(57)【要約】【課題】現像剤を所定の状態内に維持する方法を提供する。【解決手段】複数の現像剤収納部間でトナー処理量の増加を調整するように予定することで、現像剤が所定の状態内に維持される。本方法は、複数の現像ステーションのうちの各現像ステーションで現像剤の健全性を監視し、不健全な現像剤を検出する。仮に、不健全な現像剤が少なくとも１つの現像ステーションで検出された場合、トナーパージ状態が、残りの各現像ステーションに対しても識別される。そして、このトナーパージ状態に基づき、トナーパージが行われる。【選択図】図６
2004264852.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤を所定の状態内に維持するための複数の現像ステーションを備える印刷機を作動する方法であって、
前記複数の現像ステーションのうちの各現像ステーションで現像剤の健全性を監視し、不健全な現像剤を検出するステップと、
少なくとも１つの現像ステーションにおいて不健全な現像剤を検出した際に、残る現像ステーションの各々に対してトナーパージ状態を識別するステップと、
前記識別したトナーパージ状態に基づきトナーのパージを行うステップと
を含むことを特徴とする印刷機作動方法。
【請求項２】
請求項１に記載の印刷機作動方法であって、
前記現像剤の健全性を監視するステップでは、少なくとも１つの収容部にある前記現像剤が第１のしきい値よりも大きいトナー年齢を有している際に、不健全な現像剤を検出することを特徴とする印刷機作動方法。
【請求項３】
請求項２に記載の印刷機作動方法であって、
前記トナーのパージを行うステップは、
ユーザにより提供された画像データに対応して生成される画像の現像を一時停止し、
次いで、第２のしきい値よりも大きいトナー年齢を有している各現像剤収容部に対して、パージ画像を現像することを特徴とする印刷機作動方法。
【請求項４】
現像剤を所定の状態内に維持するように印刷機を作動する方法であって、
トナーの健全性の診断に対応して、トナーの使用を増加するように画像を現像するステップと、
前記現像剤を前記所定の状態内に維持するのに有効なトナー量が用いられるまで前記現像ステップを繰り返すステップと
を含むことを特徴とする印刷機作動方法。
【請求項５】
請求項４に記載の印刷機作動方法であって、
前記現像ステップを繰り返すステップは、ユーザにより提供された画像データに対応して生成される複数の画像の現像間に、間欠的に行われることを特徴とする印刷機作動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の開示は、一般に印刷装置の作動方法に関する。特に、本文の開示内容は、現像剤収容部内の現像剤を所定の状態に維持する装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
静電写真印刷機の設計および開発における共通の目標は、各頁に形成される画像の特性に関らず、頁ごとに且つ印刷ジョブごとに最適な画像品質を維持する能力を持つことである。最適な画像品質を維持するには、印刷機が良好な転写効率ならびに良好な現像能力を有することが重要である。良好な現像、すなわち良好な現像能力は、トナー粉末の画像を形成する際に印刷機が潜像に適量のトナーを転写する能力に関連する。良好な転写効率は、印刷機がトナー粉末の画像を基板に転写する能力に関連する。
【０００３】
よって、現像剤収容部内の現像剤の状態を最適な範囲内に維持することにより、現像能力および転写効率を向上することになる。また、これを達成するために、多くの印刷装置では、多様な処理を用いて、現像剤の１つ以上の特性、例えば、温度、湿気、電荷、トナー濃度（トナー対キャリアの比率）、およびトナー帯電分布などを監視し制御することにより、現像剤の状態を最適な範囲内に維持する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、たとえ現像剤が最適な状態で維持されていたとしても、エリアカバレッジの低い印刷ジョブを実行する際に、現像能力及び／又は転写効率が、現像収容部の現像剤状態の変化によって低下しうることが分かっている。このような現像能力及び／又は転写効率の低下により、薄くなったり斑点及び／又は縞むらの付いた画像が生じ、かかる問題を修正するために印刷処理制御に印刷機の作動スペースの全てを使ってしまうことがある。既存の印刷機では、エリアカバレッジの低い印刷ジョブを実行する際に、現像能力や転写効率の低下が原因で生じると考えられる画像品質の低下が見られる。そのため、現像剤収容部内の現像剤を変更するか、或いはエリアカバレッジの高い文書のある一定数（例えば、１０００〜２０００）の印字を実行して現像剤収容部から“悪い”トナーを取り除くようにすることで、かかる問題に対応することが知られている。
【０００５】
このように現像剤収容部内の現像剤を交換したり、及び／又は数多くの高いエリアカバレッジの文書を実行したりすることにより、現像能力および転写効率を向上することができこれにより画像品質を復元可能であるが、かかる処理は、ユーザがジョブを中断したり印刷機に何らかのサービス行為を行わざるを得ず、そのためコスト高となり時間もかかるものである。加えて、上述の処理は、トナー、キャリア、及び／又は紙資源の浪費につながりうる。さらに、まず最初に何らかの修正行為がとられる前に操作者によって問題を認識し且つ診断せねばならないため、問題の検出されるまでにある一定数の頁の紙を損失したり、或いは潜在的な問題点を検出するために操作者がジョブを監視せざるを得ないため、生産性の低下が生じる可能性がある。
【０００６】
最小処理量のエリアカバレッジでの作動は、現像剤包の状態を維持するのに十分であるが、印刷される画像が各活性状態にある現像ステーションから最小トナーを用いるとの保障はない。よって、各活性現像ステーションに対して最小のエリアカバレッジは、その最小のエリアカバレッジを保障するのに重大な負担をユーザに課し、これを確実にするためのジョブをユーザが提示することが要求される。さらに、かかる要求は、トナー資源および印刷機資源を浪費することになる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本文で開示の１つ以上の特徴によれば、現像剤を所定の状態内に維持する複数の現像ステーションを有する印刷機を作動する方法が開示されている。本方法は、複数の現像ステーションのうちの各現像ステーションで現像剤の健全性を監視し、不健全な現像剤を検出する工程を有する。仮に、不健全な現像剤が複数の現像ステーションの少なくとも１つに検出されたら、残る各現像ステーションに対するトナーのパージ状態を認識し、該トナーのパージ状態に基づいてトナーのパージを実行する。
【０００８】
本文で開示の１つ以上の特徴によれば、現像剤を所定の状態内に維持するように印刷機を作動する方法が開示されている。本方法は、画像を現像しこれによりトナーの健全性の診断に対応してトナーの使用量を増加する工程と、現像剤を所定の状態に維持するのに有効なトナー量が使用されるまで現像工程を繰り返す工程とを有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１は、本文開示の１つ以上の特徴を包含しうる単経路多色印刷機を示している。印刷機は、複数のローラ又はバー１２で支持される光導電性ベルト１０を用いている。光導電性ベルト１０は、矢印１４の方向に進行し、当該光導電性ベルト１０の外側表面の連続した部分を、その移動経路周りに配された多様な処理ステーションを通して移動させるものである。印刷装置の構成は、一般的に参照番号１６、１８、２０、２２、及び２４でそれぞれ示される５つの画像記録ステーションを備える。各画像記録ステーションは、帯電装置２６、露出装置２８、及び現像ユニット３０を備える。
【００１０】
まず、光導電性ベルト１０が画像記録ステーション１６を通る。画像記録ステーション１６では、帯電装置２６が光導電性ベルト１０の外表面を略均一な電位に帯電させるコロナ発生装置または類似の装置を備える。光導電性ベルト１０が帯電されると、帯電された部分が露出装置２８に向かう。露出装置は、ベルト１０に光を照射し、第１の静電潜像を記録する。
【００１１】
現像ユニット３０は、第１の静電潜像に選択した色のトナー粒子を堆積する。第１のトナー粉末の画像がベルト１０上で現像された後、ベルト１０は、矢印１４の方向に画像記録ステーション１８、２０、２２及び２４へと進み続ける。
【００１２】
各画像記録ステーション１８、２０、２２及び２４では、それぞれ帯電動作、露出動作、および現像動作が行われる。
【００１３】
転写ステーション５６では、用紙が束５８から取り出されて進行し、現像された多色トナーの画像がベルト１０から用紙へ転写される。そして、運搬機構がその用紙を溶融定着ステーション６４に移動させる。
【００１４】
溶融定着ステーション６４は、用紙が通過するニップ（ローラー近接部位）を形成するロール７０及び６８を備える。
【００１５】
システム制御装置９０は、印刷機内の多様なシステム及びサブシステムと通信しこれらを制御し且つこれらの相互関係を調整して、条件変更や他のサブシステムの変化による影響を受けた各サブシステムの動作を監視し調整する。システム制御装置９０は、システム内のエラーを検知するなどの信頼性保障機能を実行することができ、更に故障が生じた場合に操作者にその旨を通知することができる。また、システム制御装置９０を用いることで、システム及びサブシステムの動作経歴を設定された点で保存し、個別のシステム及びサブシステムの変化の認知を深めることができ、より微妙な印刷機の故障モードをも診断することができる。さらに、システム制御装置９０を用いることで、１つ以上の制御処理装置の一貫した故障を検出することができ、これに対応して、故障予知などのより複雑化した認知手段や、決定手法を用いた優れた復旧工程を開始することができる。
【００１６】
単一のブロック図で示したが、システム制御装置９０は、印刷機全体として採用されている分散した複数の装置を備えることができることに留意すべきである。階層アーキテクチャにおいて、システム制御装置９０は、多様なレベルの制御装置または処理装置を備えることができる。低レベルの制御装置を用いると、サブシステム用の１つ以上のセンサから出力されたデータを制御アルゴリズムとともに用いることによりサブシステム内の動作を局所的に安定化し、サブシステム用のアクチュエータを直接調整または作動させることができる。低レベル制御装置は、サブシステムレベルで作動し、サブシステムの構成要素およびパラメータを直接制御する。このレベルでは、検知動作および作動動作は、局所的に生じ、帯電や現像などの単独の処理工程により連動する傾向にある。
【００１７】
中間レベルの制御装置を用いると、１つ以上の低レベル制御装置及び／又はセンサの読み取りからの情報に対応し、少なくとも１つの低レベル制御装置用の１つ以上のパラメータを作動または調整することができる。中間レベルの制御装置は、低レベルの制御装置の動作を監視することができ、１つ以上の低レベル制御装置の個別及び相互に関連した動作を調整し、印刷品質に影響するある一定数の多様な条件に対応する。加えて、中間レベルの制御装置は、低レベルの制御装置間の動作を調整することができ、２つまたは低レベルの制御装置から推奨された動作を調整し、低レベルの制御装置用の設定値を、システムまたはサブシステムの自由度により決定された限度内に維持する。そして、ある１つのサブシステムの変化が残りのサブシステムに影響しうるため、より高レベルの制御装置は、他の制御装置により提供される情報に依存して印刷機の動作を維持するようになる。また、中間レベルの制御装置は、低レベルの制御装置の処理ログを監視して、各制御装置にとって有効なデータがあるか否かを決定し、この情報を用いて低レベルの制御装置間の矛盾を解決する。
【００１８】
さらに、システム制御装置は、中間レベルの制御装置の動作を監視し分析するように広範に動作する高レベルの制御装置を備える。また、システム制御装置は、スケジュール機能を実行しうるマスター機構制御装置(ＭＦＣ）を含んでも良い。ＭＦＣは、機械モジュールをモジュールの性能およびその制約という点でモデル化し、機械モジュール上で実行する動作を計画し、適切な手順を見つけて所望のタスクを実行する。
【００１９】
図２を参照すると、ハイブリッド・スキャベンジレス現像(ＨＳＤ）型の現像装置１００の詳細が示されている。
【００２０】
装置１００は、現像剤１６６を収容する槽１６４を備える。
【００２１】
槽は、らせん状部１６８を備える。このらせん状部は、槽内の現像剤を移送し撹拌する機能があり、さらにトナー粒子を帯電させてキャリア顆粒に摩擦電気的に付着させるものである。磁気ブラシロール１７０は、現像剤１６６を槽からドナーロール１７６及び１７８の搭載ニップ１７２及び１７４に移送する。調整刃１８０は、過剰な現像剤を磁気ブラシロールから除去する。
【００２２】
ニップ１７２及び１７４では、トナー粒子が磁気ブラシロール１７０から各ドナーロール１７６及び１７８に移送される。
【００２３】
各ドナーロールは、光導電性ベルト１０が通過する各現像領域１８２及び１８４にトナーを移送する。各現像領域１８２及び１８４では、トナーは、ドナーロール１７６及び１７８からベルト１０上の潜像に転写され、トナー粉末の画像を形成する。
【００２４】
連続的な静電潜像が現像されると、現像剤１６６中のトナー粒子が減少する。現像剤のディスペンサ１０５は、図３〜図５で一般的に示したように、キャリア粒子の有無に関らず、トナー粒子の備蓄を貯蔵する。ディスペンサ１０５は、槽１６４と通信し、現像剤中のトナー粒子の濃度が低下するにつれて（後述するように、キャリア粒子が“流下”式または現像剤パージ動作で槽から除かれるにつれて）、未使用の現像剤（トナー及び／又はキャリア）が槽内の現像剤１６６に供給されるようになる。槽室内のらせん状部１６８は、未使用の現像剤を残った現像剤と混合し、ここに残る現像剤がトナー粒子の濃度を最適化した状態で略均一化される。こうして、トナー粒子が一定の電荷を有した状態で略定量のトナー粒子が槽内に存在することになる。現像剤収容部１６４は、詳しく後述するように、現像剤のパージ動作に応じて収容部から現像剤を取り除くための出口１９５を有しても良い。出口１９５は、収容部から現像剤を取り除くのに役立つらせん状部又はローラなどの調整器（図示せず）をさらに備えても良い。
【００２５】
現像装置１００内の多様なセンサ及び部材は、システム制御装置９０と通信して、当該現像剤装置の動作を監視及び制御し、その装置を最適化状態に維持する。システム制御装置９０は、電源１９０、ドナーロール１７６及び１７８、磁気ブラシロール１７０、らせん状部１６８、ディスペンサ１０５、および出口１９５に加えて、多様なセンサと通信することが可能である。例えば、これら多様なセンサとしては、トナーの濃度、トナーの帯電量、トナーの水分、現像剤の電圧バイアス、磁気ブラシロールのバイアス、及びドナーロールのバイアスを測定するためのセンサなどが挙げられる。
【００２６】
図３を参照すると、現像剤のディスペンサ１０５の実施形態が示されている。ディスペンサ１０５は、端部が開口したホッパー１２０を備え、それが開口端部に位置する定量吐出レギュレータを有する。現像剤の備蓄は、ホッパー１２０内に貯蔵される。そして、ローラ１２１が回転するにつれて、現像剤１２２がホッパー１２０から現像剤収容部（図示せず）に排出される。また任意で、ホッパー１２０から定量吐出される現像剤１２２は、らせん状部１２６又はそれに類似するコンベヤベルトなどの移送装置を用いてコンベヤ通路１２４を介して現像剤収容部に移送することができる。定量吐出レギュレータは、ホッパー１２０からの現像剤１２２の吐出速度を制御するように調整することができる。
【００２７】
図４を参照すると、ディスペンサ１０５の他の実施形態が示されている。ディスペンサ１０５は、開口端部を有する２つのホッパー１３０及び１３１を備え、各ホッパーは、その開口端部に位置する定量吐出レギュレータ１３２及び１３３をそれぞれ備える。一般的に現像剤１３４及び１３５で示すようなトナーまたは補給現像剤の備蓄は、ホッパー１３０及び１３１にそれぞれ貯蔵される。そして、ローラ１３２及び１３３が回転するにつれ、現像剤１３４及び１３５は、ホッパー１３０及び１３１から排出される。定量吐出レギュレータは、個別に調整及び制御され、ホッパー１３０及び１３１からの現像剤１３４及び１３５の吐出速度を調整することができる。
【００２８】
図５を参照すると、現像剤のディスペンサ１０５の更に他の実施形態が示されている。ディスペンサ１０５は、トナー（補給現像剤）用容器１４１を保持する支持部材１４２と、この容器を回転させるモータ１４３とを備える。容器１４１の内部表面には、らせん状の山１４５が形成され、モータ１４３が容器１４１を回転させる際に、容器内に保持された現像剤１４４がらせん状の山１４５により出口１４６まで運搬される。出口１４６に運ばれたトナーは、現像装置（図示せず）の筺体に直接排出可能となる。
【００２９】
トナー処理量が少ない状態で現像剤を長く使用させると、現像能力及び／又は転写効率が低下し、これにより画像品質が悪化する。また、トナー処理量が少ない状態で現像剤収容部を長く使用すると、現像剤に損傷を与え、磨耗損失および現像の失敗につながる。その影響は、現像剤収容部の現像剤の平均滞留時間に関連することが分かっている。劣化、すなわち古い現像剤とは、ある一定数の画像形成サイクルの後に現像剤収容部中に残留する現像剤であり、長い間つまり長時間、混合および攪拌されているものである。摩擦電気の帯電などの所望の状態から変化した劣化トナーの性質を持ち合わせたままでは、トナーは効果的でない。トナーの帯電は、あまりにも低すぎると、画像の背景問題を引き起こす可能性がある。またトナーの帯電が高すぎる、或いは意図とは反対の極性である場合、トナーは、画像の現像が可能となるように転写されない。また劣化したトナーにおいては、その他の考えうる問題点がある。すなわち、トナーの反応性が高まることで相対湿度が変化し、全帯電の損失、帯電が負から正に変化すること、これらの複合問題などの状態の変化が生じる。
【００３０】
図６は、現像剤収容部内の現像剤の“健全性”を監視することによって、当該現像剤収容部内の現像剤を所定の状態内に維持する方法を示している。現像剤が“不健全”であると判断された場合には、本方法では、現像剤の強制的な使用、或いは現像剤の除去を介して、トナーの処理量を増加するように予定を組む。トナーの使用量を強制的に増加し、或いは、トナーを強制的に除去してそれに対応するトナー処理量を増加させることによって、現像剤から不健全なトナーを除去し、現像剤の全体の健全性を高めるようにし、これにより現像剤状態を維持する。そして、トナー処理量の増加の予定を、例えば、所定の時間、または所定の量のトナーが使用されるまで、続けることができる。
【００３１】
ステップ２００では、本方法は、現像剤の健全性を監視する。特に、現像剤の“健全性”は、１つ以上の次の要因／特性により評価することができる。すなわち、トナー年齢と、トナー帯電量と、トナーの水分量と、トナー濃度（ＴＣ）の履歴と、磁気ブラシロール、現像ロール、又はドナーロールへのバイアスと、現像電極線へのバイアスと、現像能力と、転写効率と、階調再現曲線とが挙げられる。ステップ２００は、現像剤の健全性を評価するための上記要因／特性のうちの１つ以上を監視し、かかる要因／特性の測定、つまり値を得る。
【００３２】
トナー年齢、すなわち現像剤収容部内の平均滞留時間は、トナーの処理量を追跡することにより直接概算および監視することができる。トナー処理量、つまりトナー使用量は、現像剤からなくなったトナー量を追跡したり、或いは現像剤収容部に吐出されたトナー量を追跡することにより、検知することができる。
【００３３】
ステップ２００では、現像剤の使用量を追跡することにより現像剤の年齢を直接監視する場合、所定の期間に現像された画素数を計測することによりトナー使用量を概算することができる。すなわち、画素数が与えられると、画素を現像するために使用されたトナー量を計算することができる。そして、所定の期間に使用されたトナー使用量が分かると、平均トナー年齢を決定することができる。特に、次式に基づく。
年齢（ｋ）＝［トナー質量−使用トナー量］×［年齢（ｋ−１）＋期間]／トナー質量
ここで、期間は、トナー年齢を前回決定したときから経過した時間であり、年齢（ｋ−１）は、トナー年齢を前回決定したときに計算されたトナー年齢であり、トナー質量は、現像剤収容部内のトナーの平均量(重量)であり、使用トナー量は、前回のトナー年齢を計算した以降に使用されたトナー量であり、トナー質量は、次のように決定することができる。
トナー質量＝ＴＣ×ＴＣＧｒａｍ
ここで、ＴＣは、現像剤収容部内の現像剤中のトナー濃度であり、ＴＣＧｒａｍは、トナー濃度単位当たりのトナーのグラム数を識別する乗数である。また使用トナー量は、次の式にしたがって決定することができる。
使用トナー量＝画素数×ＤｅｖＧａｉｎ
ここで、画素数は、期間中に現像された画素数であり、ＤｅｖＧａｉｎは、画素をトナー重量に変換するゲイン係数である。
【００３４】
明らかだが、上記工程は、現像剤収容部に定量吐出されたトナー量を追跡し、この値をトナー使用量に代入して変形することができる。現像剤収容部に定量吐出されたトナー量は、いくつかの方法で追跡することができる。仮に、トナーの要求、つまり追加により現像剤の一定の体積が得られる場合、所定の時間に亘るトナーの要請／要求つまり追加の回数を単に追跡することで、その期間中に吐出／使用されたトナー量を直接概算することになる。図３および図４で説明したような定量吐出装置においては、システムが定量吐出レギュレータの回転数を追跡することができる。そして、回転数を１回転当たり定量吐出される現像剤の体積と組み合わせて、現像剤収容部に定量吐出された現像剤の体積が得られる。同様に、トナー容器１４１の回転数及び／又はらせん状部１２６の回転数（コンベヤベルトの走行距離）を、１回転当たりに定量吐出されるトナー体積や回転数や距離などの知見に従って追跡することにより、現像剤収容部に定量吐出された現像剤の体積が得られる。
【００３５】
ステップ２００では、トナー年齢を間接的に監視し、トナーが古いか否かを決定することもできる。特に、低いエリアカバレッジを長時間印刷する際に現像剤の劣化に関する問題が生じうるため、現像剤の年齢を間接的に監視する選択肢として、画像を印刷しながら所定の時間に亘って平均エリアカバレッジを追跡することがある。例えば、２％かそれ以下のエリアカバレッジに対応するトナー処理量があり、これが２時間で劣化したトナーの特性を示す結果となる場合、ステップ２００では、活性動作時の前回の２時間に亘る平均エリアカバレッジを定期的に決定することにより、トナー年齢を間接的に監視することができる。すなわち、ステップ２００では、所定の時間に亘って回転する平均エリアカバレッジを監視することができる。この選択肢は、現像剤が古いと考えられる場合に推定に用いることができるが、所定の瞬間における現像剤の年齢を示すことにはならない。
【００３６】
現像能力および転写効率の特性は、現像剤の健全性を示すものである。このため、ステップ２００では、現像能力及び／又は転写効率を監視し、現像剤の健全性を評価することができる。転写効率は、転写後のベルト上に残ったトナーを監視するために搭載されたＥＴＡＣセンサ（転写ステーション５６の後段に搭載されたＥＴＡＣ９２などの）を用いて直接監視することができる。同様に、ＥＴＡＣセンタ９４は、現像中にベルト上に堆積したトナーを監視するように搭載されている。
【００３７】
また、ステップ２００では、トナーの帯電量、トナーの水分量、磁気ブラシロール、現像ロール、又はドナーロールに印加された電圧、および何れの現像電極線に印加される電圧をも監視することができる。
【００３８】
さらに、システムパラメータおよび制御装置もまた監視され、トナーの健全性の評価が提供される。例えば、ＴＣ履歴を監視することで、現像剤の全体の健全性を示すことになり、またその健全性を評価するのに用いることができる。仮に、システムがＴＣを所定の作動範囲内に維持するのが難しい場合、またはシステムがＴＣの不意な予期せぬ変化を経験した場合、現像剤の健全性は、疑問視されるものである。一方、ＴＲＣの履歴及び状態を監視することで、現像剤の全体の健全性を示すことになり、またその健全性を評価するのに用いることができる。特に、ＴＲＣを制御するアクチュエータの状態と同様に、ＴＲＣの形状や直線性、非直線性の少なくとも１つを監視することで、現像剤の全体の健全性を評価するのに用いることができる。
【００３９】
ステップ２０５では、ステップ２００からの評価要素の測定値を用いて、現像剤が健全かどうかを決定する。好ましくは、ステップ２０５では、評価要素の測定値をしきい値と比較して、現像剤の健全性を診断する。
【００４０】
仮に、ステップ２００で現像剤の健全性を監視して得られた情報に基づき、ステップ２０５にて現像剤が不健全であると判断した場合、本方法では、ステップ３００でトナー処理量を増加するように予定する。トナー処理量を増加することで、現像剤から不健全なトナーを除去し、現像剤の全体的な健全度が増すようになり、これにより現像剤の状態を維持する。仮に、ステップ２０５にて現像剤が健全であると判断した場合、ステップ２１０にてトナーの使用量に若干の増加が見込まれた状態であるか再検討する。仮に、トナーの使用量の増加が予定されておらず、または進行中でない場合、本方法は、ステップ２００で現像剤の健全性の監視を続ける。他方、トナー使用量の増加が予定されており、または進行中である場合、本方法は、ステップ２１５でかかる使用量の増加をキャンセルする。
【００４１】
図７は、トナー処理量の増加を予定する方法の実施形態を示している。この実施形態は、３つの選択肢、すなわち収容部パージ、フルパージ、及びＩＤＺパージのうちの１つ以上を予定し、現像剤から不健全な現像剤を除去する方法である。要するに、収容部パージは、現像剤収容部から現像剤を直接除去するように作動する。例えば、ベルトやドラム上に画像を現像することなく現像剤収容部の出口１９５を通して現像剤をパージする。フルパージは、印刷を一時停止し、ベルト上に高いエリアカバレッジを有する“パージ画像”を現像し、さらにそのパージ画像をクリーナに送るか或いは当該画像を廃棄可能な最適な基板紙に転写することにより、現像剤をパージするように作動する。ＩＤＺパージは、文書間領域（ＩＤＺ）の一部などのベルトの“不使用”領域に画像を現像するように作動し、画像（トナー）をクリーナに送られる。
【００４２】
ステップ３０５では、本方法は、３つの可能なパージ選択肢、すなわち収容部パージ、フルパージ、及びＩＤＺパージから１つを選択する。なお、留意すべきことは、全システムの状態の評価に基づき、ステップ３０５は、診断結果を無効とし強制的なトナーパージを見送ることを選択することも有り得ることである。特にパージの選択肢からの選択は、パージ履歴、次の画像、現像剤の相対的健全性、印刷装置全体の状態などを含むいくつの要素に基づいてもよいものである。例えば、診断結果が、画像品質へ若干の影響を有するか或いは全く影響無いような不健全性や、画像品質への潜在的に重大な影響を有するような不健全性や、画像品質に直接の影響を有するような不健全性などの相対的健全性を与えるものである場合、かかる診断情報が選択を導くのに用いることができる。同様に、このような選択は、ステップ２０５で監視された選択を導くための複数要因のうちの１つ以上の要因を用いても良い。例えば、パージの選択肢は、トナー年齢に基づくことができる。
【００４３】
さらに、選択は、２つ以上の現像ユニット間での相対的健全性に基づくこともできる。すなわち、例えば、選択は、現像剤が画像品質に潜在的な影響を有していることに基づいたものでも良い。加えて、２つ以上の現像ユニットが不健全なものとして判断された場合、例えば、印刷を一時停止し且つフルパージを実行することが、より有益かつ効果的でありうる。
【００４４】
さらに、パージ履歴もまた、選択を導くのに用いることができる。例えば、システムが幾つかのＩＤＺパージをかねて予定していたが、現像剤が不健全な状態に戻り続ける場合、システムはフルパージを選択しても良い。加えて、次に現像される画像に関する情報が入手される場合、かかる情報もまた、選択を導くのに用いることができる。例えば、平均エリアカバレッジが次の画像セットで増加または減少することが分かっている（推定される）場合、かかる情報は、選択を導くのに用いることができる。
【００４５】
仮に、ＩＤＺパージが選択された場合、本方法は、ステップ３１０にてパージを予定し設定する。概略を再検討すると、多くの静電写真印刷機は、所定のピッチ、フレーム、又は文書領域内で画像を印刷し、かかる所定の文書領域の外側の領域またはそれら文書領域間の領域で、制御パッチ（例えば、現像制御、登録制御用などのパッチ）を定期的に現像する。ＩＤＺパージは、所定の文書領域の外側の不使用領域を用いてＩＤＺパッチを現像する。この追加的なトナーの使用は、トナーの処理量の増加につながり、これにより、例えば、トナー年齢の低下によって現像剤の現像能力を維持する。なお、明らかであるが、トナー処理量、およびこれによるＩＤＺパージの効率は、ＩＤＺパッチを現像するための空き空間により制限される。
【００４６】
ＩＤＺパージを設定し予定する際に、ステップ３１０では、パージのパラメータを規定する。かかるパラメータは、例えば、いつ頃パージルーチンを始めたり又はパージルーチンに入るべきか（例えば、パージが、ある時刻に、ある一定経過時間後に、ある一定数の画像サイクル後に、或いはある一定のベルト又はドラムの回転後に始まるべきかなど）や、パッチサイズやトナー密度などのＩＤＺパッチ特性や、どの位の頻度でＩＤＺパッチが現像されるべきか（例えば、各画像後に、１画像おきに、ベルト／ドラムの１回転おきに）や、いつ頃ルーチンを出るべきか（例えば、一定経過時間後、ある一定数の回転後、ある一定数のパッチ後、所定のトナー使用後、健全性の診断後、所定のＴＣが達成された後など）や、予定された又は進行中のパージを早期に終了することができるか、仮にできるとすれば、どんな条件下とすべきかなどを含みうる。しかしながら、追加的な、或いは異なるパラメータもまた定義する場合があることも留意すべきである。パージの選択肢の選択と同様に、ＩＤＺパージの設定及び予定は、パージ履歴、次の画像、現像剤の相対的健全性などを含むあらゆる数の要因に基づくことができる。ＩＤＺパージを設定し予定すると、ステップ３１５では、ステップ３１０で設定したパラメータに基づいて、ＩＤＺパージを実行する。
【００４７】
ステップ３０５でフルパージを実行する選択肢が選ばれた場合、本方法は、ステップ３２０でパージを設定し予定し続ける。要するに、フルトナーパージでは、印刷機は、無効サイクルに入り、ベルト／ドラム上にパージ画像を現像し始める。また、これらフルパージの画像は、特に紙に転写される場合、所定のピッチ、フレーム、文書領域に限定されることができる。図１に示したような単経路の印刷機では、フルパージ画像を所定の文書領域に制限することで、システムがＩＤＺパージとフルパージとを同時に実行可能となる。ただし、フルパージ画像は、ベルト／ドラムのいずれかの所定の領域に制限される必要がないことは留意すべきである。
【００４８】
フルパージの際中には、トナーは、一般にクリーナに送られると共に、紙には、当該紙やその廃棄にコストがかかるのを防ぐため供給されない。ただし、紙は、現像されたパージ画像が転写されながら供給するようにしても良い。例えば、クリーニング装置がフルパージに対応するトナーに追いつかない場合、装置は、各Ｎ番目の画像を紙に転写することにより、クリーナに向かうトナー量を減少することができる。さらに、印刷が一時停止されている間に、印刷機が現像剤の健全性を引き続き監視し、他のステーションがパージを要求しているか否かを決定することができることも留意すべきである。
【００４９】
ステップ３１０と同様に、フルパージの設定および予定がパージのパラメータを規定する。上述したパージパラメータに加えて、ステップ３１０はまた、例えば、紙が送られるべきかどうかや、そのような場合にどの位の頻度で送るべきかなどのフルパージの選択肢に関連する特定のパラメータをも規定することができる。パージ選択肢の選択と同様に、フルパージの設定および予定が、パージ履歴、次の画像、現像剤の相対的健全性などのあらゆる要因に基づいても行うことができる。
【００５０】
フルパージを設定し予定すると、フルパージが予定され（ステップ３２５）且つ印刷していればその現在の印刷を一時停止する（ステップ３３０）旨のメッセージが、例えば印刷機のユーザインターフェース、印刷機制御装置、デジタルフロントエンドなどを介してユーザに送られる。ユーザが印刷を一時停止した後では、印刷機は、ステップ３２０に設定されたパラメータに従ってパージのルーチンを始める。そして、ルーチンの完了後には、印刷機は、通常動作を再開し、印刷を再開する（ステップ３４０）。
【００５１】
仮に、ステップ３０５にて収容部パージを実行する選択肢が選択された場合、本方法は、収容部パージを設定および予定し（ステップ３５０）、且つパージルーチンに入る（ステップ３５５）。上述したように、収容部パージは、現像剤収容部から現像剤を直接除去するように作動する。ここで、例えば、現像剤収容部の出口１９５を通った現像剤をパージすることにより、ベルト／ドラム上に画像を現像しないようにする。
【００５２】
ＩＤＺパージおよびフルパージ動作と同様に、収容部パージの動作は、ステップ３５０で構成された設定パラメータにより規定される。かかるパラメータは一般的に、例えばいつ頃パージルーチンを始めるか又はパージルーチンに入るか（例えば、パージが、ある時刻に、一定の経過時間後に、ある一定数の画像サイクル後に、或いは、ある一定数のベルト又はドラムの回転後に始まるべきかなど）や、いつ頃ルーチンを出るべきか（例えば、一定の経過時間後に、所定のトナー量が除去された後に、或いは健全性が診断された後などに出るべきか）や、予定された又は進行中のパージを早期に終了することができるか、仮にできるとすればどんな条件下とすべきか、などを含みうる。しかしながら、追加的な、或いは異なるパラメータもまた定義する場合があることも留意すべきである。
【００５３】
次に、図８を参照すると、トナー処理量の増加を予定するトナー処理量の増加を予定する方法の一実施形態が示されている。ここでは、上述したフルパージやＩＤＺを改変したものを含む画像パージの選択を予定する方法を示す。特に、複数のフルパージの画像は、まとめて集められることがなく、無効サイクルで印刷されるのでもない。むしろ、印刷機は、ユーザの画像の発生を周期的に遅らせ、ユーザの画像間に、クリーナに送られる高エリアカバレッジのパージ画像を挿入することができる。これらパージ画像をユーザのジョブの中に点在させることにより、ユーザは、連続した出力として見ることになる。この工程は、トナーのディスペンサを高いエリアカバレッジのジョブに追従可能とさせるスキップピッチの利用に似ている。スキップピッチが現像されないまま残って全体のトナー使用量を効果的に低減するのに対し、本発明の開示内容は、むしろ高エリアカバレッジを現像して全体のトナー使用量を増加させるものである。
【００５４】
本方法では、画像パージの選択肢（ステップ４０５）を設定および予定することから始まる。なお、ステップ４０５は、システム全体の状態の評価に基づいて、診断結果を無効とし、且つ強制的なトナーパージを見送ることがありうる点に留意すべきである。パージを見送る決断は、パージ履歴、次の画像、現像剤の相対的健全性、印刷システムの全体状態などを含むあらゆる要因にも基づきうる。例えば、次に現像される画像に関する情報が入手可能である場合、かかる情報は、同様にパージの選択を導くのに用いることができる。すなわち、仮に平均エリアカバレッジが次の画像セットで増加または減少することが分かっている（推定される）場合、かかる情報を用いて選択を導くことができる。
【００５５】
画像パージを設定および予定する際、ステップ４０５は、パージのパラメータを規定する。かかるパラメータは、例えば、いつ頃パージルーチンを始めたり又はパージルーチンに入るべきか（例えば、パージが、ある時刻に、ある一定経過時間後に、ある一定数の画像サイクル後に、或いはある一定数のベルト又はドラムの回転後に始まるべきかなど）や、画像サイズやトナー密度などのパージ画像特性、どの位の頻度でパージ画像が発生され現像されるべきか（例えば、Ｎ番目の画像間に、あるいはベルト／ドラムの１回転おきに挿入すべきか）や、いつ頃ルーチンを出るべきか（例えば、一定経過時間後、ある一定数の回転後、ある一定数のパッチ後、所定のトナー使用後、健全性の診断後、所定のＴＣが達成された後などに出るべきか）や、予定された又は進行中のパージを早期に終了することができるか、仮にできるとすればどんな条件下とすべきかなどを含みうる。
【００５６】
フルパージを設定し予定すると、背景システムの構成または保守が予定されている（ステップ４１０）旨を示すメッセージが、例えば印刷機のユーザインターフェース、印刷機制御装置、デジタルフロントエンドなどを介してユーザに送られる。次に、ステップ４１５にて、印刷機は、パージルーチンを始め、パージ画像を上述のパラメータに従って挿入する。そして、ルーチンの完了後には、印刷機は、通常動作を再開し、印刷を再開する（ステップ４２０）。
【００５７】
図９は、トナー処理量の増加の予定を複数の現像剤収容部間で調整する方法についてその一実施形態を示すものである。概略を説明すると、１つ以上の現像剤収容部内の現像剤が不健全であると判断されると、トナー処理量（トナーパージ）の増加が予定される。こうして、パージ履歴、次の画像、現像剤の相対的健全性、印刷システム全体の状態などの１つ以上の要因を評価した後、トナー処理量を増加する特定の選択肢が選択され設定される。しかしながら、特にフルパージを予定した際に、システムが短時間内で異なる複数の現像剤収容部に対してトナーパージを連続的に予定する場合があることに留意すべきである。このように、比較的短時間で連続してトナーパージを予定することにより、各フルパージが実行ジョブを一時停止し、且つ各修正されたＩＤＺやフルパージの選択肢が印刷処理量を低減するため、生産性が著しく低減しうる。この連続的にパージの予定を行う理由の１つは、トナーが有効な現像剤収容部からパージされているため、現像剤収容部に残っている現像剤が引き続き劣化するためである。また、比較的短時間にトナー処理量の増加を連続的に予定することが起きるのを低減し無くすために、複数の現像剤間でこの予定を調整する。
【００５８】
図９では、ステップ５００にて現像剤の健全性を監視することから始まっている。本方法は、システム内の複数の現像剤収容部の各々において現像剤を監視している。ただし、本方法では、複数の現像剤収容部の一部で作動することもできる。上述したように、現像剤の“健全性”は、１つ以上の次の要素により評価することができる。すなわち、トナー年齢、トナー帯電量、トナー水分、ＴＣ履歴、磁気ブラシロール、現像ロール、及び／又はドナーロールに印加されるバイアス、現像電極バイアス、現像能力、転写効率、およびＴＲＣが挙げられる。上述の要因の１つ以上が、現像剤の健全性の評価を与えることになる。
【００５９】
図示した本方法では、ステップ５０５にて、何らかの不健全な現像剤が検出されたか否かを決定する。なお、ステップ５００が１つ以上の要素を監視することで現像剤の健全性を評価するようになるが、不健全な現像剤の決定は、これら要因の一部に基づいても行うことができる点に留意すべきである。すなわち、一実施形態では、制御装置９０は、トナー年齢とロールに印加されたバイアスとを追跡し、現像剤の健全性を評価するが、トナー年齢だけに基づいて現像剤が健全であるか否かを決定することもできる。仮に、不健全な現像剤が検出されなかった場合、本方法は、ステップ５００にて現像剤の健全性を引き続き監視する。そして、不健全な現像剤が検出されると、ステップ５１０進み、そこで図示した本方法では、残る現像剤収容部内の現像剤の状態を把握し評価する。
【００６０】
特に、ステップ５１０では、本方法は、残る現像剤収容部内の“健全”な現像剤の状態を評価し、ステップ５０５で不健全と判断又は識別されていなくても、トナー処理量の増加予定の利点を享受しうる現像剤を特定する。図示した本方法は、比較的短時間にトナー処理量の増加予定を要する可能性のある、または要する傾向にある現像剤を、その現状に基づいて特定することにより、複数の現像剤収容部におけるトナーパージの予定を調整することができる。そして、これにより比較的短時間での連続的なトナーパージを予定する可能性を低減する。一実施形態では、健全な現像剤には、ステップ５００にて監視された１つ以上の要因に基づいて、トナーパージ状態が割り当てられる。トナーパージ状態の決定は、ステップ５０５で不健全な現像剤を特定するのに用いたと同一の要因、または異なる要因や異なるセットの要因に基づくことができる。好ましくは、各トナーパージ状態は、現像剤の健全性の範囲に対応し、各トナーパージ状態により、トナーパージを実行する必要性又は実行することに比較的利点があることが識別される。
【００６１】
例えば、不健全な現像剤の診断に加えて、３つのトナーパージ状態がある場合、状態１は、トナー年齢が第１の年齢範囲内（例えば、不健全な現像剤を識別するトナー年齢の０％〜６５％内）である現像剤に対応し、且つ予定された増加又はその利点に最小限の必要性（又は必要性の無さ）を認識することができる。状態２は、トナー年齢が第２の年齢範囲内（例えば、不健全現像剤を識別するトナー年齢の６５％〜８０％内）である現像剤に対応し、且つ予定された増加又はその利点に中程度の必要性を認識することができる。状態３は、トナー年齢が第３の年齢範囲内（例えば、不健全現像剤を識別するトナー年齢の８０％〜１００％内）である現像剤に対応し、且つ予定された増加又はその利点の高い必要性を認識することができる。
【００６２】
本方法は、パージ履歴を追跡し、過去の経験に基づいてパージ状態の割り当てを調整することができる。予定されたパージで現像剤の状態を識別し且ついずれの収容部でその後にパージを開始するかを特定することにより、本システムは、１つ以上の年齢範囲を修正することができる。さらに、本方法は、パージ履歴を追跡し、評価要因を修正することができる。
【００６３】
図示した本方法は、ステップ５１５にてシステムのトナーパージを設定し予定する。トナーパージを設定し予定するに際し、ステップ５１５は、上述したようなパージ用のいずれの数のパラメータをも規定する。具体的には、トナーパージの種類、いつパージルーチンを始めるか、パージ画像の特徴（例えば、画像サイズ、トナー密度、画像パターン）、どの位の頻度でパージ画像が生成され現像されるべきか、いつルーチンを出るべきかなどである。ただし、トナーパージを設定し且つ予定する際には、ステップ５１５は、トナーパージを、ステップ５０５で識別した“不健全”な現像剤を有する現像剤収容部に限定するものではない。むしろ、パージは、いずれの現像剤収容部においてもトナー処理量を増加できるように構成される。パージ対象の現像剤収容部の選択は、パージのためのパラメータの選択と同様に、ステップ５１０で割り当てられたトナーのパージ状態に基づく。一実施形態では、トナーパージ状態により、トナーパージが所定の現像剤に対して予定されているか否かを識別し且つそのためのパラメータを規定する。トナーパージのための１つの可能な構成が、不健全であるとして或いは第２又は第３の年齢範囲内（パージ状態２又は３）にあるとして識別されたあらゆる現像剤に対して、フルパージの選択肢を発生させる。ここで、不健全な現像剤におけるパージ画像が、第１のトナー密度（例えば、７５％）を有しており、第３の年齢範囲内の現像剤におけるパージ画像が、第２のトナー密度（例えば、５０％）を有しており、第２の年齢範囲内の現像剤におけるパージ画像が、第３のトナー密度（例えば、２０％）を有している。
【００６４】
トナーパージを設定し予定すると、図示した本方法は、ステップ５２０で予定したパージを実行する。的確なパージ動作は、そのパラメータと同様に予定されたパージの種類に依存する。例えば、フルパージの選択肢が与えられていると、ステップ５２０は、次の工程を含むことになる。すなわち、トナーパージが予定されている旨のメッセージをユーザに送り、システム状態を保存し、現印刷ジョブを一時停止し、ステップ５１５で設定されたパラメータに従ってパージルーチンに入り、パージルーチンを終了し、システム状態を復元し、次いで印刷を再開する。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本文で開示の実施形態の１つ以上の特徴を包含しうる多色印刷機の概略図である。
【図２】ハイブリッド・スキャベンジレス現像(ＨＳＤ）型の現像装置の詳細を示す図である。
【図３】現像剤ディスペンサの実施形態を示す図である。
【図４】現像剤ディスペンサの実施形態を示す図である。
【図５】現像剤ディスペンサの実施形態を示す図である。
【図６】現像剤収容部内の現像剤を所定の状態に維持する方法の実施形態を示す図である。
【図７】トナー処理量の増加を予定する方法の実施形態を示す図である。
【図８】トナー処理量の増加を予定する方法の実施形態を示す図である。
【図９】トナー処理量の増加予定を複数の現像剤収容部間で調整する方法の実施形態を示す図である。
【符号の説明】
【００６６】
１６，１８，２０，２２，２４  画像記録ステーション、３０  現像ユニット、９０  システム制御装置、１００  現像装置、１０５  ディスペンサ、１２２，１３４，１３５，１６６  現像剤、１２０，１３０，１３１  ホッパー、１６４  槽。
【図１】
2004264852.tif 000003
【図２】
2004264852.tif 000004
【図３】
2004264852.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2004264852.tif 000008
【図７】
2004264852.tif 000009
【図８】
2004264852.tif 000010
【図９】
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