(57)【要約】      （修正有）【課題】端部漏れ電流効果を制御基礎に組み込みまた複写基板幅による電流密度変化をなくす。【解決手段】電流発生ユニット１００に対向するレセプタによって複写基板に静電界を加える静電装置において、電流発生ユニット１００から複写基板に導かれる動電流密度を所与の範囲内に制御し、複写基板の幅が可変なシステムにおける端部漏れ電流効果を組み込む。電流発生ユニット１００からレセプタへと流れる合計動電流を監視するユニット６８０、複写基板の幅を入力するインタフェース６１０、電流発生ユニット１００への印加電圧とレセプタに流れる合計動電流との関係を示す関数における定数パラメータが格納されるユニット６５０、並びに複写基板における電荷密度を所定値に保持するのに必要な電流発生ユニット１００への印加電圧を決定し電流発生ユニット１００に対する印加電圧をその値に調整するユニット６９０を、設ける。【選択図】図３
2005182060.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電流密度監視制御システムであって、
電流発生ユニット及びこの電流発生ユニットに対向するレセプタによって複写基板に静電界を加える静電装置と、
電圧印加に応じて電流発生ユニットからレセプタへと流れる合計動電流を監視する電流監視ユニットと、
複写基板の幅を入力する入力ユニットと、
電流発生ユニットへの印加電圧とレセプタに流れる合計動電流との関係を示す関数における定数パラメータが格納される格納ユニットと、
複写基板における電荷密度を所定値に保持するのに必要な電流発生ユニットへの印加電圧を決定する制御回路と、
電流発生ユニットに対する印加電圧を制御回路により決定された値に調整する電圧制御ユニットと、
を備えるシステム。
【請求項２】
静電装置における複写基板内電流密度を監視制御する方法であって、
複写基板の幅を示す情報を入力するステップと、
複写基板を介しレセプタへと流れる電流密度を所定値に保持するため電流発生ユニットに印加する必要がある電圧を決定するステップと、
決定した電圧を電流発生ユニットに印加することにより複写基板を介しレセプタへと向かう電流を発生させるステップと、
を有する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電複製装置内転写ユニットにより複写基板に導かれる電流密度を監視及び制御するシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
静電複製プロセスによる複製は、通常、入力文書原本乃至画像信号に従いフォトレセプタ等の電荷受容イメージング部材（以下単に「レセプタ」とも呼ぶ）を部位選択的に荷電又は放電させ、それによってイメージング部材上に静電潜像を形成するステップから、始められる。これに引き続いて実行されるのは、形成された静電潜像を可視化するステップ、即ち静電潜像担持イメージング部材表面上に帯電現像材料を堆積させるプロセスである。このプロセスにおいては、現像材料を構成する帯電粒子が潜像中の画像エリアに被着し、それによって、潜像に対応した可視像がイメージング部材上において可視化・現像される。この可視化された画像は、イメージング部材から複写基板（例えば紙）へと、直接的又は間接的に転写され、これによってハードコピー出力文書が完成する。
【０００３】
イメージング部材から複写基板への画像転写は、静電印刷装置を構成する転写ユニット内に複写基板を通し、当該複写基板に電荷を付与することによって、行われる。複写基板に電荷を付与することによって、現像材料による画像を複写基板上に転写及び固定（「タッキング」）することができる。より詳細には、例えば電圧遮蔽装置により構成されている電流発生ユニットと、この電流発生ユニットに対向しているレセプタユニットとの間に、複写基板を通す。通常、レセプタユニットは接地基板に接続されており、この接地基板によってレセプタユニットが接地されている。そのため、電流発生ユニットとレセプタユニットとの間に電圧を印加すると、電流発生ユニットから複写基板を介しレセプタユニットへと電流が流れ、この電流により複写基板が荷電される。
【０００４】
静電複製装置においては、通常、様々な種類の複写基板を取り扱うことができる。複写基板の種類は、幅や厚みの相違や、電気抵抗特性（電気的に見れば複写基板は電流発生ユニットとレセプタとの間に介在する電気抵抗である）の相違によって、分類できる。複写基板の幅がレセプタにおける荷電露出エリア合計幅より狭い場合、レセプタの一部は、複写基板により保護されずに（即ち複写基板を介さずに）電流発生ユニットに対し直接露出されるエリア、即ち複写基板に係る電気抵抗を介さずに電流発生ユニットに対し露出されるエリアとなる。レセプタにおけるこの対電流発生ユニット直接露出部位においては、端部漏れ電流効果(End Leakage Current Effect)と呼ばれる現象が発生し、高い正電圧が発生する。それによって、転写ユニットにて生じる動電流(dynamic current)のうち大部分の電流が、対電流発生ユニット露出部位に流れることとなる。この電流は、レセプタ表面のうち対複写基板接触部位にて流れる電流よりも多い。端部漏れ電流効果の規模は、数ある要因の中でも、画像転写先複写基板の幅に依存している。
【０００５】
従来の静電複製装置においては、転写ユニットにて発生する合計動電流を監視し、その量が一定となるよう制御を行っていたが、このような制御には、複写基板の幅変化による複写基板内電流密度の変化を招くという問題がある。即ち、合計動電流を一定に保つこととすると、複写基板の幅が狭くなると複写基板における電流密度が低下し、幅が広くなると増大する、という現象が生じる。
【０００６】
複写基板における荷電密度ひいては複製品質を一定に保つという観点からすれば、複写基板における電流密度を一定に保てるようにしたい。しかしながら、従来の静電複製装置においては、電流発生ユニットにより電流発生ユニット対レセプタ間に印加される遮蔽電圧Ｖshieldを変化させる等の手段によって、上述の通り合計動電流Ｉdyを一定に保つ制御を行っていた。このような制御で一定に保てるのは、電流発生ユニットとレセプタとの間に流れる動電流、即ち複写基板に導かれる電流とレセプタのうち複写基板により被覆されていない領域（以下「非紙領域」とも呼ぶ。但し複写基板を紙に限定する趣旨ではない）に導かれる電流との合計、ひいてはそれらを複写基板幅及び非紙領域幅により加重平均して得られる電流密度であって、複写基板における電流密度ではない。複写基板における電流密度は、自明な通り、当該複写基板の特性が変化すると変化してしまう。具体的には、複写基板の幅が変化すると、レセプタ表面のうち合計動電流に対し露出される部分がより広く又はより狭くなるため、合計動電流を一定に保つべく電圧が上昇又は低下し、それによって複写基板における電流密度が変化する。しかるに、制御において本来目的とすべきところは、複写基板に印加される電流における電流密度を制御乃至一定化することである。それは、つまるところ、複写基板内電流密度が、トナーを転写させ画像を複写基板表面に静電的にタッキングしようとする静電力に、関わっているからである。
【０００７】
複写基板上における電荷密度を非紙領域における電荷密度と同一にするには、複写基板に印加する電流を非紙領域に印加される電流よりも大きくしなければならない。それは、複写基板に電気抵抗があるためである。また、レセプタの接地面から除去される堆積電荷は、非紙領域に比べるとレセプタのうち複写基板により被覆される領域（以下「紙葉領域」とも呼ぶ。但しこれも限定の趣旨を含まない）の方が多い。更に、複写基板における電位差乃至電圧差がより低いため、紙葉領域の方が電流密度が低くなる。
【０００８】
従来においては、静電複製装置を動作させる際、まず電流発生ユニットに対し任意の電圧を印加し、その状態で合計動電流の計測を行い、その結果に基づき電流発生ユニットへの印加電圧をフィードバック調整することにより、電流発生ユニットとレセプタとの間の合計動電流を所期値に保持していた。紙葉領域と非紙領域とに亘る平均たる設定動電流を提供するのに必要な印加電圧は、紙葉領域が狭く非紙領域が広いほど低い。即ち、複写基板の幅が非常に狭いときシステムが選択する電圧は、レセプタにおける荷電露出エリアの全幅（固定値）に対して複写基板が割合に広いときにシステムが選択する電圧に比べて、非常に低い。従って、複写基板が狭いときには、複写基板が広いときに比べて、電流密度は非常に小さくなる。
【０００９】
複写基板における電流密度に関してはある程度の幅を持った受容可能範囲があり、これは転写現象に関わる複写基板の特性により定まる。この受容可能範囲は、レセプタからトナーを引き剥がすべく複写基板に加えられる静電力に関する受容可能範囲、即ち画像を複写基板上に静電的にタッキングするのに十分とされる静電力範囲を、示すものである。この受容可能範囲は、特定の複写基板を対象として静電複製プロセスを実施できる静電界に関して、静電複製装置にて発生させるべき電流（密度）の限界を決めている。即ち、一方では、そのしきい値を下回ってしまうと複写基板内電流密度が静電画像転写上の受容可能水準に達しなくなる、という性質のしきい値があり、他方では逆に、そのしきい値を上回ってしまうと印刷結果上に受容不能な欠陥（例えば空気絶縁破壊効果等に関わる欠陥）が生じ始める、という性質のしきい値もある。転写システムにおける受容可能範囲とは、これらの限界によって定まる電流密度条件を指している。なお、静電複製装置における受容可能範囲とは、特定条件下で画像品質に何らかの劣化が生じうるものの、裸眼ではほぼ認識できないような劣化にとどまる、という範囲を指すものである旨、一般に理解されている。
【００１０】
複写基板における電流密度の制御手法としては、静電複製装置を構成する電流発生ユニットをセグメント化する、という概念を含んだ複雑な手法もあり得る。この手法においては、個別のディスクリートセグメントにおいて電流密度を検知及び監視することにより、複数のディスクリートセグメントのうち複写基板に面しているものを特定し、複写基板に面していると特定されたセグメントについてのみ印加電圧の調整を行う。即ち、レセプタエリアのうち複写基板に面していないエリアについては電流発生ユニットセグメントによる電流供給をオフさせつつ、他のエリアについては電流発生ユニットセグメントを制御して複写基板内電流密度を一定値に保持するようにする。しかしながら、この手法にも問題点がある。即ち、セグメント化された電流発生ユニットに対応して電圧源もセグメント化する必要があり装置構成が複雑になること、またこれに伴い電源及びそれに付随するスイッチング回路に係る接続点の個数が多くなりこれも装置構成の複雑化につながること、である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
電子写真複製装置を構成する転写ユニットにおいては、静電界によって画像が複写基板へと転写、タッキングされる。この転写静電界は複写基板に導かれる動電流密度（即ち合計動電流／複写基板幅）に直接関連している。複写基板に導かれる電流密度は可変であるから監視及び制御するのが望ましいが、複写基板の幅が変化するとき特に個別の複写基板の幅が転写ユニットの幅よりも狭いときは、端部漏れ電流効果が生じるため、転写ユニットにおける合計動電流を監視乃至制御したとしても複写基板電流密度を決定づけることや一定に保持することにはならない。この端部漏れ電流効果によりもたらされる有害な結果は、転写ユニットを構成するレセプタの幅に対して複写基板の幅が狭いシステムにて、また複写基板の特性抵抗値が高く複写基板に供給される電流密度の変動における許容範囲が狭いシステムにて、特に深刻になる。従って、電流発生ユニットとレセプタとの間に流れる合計動電流を制御するよりは、複写基板に導かれる動電流密度を所与の範囲内に制御し、複写基板の幅が可変なシステムにおける端部漏れ電流効果を組み込む方が、望ましい。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
このような課題を解決するため、本発明の一実施形態に係る電流密度監視制御システムは、電流発生ユニット及びこの電流発生ユニットに対向するレセプタによって複写基板に静電界を加える静電装置と、電圧印加に応じて電流発生ユニットからレセプタへと流れる合計動電流を監視する電流監視ユニットと、複写基板の幅を入力する入力ユニットと、電流発生ユニットへの印加電圧とレセプタに流れる合計動電流との関係を示す関数における定数パラメータが格納される格納ユニットと、複写基板における電荷密度を所定値に保持するのに必要な電流発生ユニットへの印加電圧を決定する制御回路と、電流発生ユニットに対する印加電圧を制御回路により決定された値に調整する電圧制御ユニットと、を備える。
【００１３】
また、本発明の一実施形態に係る方法は、静電装置における複写基板内電流密度を監視制御する方法であって、複写基板の幅を示す情報を入力するステップと、複写基板を介しレセプタへと流れる電流密度を所定値に保持するため電流発生ユニットに印加する必要がある電圧を決定するステップと、決定した電圧を電流発生ユニットに印加することにより複写基板を介しレセプタへと向かう電流を発生させるステップと、を有する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の一実施形態によれば、静電複製装置内転写ユニットにより複写基板内電流密度を制御するシステム及び方法が、提供される。
【００１５】
本発明の一実施形態によれば、端部漏れ電流効果が存在していても複写基板内電流密度を一定レベルに保持できるシステム及び方法が、提供される。
【００１６】
本発明の一実施形態によれば、複写基板の幅によらず複写基板内電流密度を一定に保持できるシステム及び方法が、提供される。
【００１７】
本発明の一実施形態によれば、複写基板上への静電イメージングが特定複写基板毎に許容可能範囲内となるよう複写基板内電流密度を許容可能レベルに保持できるハードウエア及びソフトウエアソリューションが、提供される。
【００１８】
本発明の一実施形態によれば、トナー又はこれと複写基板との組合せにおける被着特性乃至静電条件によらず複製品質を保持できるシステム及び方法が、提供される。
【００１９】
上述した目的及び構成に関しては、本発明の好適な実施形態に係るシステム及び方法に関する以下の説明により、明らか又は自明となろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態に係る監視制御システムについて説明する。以下の説明では、説明の明瞭化及び簡明化のため電子写真乃至静電複製装置にて使用される転写ユニットを例示するが、これは本発明の原理乃至本質に何ら制約を課すものではない。本発明に係る原理は、既知の又は今後開発されるシステム、具体的には複写基板を静電的に励起し画像複製を行う各種のシステムに対して適用可能であり、その適用対象を以下説明する電子写真乃至静電複製用転写ユニットに限定するべきではない。
【００２１】
従来から、転写ユニットとしてはバイアス転写ローラを備えるものが知られている。バイアス転写ローラとは、バイアスされた導電シャフトを少なくとも１層のラバー被覆にて覆った構成を有するローラである。バイアス転写ローラに複写基板が押しつけられている状態でこの複写基板に十分に高い電圧が印加されると、印加された電圧に応じた電流がローラから複写基板、レセプタ、更には対応する接地基板へと流れる。
【００２２】
転写ユニットは、また、従来から知られているいくつかの種類のコロナ発生装置を適宜選択的に用いて構成、実現することができ、その種の転写装置の例としてはジコロトロンを掲げることができる。ジコロトロンは電流発生ユニットであり、小径誘電被覆導電コロノードワイヤ及びこのコロノードの近傍に配置された導電遮蔽から構成される。動作時においては、コロノードは交流高電圧により励起されて正負のイオンを発生させる（即ちイオン源となる）。その際、コロノード上に誘電被覆が設けられているため、直流電流は抑えられる。その一方、レセプタを挟んでジコロトロンと基板との間には、遮蔽への電圧印加に応じ直流電流が流れる。転写ユニットは、コロノードとして導電ワイヤ又は導電ピンアレイを用いコロノード近傍に間隙配置された導電遮蔽を備えた、より従来型のコロナ装置であってもよい。その種の転写ユニットを用いる場合、高電圧をコロノードに印加してイオンを発生させることにより、コロノード電圧に応じた電流を通流可能とする。直流電流としては、装置内遮蔽向きの電流と、接地基板向きの電流とが、流れうる。なお、直流遮蔽電流は漏れ電流の一種であると考え得る。
【００２３】
複写基板向きの電流のみを検知及び制御するため、従来の装置においては、遮蔽を接地からアイソレートし、遮蔽に導かれた漏れ電流を電源に回帰させることにより、コロノード電流中の遮蔽電流分を打ち消していた。システム内に他に漏れ電流源がなければ、この打ち消し動作によって電流が流れ、またその電流は、コロノードに印加されている電圧によって制御される電流となる。実際のところは、大概の転写装置には様々な漏れ電流がある。従来型コロナ装置における遮蔽電流と同様、当該様々な漏れ電流についても、複写基板に向かう新たな電流出力のみが得られるよう、電源へと回帰させ打ち消さねばならない。当該様々な漏れ電流の一例としては、高湿度低抵抗紙葉面に沿って流れ導電素子即ち転写ゾーン近傍で紙葉に接触する導電素子に至る横方向電流がある。複写基板向けのみ定電流を保持するためには、複写基板に接する導電部材を接地から電気的にアイソレートし、当該導電部材に導かれた電流を電源に回帰させねばならない。一般的に言えば、これらを含めあらゆる漏れ電流源に係る漏れ電流を電源に回帰させて打ち消し、接地されたレセプタを介した合計出力電流を計測及び制御できるようにする。通常、一次的に重要なのは、転写ユニットから接地面に至る計測可能な電流即ち電流発生ユニットに印加された電圧に応答する電流を、電流発生ユニットにて発生させることである。
【００２４】
図１に、静電転写ユニットの一状態を示す。この図に示す転写ユニットは、電圧発生ユニット１００と、接地面たる基板３００上に搭載されているレセプタ２００とを、備えている。図中の電流発生ユニット１００に電圧を印加すると、レセプタ２００を介して接地基板３００に至る電流が発生する。電流発生ユニット１００はその幅方向に沿ってアクティブ領域１５０を有しており、電流発生ユニット１００からの電流はこのアクティブ領域１５０からレセプタ２００を介し接地基板３００へと流れる。
【００２５】
この図の電流発生ユニット１００に電圧を印加すると、電流発生ユニット１００と接地基板３００との間に電位差が発生し、この電位差に応じた直流電流が発生する。図１中に矢印で示した動電流は、転写ユニットのアクティブ領域１５０からレセプタ２００へ、更には接地基板３００へと流れる。図１に示す如く、電流発生ユニット１００のアクティブ領域１５０の幅とほぼ同じ幅を有する複写基板５００が存在しているときは、接地基板３００に向かう合計動電流Ｉdyを一定に保持するため、複写基板５００がないときや複写基板５００の幅が狭いときに比べ、電流発生ユニット１００に印加する電圧Ｖshieldを高くしなければならない。
【００２６】
この図に示す状態においては、複写基板５００の幅がアクティブ領域１５０の幅とほぼ等しい。そのため、複写基板５００に流れる電流密度は、合計動電流Ｉdyを複写基板５００の幅で除した値に等しくなる。逆に、複写基板５００が完全に取り除かれている場合に裸のレセプタに対し供給される電流密度は、合計動電流Ｉdyをアクティブ領域１５０の長さで除した値に等しくなる。いずれにしても、合計動電流Ｉdyと電流密度との関係を、後に示す図２の状態に比べて簡単な関係式にて表すことができる。また、注記すべきことに、どのような転写ユニットにおいても、ある同じ動電流を得ようとするのであれば、複写基板５００が存在しているときは存在していないときに比べて顕著に高い電圧を印加しなければならない。
【００２７】
また、レセプタの静電特性は、経時的に乃至使用中に一定に保たれていればよい。顕著な安定化処理を施す必要はないし、実際、レセプタの中で最上級のものでもある程度のドリフトは発生するものである。従って、レセプタ特性の安定性に応じた頻度で、システムを定期的に手動又は自動で校正するのが望ましい。この校正によって生成、格納、更新されるデータは、各レセプタの現在機能状態に関するデータである。より詳細には、この校正は、紙葉等の複写基板５００が存在していない状態にて、合計動電流及び電流発生ユニット１００への印加電圧という二種類の変数のうち一方を変化させつつ他方の変数を計測することにより、実現される。この計測によって得られるのは、変化させた変数を独立変数、計測した変数を従属変数とする関数であり、この関数は、校正対象としたレセプタについての現在の条件における合計動電流対電流発生ユニット印加電圧の関係を、表している。校正によって得られたデータ即ち上記関数を表すデータはレセプタ毎に生成格納され、後に、関数ｆ（Ｖshield）を規定する定数パラメタ群として使用される。この段階で判明しているのは、複写基板が存在していない状態でレセプタの特性に基づき所与の合計動電流密度をレセプタに供給するのに、その転写ユニットの電流発生ユニット１００にどの程度の電圧を印加する必要があるか、ということである。
【００２８】
図２に、静電転写ユニットの他の状態を示す。この図に示す静電転写ユニットも、図１に示した静電転写ユニットと同様、電流発生ユニット並びに接地基板３００及びその被着層たるレセプタ２００から校正されている。但し、この図に示した状態は、図１に示した状態に対し、レセプタ２００及びアクティブ領域１５０の全幅ではなく一部しか複写基板５００によりカバーされていない点で、異なっている。重要なのはアクティブ領域１５０の一部しかカバーされないことであり、この観点から、アクティブ領域１５０の全幅は、複写基板５００によってカバーされている部分Ｌpと、複写基板５００によってカバーされておらず電流発生ユニット１００に対して直接に露出している部分Ｌnpとに、区画される。
【００２９】
図２に示した状態においては、アクティブ領域１５０及びレセプタ２００の一部しか、複写基板５００によりカバーされていないため、合計動電流Ｉdyと複写基板５００に供給される電流密度との間の関係が、次の式
（数１）
Ｉdy＝（ｉ／Ｌ）p×Ｌp＋（ｉ／Ｌ）np×Ｌnp
に示すように、図１の状態における式より複雑なものになる。
【００３０】
この式中、Ｉdyは紙葉領域における動電流と非紙領域における動電流の合計動電流である。
【００３１】
（ｉ／Ｌ）pはアクティブ領域１５０のうち複写基板５００によりカバーされている部分即ち紙葉領域における電流密度であり、複写基板５００に供給される電流密度を表している。
【００３２】
Ｌpは複写基板５００の幅或いはアクティブ領域１５０における紙葉領域の幅である。
【００３３】
（ｉ／Ｌ）npはアクティブ領域１５０のうち複写基板５００によりカバーされていない部分即ち非紙領域における電流密度である。
【００３４】
Ｌnpはレセプタ２００のうち電流発生ユニット１００のアクティブ領域１５０に直接露出している部分の幅、即ちアクティブ領域１５０における非紙領域の幅である。
【００３５】
注記すべきことに、所与の時点における所与のレセプタについて考えると変数（ｉ／Ｌ）npは関数ｆ（Ｖshield）により表すことができる。先にも述べたように、この関数ｆ（Ｖshield）は、システムに初期設定しておくことができ、或いはシステム校正動作中に収集したデータの一部により与えることができる。
【００３６】
従来のシステムにおいては、転写ユニット内電流発生ユニットに対してどのような電圧を印加するかについて、アクティブ領域１５０の非紙領域及び紙葉領域についての合計電流条件を満たすよう、即ち非紙領域に流れる電流と紙葉領域に流れる電流とをその幅により加重平均した値が所定条件（例えば一定という条件）を満たすよう、決められていた。即ち、上述のように紙葉領域における電流密度（ｉ／Ｌ）pと非紙領域における電流密度（ｉ／Ｌ）npとをその幅Ｌp及びＬnpにより加重平均した値即ち合計動電流Ｉdyを例えば一定値に制御しているため、アクティブ領域１５０に紙葉領域と非紙領域とが混在している状態では、紙葉領域における電流密度ひいては複製品質が複写基板５００の幅Ｌpに依存することとなっていた。
【００３７】
これに対して、本発明の好適な実施形態においては、上の式を電流密度（ｉ／Ｌ）pについて解いて得られる式
（数２）
（ｉ／Ｌ）p＝｛Ｉdy−ｆ（Ｖshield）×（ＬTOT−Ｌp）｝／Ｌp
を、制御式として実現することにより、複写基板５００に対し供給される電流密度（ｉ／Ｌ）pを監視及び制御している。以下、この式を「式１」と呼ぶ。この式に含まれる変数は前掲の式にて使用したものと同様の変数である。ＬTOTは、図１及び図２に示すように、電流発生ユニット１００中のアクティブ領域１５０の全幅を表している。この式からわかるように、複写基板５００における電流密度（ｉ／Ｌ）pは、合計動電流Ｉdy及び電流発生ユニット１００への印加電圧Ｖshieldに依存するほか、複写基板５００の幅Ｌpにも依存している。なお、アクティブ領域１５０の全幅ＬTOT＝Ｌp＋Ｌnpは定数値であり、複写基板５００の幅Ｌpは全幅ＬTOTによって上限制限されている。
【００３８】
図３は、本発明の一実施形態に係る電流密度監視制御ユニット６００の構成を示す機能ブロック図である。この図に示す電流密度監視制御ユニット６００は、基本入力インタフェース６１０と、ユーザインタフェース６２０と、コントローラ６３０と、電流発生ユニット１００に対し出力すべき電圧を決定するための動電圧監視ユニット６４０と、動電圧監視ユニット６４０から情報を受け取り関数ｆ（Ｖshield）を表すデータを出力する電圧関数格納ユニット６５０と、複写基板電流密度計算ユニット６６０と、校正制御ユニット６７０と、動電流監視ユニット６８０と、電流発生ユニット１００に印加される電圧を制御する出力電圧制御ユニット６９０とを、備えており、これらの構成要素は互いにデータ／制御バス６０５によって接続されている。
【００３９】
本実施形態においては、まず、複写基板５００の幅Ｌp又はその変化を示す情報が、ユーザインタフェース６２０を介したユーザ入力によってマニュアルで、或いは複写基板通過経路に配したセンサによる検出によって自動的に、基本入力インタフェース６１０により電流密度監視制御ユニット６００内に取り込まれる。例えば、幅Ｌpを示す情報は一旦コントローラ６３０に取り込まれ、或いは直接に、複写基板電流密度計算ユニット６６０へと入力される。他方で、複写基板電流密度計算ユニット６６０には、合計動電流Ｉdyの値を示す情報も入力されている。この情報は、動電流監視ユニット６８０によって取得され複写基板電流密度計算ユニット６６０へと供給されるものである。
【００４０】
電圧関数格納ユニット６５０は、関数ｆ（Ｖshield）に関わる定数を保持している。この定数は、レセプタ毎に初期設定しておくこともできるが、随時、校正制御ユニット６７０により校正工程を実施してレセプタ毎に且つ現在状況状態毎に決定することもできる。電圧関数格納ユニット６５０は、また、動電圧監視ユニット６４０により得られる動電圧即ち印加電圧Ｖshieldを示す情報等に基づき関数ｆ（Ｖshield）の値を動的に決定し、決定した関数値を複写基板電流密度計算ユニット６６０へと供給する。複写基板電流密度計算ユニット６６０は、この関数値及び式１を幅Ｌpや幅ＬTOT等の情報と共に用いることにより、紙葉領域における電流密度（ｉ／Ｌ）pの制御目標を決定する。ここで決定される電流密度（ｉ／Ｌ）pは、複写基板５００の幅Ｌpによらず良好な転写特性を得るため、システムとして複写基板５００に対し持続的に供給すべき電流密度である。複写基板電流密度計算ユニット６６０は、電流密度がその制御目標（ｉ／Ｌ）pにて一定に保持されるよう、出力電圧制御ユニット６９０を制御する。即ち、制御目標たる電流密度（ｉ／Ｌ）pを決定した後、複写基板電流密度計算ユニット６６０は、電圧関数格納ユニット６５０からの信号ｆ（Ｖshield）を受け取り、これを動電流監視ユニット６８０にて計測された動電流Ｉdy（これはＶshieldの関数Ｉdy（Ｖshield）と表せる）から減ずることにより、電流密度（ｉ／Ｌ）pを制御するための信号を生成する。その際には、式１に従いまた各種幅情報に基づき乗除演算（加重演算）を実行する。なお、複写基板電流密度計算ユニット６６０に対しては、電流発生ユニット１００のアクティブ領域１５０の幅ＬTOTが固定値として与えられているほか、基本入力インタフェース６１０から複写基板５００の幅Ｌpが与えられている。複写基板電流密度計算ユニット６６０は、出力電圧Ｖshieldを調整して電流密度（ｉ／Ｌ）pを一定値に保持するため、このようにして生成した信号を用いて出力電圧制御ユニット６９０をフィードバック制御する。
【００４１】
出力電圧制御ユニット６９０は、これに応じて電流発生ユニット１００に供給する電圧を制御することにより、複写基板５００の幅Ｌpが如何様であろうとも電流密度（ｉ／Ｌ）pが一定レベルに保持されるようにしている。なお、認められるべきことに、電流密度監視制御ユニット６００内において、出力電圧制御ユニット６９０、複写基板電流密度計算ユニット６６０、動電流監視ユニット６８０及び動電圧監視ユニット６４０を単一ユニットに統合した形態で設けることも可能である。
【００４２】
本実施形態に係る電流密度監視制御ユニット６００は、更に、校正工程を監視及び制御するための校正制御ユニット６７０を備えている。校正工程は複写基板５００が存在していない状態で実施される工程であり、この工程においては、関数ｆ（Ｖshield）を規定する定数値がレセプタ毎に且つ現在状態毎に決定される。即ち、複写基板５００が存在していないとき即ち全幅に亘り非紙領域であるときの合計動電流Ｉdyは（ｉ／Ｌ）npに相当しているため、電流発生ユニット１００に印加される電圧Ｖshieldを所定値域に亘り変化させつつ合計動電流Ｉdyを計測し、或いは合計動電流Ｉdyを所定値域に亘り変化させつつ電流発生ユニット１００への印加電圧Ｖshieldを変化させることにより、上記関数ｆ（Ｖshield）を規定するデータが取得される。このデータは印加電圧Ｖshield対合計動電流Ｉdyの組合せ毎に生成されており、引き続いて電流密度監視制御ユニット６００内の電圧関数格納ユニット６５０に供給される。電圧関数格納ユニット６５０においては、このデータに基づき関数ｆ（Ｖshield）に係る定数パラメータを自動計算し、格納する。仮に、Ｉdy対Ｖshieldの関数として単純線形関数を用いるのであれば、設定乃至計測により決定される定数パラメータは高々２個にとどまる。
【００４３】
一旦関数ｆ（Ｖshield）の定数パラメータが格納された、ということは、電流密度（ｉ／Ｌ）pを監視及び制御するのに必要な情報が全て利用可能になった、ということである。電圧関数格納ユニット６５０は、動電圧監視ユニット６４０から得られる情報を用いて、動的関数信号ｆ（Ｖshield）を自動生成し、複写基板電流密度計算ユニット６６０に供給する。動電流Ｉdyは動電流監視ユニット６８０から複写基板電流密度計算ユニット６６０に供給される。またレセプタ合計幅ＬTOTは定数である。更に、静電複製装置内における複写基板５００の取り扱いのため、複写基板５００の幅Ｌpが、基本入力インタフェース６１０を介しマニュアルで又は自動的に入力される。即ち、ユーザインタフェース６２０を介してユーザが複写基板５００の幅Ｌpを入力し、或いは例えば給紙トレイ停止位置センサその他の検知装置を用いて特定位置における紙葉（より一般的には複写基板５００）の位置又はその変化を検知する。いずれにせよ、複写基板５００の幅Ｌpが得られると、複写電流密度計算ユニット６６０は自動的に式１の解を求め、計算結果たる制御目標に従い出力電圧制御ユニット６９０をフィードバック制御し、出力電圧Ｖshieldの自動調整によって電流密度（ｉ／Ｌ）pを一定に保持させる。
【００４４】
本実施形態における出力電圧制御ユニット６９０は、複写基板５００に供給する電流密度（ｉ／Ｌ）pを制御する制御回路を有している。この制御は電流発生ユニット１００に印加する電圧Ｖshieldを制御することによって行い、レセプタ２００の非紙領域に供給される電流密度（ｉ／Ｌ）npについては実質的に制御外とする。出力電圧制御ユニット６９０は、更に、式１に従い電流密度を保持すべく出力電圧Ｖshieldの値を選択するフィードバック制御回路を、有している。
【００４５】
本実施形態においては、他の機能的入力に基づき電圧値Ｖshieldを決定する回路を設け、複写基板５００に供給する電流密度（ｉ／Ｌ）pを一定に保持すべく電源に対するフィードバックを行い電圧Ｖshieldを調整している。複写基板５００が所与の幅であるのなら、複写基板５００に供給する電流密度（ｉ／Ｌ）pが一定になるよう電圧Ｖshieldを調整することは、十分に可能である。
【００４６】
本実施形態においては、図示しないが、電流発生ユニット１００により生成される電流Ｉdyが所与の複製タスク中の文書間領域にて所定値乃至一定値をとることとなるよう、電流密度監視制御ユニット６００内にタイミング装置、ユニット乃至回路を付加することができる。この種のタイミング装置、ユニット乃至回路を設けることは、電流発生ユニット１００におけるシステム制御型電流変動を制限するためにも、有用である。即ち、例えば複写基板５００と後続の複写基板５００との間にある程度の間隔があると、所与の複製タスク中、電流発生ユニット１００のアクティブ領域１５０とレセプタ２００との間を、この間隔部分がしばしば通り抜けていく。間隔部分がアクティブ領域１５０とレセプタ２００との間を通り抜ける期間においては、レセプタ２００がその全幅に亘り電流発生ユニット１００のアクティブ領域１５０に露出されることとなる。言い換えれば、間欠的露出が生じる。上述のタイミング装置を設けていない場合、電流密度監視制御ユニット６００は、かかる間欠的な露出に対しても応答して電流値を変化させる方向に動作する。これに対して、上述のタイミング装置を設ければ、システム動作による電流変動を抑えることができる。
【００４７】
本実施形態においては複写基板５００の幅Ｌpを随時検知乃至入力しているけれども、ある一つの複製タスク中では複製基板５００の幅Ｌpは概ね一定であることが多く、様々に変わっていくことは少ない。しかしながら、ある一つの複製タスクの中でも、ある複写基板５００とそれと同じ幅の複写基板５００との間に別の幅の複写基板５００を差し込んで複写複製を行わせることは、大いにあり得る。そのようなケースでも、本実施形態によれば、電流密度監視制御ユニット６００が複写基板５００の幅Ｌp又はその変化に関する情報を入力しているため、転写ユニットに供給される複写基板５００の幅変化に対して自動的に応答、同期することができる。なお、その際、出力電圧制御ユニット６９０内の制御回路は、電流発生ユニット１００から出力される電流密度を一定値に保持できるよう、複写基板５００の幅変化に対し十分迅速に応答して電圧調整を行わしめる。
【００４８】
認められるべきことに、本実施形態に係る監視及び制御タスクは、必要な入力が与えられているのであれば、ソフトウエアアルゴリズムによっても、ハードウエア回路によっても、はたまたその組合せによっても、実現することができる。図３に示した電圧関数格納ユニット６５０は、書換可能メモリと書換不能乃至固定メモリとを適宜組み合わせて又は一方を単独で用いて、また揮発性メモリと不揮発性メモリとを適宜組み合わせて又は一方を単独で用いて、実現することができる。揮発性又は不揮発性の書換可能メモリとしては、例えば、スタティックＲＡＭ、ダイナミックＲＡＭ、フロッピーディスク（商標）及びそのドライブ、書込可能又は書換可能光学ディスク及びそのドライブ、ハードドライブ、フラッシュメモリ、その他の媒体乃至ドライブのうち、１個又は複数個を使用することができる。同様に、書換可能乃至固定メモリとしては、ＲＯＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、光学ＲＯＭディスク（例えばＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭ）及びそのドライブ、その他の媒体乃至ドライブのうち、１個又は複数個を使用することができる。
【００４９】
図４及び図５は、本発明の一実施形態に係る電流密度監視制御方法を示すフローチャートである。
【００５０】
図４に示すように、本方法に係る手順はステップＳ１０００にて始まりステップＳ１１００へと続いている。ステップＳ１１００においては複製タスクが開始され、しかる後動作はステップＳ１２００へと続く。
【００５１】
ステップＳ１２００においては、システムを校正すべきか否かに関する判別が行われる。このステップにおいて校正不要と判別された場合、校正工程はバイパスされ、動作は直接にステップＳ２０００へと続く。
【００５２】
逆に、ステップＳ１２００において校正必要と判別された場合、動作はステップＳ１３００へと進む。
【００５３】
ステップＳ１３００においては、複写基板５００が存在していない状態で、電流発生ユニット１００に電圧Ｖshieldを印加し、また当該印加電圧Ｖshieldを特定の値又は値域に亘り変化させる。動作はステップＳ１４００へと続く。
【００５４】
ステップＳ１４００においては、電流発生ユニット１００に印加する電圧Ｖshieldを変化させている状態で、レセプタ２００を通じて流れる合計動電流Ｉdyの値が計測され、計測結果が取り込まれる。なお、ここでは合計動電流Ｉdyを制御対象（独立変数）とし電流発生ユニット１００への印加電圧Ｖshieldを計測対象（従属変数）とする例を述べていることに、留意されたい。動作は更にステップＳ１５００へと続く。
【００５５】
ステップＳ１５００においては、電流発生ユニット１００に印加した電圧Ｖshieldに対するレセプタ２００に流れた合計動電流Ｉdy（ここでは複写基板５００が存在していないため（ｉ／Ｌ）npに相当する）の関係が、関数ｆ（Ｖshield）として取り込まれる。動作はステップＳ１６００へと続く。
【００５６】
ステップＳ１６００においては、ステップＳ１３００〜Ｓ１５００にて取り込まれ収集された定数が、後における実使用に向けて格納される。動作は図５に示すステップＳ２０００へと続く。
【００５７】
ステップＳ２０００においては、転写ユニットに供給される複写基板５００の幅Ｌpに関する情報が取得される。この取得は、オペレータ操作によるマニュアル入力として、或いは静電複製装置内複写基板取扱経路に設けた静的乃至動的センサから得られる情報に基づく自動入力として、実行される。動作はステップＳ２１００へと続く。
【００５８】
ステップＳ２１００においては、複写基板５００に流れる電流密度が
（数３）
（ｉ／Ｌ）p＝｛（Ｉdy−ｆ（Ｖshield）×（ＬTOT−Ｌp）｝／Ｌp
なる式１に従い求められる。動作はステップＳ２２００へと続く。
【００５９】
ステップＳ２２００においては、ステップＳ２１００にて求めた電流密度（ｉ／Ｌ）pを保持するのに必要とされる電圧Ｖshieldが、電流発生ユニット１００に印加する遮蔽電圧Ｖshieldに対する複写基板不存在時の合計動電流Ｉdy（＝複写基板存在時の（ｉ／Ｌ）np）の関係を示すデータを格納している電圧関数格納ユニット６５０から、取り出される。動作はステップＳ２３００へと続く。
【００６０】
ステップＳ２３００においては、電圧関数格納ユニット６５０から取り出したデータに基づき求めたレベルに従い、電流発生ユニット１００への印加電圧Ｖshieldが調整される。動作はステップＳ２４００へと続く。
【００６１】
ステップＳ２４００においては、単一の複写基板５００（例えば１枚の紙葉）が転写ユニットを通過し、その複写基板上に画像が記録される。動作はステップＳ２５００へと続く。
【００６２】
ステップＳ２５００においては、複写基板５００が転写ユニット内を通過しその上に画像が記録されている間に、ステップＳ２１００にて求めた電流密度（ｉ／Ｌ）pとの比較のため、複写基板５００に流れる実際の電流密度が監視される。比較については後にステップＳ２８００との関連で説明する。動作はステップＳ２６００に続く。
【００６３】
ステップＳ２６００においては、画像印刷が全ページ終了したか否かが判別される。もし終了しているのであれば、動作はステップＳ３０００へと続く。
【００６４】
ステップＳ２６００においてまだ全ページの印刷は終了していないと判別された場合、動作はステップＳ２７００へと続く。
【００６５】
ステップＳ２７００においては、転写ユニットに入る複写基板５００の幅Ｌpが次のユニット（例えば次の紙）では変わるのか否かが判別される。本ステップにて“変わらない”と判別された場合は動作はステップＳ２８００へと続く。
【００６６】
また、ステップＳ２７００にて“変わる”と判別された場合、動作はステップＳ２０００へと戻る。
【００６７】
ステップＳ２８００においては、実計測した電流密度がステップＳ２１００にて求めた電流密度（ｉ／Ｌ）pと等しいか否かが判別される。もし前者が後者に等しいのであれば、動作はステップＳ２４００へと戻る。
【００６８】
逆に、ステップＳ２８００にて等しくないと判別されたのであれば、動作はステップＳ２３００へと戻り、電流発生ユニット１００への印加電圧Ｖshieldの調整が実行される。
【００６９】
現タスクに関して静電複製装置による画像複製が全て終了した場合、ステップＳ２６００からステップＳ３０００へと進み、複製動作が終了される。動作は更にステップＳ３１００へと進み、図示の動作が終了する。
【００７０】
以上、本発明に関しその実施形態を示して説明を行ったが、この実施形態に関しては、本発明の本質から逸脱することなく各種の変形、修正、改良等を施すことができまた適宜置換することができる。即ち、上に示した実施形態は説明のための例示に過ぎず、本発明を限定する趣旨を包含するものではなく、本発明の本質及び技術的範囲から逸脱しないで様々な変更を施すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】静電転写ユニットの一状態を示す図である。
【図２】静電転写ユニットの他の状態を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る電流密度監視制御ユニットを示す機能ブロック図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る複写基板内電流密度監視制御方法を示すフローチャートである。
【図５】図４に示した手順の続きを示すフローチャートである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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