专利名称：图像形成装置和显像装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及打印机、复印机等图像形成装置。
背景技术：
在打印机、复印机等的图像形成装置中，通常设置了将输出图像(例如，色调剂图像)的浓度自动地调整到适当的浓度的浓度控制装置。尤其在输出4色全色的色调剂图像的图像形成装置中，为了得到所希望的彩色平衡，要求对黄色、品红色、青绿色、黑色的各色色调剂图像的更正确的浓度控制。
浓度检测通过这种方法进行的，就是说，在感光鼓(图像承载构件)上形成根据面积灰度的特定的半色调图案的色调剂图像(以下适当地叫做间插(patch)图像)，并用由发光元件和感光元件组成的反射光量传感器测定该感光鼓上的半色调图案的反射光量。色调剂图像的浓度能够通过感光鼓的带电电位、激光曝光后的曝光电位、显像偏置电位等图像形成条件进行控制。因此，若分阶段改变这些图像形成条件中的1个或多个组合后形成多个半色调图案，并用反射光量传感器测定其反射光量后得到所希望的一定浓度(反射光量)，则能求出所推定的图像形成条件。此外，反射光量传感器使用了用红外光、并不依赖色调剂的颜色就能够推定感光鼓上的色调剂剂量的方法。该反射光量传感器的感光元件感光的红外光量与附着色调剂剂量大致处在反比例关系中，但附着色调剂剂量和输出图像的浓度通常没有成比例关系。但是，附着色调剂剂量和输出图像的浓度往往一对一地对应，因此，能够从反射光量的测定值推定色调剂图像(输出图像)的浓度。
这种浓度控制对照相的图像等以半色调为主体的图像品质的稳定化有很大的效果，但除此以外，通过感光鼓的电位变动、显像特性的变动、环境变动等变化将怎样频繁地进行这样的浓度控制的间隔、即进行浓度控制的时间间隔设定在什么程度，这一点也很重要。
亦即，若将时间间隔设定得短、频繁地进行浓度控制，这样就使图像品质稳定。但是，相反地，对用户来说存在这样的缺点由于在浓度控制过程中没有形成图像，因此，浓度控制中的时间不仅是无用的时间，而且通过形成间插图像，白白地浪费了色调剂，并且，不必要地增加了废色调剂。针对这种情况，若将时间间隔设定长一些，就有不能有效利用特意设置的浓度控制机构而使图像品质降低的危险。
因此，现有的浓度控制作为通常的场合，设法在每次图像形成装置主体的电源投入时或一定张数的图像形成结束时进行，另外，作为特别的场合，设法在感光鼓和显像装置的交换时等情况下进行。
但是，感光鼓的电位变动、显像特性的变动、环境变动等即使在将时间间隔设定为恒定的场合，也不一定按一定的比例发生变化，并且，变动幅度不是恒定的。因此，若想要通常的、每隔一定张数进行控制，那么有时为了保持图像品质需要更频繁地进行浓度控制，另外，在其它时间，即使将时间间隔再延长，虽然图像品质没有降低，但却进行了不必要的浓度控制。在这种场合，如前所述，将招致用户的等待时间的增加、色调剂的消耗以及废色调剂的增加。
发明内容
本发明是鉴于上述情况而形成的，其目的在于提供设法恰当地设定实行浓度控制的间隔，从而防止图像品质的降低、等待时间的增加、以及色调剂的消耗和废色调剂的增加等的图像形成装置。
本发明的图像形成装置，它具有控制设备，该控制设备在图像形成之前，通过浓度检测设备读取使图像形成条件变化后进行显像的浓度检测用的多个色调剂图像，根据读取的浓度数据，设定在图像形成时的最佳图像形成条件，其特征在于，它具有相对图像形成装置主体一侧可自由装卸的显像设备，该现象设备具有存储在用于控制图像浓度的图像形成条件的数据中的至少一部分的非易失性存储器。
本发明的显像装置，它用于具有如下控制设备的图像形成装置中，即该控制设备在图像形成之前，通过浓度检测设备读取使图像形成条件变化后进行显像的浓度检测用的多个色调剂图像，根据读取的浓度数据，设定在图像形成时的最佳图像形成条件，其特征在于，它具有存储在用于控制图像浓度的图像形成条件的数据中的至少一部分的非易失性存储器，同时它相对图像形成装置主体一侧可以自由装卸。
图1是表示涉及本发明的图像形成装置的概略构成的纵向断面图。
图2是表示浓度测定用的半图案的图。
图3是表示施加在显像器中的显像偏压的图。
图4表示浓度测定用的半图案的一例的图。
图5是表示用于确定最佳图像浓度的显像偏压和反射浓度的关系的图。
图6是说明主体存储器和显像器内存储器的图。
图7是表示浓度控制的流向的流程图。
具体实施例方式
以下，结合
关于本发明的实施形态。
<实施形态1>
图1表示涉及本发明的图像形成装置的一个例子。该图所示的图像形成装置是电子照相方式的4色全色激光打印机，该图是模式地表示其概略构成的纵向断面图。
该图所示的图像形成装置具备作为图像承载构件的鼓型的电子照相感光体(以下称做“感光鼓”)。
感光鼓1沿着该图中的箭头R1方向由驱动设备驱动，并通过带电滚轮(带电设备)2，象所规定的极性、电位一样被带电。然后，随着黄色图像图案的激光光束L从曝光装置(激光扫描器)3被照射在感光鼓1表面，并在感光鼓1上形成静电潜像。
在感光鼓1上所形成的静电潜像伴随着感光鼓1的旋转，由预先配置在与感光鼓1对置的显像位置上的、装有黄色色调剂的显像器(显像设备)4y来显像。显像器4y、4m、4c、4k被旋转支承构件(旋转鼓)5所支承，并在显像之前要供给显像颜色的显像器被旋转移动到与鼓对置的位置。
通过显像而可见的色调剂图像通过施加在初级转印滚轮7a上的初级转印偏压而被初级转印在以与感光鼓1大致相同的速度沿着箭头R6方向旋转的中间转印传送带(中间转印构成)6上。没有被转印在中间转印传送带6上、残留在感光鼓1上的色调剂(转印剩余色调剂)通过清洗装置8被清除。
先连续用黄色后又用品红色、青绿色、黑色各颜色进行上述的带电、曝光、显像、初级转印、清洗的一连串图像形成处理，并按顺序初级转印在中间转印传送带6上，然后在中间转印传送带6上使4色的色调剂图像重叠。
在中间转印传送带6上形成的4色色调剂图像被二次转印在纸等记录材料S上。收容在进纸盒中的记录材料S与中间转印传送带6上的色调剂图像的定时相配合地通过进纸滚轮9供给到中间转印传送带6和二次转印滚轮7b之间的二次转印部分。这时，对二次转印滚轮7b施加二次转印偏压，因此，4色色调剂图像将总体地二次转印在记录材料S上。
4色色调剂图像转印后的记录材料S通过传送带10被传送到定影器11，在这里加热、加压，使色调剂图像熔合在表面后被定影。色调剂图像定影后的记录材料S通过排纸滚轮15被排出到排纸托架16上。因此，在记录材料S表面得到最后的彩色图像。
在使用上述的图像形成装置时，当然需要色调剂的补充和废色调剂的处理、以及被消耗的感光鼓1的交换等的维护。在本实施形态中，通过将感光鼓1、带电滚轮2、清洗装置8装入盒式容器(未图示)中进行一体化后构成处理盒13。另外，显像器4y、4m、4c、4k被构成为也可分别一个个地对旋转支承体进行装卸。结果这些处理盒13和显像器(显像设备)不是由技术人员等、而是用户本身就能够简单地进行装卸。
在本实施形态中，为了得到所希望的彩色平衡，对黄色、品红色、青绿色、黑色的各色色调剂图像设法进行浓度控制。
浓度检测是这样进行的，即通过在感光鼓1上形成根据面积灰度的特定的半色调图案的间插图像、并用具有发光元件和感光元件的反射光量传感器(浓度检测设备)12测定该感光鼓1上的间插图像的反射光量。该测定结果被送到控制设备17。通过这一控制设备17适当地调整感光鼓1的带电电位、激光曝光后的曝光电位(以上是潜像形成条件)、显像偏置电位(显像条件)等的图像形成条件，用这种方法就能够控制色调剂图像的浓度。因此，如果分阶段改变这些图像形成条件的1个或多个组合从而作为间插图像形成多个半色调图案，并用反射光量传感器12测定其反射光量后能得到所希望的一定浓度，那么，就可以求出所推定的图像形成条件。此外，反射光量传感器12使用这种方法，亦即，使用红外光，并不依赖色调剂的颜色就能推定感光鼓1上的色调剂剂量的方法。该反射光量传感器12的感光元件感光的红外光量与附着色调剂剂量大致存在反比例关系，而附着色调剂剂量和输出图像的浓度没有比例关系。但是，附着色调剂剂量和输出图像的浓度常常一对一地对应着，因此，能够从反射光量传感器的测定值推定色调剂图像(输出图像)的浓度。
以下，详细叙述关于在上述的图像形成装置中的浓度控制。
在本实施形态中，假定感光鼓1的灵敏度和激光的曝光量被调整，以便使感光鼓1的表面电位被带电成为-600V、激光曝光部分的电位在常温常湿度(23℃、60％Rh)下大致变成-200V。另外，作为间插图像(浓度检测用的色调剂图像)，在4×4的点矩阵中，使用打印如图2所示那样9网点的半色调图案。另外，显像偏压使用将矩形波(频率为2000Hz、峰值电压为1600Vpp)重叠在如图3所示那样的直流电压上的偏压，并通过使直流电压成分Vdc改变控制色调剂的显像量。
在通常的图像形成之前，如图4所示那样，在反射光量传感器12所设置的部分以所定的间隔打印多个30mm对角线的上述半色调图案的间插图像(浓度检测用的色调剂图像)P。用不同的直流电压成分Vdc的显像偏压使各自的间插图像P显像，并用反射光量传感器12测定有关它们各自的反射光量。在本实施形态中，将间插图像P的个数规定为5个，并使显像偏压的直流成分Vdc每隔50V从-300V变化到-500V。
图5中示出反射浓度的测定结果的一个例子。在本实施形态中，将上述的半色调图案的反射浓度(浓度数据)的目标值(适当浓度值)规定为1.0，并用被推定为最接近于它的显像条件(在本实施形态中是显像偏压的直流电压成分)进行控制，以便进行以后的图像形成。在本实施形态中，得到用图5中的白色圆符号表示的5个点的反射浓度数据。反射浓度变为1.0的显像条件的直流成分Vdc处在-400V和-450V之间，在该区间，若假定直流成分和反射浓度近似地存在比例关系，那么，可以推定，直流成分从-400V和-450V的反射浓度进行内分，在大约-420V时，反射浓度变成1.0。因此，在本实施形态中，作为以后的图像形成条件的显像偏压的直流成分Vdc被控制在-420V。在本实施形态中，将间插图像P的个数规定为5个，但也可以通过进一步增加个数、将显像偏压变化进一步细分割，得到更正确的控制。
此外，也可以将半色调图案的打印比率(coverage rate)换成其它的比率后设定其它的浓度目标值，但若打印比率过高或过低，那么作为浓度可变参数的显像偏压和浓度的直线性就会变差，且控制值几乎不变或者相反变化很大从而稳定性下降。为此，通常选择的半色调图案的打印比率为50％～80％。
图像形成条件除有时候尤其受感光鼓1的灵敏度的变动(温湿度的变动和耐久变动)的影响之外，往往也受在感光鼓1和色调剂的制造时的灵敏度和带电特性的离散、曝光装置3的激光曝光量的离散等的影响。但通过进行上述的浓度控制，能够在某种程度上减小这些变动、进行稳定的图像形成。
在上述的任何变动因素大、且只用显像偏压不能应付的场合，也能通过组合带电条件、或曝光条件(曝光量)等进行控制。
以下，在具体地说明本实施形态。
图6是模式地表示在图1所示的图像形成装置中的显像器4i、以及设置在该显像器4i(但是i下标表示颜色、i＝y、m、c、k。)内的显像器内存储器100与图像形成装置主体内的主体存储器101连接的状态。该显像器内存储器100是非易失性的存储器。
在显像器内存储器100、主体存储器101中分别存储着各式各样的信息，但与本实施形态无关的信息被省略。在显像器内存储器100中，作为信息存储着显象偏压的最佳偏压D’pi和间插检测间隔I’pi(叫做间插检测的I’pi，以下相同)。此处，i下标与上述相同，表示颜色，变成i＝y、m、c、k的4种场合。就是说，在黄色的显像器4y的显像器内存储器100中，存储着黄色的最佳偏压D’Py和黄色的间插检测间隔I’Py的信息。在品红色的显像器4m的显像器内存储器100中存储着品红色的最佳偏压D’pm和品红色的间插检测间隔I’pm的信息。对于作为其它2色的青绿色、黑色也一样。
另外，在主体存储器101中，在打印(图像形成)指令到来时，存储打印张数Pi。若是全色2张、单色5张，那么结果是，Pm＝1、Pc＝2、Py＝2、Pk＝7。即，黑色的打印张数变成全色2张和单色5张共计7张。
另外，持有间插检测计数器Ni，并对于各色来说持有是否在以后几张中应实行间插检测的信息。例如，如果Nc＝85，那么就是这种情况，即若取以后85张青绿色，就实行青绿色的间插检测。
另外，在主体存储器101中，存储着作为当前使用的显像偏压的最新偏压(最新显像偏压Dci、作为上次使用的显像偏压的上次最佳偏压(上次最佳显像偏压)Dpi、以及作为在几张后应实行在上次间插检测时决定的下次间插检测的信息的上次间插检测间隔Ipi。各下标i表示颜色，并且i＝y、m、c、k的4色。结果每个各自的颜色具有各自信息。
另外，在主体存储器101中，具有在使间插检测间隔变长、不变、变短的变更中使用的间插检测间隔变更阈值A(第1所定值)、B(第2所定值)。但假定A＞B＞0。另外，在主体存储器101中，也预先存储着相当于调整间插检测的间隔时的调整余量(基础)的值C(＞0)。
象以上那样，以显像器内存储器100和主体存储器101内的信息为基础，本实施形态被具体化。以下，沿着图7的流程图说明浓度控制的流程。此外，图7中所使用的S1、S2、……S20是表示程序(步骤)的号码。
以下，按照顺序进行说明。
S1首先，发出打印信号。这时，打印张数Pi也被指示。
S2将间插检测计数器Ni和打印张数Pi逐个减1。
S3开始i色的图像形成。
S4如果图像形成结束，就检查间插检测计数器Ni的值。即，如果间插检测计数器Ni为0，就是到了实行间插检测的定时的状态，如果间插检测计数器Ni不为0，就没有必要进行间插检测。
如果间插检测计数器Ni不为0，就前进到下一个步骤S5。另一方面，如果间插检测计数器Ni为0，就向步骤S7前进、实施间插检测(图像浓度控制)。
S5因为在前面工序中没有必要进行间插检测，因此检查打印张数是否有剩余。就是说，如果打印张数Pi为0，就无须再打印，就前进到结束步骤S6。另一方面，如果打印张数Pi不为0，由于应再打印张数有剩余，因此返回到步骤S2。
S6打印结束。
S7图像浓度控制开始(间插检测开始)。
S8从显像器内存储器100将上次最佳偏压D’pi和上次间插检测间隔I’pi的值分别读入主体存储器101的Dpi和Ipi中。两者的值基本上取相同的值，但在交换了显像器的场合，也有时残留在主体存储器101中的值和显像器内存储器100中的值是不同的。即使在这样的场合，通过在控制之前常常预先读入存储在显像器内存储器100中的值，在显像装置交换的场合也能够进行对应。
S9间插形成(间插图像的形成)。
S10间插浓度检测(间插图像的浓度检测)。
S11进行最新显像偏压的算出。对于i颜色规定被算出的结果为Bi。
S12将算出结果Bi写入主体存储器101的Dci中。
S13接着计算间插检测的间隔。
S14求出作为上次最佳偏压Dpi和最新显像偏压之差的绝对值的偏压差(差分)Δdi。
S15在这里与预先确定的间插检测间隔阈值A比较。
在本实施形态中，假定A＝20V(伏特)。就是说，如果在上次进行的间插检测中所选择的显像偏压和在这次的间插检测中所选择的值之差大于20V，那么，由于显像特性的变动大，因此就应缩短进行间插检测的间隔、向步骤S18前进。
另外，如果该差值小于20V，那么，为了判断是否应该将间插检测间隔照原样维持下去、或者由于稳定的原因是否应该再延长间插检测间隔而向步骤16前进。
S16在这里与预先确定的间插检测间隔阈值B比较。
在本实施形态中，假定B＝10V(伏特)。就是说，如果在上次进行的间插检测中所选择的显像偏压和在这次的间插检测中所选择的值之差小10V，那么，由于显像特性的变动小，因此，应延长进行间插检测的间隔、向步骤S17前进。
另外，如果该差值大于10V、小于20V，那么，为了照原样维持间插检测间隔，上次间插检测间隔Ipi不进行变更、而向步骤S19前进。
S17在这里，为了将直到下次之前的间插间隔仅延长C，将C的值加到上次间插检测间隔Ipi中。在本实施形态的场合，假定C＝10(图像或张数)。
假定原来的间插检测间隔是50张，这次的间插检测的变动在不足10V的场合，下次的间插检测就应该在50张+10张＝60张之后进行。
S18在这里，为了将直到下次之前的间插检测间隔仅缩短C，就从上次间插检测间隔Ipi减去C的值。在本实施形态的场合，假定C＝10(图像或张数)。
假定原来的间插检测间隔是50张，在这次的间插检测的变动大于20V的场合，下次的间插检测就应该在50张-10张＝40张之后进行。
S19由于间插检测间隔的计算已结束，因此将主体存储器101中的最新偏Dci和再计算的上次间插检测间隔Ipi分别写入显像器内存储器100中的D’pi和I’pi。
S20将间插检测计数器Ni变更为再计算后的间插检测间隔值Ipi。
之后，返回到步骤S2，再开始图像形成，或者结束打印。
以上，如所说明的那样，将一个上次的间插检测值和最新的间插检测值比较，并通过当它们的差值大时，将间插检测间隔变窄，在该差值在某一恒定值之间的场合，不变更间插检测间隔，当该差值小时，加宽间插间隔，这样就能够用图像品质的稳定性所需的最低限度的间插检测次数输出图像。另外，通过将上次的间插检测的信息保持在显像器内的存储器中，在交换了显像器的场合，也能够实现适当的间插检测频率。
在本实施形态中，间插检测次数不论是增量还是减量都是相同的值C，但该值也可以使用使增量和减量为不同的值。另外，通过不是固定值、而是显像偏压的差值的大小，也可以改变增减量的值。就是说，偏移越大，急剧地缩短间插检测间隔也越有效果。
象以上所说明的那样，若依据本发明，由于相对图像形成装置主体能自由装卸的显像设备具有存储在用来控制图像浓度的图像形成条件的数据中至少一部分的非易失性存储器，因此，例如，能够预先存储在图像浓度控制后被决定的最佳图像形成条件的数据和实行图像浓度控制的间隔的数据，按照图像形成条件的变化，合适地设定实行浓度检测的间隔。这样，就能够防止图像品质的降低、等待时间的增加、色调剂消耗和废色调剂的增加等。另外，即使交换了显像设备，也能够适当地设定实行浓度检测的间隔。
以上，举出若干令人满意的实施例进行了说明，但本发明并不受这些实施例的限制，在权利要求范围内能够实行各种变形和应用，这一点是显而易见的。
权利要求
1.一种图像形成装置，它具备控制装置，该控制装置在图像形成之前，通过浓度检测设备读取使图像形成条件改变后进行显像的浓度检测用的多个色调剂图像，根据已读取的浓度数据，设定在图像形成时的最佳图像形成条件，其特征在于，它具备相对图像形成装置主体一侧能自由装卸的显像设备，所述显像设备具有存储在用来控制图像浓度的图像形成条件的数据中至少一部分的非易失性存储器。
2.如权利要求1记载的图像形成装置，其特征在于，将关于在所述非易失性存储器中所存储的上次的图像浓度控制后被确定的最佳图像形成条件的上次数据和关于最新的浓度控制后被确定的最佳图像形成条件的此次数据进行比较，根据该比较结果确定实行图像浓度控制的间隔。
3.如权利要求2记载的图像形成装置，其特征在于，如果所述上次数据和所述此次数据之差大于所定值，那么就变更实行图像浓度控制的间隔。
4.如权利要求2记载的图像形成装置，其特征在于，如果所述上次数据和所述此次数据之差大于第1所定值，那么就缩短实行图像浓度控制的间隔，如果所述差分小于所述第1所定值，即大于第2所定值并且不足所述第1所定值，那么就维持实行图像浓度控制的间隔，如果所述差分不足所述第2所定值，那么就延长图像浓度控制的间隔。
5.如权利要求1记载的图像形成装置，其特征在于，所述图像形成条件是显像条件和潜像形成条件中至少一个条件。
6.一种显像装置，它用于具有如下控制设备的图像形成装置中，即该控制设备在图像形成之前，通过浓度检测设备读取使图像形成条件变化后进行显像的浓度检测用的多个色调剂图像，根据已读取的浓度数据，设定在图像形成时的最佳图像形成条件，其特征在于，它具有存储在用来控制图像浓度的图像形成条件的数据中至少一部分的非易失性存储器，同时它相对图像形成装置主体一侧能自由装卸。
7.如权利要求6记载的显像装置，其特征在于，将关于在图像浓度控制后被确定的最佳图像形成条件的数据和关于实行所述图像浓度控制的间隔的数据存储在所述非易失性的存储器中。
8.如权利要求6记载的显像装置，其特征在于，所述图像形成条件是显像条件和潜像形成条件中的至少一个条件。
全文摘要
提供一种图像形成装置和显像装置。在相对图像形成装置主体一侧能自由装卸的显像器内设置显像器内存储器、并在主体一侧设置主体存储器。将存储在显像器内存储器中的上次最佳偏压和最新显像偏压进行比较(S14)后通过该差分ΔDi变更进行浓度检测的间隔。当ΔDi≥A时就缩短间隔(S18)，当A＞ΔDi≥B时，不变更间隔，当B＞ΔDi时，就延长间隔。因此，能进行所需最小限度的浓度控制、防止图像品质的下降和等待时间的增加，本发明的图像形成装置能防止图像品质的下降、等待时间的增加、以及色调剂消耗和废色调剂的增加等。
文档编号G03G15/00GK1399172SQ0212649
公开日2003年2月26日 申请日期2002年7月23日 优先权日2001年7月23日
发明者星加令久 申请人:佳能株式会社