(57)【要約】【課題】試験パッチの大きさを減少させ、書類間領域の大きさを減少させ、電子写真の印字機器タイミング／正確性をリアルタイムで調整すること。【解決手段】感光体４０、コントローラ２８、及びセンサ５４から構成される画像処理機器において、一つ又はそれ以上のパッチを監視する方法であって、一つ又はそれ以上のパッチから鏡面反射性の読み込みと拡散性の読み込みとを獲得し、読み込みから受け取った値を計算することを含む。さらに、一つ又はそれ以上のパッチは、約０．１ｍｍからセンサ５４の視野と等しいかそれ以下の大きさであり、各パッチの大きさ、位置、及び概略の値は既知であり、偏差の解析（ＡＮＯＶＡ）は各パッチの既知の大きさ、位置、及び概略の値から自動的に行われる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体、コントローラ、及びセンサを備えた画像処理機器において、書類間領域又は画像領域のいずれかにおいて一つ又はそれ以上のパッチを監視する方法であって、
前記一つ又はそれ以上のパッチから鏡面反射性の読み込みと拡散性の読み込みとを獲得し、
前記読み込みから受け取った値を計算し、及び、
前記一つ又はそれ以上のパッチは、前記センサの視野と等しいかそれ以下であり、
各パッチの大きさ、位置、及び概略の値は既知であり、
統計的に有効な差異の検出は各パッチの前記既知の大きさ、位置、及び概略の値から自動的に行われる、ことを特徴とする方法。
【請求項２】
画像処理機器において、書類間領域又は画像領域のいずれかにおいて一つ又はそれ以上のパッチを監視するシステムであって、
感光体と、
潜像出力スキャナ（ＲＯＳ）と、
センサと、
コントローラと、を備え、
前記書類間パッチは０．１ｍｍから前記センサの視野と等しいか又はそれ以下であることを特徴とするシステム。
【請求項３】
感光体、コントローラ、及びセンサから成る電子写真の印字機器を制御する方法であって、
一つ又はそれ以上のパッチから鏡面反射性の読み込みと拡散性の読み込みとを獲得し、
鏡面反射性に基づく単位面積当たりの現像量（ＤＭＡ）の値、及び／又は相対的な反射率の値を計算し、及び、
前記一つ又はそれ以上の書類間パッチ又は画像パッチから獲得された情報に基づき、前記電子写真機器のタイミング及びトナー画像の品質を調整する、
ことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、感光体機器の画像領域に印刷される書類間領域（ＩＤＺ）制御パッチなどのパッチを用いることで、電子写真の印字機器を監視及び調整する方法に関連する。しかし、ここで開示される方法は、ＩＤＺパッチに限定されず、画像領域に印刷され、紙に伝送されるか、或いはトナー清掃機構に直接送られるパッチに適用され得る。
【背景技術】
【０００２】
例えば、電子写真コピー機、レーザプリンタ、又はインクジェットプリンタのようなコピー又は印刷システムにおいて、印刷の品質を監視するための共通の技法は、試験パッチ又は予め所望の濃度のパッチを作ることである。従って、濃度がセットされた所望の値でない場合には計測することができ、システムが適切な濃度に収束するように調整できる。試験パッチの印刷材料（トナー、インク）の実際の濃度は、印刷シートにこの印刷材料を塗布する印刷工程の効果を判定するために光学的に測定できる。
【０００３】
例えば、レーザプリンタのような電子写真機器の場合、一般に印刷材料の表面濃度の判定に最も影響するのは電荷保持力を有する表面又は感光体であり、その上に静電気の潜像が形成され、引き続きトナーの粒子が、特定の方法で電荷された領域に付着することで現像される。この場合に、試験パッチ上のトナーの濃度を判定する光学機器は、しばしば「密度計（反射検知器）」、又は光透過検知器と称され、感光体の光路に沿って設置されるが、それは現像ユニットによる現像の直接下流側である。一般に、プリンタのオペレーティング・システム内には、その位置の表面の所定の範囲を必要により充電又は放電するため暴露システムを意図的に起こすことで、感光体上の所定の位置での所望の濃度の試験パッチを定期的に作る所定の方法がある。
【０００４】
試験パッチは、その後現像ユニットを越えて移動し、現像ユニット内部のトナー粒子は静電気的に試験パッチに固着する。試験パッチ上のトナー濃度が高いほど、光学的な試験において試験パッチはより暗くなる。現像された試験パッチは濃度計、或いは感光体の経路に沿って配置された透過可能な機器を越えて移動し、試験パッチの光吸収性が試験される。より多くの光が試験パッチに吸収されるほど、試験パッチのトナー濃度は高い。
【０００５】
【特許文献１】米国特許第６４６２８２１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来、電子写真の試験パッチは、評価の間に感光体上の書類間領域（ＩＤＺ）に印刷されていた。階調再現曲線（ＴＲＣ）を測定して制御するために紙の上のトナーの堆積を測定していた。近年、多くの試験パッチは、評価のためにシャドウ（ｓｏｌｉｄ：暗い影の領域）パッチ、中間トーン（ｍｉｄ  ｔｏｎｅ：グレースケール）パッチ、及びハイライト（ｈｉｇｈｔｌｉｇｈｔ：最も白い値）パッチが含まれる。不幸なことに、各試験パッチ長さが長いほど、これらの試験を行うためにより多くのトナーが必要となる。その結果、試験パッチが大きいほどＩＤＺがより大きい範囲で必要となり、試験パッチのトナーは実際の印刷物には現われないため、仕事の処理量が減少し、よりトナーを浪費することになる。
【０００７】
さらに、感光体の空白ベルト像（Ｃｌｅａｎ  ｂｅｌｔ  ｐｒｏｆｉｌｅ）を収集して適用することは、検証可能性、信頼性、及びアップデートの適時性という点で複雑であり問題含みである。近年、空白ベルト像は始動時に実施される。その情報は、後の空白ベルト像の結果と比較するために獲得され記憶されても良いが、より古い空白ベルトの値を使用することは補正のエラーを引き起こしかねず、機器の寿命までに数回繰り返す必要がある遅い処理である。サイクルの間に感光体がセットされた点を越えてずれたと判定された場合には、空白ベルト像の収集は時間の浪費である。さらに、空白ベルト像はリアルタイムに読込み値と一致しなければならず、発生した読み込みタイミングのエラーはセンサに翻訳され、色補正のエラーとなる。
【０００８】
上述した試験パッチによる監視方法は効果的ではあるが、階調再現曲線（ＴＲＣ）が唯一測定され制御される構成要素である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
実施形態において、感光体、コントローラ、及びセンサを備えた画像処理機器において、書類間領域又は画像領域のいずれかにおいて一つ又はそれ以上の書類間のパッチ（ＴＲＣの構成要素）の監視方法であり、一つ又はそれ以上のパッチから鏡面反射性の読み込みと拡散性の読み込みとを獲得し、読み込みから受け取った値を計算することから構成され、一つ又はそれ以上のパッチは、センサの視野と等しいかそれ以下であることが記述されている。また、各パッチの大きさ、位置、及び概略の値は既知であり、偏差の解析（ＡＮＯＶＡ）は各パッチの既知の大きさ、位置、及び概略の値から自動的に行われることが記述されている。しかし、ＡＮＯＶＡのような差異を検知するアルゴリズムが適用されても良い。さらに、配列や寸法に関しては、より小さな寸法についてのスケールの概念においても既知の制限はないため、図示する目的のために規定される。
【００１０】
更なる実施形態において、画像処理機器において、書類間領域又は画像領域のいずれかにおいて一つ又はそれ以上のパッチを監視するシステムであって、感光体、潜像出力スキャナ（ＲＯＳ）、センサ、及びコントローラを備え、書類間パッチは０．１ｍｍからセンサの視野と等しいか又はそれ以下であることが記述されている。
【００１１】
更なる実施形態において、感光体、コントローラ、及びセンサから成る電子写真の印字機器を制御する方法であって、一つ又はそれ以上のパッチから鏡面反射性の読み込みと拡散性の読み込みとを獲得し、単鏡面反射性に基づく単位面積当たりの現像量（ＤＭＡ）の値、及び／又は相対的な反射率の値に基づき反射を計算し、及び、一つ又はそれ以上の書類間パッチ、又は画像パッチから得られた情報に基づき電子写真機器のタイミング及びトナー画像の品質を調整することが記述されている。
【発明の効果】
【００１２】
ここでの方法及びシステムは、このように試験パッチの大きさを減少させること、書類間領域の大きさを減少させること、リアルタイムで空白ベルト像を走行させること、電子写真の印字機器タイミング／正確性をリアルタイムで調整すること、及びタイミングと品質の評価を及び調整を行う時間を短縮することに役立つ。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１に、本発明による電子写真の印字装置のブロック図を示す。本システム１０には、コンピュータ、スキャナ、及び他のデジタル書類発生器からデジタル書類を受け取るコンピュータ・ネットワーク１４が含まれても良い。また、例えばスキャナ１８のようなデジタル書類発生器は、デジタル画像受信器２０に連結されても良い。デジタル書類画像は画素計数器２４に供給され、それは、また、メモリ３０及びユーザ・インタフェース３４を有するコントローラ２８と連結する。また、デジタル書類画像データは、ＲＯＳ３８を駆動させるために用いられる。感光体ベルト４０は、潜像を現像して潜像から支持材にトナーを移動させるために図１に示す方向に回転する。
【００１４】
デジタル書類のハードコピーを作成するために、感光体ベルトはコロナ放電器４４を用いて電荷され、感光体ベルト４０上に潜像を形成させるためにＲＯＳ３８に露出される。トナーは現像ユニット４８から潜像に塗布される。トナー濃度センサ５０及びＥＴＡＣセンサ５４からの信号は、コントローラ２８によりシステム１０により現像された画像のＤＭＡを判定するために用いられる。潜像に塗布されたトナーは、移送ステーション６０においてシート５８の裏面に電気的に帯電されて支持材のシート５８に移送される。シートは、ペーパ移送手段６４により定着手段６８に移動され、その結果トナーはシート５８に永久に固着される。
【００１５】
例えば反射センサ、及びここでは図１に示すようにＥＴＡＣセンサ５４と称する拡張されたトナー塗布範囲センサ（ＥＴＡＣ）は、例えば、一般にその適用を譲渡された譲渡人の特許文献１に開示されたＥＴＡＣセンサであっても良く、ここでの開示はすべて本適用において引用される。図２に示すように、ＥＴＡＣセンサは、センサ室７４内に設置されたＬＥＤ７０を含んでも良い。センサ室７４の壁面には、ＬＥＤ７０から放射された光を集光するレンズ７８が搭載される。放射光は、トナーパッチ８０から反射され、レンズ８４により感光装置８８へと集光される。感光装置８８は、ＬＥＤ７０から感光装置８８への光が鏡面反射性の反射光となるような中心位置に設置される。小径の小型レンズ９０は、ＬＥＤ７０及び感光装置８８間の中心線から横方向へオフセットされ、反射された光を感光装置９４へ導く。この構成により、感光装置９４は、トナーパッチ８０により感光体４０から反射又は伝達した光について、拡散された信号及び／又は伝達した光信号を測定できる。ＥＴＡＣセンサ５４において、ＬＥＤ７０は９４０ｎｍ赤外線ＬＥＤエミッタであっても良く、感光装置８８及び９４は市販のＰＩＮ又はＰＮフォトダイオードであっても良い。
【００１６】
感光装置８８及び９４からの信号は、感光体ベルト４０上のトナーパッチのＤＭＡを判定するコントローラ２８により公知の方法で使用される。コントローラ２８は、レンズ８４上のトナーの汚れ、或いは感光体ベルト４０の反射率の変化を検知するとそれに反応し、ＬＥＤ７０の明暗度、及び／又は感光体ベルトのタイミングを変化させるか、及び／又は感光体ベルトを洗浄するように判定する。
【００１７】
従来、電子写真試験のパッチは評価の際には感光体上のＩＤＺに印刷されていた。これらの測定は永久に残らないため記述の目的で用いられた。この方法は、試験パッチがシャドウ部、中間トーン部、又はハイライト部のそれぞれにおいて評価される製品に実施される方法として考案され、各試験パッチは長さで１１ｍｍであり、タイミング因子の安全率として±４ｍｍが考慮されている。ＥＴＡＣは各試験パッチの中央に可能な限り近い位置での情報を収集するが、それは、例えば約５．５ｍｍの位置である。標準的なＥＴＡＣの視野は約３ｍｍであり、これは試験パッチの両端に４ｍｍの緩衝域（Ｃｕｓｈｉｏｎ）をもたらす。ＥＴＡＣの視野（３ｍｍ以下）よりも小さな試験パッチを作る際の明白な課題はタイミング／正確性の問題であり、その詳細は後述する。
【００１８】
図３に、文書間パッチの測定方法のフローチャートを示す。この方法は、１つ以上の文書間パッチを発生させることを含む（ブロック２０２）。試験パッチには数種類のタイプあるため、数種類の異なる試験パッチの配列が選択されても良い。ＴＲＣ試験パッチの一般的なタイプは、シャドウ、中間トーン、及びハイライトである。ＴＲＣ試験パッチの一般的な配列は、シャドウ、中間トーン、及びハイライトの順である。
【００１９】
実施形態において、ＴＲＣ試験パッチはセンサの視野よりも小さい。さらなる実施形態において、空白ベルトパッチはＴＲＣパッチ間に配列され、ＴＲＣパッチは、近隣の表示されない位置から得た値から、空白ベルトにより同時に修正させることを考慮する。使用される試験パッチの配列は、空白ベルトＡ、シャドウ、空白ベルトＢ、中間トーン、空白ベルトＣ、ハイライト、空白ベルトＤであっても良い。しかし、当該技術分野の同業者であれば多くの配列があることから多様な試験パッチが存在することが理解できるであろう。
【００２０】
近年、センサがパッチを見逃す可能性があまりに増加したため、パッチの大きさはセンサの視野よりも決して小さくない。上述したように、パッチは典型的には１１ｍｍの長さであり、±４ｍｍの誤差に対する緩衝域が与えられる。この緩衝域は、しばしばセンサのタイミング及び正確性が十分に調整されないか、パッチをより小さくして良好な結果を出すには十分に良く調整されないため必要とされる。本発明の実施形態では、パッチのサイズは約０．１ｍｍからほぼセンサの視野のサイズ、例えば約３ｍｍまでである。
【００２１】
ここで述べた方法及びシステムの実施例を下記に示す。表示の目的のため下記の点を仮定する：
１．ＥＴＡＣの視野は３ｍｍであり、実務上使用されるかもしれない楕円ではなく長方形とする。従って、パッチが視野内で２０％である場合には、パッチは鏡面反射の正味のアウトプットに対して２０％貢献する。
２．センサのインターフェース基板は十分に迅速にサンプリングできるものとする。十分な速度（Ｒａｔｅ）とは１０*Ｖ／ＬＨｚと定義できる。感光体の速度がＶであるとすると、ＥＴＡＣの処理方向の長さはＬとする。サンプル速度が１０*Ｖ／ＬＨｚであることは、機器の視野内に１０のサンプルがあり、これらの目的に適切なオーダである。例えば、Ｌが３ｍｍ以下であり、Ｖが５００ｍｍ／ｓｅｃ以下である場合には、インターフェース基板は１．６６ｋＨｚ以下のサンプリング能力が必要となり、この１．６６ｋＨｚという値は当該技術分野の当業者であれば現在の能力としては十分であることを理解するであろう。
３．パッチの配列及び大きさは予め規定されているものとし、そのため既知の値である。例えば、３ｍｍの視野を持つＥＴＡＣを用い、各パッチは２ｍｍの長さであり、各サンプルには６個のパッチがあるとすると、パッチ要素は０．５ｍｍごとに検査すると仮定できる。３ポイントのＴＲＣ制御及びＩＤＺの有効なサイズが１４ｍｍしかない場合には、規定の例としては、空白ベルトＡ、シャドウ、空白ベルトＢ、中間トーン、空白ベルトＣ、ハイライト、空白ベルトＤとなっても良い。
４．タイミングの誤差はないものとする。
【００２２】
この実施例として、パッチ要素が０．５ｍｍごとにサンプリングされ、視野が３ｍｍであり、各サンプルには６個のパッチ要素があると仮定すると、これにより、各ＩＤＺが捕捉するサンプルの合計は２４個となる（下表１参照）。この考え方を図示するために、サンプリングの開始に関して暫定的な仮定を置く。一群のパッチが、最初にＥＴＡＣの全視野の下に納まったときにサンプリングが始まる。同様に、パッチ配列の部分ではない要素が最初にＥＴＡＣの視野に進入したときにサンプリングが始まる。
【００２３】
図４を参照し、数個の書類間パッチを読み込むセンサが示される。サンプル１（３０２）、サンプル２（３０４）、及びサンプル３（３０６）により示されるＥＴＡＣの視野は、各パッチの大きさの１．５倍である。上述したように、ＥＴＡＣは、一群のパッチがＥＴＡＣの全視野に納まったときにサンプリングを始めるが、これはサンプル１（３０２）に図示される。各サンプルは３ｍｍであり、各パッチは２ｍｍしかないために、ＥＴＡＣは、サンプル１に示すようにＥＴＡＣが空白ベルトＡパッチ（３０８）を完全に越えて納まり、シャドウパッチ（３１０）の１／２を越えて納まるまではサンプリングを開始しない。ＥＴＡＣは、サンプル３（３０６）に示すように、パッチ配列の最後までサンプルを捉え続ける。
【００２４】
各パッチの大きさや配置に関して認識されているため、センサの読み込み値を獲得すること（図３、ブロック２０４）は、センサの読み込みが入力されたパッチの配列に関する表現として眺めることができる（下表１参照）。
【表１】
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（ＣＢは空白ベルトを示す）
【００２５】
ＥＴＡＣの読み込みは左側の列である（ＥｔａｃＲｅａｄ１＝ＥＴＡＣセンサの最初の読み込み）。各パッチの帯がＥＴＡＣの視野に進入し退出することに合わせて６つの“１”のグループは時間の経過と共に右にシフトする。上記マトリックスのディメンジョンは２４×２８である（ＥＴＡＣがパッチ上のいずれかに存在するとの制約があると２４個だけの読み込みが可能であり、この例のパッチサイズ、サンプリング率、及び視野では２８個のパッチ要素がある）。右側のベクトルの代替の表現は下表２を参照すること：
【表２】
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【００２６】
表１のマトリックスのディメンジョン及び構造は２８×７であり、２８個のパッチ要素及び７個のパッチレベルである。読み込みから受け取った値を計算するために（ブロック２０６）、目標はＣｂａ、シャドウ（Ｓｏｌｉｄ）、ＣＢｂ、中間（Ｍｉｄ）、ＣＢｃ、底値（Ｌｏｗ）、及びＣＢｄの７つの値を見積ることである。これは、最小二乗により得られる：
Ｅｔａｃの読み込みベクトル＝（２４×２８）×（２８×７）*[Ｃｂａ，シャドウ，ＣＢｂ，中間，ＣＢｃ，底値，ＣＢｄ]’であり、
よって、
Ｅｔａｃの読み込みベクトル＝（２４×７）*[Ｃｂａ，シャドウ，ＣＢｂ，中間，ＣＢｃ，低い，ＣＢｄ]’
従って、最小二乗による見積りは：（ここに、Ａ＝２４×７マトリックス；Ａ’＝置き換え）
[Ｃｂａ，シャドウ，ＣＢｂ，中間，ＣＢｃ，底値，ＣＢｄ]’は、逆（Ａ’Ａ）（Ａ’ Ｅｔａｃの読み込みベクトル）
【００２７】
上述したように、この見積りはこのように相対的な反射率を計算することで正規化される。例えば、「中間（Ｍｉｄ）」は「ＣＢｂ」及び「ＣＢｃ」の見積りの平均値Ｍｉｄ／（（ＣＢｂ＋ＣＢｃ）／２）に対して正規化される。このように、「Ｍｉｄ」のスケーリングは、その直前及び直後の空白ベルトの読み込みを平均化した読み込みとなる。
【００２８】
ブロック２０８において、タイミングが自動的に解析され、必要であれば調整される。上述した説明ではタイミングの誤差はないと仮定した。下表３を参照するとタイミング誤差により不足が列Ａに表示されている。この例では、０．７はシャドウ又は“Ｓｏｌｉｄ”を示し、０．４は中間トーン又は“Ｍｉｄ”を示し、０．１５はハイライト又は“Ｌｏｗ”を示し、そして０の読み込みは各空白ベルトを示すものと仮定される。これらの値は、センサのノイズと同様に現像におけるノイズであるため変化するかもしれない。しかし、総ての空白ベルトの読み込みＣｂａ，ＣＢｂ，ＣＢｃ及びＣＢｄは本質的には等価でなければならず、Ｓｏｌｉｄ，Ｍｉｄ，Ｌｏｗのパッチの読み込みはそれ相応の値でなければならないことに留意すべきである。列Ｂに示すように、タイミングが２ユニットずれるとＣＢａ、ＣＢｂ、ＣＢｃ及びＣＢは本質的に異なる。実施形態において、偏差の解析（ＡＮＯＶＡ）又は統計的に重要な差異を検知する他の方法が自動的に実行され、列Ｃに示すように、差異が最小となるようにタイミングが調整される。このアプローチは、タイミングにセットされ、一般にノイズの多い状態であっても確固としたものである。
【表３】
2008176327.tif 000005
【００２９】
さらなる実施形態において、センサのタイミング及び正確性は、総ての印刷作業の後に調整される。これにより誤差の幅が無視できる程度になり、センサはパッチを見失うこともなく読み込みの品質を損なうこともなく、約０．１ｍｍからセンサの視野と等しいかそれ以下のパッチ上を直接覆うことができる。
【００３０】
各パッチの大きさ及び位置が予め決められることで、より小さなＩＤＺにより多くのパッチが許容され、それにより、少なくとも従来の方法と同じ時間内により多くの情報が集積される。しかし、パッチのサイズはかなり小さく、それによりパッチの数はより多くなることから、センサのインターフェースボードの速度は最新の標準に等しい印刷作業の速度を保持するために調整する必要がある。センサのインターフェースボードの速度は、センサの視野のサイズＬ、及び感光体の速度Ｖにより変化するが、十分な速度は１０*Ｖ／ＬＨｚにより定義される。当該技術分野の当業者であれば、前述した例に示す最新の技術を持ってすれば１．６６ｋＨｚ以下の速度が得られることは理解する。
【００３１】
さらなる実施形態において、総ての印刷作業の後、トナーの濃度が解析され、必要であれば調整される。上述したように、印刷の品質を監視する一般的な手法は、試験パッチ又は所定の所望するトナー濃度のパッチを作成することである。下表４を参照し、各シャドウ（Ｓｏｌｉｄ）、中間（Ｍｉｄ）、及び底値（Ｌｏｗ）試験パッチの所望濃度である所定値は列Ａに表示され、例えば、シャドウ＝０．７、中間＝０．４、底値＝０．１５である。
【表４】
2008176327.tif 000006
【００３２】
列Ｂの値は印刷作業が行われた後にセンサから得られた値を示し、例えば、シャドウ＝０．６、中間＝０．３５、底値＝０．２である。ここに示されるように、各シャドウ、中間、及び底値試験パッチは所定の値から多少ずれている。このように、必要とされるトナーの濃度に調整するために調整作動装置が用いられても良く、列Ｃに示されるように、所定の値に等しい値に収束される。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本開示による電子写真の印字装置のブロック図である。
【図２】本開示の一つの実施形態におけるＥＴＡＣセンサの部分側面図である。
【図３】書類間のパッチの監視方法のフローチャートである。
【図４】本発明の実施形態に基づく数個の書類間のパッチを読み込むセンサの説明図である。
【符号の説明】
【００３４】
１０  システム、１４  コンピュータ・ネットワーク、１８  スキャナ１８、２０  デジタル画像受信器、２４  画素計数器、２８  コントローラ、３０  メモリ、３４  ユーザ・インタフェース、３８  ＲＯＳ、４０  感光体ベルト又は感光体、４４  コロナ放電器、４８  現像ユニット、５０  トナー濃度センサ、５４  ＥＴＡＣセンサ、５８  シート、６０  移送ステーション、６４  ペーパ移送手段、６８  定着手段、７０  ＬＥＤ、７４  センサ室、７８，８４  レンズ、８０  トナーパッチ、８８，９４  感光装置、９０  小型レンズ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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