专利名称：测量装置、测量方法和图像形成装置的制作方法
技术领域：
由LED 25a发出的光通过棱镜25e分成在垂直于入射面方 向上振荡的分量(S波)以及在平行于入射面方向上振荡的分量(P 波)。所分的S波进入PD 25c,并且所分的P波照射到基准调色剂 图像26上。照射到基准调色剂图像26上的P波被漫反射，并且一些 分量被转换成S波分量。从基准调色剂图像26反射的光通过棱镜25f 分成S和P波。所分的S波进入PD 25d，并且所分的P波进入PD 25b。激光位移传感器24可测量层叠的调色剂层的高度(厚度) 的变化(见图5A)。然而，在图5B所示的高亮(highlight)范围上 的点模式或线模式中，调色剂层变得不连续。即，如图6所示，可精 确地测量在调色剂层连续的浓度范围内的调色剂施加量。然而，不能 够精确地测量在调色刑层变得不连续的低浓度范围内的调色剂施加 量。
在中间浓度范围内，分别输出图27B中的来自支持部件 106的反射波形801，以及来自调色剂层的反射波形802，的由图27E中 的实曲线所示的合成波形，以及在曲线拟合之后的波形(这由图27E 中的虚曲线表示)。在中间浓度范围内，尽管与来自支持部件106的 反射光量减少相对照，来自调色剂层的反射光量增加，但是来自调色 剂层的反射波形的峰值位置很少改变，并且如图27B中的虛箭头所 示，光量增加。0071同样 在高浓度范围内，分别输出图27C中的来自支持部( 件106的反射波形801，，以及来自调色剂层的反射波形802"的由图 27F中的实曲线所示的合成波形，以及在曲线拟合之后的波形(这由 图27F中的虚曲线表示)。〖0072图29A至29C是根据来自作为基准值的支持部件106的 反射波形以及在使用图27D至27F所迷的曲线拟合之后的波形计算峰 值位置的曲线图。
图29A、 MB和MC分别示出来自支持部件106的反射波 形801 、以及在低浓度处的拟合曲线803、在中浓度处的拟合曲线803，、 以及在高浓度处的拟合曲线803"。通过将来自支持部件106的反射 波形801的峰值位置的输出值设置为基准值(0点)以及检测来自目标调色剂图像获得的拟合曲线的峰值位置的移动量，来计算调色剂图 像的高度。
)'exp(-(x - ja)2/2cj2} + C .. .(4)其中p是峰值位置， cr是与峰值的宽度相关的参数；以及A是振幅。0081
图12是说明基于高斯函数的曲线拟合的曲线图。如图12 所示，基于高斯函数对存储单元705中存储的反射波形数据进行曲线 拟合，油此获得表示反射波形的形状的特征量(高斯函数^参数)。 即，参数p指定峰值位置，并且参数A指定峰值高度。0082代替高斯函数，可使用由以下等式给出的Lorenz函数进 行曲线拟合f(x》- (2A/n)-w/{4 (x — xc)2 + w2} + C ... (5》或使用由以下等式给出的二次函数f (x) - A(x - B)2 + C …(6)
施加量算术单元(计算单元)卯5基于在位置差存储单元 902中存储的位置差的平均值和/或在光量差存储单元904中存储的峰15值高度差的平均值、以及要形成的调色剂图像的浓度信息卯8，计算 调色剂量。此时，要形成的调色剂图像的浓度信息908是与要形成的 调色剂图像是高浓度图像还是低浓度图像相关的信息。施加量算术单 元905根据在存储器(未示出)中保存的调色剂量转换表，基于在位 置差存储单元902中存储的位置差的平均值和/或在光量差存储单元 904中存储的峰值高度差的平均值计算调色剂量。然后，单元905计 算调色剂施加量。以下将描述这个处理的细节。 [调色剂块[0085图13是示出在支持部件106上形成的块图形的实例的示图。[0086在支持部件106的图像区域上形成与要转印至打印片材上 的图像对应的调色剂图像。此外，根据来自图形生成器(未示出)的 信号，在支持部件106的非图像区域上沿副扫描方向间歇地形成块图 形710。如图13所示，在图像区域以外的非图像区域上沿主扫描方向 形成块图形710。[0087I块图形710包括用于16个灰度级的调色剂块105,其中每 个具有lOx 10mm的尺寸。调色剂块105的数目对应于由等分256个灰度级获得的16个灰度级(色调值=16、 32..... 240、 255)。在以下描述中；还可以由pl、 p2私…、p16来表示调色剂块105。,注 意，可将调色剂块105的数目设置为任意值。[0088随着支持部件106的旋转或移动，由调色剂量测量单元5(T7 顺序地测量在支持部件106的非图像区域上形成的各个调色剂块105 的调色剂施加量。[0089假设考虑调色剂的层叠状态，将调色剂量测量单元507的 线传感器704中的光接收器的间距(pitch)设置为等于或小于光接收 透镜703的光学放大倍数与调色剂的平均粒径的乘积。[0090图14A至14D是示出调色剂的层叠状态的示图。图14A 示出没有施加调色剂的状态，并且在这个状态下检测支持部件106的 表面。图14B示出施加一层调色剂的状态，图14C示出将两层调色剂层叠的状态。此外，调色剂颗粒可层叠在调色剂颗粒之间，如图14D 所示，并且光接收器的间距同样需要检测图14D所示的状态。 [0091本发明的光学系统具有以下关系。
h - N.p/M …(7)
L = N'p = M'h …(8)
其中h是对象的高度(nm)， L是在线传感器上从基准位置的移动量(nm)， p是相邻线传感器像素之间的间距间距离(inter-pitch distance) (拜/像素)，
M是透镜的光学放大倍数；以及 N是在线传感器上从基准位置的移动像素的数目。 [0092为了确切地区分一个调色剂颗粒，N》l是期望的。因此， 需要满足关系p《M七。由于要测量的对象是调色剂的物理的外尺寸， 所以假设由数目平均直径(number mean diameter)来指定调色剂的 平均粒径。图15C是示出各个调色剂块105的截面的示图。例如，在 通过从0至48的色调值所限定的高亮范围(低浓度范围)内，形成 每个调色剂块105的点的截面的高度增加，并且在主扫描方向上同样 通过脉宽调制(PWM)来扩展宽度(见图15D)。[0097接下来，在从48至192的色调值所限定的中间浓度范围 内，形成每个调色剂块105的点重叠相邻点，并且点的截面扩展(见 图15E)。直到中间浓度范围，通过点和支持部件106的表面的暴露 部分形成每个调色剂块105的截面。
0098此外，在高浓度处，例如，在从192至255的色调值所限 定的高浓度范围内，支持部件106的表面的暴露部分消失，并且通过 重叠点形成调色剂块105的截面(见图15F)。图20是示出浓度信号值Sig和位置差之间的关系实例的位置差-调色剂量转换表。第一象限示出浓度信号值Sig和位置差 之间的关系，第二象限示出位置差和调色剂量之间的关系。图21是 示出浓度信号值Sig和光量差之间的关系实例的光量差-调色剂量转 换表。第一象限示出浓度信号值Sig和光量差之间的关系，第二象限 示出光量差和调色剂量之间的关系。施加量算术单元905通过检查在光量差存储单元904
21中的数据获取光量差Id的最大值Idmax( S150 )。最大光量改变△ Imax 表示从形成为具有不同浓度的多个调色剂图像获得的多个反射波形 数据的光量的最大差，如图26所示。在图26中，根据从具有不同浓 度(即从0至255的浓度信号值)的调色剂图像获得的多个反射波形 数据的光量差(峰值高度)，计算Almax。然后，通过以下等式计算 阈值的改变量ADth (S151):
ADth = B x (Idmax - Idth) ... (9)
其中B是系数(预定值)，以及 Idth是光量差的阈值(预定值)。 施加量算术单元905将位置差存储单元902中存储的 位置差与对应于浓度信号值Sig的权重Wp (Sig)相乘，所述权重由 以下等式给出
Wp(Sig) = Sig/255 . * (12)
00138
这样，施加量算术单元905对与各个调色剂块对应的 数据提供权重(S174 )。 优选地，当要测量具有不同浓度的多个调色剂图像的 调色剂量时，所述计算装置根据在高浓度调色剂图像的反射波形数据 的峰值位置与低浓度调色剂图像的反射波形数据的峰值位置之间的 差，确定在具有不同浓度的多个调色剂图像中的基于所述峰值位置计 算其调色剂量的调色剂图像以及基于所述面积计算其调色剂量的调 色剂图4象。本发明另一实施例可提供一种图像形成装置，包括 图像形成单元，用于在图像承载部件上形成调色剂图像；以及先前权 利要求所述的测量装置。
28[00166J 尽管参照示例性实施例描述了本发明，但是可以理解， 本发明不限于所公开的示例性实施例。随后权利要求的范围按照最大 范围的解释，以涵盖所有这些修改和等同结构和功能。
权利要求
1.一种测量装置，用于测量在图像形成装置的图像承载部件上形成的调色剂图像的调色剂量，该测量装置包括光照射部，被配置为用光照射所述调色剂图像；图像捕获部，被配置为捕获所述调色剂图像，其中所述图像捕获部具有彼此邻近设置的多个光接收器；以及计算器，被配置为根据由所述多个光接收器通过接收由所述调色剂图像反射的光所获得的数据，来获取与反射波形的峰值位置相关的信息以及与所述反射波形的峰值高度相关的信息；并被配置为基于所述峰值位置和所述峰值高度中的至少一个以及与要形成的调色剂图像的浓度相关的信息来计算所述调色剂量。
2. 根据权利要求l所述的装置，其中当要形成的调色剂图像的 浓度高时，所述计算器基于所述峰值位置计算所述调色剂量；以及当 要形成的调色剂图像的浓度低时，所述计算器基于所述峰值高度计算 所迷调色剂量。
3. 根据权利要求l所述的装置，其中当要测量具有不同浓度的 多个调色剂图像的调色剂量时，所述计算器根据在高浓度调色剂图像 的反射波形-数据的峰值高度与低浓度调色剂图像的反射波形数据的 峰值高度之间的差，确定在所述具有不同浓度的多个调色剂图像中的 基于所述峰值位置计算其调色剂量的调色剂图像以及基于所述峰值 高度计算其调色剂量的调色剂图像。
4. 根据权利要求1所述的装置，其中当要测量具有不同浓度的 多个调色剂图像的调色剂量时，所述计算器根据在高浓度调色剂图像 的反射波形数据的峰值位置与低浓度调色剂图像的反射波形数据的 峰值位置之间的差，确定在所述具有不同浓度的多个调色剂图像中的 基于所述峰值位置计算其调色剂量的调色剂图像以及基于所述峰值 高度计算其调色剂量的调色剂图像。
5. 据权利要求l所述的装置，其中当要形成的调色剂图像的浓度低时，所述计算器对所述峰值高度提供高于所述峰值位置的权 重，并基于所述峰值位置和所述峰值高度计算所述调色剂量，以及当 要形成的调色剂图像的浓度高时，所述计算器对所述峰值位置提供高 于所述峰值高度的权重，并基于所述峰值位置和所述峰值高度计算所 述调色剂量。
6. —种测量装置，用于测量在图像形成装置的图像承载部件上 形成的调色剂图像的调色剂量，该测量装置包括光照射部，被配置为用光照射所述调色剂图像；图像捕获部，被配置为捕获所述调色剂图像，其中所述图像捕获 部具有彼此邻近设置的多个光接收器；以及计算器，被配置为根据由所述多个光接收器通过接收由所述调色 剂图像反射的光所获得的数据，来获取与反射波形的峰值位置相关的 信息以及与所述反射波形的面积相关的信息；并被配置为基于所述峰 值位置和所述面积中的至少一个以及与要形成的调色剂图像的浓度 相关的信息来计算所述调色剂量。
7. 根据权利要求6所述的装置，其中当要形成的调色剂图像的 浓度高时，所述计算器基于所述峰值位置计算所述调色剂量；以及当 要形成的调色剂图像的浓度低时，所述计算器基于所述面积计算所述 调色剂量。 .，
8. 根据权利要求6所述的装置，其中当要测量具有不同浓度的 多个调色剂图像的调色剂量时，所述计算器根据在高浓度调色剂图像 的反射波形数据的面积与低浓度调色剂图像的反射波形数据的面积 之间的差，确定在所述具有不同浓度的多个调色剂图像中的基于所述 峰值位置计算其调色剂量的调色剂图像以及基于所述面积计算其调 色剂量的调色剂图像。
9. 根据权利要求6所述的装置，其中当要测量具有不同浓度的 多个调色剂图像的调色剂量时，所述计算器根据在高浓度调色剂图像 的反射波形数据的峰值位置与低浓度调色剂图像的反射波形数据的 峰值位置之间的差，确定在所述具有不同浓度的多个调色剂图像中的基于所述峰值位置计算其调色剂量的调色剂图像以及基于所述面积 计算其调色剂量的调色剂图像。
10. 根据权利要求6所述的装置，其中当要形成的调色剂图像 的浓度低时，所述计算器对所述面积提供高于所述峰值位置的权重， 并基于所述峰值位置和所述面积计算所述调色剂量，以及当要形成的 调色剂图像的浓度高时，所述计算器对所述峰值位置提供高于所述面 积的权重，并基于所述峰值位置和所述面积计算所述调色剂量。
11. 根据权利要求6所述的装置，其中彼此邻近设置的所述光 接收器的间距不大于所述图像捕获部的聚光透镜的光学放大倍数与 调色剂的平均粒径的乘积。
12. —种图像形成装置，包括图像形成部，被配置为在图像承载部件上形成调色剂图像；以及 如权利要求1至5中任一项所述的测量装置。
13. —种图像形成装置，包括图像形成部，被配置为在图像承载部件上形成调色剂图像；以及 如权利要求6至11中任一项所述的测量装置。
14. 一种用于测量在图像形成装置的图像承载部件上形成的 调色剂图像的调色剂量的方法，该方法包括以下步骤用光照射所述调色剂图像；通过使用彼此邻近设置的多个光接收器来捕获所述调色剂图像；根据由所述多个光接收器通过接收由所述调色剂图像反射的光 所获得的数据，来获取与反射波形的峰值位置相关的信息以及与所述反射波形的光量相关的信息；以及基于所述峰值位置、所述光量中的至少一个以及与要形成的调色 剂图像的浓度相关的信息来计算所述调色剂量。
15. 根据权利要求14所述的方法，其中获取与所述光量相关 的信息包括获取与所述反射波形的峰值高度和/或所述反射波形的面 积相关的4言息。
全文摘要
本申请涉及测量装置、测量方法和图像形成装置。调色剂量测量单元用光照射在图像承载部件上形成的调色剂图像，以及图像捕获单元根据由调色剂图像反射的光捕获反射波形的图像。然后，根据与要形成的调色剂图像的浓度相关的信息，基于反射波形的峰值位置或峰值高度计算调色剂施加量。
文档编号G03G15/00GK101634822SQ20091015218
公开日2010年1月27日 申请日期2009年7月22日 优先权日2008年7月22日
发明者永濑幸雄, 渥美哲也, 青木邦年 申请人:佳能株式会社