(57)【要約】画像形成と現像プロセスをオンラインで定量的に評価する電子写真（ＥＰ）画像形成デバイスと関連する方法が提供される。ＥＰ画像形成デバイスは光導電体に隣接して配置され動作する一次帯電器（１１８）、感光デバイス（１２０）、トーニングステーション（１２５）、転写帯電器（１３０）、定着ステーション（１４０）、およびクリーナ（１５０）を有する。透過濃度計（１６５、１７０）は光導電体に隣接した位置にある。濃度計は、画像フレーム上の各ステップ領域について、光導電体濃度と、光導電体とトナーを組み合わせた濃度とを決定する。濃度の示度はメモリ内に記憶される。光導電体濃度は組み合わされた濃度から減法されて測定されたトナー濃度を提供し、ついで各ステップ領域についてトナー濃度の平均が求められる。測定されたトナー濃度または電圧の示度の平均は、ステップタブレット内の各ステップに関する目標のトナー濃度または電圧の示度と比較されて、画像形成プロセスの画質を定量的に評価する。好ましくは、光導電体上の各画像フレームは連続的に評価される。【選択図】図１
2004505320.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
オンラインの画質評価を有する画像形成デバイスであって、該デバイスは、
表面を有する光導電体と、
前記光導電体に隣接して動作し、該光導電体の表面に画像フレームを静電的に帯電させる帯電器と、
前記光導電体に隣接し、テスト画像を感光する感光デバイスであって、該テスト画像の静電画像は前記画像フレーム上に形成される、該感光デバイスと、
前記光導電体に隣接し、トナーを前記画像フレームに付着させるトーニングステーションであって、該トナーは電荷を有して該画像フレーム上の前記静電画像に付着する、該トーニングステーションと、
前記光導電体に隣接し、前記画像フレーム上のトナーの少なくとも１つの測定されたトナー濃度を決定する濃度測定デバイスであって、該少なくとも１つの測定されたトナー濃度は前記テスト画像に対応する少なくとも１つの目標のトナー濃度と比較される、該濃度測定デバイスと
を備えた前記画像形成デバイス。
【請求項２】
前記濃度測定デバイスは濃度に対応する電圧の示度を提供する濃度計である請求項１に記載の画像形成デバイス。
【請求項３】
前記濃度計は透過濃度計（ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｄｅｎｓｉｔｏｍｅｔｅｒ）である請求項２に記載の画像形成デバイス。
【請求項４】
前記濃度測定デバイスは、
少なくとも１つの光導電体濃度を測定するように配置されて動作する第１の濃度計と、
光導電体とトナーを組み合わせた少なくとも１つの濃度を測定するように配置されて動作する第２の濃度計と
を備え、
前記少なくとも１つの測定されたトナー濃度は前記少なくとも１つの光導電体濃度と前記光導電体とトナーを組み合わせた少なくとも１つの濃度の差である請求項１に記載の画像形成デバイス。
【請求項５】
前記濃度測定デバイスは少なくとも１つの光導電体濃度と光導電体とトナーを組み合わせた少なくとも１つの濃度を測定し、
前記少なくとも１つの測定されたトナー濃度は、前記少なくとも１つの光導電体濃度と前記光導電体とトナーを組み合わせた少なくとも１つの濃度の差である請求項１に記載の画像形成デバイス。
【請求項６】
前記テスト画像は前記光導電体上の少なくとも１つのステップ領域に対応する少なくとも１つのステップを有するステップ表（ｓｔｅｐ ｔａｂｌｅ）であり、
前記少なくとも１つの測定されたトナー濃度は前記少なくとも１つのステップ領域の濃度であり、
前記少なくとも１つの目標のトナー濃度は、前記ステップタブレットの少なくとも１つのステップに対応する請求項１に記載の画像形成デバイス。
【請求項７】
光導電体とオンライン濃度測定デバイスを有する画像形成デバイスの画質をオンラインで評価する方法であって、該方法は、
（ａ）　光導電体の表面を帯電するステップと、
（ｂ）　前記表面をテスト画像に感光するステップであって、静電画像が該表面上に形成され、該静電画像は該テスト画像に対応する、該ステップと、
（ｃ）　トナーを前記光導電体に付着させるステップであって、該トナーは前記表面上にトナー画像を形成し、該トナー画像は前記静電画像に対応する、該ステップと、
（ｄ）　オンライン濃度測定デバイスで前記光導電体の少なくとも１つの場所に関する、少なくとも１つの測定されたトナー濃度を決定するステップと、
（ｅ）　前記少なくとも１つの場所に関する前記少なくとも１つの測定されたトナー濃度と、該少なくとも１つの場所におけるテスト画像に関する目標のトナー濃度を比較するステップと
を含む前記方法。
【請求項８】
ステップ（ｄ）はさらに、少なくとも１つの測定されたトナー濃度を、少なくとも１つの光導電体濃度と、光導電体とトナーを組み合わせた少なくとも１つの濃度の差から決定することを含む請求項７に記載の画像形成デバイスの画質をオンラインで評価する方法。
【請求項９】
前記テスト画像は前記光導電体上の少なくとも１つのステップ領域に対応する少なくとも１つのステップを有するステップタブレットであり、
前記少なくとも１つの場所は前記少なくとも１つのステップ領域と同じである請求項７に記載の画像形成デバイスの画質をオンラインで評価する方法。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの測定されたトナー濃度は前記少なくとも１つの場所の多数の濃度測定の平均である請求項７に記載の画像形成デバイスの画質をオンラインで評価する方法。
【請求項１１】
前記多数の濃度測定は５つの測定に等しい請求項１０に記載の画像形成デバイスの画質をオンラインで評価する方法。
【請求項１２】
前記濃度測定デバイスは濃度に対応する電圧の示度を提供する濃度計である請求項７に記載の画像形成デバイスの画質をオンラインで評価する方法。
【請求項１３】
光導電体とオンライン濃度測定デバイスを有する画像形成デバイスの画質をオンラインで評価する方法であって、該方法は、
（ａ）　光導電体上の少なくとも１つの場所に関してオンラインの濃度測定デバイスで少なくとも１つの光導電体濃度を測定するステップと、
（ｂ）　前記光導電体の表面を帯電するステップと、
（ｃ）　前記表面をテスト画像に感光するステップであって、静電画像が該表面上に形成され、該静電画像はテスト画像に対応する、該ステップと、
（ｄ）　前記光導電体上にトナーを付着させるステップであって、前記トナーは帯電して前記表面上にトナー画像を形成し、該トナー画像は前記静電画像に対応する、該ステップと、
（ｅ）　前記光導電体上の少なくとも１つの場所について、前記オンラインの濃度測定デバイスで、光導電体とトナーを組み合わせた少なくとも１つの濃度を測定するステップと、
（ｆ）　少なくとも１つの測定されたトナー濃度を、前記少なくとも１つの光導電体濃度と、前記光導電体とトナーを組み合わせた少なくとも１つの濃度の差に基づいて決定するステップと、
（ｇ）　前記少なくとも１つの場所に関する前記少なくとも１つの測定されたトナー濃度と、該少なくとも１つの場所における前記テスト画像に関する目標のトナー濃度を比較するステップと
を含む前記方法。
【請求項１４】
前記テスト画像は前記光導電体上の少なくとも１つのステップ領域に対応する少なくとも１つのステップを有するステップタブレットであり、
前記少なくとも１つの場所は前記少なくとも１つのステップ領域と同じである請求項１３に記載の画像形成デバイスの画質をオンラインで評価する方法。
【請求項１５】
画像形成デバイスの画質をオンラインで評価する請求項１４に記載の方法であって、
ステップ（ａ）はさらに、前記少なくとも１つのステップ領域の各々に関して少なくとも１つの光導電体濃度を測定することを含み、
ステップ（ｅ）はさらに、前記少なくとも１つのステップ領域の各々に関して光導電体とトナーを組み合わせた少なくとも１つの濃度を測定することを含み、
ステップ（ｆ）はさらに、前記少なくとも１つのステップ領域の各々に関して少なくとも１つの測定されたトナー濃度を決定することを含み、
ステップ（ｇ）はさらに、前記少なくとも１つのステップ領域の各々に関して測定されたトナー濃度と、対応する、前記ステップタブレットの少なくとも１つのステップの各々に関する目標のトナー濃度を比較することを含む請求項１４に記載の画像形成デバイスの画質をオンラインで評価する方法。
【請求項１６】
前記画像形成デバイスの画質をオンラインで評価する請求項１５に記載の方法であって、
ステップ（ａ）はさらに、前記少なくとも１つの光導電体濃度を多数測定することを含み、
ステップ（ｅ）はさらに、前記光導電体とトナーを組み合わせた少なくとも１つの濃度を多数測定することを含み、
ステップ（ｆ）はさらに、対応する、前記少なくとも１つの光導電体濃度の多数の測定と、前記光導電体とトナーを組み合わせた少なくとも１つの濃度の多数の測定に対して少なくとも１つの測定されたトナー濃度を決定することと、少なくとも１つのステップ領域の各々に関して前記少なくとも１つのトナー濃度の平均を求めて、該少なくとも１つのステップ領域の各々に関する測定されたトナー濃度の平均を得ることとを含み、
ステップ（ｇ）はさらに、前記少なくとも１つのステップ領域の各々に関する測定されたトナー濃度の平均と、対応する、前記ステップタブレットの少なくとも１つのステップの各々に関する、目標のトナー濃度を比較することを含む請求項１５に記載の画像形成デバイスの画質をオンラインで評価する方法。
【請求項１７】
前記多数の測定の各々は５回の測定に等しい請求項１６に記載の画像形成デバイスの画質をオンラインで評価する方法。
【請求項１８】
前記濃度測定デバイスは濃度に対応する電圧の示度を提供する濃度計である請求項１３に記載の画像形成デバイスの画質をオンラインで評価する方法。
【請求項１９】
ステップ（ｇ）はさらに、前記測定されたトナー濃度と前記画像形成デバイスの出力インタフェース上の目標のトナー濃度の比較を提供することを含む請求項１３に記載の画像形成デバイスの画質をオンラインで評価する方法。
【請求項２０】
前記光導電体は少なくとも１つの画像フレームを有し、
ステップ（ａ）から（ｆ）は前記少なくとも１つの画像フレームの各々について実行され、
ステップ（ｇ）はさらに、前記少なくとも１つの画像フレームの少なくとも１つの場所に関する少なくとも１つの測定されたトナー濃度の平均を求めることを含む請求項１３に記載の画像形成デバイスの画質をオンラインで評価する方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は一般に画質診断を有する画像形成デバイスと方法に関する。より具体的には、本発明はトナー濃度のオンライン測定による画質評価を有する電子写真画像形成デバイスと方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真画像形成デバイスは、画像を紙または他の媒体上に転写するために使用される。一般には光導電体が選択的に帯電され感光されて、静電潜像を表面上に形成する。トナーまたは他の現像剤が光導電体表面に付着する。トナーは帯電しているので、静電潜像に対応する領域で光導電体表面に付着する。トナー画像は紙または他の媒体に転写される。通常は紙は熱せられ、トナーが紙に定着する。光導電体はついでリフレッシュ、すなわち残余のトナーと電荷を取り除かれて次の画像のために準備する。
【０００３】
多くの電子写真画像形成デバイスでは、テスト基準の出力コピーを目で検査して画像の形成と現像プロセスを評価する。テスト基準は本質的には、電子写真画像形成デバイスの所望の出力の「完全な」画像である。サービス技術者は写真テスト基準のコピーを作成し、このコピーをテスト基準と比較する。画質が認められなければ、トナー濃度が調節される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
要因の中でも特にトナー濃度が出力された画質に影響を与える。電子写真サブシステムのうちいずれかに機械的な故障があると、傷が生じることがある。消耗品の寿命が性能を低下させる場合もある。材料の疲労もトナーの空間的な分布に影響を与えることがある（画像は正しいトナー濃度を有するかも知れないが、焦点があっていない）。
【０００５】
テスト基準手法は画質の質的な評価を提供し、光導電体上のトナー濃度の推論による評価を提供する。トナー濃度が調節されて画質を調節する。画質は良好に見えても、特に初期段階ではサービス、メンテナンスなどの問題は容易に目に見えない場合がある。一般には、このような問題はユーザまたはサービス技術者が問題が存在することを知る前に「目に見える」ようにならなければならない。
【０００６】
さらに、テスト基準手法はメンテナンスとサービスのルーチンを実行するのに特に適しているわけではない。トナー濃度の少しのばらつきは正しいメンテナンスとサービスには十分であるかもしれないが、目に見えないことがある。テスト基準手法は質的な性質なので、サービス技術者の経験レベル、訓練、および他の主観的な要因に応じて変化する結果を有する。この結果、テスト基準手法はメンテナンスとサービスのルーチンを、必要になる前、または必要になってから実行させることになる。また、サービス問題とメンテナンスは初期には識別されない。この結果、画像形成デバイスは予期しない中断時間と追加の修理コストおよびメンテナンスコストを経験することになる。
【０００７】
グレースケールトーンの再生を使用すると、このテスト基準手法を使用して画像の形成と現像プロセスを評価する問題はさらに大きくなる。グレースケールトーンの再生では、トナーはトナーがない状態から最大量のトナーまで変化する量で適用されて画像を形成する。トナーの濃度により画像の一部が黒、白、またはグレーのさまざまな色合いの１つのうちどれであるかが決定される。トナー濃度のこれらの変動は、視覚的な検査によるグレースケールの電子写真プロセスの定量的な評価を実質的に不可能にする。
【０００８】
テスト基準の視覚的な検査に伴う問題を避けるために、市販されている明度メータおよび濃度計は、印刷された濃度のオフラインの視覚的な評価と測定を提供する。しかしこれらの技法は追加の装置と、装置を使用するための追加の設定時間を必要とする。これらはサービスコールを伸ばすか遅らせる傾向があり、光導電体上のトナー濃度の推論による評価でもある。
【０００９】
したがって、電子写真画像形成デバイスにおける画質の、オンラインの定量的な評価を提供するニーズがある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、画像形成と現像プロセスの質をオンラインで評価する電子写真（ＥＰ、ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｉｃ）画像形成デバイスと関連する方法を提供する。このＥＰ画像形成デバイスと方法は、光導電体に付着したトナーの濃度を定量的に評価する。
【００１１】
本発明の１態様では、光導電体全体のトナー濃度マップが提供される。ＥＰ画像形成デバイスは、光導電体の表面上の位置を示す基準装置を有する。この基準装置は光導電体上の基準点とシーケンサを使用して、光導電体の長さまたは境界線に沿って基準点からの場所を決定する。
【００１２】
基準装置は濃度測定の場所を識別する。測定されたそれぞれの濃度の示度について基準位置がある。この方法で濃度の示度（ｒｅａｄｉｎｇ）がとられ、同じ場所で評価される。異なる場所について測定されたトナー濃度を組み合わせて、光導電体上のトナーの濃度マップを提供することができる。
【００１３】
ＥＰ画像形成デバイスは、支持ローラ上で回転するように取り付けられた光導電体を有する。一次帯電器（ｃｈａｒｇｅｒ、チャージャー）、感光デバイス、トーニングステーション、転写帯電器、定着ステーション、および、クリーナが光導電体周囲に配置されて動作する。透過濃度計は光エミッタと光コレクタを有し、これらは光導電体に隣接して配置されて動作する。濃度計はまたメモリを有するマイクロプロセッサに接続される。マイクロプロセッサは入力インタフェースと出力インタフェースに接続される。単一の構成要素だけが図示されているが、濃度計を含む多数の構成要素がある場合がある。
【００１４】
本発明のＥＰ画像形成デバイスでは、光導電体上の画像フレームが帯電する。ステップタブレットまたはテスト画像が感光され、画像フレーム上に静電画像を形成する。好ましくは、ステップ表はグレースケールトーンを再生するためのものである。静電画像はステップタブレットのステップに対応するステップ領域を有する。トナーステーションは無効になっているので、この時点ではトナーの付着はない。
【００１５】
光導電体濃度は、画像フレームのステップタブレットの各ステップ領域ごとに決定される。好ましくは、透過濃度計によって各ステップ領域について５回またはそれ以上の光導電体濃度の測定が行われる。
【００１６】
濃度計は、光エミッタと光コレクタの間の、光パス上の光導電体を通過する光エネルギの量に対応する電圧の示度を測定する。電圧の示度はトナーの濃度に対応する。光導電体電圧の示度はメモリ内に別々に記憶され、光導電体の電圧の各示度は光伝導体内の場所に関して識別される。
【００１７】
画像フレームは２回目に帯電される。転写ステーションと定着デバイスは一時的に無効になっているので、光導電体は相互作用なしに通過する。クリーナは光導電体から電荷を除去する。
【００１８】
ステップタブレットは感光されて、画像フレーム上に２回目の静電画像を形成する。静電画像はステップタブレットのステップに対応するステップ領域を有する。これらのステップ領域は光導電体電圧の示度がとられた時と同じである。
【００１９】
トナーステーションはトナーを画像フレームに付着させる。トナーは、静電画像に対応するトナー画像を形成し、これはステップタブレットに対応する。
【００２０】
画像フレーム上のステップタブレットの各ステップ領域について、光導電体とトナーを組み合わた濃度が決定される。ここでも好ましくは、透過濃度計によって各ステップ領域について５回の濃度測定が行われる。これらの組み合わされた電圧の示度もまた、メモリ内に別々に記憶され、組み合わされた電圧の示度の各々はここでも、光導電体上の場所に関して識別される。
【００２１】
測定されたトナー濃度の平均は、画像フレームのステップ領域ごとに確認される。ステップ領域ごとに、光導電体電圧の示度は、同じ場所における組み合わされた電圧の示度から減法され、その場所について測定されたトナー電圧の示度または濃度を提供する。測定されたトナー電圧の示度はステップタブレット内の各ステップごとに平均を求められ、ステップごとに測定されたトナー電圧の示度の平均が提供される。
【００２２】
測定されたトナー電圧の示度の平均は、ステップタブレット内の各ステップに関する目標のトナー電圧の示度と比較される。目標のトナー電圧の示度はＥＰ画像形成デバイスに関するメーカの仕様に従う。
【００２３】
測定されたトナー電圧の示度はトナー濃度を示す。測定されたトナー電圧の示度が高すぎるのは、トナーが多すぎるという意味である。逆に、測定されたトナー電圧の示度が低すぎるのは、付着したトナーが少なすぎるという意味である。いずれの場合も、測定されたトナー電圧の示度が目標のトナー電圧と等しくなるかまたは許容可能な範囲になるまで、トナーの適用を調節しテストを繰り返すことができる。
【００２４】
好ましくは、光伝導体上の各画像フレームは連続的に評価される。光導電体上の各々の画像フレームが評価されると、測定されたトナー電圧の示度の平均は、光導電体の１回転全体に関する、ステップタブレット上のステップを表す。
【００２５】
本発明は基準装置を使用して光導電体の表面上のトナーのトナー濃度マップを提供することにより、ＥＰ画像形成デバイスの画質を定量的に評価する。実際のトナー濃度または測定されたトナー濃度は、オペレータの主観的で視覚的な検査や比較からは独立して、メーカの仕様に従った目標の濃度と比較される。トナーの濃度はＥＰプロセスにおける画質を示す。
【００２６】
次の図面と説明は、本発明の追加の長所と利点を説明する。さらなる長所および利点は、説明から明らかであり、本発明の実施によって理解されるであろう。
【００２７】
本発明は付随する図面と共に読めばよりよく理解される。
【００２８】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の１実施形態による電子写真（ＥＰ）画像形成デバイス１００の構成図である。ＥＰ画像形成デバイス１００は支持ローラ１１０とモータ１１５の上に装着されて動作する光導電体（ｐｈｏｔｏｃｏｎｄｕｃｔｏｒ、光伝導体、感光体）１０５を有し、モータ１１５は光導電体１０５を矢印Ａで示された方向に動かす。ＥＰ画像形成デバイス１００は、光導電体１０５の周囲に配置されて動作する、一次帯電器（ａ ｐｒｉｍａｒｙ ｃｈａｒｇｅｒ）１１８、感光デバイス１２０、トーニングステーション１２５、転写帯電器１３０、定着ステーション１４０、およびクリーナ１５０を有する。光導電体１０５はベルトとローラを装着した構成を有するが、光導電体１０５はドラムまたは他の適切な構成を使用して装着される場合もある。ＥＰ画像形成デバイス１００に関して特定の構成および配置が示されているが、本発明は追加の機能を伴う構成および配置を含む、他の構成および配置を使用することもできる。
【００２９】
ＥＰ画像形成デバイス１００は、光エミッタ１６５と光コレクタ１７０に接続された濃度計１６０も有する。濃度計１６０は、メモリ１８０を有するマイクロプロセッサ１７５に接続される。マイクロプロセッサ１７５は、入力インタフェース１８５と出力インタフェース１９０に接続される。マイクロプロセッサ１７５が接続され、ＥＰ画像形成デバイス１００の中の他のマイクロプロセッサと通信することもある。入力インタフェース１８５はキーボード、タッチ画面などであってよい。出力インタフェース１９０はプリンタ、陰極線管（ＣＲＴ）ディスプレイなどであってよい。入力インタフェース１８５と出力インタフェース１９０は同じ構成要素であってもよい。多数の濃度計や他の構成要素がある場合もある。
【００３０】
本発明の１態様では、光導電体１０５全体のトナー濃度マップが提供される。ＥＰ画像形成デバイス１００は光導電体１０５の表面上の位置を示す基準装置を有する。基準装置は光導電体１０５上の基準ポイント（図示せず）とシーケンサ（図示せず）を使用して、光導電体１０５の長さまたは境界線に沿って、基準ポイントからの位置を決定する。好ましくは、ベルトタイプの光導電体の継ぎ目が基準ポイントである。光導電体上のプロセスパッチまたは他の固定ポイントを基準ポイントとして使用することもできる。シーケンサは本質的にはタイマであり、光導電体１０５が基準ポイントから特定の場所へ進む時間を提供する。測定された時間の間の光導電体１０５の速度を知ることにより、光導電体１０５上の場所が決定できる。シーケンサは他の測定デバイスであってもよいし、また他の手段によって位置を決定してもよい。代替の基準装置を使用することもできる。
【００３１】
基準装置を使用して濃度測定の場所を識別する。測定された濃度の示度ごとに基準位置がある。この方法で次に説明するように、光導電体の濃度の示度は同じ場所における光導電体とトナーの濃度の示度から減法され、これによってその場所に関する測定されたトナー濃度を提供することができる。異なる場所に関して測定されたトナー濃度は組み合わされ、光導電体１０５上のトナーの濃度マップを提供することができる。
【００３２】
使用に際しては、一次帯電器１１８は光導電体１０５の表面上の画像フレームを静電的に帯電する。画像フレームは形成されるべき画像の大きさに対応し、光導電体１０５の全表面を効果的にカバーできる。好ましくは、光導電体１０５は多数の画像フレームを有するように設計される。
【００３３】
光導電体１０５は回転して、帯電した画像フレームを感光デバイス１２０の下を通過させる。感光デバイス１２０は帯電画像フレームを感光して光導電体１０５上に静電潜像を生成する。
【００３４】
光導電体１０５は回転して、静電画像をトーニングステーション１２５の下を通過させる。トーニングステーション１２５は、トナーまたは他の現像剤を光導電体１０５の表面上に付着させる。トナーは帯電しているので、静電画像に付着する。乾式トナーを説明したが、液体または同様に適切な現像剤を使用することもできる。
【００３５】
光導電体１０５は回転して静電画像を転写帯電器３０の下を通過させる。転写帯電器１２０は静電トナー画像を、光導電体１０５から、画像を保持するように選択された紙または他の媒体に転写する。紙Ｓは紙サプライから分配され転写帯電器１２０と光導電体１０５の間を通過する。紙Ｓは定着ステーション１４０を通過して、トナーはここで紙に定着する。
【００３６】
光導電体１０５は回転して、クリーナ１５０を介して画像フレームを通過させる。クリーナは残余のトナーと電荷を除去し、別の画像のために光導電体をリフレッシュする。これらの動作はステップごとに明確に説明されたが、好ましくはこれらの動作は、光導電体がサイクルを介して回転するにしたがってシーケンシャルに連続して発生する。
【００３７】
濃度計１６０は光エミッタ１６５と光コレクタ１７０に接続される。光エミッタ１６５と光コレクタ１７０は光導電体１０５に隣接して互いに向き合うように配置され、現像装置１１５の下流、すなわちトナーが付着された後の位置に配置される。好ましくは、光エミッタ１６５はトナーが付着する表面に隣接する。
【００３８】
濃度計１６０は、好ましくは透過濃度計として示されている。しかし、反射濃度計、または、光導電体１０５上のトナー濃度を測定する他の任意の濃度測定デバイスを使用することもできる。反射濃度計を使用する場合は、光エミッタ１６５と光コレクタ１７０の位置を適切に変更する必要がある。濃度測定デバイスは光エミッタ１６５と光コレクタ１７０を必要としない場合もある。
【００３９】
光エミッタ１６５から光コレクタ１７０への光パスは光導電体１０５を通過する。濃度計１６０は、光パスの光の吸収に比例した電圧の示度を生成する。電圧の示度は、光導電体１０５および／または表面上のトナーの濃度を示す。濃度計１６０からの電圧の示度は光導電体１０５の不透明さが増大する、すなわち光導電体１０５上のトナーの量が増加するにつれて、より高い電圧にバイアスされる。トナーなしの光導電体の電圧の示度をトナーのある光導電体の電圧の示度から減法し、光導電体１０５の変動を除去することができる。濃度計１６０は電圧の示度をマイクロプロセッサ１７５に提供する。
【００４０】
マイクロプロセッサ１７５は電圧の示度を出力インタフェース１９０に提供する。電圧の示度をメモリ１８０内に記憶し、さらに分析するかおよび／またはのちに出力インタフェースに送信することもできる。電圧の示度は濃度計１６０から受信されたとおりに送信することもできるし、増幅または他の方法で増大されて出力インタフェース１９０への送信を向上させることもできる。マイクロプロセッサ１７５はまた、電圧の示度を濃度または厚さなどのほかの適切な係数に変換することもできる。さらに、マイクロプロセッサ１７５は入力インタフェース１８５を介してコマンドおよび命令を受信する。
【００４１】
本発明では、電子写真画像形成デバイス１００は電子写真プロセスを評価して、トナー濃度すなわち画質がメーカの仕様に従っているかどうかを決定する。ＥＰ画像形成デバイス１００は、光導電体１０５上のトナーの濃度が仕様のトーンスケールに必要な濃度に対応するかどうかを確認する。グレースケールトーン再生プロセスでは、トナー濃度はステップに従って変化する。この場合、種々のステップのトナー濃度が評価される。
【００４２】
図２は、グレースケールトーン再生装置内のトナーの種々の濃度を評価するステップタブレット２００を示す。ステップタブレット２００は特定の電子写真画像形成デバイスに関連するトナー濃度のステップに対応する、連続的なトーンを伴う画像である。たとえば、図２のステップタブレットは、感光なし（トナーなし）２１０から最大感光（最大トナー）２２０の範囲に渡る１６のステップを示す。
【００４３】
電子写真プロセスを評価するには、ＥＰ画像形成デバイス１００はステップタブレットの少なくとも１つの画像を印刷する。好ましくは、画像の数は光導電体の長さまたは境界線に沿ってフィットする画像フレームの数に対応する。複数の画像が印刷される場合、画像は連続的に印刷される。光導電体上の画像フレームの数に対応する数の画像を連続的に印刷することにより、光導電体の全表面を評価することができる。好ましくは、６つの画像フレームが光導電体１０５上に提供される。従って、ＥＰ画像形成デバイス１００は６つの連続する画像を印刷してＥＰプロセスを評価する。さらに、プロセスパッチ（図示せず）は光導電体１０５のフレーム間領域にある。プロセスパッチは最大トナー濃度Ｄｍａｘ−ｄｅｎｓｉｔｙ、または任意の真の濃度に感光される。
【００４４】
ＥＰ画像形成デバイス１００の印刷された出力は、トナーが光導電体１０５に適用されている限り必要ではない。しかし印刷された出力はＥＰ画像形成デバイス１００の動作に付随するものである。印刷された画像は、市販の明度メータおよび濃度計で、印刷された濃度の視覚的な評価とオフラインの測定を可能にする。さらに、印刷された出力により、ユーザまたはサービス技術者は、光導電体の傷および現像プロセスの機械的または電気的な問題など、トナー濃度に関連づけられない、他の画質の問題を識別することが可能になる。
【００４５】
ステップタブレットのステップは画像フレーム上のステップ領域に対応する。ステップ領域の各々は、基準装置によって決定された指定された場所を有する。印刷プロセスが進行している間は、濃度計１６０は各画像フレームの各ステップ領域について少なくとも１つの濃度の示度をとる。
【００４６】
濃度の示度は、光エミッタ１６５が光を、トナーと光導電体１０５を介して光コレクタ１７０に向けた時の電圧の示度である。ステップごとに信号ノイズ比を向上させることにより、よりよい示度が得られる。好ましくは、光パスは光導電体表面の０．５インチをカバーする。好ましくは、各画像フレーム内の各ステップ領域について少なくとも５つの濃度または電圧の示度が測定される。５つの示度は光導電体の５つの異なる場所で測定されるが、５つとも同じステップ領域にある。示度が多ければ最終的な電圧／濃度の示度の精度も高まる。これらの電圧の示度は、トナーを伴う光導電体１０５の光学的な性質、すなわち濃度を示す。組み合わされた電圧の示度はマイクロプロセッサ１７５によってメモリ１８０に別々に記憶される。
【００４７】
光導電体１０５の変動を除去するために、濃度測定は光導電体１０５にトナーを付着しない状態でも行われる。これらの濃度測定は好ましくは、トナーが付着した時の濃度測定よりも前に行われる。基準装置を使用して、ステップ領域ごとに光導電体濃度が決定され、次に光導電体とトナーの濃度の示度が決定される。
【００４８】
たとえば、６つの連続する画像がステップタブレットについてとられる。トーニングステーションは一時的に無効になっている。６つの画像で光導電体１０５の１つの回転が完了する。トナーが付着していないので、これらの光導電体の電圧の示度が、トナーを伴うステップタブレットの示度がとられた画像フレーム上の対応するステップ領域にある限り、空白または同様な画像を使用することができる。
【００４９】
濃度計は、各画像フレーム内のステップ領域ごとに少なくとも１つ、好ましくは５つの光導電体の電圧の示度を測定する。５つの示度は光導電体の５つの異なる場所で測定されるが、５つとも同じステップ領域内にある。基準装置は光導電体の電圧の示度の場所を識別するので、トナーと光導電体の電圧の示度も同じ場所で測定される。プロセスパッチも測定されて光導電体電圧の示度を提供する。光導電体の電圧の示度は、光導電体１０５の光学的な特性、すなわち濃度に対応する。光導電体の電圧の示度はメモリ１８０内に記憶される。
【００５０】
ステップタブレットの各ステップ内のトナーの濃度を得るために、同じ画像フレーム内の同じステップ領域について、一致する、組み合わされた電圧の示度から光導電体電圧の示度が減法される（基準装置は同じ場所について電圧の示度を識別する）。この結果が、各画像フレーム内の各ステップに関する測定されたトナー電圧の示度である。測定されたトナー電圧の示度は、その特定の画像フレームに関するその特定のステップ領域内のトナー濃度を示す。同様に、プロセスパッチに関する測定されたトナー電圧の示度が得られ、これは最大トナー濃度を示す。
【００５１】
すべての画像フレーム内の特定のステップ領域に関して、測定されたトナー電圧の示度の平均が求められ、ステップ表内の特定のステップに関する、測定されたトナー電圧の示度の平均が与えられる。たとえば、各画像フレーム内のステップごとに５つの測定されたトナー電圧の示度があり、６つの画像フレームがある場合、３０の測定されたトナー電圧の示度の平均が求められ、そのステップ領域に関する測定されたトナー電圧の平均が提供され、これは光導電体１０５の完全な１つの回転に渡る、ステップタブレットの特定のステップに対するトナー濃度を示す。プロセスパッチも同様に平均が求められて、最大トナー濃度Ｄｍａｘ−ｄｅｎｓｉｔｙまたは任意の真の濃度に関する測定されたトナー電圧の示度が与えられる。これらの測定されたトナー電圧の示度はトナーの光学的な性質、すなわちトナーの濃度に対応する。
【００５２】
プロセスパッチを含むすべてのステップに関する、６つの連続するフレームに渡るこの平均の典型的な結果のまとめの例が図３に示されている。本発明の１態様によれば、印刷されたフレームは連続的に評価される。１ステップにつき５つの示度の平均に基づくフレームごとの分析によって、１つまたは複数のステップの濃度が所望の目標の値とならない原因となっている、光導電体内の局所的な欠陥を決定することができる。
【００５３】
各ステップに関する、測定されたトナー電圧の示度の平均はそのステップに関する目標のトナー電圧の示度と比較される。目標のトナー電圧の示度はトナー濃度に関するメーカの仕様に対応する。測定されたトナー電圧の示度はトナー濃度を示す。測定されたトナー電圧の示度が目標のトナー電圧の示度よりも高いということは、ステップタブレット内のそのステップに関して付着したトナーが多すぎるという意味である。逆に、測定されたトナー電圧の示度が目標のトナー電圧の示度よりも低いということは、ステップタブレット内のそのステップに関して付着したトナーが少なすぎるという意味である。どちらの場合も、測定されたトナー電圧の示度が目標のトナー電圧に等しくなるか、または容認できる範囲の中に入るまで、トナーの適用を調整しテストを繰り返すことができる。
【００５４】
マイクロプロセッサ１７５は、測定されたトナー電圧の示度を出力インタフェース１９０に提供する。測定されたトナー電圧の示度は図３に似た図の中に提供され、測定されたトナー電圧の示度と目標のトナー電圧の示度を比較することができる。測定されたトナー電圧の示度をメモリ１８０内に記憶し、テストデータの履歴を提供するか、データ記憶デバイス（図示せず）にダウンロードすることもできる。
【００５５】
電子写真プロセスの評価は、独立した診断ルーチンまたは、より大きな診断ルーチンの一部として実行することができる。ユーザとサービス技術者は、入力インタフェース１８５を介して評価を開始することができる。評価はまた、測定されたトナー電圧の示度と目標のトナー電圧の示度の間に不一致が発見された場合の、ユーザへの警告信号を伴う、自己チェックルーチンの一部として開始することもできる。
【００５６】
図４は、本発明によるＥＰ画像形成デバイスのオンライン画質評価に関する方法のフローチャートを示す。ステップ４１０では、光導電体上の画像フレームが１回目に帯電される。光導電体は、ベルト、ローラ、ドラム、またはほかの適切な構成を有する場合がある。
【００５７】
ステップ４２０では、ステップタブレットまたはテスト画像が感光して、画像フレーム上に１回目の静電画像を形成する。好ましくは、ステップ表はグレースケールトーン再生用であり、１６の濃度ステップを有する。静電画像はステップタブレットのステップに対応するステップ領域を有する。プロセスパッチも同様に感光する。トナーステーションは無効になっているので、光導電体はトナーの付着なしに通過する。
【００５８】
ステップ４３０では、光導電体濃度が画像フレーム上のステップタブレットのステップ領域ごとに決定される。好ましくは、光導電体に隣接して配置され動作する光エミッタと光コレクタを有する透過濃度計によって、各ステップ領域について５つの光導電体濃度の測定が行われる。濃度計は、光エミッタと光コレクタの間で、光パス上の光導電体を通過する光エネルギの量に対応する電圧の示度として濃度を測定する。プロセスパッチの光導電体電圧の示度も同様に作成される。光導電体電圧の示度はメモリ内に別々に記憶され、各光導電体電圧の示度は光導電体上の場所に関して識別される。濃度計の代わりに他の濃度測定手段を使用することもできる。転写ステーションと定着デバイスは無効になっているので、光導電体は相互作用なしに通過する。クリーナは光導電体から電荷を除去する。
【００５９】
ステップ４４０では、画像フレームは２回目に帯電される。
【００６０】
ステップ４５０では、ステップタブレットまたはテスト画像が感光して、２回目に画像フレーム上に静電画像を形成する。ステップ４２０のように、静電画像はステップタブレットのステップに対応するステップ領域を有する。ステップ４５０のステップ領域はステップ４２０のステップ領域と同じである。
【００６１】
ステップ４６０では、トナーステーションが有効になってトナーを画像フレーム上に付着する。トナーは静電画像に対応するトナー画像を形成し、これはステップタブレットに対応する。プロセスパッチもトナーを受け取る。
【００６２】
ステップ４７０では、画像フレーム上のステップタブレットのステップ領域ごとに光導電体とトナーの濃度が決定される。好ましくは、ステップ４３０と同様な方法で透過濃度計により各ステップ領域ごとに５つの濃度測定が行われる。濃度計は、光エミッタと光コレクタの間の光パス上の、光導電体とトナーを通過する光エネルギの量に対応する電圧の示度として濃度を測定する。これらの組み合わされた電圧の示度もまた、メモリ内に別々に記憶され、組み合わされた電圧の示度の各々はここでも、光導電体上の場所に関して識別される。
【００６３】
光導電体が複数の画像フレームを有する場合、ステップ４７５では、ステップ４１０からステップ４７０が繰り返される。好ましくは、ステップ４１０からステップ４７０は、画像フレームごとに平行して繰り返される。たとえば、画像フレームはステップ４１０で連続的に帯電される。画像フレームはステップ４２０でステップタブレットに連続的に感光され、以下同様である。この方法で、光導電体の全長または全境界線に関してトナー濃度が評価される。
【００６４】
ステップ４８０では、測定されたトナー濃度の平均がステップタブレットのステップごとに確認される（複数の画像フレームがある場合、すべての画像フレームに関して行われる）。画像フレーム上の場所ごとに、光導電体電圧の示度が組み合わされた電圧の示度から減法されて、その場所に関する測定されたトナー電圧の示度または濃度が提供される。測定されたトナー電圧の示度は画像フレーム内のステップごとに平均が求められて、ステップごとに測定されたトナー電圧の示度の平均が提供される。光導電体上の画像フレームの各々が評価されると、測定されたトナー電圧の示度の平均は、光導電体の１回転全体に渡るステップタブレット上のステップを表す。
【００６５】
ステップ４９０では、測定されたトナー電圧の示度または濃度の平均が、ステップタブレット内のステップごとの目標のトナー電圧の示度または濃度と比較される。測定されたトナー電圧の示度と目標のトナー電圧の示度は、図３に示された例と同様な表のフォーマットで出力インタフェースに提供される。目標のトナー電圧の示度は、ＥＰ画像形成デバイスに関するメーカの仕様に従う。
【００６６】
別法としては、光導電体はステップ４４０（２回目の帯電）とステップ４５０（２回目の感光）とをバイパスすることがある。光導電体濃度が決定されると（ステップ４３０）、光導電体は、他の処理構成要素からの相互作用なしでトーニングステーションに回転することがある。光導電体は他の構成要素を通過して回転してもよいし、逆になってトーニングステーションを２回目に通過し、トナーを付着してもよい。しかし光導電体が多数の画像フレームを有する場合、光導電体を逆にしても、動作の複雑さが増すことはない。さらに、トーニングステーションの前に第２の濃度計を備えて、トナーを付着する前に光導電体の濃度を得ることもできる。
【００６７】
本発明はこの説明の中で例としてのみ記述し説明した。当業者であれば追加の利点も容易に思いつくであろうし、また本発明の真の精神および範囲から離れることなく多くの変更を行うこともできるだろう。たとえば、電圧の示度を使用して光導電体に伴う領域特有の問題を決定することもできる。電圧の示度を使用して、たとえば特定のステップ領域が表面または他の問題を有しているかどうかを決定することができる。オペレータは、測定されたトナー電圧の示度と他の電圧の示度の各々を確認することができる。追加の統計的な分析を提供して問題領域を識別することも可能である。したがって、本発明はこの説明の中の特定の詳細、代表的なデバイス、および示された例に限定されない。したがって、本発明の範囲は必要に応じてのみ、首記の請求項によって限定するべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による電子写真画像形成デバイスの構成図である。
【図２】本発明による電子写真画像形成デバイスに関するステップタブレットを示す図である。
【図３】本発明による目標のトナー電圧と測定されたトナー電圧の例としての比較を示す出力図である。
【図４】本発明によるオンライン画質評価の方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１００　電子写真画像形成デバイス
１０５　光導電体
１１０　支持ローラ
１１５　モータ
１１８　一次帯電器
１２０　感光デバイス
１２５　トーニングステーション
１３０　転写帯電器
１４０　定着ステーション
１５０　クリーナ
１６０　濃度計
１６５　光エミッタ
１７０　光コレクタ
１７５　マイクロプロセッサ
１８０　メモリ
１８５　入力インタフェース
１９０　出力インタフェース
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際公開パンフレット】
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2004505320.tif 000008
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【国際調査報告】
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