专利名称：图像形成设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于在抑制颗粒度(graininess)降级的同时维持给定图像质量的图像形成设备。
背景技术：
对于采用电子照相方法的彩色图像形成设备需要输出图像的颜色稳定性。然而，如果设备的每个元件由于许多小时的使用或环境的改变而变化，则由彩色图像形成设备获得的图像的顔色也变化。日本专利公开No. 11-305515因此提出如下这种技术形成每个颜色的半色调图案图像和固态图像的图案图像，以及通过光学传感器检测每个图案图像的浓度，从而确定显影对比度。注意，显影对比度是在图像形成设备的感光部件上形成的曝光电势与向显影设备的显影套筒施加的显影电势之间的电势差。感光部件上的充电电势与显影电势之间的 电势差称作背景对比度(back contrast)。日本专利公开No. 11-305515中描述的布置可以检测图像承载部件上的调色剂层的宽度但是无法检测调色剂层的厚度(高度)。因此，即使在两个图案图像的调色剂层的厚度彼此不同的情况下，也检测到同样的浓度。在此情形中，执行错误的浓度控制，从而降低输出图像质量。当确定图像浓度为低时，控制曝光量或显影电势以增加显影对比度以便增进图像浓度，感光部件上承载的调色剂量增加。此时，感光部件上的调色剂层不仅在感光部件的表面方向上而且在与表面垂直的方向(厚度方向)上増加。如果调色剂层太厚，则在从感光部件向图像承载部件(诸如打印介质或中间转印部件等)转印调色剂图像时调色剂在横向方向上扩散，因此，调色剂图像覆盖图像承载部件的面积变得比目标大。随着调色剂图像覆盖图像承载部件的面积变大，浓度在视觉上变大或图像看上去如同点尺寸大的图像，这意味着图像质量下降。此外，当通过在转印単元或定影单元中施加压カ形成图像时，如果调色剂图像的高度大则调色剂图像容易由于压カ而扩散，从而使图像的颗粒度降级。注意，图像质量是基于颗粒度来评估的。颗粒度是例如通过下式表示的RMS颗粒度
顆粒度=^丄エU):其中，Di表示浓度分布，N表示样本的数量，I表示平均浓度。注意，由于RMS颗粒度的值较大，所以图像质量降级。
发明内容
本发明提供可以相比于常规技术抑制图像的降级的图像形成设备。根据本发明的方面，ー种图像形成设备包括图像形成単元，具有被配置成通过用激光束使感光部件曝光来形成潜像的曝光单元以及被配置成通过使调色剂附着到潜像来形成调色剂图像的显影单元；检测单元，被配置成检测作为由图像形成単元形成的调色剂图像的图案图像的调色剂层的面积比例和厚度；存储单元，被配置成存储表示调色剂层的面积比例和厚度的准许范围的数据；以及校正単元，被配置成在由检测单元检测到的调色剂层的面积比例或厚度落在由存储单元中存储的数据表示的相应准许范围外部时改变激光束的斑点直径，以使得调色剂层的面积比例和厚度分别落在准许范围内。本发明的进ー步特征将会根据參照附图对示范性实施例的以下描述变得明显。
图I是示出根据第一实施例的图像形成设备的示意图；图2是示出根据第一实施例的曝光设备的示意图；图3是示出在图2中示出的焦点调整机制的细节的视图；图4是示出了调色剂量检测单元的布置的视图； 图5A和5B是用于说明高度检测的原理的视图；图6是示出根据第一实施例的图像形成设备的示意性功能框图；图7是示出显影对比度与图像浓度之间的关系的图；图8是示例根据第一实施例的调色剂量控制操作的流程图；图9是示出曝光斑点的斑点直径与调色剂高度之间的关系的图；图10是示出曝光斑点的斑点直径与潜像轮廓之间的关系的图；图11是示出根据第一实施例的图像形成设备和常规技术的比较的图；图12是示出根据第二实施例的曝光设备的示意图；图13是用于说明根据第二实施例的曝光设备的曝光光源的视图；图14是示出根据第二实施例的曝光斑点的视图；图15是示例根据第二实施例的调色剂量控制操作的流程图；图16是示出曝光斑点的中心之间的偏移量与调色剂高度之间的关系的图；图17是示出曝光斑点之间的偏移量与曝光轮廓之间的关系的图；图18是示出曝光斑点之间的偏移量与潜像轮廓之间的关系的图；图19是示出根据第二实施例的图像形成设备与常规技术的比较的图；以及图20是示出图案图像的视图。
具体实施例方式
下面将參照附图详细描述本发明的实施例。參照图1，作为感光部件的感光鼓20是通过电机(未示出)在箭头的方向上旋转的具有负电荷极性的非晶娃鼓。在感光鼓20旋转的同时，向充电设备2施加电压,从而使得感光鼓20的表面具有充电电势。注意，用于测量感光鼓20的电势的电势传感器9被布置为使得感光鼓20的电势变成目标值。曝光设备3基于图像信息把感光鼓20曝光于激光束，从而形成与图像信息对应的潜像。当电源(未示出)向显影设备4施加显影电压时，显影设备4的显影剂附着于潜像的暗部分以通过显影来在感光鼓20上形成调色剂图像。另ー方面，中间转印带21围绕感光鼓20下面的转向棍23、驱动棍22、以及备用棍24。一次转印设备7把感光鼓20上的调色剂图像转印到中间转印带21的表面。此外，当打印材料26在备用辊24与二次转印辊25之间经过时把中间转印带21上的调色剂图像转印到打印材料26。定影设备(未示出)加热上面转印有调色剂图像的打印材料26井向其施加压力，从而使调色剂图像定影在打印材料26的表面上。在根据本发明的图像形成设备中，布置调色剂量检测单元5以检测中间转印带21上形成的图案图像的调色剂层的厚度(高度)、以及调色剂层部分相对于整个图案图像面积的面积比例。现在将详细描述曝光设备3。图2中示出的曝光光源31作为例如具有680nm中心波长的半导体激光器。曝光光源31发出的激光束穿过具有焦点调整机制32的准直器透镜33以成为准直光。激光束被旋转的多面镜34反射，以及通过f 一 Θ透镜35会聚在感光鼓20上,从而形成曝光斑点。通过此操作，曝光设备3扫描感光鼓20。注意，曝光光源31与控制激光发射时刻和激光强度的激光驱动器36相连。 将详细描述包括焦点调整机制32和准直器透镜33的准直器透镜光学系统。參照图3，框架321在来自曝光光源31的激光束的入射方向和发出方向上具有中空部分。准直器透镜33被引导轴322和丝杠323支撑，并随着丝杠323旋转而在引导轴322的方向上移动。注意，准直器透镜33布置在激光束的光学路径上并被支撑以使得其聚焦方向与激光束的光学路径一致。引导轴322被提供为使得其轴线与激光束的光学路径一致。丝杠323与步进电机324相连，并随着步进电机324旋转而旋转。控制信号驱动步进电机324使准直器透镜33沿着激光束的光学路径移动，从而使得能够改变感光鼓20上的曝光斑点的斑点直径。注意，曝光斑点的光量分布是高斯的，斑点直径是在峰值光量的l/(e2)处的光量分布的直径。注意，e表示自然対数的底。现在将描述调色剂量检测单元5。如图4中所示，光源51发出的激光束通过聚光透镜52会聚在中间转印带21上以形成斑点。在通过中间转印带21反射后，激光束通过光接收透镜53在线传感器54上形成图像。线传感器54检测图像的反射波形，把它转换成数字信号，以及把获得的信号保存在存储单元55中。激光束的波长是基于调色剂颗粒的吸收特性确定的，可以对于YMC (黄色、品红、以及青色)调色剂使用波长为约850nm的光源。注意，使得中间转印带21上的激光束的斑点直径大于图案图像的线或点之间的距离。这是因为如果激光束的斑点在图案图像的线或点之间被反射则无法正确地检测高度和面积。假定例如线筛线的最小线数量是lOOlpi。在此情形中，图案图像的线或点之间的距离可以是约125μπι。因此，在此情形中，把激光束的斑点直径设置为约500μπι。在此实施例中，光源51被布置为使得相对于中间转印带21的入射角度Θ变成45°。把线传感器54布置在相对于中间转印带21的表面为90°角度处。然而布置角度不限于此。反射位置检测单元56确定在存储单元55中保存的反射波形或光量最大的位置(峰值位置)，并把确定出的峰值位置保存在反射位置保存単元58中。注意，反射位置检测単元56保存中间转印带21的不存在图案图像的位置处的反射光的峰值位置、以及图案图像的位置处的反射光量的峰值位置。反射光量检测单元57基于存储単元55中保存的反射波形的峰值区域计算反射光量，并把计算出的反射光量保存在反射光量保存単元59中。注意，反射光量保存単元59保存中间转印带21的不存在图案图像的位置处的反射光量、以及图案图像的位置处的反射光量。可以通过使用高斯函数用最小二乗法执行曲线拟合、以及随后使用经历了拟合的高斯函数的參数执行预测计算来获得峰值位置和峰值区域。高斯函数具有中心为X= μ的反U形峰，如下式所示
权利要求
1.一种图像形成设备，包括图像形成単元，包括被配置成通过用激光束使感光部件曝光来形成潜像的曝光単元，以及被配置成通过使调色剂附着到所述潜像来形成调色剂图像的显影单元；检测单元，被配置成检测作为由所述图像形成単元形成的调色剂图像的图案图像的调色剂层的面积比例和厚度；存储单元，被配置成存储表示所述调色剂层的面积比例和厚度的准许范围的数据；以及校正単元，被配置成在由所述检测単元检测到的调色剂层的面积比例或厚度落在由所述存储単元中存储的数据表示的相应准许范围外部时改变激光束的斑点直径，以使得所述调色剂层的面积比例和厚度分别落在准许范围内。
2.如权利要求I所述的图像形成设备，其中，所述校正単元包括透镜，被布置在激光束在所述曝光単元与所述感光部件之间的光学路径上，以及调整单元，被配置成沿着激光束的光学路径移动所述透镜。
3.如权利要求I所述的图像形成设备，其中，所述校正単元进ー步被配置成控制所述曝光单元的多个激光束的斑点的中心之间的距离。
4.如权利要求I所述的图像形成设备，其中，所述检测単元进ー步被配置成基于用激光束照射未形成图案图像的位置时的反射光量的峰值位置与用激光束照射图案图像的位置时的反射光量的峰值位置之间的差来检测厚度，以及基于用激光束照射未形成图案图像的位置时的反射光量与用激光束照射图案图像的位置时的反射光量之间的差来检测面积比例。
5.如权利要求I所述的图像形成设备，其中，在改变斑点直径之后的厚度和面积比例的乘积相对于检测到的厚度和面积比例的乘积的改变量不大于阈值。
全文摘要
一种图像形成设备，包括图像形成单元，具有曝光单元和显影单元；检测单元，被配置成检测由图像形成单元形成的图案图像的调色剂层的面积比例和厚度；存储单元，被配置成存储表示调色剂层的面积比例和厚度的准许范围的数据；以及校正单元，被配置成在由检测单元检测到的调色剂层的面积比例或厚度落在由存储单元中存储的数据表示的相应准许范围外部时改变激光束的斑点直径，以使得调色剂层的面积比例和厚度分别落在准许范围内。
文档编号G03G15/00GK102830603SQ201210192790
公开日2012年12月19日 申请日期2012年6月12日 优先权日2011年6月15日
发明者白藤靖人, 板垣智久, 财间畅彦, 石原孝容 申请人:佳能株式会社