留意されたい。
【００４８】
また、テストパターン１１６は必要に応じて、現像器電圧及び光源パワー以外の制御変数を使用して、電子写真式プリンタではないプリンタの較正にも使用される。
【００４９】
較正が完了すると、必要に応じてカラープリンティングの場合には各色のトナー毎に、光源１０２がプリントジョブのために感光シリンダ１０８上への潜像の生成を開始する。必要に応じて、潜像は、例えば、Gila他及び他の参考文献に述べられているように、有限有効ビーム幅の非線形的影響を補正するために、輝度レベルがルックアップテーブルに従って変更されたデジタル画像ファイルに基づいている。
【００５０】
本発明は、本発明を実施する最良の形態の関連において説明された。本発明のいくつかの実施形態によれば、図面に示した、又は関連する文章で説明した特徴のすべてが必ずしも実際の装置に存在しなくてもよいことを理解されたい。さらに、図示した方法及び装置に対する変形が本発明の範囲内に包含され、本発明の範囲は特許請求の範囲によってのみ制限される。本明細書において使用される「備える」、「含む」という用語及びそれぞれの活用形は、「含むが必ずしもそれに限定されない」ことを意味する。特に明記されない限り、本明細書において使用される「ビーム幅」とは、最大強度の半分の強度での全幅を意味する。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の例示的な実施形態による、電子写真式プリンタの概略斜視図である。
【図２】図１に示されたプリンタを較正する手順のフローチャートである。
【図３】図１に示されたテストパターンのより詳細な概略図である。
【図４】従来技術において使用された較正テストパターンの概略図である。
【図５】従来技術において使用された較正テストパターンの概略図である。
【図１】
2008518265.tif 000003
【図２】
2008518265.tif 000004
【図３】
2008518265.tif 000005
【図４】
2008518265.tif 000006
【図５】
2008518265.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成19年7月2日(2007.7.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子写真式プリンタを較正する方法であって、
ａ）パワー制御可能な光源のビームを使用して、べた塗りプリントされた領域のバンドとプリントされていない領域のバンドとが交互になったものからなる縞状テストパターン及びべた塗りテストパターンの潜像を生成し、
ｂ）現像電圧を有する電極を利用して、前記縞状テストパターン及び前記べた塗りテストパターンをトナーで現像し、
ｃ）前記現像された縞状テストパターンのトナー平均光学濃度及び前記現像されたべた塗りテストパターンのトナー平均光学濃度を測定し、及び
ｄ）前記２つのパターンの前記測定されたトナー平均光学濃度が、所定の限度内で所望の光学濃度に合致するように、（ｉ）前記現像電圧並びに（ｉｉ）前記ビームのパワー及び／又は直径のうちの一方又は両方を調整することを含む、電子写真式プリンタを較正する方法。
【請求項２】
前記現像電圧は、前記べた塗りテストパターンの前記測定されたトナー平均光学濃度が前記べた塗りテストパターンの目標トナー光学濃度よりも低い場合、前記現像されたべた塗りテストパターンの前記トナー光学濃度を上げるような方向に調整され、前記現像されたべた塗りテストパターンの前記測定されたトナー平均光学濃度が前記べた塗りテストパターンの前記目標トナー光学濃度よりも高い場合、前記現像されたべた塗りテストパターンの前記トナー光学濃度を下げるような方向に調整され、前記方法は、
ｅ）前記縞状テストパターンの前記測定されたトナー平均光学濃度が前記縞状テストパターンの目標トナー光学濃度よりも低い場合、前記現像された縞状テストパターンの前記トナー光学濃度を上げるような方向に、及び前記現像された縞状テストパターンの前記測定されたトナー平均光学濃度が前記縞状テストパターンの前記目標トナー光学濃度よりも高い場合、前記現像された縞状テストパターンの前記トナー光学濃度を下げるような方向に、前記光源のパワー及び前記ビームの有効幅のうちの一方又は両方を調整することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記縞状テストパターンの面積の半分を超える面積は、トナーが実質的に存在しないバンドと交互になったほぼ最高のトナー濃度のバンドを含む、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記縞状テストパターンの面積の半分を超える面積は、トナーが実質的に存在しないバンドと交互になったほぼ最高のトナー濃度のバンドを含み、各バンドがドット１０個分より小さい幅である、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記縞状テストパターンの面積は、トナーが実質的に存在しないバンドと交互になったほぼ最高のトナー濃度のバンドを含み、各バンドがドット１〜５個分の幅である、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
各バンドがドット１〜３個分の幅である、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記縞状テストパターンの面積は、トナーが実質的に存在しないバンドと交互になったほぼ最高のトナー濃度のバンドを含み、前記最高のトナー濃度を有するバンドが前記縞状テストパターンの面積の２０％〜６０％を含む、請求項１ないし６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
電子写真式プリンティングの方法であって、
ａ）請求項１ないし７のいずれか１項に記載の電子写真式プリンタを較正する方法に従ってプリンタを較正し、
ｂ）前記光源のビームを使用して前記感光シリンダ上に潜像を生成し、
ｃ）前記現像電圧の前記電極を利用して前記トナーで前記潜像を現像し、及び
ｄ）前記現像された潜像を印字媒体に直接的又は間接的に転写することを含む、電子写真式プリンティングの方法。
【請求項９】
前記潜像を生成することは、複数の輝度レベルが、デジタル被覆レベルと前記被覆レベルに対応するプリントされたトナー濃度との間の非線形の関係を補償するように調整されているデジタル画像ファイルを使用することを含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
（ａ）〜（ｄ）が色の異なる複数のトナー毎に繰り返され、各色のトナーの前記現像された潜像が、その色の色分解されたものを含み、前記色分解されたものが単一の印字媒体上にほぼ位置合わせされてプリントされ、それによってカラープリント画像を生成する、請求項８又は９に記載の電子写真式プリント方法。