墨粉密度估计方法和设备以及墨粉供应方法和设备的制作方法

专利名称：墨粉密度估计方法和设备以及墨粉供应方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及使用两种组分的显影剂的电子照相成傳3殳备。更具体地说， 本发明涉及墨粉密度估计方法和用于在显影单元中保持统一墨粉密度的设 备。本发明还指出针对墨粉供应方法、使用墨粉密度估计方法的设备以及保 持统一墨粉密度的设备。
背景技术：
在使用两种组分的显影剂的成像设备中，显影单元中的墨粉密度被保持 在6%到10%的范围，以形成具有统一密度的图像。保持统一墨粉密度的一 种方法是在显影单元中安装墨粉密度传感器。由于墨粉密度传感器很昂贵， 所以已经开发了另一种不使用墨粉密度传感器的方法。在这种方法中，输出 图像的点数被计算，以测量消耗的墨粉量，并且根据测量的墨粉量向显影单 元供应墨粉。但是，由于消耗的墨粉量除了随点数而变化，还随显影电压、 温度、湿度和各种其他外界因素而变化，所以在消耗的墨粉量的测量中可能 发生误差。为了解决这个问题，已经开发了另 一种估计显影单元中的墨粉密度的方 法。在中间转印带(ITB)上形成的测试图案被用于测量墨粉密度，测试图案的 光反射(photo-reflectance)被测量，并且使用测量的测试图案的反射来估计显影 单元中的墨粉密度。所述测试图案是形成的允许估计墨粉密度的具有预定的 长度和宽度的墨粉图像。这种方法不需要墨粉密度传感器，并且可根据测试 图案的密度相对精确地控制墨粉密度。但是，当测试图案的密度由于除显影 单元中的墨粉密度的改变之外的温度、湿度、电压或者其他外界因素的改变 而变化时，很难确定原因。因此，即使当显影单元中的墨粉密度不在其设置 范围之外时，显影单元中的墨粉密度也可能被测量为在其设置范围之外。在 这种情况下，用于保持测试图案的密度的墨粉被错误地供应，从而引起墨粉 供应过量或者不足。这可引起另外的问题，诸如，墨粉遗撒、显影剂的泄漏 和显影剂的驱动转距的增加。发明内容本发明提供一种墨粉密度估计方法和设备，其中，由墨粉形成的具有多 个灰度级的测试图案的光反射被测量以测量墨粉密度。以这种方式，可以在 不管温度、湿度或者其他外部因素的情况下精确地估计显影单元中的墨粉密 度。本发明还提供一种墨粉供应方法和设备，其中，尽管测试图案的光反射 随外部因素的改变而变化，但是也可精确地估计墨粉密度以监视墨粉密度的 异常状态。在异常状态下，墨粉被供应并且不会被过多供应或者供应不足， 从而可将墨粉密度保持在统一的水平。根据本发明的一方面，提供了墨粉密度估计方法，包括(a)感测由墨 粉形成的具有多个灰度级的测试图案的光反射；(b)计算根据测试图案的多 个灰度级的光反射的改变率；和(c)基于所述改变率估计墨粉密度。在本发明的以上方面中，所述墨粉密度估计方法还可包括使用墨粉形 成具有多个灰度级的测试图案。此外，步骤(b)可包括基于根据测试图案的多个灰度级的光反射的改 变生成线性方程；和通过使用线性方程的斜率计算所述改变率。在步骤(c)中，通过使用关于与预定光反射对应的墨粉密度的信息来估 计与所述改变率对应的墨粉密度。根据本发明的另一方面，提供一种墨粉供应方法，包括(a)通过使用 消耗的和供应的墨粉量估计墨粉密度；(b)根据在步骤(a)中估计的墨粉密 度是否在设置范围内来感测由墨粉形成的具有多个灰度级的测试图案的光反 射，；(c)基于根据测试图案的多个灰度级的光反射的改变率来估计墨粉密 度；和(d)根据在步骤(c)估计的墨粉密度来供应墨粉。在本发明的以上方面中，所述的墨粉供应方法还可包括(e)当在步骤 (a)估计的墨粉密度在设置范围内时，感测使用墨粉形成的具有预定灰度级 的测试图案的光反射；和才艮据在步骤(e)中感测的光反射和参考值的比较结 果控制墨粉供应，其中，所述参考值是与参考密度对应的具有预定灰度级的
测试图案的光反射。根椐本发明的另一方面，提供一种墨粉密度估计设备，包括传感器， 感测使用墨粉形成的具有多个灰度级的测试图案的光反射；和密度估计单元， 基于根据测试图案的多个灰度级的光反射的改变率来估计墨粉密度。在本发明的以上方面中，所述墨粉密度估计设备还可包括测试图案形 成单元，使用墨粉形成具有多个^1级的测试图案。所述墨粉密度估计设备还可包括存储单元，存储与光反射的预定改变 率对应的墨粉密度的信息，其中，密度估计单元通过使用关于与光反射的改 变率对应的墨粉密度的信息来估计与所述改变率对应的墨粉密度。根据本发明的另一方面，提供一种墨粉供应设备，包括测量单元，测 量消耗的和供应的墨粉量；第一密度估计单元，通过使用测量单元的测量结 果估计墨粉密度；测试图案形成单元，使用墨粉形成具有多个t变级的测试 图案；传感器，感测具有多个灰度级的测试图案的光反射；第二密度估计单 元，基于4艮据测试图案的灰度级的光反射的改变率来估计墨粉密度；和控制 器，根据由第一密度估计单元和第二密度估计单元估计的墨粉密度来控制墨 粉供应。在本发明的以上方面中，测试图案形成单元可使用墨粉形成具有预定灰 度级的测试图案，其中，传感器感测形成的具有预定灰度级的测试图案的光 反射，控制器根据具有预定灰度级的测试图案的光反射与具有预定M级的 与参考密度对应的测试图案的光反射的比较结果来控制墨粉供应。


通过以下结合附图对本发明示例性实施例的详细描述，本发明的以上和其他特点和优点将变得更加清楚，其中图l是根据本发明实施例的电子照相成像设备的示意图；图2是根据本发明实施例的墨粉密度估计设备的框图；图3示出了根据本发明实施例的具有多个灰度级的测试图案；图4A到图4C是图3所示的由CTD传感器测量的具有多个灰度级的测试图案的光反射的曲线图；图5是示出根据墨粉密度的根据图4A到图4C中所示的测试图案的灰度级的CTD传感器的平均输出电压的改变的曲线图6是根据本发明实施例的墨粉密度估计方法的流程图； 图7是根据本发明实施例的墨粉供应设备的框图；图8A是示出根据本发明实施例的根据输出图像的覆盖范围消耗的墨粉 量的曲线图；图8B是示出根据本发明实施例的根据墨粉供应电机的操作时间的供应 的墨粉量的曲线图；图9示出了根据本发明实施例的使用彩色墨粉形成的与预定灰度级对应 的测试图案；图10是根据本发明实施例的与差相应的将被校正的供应的墨粉量的表， 所述差是参考值和与预定灰度级对应的测试图案的光反射之间的差； 图ll是根据本发明实施例的墨粉供应方法的流程图； 图12A是图11所示的操作112的流程图； 图12B是图11所示的操作116的流程图；和 图12C是图11所示的操作119的流程图。
具体实施方式
现在，将参照附图对根据本发明示例性实施例的墨粉密度估计方法和设 备，以及墨粉供应方法和设备进行描述。参照图1对根据本发明实施例的成像设备的系统进行描述。图1是根据 本发明实施例的使用两种组分的显影剂的电子照相成像设备的示意图。图像 信号生成单元IO生成与图像数据相应的图像信号，并将所述图像信号提供给 膝光单元11。曝光单元11根据所迷图像信号将光扫描到感光介质12上，以 形成静电潜像。从墨盒(未示出)为显影单元13供应墨粉，并使用搅拌辊 14和载体辊15来为在感光介质12上形成的静电潜《象供应墨粉，以生成显影 的潜像。转印单元16将显影的潜像转印到中间转印带(ITB)17上。显影的潜 像被从ITB17转印到打印介质，以形成打印的图j象。所述打印的图像在定影 单元18中被定影并从成像设备被排出。CTD传感器19感测在ITB 17上形成的测试图案的光反射。测试图案是 形成的用于估计墨粉密度的墨粉图像片(patch)。光反射包括从测试图案扫描 的光的正常反射和散射反射。CTD传感器是光电装置，其接收从测试图案反 射的光的并将其转换为电能。
感测扫描的光的正常反射的光电装置的输出与测试图案的灰度级值和墨 粉密度成反比。感测扫描的光的嘲L射反射的光电装置的输出与测试困案的灰 度级值和墨粉密度成比例。测试图案的灰度级是被转印为测试图案的墨粉的灰度级。测试图案的灰 度级被表示为与转印的墨粉相应的像素和与测试图案的整个区域相应的全部像素的比率。当墨粉被转印为全部像素时，灰度级值是"完全实心，，，即，100 0/o灰度级。当墨粉被转印为7 5%或者50%的像素时，灰度级值分别是75% 或者50%的灰度级。为了精确地感测关于测试图案的M级值的反射，墨粉 需要#1转印，以允许当形成测试图案时在与的测试图案相应的像素中的用墨 粉转印的像素被均匀分布。现在将对根据本发明实施例的墨粉密度估计方法和设备进行描述。图2示出了根据本发明实施例的使用具有多个灰度级的测试图案的墨粉 密度估计设备。所述墨粉密度估计设备包括测试图案形成单元20、传感器 21、密度估计单元22和存储单元23。测试图案形成单元20使用墨粉形成具有多个灰度级的测试图案。在彩色 成像设备中，可使用一种颜色的墨粉来生成测试图案，或者可使用不同颜色 的墨粉顺序生成测试图案。如上所述，测试图案的灰度级值是测试图案的亮 度的密度，并且其随转印的墨粉量与全部墨粉量的比而变化。例如，测试图 案可以被形成为100% 、 90 % 、 80 % 、 70 % 、 50%和20 %的6个灰度级值。 这是一个便于描述的例子，但也可形成其他不同灰度级的测试图案。所述测 试图案典型地由多个在强度上顺续地增加或者减少的循序渐进的灰度级图案 形成。图3示出了根据本发明实施例的使用墨粉形成的具有多个灰度级的测 试图案。如图3中所示，100%灰度级的测试图案30、 90%灰度级的测试图 案31、 80%灰度级的测试图案32、 70%灰度级的测试图案33、 50%灰度级 的测试图案34和20%灰度级的测试图案35被形成为具有统一的大小和间距。传感器21感测具有多个灰度级的测试图案的光反射。传感器21可包括 CTD传感器或者将光转换为电能的另一光电装置。CTD传感器用光扫描在 ITB 17上形成的测试图案并接收反射光。CTD传感器将接收的光转换为电能， 并才艮据转换的电能输出电压或者电流。因此，所述输出(例如，CTD传感器 的输出电压)随反射的光的强度而不同。图4A到图4C是由CTD传感器测 量的图3所示的具有多个灰度级的测试图案的光反射的曲线图。
用于图4A到图4C的测试图案具有关于6%、 8%和10%墨粉密度的灰 度级。在CTD传感器的感测结果中，测试图案根据灰度级以递减的顺序被排 列。可以看到，CTD传感器的输出电压随时间增加。此外，可以看到，虽然 改变率随墨粉密度而变化，但是CTD传感器的输出电压与测试图案的灰度级 值成反比。这是测量测试图案的正常反射的结果。随着更多的墨粉被转印为 测试图案，扫描的光的正常反射减少，并且随着更少的墨粉被转印为测试闺 案，扫描的光的正常反射增加。因此，当测试图案的灰度级值减小时，转印 的墨粉量减少，从而反射的光的强t变增加，并且CTD传感器的输出电压增 加。此夕卜，相对于测试图案的灰度级值的CTD传感器的输出电压的增加率随 墨粉密度而改变。可以看到，当墨粉密度高时，相对于测试图案的灰度级值 的CTD传感器的输出电压的增加率降4氐。图5是示出按照墨粉密度的^l据测 试图案的灰度级的CTD传感器的平均输出电压的改变的曲线图。所述由三角 形指示的值是在6%的墨粉密度的情况下根据测试图案的灰度级的CTD传感 器的平均输出电压。由长方形和圆形指示的值分别是在8%和10%的墨粉密 度的情况下根据测试图案的灰度级的CTD传感器的平均输出电压。密度估计单元22根据由传感器21感测的测试图案的支变级计算光反射 的改变率，并且通过使用计算的改变率来估计墨粉密度。根据测试图案的灰 度级值的测试图案的光反射的改变可由近似线性方程来表示。如图5中所示， 根据本发明实施例，可获得根据测试图案的灰度级值的CTD传感器的输出电 压的平均值的改变的线性方程。根据本发明实施例，在6%的墨粉密度的情况下，相对于测试图案的灰 度级的CTD传感器的平均输出电压的改变率，即，曲线的斜率是-2.6739;在 8%的墨粉密度的情况下，所述比率是-2.1943;在10%的墨粉密度的情况下， 所述比率是-1.614。由于相对于测试图案的灰度级值的光反射的改变率，也就 是说，相对于测试图案的灰度级值的CTD传感器的平均输出电压的近似线性 方程的斜率随墨粉密度变化，所以可以理解所述斜率与墨粉密度相关。因此， 通过考虑斜率与墨粉密度之间的关系，可以从相对于图案的灰度级值的光反 射的改变率来估计墨粉密度。在示例性实施例中，关于与相对于测试图案的灰度级的M射的改变率 对应的墨粉密度的信息可被预先设置，并且可从通过使用关于与相对于测试
图案的灰度级的光反射的改变率对应的墨粉密度的信息计算的相对于测试图 案的灰度级的光反射的改变率来估计墨粉密度。所述关于与相对于测试图案 的灰度级的光反射的改变率对应的墨粉密度的信息可以以查询表的形式被存 储在存储器中。存储单元23存储关于估计的墨粉密度的信息。因此，当在成像设备中第 一次安装或者替换显影单元13时，或者在显影单元13被停用并lSt^被再次 操作之后，可通过使用存储在存储单元23中的关于墨粉密度的信息来设置当 前墨粉密度。因此，优选地，存储单元23被构造为与显影单元13—体。此外，存储单元可存储关于与相对于测试图案的灰度级的光反射的改变 率对应的墨粉密度的信息。此外，存储单元23可通过使用存储的测试图案的 密度和计算的相对于测试图案的光反射的改变率来校正关于与相对于测试图 案的灰度级的光反射的改变率对应的墨粉密度的信息。更具体地说，当显影 单元13被安装在成像设备上时，生成具有多个灰度级的测试图案，感测出具 有多个灰度级的测试图案的光反射，并计算与相对于测试图案的灰度级对应 的光反射的改变率。通过使用关于与相对于测试图案的灰度级的光反射的改 变率对应的墨粉密度的信息来从光反射的改变率估计当前墨粉密度。当估计 的墨粉密度和存储在存储单元23中的墨粉密度之间的差不属于允许的误差 范围内时，校正关于与相对于测试图案的灰度级的光反射的改变率对应的墨 粉密度的信息，以允许所述墨粉密度等于存储的从计算的光反射的改变率来 估计等于存储的墨粉密度的墨粉密度。当显影单元13第一次被安装在成像设备上时，或者当显影单元13被替 换并且第一次被安装在另一成像设备上时，具体说，在未使用的显影剂的情 况下，由于显影剂中的墨粉密度被保持在被制造时的参考密度，所以存储在 存储单元23中的关于墨粉密度的信息是准确的。因此，可以校正关于与相对 于图像的灰度级级的光反射的改变率对应的墨粉密度的信息，从而从计算的 光反射的改变率估计存储在存储单元23中的墨粉密度。结果，当连续估计墨 粉密度时，可获得可靠的估计的墨粉密度。现在将对才艮据本发明实施例的墨粉密度估计方法进行描述。图6是根据 本发明实施例的使用与灰度级相应的测试图案的墨粉密度估计方法的流程 图。在操作60中，墨粉密度估计设备通过使用墨粉形成具有多个灰度级的测
试图案。测试图案的灰度级和灰度级的数量可以以各种方式被确定。在操作61中，墨粉密度估计设^f吏用光扫描与^1^4目应的测试图案， 接收扫描的光的反射光，并根据反射光的强度输出电压。在搡作62中，墨粉密度估计设备生成表示相对于测试图案的灰度级值的 输出电压的改变的线性方程，并通过计算线性方程的斜率来计算相对于测试 图案的灰度级值的输出电压的改变率。在操作63中，墨粉密度估计设备确定显影单元是否第一次安装在成像设备中。当确定第一次安装显影单元时，在操作64中，通过使用存储的墨粉密 度和计算的线性方程的斜率来校正关于与相对于测试图案的预定灰度级值的输出电压改变率相应的墨粉密度对应的信息。当确定不是第一次安装显影单元时，在操作65中，通过使用关于与相对 于测试图案的预定灰度级值的输出电压的改变率对应的墨粉密度的信息从计 算的改变率来估计墨4分密度。在操作66中，墨粉密度估计设备将估计的墨粉密度的值存储在供应墨粉 的显影单元中设置的存储介质中。在根据本发明实施例的其他墨粉密度估计方法和设备中，通过考虑到以 下的问题，即，尽管与测试图案的光反射对应的CTD传感器的测量的输出电 压可能不同，但是对于每个测试图案而言，CTD传感器的输出电压的改变范 围是基本相同的，所以从相对于测试图案的灰度级的光反射的改变率来估计 墨粉密度。因此，在本发明的实施例中，不是直接从测试图案的光反射来估 计墨粉密度，而是相对地^M目对于测试图案的灰度级的光^^射的改变率来估 计墨粉密度。结果，可以不考虑温度、湿度或者其他外界因素的改变的影响， 精确地测量显影单元中的墨粉密度。现在将对才艮据本发明实施例的墨粉供应设备和方法进行描述。图7是示出根据本发明实施例的墨粉供应设备的框图。墨粉供应设备包 括测量单元70、测试图案形成单元71、传感器72、第一密度估计单元73、 第二密度估计单元74、控制器75、存储单元76和计数器77。测量单元70测量消耗的墨粉量和供应的墨粉量。4艮据本发明的实施例， 测量单元70计算输入图像的点数，并基于该点数计算图像的覆盖范围，以测 量输出图像消耗的墨粉量。图像的覆盖范围是输出图像的点数与整个打印纸 的点数的比率。优选地，测量单元70预先存储整个打印纸的点数和根据墨粉
颜色根据输出图像的覆盖范围消耗的墨粉量。图8A是示出根据本发明实施例的根据输出图像的覆盖范围消耗的墨粉 量的曲线图。如图8A所示，根据输出图像的覆盖范围消耗的墨粉量线性增 加，并且与墨粉的颜色对应的根据榆出图像的覆盖范围消耗的墨粉量的增长 率彼此不同。当输出彩色图像时，测量单元70基于点数来计算相应于输出图 像的颜色的点数和所述图像的覆盖范围，以根据计算的覆盖范围来测量相应 于颜色的消耗的墨粉量。此外，测量单元70可根据墨粉供应电机的操作时间来计算供应的墨粉墨粉量的曲线图。优选地，测量单元70预先存储根据墨粉供应电机的操作时 间的供应的墨粉量。第一密度估计单元73通过使用由测量单元70测量的消耗和供应的墨粉 的测量的量来估计墨粉密度。关于两种组分的显影剂，显影单元中的栽体 (carrier)的量是恒定的。因此，通过使用所述消耗的和供应的墨粉量可以估 计显影单元中的墨粉密度。根据输出图像的覆盖范围的消耗的墨粉量和根据墨粉供应电机的操作时 间的供应的墨粉量可以随温度、湿度或者其他外界因素而变化。在这种情况 下，如果基于根据上述方法估计的墨粉密度来供应墨粉，则随着成像设备的 输出纸张的数量的增加，消耗的和供应的墨粉量的测量误差积累，从而墨粉 密度可能不在设置的范围内。因此，在排出预定数量的纸张之后，测量误差 需要通过使用实际测试图案来调整或者补偿。测试图案形成单元71与传感器72和第二密度估计单元74生成具有灰度 级的测试图案，使用测试图案估计墨粉密度以基于估计的结果补偿测量误差。 当在异常状态下第一密度估计单元73估计的墨粉密度超出预定设置范围时， 具有多个灰度级的测试图案可精确地估计墨粉密度。因此，尽管墨粉密度处 于异常状态，但是墨粉没有被过多地供应或者供应不足，而是被保持在统一 水平。测试图案形成单元71使用墨粉形成具有预定灰度级的测试困案和具有 多个灰度级的测试图案。优选地，测试图案的灰度级被预先设置。图9示出 了顺续地具有黄90、品红92、青94和黑96的预定灰度级的测试图案。在根 据本发明实施例的彩色成像设备中，当测试图案形成单元71形成与预定灰度
级对应的测试图案时， 一次性形成与根据全彩色的预定灰度级对应的测试團案。然而，其他^^改也是可行的，并且测试图案的灰度级值也可被设置在0 %到100%的范围内。当第一密度估计单元73估计的墨粉密度不在设置范围中时，测试图案形 成单元71形成具有多个灰度级的测试图案。根据图3中所示的本发明实施例 形成所述具有多个灰度级的测试图案。具有多个灰度级的测试图案与上迷墨 粉密度估计设备的测试图案相同，因此，省略具体描述。传感器72感测具有多个灰度级的测试图案的光反射。测试图案的光反射 可由光电驱动器(诸如，CTD传感器)感测。传感器21还感测与预定的灰度级 对应的测试图案的光反射。在感测到与根据颜色的预定的灰度级对应的测试 图案的情况下，产生与才艮据颜色的光反射对应的电压。另一方面，在感测到 与一种颜色的灰度级对应的测试图案的情况下，产生与根据测试图案的灰度 级的光反射对应的电压。第二密度估计单元74通过使用从根据灰度级感测测试图案的CTD传感 器产生的输出电压来估计墨粉密度。第二密度估计单元74执行的墨粉估计方 法与上述墨粉密度估计设备的密度估计单元22执行的方法相似，因此，省略 具体描述。控制器75根据第一密度估计单元73和第二密度估计单元74估计的墨粉 密度来控制墨粉供应。当第一密度估计单元73估计的墨粉密度在设置范围内 时，控制器75根据第一密度估计单元73估计的墨粉密度控制墨粉供应。当 第一密度估计单元估计的墨粉密度不在设置范围内时，控制器75根据第二密 度估计单元74估计的墨粉密度控制墨粉供应。根据本发明实施例，控制器75如下执行使用第一密度估计单元73估计 的墨粉密度的墨粉供应方法。当第一密度估计单元73估计的墨粉密度在设置 范围内时，控制器75控制墨粉供应，以使与测量单元70测量的消耗的墨粉 量相等的墨粉量净皮供应给显影单元，从而使显影单元中的墨粉密度保持在统 一水平。更具体地说，控制器75根据测量单元70测量的墨粉供应电机的操 作时间来控制墨粉供应，以使与消耗的墨粉量相等的墨粉量被供应给显影单 元。根据本发明实施例，当第一密度估计单元73估计的墨粉密度不在设置范 围内而是在异常状态下时，控制器75根据第二密度估计单元74估计的墨粉
密度如下控制墨粉供应。当第一密度估计单元73估计的墨粉密度不在设置范围内时，第二密度估 计单元74再次估计墨粉密度。作为由第二密度估计单元74估计墨粉密度的 结果，当确定墨粉密度在设置范围内时，由于温度、湿度、带电电压(chargingvoltage)、偏压或者其他外界因素导致输出图像中的密度的改变，但是显彰单 元13中的实际墨粉密度没有改变。在这种情况下，作为第二密度估计单元 74估计的墨粉密度的结果，估计显影单元中的墨粉密度在设置范围内。因此， 可供应与测量单元70测量的消耗的墨粉量相等的墨粉量。换句话说，异常状 态下的墨粉供应可通过^f吏用与正常状态下相同的方法来控制。但是，当第二密度估计单元74估计的墨粉密度不在设置范围内时，外界 因素引起了显影单元13中实际墨粉密度的改变。因此，在这种情况下，需要 控制墨粉供应，以将显影单元中的墨粉密度保持在设置范围内。当第二密度 估计单元74估计的墨粉密度高出或者超出设置范围时，控制以停止墨粉供应 直到墨粉密度处于设置范围之内。当第二密度估计单元74估计的墨粉密度少 于或者低于设置范围时，执行墨粉供应直到墨粉密度处于设置范围内。此外， 不输出图像直到墨粉密度处于设置范围内，并且只有在墨粉密度在设置范围 内时才输出图像，从而可形成统一密度的图像。在根据本发明实施例的墨粉供应设备和方法中，没有使用墨粉密度传感 器，而是使用消耗的和供应的墨粉量来估计墨粉密度。当估计的墨粉密度处 于异常状态时，生成根据灰度级的测试图案，并且可在不受外界因素干扰的 情况下通过测试图案精确地估计墨粉密度。因此，即使在异常状态下，也可 精确地供应墨粉，从而在不脱离设置范围的情况下将墨粉密度保持在统一的 水平。因此，可避免诸如显影单元中的墨粉遗撒、显影剂的泄漏和显影剂的 驱动转距的增加的问题。然而，即使当确定第一密度估计单元73估计的墨粉密度在设置范围内 时，在测量消耗的和供应的墨粉量时也可发生误差。在根据本发明实施例的 墨粉供应设备中，在输出预定数量的纸张之后，生成与预定灰度级对应的测 试图案以补偿测量单元70的测量误差。现在描述控制器75执行的使用与预定灰度级对应的测试图案补偿测量 单元70的测量误差的方法。控制器75基于与预定灰度级对应的测试图案(以下称为用于校正的测试
图案)的光反射与参考值的比较结果来控制墨粉供应。所述参考值是根振预 定参考墨粉密度的用于校正的测试图案的光反射。根据本发明实施例，控制器75计算感测到的光反射和参考值之间的差。控制器75通过使用关于与所 述差对应的供应的墨粉量的信息根据计算的差来控制墨粉供应。例如，当用于校正的测试图案的光反射被CTD传感器感测到时，由于用 于校正的测试图案的灰度级是统一的，所以用于校正的测试图案的光反射随 用于形成用于校正的测试图案的墨粉密度而变化。更具体地说，当感测到用 于校正的测试图案的正常光反射时，CTD传感器的输出电压与墨粉密度成反 比。当感测到用于校正的测试图案的异常光反射时，CTD传感器的输出电压 与墨粉密度成比例。作为本发明实施例的示例，描述了使用CTD传感器感测用于校正的测试 图案的正常光反射的情况。当感测到用于校正的测试图案的正常光反射时， 正常反射的光的强度随附着到测试图案的墨粉量的增加而减少，从而输出电 压较低。例如，在参考墨粉密度为9%并且对于从与参考密度对应的墨粉形 成的具有灰度级70。/。的测试图案CTD传感器的输出电压为1V的情况下，当 对于具有灰度级70。/。的测试图案CTD传感器的输出电压高于1V时，用于生 成测试图案的墨粉密度低于参考密度9%。当对于具有灰度级70%的测试闺 案CTD传感器的输出电压低于IV时，用于生成测试图案的墨粉密度高于参 考密度9%。当感测用于校正的测试图案的结果与参考值(即，感测参考密 度的结果)不同时，在参考密度与显影单元中的墨粉密度之间存在差别。因 此，控制器75控制墨粉供应以补偿测量误差。由此，控制器75可将显影单 元中的墨粉密度保持在参考密度。根据本发明实施例，控制器75根据与预先存储的参考值的差来控制CTD 传感器的输出电压与供应的墨粉量之间的对应关系。接下来，控制器75计算 参考值(即，与参考密度对应的CTD传感器的输出电压)与传感器72感测 的对于用于校正的测试图案的CTD传感器的输出电压之间的差，并且根据与 计算的差对应的供应的墨粉量来控制显影单元的墨粉供应。图IO是根据本发 明实施例的根据用于校正的测试图案的光反射和参考值控制的供应的墨粉量 的表。标注为"索引IDX，，的左侧的列列出了用于校正的测试图案的光反射 与参考值之间的差。标注为"添加的墨粉供应时间"的右侧的列列出了墨粉 供应电机的操作时间，即，根据颜色随用于校正的测试图案的光反射和参考
值之间的差而变化的墨粉供应时间。当索引IDX的值为正时，对于用于校正的测试图案的CTD传感器的输 出电压高于参考值，从而墨粉密度低于参考密度。因此，墨粉供应电机的操 作时间增加，从而将墨粉密度增加至参考密度。另一方面，当索引IDX的值 为负时，墨粉密度高于参考密度。因此，墨粉供应电机的操作时间减少，从 而将墨粉密度减少至参考密度。所述对应关系作为表被存储在存储器等中。 通过使用存储的对应关系并根据用于校正的测试图案的光反射和参考值之间 的差来控制墨粉供应电机的操作时间，以补偿墨粉密度的测量误差。当第一密度估计单元73估计的墨粉密度在设置范围内时，存储单元76 存储由第一密度估计单元73估计的墨粉密度。当第一密度估计单元73估计 的墨粉密度不在设置范围内时，存储单元76存储由第二密度估计单元74估 计的墨粉密度。此外，存储单元76可存储第二密度估计单元74使用的关于 与根据测试图案的灰度级的光反射的改变率对应的墨粉密度的信息。根椐本 发明实施例，当在成像设备上第一次安装或者替换并新安装显影单元时,第 一密度估计单元73通过使用存储在存储单元76中的关于墨粉密度的信息来 设置当前墨粉密度，并且允许通过使用设置的墨粉密度和由测量单元70测量 的消耗的和提供的墨粉量来更加精确地估计墨粉供应设备的墨粉密度。此外，当在成像设备上第 一次安装显影单元时，存储单元76优选地通过 使用存储的墨粉密度和由第二密度估计单元74计算的光反射的改变率来校 正关于与根据测试图案的灰度级的光反射的改变率对应的墨粉密度的信息。计数器77对从成像设备输出的纸张数量进行计数。当输出的纸张数量到 达预定值时，测试图案形成单元71形成用于校正的测试图案，传感器72感 测用于校正的测试图案的光反射。控制器75通过根据感测的用于校正的测试 图案的光反射与参考值的比较结果补偿测量单元70的测量误差来控制墨粉 供应。现在将参照图11、图12A到图12C来描述根据本发明实施例的墨粉供应 方法。图11是才艮据本发明实施例的墨粉供应方法的流程图。图12A到图12C 是图11所示的墨粉供应方法的操作流程图。在操作110，存储在显影单元的存储介质中的墨粉密度被设置为当前墨 粉密度。当不是第一次安装显影单元时，步骤进4亍到操作111。在操作111，墨粉供应设备输出图像并对输出纸张的数量进行计数。 在操作112,墨粉供应设备使用消耗的墨粉量来估计墨粉密度。图12A 是操作112的流程图，其中，通过使用消耗的墨粉量来估计墨粉密度。在操作124，墨粉供应设备对输出图像的点数进行计数，并在操作125， 通过使用计算的点数来测量消耗的墨粉量。当输出图像是彩色图像时，对每 种颜色的点数进行计数，并且测量每种颜色消耗的墨粉量。如上所述，在根 据本发明实施例的墨粉供应设备中，对输出图像的点数进行计数，并基于所 述点数计算图像的覆盖范围，以测量输出图像消耗的墨粉量。图像的覆盖范 围是输出图像的点数与整个打印纸的点数的比。如图9A所示，图像的覆盖 范围和消耗的墨粉量之间的关系可由线性方程来表示。墨粉供应设备可基于 通过使用线性方程计算的输出图像的覆盖范围来测量消耗的墨粉量。在操作126，墨粉供应设备使用测量的消耗的墨粉量来估计墨粉密度。 因为显影单元中的载体的量通常是恒定的，所以可通过使用消耗的墨粉量来 估计改变的墨粉密度。在操作113，墨粉供应设备确定在操作112估计的墨粉密M否在设置范 围内。所述设置范围是保持墨粉以在成像设备中形成图像的密度的范围。设 置范围可以根据墨粉的种类和成像设备的种类被不同地设置。当在操作113中确定墨粉密度在设置范围内时，在操作114,墨粉供应设 备驱动墨粉供应电机以向显影单元供应与在操作112测量的墨粉量相等的墨 粉量。在根据本发明实施例的墨粉供应方法中，控制墨粉供应电机的操作时 间，从而可容易地控制供应的墨粉量。如图9B所示，墨粉供应电机的操作时 间与供应的墨粉量之间的关系可由线性方程表示。墨粉供应设备根据使用线 性方程测量的消耗的墨粉量来设置墨粉供应电机的操作时间，并且驱动墨粉 供应电机设置的操作时间，从而可提供与测量的墨粉量相等的墨粉量。在操作115，墨粉供应设备确定在操作111计数的输出纸张的数量是否达 到了预定的纸张数量。预定的纸张数量可由用户来设置。预定的纸张数量被 用于通过使用与预定灰度级对应的测试图案根据预定的纸张数量来补偿供应 的墨粉量。当输出的纸张数量没有达到预定的纸张数量时，步骤i^A到操作 117，以确定是否继续输出图j象。当输出的纸张数量已经达到预定的纸张数量时，在操作116,墨粉供应设备通过使用使用墨粉形成的具有预定灰度级的 测试图案来控制墨粉供应。图12B是操作116的流程图，其中，通过使用使用墨粉形成的具有预定
灰度级的测试图案来控制墨粉供应。在搡作127，墨粉供应设备使用墨粉形成具有预定灰度级的测试图案， 并感测所述测试图案的光反射。在搡作128，墨粉供应设备将感测到的光反射与参考值(即，使用真有 参考密度的墨粉形成的用于校正的测试图案的光反射)进行比较。所述光反 射包括正常反射和散射反射。可通过使用接收反射的光并将接收的反射的光 转换为电能的CTD传感器来感测光反射。在操作110，设置参考值。例如， 在CTD传感器感测到测试图案的光反射的情况下，感测到的光反射是对于用 于校正的测试图案的CTD传感器的输出电压。使用具有参考密度的墨粉形成 的用于校正的测试图案的光反射是对于使用具有参考密度的墨粉形成的用于 校正的测试图案的CTD传感器的输出电压。在操作129，墨粉供应设备使用操作128的比较结果补偿供应的墨粉量。 根据本发明实施例，墨粉供应设备计算在操作128感测的光反射与参考值之 间的差。在操作129,墨粉供应设备通过使用关于与和预先设置的参考值的 差对应的供应的墨粉量的信息根据计算的与参考值的差来控制墨粉供应。如 上所述，图IO示出了根据本发明实施例的根据与参考值的差校正的墨粉供应 电机的操作时间的表，以根据用于校正的测试图案的光反射与参考值之间的 差控制墨粉供应。在根据本发明实施例的墨粉供应方法中，关于相应于与参 考值的差的供应的墨粉量的信息(如图10中所示的表)被存储在存储器等中。 通过使用存储的信息根据相应于在操作128计算的与参考值的差的供应的墨 粉量来控制墨粉供应电机的操作时间，以将墨粉密度保持在参考密度。在操作116完成墨粉供应的控制之后，在操作117确定是否继续输出图 像。在继续输出图像的情况下，步骤进行到操作111以输出下一图像并对输 出纸张的数量进行计数。在停止输出图像的情况下，在操作118，墨粉供应 设备将估计的当前墨粉密度存储在显影单元中的存储介质中，并停止输出图 像。现在将描述在操作113估计的墨粉密度被确定为不在设置范围的情况。 在这种情况下，在操作119，墨粉供应设备通过使用具有多个灰度级的测试 图案再次估计墨粉密度。为了确定显影单元中的实际墨粉密度是否改变，操 作119被执行以通过使用具有多个灰度级的测试图案更加精确地估计显影单 元中的墨粉密度。在使用操作112的墨粉密度估计方法中，即使当显影单元 中的墨粉密度没有改变时，图像的密度也会随温度、湿度或者各种其他外界 因素的变化而变化，从而不能精确地估计显影单元中的墨粉密度。然而，在使用搡作119的墨粉密度估计方法中，可不考虑外界因素的改变而精确测量 显影单元中的墨粉密度。图12C是操作119的流程图，其中，使用使用墨粉形成的具有多个灰度 级的测试图案估计墨粉密度。在操作130,墨粉供应设备使用墨粉形成具有多个灰度级的测试图案， 并感测测试图案的光反射。根据本发明实施例，墨粉供应设备用光扫描具有 多个灰度级的测试图案，接收反射的光，并根据反射的光的强度输出电压， 从而可感测测试图案的光反射。在操作131，墨粉供应设备计算根据测试图案的灰度级的光反射的改变 率。根据本发明实施例，墨粉供应设备可生成根据测试图案的灰度级的输出 电压的改变的线性方程，并通过使用所述线性方程的斜率来计算根据测试图 案的灰度级的光反射的改变率。在操作132，墨粉供应设备根据计算的改变率来估计墨粉密度。根据本 发明实施例，在操作131，生成根据测试图案的灰度级的输出电压的改变的 线性方程。当通过所述线性方程的斜率计算光反射的改变率时，在操作132， 可通过使用关于根据预定测试图案的灰度级的光反射的改变率的与输出电压 的斜率对应的墨粉密度的信息，基于在操作131计算的改变率来估计墨粉密 度。操作130和操作131与根据图6所示的前述实施例的墨粉密度估计方法 相似，因此，省略对其的详细描述。在操作120，确定在操作119估计的墨粉密度是否在设置范围内。当估 计的墨粉密度在设置范围内时，显影单元中的墨粉密度处于正常状态，并且 步骤进行到操作114,从而通过现有方法供应墨粉。另一方面，当确定估计 的墨粉密度不在设置范围内时，根据在操作119估计的墨粉密度来控制墨粉 供应。在操作121，确定估计的墨粉密度是高于还是低于设置的范围。当估计 的墨粉密度高于设置范围时，在操作122，墨粉供应设备停止墨粉供应直到 显影单元中的墨粉密度处于设置范围内。另一方面，当确定估计的墨粉密度 低于设置范围时，在操作123,墨粉供应设备供应墨粉直到显影单元中的墨
粉密度处于设置范围内。在操作122和操作123中控制墨粉供应以将显影单元中的墨粉密度保持 在设置范围内之后，墨粉供应设备进行到确定是否继续输出图像的操作。作 为比较结果，停止或者继续图像的输出。在根据本发明的墨粉密度估计方法和设备中，由于不是直接从光反射而 是从光反射的改变率来估计墨粉密度，所以即使在光反射的测量值随温度、 湿度、带电电压或者其他外界因素的改变而变化的情况下也可以精确地估计 墨粉密度。此外，在根据本发明的墨粉供应方法和设备中，由于通过使用测试图案 的光反射的改变率精确地估计墨粉密度，所以可以监视测试图案的光反射随 外界因素变化的异常状态，并且即4吏在异常状态下也可防止过多供应墨粉或 者墨粉供应不足，从而可将墨粉密度保持在统一的水平。此外，在根据本发明的墨粉供应方法和设备中，由于通过使用具有预定 灰度级的测试图案来补偿消耗的和供应的墨粉量，所以可在不管异常状态的 情况下将墨粉密度保持在统一的水平。尽管已经参照本发明示例性实施例详细示出和描述了本发明，但是本领 域技术人员应当理解，在不脱离由权利要求限定的本发明的精神和范围的情 况下，可在形式和细节上做出各种改变。所述示例性实施例应当仅在描迷性 意义上被考虑，而非限定的目的。因此，本发明的范围不是由本发明的具体 描述来限定而是由权利要求限定，并且在所述范围内的所有不同都将被解释 为包括在本发明内。
权利要求
1、一种估计成像设备的显影单元上的墨粉的墨粉密度的墨粉密度估计方法，包括(a)感测在显影单元表面上的由墨粉形成的具有多个灰度级的测试图案的光反射；(b)计算根据测试图案的多个灰度级的光反射的改变率；和(c)基于所述改变率估计墨粉密度。
2、 如权利要求1所述的墨粉密度估计方法，其中，在显影单元的中间转 印带上形成所述多个灰度级。
3、 如权利要求1所述的墨粉密度估计方法，还包括使用墨粉形成具有多 个灰度级的测试图案。
4、 如权利要求1所述的墨粉密度估计方法，其中，步骤(b)包括 生成根据测试图案的多个灰度级的所述光反射的改变的线性方程；和 通过使用线性方程的斜率计算所述改变率。
5、 如权利要求1所述的墨粉密度估计方法，其中，在步骤(c)中，通 过使用与预定光反射对应的墨粉密度的信息来估计与所述改变率对应的墨粉 密度。
6、 如权利要求5所述的墨粉密度估计方法，还包括在供应墨粉的显影 单元中设置的存储介质中存储墨粉密度的信息。
7、 如权利要求6所述的墨粉密度估计方法，其中，与光反射的改变率对 应的墨粉密度的信息被存储在所述存储介质中。
8、 如权利要求6所述的墨粉密度估计方法，还包括通过使用存储的墨 粉密度和计算的改变率来校正关于与光反射的改变率对应的墨粉密度的信 息。
9、 一种墨粉供应方法，包括(a )通过使用消耗的和供应的墨粉量估计成像设备的显影单元上的墨粉密度；(b)根据在步骤(a)中估计的墨粉密度是否在设置范围内来感测由墨 粉形成的具有多个灰度级的测试图案的光反射，其中，在显影单元的表面上 形成所述多个灰度级；(C)基于根据测试图案的多个灰度级的光反射的改变率来估计墨粉密度；和(d) 根据在步骤(c)估计的墨粉密度来供应墨粉。
10、 如权利要求9所述的墨粉供应方法，还包括当在步骤(a)中估计 的墨粉密度在设置范围内时，在显影单元中设置的存储介质中存储关于在步 骤(a)中估计的墨粉密度的信息，和当在步骤(c)中估计的墨粉密度在设 置范围内时，在所述存储介质中存储关于在步骤(c)中估计的墨粉密度的信 息。
11、 如权利要求IO所述的墨粉供应方法，还包括通过使用存储的墨粉 密度的信息设置当前墨粉密度。
12、 如权利要求9所述的墨粉供应方法，还包括(e) 当在步骤(a)中估计的墨粉密度在设置范围内时，感测使用墨粉 形成的具有预定灰度级的测试图案的光反射；和根据所述光反射和参考值的比较结果控制墨粉供应， 其中，所述参考值是与参考密度对应的具有预定灰度级的测试图案的光 反射。
13、 如权利要求12所述的墨粉供应方法，还包括(f) 计算感测的光反射和参考值之间的差；和通过使用对应于与参考值的差的供应的墨粉量的信息根据所述差来控制 墨粉供应。
14、 一种其上实施有一种用于估计成像设备的显影单元上的墨粉的墨粉 密度的墨粉密度估计方法的程序的计算机可读记录介质，所述方法包括(a )感测在显影单元表面上的由墨粉形成的具有多个灰度级的测试图案 的光反射；(b) 计算根据测试图案的多个灰度级的光反射的改变率；和(c) 基于所述改变率估计墨粉密度。
15、 一种墨粉密度估计设备，包括传感器，感测由墨粉形成的具有多个灰度级的测试图案的光反射，其中， 所述测试图案在成l象设备的显影单元表面上形成；和密度估计单元，基于根据测试图案的多个灰度级的光反射的改变率来估 计墨粉密度。
16、 如权利要求15所述的墨粉密度估计设备，还包括测试图案形成单 元，由墨粉形成具有多个灰度级的测试图案。
17、 如权利要求15所述的墨粉密度估计设备，还包括存储单元，存储 与光反射的预定改变率对应的墨粉密度的信息，其中，密度估计单元通过使用与光反射的改变率对应的墨粉密度的信息 估计与所述改变率对应的墨粉密度。
18、 如权利要求17所述的墨粉密度估计设备，其中，存储单元被设置在被供应墨粉的显影单元中，和 其中，存储单元存储估计的墨粉密度并通过使用存储的关于墨粉密度的 信息和计算的改变率来校正与光反射的改变率对应的墨粉密度的信息。
19、 一种墨粉供应"i殳备，包括 测量单元，测量消耗的和供应的墨粉量；第一密度估计单元，通过使用测量单元的测量结果估计墨粉密度；测试图案形成单元，使用墨粉形成具有多个灰度级的测试图案，其中， 在成像设备的显影单元的表面上形成测试图案；传感器，感测具有多个灰度级的测试图案的光反射；第二密度估计单元，基于根据测试图案的灰度级的光反射的改变率来估 计墨粉密度；和控制器，根据由第一密度估计单元和第二密度估计单元估计的墨粉密度 来控制墨粉供应。
20、 如权利要求19所述的墨粉供应设备，其中，当第一密度估计单元估计的墨粉密度在设置范围内时，控制器根 据由笫一密度估计单元估计的墨粉密度控制墨粉供应，和其中，当由第一密度估计单元估计的墨粉密度不在设置范围内时，控制 器根据第二密度估计单元估计的墨粉密度控制墨粉供应。
21、 如权利要求19所述的墨粉供应设备，其中，测试图案形成单元通过墨粉形成具有预定灰度级的测试图案， 其中，传感器感测形成的具有预定灰度级的测试图案的光反射，和 其中，控制器根据感测到的具有预定灰度级的测试图案的光反射与具有 预定灰度级的与参考密度对应的测试图案的光反射的比较结果来控制墨粉供应。
全文摘要
提供一种用于两种组分的显影剂的墨粉密度估计方法。所述墨粉密度估计方法包括感测使用墨粉形成的具有多个灰度级的测试图案的光反射；计算根据测试图案的灰度级的光反射的改变率；和基于所述改变率估计墨粉密度。因此，可以在不管温度、湿度或者其他外界因素改变的影响的情况下精确地估计墨粉密度。
文档编号G03G15/00GK101118402SQ20071008610
公开日2008年2月6日 申请日期2007年3月1日 优先权日2006年7月31日
发明者安明国, 辛圭铁 申请人:三星电子株式会社