CN100378591C - 成像设备 - Google Patents

Abstract

一种成像设备，用来根据在光电导体上形成的基准图像的密度控制补充到一个显影装置的调色剂的量，其中如果在显影装置中的显影剂的调色剂密度过度波动，则可能出现有调色剂散落、形成粗糙图像、及载体附着。为了克服这些问题，布置一个光电传感器以探测在显影装置中的调色剂密度，并且当光电传感器的输出超出一个预定范围时，修改要与基准图像的探测密度相比较的目标值。

Description

成像设备

技术领域

本发明涉及一种利用例如电摄影或静电记录过程的成像设备，更具体地说，涉及一种诸如复印机、打印机或传真机之类的成像设备。

背景技术

电摄影过程是常常周在复印机和打印机中的最熟悉的印制过程之一。最近，对POD(按需打印)的更多注意已经增大了对高速打印能力、照相图像印制等的需要。结果，需要能够产生具有较高质量的更精细图像的打印机。

一般地说，在利用电摄影或静电记录过程的成像设备中所安装的显影装置采用一种包含磁性调色剂作为主要成分的单成分显影剂、或一种包含非磁性调色剂和磁性载体作为主要成分的两成分显影剂。特别是在利用电摄影过程形成全色和多色图像的彩色成像设备中，大多数显影装置采用两成分显影剂，以便得到更满意的彩色色调图像。

众所周知，从稳定图像质量的观点出发，两成分显影剂的调色剂密度(即，调色剂重量与载体和调色剂的总重量之比)是一个非常重要的因素。在显影剂中的调色剂在显影步骤中被消耗，并且显影剂的调色剂密度相应地减小。因此必须在适当时刻通过使用一个显影剂密度控制器或一个图像密度控制器探测调色剂(显影剂)密度或图像密度，并且必须依据探测到的密度变化补充调色剂，从而总是把调色剂密度或图像密度控制成恒定，并且把图像质量保持在满意的水平下。图2表示装有一种已知密度控制器的一种成像设备，例如一种电摄影数字复印机，的总体结构的一个例子。

首先，文档31的图像由CCD 1读取。生成的模拟图像信号由一个放大器2放大到一个预定电平，并且由一个模数转换器(A/D转换器)3转换成例如8位(半色调的0至255级)的数字图像信号。然后，数字图像信号被供给到一个γ-转换器5(在这个例子中，它被构造成一个256-字节RAM，并且使用一个查阅表进行密度转换)。而且，数字图像信号经受γ-补偿，并且输入到一个数模转换器(D/A转换器)9。

数字图像信号由D/A转换器9再转换成模拟图像信号，并且供给到一个比较器11的一个输入终端。从一个三角波发生器10产生的并且具有预定周期的一个三角波信号供给到比较器11的另一个输入终端。把供给到比较器11的一个输入终端的模拟图像信号与用于脉冲宽度调制的三角波信号相比较。已经经受脉冲宽度调制的二进制图像信号按原样输入到一个激光驱动器12，并且用作用来使激光二极管13发射激光束的通/断控制信号。从激光二极管13发射的激光束由一个已知多边镜14在主扫描方向上扫描，并且经一个f/θ-透镜15和一个反射镜16照射到一个感光鼓40上。感光鼓40用作图像承载部件，并且在由箭头(在图3中的a)指示的方向上转动。因而形成静电潜像。

另一方面，在通过曝光装置18消去均匀充电之后，感光鼓40由一个主充电器19均匀地充电到例如负。然后，感光鼓40被暴露于激光束的照射下，如以上描述的那样，因此按照图像信号形成静电潜像。

静电潜像由一个显影装置20显影成可见图像(调色剂图像)。包含补充调色剂29的一个调色剂补充盒8设置在显影装置20的上方，并且一个调色剂馈送螺杆30安装在调色剂添加盒8的底部处。调色剂馈送螺杆30由一个电机28转动，以把用于供给的调色剂29馈送到显影装置20中。

在感光鼓40上形成的调色剂图像在一个转印充电器22的作用下转印到一种转印材料P上，转印材料P已经由转印材料运送带17输送到感光鼓40。转印材料运送带17在两个辊25a和25b之间伸展，并且被循环地驱动以在由图2中箭头指示的方向上运动，因而把保持在其上的转印材料P输送到感光鼓40。在图像转印之后剩余在感光鼓40上的调色剂由一个清除器24刮去。

为了解释简单起见，图2仅表示单图像形成工位(包括感光鼓40、曝光装置18、主充电器19、显影装置20等)。然而，在彩色成像设备的情况下，与相应颜色，例如青、品红、黄和黑，相对应的成像工位沿转印材料运送带17在其运动方向上依次排列。

在图3的例子中，显影装置20包括：一个显影容器2，包含一种两成分显影剂(在图2中的21)；和一个显影套筒10，用作显影剂运送件，并且可旋转地安装在显影容器2中，相对于感光鼓40留有一个预定间隙。显影套筒10构成为由非磁性材料制成的圆柱件，并且用作磁场产生装置的一个磁体辊11布置在显影套筒10内，以相对于由箭头c指示的显影套筒10的转动保持静止。磁体辊11具有五个磁极N1、S1、N2、N3和S2。一个作为磁性件的限制刀片130固定到位于显影套筒10上方的显影容器2的一部分上。限制刀片130相对于显影套筒10被非接触地布置，从而限制刀片130的下端延伸到磁极S2并且靠近其布置，磁极S2在竖直方向上基本上位于磁体辊的顶点处。一对显影剂馈送螺杆4、6布置在显影容器2的下部中。

在显影容器2中包含的两成分显影剂供给到显影套筒10，同时随着显影剂馈送螺杆4、6的搅拌和馈送动作在显影容器2中循环。供给到显影套筒10的显影剂通过磁体辊11的磁极N3的动作吸到显影套筒10上。随着显影套筒10的转动，显影剂在显影套筒10上从磁极S2运送到磁极N1，并且然后到达其中显影套筒10和感光鼓40彼此面对定位的显影区域。在运送到显影区域的同时，显影剂的层厚度由限制刀片130与磁极S2合作地磁性限制，从而显影剂的一个薄层形成在显影套筒10上。

位于显影区域中的、磁体辊11的磁极N1用作用于显影的主磁极。运送到显影区域的显影剂通过磁极N1的作用堆积，并且与感光鼓40的表面相接触，由此使在感光鼓40的表面上的静电潜像显影。在潜像显影之后，显影剂随着显影套筒10的转动离开显影区域，并且经作为运送极的磁极S1返回到显影容器2。显影剂然后从显影套筒10上被除去，以便在由磁极N2、N3产生的相斥磁场下复原。

这样一种成像设备包括任何类型的密度控制器(ATR(自动调色剂补充)单元)，以便控制在调色剂密度随着上述显影步骤重复已经降低的显影装置20中向显影剂21补充的调色剂，并且控制显影剂的调色剂密度或图像密度而使之保持恒定。

在实际中，已知有如下数种控制方法：根据从显影剂反射的光的强度通过使用在显影装置20中安装的一个调色剂密度传感器23，探测在显影装置20中显影剂21的调色剂密度(叫做“显影剂反射ATR”)；在感光鼓40上形成基准纹样图像26，并且由布置成与感光鼓40相对的一个传感器27，例如电位传感器，探测纹样图像26的密度(叫做“纹样检查ATR”)；及由从一个视频计数器4输出的用于每象素输出的数字图像信号的电平，计算要求的调色剂量(叫做“视频计数器ATR”)。

在这些控制方法的任一种中，根据得到的信息，CPU 6经一个电机驱动器7控制电机28的转动。相应地，控制在显影装置20中调色剂对显影剂21的补充，以便保持显影剂的调色剂密度或图像密度恒定。

另外，也提出，例如，根据纹样检查的结果，校正在纹样检查ATR或显影剂反射ATR中使用的初始值；而在主要采用视频计数器ATR时，根据在适当时刻纹样检查的结果，校正补充调色剂的量。

在这些控制方法中，一般地，依据如举例在图4中表示的在实际纹样密度与初始纹样密度之间的差别，决定补充调色剂的量或其校正量。当与初始纹样密度的差别增大时，增加补充调色剂的量。

更具体地说，根据这些控制方法的任一种，当确定纹样密度为高(色深)时，进行控制，以借助于通过成像过程消耗调色剂提供适当的纹样密度。另一方面，当确定纹样密度为低(色浅)时，进行控制，以在显影剂反射ATR等中通过直接补充调色剂或校正初始值提供适当的纹样密度。

在开始这种控制之前，最好用试验确认与调色剂馈送螺杆30的转动量相对的补充调色剂的量。

在至今实施的两成分显影装置中，利用直接测量调色剂密度的方法(例如，所谓的光学ATR和电感控制)的显影剂密度控制器是用来主要实现调色剂密度的稳定性。因此，稳定调色剂密度，但是这些控制器不能适应由例如载体充电能力的变化、长时间不操作、及成像设备的周围环境的突然变化引起的调色剂充电(下文也称作“摩擦-充电)量的变化。结果，颜色色调和图像密度可能出现超出允许范围的波动。因此仍有改进这种类型的控制器的空间。

同时，至今已经实施了所谓的纹样检查ATR，以便保持在感光鼓上显影的调色剂量恒定。纹样检查ATR包括如下步骤：在适当时刻在感光鼓上形成预定的基准纹样；把基准纹样的探测密度与初始密度相比较；及按照比较结果执行调色剂补充控制。

纹样检查ATR具有避免图像密度和颜色色调的波动及通过保持在感光鼓上的基准纹样的调色剂量恒定进行调色剂密度控制的两个功能。而且，通过纹样检查ATR保持在感光鼓上的基准纹样的调色剂量恒定，有助于减小调色剂充电量的波动并因此稳定在显影步骤之后的静电转印。因此，图像密度能保持在允许波动范围内，并且颜色色调的波动也能缩小。

然而，纹样检查ATR控制可能引起调色剂密度的过度波动，并且导致故障，因为控制调色剂密度，以抑制由例如载体的充电能力变化、长时间不操作、及成像设备的周围环境的突然变化引起的调色剂充电量的变化，目的在于进行控制以保持基准纹样的图像密度恒定。例如，当调色剂密度过度增大时，调色剂散落可能出现，而当调色剂密度过度减小时，粗糙的图像和载体附着可能出现。

此外，在日本专利公开No.08-110700、No.10-039608及No.2001-296732中公开的设备中，提出：进行由上述用来直接测量调色剂密度的装置(例如，光电传感器或电感传感器)的输出决定补充调色剂量的调色剂补充控制，在适当时刻形成基准纹样图像，及校正补充的调色剂量，该量已经根据调色剂密度直接测量装置的输出、按照基准纹样图像的探测密度确定。

然而，这样一种方法打算用于主要目的在于稳定在显影装置中的调色剂密度的调色剂补充控制，并且没有考虑作为主要因素的图像密度和颜色色调的波动。

发明内容

本发明的一个目的在于，提供一种能防止诸如调色剂散落之类的故障发生、同时抑制图像密度波动的成像设备。

为了实现以上目的，本发明的成像设备包括：一个显影装置，用包含调色剂和载体的显影剂来显影在图像承载部件上形成的静电潜像；调色剂补充装置，给显影装置补充调色剂；一个图像密度传感器，用来探测由显影装置形成的调色剂图像的密度；确定装置，按照预定的关系，根据图像密度传感器的输出确定调色剂补充量；一个调色剂密度传感器，用来探测在显影装置中的调色剂密度；及一个校正单元，用来按照调色剂密度传感器的输出校正上述预定的关系。

由参照附图的最佳实施例的如下描述，将明白本发明的另外目的、特征及优点。

附图说明

图1是示意图，表示根据本发明第一至第四实施例的任一个的一种成像设备的总体构造。

图2是示意图，表示一种已知成像设备的一个例子。

图3是示意图，表示一种已知成像设备的一个例子。

图4是曲线图，表示用来依据纹样密度决定补充调色剂的量(或校正量)的已知概念。

图5用来解释在第一至第四实施例的每一个中的激光信号控制的图。

图6是曲线图，表示在第一实施例中在纹样检查控制的输出值与补充调色剂的量之间的关系。

图7是曲线图，表示在第一实施例中在显影剂(调色剂)密度、纹样密度及纹样密度目标之间的关系。

图8是曲线图，表示在第二实施例中根据纹样检查来校正补充调色剂量的概念。

图9是曲线图，表示在第三实施例中根据纹样检查来校正补充调色剂量的概念。

图10是曲线图，表示在第四实施例中根据纹样检查来校正补充调色剂量的概念。

具体实施方式

下面参照附图将详细描述本发明的一种成像设备。

第一实施例

参照图1、3、5和6将描述本发明的第一实施例。

首先参照图1将描述根据本发明的成像设备的一个实施例的总体构造。这个实施例表示其中本发明应用于一种电摄影数字复印机的情形，但本发明类似地适用于使用电摄影或静电记录方法的其它各种类型的成像设备。

参照图1，要复印的文档31的图像经一个透镜32被投影到一个摄像装置33上，例如一个CCD上。摄像装置33把文档图像分解成大量象素，并且产生与每个象素的密度相对应的光电转换信号。从摄像装置33输出的模拟图像信号被发送到一个图像信号处理器34，以便转换成具有与每个象素的密度相对应的输出电平的象素图像信号(输入图像密度信号)。象素图像信号被发送到一个脉冲宽度调制器35。

对于输入象素图像信号的每一个，脉冲宽度调制器35形成和输出一个具有与输入信号的电平相对应的宽度(时间长度)的激光驱动脉冲。更明确地说，如在图5(a)表示的那样，脉冲宽度调制器35形成：一个驱动脉冲W，具有用于代表一个高密度的象素图像信号的大宽度；一个驱动脉冲S，具有用于代表一个低密度的象素图像信号的小宽度；及一个驱动脉冲M，具有用于代表中密度的象素图像信号的中宽度。

从脉冲宽度调制器35输出的激光驱动脉冲供给到一个半导体激光器36，使半导体激光器36在与供给脉冲的宽度相对应的时间内发射激光束。因而，对于高密度象素驱动半导体激光器36一个较长时间，而对于低密度象素驱动半导体激光器36一个较短时间。所以在与高密度象素相对应的主扫描方向上的一个长范围上和在与低密度象素相对应的主扫描方向上的一个短范围上，经以后描述的光学系统曝光一个感光鼓40。换句话说，静电潜像的点尺寸依据象素密度而不同。当然，因此，为形成高密度象素所消耗调色剂的量大于为形成低密度象素所消耗调色剂的量。在图5(d)中，L、M和H分别指示与低、中和高密度象素相对应的静电潜像。

从半导体激光器36发射的激光束36a由一个转动多边镜37偏转，并且经一个透镜38，例如一个f/θ透镜，和一个用来把激光束36a指向感光鼓40的固定镜39，聚焦到作为图像承载部件的感光鼓40上的斑点。因而，激光束36a在感光鼓40的表面上沿基本与其转动轴平行的方向(即，沿主扫描方向)扫描，由此形成静电潜像。

感光鼓40构成为一个电摄影感光鼓，该电摄影感光鼓具有在表面上形成的非晶硅，例如硒或OPC，的光电导层，并且在由箭头指示的方向上转动。在通过曝光装置41的均匀充电消除之后，感光鼓40由一个主充电器42均匀地充电。然后，感光鼓40曝光于对应于象素图像信号(图像信息)已经调制的扫描激光束36a，由此按照图像信息形成静电潜像。静电潜像经受反向显影，并且由一个显影装置44，即，采用调色剂和载体混合形式的两成分显影剂43的显影装置，转成可见调色剂图像。这里，术语“反向显影”是指这样一种显影过程：把充电到与潜像相同极性的调色剂附着到已经曝光于激光束的感光鼓40的区域上，由此使潜像可见。

如此形成的调色剂图像在一个转印充电器49的作用下转印到一种转印材料P上，转印材料P已经由转印材料运送带47输送到感光鼓40。转印材料运送带47在两个辊45a和45b之间伸展，并且被循环地驱动以在由图1中箭头指示的方向上运动，由此把保持在其上的转印材料P输送到感光鼓40。其上已经转印调色剂图像的转印材料P与转印材料运送带47分离，并且输送到一个用来把调色剂图像聚焦成永久图像的聚焦装置(未表示)。在图像转印之后剩余在感光鼓40上的调色剂由一个清除器50刮去。

为了解释简单起见，图1仅表示单图像形成工位(包括感光鼓40、曝光装置41、主充电器42、显影装置44等)。因这这个实施例的成像设备是包括与相应颜色，例如青、品红、黄和黑，相对应的成像工位的彩色成像设备，所以这些成像工位沿转印材料运送带17在其运动方向上依次排列。用于由文档图像的颜色分解生成的颜色的每一种(即，用于图像的每个颜色分量)的静电潜像依次形成在成像设备中的相应感光鼓上。潜像由显影装置用包含相应颜色的调色剂的显影剂显影，并且把生成的调色剂图像一个在一个之上地依次转印到已经由转印材料运送带47输送的转印材料P上。

类似于在图3中表示的显影装置，显影装置44包括一个包含一种两成分显影剂的显影容器，该显影剂包括一种磁性载体和一种非磁性调色剂。一个用作显影剂运送件并且由非磁性材料，例如SUS，制成的显影套筒，布置在显影容器中，与转动的感光鼓40相对。其它构造与在图3中表示的相同，并因此这里省略其描述。

在显影装置44上方，如图1中所示，提供包含补偿调色剂63的一个调色剂补充盒60作为一个调色剂补充装置，并且一个调色剂馈送螺杆62安装在调色剂补充盒60的底部处。调色剂馈送螺杆62由经一个齿轮系71连接到调色剂馈送螺杆62上的电机70转动，从而在调色剂补充盒60中的调色剂63供给到显影装置44。用来供给调色剂的调色剂馈送螺杆62的操作由用作一个控制装置的CPU 67控制，CPU 67经一个电机驱动器69控制电机70的转动。连接到CPU67上的一个RAM 68存储供给到电机驱动器69的控制数据等。

一个调色剂密度传感器80布置在显影装置44中，并且在成像过程期间监视调色剂密度。调色剂密度传感器80带有一个光接收装置，该装置用来探测通过显影剂由照射光的反射生成的光。在这个实施例中，根据反射光的强度确定调色剂密度。注意，可以采用用来探测显影剂的视在穿透性的磁性传感器，来代替这样一种光学传感器。

在显影装置44中显影剂43的调色剂密度随着显影静电潜像的步骤的重复而减小。因此一个密度控制器进行用来把调色剂63从调色剂补充盒60补充到显影装置44的补充控制，从而保持显影剂43的调色剂密度或图像密度恒定。

这个实施例在这样一种密度控制器中采用一种叫做纹样检查ATR(自动调色剂补充)的控制方法，这种方法在感光鼓40上形成一个基准纹样图像(对应于中间色)并且由一个图像密度传感器73，即一个图像密度探测装置，探测纹样图像的密度，图像密度传感器73包括一个发光单元73a和一个光接收单元73b，两者都布置成与感光鼓40相对。换一种方式说，根据纹样检查ATR，把从图像密度传感器73的发光单元73a，例如一个LED，发射的光照射到形成的纹样图像(调色剂图像)上，并且从纹样图像反射的光由光接收单元73b，例如一个光电换能器接收，由此探测纹样图像的密度。

因而，在这个实施例中，依据传感器73的输出，即基准纹样图像的密度，控制补充到显影装置的调色剂的量，从而基准纹样图像的密度被保持在适当范围内。

实际上，用作控制装置的CPU 67计算在传感器73的输出值与在存储器，例如RAM，中存储的目标值之间的差值，依据该差值决定补充调色剂的量，及驱动电机70以转动与补充调色剂的决定量相对应的时间。

在这个实施例中，进行这种调色剂补充控制，使注意力集中在当前市场上增大的需要上，即目的在于保证在以后操作中形成的半色调图像的满意密度。换句话说，不像相关技术，这个实施例使得调色剂补充控制总是把在感光鼓上形成的半色调图像的密度保持在适当范围内，同时在显影装置中允许调色剂密度和调色剂充电量的某种程度的波动。

为了更详细地描述，在探测实际纹样图像密度时从光接收单元73b输出的信号供给到比较器75的一个输入终端。比较器75的另一个输入终端供有从一个基准电压信号源76施加的并且与纹样图像的预定密度(初始密度)相对应的基准信号(目标值)。比较器75比较实际的纹样图像密度和初始图像密度以确定它们之间的差，并且把代表密度差的输出信号供给到CPU 67。代表密度差的这个输出信号用来按照图6的曲线控制在显影装置44中对显影剂43补充调色剂。

这个实施例的成像设备包括与青、品红、黄和黑四色相对应的成像工位，并且在这些成像工位的每一个中按颜色进行上述调色剂补充控制。然而，因为调色剂补充控制对于每种颜色相同，所以如下描述在一个成像工位中的调色剂补充控制。以另一种方式说，在这个实施例的成像设备中，沿转印材料运送带依次排列四个成像工位，从而能形成全色图像，这四个工位被类似地建造。所以，图1只表示在省略其它三个工位时的一个成像工位。

在纹样检查ATR中，如上所述，依据在感光鼓上形成的基准纹样的密度把调色剂量控制到一定值。因而，在例如连续形成其每一个消耗少量调色剂的多个图像的情况下，抑制在显影剂中的调色剂的重新分配，并且在显影剂中的调色剂充电量趋于增加(所谓的加添)。

在这种情况下，尽管在显影装置中的调色剂密度没有如此减小，但基准纹样的密度因为调色剂加添而减小。

结果，CPU 67接收指示在显影装置中的调色剂不足的信息。因此，CPU 67继续补充调色剂，并且显影装置中的调色剂密度相应地增大。如果在显影装置中的调色剂密度增加得太多，则调色剂可能溢出显影装置，或者随显影套筒转动的分散的调色剂的量可能突然增大。

另一方面，例如，当成像操作从其中成像操作长时间没有进行的状态恢复时，例如在暑假期间，调色剂充电的量因为长期不操作而减小，并且基准纹样的密度增大。

在这种情况下，CPU 67接收指示在显影装置中调色剂过多存在的信息，尽管在长期不操作期间在显影装置中调色剂密度保持相同。因此，CPU 67继续抑制调色剂的补充，并且在显影装置中的调色剂密度继续相应地减小。如果在显影装置中的调色剂密度减小得太多，则图像可能变得粗糙。

考虑到以上问题，本实施例进行这样一种控制，从而探测基准纹样的密度的调色剂密度传感器80的输出在预定上下极限值之间变化。

更具体地说，当调色剂密度传感器80的输出超过由预定上下极限值给出的一定阈值时，CPU 67校正图像密度传感器73的初始目标值(即目标密度)，并且进行控制以便把在显影装置中的调色剂密度保持在阈值范围内。

结果，在以能够稳定在感光鼓上形成的图像的密度的方式执行调色剂补充控制的同时，能把调色剂充电的量保持在满意范围内。

因而，在保证图像密度稳定性的同时，能把在显影装置中的调色剂密度保持在适当范围内。因此，有可能在长时期内提供经受较小颜色色调波动和图像密度波动而没有调色剂散落或粗糙图像的稳定图像。下面参照图7将更详细地描述在这个实施例中的调色剂补充控制。

在图7中上部曲线表示纹样图像密度的变化，而下部曲线表示在显影装置中调色剂密度的变化。

当进行调色剂补充控制从而纹样密度更接近目标密度时，调色剂密度按下部曲线中表示的那样随着成像的重复而变化。

因此，在这个实施例中，当调色剂密度超过上下限阈值时，如在上部曲线中那样修改图像密度传感器73的目标值(目标密度)，从而超过阈值的调色剂密度逐渐返回到阈值范围。

结果，能以这样一和方式进行调色剂补充控制，从而抑制在显影装置中调色剂密度的增大/减小，并且稳定图像密度。

在这种情况下，因为把图像密度传感器73的目标值修改到与初始目标值不同的值，所以有这样的可能性：在显影装置中的调色剂充电量可能变化到较大程度。

而且，图像传感器73的目标值的突然校正，可能由于调色剂密度和充电的变化，最终引起转印效率的较大波动。

为了解决这些问题，CPU 67最好以步进方式设置图像传感器73的目标值的校正量。换句话说，通过不仅进行避免基准纹样的密度和调色剂充电量的较大变化的控制，而且按照目标值的校正进行优化半色调补偿装置和转印偏压的设置的控制，能使可归因于目标值校正的图像密度和颜色色调的突然波动最小。

作为另一种方案，也可以想到，当调色剂密度超过阈值时，把控制转换到依据调色剂密度传感器80的输出决定补充调色剂的量的另一种模式。然而，如以上描述的那样，这种方案不能跟随由各种现象引起的调色剂充电(摩擦-充电)的量的变化。因而，不允许的颜色色调和图像密度的波动往往发生。

对于本实施例，调色剂密度能保持在阈值范围内，而不会引起这样一个缺点。而且，尽管在修改图像密度传感器73的目标值时改变调色剂摩擦-充电和图像密度，但目标值的步进校正能够使调色剂摩擦-充电和图像密度逐渐变化，而不会引起突然变化。所以，目标值的校正与上述的半色调控制和转印控制满意地相适应。况且，因为与上述相同的原因，当调色剂密度如打算的那样已经返回适当范围时，目标值最好以步进方式返回到初始值。

如上所述，能防止可归因于调色剂充电量的波动的故障，同时以适当和稳定方式控制图像密度，方法是通过不仅采用包括如下步骤的控制过程(纹样检查ATR)：在感光鼓上形成用于密度基准的纹样图像，由图像密度传感器探测纹样图像的密度，及根据探测结果进行调色剂补充控制；而且也采用包括如下步骤的控制过程：由布置在显影装置中的调色剂密度传感器探测在显影装置中的调色剂密度，并且依据调色剂密度传感器的输出，在校正补充调色剂的量时，即在校正调色剂密度传感器的目标值时，使用探测结果。结果，能形成具有高质量的彩色图像。

作为一种改进，调色剂密度传感器可以布置在显影装置外，从而由调色剂密度传感器经在显影装置中形成的光透射窗口探测在显影装置中的调色剂密度。

作为另一种修改，在感光鼓上形成的纹样图像(用于基准的调色剂图像)可以转印到在这种情况下用作转印介质的转印材料运送带47上，并且纹样图像的密度可以由相对于转印材料运送带47布置的图像密度传感器探测。

第二实施例

当在进行作为调色剂补充控制的纹样检查ATR的同时，在由布置在显影装置44中的调色剂密度传感器监视调色剂密度的控制过程中，调色剂密度超过阈值时，第二实施例的成像设备用来直接控制或修改依据图像密度传感器73的输出而补充调色剂的量。其它详细构造与在第一实施例中的相同，并因此这里不再描述。

在这个实施例中，设置调色剂密度的上下限阈值。当调色剂密度超过阈值时，校正依据在由图像密度传感器73探测的实际图像密度与初始目标值之间的差决定的补充调色剂的量以进行控制，以便把调色剂密度保持在阈值范围内。因而，在保证调色剂摩擦-充电的稳定控制的同时，能把调色剂密度保持在适当范围内。结果，有可能长期地提供经历较小颜色色调波动和图像密度波动的稳定图像，而没有调色剂散落和粗糙图像。下面参照图8更详细地描述在这个实施例中的调色剂补充控制。

如在第一实施中那样，当进行调色剂补充控制，从而纹样密度接近目标密度时，调色剂密度如在图7的下部曲线中表示的那样变化。因此，在这个实施例中，当调色剂密度超过上下限阈值时，校正依据在纹样密度与目标密度之间的差决定的补充调色剂的量，如图8中所示(图8表示其中调色剂密度超过上极限阈值的情形，而这里没有考虑其中调色剂密度超过下极限阈值的情形)。结果，抑制调色剂密度的增大/减小，并且能以稳定方式进行图像密度控制。而且，在这种情况下因为与上述相同的原因，调色剂摩擦-充电和图像密度可以变化。然而，通过如在第一实施例中那样以步进方式校正补充调色剂的量，能把调色剂摩擦-充电和图像密度控制成逐渐变化，而不会引起突然变化。所以，补充调色剂的量的校正与上述半色调控制和转印控制满意地相适应。

另外，在这个实施例中，也能想到，例如，当调色剂密度超过下极限阈值时，增大补充调色剂的量。在这样一种情况下，最好以一定的小值为单位或以步进方式增大补充调色剂的量。

因而，能控制调色剂密度以便落在适当范围内，同时以适当和稳定方式控制图像密度，方法是通过不仅采用包括如下步骤的控制过程(纹样检查ATR)：在感光鼓上形成用于密度基准的纹样图像，由图像密度传感器探测纹样图像的密度，及根据探测结果进行调色剂补充控制；而且也采用包括如下步骤的控制过程：由布置在显影装置中的传感器探测在显影装置中的调色剂密度，并且在校正根据纹样检查ATR决定的补充调色剂的量时，使用探测结果。结果，能形成具有高质量的彩色图像。

第三实施例

第三实施例的成像设备用来把一种控制过程(视频计数ATR)与纹样检查ATR相组合地进行调色剂补充控制，根据由从视频计数器供给的每象素数字图像信号的输出电平计算的所需调色剂量，进行这种控制过程。

更具体地说，在这个实施例中，补充的调色剂量等于根据视频计数器ATR决定的补充调色剂量和根据纹样检查ATR决定的补充调色剂量之和。在实际中，有各种情形：例如，当根据纹样检查ATR确定调色剂密度过大时，从根据视频计数器ATR决定的调色剂量上减去生成的调色剂量。

进行调色剂补充控制，以便通过如下步骤把调色剂密度保持在阈值范围内：由布置在显影装置44中的调色剂密度传感器监视调色剂密度，并且当调色剂密度超过阈值时，校正图像密度传感器73的初始目标值。其它构造与在第一实施例中的相同，并因此这里省略其描述。

在视频计数器ATR中，由文档图像的每象素数字图像信号的输出电平计算需要的调色剂量，并且依据计算结果控制补充到显影剂的调色剂的量。为了补偿可归因于例如补充调色剂的量的变化的、在消耗调色剂的量与补充调色剂的量之间的偏差，在适当时刻形成半色调纹样图像，并且把形成的纹样图像的密度与初始密度相比较。然后，把在参照图9的曲线的同时根据比较结果决定的补充调色剂的校正量反馈到视频计数器ATR的过程，以便精细地调整补充调色剂的量。

借助于这种反馈控制，在实现调色剂摩擦-充电的稳定控制的同时，也把调色剂密度保持在适当范围内。结果，有可能长时期地提供经受较小颜色色调波动和图像密度波动的稳定图像，而没有调色剂散落和粗糙图像。该详细控制过程与以上参照图7描述的第一实施例中的类似，并且这里将不再描述。

因而，能控制调色剂密度以便落在适当范围内，同时以适当和稳定方式控制图像密度，方法是通过不仅采用包括如下步骤的控制过程：由从视频计数器供给的每象素数字图像信号的输出电平计算要求的调色剂量(根据视频计数器ATR)，并且根据纹样检查ATR精细调整计算的调色剂量；而且也采用包括如下步骤的控制过程：由布置在显影装置44中的调色剂密度传感器80监视显影剂的调色剂密度，并且当调色剂密度超过阈值时，在校正图像密度传感器的目标值(目标密度)时，使用探测结果。结果，能形成具有高质量的彩色图像。

第四实施例

第四实施例的成像设备用来把一种主控制过程(视频计数ATR)与根据纹样检查ATR精细调整计算的调色剂量的一种控制过程和包括下述各步骤的一种控制过程组合地进行调色剂补充控制，根据由从视频计数器供给的每象素数字图像信号的输出电平计算的要求调色剂量，进行这种主控制过程，所述各步骤是：由布置在显影装置44中的调色剂密度传感器80监视显影剂的调色剂密度，并且当调色剂密度超过阈值时，控制根据纹样检查ATR决定的补充调色剂的量。显影装置和其它元件的详细构造与在第一实施例中的相同，并因此这里不再描述。

在这个实施例中，设置调色剂密度的上下限阈值。当调色剂密度超过阈值时，校正依据在实际图像密度与初始值之间的差由纹样检查ATR决定的补充调色剂的量以进行控制，以便把调色剂密度保持在阈值范围内。因而，在保证调色剂摩擦-充电的稳定控制的同时，调色剂密度能保持在适当范围内。结果，有可能长时期地提供经受较小颜色色调波动和图像密度波动的稳定图像，而没有调色剂散落和粗糙图像。下面参照图10将更详细地描述在这个实施例中的调色剂补充控制。

如在第一实施例中那样，当进行调色剂补充控制从而使纹样密度接近目标密度时，调色剂密度如图7的下部曲线表示的那样变化。因此，在这个实施例中，当调色剂密度超过上下限阈值时，如图10中那样校正依据在纹样密度与目标密度之间的差决定的补充调色剂的校正量。

结果，抑制调色剂密度的增大/减小，并且能以稳定方式进行图像密度控制。而且，调色剂摩擦-充电和图像密度在这时因为上述相同原因可以改变。通过如在第一实施例中那样以步进方向校正补充调色剂的量，能把调色剂摩擦-充电和图像密度控制成逐渐变化，而不会引起突然变化。所以，补充调色剂的量的校正与上述的半色调控制和转印控制满意地相适应。

因而，能控制调色剂密度以便使其落在适当范围内，同时以适当和稳定方式控制图像密度，方法是通过不仅采用包括如下步骤的控制过程：由从视频计数器供给的每象素数字图像信号的输出电平计算要求的调色剂量(根据视频计数器ATR)，并且根据纹样检查ATR精细调整计算的调色剂量；而且也采用包括如下步骤的控制过程：由布置在显影装置44中的调色剂密度传感器80监视显影剂的调色剂密度，并且当调色剂密度超过阈值时，适当修改补充调色剂的校正量。结果，能形成具有高质量的彩色图像。换句话说，已经证明了本发明的优点。

根据上述实施例，能稳定地形成经历较小颜色色调波动的稳定图像。而且，有可能防止否则在显影装置中的调色剂密度过度增大时出现的调色剂散落、和否则在调色剂密度过度减小时形成的粗糙图像。

尽管参照当前认为是最佳的实施例已经描述了本发明，但要理解，本发明不限于公开的实施例。相反，本发明打算覆盖包括在所附权利要求书的精神和范围内的各种修改和等同布置。如下权利要求书的范围欲符合最广义的解释，以便包括所有这样的修改及等同结构和功能。

Claims (7)

1.一种成像设备，包括：

一个显影装置，用包含调色剂和载体的显影剂来使一个图像承载部件上形成的静电潜像显影；

调色剂补充装置，给显影装置补充调色剂；

一个图像密度传感器，用来探测由显影装置形成的调色剂图像的密度；

确定装置，按照预定的关系，根据图像密度传感器的输出确定调色剂补充量；

一个调色剂密度传感器，用来探测在显影装置中的调色剂密度；以及

校正装置，用来按照调色剂密度传感器的输出校正上述预定的关系。

2.根据权利要求1所述的成像设备，其特征在于，上述确定装置根据图像密度传感器的输出和目标值确定调色剂补充量，并且校正装置按照调色剂密度传感器的输出校正目标值。

3.根据权利要求2所述的成像设备，其特征在于，当图像密度传感器的输出在一个预定范围以外时，校正装置按照调色剂密度传感器的输出校正目标值。

4.根据权利要求3所述的成像设备，其特征在于，当调色剂密度传感器的输出在预定范围以外时，校正装置逐渐修改目标值，直到达到按照调色剂密度传感器的输出决定的一个新目标值。

5.根据权利要求4所述的成像设备，其特征在于，每当形成预定数量图像时，校正装置逐渐修改目标值。

6.根据权利要求1所述的成像设备，还包括用来按照一个输入图像信号在图像承载部件上形成静电图像的成像装置，

其中，上述确定装置依据输入图像信号确定调色剂补充量和依据图像密度传感器的输出确定调色剂补充量。

7.根据权利要求1所述的成像设备，其特征在于，图像密度传感器与图像承载部件相对地布置，并且探测由显影装置形成的调色剂图像的密度。

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