专利名称：图像形成设备和控制方法
技术领域：
本发明涉及一种电子照相图像形成设备及其控制方法，尤其涉及一种防止浓度和色感(色味)的变化的图像形成设备及其控制方法。
背景技术：
电子照相型或静电打印型图像形成设备中的显影装置通常使用主要包含调色剂颗粒和载体颗粒的双组分显影剂。尤其在用于形成全色或多色图像的彩色图像形成设备中，大多数显影装置使用双组分显影剂。双组分显影剂的调色剂浓度(即调色剂颗粒的重量与载体颗粒和调色剂颗粒的总重量的比)是稳定图像质量的非常重要的因素。在显影中消耗双组分显影剂的调色剂颗粒，并且调色剂浓度逐渐降低。考虑到这种情况，通过检测显影装置中的双组分显影剂的调色剂浓度、并且根据所检测到的调色剂浓度控制对显影装置的调色剂补充，将双组分显影剂的调色剂浓度控制为恒定。然而，电子照相方法和静电打印方法利用静电力形成图像。如果双组分显影剂中的电荷量(称为调色剂电荷量)变化，则图像浓度也变化。为解决这一问题，日本特开平11-212343号公报提出了用于根据静置时间和湿度环境估计调色剂电荷量的变化、并且根据估计结果搅拌显影剂以稳定图像质量的控制。然而，如日本特开平11-212343号公报一样仅利用调色剂电荷量的前馈预测，预测的调色剂电荷量可能与实际的调色剂电荷量发生偏离。对于使用反馈的调色剂电荷量观测器校正的需求增加。反馈的例子是用于创建测试图案图像(称为块图像)、检测浓度并且校正调色剂电荷量的控制。然而，块图像浓度不仅根据调色剂电荷量、而且还根据显影效率来确定，因而不能仅检测调色剂电荷量。因此难以通过块图像来预测调色剂电荷量。
发明内容
本发明提出了调色剂电荷量的适当反馈控制，由此提供一种能够获得稳定的浓度和色感变化的图像形成设备。根据本发明的一个方面，提供一种图像形成设备，其基于图像数据，随同承载双组分显影剂中包含的调色剂和载体的显影套筒的转动一起在图像承载体上形成图像，所述图像形成设备包括形成单元，用于使用由所述显影套筒所承载的调色剂在所述图像承载体上形成浓度检测调色剂图像；检测单元，用于检测由所述形成单元所形成的浓度检测调色剂图像的浓度；预测单元，用于预测所述双组分显影剂中的调色剂电荷量；校正单元，用于使用根据由所述预测单元所预测的调色剂电荷量和由所述检测单元所检测到的浓度检测调色剂图像的浓度之间的关系所获得的值，校正所述双组分显影剂中的调色剂电荷量；以及控制单元，用于在由所述形成单元形成所述浓度检测调色剂图像时，进行控制以与基于图像数据的图像形成相比，增大显影效率。根据本发明的另一方面，提供一种图像形成设备的控制方法，所述图像形成设备基于图像数据，随同承载双组分显影剂中包含的调色剂和载体的显影套筒的转动一起在图
3像承载体上形成图像，所述控制方法包括以下步骤形成步骤，用于使用由所述显影套筒所 承载的调色剂在所述图像承载体上形成浓度检测调色剂图像；检测步骤，用于检测在所述 形成步骤中所形成的浓度检测调色剂图像的浓度；预测步骤，用于预测所述双组分显影剂 中的调色剂电荷量；校正步骤，用于使用根据在所述预测步骤中所预测的调色剂电荷量和 在所述检测步骤中所检测到的浓度检测调色剂图像的浓度之间的关系所获得的值，校正所 述双组分显影剂中的调色剂电荷量；以及控制步骤，用于当在所述形成步骤中形成所述浓 度检测调色剂图像时，进行控制以与基于图像数据的图像形成相比，增大显影效率。根据本发明，通过增大显影效率并检测块，可以根据块图像可靠地检测调色剂电 荷量。基于该检测结果，进行对预测的调色剂电荷量的观测器校正。可以稳定地形成具有 恒定图像浓度的高质量图像。通过以下(参考附图)对典型实施例的说明，本发明的其它特制将变得明显。
图1是用于说明图像形成设备的结构的断面图；图2是示出读取器图像处理单元的信号处理的框图；图3是用于说明读取器图像处理单元的控制信号的定时的时序图；图4是示出图像形成单元的控制系统的框图；图5是用于说明块图像形成处理的图；图6是用于说明块浓度测量处理的框图；图7是用于说明图像浓度和光传感器输出之间的关系的图；图8是示出用于计算调色剂电荷量的序列的流程图；图9是示出用于根据图像比率计算收敛Q/M1的关系的图；图10是示出用于说明显影效率的感光鼓1的电位的示意图；图11是示出用于基于块校正调色剂电荷量的块的形成的流程图；图12是示出块Q的浓度和调色剂电荷量之间的关系的图；图13是示出显影设置的峰峰值和显影效率之间的关系的图；图14是不出调色剂电荷量和激光束量之间的关系的图；图15是用于说明根据第一实施例的控制的效果的图；图16是示出用作显影设置的显影套筒41的速度和显影效率之间的关系的图；以 及图17是用于说明根据第二实施例的控制的效果的图。
具体实施例方式第一实施例现参考附图详细说明本发明的第一实施例。即使在以可选结构替换本实施例的结 构的一部分或全部的其它实施例中，也可以实现本发明，只要在增强显影效率的同时，根据 检测块的结果来控制双组分显影剂中所预测的调色剂电荷量即可。因此，只要图像形成设备使用电子照相方法形成图像，不管是串联式/单鼓式还 是中间转印式/直接转印式都可以实现本发明。本实施例仅说明与调色剂图像的形成和转印有关的主要部分。然而，通过添加必要的装置、装备或外壳结构，对于打印机、各种打印设备、复印机、FAX或多功能外围设备等中的各种用途实现本发明。图像形成设备图I是用于说明图像形成设备的结构的断面图。图像形成设备100是串联式中间转印全色打印机，其中，沿中间转印带6排列黄色(Y)、品红色(M)、青色(C)和黑色⑷图像形成单元PY、PM、PC和PK。图像形成单元PY在用作图像承载体的感光鼓IY上形成黄色调色剂图像，并且将其一次转印至中间转印带6。图像形成单元PM在感光鼓IM上形成品红色调色剂图像，并且一次转印该品红色调色剂图像以重叠在中间转印带6上的黄色调色剂图像上。图像形成单元PC和PK分别在感光鼓IC和IK上形成青色和黑色调色剂图像，并且顺次将它们一次转印至中间转印带6上。此时，假定各感光鼓在图I示出的箭头所示的方向上转动。将被一次转印至中间转印带6上的四种颜色的调色剂图像输送至二次转印部T2， 并且将其整体二次转印至打印介质P上。通过定影装置11对承载二次转印的四种颜色的调色剂图像的打印介质P加热和加压以将调色剂图像定影在表面。然后，从设备排出打印介质P。中间转印带6在张力辊61、驱动辊62和对向辊63之间环绕并且由它们支持中间转印带6。通过驱动辊62驱动中间转印带6以预定处理速度在箭头R2所示的方向上转动。通过分离棍66逐一分离从打印介质盒65拾取的打印介质P,并且将各打印介质P 发送至定位辊67。当定位辊67停止时，它们容纳和保持打印介质P，并且与中间转印带6 上的调色剂图像的定时同步将打印介质P提供给二次转印部T2。二次转印辊64与通过对向辊63支持的中间转印带6接触，并且形成二次转印部 T2。通过向二次转印辊64提供正DC电压，将带负电并由中间转印带6承载的调色剂图像二次转印至打印介质P。除显影装置4Y、4M、4C和4K中使用的调色剂的颜色分别为黄色、品红色、青色和黑色以外，图像形成单元PY、PM、PC和PK具有几乎相同的结构。在下面的说明中，当不必区分图像形成单元PY、PM、PC和PK时，将省略用于表示各自的颜色的附图标记的后缀“Y”、“M”、 “C”和“K”，并且概括说明图像形成单元。图4是更详细地示出图I中的各图像形成单元的图。将参考图I和4详细说明图像形成单元。在图像形成单元中，在感光鼓I周围布置充电装置2、曝光装置3、显影装置4、 一次转印辊7和清洁装置8。通过在铝圆柱体的外表面上形成负电荷极性的感光层来形成感光鼓I。感光鼓I 以预定处理速度在箭头Rl所示的方向上转动。感光鼓I是例如对近红外光(960nm)的反射率约为40%的OPC感光体。然而，感光鼓I可以是具有几乎相同反射率的非晶硅类的感光体。充电装置2使用scorotron充电器。充电装置2利用电晕放电时的带电粒子照射感光鼓I，以使感光鼓I的表面充电至均一负电位。Scorotron充电器包括施加有高压的电极丝、接地屏蔽部和施加有期望电压的栅网部。从充电偏压电源(未示出)向充电装置2 的电极丝施加预定充电偏压。从栅网偏压电源(未示出)向充电装置2的栅网部施加预定栅网偏压。对感光鼓I充电至近似于施加给栅网部的电压，但是这依赖于施加给电极丝的电压。曝光装置3使用旋镜扫描激光束以在带电感光鼓I的表面上写入图像的静电图像。用作电位检测部件的电位传感器5可以检测通过曝光装置3在感光鼓I上所形成的静电图像的电位。显影装置4向感光鼓I上的静电图像施加调色剂，从而将静电图像显影成调色剂图像。一次转印辊7对中间转印带6的内表面加压以在感光鼓I和中间转印带6之间形成一次转印部Tl。当向一次转印辊7施加正DC电压时，将感光鼓I上承载的负调色剂图像一次转印至正通过一次转印部Tl的中间转印带6。清洁装置8利用清洁刮板擦拭感光鼓I以回收未被转印至中间转印带6并保留在感光鼓I上的调色剂。带清洁装置68利用清洁刮板擦拭中间转印带6以回收未被转印至打印介质P并在通过二次转印部T2之后保留在中间转印带6上的调色剂。图像形成设备100包括操作单元20。根据本实施例的图像形成设备100还包括图像读取单元A和打印机单元B。操作单元20包括显示器218。操作单元20与图像读取单元A的CPU 214和图像形成设备100的控制单元110连接。用户可以经由操作单元20输入诸如图像类型和薄片计数等的各种条件。打印机单元B在该输入条件下形成图像。图像读取单元图2是示出图像读取单元A的读取器图像处理单元108的信号处理的框图。图3 是用于说明读取器图像处理单元108中的控制信号的定时的时序图。如图I所示，图像读取单元(读取器单元)A读取被置于原稿台玻璃102上的原稿 G的面朝下的表面(原稿台玻璃102侧)上的图像。通过光源103照射并且经由光学系统 104在CXD传感器105上形成原稿G的图像。CXD传感器105使用按三行排列的红色(R)、 绿色(G)和蓝色(B) CXD线传感器生成R、G和B颜色成分信号。包括光源103、光学系统104 和CCD传感器105的光学系统单元在箭头R103所示的方向上移动，以读取原稿G的图像并将其转换成各行的电信号数据串。抵靠构件107被配置在原稿台玻璃102上以通过抵靠确定原稿G的位置。在原稿台玻璃102上配置基准白色板106以确定CXD传感器105的白电平并且对CXD传感器105 进行推力方向上的遮光。由CXD传感器105获得的图像信号经过读取器图像处理单元108的图像处理，被发送至打印机控制单元(打印机图像处理单元)109，并且进一步经过图像处理。如图2所示，时钟生成单元211生成各像素的时钟(CLOCK信号)。主扫描地址计数器212通过计数来自时钟生成单元211的时钟生成针对一行的各像素的主扫描地址。响应于HSYNC信号清除主扫描地址计数器212，并且主扫描地址计数器212开始计数下一行的主扫描地址。解码器213对来自主扫描地址计数器212的主扫描地址进行解码，并且生成诸如各行的移位脉冲或复位脉冲等的CCD驱动信号。另外，解码器213生成表示CCD传感器105 的一行读取信号中的有效区域的VE信号以及行同步信号HSYNC。如图3所示，VSYNC信号是副扫描方向上的图像有效区间信号。使用VSYNC信号读取(扫描)逻辑“I”区间的图像，并且顺次形成M、C、Y和K输出信号。VE信号是主扫描方向上的图像有效区间信号。使用VE信号调整逻辑“I”区间的主扫描开始位置的定时，并且主要在用于线延迟的线计数控制中使用VE信号。时钟(CLOCK)信号是像素同步信号，并且使用时钟信号在从“O ”到“ I ”的上升沿处传送一个像素的图像数据。如图2所不,将从(XD传感器105输出的图像信号输入给模拟信号处理单兀201。 模拟信号处理单元201对输入信号进行增益调整和偏移调整。然后，A/D转换器202将各颜色信号转换成8位数字图像信号R1、G1和BI。遮光校正单元203接收数字图像信号R1、 Gl和BI，并且使用基准白色板106的读取信号对各颜色进行遮光校正。在R、G和B之间以预定距离配置CXD传感器105的各个线传感器。线延迟电路 204校正数字图像信号R2、G2和B2之间在副扫描方向上的空间移位。更具体地，线延迟电路204在副扫描方向上线延迟R和G信号以将它们调整为与B信号相适应。输入掩模单元205通过执行以下面的公式给出的矩阵计算，将根据CXD传感器105 的R、G和B滤波器的光谱特性所确定的读取颜色空间转换成NTSC标准颜色空间
权利要求
1.一种图像形成设备，其基于图像数据，随着承载双组分显影剂中所包含的调色剂和载体的显影套筒的转动在图像承载体上形成图像，所述图像形成设备包括形成单元，用于使用由所述显影套筒所承载的调色剂在所述图像承载体上形成浓度检测调色剂图像；检测单元，用于检测由所述形成单元所形成的浓度检测调色剂图像的浓度；预测单元，用于预测所述双组分显影剂中的调色剂电荷量；校正单元，用于使用根据由所述预测单元所预测的调色剂电荷量和由所述检测单元所检测到的浓度检测调色剂图像的浓度之间的关系所获得的值，校正所述双组分显影剂中的调色剂电荷量；以及控制单元，用于在由所述形成单元形成所述浓度检测调色剂图像时，进行控制以使得与基于图像数据的图像形成相比、增大显影效率。
2.根据权利要求I所述的图像形成设备，其特征在于，当增大所述显影效率时，所述控制单元增大所述显影套筒的转动速度。
3.根据权利要求I所述的图像形成设备，其特征在于，当增大所述显影效率时，所述控制单元增大要施加至所述显影套筒的偏压。
4.根据权利要求I所述的图像形成设备，其特征在于，所述控制单元将所述显影效率控制成大致为100%。
5.一种图像形成设备的控制方法，所述图像形成设备基于图像数据，随着承载双组分显影剂中所包含的调色剂和载体的显影套筒的转动在图像承载体上形成图像，所述控制方法包括以下步骤形成步骤，用于使用由所述显影套筒所承载的调色剂在所述图像承载体上形成浓度检测调色剂图像；检测步骤，用于检测在所述形成步骤中所形成的浓度检测调色剂图像的浓度；预测步骤，用于预测所述双组分显影剂中的调色剂电荷量；校正步骤，用于使用根据在所述预测步骤中所预测的调色剂电荷量和在所述检测步骤中所检测到的浓度检测调色剂图像的浓度之间的关系所获得的值，校正所述双组分显影剂中的调色剂电荷量；以及控制步骤，用于当在所述形成步骤中形成所述浓度检测调色剂图像时，进行控制以使得与基于图像数据的图像形成相比、增大显影效率。
全文摘要
一种图像形成设备和控制方法，所述图像形成设备随同承载双组分显影剂中包含的调色剂和载体的显影套筒的转动一起在图像承载体上形成图像，所述图像形成设备包括形成单元，用于使用调色剂在图像承载体上形成浓度检测调色剂图像；检测单元，用于检测所形成的浓度检测调色剂图像的浓度；预测单元，用于预测所述双组分显影剂中的调色剂电荷量；校正单元，用于使用根据由所述预测单元所预测的调色剂电荷量和由所述检测单元所检测到的调色剂图像的浓度之间的关系所获得的值，校正所述双组分显影剂中的调色剂电荷量；以及控制单元，用于在由所述形成单元形成所述浓度检测调色剂图像时，进行控制以与基于图像数据的图像形成相比，增大显影效率。
文档编号G03G15/08GK102608894SQ20121002032
公开日2012年7月25日 申请日期2012年1月19日 优先权日2011年1月19日
发明者藤原基裕 申请人:佳能株式会社