图像浓度控制装置和图像形成装置的制作方法

专利名称：图像浓度控制装置和图像形成装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种图像浓度控制装置和图像形成装置。
背景技术：
已知这样一种图像形成装置即，其利用漫反射型的浓度检测 传感器和正反射型的浓度检测传感器检测浓度检测图案的浓度并且 基于检测结果来控制图像形成条件(例如参考日本未经审査已公开
的专利申请No.2000-258966)。
在这种图像形成装置中，当在图像载体上形成浓度检测图案并 且利用漫反射型的浓度检测传感器和正反射型的浓度检测传感器检 测该浓度检测图案的浓度时，基于由正反射型的浓度检测传感器检 测到的图像载体表面的检测值来控制由漫反射型的浓度检测传感器 检测到的浓度检测图案的浓度的检测值从而控制图像形成条件。

发明内容
本发明的目的是提供这样一种图像浓度控制装置和图像形成装 置，当图像载体的表面的反射率发生经时变化时，与未应用本发明 的构造的情况相比，所述图像浓度控制装置和图像形成装置能够形 成较高质量的图像。
本发明的一方面提供了下述图像浓度控制装置和图像形成装置 以实现上述目的。根据本发明的一方面，提供一种图像浓度控制装置，包括 第一检测单元，其检测第一正反射光的光量，其中当将光照射到图 像载体的表面上没有图像的部分上时从所述图像载体的表面反射所 述第一正反射光；第二检测单元，其检测第一漫反射光的光量，其中当将光照射到图像载体的表面上的图像上时从所述图像载体的表 面上的所述图像反射所述第一漫反射光，并且所述图像由图像形成 单元形成；表面变化信息获取单元，其获取表示所述图像载体的表 面的反射率的经时变化的表面变化信息；以及控制单元，其利用所 述表面变化信息将所述第一正反射光的光量校正为第二正反射光的 光量，并且利用所述第一漫反射光的光量和所述第二正反射光的光 量来控制在所述图像载体上形成的图像的浓度。在根据第[1]项所述的图像浓度控制装置中，所述第二检测单 元可检测第二漫反射光的光量，其中当将光照射到所述图像载体的 表面上没有图像的部分上时从所述图像载体的表面反射所述第二漫 反射光，并且所述表面变化信息获取单元根据所述第二漫反射光的 光量获取所述表面变化信息。在根据第[1]项所述的图像浓度控制装置中，所述表面变化信 息获取单元可根据所述图像载体的操作历史信息获取所述表面变化
信息，其中所述图像载体的操作历史信息与当所述图像形成单元在 所述图像载体上形成图像时所述图像载体的操作有关。在根据第[1]项所述的图像浓度控制装置中，所述表面变化信 息获取单元可根据与对所述图像载体进行的清洁有关的清洁历史信
息获取所述表面变化信息。在根据第[1]项所述的图像浓度控制装置中，所述表面变化信 息获取单元可根据着色剂(colorant)使用历史信息获取所述表面变 化信息，其中所述着色剂使用历史信息与当所述图像形成单元在所 述图像载体上形成图像时的着色剂使用有关。根据第[1]项所述的图像浓度控制装置可包括灵敏度变化信 息获取单元，其获取灵敏度变化信息，其中所述灵敏度变化信息表 示当所述第一检测单元检测所述第一正反射光的光量和所述第二检 测单元检测所述第一漫反射光的光量时的检测灵敏度的经时变化， 其中，所述控制单元根据所述灵敏度变化信息校正所述第一正反射 光的光量、或所述第一漫反射光的光量、或所述图像的浓度目标值。在根据第[6]项所述的图像浓度控制装置中，所述灵敏度变化信息获取单元可根据与所述第一检测单元的污染和所述第二检测单 元的污染有关的污染信息获取所述灵敏度变化信息。在根据第[6]项所述的图像浓度控制装置中，所述第一检测单 元和所述第二检测单元可包括开闭操作机构，所述开闭操作机构布 置在所述图像载体与下述检测表面之间g卩，所述第一检测单元和 所述第二检测单元用于检测反射光的检测表面，并且所述灵敏度变 化信息获取单元根据与所述开闭操作机构所进行的开闭操作有关的 开闭操作历史信息获取所述灵敏度变化信息。在根据第[6]项所述的图像浓度控制装置中，所述第一检测单 元和所述第二检测单元可包括清洁机构，所述清洁机构清洁所述第 一检测单元和所述第二检测单元用于检测反射光的检测表面，并且 所述灵敏度变化信息获取单元根据与所述清洁机构有关的清洁机构 历史信息获取所述灵敏度变化信息。根据本发明的一方面，提供一种图像形成装置，包括图 像载体，其承载图像；图像形成单元，其在所述图像载体上形成图 像；第一检测单元，其检测第一正反射光的光量，其中当将光照射
到图像载体的表面上没有图像的部分上时从所述图像载体的表面反
射所述第一正反射光；第二检测单元，其检测第一漫反射光的光量， 其中当将光照射到所述图像载体的表面上的图像上时从所述图像载 体的表面上的所述图像反射所述第一漫反射光，并且所述图像由图 像形成单元形成；表面变化信息获取单元，其获取表示所述图像载 体的表面的反射率的经时变化的表面变化信息；以及控制单元，其 利用所述表面变化信息将所述第一正反射光的光量校正为第二正反 射光的光量，并且利用所述第一漫反射光的光量和所述第二正反射 光的光量来控制在所述图像载体上形成的图像的浓度。
根据第[1]项或第[10]项，在所述图像载体的表面的反射率发生 经时变化的情况下，与未应用本发明的构造的情况相比，可以形成 较高质量的图像。
根据第[2]项，与未应用本发明的构造的情况相比，可以容易地 获取所述表面变化信息。根据第[3]项，可以根据所述图像载体的使用历史来估计所述图 像载体的表面的反射率的变化，并且可以在对图像浓度的控制中反 映所述图像载体的表面的反射率的变化。
根据第[4]项，可以根据清洁执行历史来估计所述图像载体的表
面的反射率的变化，并且可以在对图像浓度的控制中反映所述图像 载体的表面的反射率的变化。
根据第[5]项，可以根据着色剂使用历史来估计所述图像载体的 表面的反射率的变化，并且可以在对图像浓度的控制中反映所述图 像载体的表面的反射率的变化。
根据第[6]项，当检测单元的检测灵敏度发生经时变化时，与未 应用本发明的构造的情况相比，可以形成较高质量的图像。
根据第[7]项，可以根据检测单元的污染程度来估计检测灵敏度 的变化，并且可以在对图像浓度的控制中反映检测灵敏度的变化。
根据第[8]项，可以根据所述开闭操作机构的操作历史来估计检 测灵敏度的变化，并且可以在对图像浓度的控制中反映检测灵敏度 的变化。
根据第[9]项，可以根据所述清洁机构的操作历史来估计检测灵 敏度的变化，并且可以在对图像浓度的控制中反映检测灵敏度的变 化。


基于以下附图详细地说明本发明的示例性实施例，其中 图1是示出本发明第一示例性实施例的图像形成装置的示意性 构造实例的视图，
图2 A是示出浓度检测器的构造实例的视图， 图2B是示出浓度检测器的构造实例的视图， 图2C是示出浓度检测器的构造实例的视图， 图2D是示出浓度检测器的构造实例的视图， 图3A是示出由各图像形成单元在中间转印带上形成的调色剂 图案的实例的视图，图3B是利用蓝绿色(青色)调色剂以第二调色剂浓度形成的补
片(patch，色标)的部分P1的放大图，
图3C是利用蓝绿色调色剂以第三调色剂浓度形成的补片的部 分P2的放大图，
图4是示出本发明第一示例性实施例的图像形成装置的控制系 统实例的框图，
图5是示出调色剂图案的调色剂浓度(横轴)与浓度检测器的 输出值(纵轴)之间的关系的示意图，
图6A是示出当中间转印带的反射率发生经时变化时来自中间 转印带的正反射光和漫反射光的输出值的示意图，
图6B是示出正反射光的变化量"A正反射Vc"与漫反射光的变 化量"A漫射Vc"之间的关系的示意图，
图7是示出图像形成装置的操作实例的流程图，
图8是示出本发明第二示例性实施例的图像形成装置的控制系 统实例的框图，
图9是示出调色剂图案的调色剂浓度(横轴)与浓度检测器的 输出值(纵轴)之间的关系的示意图，
图10A是示出总旋转数与正反射Vc、漫反射Vc以及漫反射 Vp的各输出值之间的关系的示意图，
图10B是示出总旋转数与漫反射光的变化量"A漫射Vc"之间 的关系的示意图，以及
图11是示出本发明第五示例性实施例的图像形成装置的控制 系统实例的框图。
具体实施例方式
本发明示例性实施例的图像浓度控制装置包括第一检测单元， 其向没有承载图像的图像载体的表面照射光，并且检测从该图像载 体的表面上反射的第一正反射光的光量；第二检测单元，其向由图 像形成单元在图像载体上形成的图像照射光，并且检测从该图像上 反射的第一漫反射光的光量；表面变化信息获取单元，其获取表示图像载体表面的反射率的经时变化的表面变化信息；以及控制单元， 其利用表面变化信息校正第一正反射光的光量，并且利用已校正的 第二正反射光量和第一漫反射光的光量来控制将由图像形成单元在 图像载体上形成的图像的浓度。
当第二检测单元向没有承载图像的图像载体的表面照射光并且 检测从该图像载体的表面上反射的第二漫反射光的光量时，表面变 化信息获取单元可以根据第二漫反射光的光量来获取表面变化信 息。此外，表面变化信息获取单元可以根据与图像载体的操作有关 的图像载体操作历史信息、与对图像载体进行的清洁有关的清洁历 史信息、与当图像形成单元在图像载体上形成图像时所使用的着色 剂有关的着色剂使用历史信息来获取表面变化信息。
该图像浓度控制装置还包括灵敏度变化信息获取单元，其获
取灵敏度变化信息，该灵敏度变化信息表示当第一检测单元检测第
一正反射光的光量和第二检测单元检测第一漫反射光的光量时的检
测灵敏度的经时变化；并且控制单元可以根据由灵敏度变化信息获 取单元所获取的灵敏度变化信息来校正第一正反射光的光量、或第
一漫反射光的光量或图像的浓度目标值。
灵敏度变化信息获取单元可以根据与第一检测单元的污染和第 二检测单元的污染有关的污染信息、与第一检测单元和第二检测单 元的开闭操作机构进行的开闭操作有关的开闭操作历史信息、与第 一检测单元和第二检测单元的清洁机构有关的清洁历史信息来获取 灵敏度变化信息。
图像载体例如为感光体、中间转印体、纸张等，并且其不限于 这些形式只要能够承载图像即可。
在上述构造中，图像浓度控制装置的控制单元校正第一正反射 光的光量以消除图像载体的表面的经时变化的影响，并且利用已校 正的第二正反射光量和第一漫反射光的光量来控制图像浓度。从而， 即使当图像载体表面的反射率变化时，也可在图像浓度的控制中反 映出该反射率变化，使得与未进行根据表面变化信息的校正的情况 相比，图像形成单元可形成较高质量的图像。[第一示例性实施例]
图1是示出本发明第一示例性实施例的图像形成装置的示意性 构造实例的视图。该图像形成装置1是包括中间转印带(图像载体) 的串联型图像形成装置，其中该中间转印带承载分别由第一至第四
图像形成单元(图像形成组件)2K、2Y、2M以及2C形成的黑色(K)、 黄色(Y)、品红色(M)以及蓝绿色(C)的调色剂图像。
换言之，图像形成装置1包括转印黑色调色剂图像的第一图像 形成单元2K、转印黄色调色剂图像的第二图像形成单元2Y、转印 品红色调色剂图像的第三图像形成单元2M、转印蓝绿色调色剂图像 的第四图像形成单元2C、受到驱动以使中间转印带10沿着箭头R 的方向旋转的驱动辊3、以预定的张力可旋转地支撑中间转印带10 的支撑辊4A 4C、检测转印在中间转印带IO上的调色剂图像的浓 度的浓度检测器(检测单元)5、清洁中间转印带10的表面的清洁 部分6、收容纸张P的供纸盒7、从供纸盒7送出纸张P的送纸辊8、 沿着预定的路径传送纸张P的传送辊9、跨过中间转印带IO而设置 在与支撑辊4A相对的位置处并且将转印在中间转印带10上的调色 剂图像二次转印到纸张P上的二次转印辊13、对已转印到纸张P上 的调色剂图像进行定影的定影部分14、通过排纸辊16而将定影有调 色剂图像的纸张P排出到其上的排纸托盘15、根据从浓度检测器5 输出的输出值控制图像形成单元2K、 2Y、 2M以及2C的控制器11 以及存储控制所需的各种程序和数据等的存储器12。
(图像形成单元)
每个图像形成单元2K、 2Y、 2M以及2C包括感光鼓20，在 其表面具有感光层；充电器21，其对受到曝光之前的感光鼓20施加 预定电荷；曝光部分22，其通过利用基于每种颜色(K、 Y、 M、 C) 的图像数据所调制的激光束221经由反射镜220而曝光感光鼓20从 而形成静电潜像；显影装置23，其利用每种颜色的调色剂将形成在 感光鼓20上的静电潜像显影；转印装置24，其设置在调色剂图像的一次转印位置处并且将调色剂图像转印到中间转印带10上；除电器 25，其对感光鼓20进行除电；以及鼓清洁器26，其去除在一次转印
之后残留在感光鼓20上的残留调色剂。
(浓度检测器)
浓度检测器5用作向诸如中间转印带IO的表面和稍后说明的调
色剂图案等被检测对象照射光并且检测从被检测对象反射的正反射 光的第一检测单元以及检测从被检测对象反射的漫反射光的第二检 测单元。第一检测单元和第二检测单元输出作为与所检测的正反射 光和漫反射光的强度相对应的光量的输出值。该输出值可以是电压 值或电流值，或者不限于这些。
(清洁部分)
清洁部分6包括用于去除在二次转印之后残留在中间转印带10 表面上的残留调色剂的刮板60等。清洁部分6可以包括刷子来代替 刮板60，或者不限于此而同时使用刮板和刷子。
(控制器)
例如通过诸如CPU等运算电路来实现控制器11。控制器11包 括表面变化信息获取单元110(110A， 110B)，其获取表示中间 转印带IO表面的反射率的经时变化的表面变化信息；以及控制单元 200，其利用表面变化信息校正由浓度检测器5检测到的中间转印带 10的表面上的正反射光的输出值(第一正反射光的光量)，并且利 用已校正的输出值(第二正反射光量)和与调色剂图案的漫反射光 相对应的输出值(第一漫反射光的光量)来控制将由图像形成单元 2K、 2Y、 2M以及2C在中间转印带IO上形成的图像的浓度。稍后 将说明控制单元200的细节。
浓度检测器5、表面变化信息获取单元110A以及控制单元200 构成图像浓度控制装置。(存储器)
存储器12是例如由ROM、 RAM、硬盘等实现的存储器。存储 器12存储有作为用于控制彩色图像浓度的参考的参考表120和形成 调色剂图案时的图案图像数据121等。
(浓度检测器的构造实例)
图2A 图2D是示出浓度检测器的构造实例的视图。图2A示 出了由一个光发射元件和两个光接收元件构成的浓度检测器的实 例。图2A中所示的浓度检测器5包括光发射元件50，其向被检 测对象照射光；第一光接收元件51A，其接收来自被检测对象的正 反射光；第二光接收元件51B，其接收来自被检测对象的漫反射光； 以及壳体52收容光发射元件50和第一光接收元件51A以及第二光 接收元件51B同时阻挡来自外部的干扰光。
光发射元件50设置在来自光发射元件50的照射光相对于中间 转印带10的垂线成角度ei的位置处，并且例如由发光二极管(LED) 等构成。
第一光接收元件51A与光发射元件50相对并且设置在相对于 中间转印带10的垂线成角度01的位置处。第二光接收元件51B设 置在相对于中间转印带10的垂线成角度02的位置处。第一光接收 元件51A和第二光接收元件51B构成第一检测单元和第二检测单元 并且例如由光电二极管(PD)等实现。
图2B是示出由两个光发射元件和一个光接收元件构成的浓度 检测器的实例的视图。图2B中所示的浓度检测器5包括第一光发 射元件50A，其照射将被正反射的光；第二光发射元件50B，其照射 将被漫射和反射的光；光接收元件51，其接收由第一光发射元件50A 照射的光中由被检测对象反射的正反射光和由第二光发射元件50B 照射的光中由被检测对象反射的漫反射光；以及壳体52。光接收元 件51共同用作第一检测单元和第二检测单元。
图2C是示出由一个光发射元件、两个光接收元件以及偏振元件 构成的浓度检测器的实例的视图。图2C中所示的浓度检测器5包括光发射元件50;偏振元件53，其使由光发射元件50发射的光中由 被检测对象反射的反射光起偏形成正反射光分量和漫反射光分量； 第一光接收元件51A，其接收由偏振元件53起偏的正反射光；第二 光接收元件51B，其接收由偏振元件53起偏的漫反射光；以及壳体 52。
图2D是示出由一个光发射元件、两个光接收元件以及偏振滤 光镜构成的浓度检测器的实例的视图。图2D中所示的浓度检测器5 包括光发射元件50;第一偏振滤光镜54A和第二偏振滤光镜54B， 其透射对应于正反射光和漫反射光的特定波长范围内的光；第一光 接收元件51A，其接收通过第一偏振滤光镜54A透射的正反射光； 第二光接收元件51B，其接收通过第二偏振滤光镜54B透射的漫反 射光；以及壳体52。
在下文中，假设在图像形成装置1中使用如图2A所示的浓度 检测器5来进行说明。
(调色剂图案)
图3A是示出由各图像形成单元在中间转印带IO上形成的调色 剂图案100的实例的视图。调色剂图案100由以第一调色剂浓度形 成的各颜色的补片IOIY、 IOIM、 101C以及IOIK和类似地以第二 至第四调色剂浓度形成的补片102Y 104Y、 102M 104M、 102C 104C以及102K 104K构成。通过变更成顺次降低来设定第一至第 四调色剂浓度，例如，当调色剂浓度降低25%时，设定调色剂浓度 100%、 75%、 50%以及25%。
在图3A的实例中，调色剂图案IOO与中间转印带10的旋转方 向R平行地排成一行，然而，调色剂图案100可以排成多行只要可 以由浓度检测器5来检测调色剂图案100即可，并且排列方式不限 于这些。
图3B是利用蓝绿色调色剂以第二调色剂浓度形成的补片102C 的部分Pl的放大图，并且图3C是利用蓝绿色调色剂以第三调色剂 浓度形成的补片103C的部分P2的放大图。补片102C比补片103C在中间转印带IO上包括数目更多的调色剂颗粒105。
(控制器的详细构造)
图4是示出图像形成装置的控制系统实例的框图。控制器11包
括表面变化信息获取单元110A和构成控制单元200的环境变动计算 单元lll、归一化处理单元112、浓度偏差计算单元113以及图像形 成条件校正单元(校正量计算单元)114。
(表面变化信息获取单元)
表面变化信息获取单元110A获取表示中间转印带IO表面的反 射率的经时变化的表面变化信息。在下文中，将参照图5来说明由 表面变化信息获取单元110A获取表面变化信息的意义，并且将参照 图6来说明表面变化信息获取方法。
图5是示出调色剂图案的调色剂浓度(横轴)与来自浓度检测 器的输出值(纵轴)之间的关系的示意图。曲线A1 A3示出了由 第一光接收元件51A接收到的主要来自中间转印带IO表面的正反射 光的输出值，并且输出值随着调色剂浓度的增加而趋于变低。曲线 B1 B3示出了由第二光接收元件51B接收到的主要来自调色剂图案 100的漫反射光的输出值，并且输出值随着调色剂浓度的增加而变
由实线表示的曲线A1和B1示出了作为第一光接收元件51A和 第二光接收元件51B的参考灵敏度的输出值。由虚线表示的曲线A2 和B2示出了例如当诸如周围温度等环境发生变动时的正反射光和 漫反射光相对于作为参考灵敏度的曲线Al和Bl的输出值。曲线A3 和B3示出了除上述环境变动之外中间转印带10的反射率变化时的 正反射光和漫反射光的输出值。对应于曲线Al和Bl的信息作为参 考表120存储在存储器12中。
表面变化信息获取单元110A估计第一光接收元件的输出值不 仅由于上述环境变动而且由于反射率变化而发生变化的情况，并且 校正输出值。改变反射率的因素为当清洁部分6清洁中间转印带10的表面时由刮板60或残留调色剂等损坏中间转印带10的表面以及
在二次转印时附着于纸张P上的异物损坏中间转印带IO的表面的情况。
这里，当调色剂浓度为"0"时，显示出基于来自中间转印带 IO表面的反射光的输出值，并且将曲线A1 A3中的输出值定义为 "参考正反射Vc"、"环境变动正反射Vc"以及"全变动正反射 Vc"，并且将曲线B1 B3中的来自中间转印带IO的漫反射光的输 出值定义为"参考漫射Vc"、"环境变动漫射Vc"以及"全变动漫 射Vc"。将来自具有特定调色剂浓度的调色剂图案100的漫反射光 的输出值定义为"参考漫射Vp"、"环境变动漫射Vp"以及"全 变动漫射Vp"。
图6A在曲线C1和C2中示出了当中间转印带IO的反射率发生 经时变化时来自中间转印带IO的正反射光和漫反射光的输出值。在 表示初始状态的时刻T。，正反射光的输出值为参考正反射Vc，漫反 射光的输出值为参考漫射Vc。其后，随着使用时间的经过，当中间 转印带10的反射率逐渐变化时，正反射光的输出值趋于减小，然而， 漫反射光的输出值趋于增大。
图6B是示出当中间转印带10的反射率变化时正反射光的变化 量"A正反射Vc"(横轴)与漫反射光的变化量"A漫射Vc"(纵 轴)之间的关系的示意图。A正反射Vc与A漫射Vc之间的关系例如 为单调递减的关系，并且表示为函数F1。
因此，表面变化信息获取单元110A利用上述单调递减的关系 根据使用A漫射Vc的下式(1)来计算A正反射Vc从而获取表面变 化信息。
A正反射Vc^Fl (A漫射Vc) …式(1)
这里，A漫射Vc二全变动漫射Vc —参考漫射Vc 环境漫射
Vc)
具体而言，表面变化信息获取单元110A通过将中间转印带10 的表面设定为被检测对象来接收从第二光接收元件51B输出的全变 动漫射Vc，并且从参考表120中读取参考漫射Vc。接下来，表面变化信息获取单元110A通过从全变动漫射Vc中减去参考漫射Vc来 计算A漫射Vc。然后，表面变化信息获取单元IIOA通过将A漫射Vc 代入式(1)来获取A正反射Vc作为表面变化信息。
不能使用正反射光的输出值的变化量(全变动正反射Vc —参考 正反射Vc)作为表面变化信息的原因是此变化量包括由环境变动 引起的变化量和由反射率变化引起的变化量两者，并且不能通过将 变化量分离而只获取由反射率变化引起的变化量。另一方面，参考 漫射Vc和环境漫射Vc大致彼此相等，从而A漫射Vc对应于由反射 率变化引起的变化量。
(环境变动计算单元)
环境变动计算单元111通过利用由表面变化信息获取单元110A 获取的A正反射Vc来校正从第一光接收元件51A输出的全变动正反 射Vc从而计算环境变动正反射Vc。这里，为了计算环境变动正反 射Vc，环境变动计算单元111利用在全变动正反射Vc、环境变动正 反射Vc、参考正反射Vc以及从参考表120中读取的参考正反射Vc 之间建立的下式(2)。
全变动正反射Vc=(参考正反射Vc + A正反射Vc) X (环境 变动正反射Vc/参考正反射Vc) +Vd…式(2)
这里，Vd表示暗电压。
在上述式(2)中，乘以"环境变动正反射Vc/参考正反射Vc" 的原因是A正反射Vc是相对于参考灵敏度的值，进而将由环境变动 引起的灵敏度变化考虑在内。因此，环境变动计算单元111根据下 式(3)来计算环境变动正反射Vc，其中通过利用环境变动正反射 Vc求解上述式(2)而得到下式(3)。
环境变动正反射Vc=(全变动正反射Vc — Vd) X参考正反射 Vc/ (参考正反射Vc + A镜面发射Vc) …式(3)
可以说环境变动计算单元111根据上述式(3)通过将参考正反 射Vc加到A正反射Vc上来进行根据表面变化信息的校正，然而， 如图6A所示，A正反射Vc是负值，从而例如可以通过从参考正反射VC中减去A正反射VC的绝对值来进行根据表面变化信息的校正。 作为表面变化信息，当获取的不是输出值的变化量而是例如为变化 率时，在上述式(3)中，可以通过利用该比率乘以或除以参考正反
射Vc来进行根据表面变化信息的校正。不必使用计算公式，环境变
动计算单元111例如可以利用对应于表面变化信息的校正表来进行校正。
(归一化处理单元)
归一化处理单元112进行归一化处理，该归一化处理利用通过
将具有表面变化信息获取单元所指定的特定调色剂浓度的调色剂图
案100设定为被检测对象而从第一光接收元件51A输出的全变动漫 射Vp和由环境变动计算单元111计算出的环境变动正反射Vc来根 据下式(4)计算浓度特性值RADC一漫射Vp。
RADC—漫射Vp二 (全变动漫射Vp —全变动漫射VcX (l — Vp 面积比率)一Vd) / (环境变动正反射Vc — Vd) …式(4) 这里，Vp面积比率是调色剂图案的底层的面积比率。 Vp面积比率是通过将下述面积除以来自光发射元件50的照射 光照射在中间转印带10上而形成的中间转印带10的底层的面积而 得到的比率S卩，从底层的面积中减去调色剂图案100的调色剂颗 粒105所占据的部分的面积而得到的面积。换言之，Vp面积比率用 于消除来自中间转印带IO的漫反射光对全变动漫射Vp的影响。Vp 面积比率随着调色剂浓度的变高而变低。
(浓度偏差计算单元)
浓度偏差计算单元113利用由归一化处理单元112计算出的浓 度特性值RADCj曼射Vp和作为基于参考表120而计算出的特定调 色剂浓度下的控制目标值的参考RADC根据下式(5)来计算浓度偏 差ARADC。
△RADC = RADC—漫射Vp—参考RADC…式(5)(图像形成条件校正单元)
图像形成条件校正单元114基于由浓度偏差计算单元113计算
出的浓度偏差ARADC来计算用于形成调色剂图像的图像形成条件 的校正量，并且将该校正量输出到图像形成单元2K、 2Y、 2M以及 2C。图像形成条件例如为当充电器21对感光鼓20进行充电时的充 电条件、当曝光部分22对感光鼓20进行曝光时的曝光条件以及当 显影装置23将感光鼓20上的静电潜像显影为调色剂图像时的显影 条件等。校正量可以是对在向图像形成单元2K、 2Y、 2M以及2C 发送基于图像数据的图像信号之前的图像数据的内容进行校正的校
(计算公式的变型)
在下文中，将说明表面变化信息获取单元110A和控制单元200 将使用的计算公式的变型。
表面变化信息获取单元通过在上述式(4)中利用环境变动正反 射Vc对全变动漫射Vp进行归一化，并且例如可以利用未归一化的 全变动漫射Vp根据下式(6)得到参考灵敏度下的参考漫射Vp从 而计算图像形成条件的校正量。
参考漫射Vp={(全变动漫射Vp —全变动漫射VcX (l — Vp 面积比率)一Vd) X (参考Vc — Vd)/(环境变动Vc —Vd) }+Vd… 式(6)
当暗电压Vd是与其它值相比可以忽略的极小值时，在式(3)、 (4)以及(6)中可以省略暗电压Vd项，并且可以将修改后的公式 表示为下式(7) (9)。
环境变动正反射Vc- (全变动正反射VcX参考正反射Vc) / (参考正反射Vc — A正反射Vc)…式(7)
RADC—漫射Vp=(全变动漫射Vp—全变动漫射VcX (l — Vp面积比率))/环境变动正反射Vc…式(8)
参考漫射Vp二 (全变动漫射Vp—全变动漫射VcX (l — Vp面 积比率))X参考Vc/环境变动正反射Vc…式(9)(图像形成装置的操作)
接下来，将参照图7的流程图说明图像形成装置1的操作实例。 首先，图像形成装置1的控制器11判断当前时间是否为每个预 定周期中的设定定时(S100)。该设定定时例如为当打开电源时、 当更换诸如调色剂盒等部件时、当输出预定数量的纸张P时、当经 过预定时间时。
接下来，当控制器11判定当前时间是设定定时时(S100:判断 结果为肯定)，控制器从存储器12中读取图案图像数据121，并且
向图像形成单元2K、 2Y、 2M以及2C发送基于图案图像数据121 的图案图像信号。图像形成单元2K、 2Y、 2M以及2C基于该图案 图像信号在中间转印带10上形成如图3所示的调色剂图案100 (S101)。
具体而言，图像形成单元2K、 2Y、 2M以及2C的感光鼓20旋 转，充电器21对感光鼓20充电，然后来自曝光部分22的对应于各 颜色图案图像的激光束221对感光鼓20进行曝光，从而在感光鼓20 的表面上形成静电潜像。对应的各颜色的显影装置23将感光鼓20 上的静电潜像显影为调色剂图像。然后，转印装置24将调色剂图像 依次转印到由驱动辊3驱动的中间转印到10上。
然后，驱动辊3驱动中间转印带IO以使其旋转，当已转印的调 色剂图案100到达设置有浓度检测器5的位置时，浓度检测器5的 光发射元件50向调色剂图案100照射光，并且第一光接收元件51A 和第二光接收元件51B接收从调色剂图案100反射的正反射光和漫 反射光。然后，将与反射光的强度相对应的输出值"全变动漫射Vp" 输出到控制器11。浓度检测器5利用第一光接收元件51A接收来自 其上未转印有调色剂图案IOO的中间转印带IO的表面的正反射光和 第二光接收元件51B接收来自其上未转印有该调色剂图案100的中 间转印带IO的表面的漫反射光，并且将与这些反射光的强度相对应 的输出值"全变动正反射Vc"和"全变动漫射Vc"输出到控制器 11 (S102)。接下来，控制器11基于如上所述的从浓度检测器5输出的输出
值和记录在存储器12中的参考表120来计算浓度偏差ARADC
(5103) 。
换言之，表面变化信息获取单元110A根据上述式(1)获取 A正反射Vc，并且环境变动计算单元111根据上述式(3)计算环境 变动正反射Vc。接下来，归一化处理单元112根据上述式(4)进 行归一化处理并且计算浓度特性值RADC—漫射Vp。然后，浓度偏 差计算单元113利用根据上述式(4)计算出的RADC—漫射Vp和基 于参考表120的参考RADC根据上述式(5)来计算浓度偏差ARADC。
接下来，图像形成条件校正单元114基于由浓度偏差计算单元 113计算出的浓度偏差ARADC来计算图像形成条件的校正量
(5104) 。
接下来，当将校正量从控制器11发送到图像形成单元2K、 2Y、 2M以及2C时，图像形成单元2K、 2Y、 2M以及2C基于该校正量 校正图像形成条件(S105)。
然后，当发现输出图像时(S110:判断结果为肯定)，控制器 11向图像形成单元2K、 2Y、 2M以及2C发送基于该输出图像的输 出图像信号。图像形成单元2K、 2Y、 2M以及2C在图像形成条件 在步骤S105中得到校正的状态下在中间转印带10上形成基于输出 图像信号的图像图案。然后，当经由送纸辊8从供纸盒7中送出纸 张P时，二次转印辊13将形成在中间转印带10上的图像图案转印 到纸张P上，由定影部分14进行定影，并且经由排纸辊16将纸张P 排出到排纸托盘15上(S111)。另一方面，当未发现输出图像时(S110: 判断结果为否定)，控制器11结束该处理而不进行图像形成。
在第一示例性实施例的图像形成装置1中，根据由第二光接收 元件51B接收到的漫反射光的变化量来获取表面变化信息并且校正 图像形成条件。另一方面，在本示例性实施例中，根据与中间转印 带IO有关的图像载体操作历史信息来获取表面变化信息，并且校正图像形成条件。
图8是示出第二示例性实施例的图像形成装置的控制系统实例
的框图。存储器12存储有图像载体操作历史信息122。图像载体操 作历史信息122是用于估计中间转印带IO的反射率随着中间转印带 10的操作而发生的变化的信息。图像载体操作历史信息例如为中间 转印带10的总旋转数、旋转时间以及行进距离等。图像载体操作历 史信息可以是感光鼓20、或驱动辊3或支撑辊4A 4C等的总旋转 数、旋转时间以及驱动距离等，或者可以是输出纸张P的数量等。
除表面变化信息获取单元110B之外，控制器11包括与第一示 例性实施例相同的环境变动计算单元111、归一化处理单元112、浓 度偏差计算单元113以及图像形成条件校正单元114。控制器11根 据中间转印带10的操作来更新图像载体操作历史信息122。
表面变化信息获取单元110B根据图像载体操作历史信息122 获取表面变化信息。在下文中，将参照图9说明表面变化信息获取 单元110B获取表面变化信息的意义，并且将参照图IO说明表面变 化信息获取方法。
图9是示出调色剂图案的调色剂浓度(横轴)与浓度检测器的 输出值(纵轴)之间的关系的示意图。图9中所示的曲线A1 A3 和B1 B3对应于图5中附有相同附图标记的曲线。图9与图5的不 同点在于即使当中间转印带10的反射率变化时，漫反射Vc和漫 反射Vp的值也不变化，从而曲线B3与曲线B2重叠。在这种情况 下，表面变化信息获取单元110B无法从漫反射光的变化量来获取表 面变化信息，从而，取而代之的是根据图像载体操作历史信息来获 取表面变化信息。
图IOA是示出作为图像载体操作历史信息的总旋转数(横轴) 与正反射Vc、漫反射Vc以及漫反射Vp的各输出值(纵轴)之间的 关系的示意图。随着中间转印带IO的总旋转数的增加，如图10A所 示，来自作为被检测对象的中间转印带IO表面的正反射Vc逐渐降 低，然而，漫反射Vc基本恒定不变。如果调色剂附着量恒定不变， 则类似于漫反射Vc，来自作为被检测对象的调色剂图案100的漫反射Vp基本恒定不变。
图10B是示出总旋转数(横轴)与漫反射光的变化量"A漫射
Vc"(纵轴)之间的关系的示意图。总旋转数与A漫射Vc之间的关 系表示为函数F2。
因此，利用上述关系，表面变化信息获取单元110B利用图像载 体操作历史信息H根据下式(10)来计算A正反射Vc从而获取表面
变化信息。
A正反射Vc二F2 (H) …式(10)
在上述构造中，本示例性实施例的图像形成装置1的表面变化 信息获取单元110根据上述式(10)来获取A正反射Vc作为表面变 化信息。接下来，环境变动计算单元Ul利用由表面变化信息获取 单元110B获取的A正反射Vc根据上述第一示例性实施例的式(3) 计算环境变动正反射Vc。
随后的处理与第一示例性实施例相同，进而归一化处理单元112 根据上述式(4)进行归一化处理，并且计算浓度特性值RADC—漫 射Vp。然后，浓度偏差计算单元113利用根据上述式(4)所计算 出的RADC一漫射Vp和基于参考表120的参考RADC根据上述式(5) 来计算浓度偏差ARADC。
然后，图像形成条件校正单元114基于浓度偏差ARADC来计算 图像形成条件的校正量。当将校正量从控制器11发送到图像形成单 元2K、 2Y、 2M以及2C时，图像形成单元2K、 2Y、 2M以及2C 基于该校正量校正图像形成条件。
第三示例性实施例的图像形成装置1根据与清洁部分6对中间 转印带IO进行的清洁有关的清洁历史信息来获取表面变化信息并且
校正图像形成条件。
中间转印带10与清洁部分6之间的摩擦改变中间转印带10的
反射率，从而使用清洁历史信息作为用于估计此反射率变化的信息。 存储器12存储有清洁历史信息。该清洁历史信息例如为清洁的次数、时间以及距离等。当清洁部分6具有仅当清洁时才与中间转 印带10接触并且在不需要时从中间转印带IO退避移动的移动机构 时，清洁历史信息可以是在与中间转印带10接触期间中间转印带10 的总旋转数、旋转时间以及行进距离。
当清洁部分6进行清洁时，控制器11更新清洁历史信息。控制
器11的表面变化信息获取单元根据清洁历史信息获取表面变化信 息。构造中的其他要点与第二示例性实施例相同，从而省略其说明。
第四示例性实施例的图像形成装置1根据与在中间转印带io上
形成调色剂图像时所使用的调色剂量有关的着色剂使用历史信息来 获取表面变化信息，并且校正图像形成条件。
中间转印带IO与转印装置24之间的摩擦随着当在中间转印带 10上形成调色剂图像时所使用的调色剂量而变化。该摩擦也由于二 次转印之后所残留的残留调色剂量而变化。这种摩擦变化影响中间 转印带IO的反射率变化，从而将着色剂使用历史信息用于根据所使 用的调色剂量来估计中间转印带IO的反射率变化。
存储器12存储有着色剂使用历史信息。该着色剂使用历史信息 例如为图像浓度积分值和调色剂消耗积分值等。作为着色剂使用历 史信息，通过存储中间转印带10表面上的位于浓度检测器5的检测 位置附近的调色剂量，与在其他位置处进行检测的情况相比可以更 精确地估计反射率变化。
当图像形成单元2K、 2Y、 2M以及2C在中间转印带10上形成 调色剂图像时，控制器11根据所使用的调色剂量更新着色剂使用历 史信息。控制器11的表面变化信息获取单元根据着色剂使用历史信 息来获取表面变化信息。构造中的其他要点与第二示例性实施例相 同，从而省略其说明。
第五示例性实施例的图像形成装置1包括用于获取灵敏度变化信息的灵敏度变化信息获取单元，并且根据由灵敏度变化信息获取 单元获取的灵敏度变化信息来校正浓度检测器5的输出值，其中该 灵敏度变化信息表示当浓度检测器5检测反射光时检测灵敏度的经 时变化。该基本构造的其他要点与第一示例性实施例的图像形成装 置1相同。在本示例性实施例中，使用检测器污染信息作为灵敏度 变化信息。
图11是示出第五示例性实施例的图像形成装置的控制系统实
例的框图。存储器12存储有检测器污染信息123。当诸如在图像形 成装置1内浮游的调色剂尘雾等污染成分附着于浓度检测器5时， 浓度检测器5的输出值变化，从而使用检测器污染信息123作为用 于根据附着于浓度检测器5的污染程度来估计浓度检测器5的输出 灵敏度变化的信息。检测器污染信息123例如为纸张P的输出数量、 图像浓度积分值以及图像形成单元2K、 2Y、 2M、 2C的操作时间或 操作旋转数等。
除灵敏度变化信息获取单元115之外，控制器11包括与第一示 例性实施例相同的表面变化信息获取单元110A、环境变动计算单元 111、归一化处理单元112、浓度偏差计算单元113以及图像形成条 件校正单元114。控制器11根据图像形成的次数和所使用的调色剂 量更新检测器污染信息123。
灵敏度变化信息获取单元115根据检测器污染信息123来获取 灵敏度变化信息，并且校正全变动正反射Vc、全变动漫射Vc以及 全变动漫射Vp作为浓度检测器5的输出值。例如，在检测器污染信 息123中随着浓度检测器5的污染程度变大，灵敏度变化信息获取 单元115校正浓度检测器5的输出值以使这些输出值增大。由灵敏 度变化信息获取单元115获取的灵敏度变化信息不仅可以用于校正 输出值，而且还可以用于校正作为图像浓度控制目标值的参考 RADC。
在第六示例性实施例的图像形成装置1中，浓度检测器5包括作为开闭操作机构的闸板机构，该闸板机构用于防止污染成分进入 中间转印带IO与光接收元件的光接收表面之间，并且根据与闸板机 构的开闭操作有关的开闭操作历史信息来获取灵敏度变化信息并且 校正图像形成条件。
当打开闸板机构时，在光接收元件可以接收反射光的同时，污 染成分进入壳体的内部并且改变来自被检测对象的光接收量，从而 使用开闭操作历史信息作为用于根据闸板机构的开闭操作来估计浓 度检测器5的输出灵敏度变化的信息。
存储器12存储有开闭操作历史信息。该开闭操作历史信息例如 可以是闸板打开的时间或次数、闸板打开的时间段与图像形成装置1 操作的时间段之比等。
控制器11指示闸板机构打开和关闭，并且控制器根据该指示来 更新开闭操作历史信息。控制器11的灵敏度变化信息获取单元根据 开闭操作历史信息来获取灵敏度变化信息并且校正浓度检测器5的 输出值。构造中的其他要点与第五示例性实施例相同，从而省略其 说明。
在第七示例性实施例的图像形成装置1中，浓度检测器5包括
对光发射元件的光发射表面或光接收元件的光接收表面进行清洁的
清洁机构，并且根据与该清洁机构对浓度检测器5进行的清洁有关
的清洁历史信息来获取灵敏度变化信息，并且校正图像形成条件。
当清洁机构进行清洁时，光发射表面或光接收表面与清洁机构 之间的摩擦损坏光发射表面或光接收表面的表面等，并且改变光发 射表面或光接收表面的透射率，从而来自被检测对象的光接收量发 生变化。清洁历史信息与这种清洁操作有关，进而被用作用于估计
浓度检测器5的输出灵敏度变化的信息。
存储器12存储有清洁历史信息。该清洁历史信息例如为清洁机 构进行清洁的次数和时间等。在与第五示例性实施例中的调色剂污 染信息相结合地使用清洁历史信息的情况下，当清洁机构进行清洁
26时重新设定调色剂污染信息。
控制器11指示清洁机构进行清洁操作，并且根据此指示来更新 清洁历史信息。控制器11的灵敏度变化信息获取单元根据清洁历史 信息来获取灵敏度变化信息，并且校正浓度检测器5的输出值。构 造中的其他要点与第五示例性实施例相同，从而省略其说明。
本发明不限于上述示例性实施例，在不脱离本发明主旨的情况 下可以进行各种变型。例如，在上述示例性实施例中，可以通过用 于操作控制器的程序来实现图像形成装置的表面变化信息获取单 元、环境变动计算单元、归一化处理单元、浓度偏差计算单元、校 正量计算单元以及灵敏度变化信息获取单元等单元，或者可以通过 硬件来实现这些单元中的一部分或全部。
可以从诸如CD-ROM等记录介质将上述程序读入图像形成装
置内的存储器中，或者可以从与诸如因特网等网络连接的服务器等 将上述程序下载到图像形成装置内的存储器中。
将上述示例性实施例的图像形成装置说明为串联型，然而，本 发明也可适用于旋转型图像形成装置。另外，本发明可适用于使用 感光带来代替感光鼓的图像形成装置。
上述示例性实施例的图像形成装置具有电子照相系统，然而， 本发明可以应用于诸如喷墨系统或热敏转印系统等各种系统。
在上述示例性实施例中，图像形成装置所使用的调色剂的颜色
不限于三基色Y、 M以及C，并且本发明也可以应用于对加一色图 像形成装置(plus-one color image forming apparatus)或多色图像形 成装置中的补片使用特殊颜色(诸如印台用的朱砂红色)的情况。
出于解释和说明的目的提供了本发明的示例性实施例的前述说 明。其本意并不是穷举或将本发明限制为所公开的确切形式。显然， 对于本技术领域的技术人员可以进行许多修改和变型。选择和说明 该示例性实施例是为了更好地解释本发明的原理及其实际应用，因 此使得本技术领域的其他技术人员能够理解本发明所适用的各种实施例并预见到适合于特定应用的各种修改。目的在于通过所附权利 要求及其等同内容限定本发明的范围。
本申请基于并要求2008年8月26日提交的日本专利申请 No.2008-216533的优先权。
权利要求
1.一种图像浓度控制装置，包括第一检测单元，其检测第一正反射光的光量，其中当将光照射到图像载体的表面上没有图像的部分上时从所述图像载体的表面反射所述第一正反射光；第二检测单元，其检测第一漫反射光的光量，其中当将光照射到所述图像载体的表面上的图像上时从所述图像载体的表面上的所述图像反射所述第一漫反射光，并且所述图像由图像形成单元形成；表面变化信息获取单元，其获取表示所述图像载体的表面的反射率的经时变化的表面变化信息；以及控制单元，其利用所述表面变化信息将所述第一正反射光的光量校正为第二正反射光的光量，并且利用所述第一漫反射光的光量和所述第二正反射光的光量来控制在所述图像载体上形成的图像的浓度。
2. 如权利要求1所述的图像浓度控制装置，其中， 所述第二检测单元检测第二漫反射光的光量，其中当将光照射到所述图像载体的表面上没有图像的部分上时从所述图像载体的表 面反射所述第二漫反射光，并且所述表面变化信息获取单元根据所述第二漫反射光的光量获取 所述表面变化信息。
3. 如权利要求1所述的图像浓度控制装置，其中， 所述表面变化信息获取单元根据所述图像载体的操作历史信息获取所述表面变化信息，其中所述图像载体的操作历史信息与当所 述图像形成单元在所述图像载体上形成图像时所述图像载体的操作 有关。
4. 如权利要求1所述的图像浓度控制装置，其中，所述表面变化信息获取单元根据与对所述图像载体迸行的清洁 有关的清洁历史信息获取所述表面变化信息。
5. 如权利要求1所述的图像浓度控制装置，其中， 所述表面变化信息获取单元根据着色剂使用历史信息获取所述表面变化信息，其中所述着色剂使用历史信息与当所述图像形成单 元在所述图像载体上形成图像时的着色剂使用有关。
6. 如权利要求1所述的图像浓度控制装置，还包括 灵敏度变化信息获取单元，其获取灵敏度变化信息，其中所述灵敏度变化信息表示当所述第一检测单元检测所述第一正反射光的 光量和所述第二检测单元检测所述第一漫反射光的光量时的检测灵 敏度的经时变化，其中，所述控制单元根据所述灵敏度变化信息校正所述第一正 反射光的光量、或所述第一漫反射光的光量、或所述图像的浓度目 标值。
7. 如权利要求6所述的图像浓度控制装置，其中， 所述灵敏度变化信息获取单元根据与所述第一检测单元的污染和所述第二检测单元的污染有关的污染信息获取所述灵敏度变化信 息。
8. 如权利要求6所述的图像浓度控制装置，其中， 所述第一检测单元和所述第二检测单元包括开闭操作机构，所述开闭操作机构布置在所述图像载体与下述检测表面之间即，所述第一检测单元和所述第二检测单元用于检测反射光的检测表面， 并且所述灵敏度变化信息获取单元根据与所述开闭操作机构所进行 的开闭操作有关的开闭操作历史信息获取所述灵敏度变化信息。
9. 如权利要求6所述的图像浓度控制装置，其中， 所述第一检测单元和所述第二检测单元包括清洁机构，所述清洁机构清洁所述第一检测单元和所述第二检测单元用于检测反射光 的检测表面，并且所述灵敏度变化信息获取单元根据与所述清洁机构有关的清洁 机构历史信息获取所述灵敏度变化信息。
10. —种图像形成装置，包括 图像载体，其承载图像；图像形成单元，其在所述图像载体上形成图像；第一检测单元，其检测第一正反射光的光量，其中当将光照射 到所述图像载体的表面上没有图像的部分上时从所述图像载体的表面反射所述第一正反射光；第二检测单元，其检测第一漫反射光的光量，其中当将光照射 到所述图像载体的表面上的图像上时从所述图像载体的表面上的所 述图像反射所述第一漫反射光，并且所述图像由图像形成单元形成；表面变化信息获取单元，其获取表示所述图像载体的表面的反 射率的经时变化的表面变化信息；以及控制单元，其利用所述表面变化信息将所述第一正反射光的光量校正为第二正反射光的光量，并且利用所述第一漫反射光的光量 和所述第二正反射光的光量来控制在所述图像载体上形成的图像的浓度。
全文摘要
本发明公开了一种图像浓度控制装置和图像形成装置，所述图像浓度控制装置包括第一检测单元，其检测从图像载体的表面反射的第一镜面反射光的光量；第二检测单元，其检测从所述图像载体的表面上的图像反射的第一漫反射光的光量；表面变化信息获取单元，其获取表示经时变化的表面变化信息；以及控制单元，其利用所述表面变化信息将所述第一正反射光的光量校正为第二正反射光的光量，并且利用所述第一漫反射光的光量和所述第二正反射光的光量来控制图像的浓度。
文档编号G03G15/00GK101661236SQ20091013759
公开日2010年3月3日 申请日期2009年5月18日 优先权日2008年8月26日
发明者吉田彻, 山崎直哉, 肉仓俊一郎 申请人:富士施乐株式会社