图像形成设备和用于该设备的浓度控制方法

专利名称：图像形成设备和用于该设备的浓度控制方法
技术领域：
本发明涉及适于将图像载体携带的调色剂图像转印到片材上的图像形成设备和 用于该图像形成设备的浓度控制方法。
背景技术：
常规地，在例如利用电子照相术的复印机或打印机的图像形成设备中，按照如下 方式校正图像的浓度针对浓度校正在例如感光鼓或中间转印部件的图像载体上形成调色 剂图像(即调色剂斑块(patch))，由光学传感器检测该调色剂斑块，从而生成校正数据。在确定调色剂斑块的浓度的情况下，要求预先掌握来自要在其上形成调色剂斑块 的图像载体的一部分、即来自所谓的背景的反射光量。这是因为来自已检测了调色剂斑块 的传感器的输出也包含来自背景的反射的光。感光鼓和中间转印部件是有光泽(glossy)的，因此照射到感光鼓或中间转印部 件上的许多光被反射，从而被光学传感器读取。特别地，通过减少调色剂的量来表现低浓度 图像，由此其上形成有低浓度调色剂斑块的背景的曝光度高于其上形成有高浓度调色剂斑 块的背景的曝光度。为此，为了精确地计算低浓度调色剂斑块的浓度，需要在考虑来自调色 剂斑块的背景的反射光量的情况下检测调色剂斑块的浓度。常规地，已经提出了一种方法，在该方法中，由光学传感器检测在图像载体上设置 的原位(home position)标记，由此获得针对转一周(rotation)的图像载体的原位和调 色剂斑块之间的位置关系，然后基于该位置关系，识别来自调色剂斑块的背景的反射光量 (参照日本公开专利公布No. 2005-345740)。在此方法中，预先检测图像载体的在它转一周期间的表面情况作为廓形。此外，基 于原位和调色剂斑块之间的位置关系以及经由图像载体转动一周而预先检测的图像载体 的表面情况的廓形，识别指示来自调色剂斑块的背景的反射光的输出，并且基于所识别的 指示来自背景的反射光的输出和调色剂斑块的检测结果来检测调色剂斑块的浓度。此外，常规地，已提出了不使用前面所述的原位标记的设备(参见日本公开专利 特公布No. 2005-148299)。在此设备中，测量对应于中间转印部件的转一周的背景数据， 然后测量对应于具有形成在其上的调色剂斑块的中间转印部件的转一周的图像浓度检测 数据。此后，基于两数据之间的相关性，进行背景数据和图像浓度检测数据之间的对准 (alignment)。这样，基于该对准的结果，识别关于中间转印部件的形成有调色剂斑块的部 分的背景数据。然而，前面所述的常规的图像形成设备具有如下问题在日本公开专利公布 No. 2005-345740中公开的图像形成设备中，如果由于脱落或磨损造成原位标记丢失，那么 通过考虑来自背景的反射光来进行浓度校正就变成不可能的。此外，附着原位标记需要成 本。另一方面，在日本公开专利公布No. 2005-148299中公开的图像形成设备中，在得 到背景数据后，需要使中间转印部件与其上形成的调色剂斑块一起再转一周，以便得到用于浓度校正的数据，因此，进行浓度校正需要时间。

发明内容
本发明提供一种图像形成设备和用于该图像形成设备的浓度控制方法，该图像形 成设备能够以简化的构造在短时间内识别来自图像载体的期望部分的反射光量。在本发明的第一方面中，提供了将图像载体携带的调色剂图像转印到片材上的图 像形成设备，该图像形成设备包括被设置成与图像载体成面对关系的光(photo)检测器 单元，用于检测来自图像载体的反射光；圆周(circumferential)位置识别单元，适于在由 光检测器单元在图像载体的转一周期间检测的各反射光量和由光检测器单元检测的、来自 图像载体的在图像载体的圆周方向上的特定部分的反射光量之间进行图案(pattern)匹 配，由此识别图像载体的在图像载体的圆周方向上的特定部分的第一圆周位置，然后基于 所识别的第一圆周位置，识别在图像载体上形成的检测调色剂图像的第二圆周位置；浓度 计算单元，适于基于在由光检测器单元检测的、对应于中间转印带的转一周的来自图像载 体的反射光量之中的来自由圆周位置识别单元识别的图像载体的在第二圆周位置的部分 的反射光量和由光检测器单元检测的、来自检测调色剂图像的反射光量，计算检测调色剂 图像的浓度；以及浓度控制单元，适于根据由所述浓度计算单元计算的检测调色剂图像的 浓度来控制要形成在图像载体上的调色剂图像的浓度。根据本发明第一方面的图像形成设备在来自图像载体的特定部分的反射光量和 对应于图像载体的转一周的来自图像载体的各反射光量之间进行图案匹配，由此识别第一 圆周位置，然后基于识别的第一圆周位置，识别检测调色剂图像的第二圆周位置。这样，图 像形成设备能够以简化的构造在短时间内识别来自图像载体的任何部分的反射光量，这使 得能够容易地得到来自要被用作检测调色剂图像的背景的图像载体的一部分的反射光量。在本发明的第二方面中，提供用于图像形成设备的浓度控制方法，该图像形成设 备适于将由图像载体携带的调色剂图像转印到片材上，并且该图像形成设备包括设置成 与图像载体成面对关系的光检测器单元，该方法包括以下步骤由光检测器单元检测来自 图像载体的反射光；在由光检测器单元在图像载体的转一周期间检测的各反射光量和由 光检测器单元检测的、来自图像载体的在图像载体的圆周方向上的特定部分的反射光量之 间进行图案匹配，以便识别图像载体的在图像载体的圆周方向上的特定部分的第一圆周位 置，然后基于识别的第一圆周位置，识别在图像载体上形成的检测调色剂图像的第二圆周 位置；基于在由光检测器单元检测的、对应于中间转印带的转一周的来自图像载体的反射 光量之中来自图像载体的在识别的第二圆周位置的部分的反射光量和由光检测器单元检 测的、来自检测调色剂图像的反射光量，计算检测调色剂图像的浓度；以及根据计算的检测 调色剂图像的浓度，控制要形成在图像载体上的调色剂图像的浓度。根据本发明第二方面的浓度控制方法，能够获得与本发明第一方面中提供的技术 效果相同的有益效果。在本发明的第三方面中，提供一种用于存储程序的非暂时(non-transitory)计 算机可读存储介质，在由适于将由图像载体携带的调色剂图像转印到片材上并且包括被设 置成与图像载体成面对关系的光检测器单元的可编程图像形成设备执行该程序时，该程序 使所述可编程图像形成设备实施包括以下步骤的密度控制方法由光检测器单元检测来自
5图像载体的反射光；在由光检测器单元在图像载体的转一周期间检测的各反射光量和由 光检测器单元检测的、来自图像载体的在图像载体的圆周方向上的特定部分的反射光量之 间进行图案匹配，以便识别图像载体的在图像载体的圆周方向上的特定部分的第一圆周位 置，然后基于识别的第一圆周位置，识别在图像载体上形成的检测调色剂图像的第二圆周 位置；基于在由光检测器单元检测的、对应于中间转印带的转一周的来自图像载体的反射 光量之中来自图像载体的在识别的第二圆周位置的部分的反射光量和由光检测器单元检 测的、来自检测调色剂图像的反射光量，计算检测调色剂图像的浓度；以及根据计算的检测 调色剂图像的浓度，控制要形成在图像载体上的调色剂图像的浓度。根据本发明的第三方面的非暂时计算机可读存储介质，能够获得与第一方面中提 供的有益效果相同的有益效果。(参照附图)阅读对于示例性实施例的以下描述，本发明的进一步特征变得明显。


图1是根据本发明第一实施例的图像形成设备的各图像形成单元的示意图。图2是形成于中间转印带上的调色剂斑块的图。图3是具有形成于其上的调色剂斑块和页面图像的中间转印带的图。图4是示出传感器的布置的图。图5是示出反射光量的分布的图，每个分布对应于中间转印带的转一周，其间发 射光量发生改变。图6是示出调色剂斑块浓度与反射光量之间的关系的图。图7是图像形成设备的图像处理单元的框图。图8A是示出转一周的背景廓形的表的图。图8B是转一周的背景廓形的图。图9是示出在从开始读取局部背景廓形到开始读取调色剂斑块的时间段期间获 得的镜面反射光输出的图。图IOA是示出参考廓形的表的图。图IOB是参考廓形的图。图11是示出对应于中间转印带的转一周的反射光量分布和在中间转印带具有形 成在其上的调色剂斑块的状态下的反射光量分布的图，其中它们的相位被对准。图12是示出存储在RAM中的一维LUT的图。图13是图像浓度控制过程的流程图。图14是图13的延续。图15A是代表中间转印带的表面情况的表面光泽的图，所述中间转印带的表面情 况随打印片材的累计数量而变化。图15B是代表中间转印带的表面情况的传感器输出的图，所述中间转印带的表面 情况随打印片材的累计数量而变化。图16A是示出常规的图案匹配的图。图16B是示出第一实施例中的图案匹配的图。
具体实施例方式现在将参照示出本发明实施例的附图在下面详细地描述本发明。图1是根据本发明第一实施例的图像形成设备的各图像形成单元的示意图。该图 像形成设备例如由电子照相彩色图像形成设备(打印机)实现，该电子照相彩色图像形成 设备使用中间转印带27(图像载体)并具有四个颜色(即，黄色、品红色、青色、黑色)的级 联图像形成单元10。每个激光束源24基于来自文档读取器(未示出)的数字信号发射激光束，以在相 关感光鼓22上形成静电潜像，相关感光鼓由相关初级静电充电器23均勻地充电。本实施 例的级联彩色图像形成设备具有与相应的颜色相关联的黄色相关激光束源24Y、品红色相 关激光束源24M、青色相关激光束源24C和黑色相关激光束源24K。类似地，级联彩色图像 形成设备具有黄色相关感光鼓22Y、品红色相关感光鼓22M、青色相关感光鼓22C和黑色相 关感光鼓22K，它们与相应的颜色相关联。应当注意的是，当不特别需要基于颜色在激光束 源和感光鼓之间进行区分时，一般地将激光束源24Y 24K和感光鼓22Y 22K分别统称 为激光束源24和感光鼓22。通过用有机光导电层涂覆铝筒的外部周边来形成感光鼓22，感光鼓22被配置为 当从驱动马达(未示出)传送驱动力时进行转动。驱动马达使得感光鼓根据图像形成操作 进行逆时针转动。形成于感光鼓22上的静电潜像被显影装置26中相关的一个显影装置可视化为调 色剂图像。显影装置26，即用于显影黄色(Y)、品红色(M)、青色(C)和黑色(K)的调色剂 图像的四个显影装置26Y、26M、26C和26K被设置在相应的地方。显影装置26Y、26M、26C和 26K具有相应的套筒26YS、26MS、26CS和26KS。形成于相应感光鼓22上的调色剂图像被转印到中间转印带27上。中间转印带27 与感光鼓22Y、22M、22C和22K中的每一个的转动同步地进行顺时针转动。中间转印带27 保持与感光鼓22Y、22M、22C和22K接触，并且形成于感光鼓22Y、22M、22C和22K上的调色 剂图像在相应的接触位置处被初次转印到中间转印带27上。在本实施例中，中间转印带27由周长为895mm的单层聚酰亚胺树脂带实现。此外， 适当数量的碳颗粒被分散在该树脂中，以便调整带阻力。为此，中间转印带27具有平滑度 和光泽度高的黑色表面。中间转印带27的转动速度被设为246mm/sec，与处理速度相同。在中间转印带27上携带的调色剂图像被转印单元28转印到记录材料21 (即，从 片材馈送器11输送的片材)上。更具体地，中间转印带27上的多色调色剂图像被转印到 记录材料21上，记录材料21在被夹(nip)在中间转印带27和转印单元28的辊之间的状 态下被向前输送。转印到记录材料21上的调色剂图像被定影单元30中的加热辊31和压 辊32加热和定影。具有定影在其上的调色剂图像的记录材料21从定影单元30被输送，并 被片材排出传感器42检测，然后被排出。接着，将给出对于为浓度校正形成的浓度图像(下面被称作“调色剂斑块P”)和 光学传感器41 (下面被简称为“传感器41”)的描述。传感器41 (光检测器单元)被设置 成与中间转印带27成面对关系，以检测中间转印带27的表面情况和调色剂斑块P。图2是形成在中间转印带27上的调色剂斑块P的图。图3是具有形成在其上的 调色剂斑块P和页面图像的中间转印带27的图。调色剂斑块P形成在例如感光鼓或中间转印带的图像载体上。在本实施例中，调色剂斑块P(检测调色剂图像)形成在中间转印带 27上。图2中的箭头示出中间转印带27的转动方向。每个调色剂斑块P具有25mm见方 的形状，总共三十二个调色剂斑块P以被布置在转动方向(圆周方向)上的方式形成在中 间转印带上，以便分别针对Y、M、C和K中的每个颜色提供八个斑块，这八个斑块具有八个不 同的图像打印比例(浓度等级)。每个调色剂斑块和打印比例(浓度等级)之间的关系被设定如下Yl, Ml, Cl, Kl = 12. 5%Y2, M2, C2, K2 = 25%Y3, M3, C3, K3 = 37. 5%Y4, M4, C4, K4 = 50%Y5, M5, C5, K5 = 62. 5%Y6, M6, C6, K6 = 75%Y7, M7, C7, K7 = 87. 5%Y8, M8, C8, K8 = 100%在本实施例中，调色剂斑块P在第100个页面图像JlOO的后面形成，并由传感器 41检测。传感器41被设置在初级转印部分的下游(参照图1)，以便检测中间转印带27的 表面情况和形成在中间转印带27上的调色剂斑块P。图4是示出传感器41的布置的图。传感器41包括由例如LED实现的光发射器411、 由例如光电二极管实现的光接收器412和控制由光发射器411发射的光的量的IC 413。光发射器411被设置在相对于中间转印带27的法线成45度角之处，以便对中间 转印带27发射光。光接收器412被设置在与光发射器411关于中间转印带27的法线对称 的位置，以便接收来自调色剂斑块P的镜面反射光。图4示出通过传感器41的检测区域的 调色剂斑块P。IC 413通过调整施加给传感器41的光发射器411的电压来控制由光发射器411 发射的光的量。图5是示出反射光量的分布的图，每个分布对应于中间转印带的转一周，其 间发射光量发生改变。在图中，横轴代表中间转印带的圆周位置(相位)，纵轴代表反射光 量。并且，粗实线“a”表示反射光量大的情况，而细实线“b”表示反射光量小的情况。如图 5所示，当发射的光量不同时，从同一个对象反射的光量也不同。更具体地，发射的光越强， 从对象反射的光的量越大。IC 413使得传感器41操作在两个光量电平。这两个光量电平中的一个被设为适 于检测调色剂斑块浓度的电平。另一个被设为适于下文所述的图案匹配的电平。适于检测调色剂斑块浓度的电平可被解释如下图6是示出调色剂斑块浓度和反 射光量之间的关系的图。如图6所示，在光量变大时，高浓度调色剂斑块在从中反射的光量 方面对调色剂斑块浓度的改变的敏感度趋于变迟钝。另一方面，在光量变小时，低浓度调色 剂斑块在从中反射的光量的绝对值方面趋于逐渐变低，这使得难以区分从背景表面的不均 勻光泽反射的光。本实施例中的术语“高浓度”意在表示不低于1. 0的光学浓度的浓度。因此，期望的是将光量电平保持在下面这样的电平作为用于检测调色剂斑块浓度 的适当光量电平该电平使得能够区分来自低浓度调色剂斑块的反射光量和背景表面的不均勻光泽，并且在该电平处，从高浓度调色剂斑块反射的光量对于调色剂斑块浓度的改变 是高度灵敏的。在本实施例中，采用这样的光量电平在该光量电平处，对应于中间转印带的转一 周的来自背景表面的平均反射光量等于3.5[V] 士 0. 1[V]。下面将此光量电平称为“斑块检 测光量电平”。另一方面，用于图案匹配的适当电平可被定义为使来自背景表面的反射光量的值 的上升或下降最大化的光量电平。在来自背景表面的一部分的反射光量和对应于中间转印 带的转一周的来自背景表面的反射光量之间进行下面描述的图案匹配的情况下，当反射光 量的值的上升或下降较大时，图案匹配的精确性被提高。图5示出在反射光量的值的上升或下降大的情况下的反射光量分布和在反射光 量的值的上升或下降小的情况下的反射光量分布。如图5所示，当反射光量小时(即在由 “b”所表示的情况下)，该值的上升或下降也小，而当反射光量大时(即在由“a”所表示的 情况下)，该值的上升或下降也大。在本实施例中，采用这样的光量电平在该光量电平处， 对应于中间转印带的转一周的来自背景表面的平均反射光量等于4. 5[V] 士 0. 1 [V]。下面将 该光量电平称为“图案匹配光量电平”。尽管在本实施例中，从光发射器411发射的光量被调整从而获得用于图案匹配的 适当的光量，但是也可以利用一些其他方法获得用于图案匹配的适当的反射光量。更具体 地，可以使用下面这样的方法使用可变电阻器调整光接收器412的输出增益的方法，或者 调整光发射器411的输出增益和光接收器412的输出增益两者的方法。图7是图像形成设备的图像处理单元50的框图。CPU 51把RAM53用作工作存储 器，基于存储在ROM 52中的控制程序，对图像处理设备的组成元件进行集中的全面控制。RAM 53存储对应于中间转印带的转一周的、代表来自调色剂斑块P的背景的表面 的反射光的转一周背景廓形，该廓形由传感器41读取。图8A和8B是转一周背景廓形的图。 图8A是示出转一周廓形的表的图，图8B是示出转一周背景廓形的图。该图的纵轴代表传 感器41的传感器输出，横轴代表背景上的检测位置(数据编号η)。在本实施例中，紧接在接通打印机的电源之后，中间转印带27在没有携带调色剂 的情况下进行转动。此时，对应于中间转印带的转一周，传感器41读取转动的中间转印带 27的表面。通过该扫描获得的镜面反射光输出(传感器输出)被存储为转一周背景廓形 (下面简称为“转一周廓形”)。应当注意的是，存储两种转一周廓形。其中一种是在前面提到的斑块检测光量电 平处通过控制传感器41而获得的并存储在RAM 53中的第一转一周廓形，而另一种是在前 面提到的图案匹配光量电平处通过控制传感器41而获得的并存储在RAM 53中的第二转一 周廓形。在中间转印带27的第一转动期间，传感器41被控制为操作在斑块检测光量电平， 并且第一转一周廓形被存储。在中间转印带27的第二转动期间，传感器41被控制为操作 在图案匹配光量电平，并且第二转一周廓形被存储。图9是示出在从开始读取局部(partial)背景廓形直到读取调色剂斑块P之后的 时间段期间获得的镜面反射光输出的图。在该图中，纵轴代表来自传感器41的传感器输 出，横轴代表数据编号η。
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如图9所示，计时器55测量从开始读取局部背景廓形到开始读取调色剂斑块P的 时间段Tsec。将在下面详细描述此操作。使用来自调色剂斑块P的镜面反射光输出P (i)(下文中被称作“调色剂斑块反射 光输出p(i) ”)和在检测中间转印带27的表面情况期间获得的、来自中间转印带27的紧接 在调色剂斑块P下面的部分的镜面反射光输出R(i)(下文中被称作“调色剂斑块背景反射 光输出R (i) ”)，CPU 51计算调色剂斑块P的浓度DENS (i)。此外，CPU 51使传感器41读取在在形成调色剂斑块P之前相继形成的相应页面 的两个图像(页面图像)之间的中间转印带27的表面的暴露部分。通过读取获得的镜面 反射光输出(传感器输出)被存储为局部背景廓形(下文中被称作“参考廓形”)。此时， 传感器41被控制为操作在前面提到的图案匹配光量电平。CPU 51在通过读取而获得的参考廓形和第二转一周廓形之间进行图案匹配，从而 识别第二转一周廓形中的与参考廓形匹配的部分，或者与参考廓形近似的输出部分(参见 图9中用虚线围起的框f)。应该注意的是，参考廓形的传感器输出电平与第二转一周廓形 的相等，但是为了容易理解，在图9中，这些图案被可区分地表示。基于中间转印带27上被识别的部分和形成调色剂斑块P的位置之间的位置关系， CPU 51确定在形成调色剂斑块P的时间的调色剂斑块背景反射光输出R(i)。CPU 51检测调色剂斑块P的浓度，并基于检测的浓度生成校正数据。如上面所述，基于调色剂斑块反射光输出(反射光量)P (i)和调色剂斑块背景反 射光输出(反射光量)R(i)来计算调色剂斑块P的浓度。并且，基于计算的浓度来生成校 正数据。该过程将在下文中详细描述。然后，如下文所述，通过并入CPU 51中的调色剂斑 块浓度传输部分把生成的校正数据传送给图像处理单元50。接着，将对图像处理单元50的操作进行描述，图像处理单元50处理由文档读取器 读取的图像。在由例如作为图像读取装置的扫描仪实现的文档读取器中提供CCD传感器 501,CCD传感器501把读取的原稿图像转换为电信号。该CCD传感器501是RGB三线颜色 传感器。从CCD传感器501输出的R(红)、G(绿)和B(蓝)颜色的图像信号被输入到A/ D转换器单元502。A/D转换器单元502对图像信号进行增益调整和偏移调整，然后逐个颜色信号地 把图像信号转换为八位的数字图像数据。利用通过读取参考白色板而生成的读取信号，阴 影校正单元503逐个颜色地校正CCD传感器501的每个像素的灵敏度的变化、来自原始照 明灯的光量的变化等。输入伽玛校正单元504是一维查找表(LUT)，该表校正输入的R、G、B图像数据项 中的每一个，以使每个颜色的曝光量和它们的亮度满足线性关系。输入直接映射单元505是三维LUT，该三维LUT把输入的RGB信号转换为装置内 (in-device)的RGB信号以便形成统一的颜色空间。该三维LUT被提供以把被CCD传感器 501的R、G、B过滤器的光谱特性确定的读取颜色空间转换为标准颜色空间，例如sRGB(标 准RGB)，并且还能够适应(accommodate)例如CXD传感器501的灵敏度特性和照明灯的光 谱特性的特性。BE(背景擦除)采样单元506离散地采样指定矩形区域中的像素以便检测原稿的 背景，并形成像素亮度的直方图。该直方图被用于在打印处理期间擦除背景。
基于由BE采样单元506进行的采样的结果，背景擦除单元507进行非线性转换以 便擦除由扫描仪读取的RGB图像数据上的背景部分。然后，RGB图像数据由输出直接映射 单元508转换成CMYK图像数据。为了进行此转换，输出直接映射单元508将各RGB颜色的 值输入查找表，并基于来自查找表的输出值的总和而生成C (青色)分量。类似地，输出直 接映射单元508使用查找表生成M (品红色)、Y (黄色)、K (黑色)的相应分量，并对来自查 找表的输出值进行加法运算。输出伽玛校正单元509进行浓度校正以使输出图像变得与打印机兼容。输出伽玛 校正单元509起到基于预先存储的CYMK的一维查找表来保持随每次图像形成而变的输出 图像数据的线性的作用。与浓度检测、RAM 53和CPU 51相关联的光学传感器41创建CMYK的一维查找表。 CMYK的一维查找表在调色剂斑块浓度传输部分向输出伽玛校正单元509发送新创建的一 维LUT的定时中被更新。应该注意的是，将参照流程图在下文中详细地描述由CPU 51执行 的过程。半色调处理单元510能够根据设备的功能有选择地应用不同类型的加网 (screening)。一般地，半色调处理单元510针对复印操作使用能够抑制波纹干扰的误差扩 散型加网，针对打印操作使用利用抖动矩阵的多值(multi-valued)网屏(screen)型加网， 因为多值网屏型加网对于文本数据和细线条具有良好的再现性。前一种加网是这样的方法该方法使用误差过滤器对目标像素和外围像素分配权 重，由此在保持灰度级(gradation)的数量的同时分配多值转换误差，以便校正误差。另 一方面，后一种加网是这样的方法该方法设定抖动矩阵的多值阈值，由此表示伪中间灰度 级。在本实施例中，针对CMYKG中的每一个独立地进行转换，同时根据输入的图像数据，在 小的线条编号(低点浓度)和大的线条编号(高点浓度)之间进行切换，以便再现。现在，将对由本实施例的图像形成设备执行的调色剂斑块浓度校正方法进行描 述。按照下面描述的步骤(a) (d)来执行调色剂斑块浓度矫正方法。(a) CPU 51使传感器41在接通电源之后，在中间转印带的转一周期间检测中间转 印带27。并且，紧接在打印片材的数量达到预定数量之前，在将传感器41控制在图案匹配 LED光量电平的同时，CPU 51使传感器41检测中间转印带27的在相继打印的两个页面图 像之间的部分。然后，在对预定数量的片材进行打印操作之后，CPU 51使调色剂斑块P形成在中 间转印带27上，然后在将传感器41控制在斑块检测LED光量电平的同时，使传感器41检 测调色剂斑块P。(b)基于传感器41的上述两种检测的结果，CPU 51识别来自中间转印带27的每 一个期望部分的反射光输出。在本实施例中，CPU51将期望部分设为形成调色剂斑块P的 位置，并识别调色剂斑块背景反射光输出R(i)。(c)使用调色剂斑块反射光输出P(i)和调色剂斑块背景反射光输出R(i)，CPU 51 计算每个调色剂斑块P的浓度。(d)CPU 51基于计算的调色剂斑块P的浓度而生成校正条件，并根据校正条件来 校正输入的图像数据。将详细地描述这些步骤(a) (d)。首先，在步骤(a)中，CPTOl使中间转印带27在没有形成调色剂斑块P的情况下转一周，并使传感器41读取对应于中间转印带的转一周 的中间转印带27的表面情况，以便获得中间转印带27的转一周廓形。CPU 51将此时从传感器41获得的数据存储在RAM 53中作为前面提到的中间转印 带27的第二转一周廓形。在本实施例的图像形成设备中，中间转印带27的转动速度被设 为246mm/sec，周长被设为895mm，并且传感器41的检测间隔被设为4msec (每单位时间的 检测次数被设为250次/秒)。因此，从传感器41获得910个数据项，如下面的式(1)所 示895 (mm)+246 (mm/sec) + (4/1000 (sec)) ^ 910 ... (1)更具体地，如图8A和图8B所示，由910个数据项的连续序列形成转一周廓形。图 8B中的横轴代表与相应数据项相关联的数据编号η。如上文所述，这两种转一周廓形被存 储。其中一种转一周廓形是通过将传感器41控制在斑块检测光量电平而获得并被存储在 RAM 53中的第一转一周廓形，而另一种转一周廓形是通过将传感器41控制在图案匹配光 量电平而获得并被存储在RAM 53中的第二转一周廓形。在中间转印带27的第一转动期间，传感器41被控制为操作在斑块检测光量电平， 并且来自传感器41的数据被存储为第一转一周廓形。在中间转印带27的第二转动期间， 传感器41被控制为操作在图案匹配光量电平，并且来自传感器41的数据被存储为第二转
一周廓形。接着，将对中间转印带27的一部分的参考廓形进行描述。为了获得参考廓形，CPU 51使传感器41读取中间转印带27的一部分的表面情况，然后使RAM 53存储来自传感器 41的反射光输出。此时，传感器41被控制为操作在前面所述的图案匹配LED光量电平。CPU 51使传感器41检测在形成在第一纪录片材上的图像和形成在第二纪录片材 上的另一个图像之间的、没有形成调色剂图像的区域或者检测非图像形成区域(例如片材 之间的非图像形成区域)，以便获得参考廓形。在进行连续打印的情况下，在中间转印带27 的对应于在第一记录片材和继第一记录片材之后的第二记录片材之间的区域的部分中存 在空间。该空间中没有形成图像，由此中间转印带27的表面被暴露。传感器41读取来自 页面图像(调色剂图像)之间的空间(特定部分)的反射光。在示出的例子中，传感器41将光照射到中间转印带27的在第99个片材的页面图 像J99和第100个片材的页面图像JlOO之间的部分，由此检测来自中间转印带27的该部 分的反射光。图IOA和IOB是示出参考廓形的图，其中图IOA是参考廓形的表，图IOB是参 考廓形的图。图的纵轴代表来自传感器41的传感器输出，横轴代表背景上的检测位置(数 据编号η)。图IOB中的图示出来自传感器41的反射光输出(传感器输出)的分布，该分布 是根据来自中间转印带27的反射光而生成的。在本实施例中，假定图像形成设备中片材之间的最小长度被设为79mm。中间转印 带27的转动速度被设为246mm/sec，传感器41的检测间隔被设为4msec。因此，从传感器 41获得八十个数据项，如下面的式(2)所示79 (mm)+246 (mm/sec) + (4/1000 (sec)) 80 . . . (2)更具体地，由至少八十个数据项的连续序列形成参考廓形。对于第二转一周廓形 的检测和对于参考廓形的检测由同一个传感器41进行，这意味着通过检测中间转印带27 的转动方向上的同一条线而获得这两个廓形。
为此，除非是在从检测第二转一周廓形到检测参考廓形的时间段期间通过例如被 划而改变了中间转印带27的情况，否则第二转一周廓形包括与参考廓形匹配或近似的数 据组。在本实施例的图像形成设备中，CPU 51进行在第二转一周廓形和参考廓形之间的 图案匹配，以便识别两个数据组之间的对应性。接着，将要对于在步骤(b)中执行的、用于基于传感器41的检测结果来识别调色 剂斑块背景反射光输出R(i)的方法进行描述。如上所述，在本实施例的图像形成设备中， CPU 51进行在第二转一周廓形和参考廓形之间的图案匹配，由此识别包括在第二转一周廓 形中并与参考廓形匹配的数据组。并且，基于中间转印带27上的在识别的数据组和形成调色剂斑块P的位置之间的 位置关系和第一转一周廓形，CPU 51识别调色剂斑块背景反射光输出R(i)。将详细地描述 该方法。通过确定第二转一周廓形和参考廓形之间的相关性函数而进行图案匹配。对于离散数据组Xi和Yi之间的相关性，当这两个数据组之间的相关性系数S(i) 的值更接近于值1时，Xi和Yi之间的相关性更高，Xi和Yi之间的相似性也更高。可通过 下面的式(3)获得每一个由N个数据项组成的这两个离散数据组Xi和Yi(I = 0至N-1) 之间的相关性系数S(i)
权利要求
一种将由图像载体携带的调色剂图像转印到片材上的图像形成设备，包括光检测器单元，被设置成与图像载体成面对关系，用于检测来自所述图像载体的反射光；圆周位置识别单元，适于在由所述光检测器单元在图像载体的转一周期间检测的反射光量和由所述光检测器单元检测的、来自图像载体的在图像载体的圆周方向上的特定部分的反射光量之间进行图案匹配，由此识别图像载体的在图像载体的圆周方向上的特定部分的第一圆周位置，然后基于识别的第一圆周位置，识别在图像载体上形成的检测调色剂图像的第二圆周位置；浓度计算单元，适于基于在由所述光检测器单元检测的、对应于图像载体的转一周的来自图像载体的反射光量之中的来自图像载体的在由所述圆周位置识别单元识别的第二圆周位置的部分的反射光量以及由所述光检测器单元检测的来自检测调色剂图像的反射光量，计算检测调色剂图像的浓度；以及浓度控制单元，适于根据由所述浓度计算单元计算的检测调色剂图像的浓度来控制要被形成在图像载体上的调色剂图像的浓度。
2.根据权利要求1的图像形成设备，其中，所述光检测器单元包括光发射器和光接收 器，所述光发射器适于发射要照射到图像载体上的光，所述光接收器适于接收来自图像载 体的反射光，以及其中，所述光检测器单元适于在要为图案匹配检测对应于图像载体的转 一周的反射光量时，与以下情况相比增加从光发射器发射的光量和光接收器的输出增益中 的至少一个，在该情况中，对应于图像载体的转一周的来自图像载体的反射光量被检测以 便计算检测调色剂图像的浓度。
3.根据权利要求1的图像形成设备，其中，图像载体的所述特定部分是图像载体的暴 露于顺序形成在图像载体上的调色剂图像之间的部分。
4.根据权利要求1的图像形成设备，其中，所述特定部分包括多个特定部分，并且所述 圆周位置识别单元在由所述光检测器单元检测的、来自所述多个特定部分的相应反射光量 和对应于图像载体的转一周的来自图像载体的反射光量之间进行图案匹配，由此识别在图 像载体的圆周方向上的所述特定部分的第一圆周位置。
5.根据权利要求1的图像形成设备，其中，所述圆周位置识别单元确定在来自所述特 定部分的反射光量和对应于图像载体的转一周的来自图像载体的反射光量中的每一个之 间的相关性系数，并基于该相关性系数进行图案匹配。
6.根据权利要求1的图像形成设备，其中所述圆周位置识别单元计算来自所述特定部 分的反射光量与从对应于图像载体的转一周的、来自图像载体的反射光量中提取的反射光 量之间的差值，并进行图案匹配以使得所述差值的绝对值成为最小。
7.根据权利要求1的图像形成设备，其中，当对应于预定数量的片材的调色剂图像已 被形成在图像载体上时，由所述光检测器单元检测对应于图像载体的转一周的、来自图像 载体的反射光量。
8.根据权利要求1的图像形成设备，其中，在基于在所述第二圆周位置的来自图像载 体的反射光量计算检测调色剂图像的浓度之后，如果确定检测调色剂图像的浓度不高于阈 值，则所述浓度计算单元再次基于对应于图像载体的转一周的、来自图像载体的反射光量， 计算检测调色剂图像的浓度。
9. 一种用于图像形成设备的浓度控制方法，所述图像形成设备适于把由图像载体携带 的调色剂图像转印到片材上，并且所述图像形成设备包括被设置成与图像载体成面对关系 的光检测器单元，所述方法包括由所述光检测器单元检测来自图像载体的反射光；在由所述光检测器单元在图像载体的转一周期间检测的反射光量和由所述光检测器 单元检测的、来自图像载体的在图像载体的圆周方向上的特定部分的反射光量之间进行图 案匹配，由此识别图像载体的在图像载体的圆周方向上的特定部分的第一圆周位置，然后 基于识别的第一圆周位置，识别在图像载体上形成的检测调色剂图像的第二圆周位置；基于在由所述光检测器单元检测的、对应于图像载体的转一周的来自图像载体的反射 光量之中的来自图像载体的在识别的第二圆周位置的部分的反射光量以及由所述光检测 器单元检测的来自检测调色剂图像的反射光量，计算检测调色剂图像的浓度；以及根据计算的检测调色剂图像的浓度，控制要被形成在图像载体上的调色剂图像的浓度。
全文摘要
本发明提供用于将图像载体携带的调色剂图像转印到片材上的图像形成设备和用于该设备的浓度控制方法。该图像形成设备能够在短时间内识别来自图像载体的任何部分的反射光量。传感器检测来自中间转印带的反射光。CPU在对应于该带的转一周的、来自该带的反射光量和来自该带的特定部分的反射光量之间进行图案匹配，由此识别该特定部分的第一圆周位置和形成在该带上的调色剂斑块的第二圆周位置。基于来自调色剂斑块的反射光量和在第二圆周位置的来自该带的反射光量，CPU计算调色剂斑块浓度。根据计算的调色剂斑块浓度，控制要形成在该带上的调色剂图像的浓度。
文档编号G03G15/16GK101943876SQ20101022088
公开日2011年1月12日 申请日期2010年7月1日 优先权日2009年7月1日
发明者藤田幸多雄 申请人:佳能株式会社