CN102893220A - 能短期和长期地稳定图像浓度的图像形成设备 - Google Patents

Abstract

图像形成设备能通过补偿调色剂颗粒电荷量预测中的错误来长期地稳定图像浓度并同时通过该预测来短期地减少图像浓度的变化。在基于灰度转换表进行灰度校正的同时，CPU预测显影剂容器内的调色剂颗粒的静电电荷量，设置曝光条件，并使得要定影到记录介质上的调色剂图像以及用于检测图像浓度的图案图像根据所设置的曝光条件而各自形成在感光鼓上。CPU更新灰度转换表使得所检测的图案图像的浓度更接近目标浓度。CPU基于预测结果设置曝光条件使得调色剂图像浓度变为恒定。

Description

能短期和长期地稳定图像浓度的图像形成设备

技术领域

本发明涉及一种通过电子照相方式来进行图像形成的图像形成设备。

背景技术

传统地，已知一种通过电子照相方式来进行图像形成的图像形成设备。该设备对调色剂颗粒进行充电并利用静电力进行图像形成。因此，当调色剂颗粒的静电电荷量发生变化时，输出图像的浓度和质量水平相应地变化。调色剂颗粒的静电电荷量随着使用环境、要输出的图像的浓度、输出经过时间等而变化大。

尤其在使用双成分显影单元的电子照相图像形成设备中，即在使用调色剂颗粒和载体颗粒作为显影剂的图像形成设备中，通过使用带静电的调色剂颗粒填充图像曝光所形成的静电潜像来进行图像形成。在该设备中，调色剂颗粒静电电荷量的变化频繁地导致图像浓度的变化。图像浓度的变化不仅会影响实心图像的浓度也会影响所有的灰度。因此，随着调色剂静电电荷量的变化，引起灰度变化。

为了减少实心部分和半色调部分的浓度的变化，即灰度的变化，通常广泛地进行灰度校正反馈控制。在该控制中，将具有期望灰度的图像片(图案图像)输出至图像承载构件或转印构件上，并且在测量了图像承载构件或转印构件上的片浓度(调色剂量)之后，对输出图像进行灰度转换以使得输出浓度更接近目标浓度。

然而，基于图像片的上述输出浓度进行的灰度校正控制为反馈控制，即在测量图像片的浓度(调色剂量)之后创建灰度转换表，然后将使用灰度转换表的灰度转换处理应用到要输出的图像上。因此无法防止控制中的死区时间(控制中的时间延迟)的产生。换句话说，这不可避免地导致图像浓度和灰度的短期波动。

为了解决这一问题，例如在专利文献1中提出了一种通过进行前馈控制来稳定图像浓度的技术，在该前馈控制中，估计(预测)调色剂颗粒的静电电荷量并实时控制图像形成中的对比电位。

引用列表

专利文献

专利文献1：日本特开2001-42613

发明内容

技术问题

然而，即使当基于调色剂颗粒静电电荷量的估计进行上述传统的前馈控制时，如果预测错误太大，则也会导致图像浓度稳定性比未进行前馈控制时还要低的问题，从而降低了图像质量。

因此，从短期和长期地稳定图像浓度的角度出发，存在改进的空间。

考虑到这些问题做出本发明，其目的在于提供一种图像形成设备，该图像形成设备能够在通过调色剂颗粒静电电荷量预测来减小图像浓度的短期变化的同时，通过补偿该预测中的错误来长期地稳定图像浓度。

问题的解决方案

由此，本发明的第一方面提供一种通过电子照相方式来进行图像形成的图像形成设备，包括：预测单元，用于预测显影剂容器内的调色剂颗粒的静电电荷量；设置单元，用于设置曝光条件；存储单元，用于存储灰度转换表；图像创建单元，用于在基于所述存储单元所存储的灰度转换表进行灰度校正的同时，根据所述设置单元所设置的曝光条件在图像承载构件上形成要定影到记录介质上的调色剂图像；形成单元，用于在基于所述存储单元所存储的灰度转换表进行灰度校正的同时，根据所述设置单元所设置的曝光条件在所述图像承载构件上形成用于检测图像浓度的图案图像；检测单元，用于检测所述形成单元所形成的图案图像的浓度；以及更新单元，用于更新所述存储单元所存储的灰度转换表使得所述检测单元所检测的图案图像的浓度更接近目标浓度，其中，所述设置单元基于所述预测单元的预测结果设置曝光条件使得所述图像创建单元所形成的调色剂图像的浓度变为恒定。

本发明的第二方面提供一种通过电子照相方式来进行图像形成的图像形成设备，包括：预测单元，用于预测显影剂容器内的调色剂颗粒的静电电荷量；存储单元，用于存储灰度转换表；图像创建单元，用于在基于所述存储单元所存储的灰度转换表进行灰度校正的同时，在图像承载构件上形成要定影到记录介质上的调色剂图像；形成单元，用于在基于所述存储单元所存储的灰度转换表进行灰度校正的同时，在所述图像承载构件上形成用于检测图像浓度的图案图像；检测单元，用于检测所述形成单元所形成的图案图像的浓度；以及更新单元，用于更新所述存储单元所存储的灰度转换表使得所述检测单元所检测的图案图像的浓度更接近目标浓度，其中，当形成所述调色剂图像时，所述图像创建单元基于所述预测单元的预测结果改变所述灰度转换表的输出值从而减少所述调色剂图像的浓度的变化，以及其中，当形成所述图案图像时，所述形成单元基于所述预测单元的预测结果改变所述灰度转换表的输出值从而减少所述图案图像的浓度的变化。

本发明的有益效果

根据本发明，可以通过补偿调色剂颗粒静电电荷量预测中的错误来长期地稳定图像浓度，同时通过该预测来减少图像浓度的短期变化。

通过以下详细说明连同附图，本发明的特征和优点将变得更加明显。

附图说明

图1示出了根据本发明第一实施例的图像形成设备的整体配置。

图2是本实施例中基本操作控制处理的流程图。

图3是基于调色剂颗粒电荷量预测的图像曝光强度校正控制处理的流程图。

图4是图像形成时的控制图。

图5是在图2中的步骤所执行的灰度校正反馈控制处理的流程图。

图6是灰度校正反馈控制的控制图。

图7示出了灰度校正反馈控制处理中所使用的目标灰度(浓度)水平与基于调色剂颗粒电荷量预测的(前馈)控制处理引起显影量(浓度)的变化的灰度范围之间的关系。

图8是根据本发明第二实施例的图像形成设备所执行的基于调色剂颗粒电荷量预测的图像曝光强度校正控制处理的流程图。

图9是根据本发明第三实施例的图像形成设备所执行的基于调色剂颗粒电荷量预测的灰度校正控制处理的流程图。

图10A示出了关于利用灰度校正来减小灰度转换表的输出值的情况的例子。

图10B示出了关于利用灰度校正来增大灰度转换表的输出值的情况的例子。

具体实施方式

以下将参考示出了实施例的附图来详细说明本发明。

图1示出了根据本发明第一实施例的图像形成设备的整体配置。

该图像形成设备为通过电子照相方式进行图像形成的串联型图像形成设备，并且例如被配置为打印机。该图像形成设备包括四个图像形成部，每个图像形成部具有相同配置。因此，以下将主要说明其中一个图像形成部。

该图像形成设备包括用于控制其整体操作的CPU(预测单元、设置单元、形成单元和更新单元)2、图像控制器1、RAM(存储单元)11、HDD(硬盘驱动器)21以及A/D转换器19。此外，该图像形成设备的主要单元包括温度湿度传感器17和计时器(未示出)。图像控制器1内设有灰度转换单元18。

每个图像形成部包括感光鼓(图像承载构件)5、激光驱动器(以下称为“LD驱动器”)3、反射镜4、静电充电器(充电辊)7、显影装置8、一次转印装置12等。显影装置8为包括显影剂容器9的双成分显影单元，该显影剂容器9用于存储包括调色剂和载体在内的显影剂。显影装置8不仅包括作为用于承载显影剂的显影剂承载构件的显影辊22，而且包括T/C比检测传感器16和光学传感器(检测单元)20。CPU 2以及由CPU 2控制的充电辊7、LD驱动器3、显影装置8等形成了“图像创建单元”。

图像控制器1从主机等(未示出)(以下称为“PC”)接收表示用特定描述语言所描述的图像信息的电信号，并创建图像数据。基于所创建的图像数据，CPU 2进行用于通过LD驱动器3创建潜像的信号处理，并向LD驱动器3传送信号。在LD驱动器3中，将所传送的信号转换成光学信号，并将所转换的光学信号照射至与高速转动的多面镜马达(未示出)相连接的多面镜。所照射的光学信号由多面镜反射，并由反射镜4照射至作为潜像承载构件的感光鼓5的表面。

通过充电辊7对感光鼓5进行均匀充电使其达到恒定电位，其中，充电辊7被作为偏压施加单元的高电压输出部6控制在某电压值上，并且高电压输出部6作为高电压电源。利用光对感光鼓5进行照射(曝光)，从而改变照射部分的电位，使得在感光鼓5上形成静电潜像。

本图像形成设备具有如下的机构，该机构用于对感光鼓5进行充电使其达到负电位并对调色剂颗粒进行充电使其达到负电位，在感光鼓5上进行光照射，然后使调色剂颗粒附着在通过光照射而改变了电位的部分(明部)。此外，感光鼓5在光照射前处于利用充电辊7对其进行充电使其达到恒定电位的状态，因而在调色剂被显影的明部中的电位随着从LD驱动器3照射的光的强度而改变。换句话说，可以通过控制对感光鼓5的光照射量来调整显影用调色剂量。

通过显影辊22，显影装置8仅将包含在显影剂内的调色剂附着到感光鼓5上，使得在感光鼓5上形成的静电潜像变为(显影为)真实可见的形式，即调色剂图像。CPU 2使调色剂补充马达10转动，从而按要求将调色剂补入显影剂容器9中。CPU 2在RAM11中保持预定时间段内的调色剂补充量的记录。

显影辊22具有施加于其上的显影偏压，该显影偏压由高电压输出部6所控制。一次转印装置12将通过在感光鼓5上显影而形成的调色剂图像转印至中间转印带13，然后二次转印装置14将其转印至诸如纸张等的记录介质15的表面上。T/C比检测传感器16测量在显影容器9中的调色剂颗粒与载体颗粒之间的混合比。在必要的时间将T/C比检测传感器16的输出值通过A/D转换器19载入CPU 2。

通过输送辊输送已转印了调色剂图像的记录介质15，并且定影装置将所转印的调色剂图像永久地定影到记录介质15上。然后，将记录介质15输送到图像形成设备外部。在HDD 21中存储灰度转换表，并将该灰度转换表读出至RAM 11以供参考。

图2是本实施例中基本操作控制处理的流程图。

以下将说明该基本操作控制处理的概要。预测包含在显影剂容器9内的调色剂颗粒的静电电荷量(调色剂电荷量)。基于预测结果设置电位形成条件，以使得针对要通过在感光鼓5上显影而形成的正常图像的调色剂图像的浓度变为恒定(步骤S105和S106以及图3和图4)。因此，正常情况下，即，除非在以下提及的步骤S107中判断为到达需要输出用于灰度校正的片的时间，否则执行用于减少调色剂颗粒静电电荷量的变化的前馈控制。

在本实施例中，将曝光强度设置为电位形成条件的例子。然而，电位形成条件不限于此，而可以是充电偏压的设置或显影偏压的设置或这些设置的组合。此外，预测对象不仅限于调色剂电荷量而且可以是更直接的对象，诸如输出图像浓度或显影调色剂浓度等。

此外，在上述所设置的曝光条件下在感光鼓5上形成用于检测图像浓度(用于灰度校正)的图像片(图案图像)的潜像。然后，光学传感器20检测(测量)通过显影潜像而形成的图像片的图像浓度。然后，基于根据检测结果计算出的片浓度(调色剂量)来更新灰度转换表，使得图像片的输出浓度更接近目标片浓度(目标浓度)(图2中的步骤S111以及图5和图6)。因此，在预定条件下，即，如果在以下提及的步骤S107中判断为到了需要输出用于灰度校正的块的时间，则执行灰度校正反馈控制。

这里，针对正常图像的调色剂图像形成以及针对用于灰度校正的图像片的调色剂图像形成共用电位形成条件。针对正常图像形成和图像片形成还共用灰度转换表。

当开启设备主单元的电源时开始图2中的处理。首先，CPU2执行初始化处理(步骤S101)并从HDD 21将打印条件和参数读取至RAM 11(步骤S102)。接下来，在步骤S103，CPU 2判断是否生成了用户接口(UI)事件。用户接口事件是通过用户从控制台部(未示出)输入指示而生成的。

然后，如果生成了用户接口事件，则CPU 2执行与所生成的用户接口事件相关的处理。换句话说，CPU 2在步骤S112判断用户接口事件是否为用于执行校准的指示。如果判断为用户接口事件是用于执行校准的指示(步骤S112中的“是”)，则CPU 2执行校准(步骤S113)，然后使处理返回至步骤S103，而如果不是，则CPU 2进入步骤S114来判断用户接口事件是否为用于改变配置参数的指示。如果判断为用户接口事件是用于改变配置参数的指示(步骤S114中的“是”)，则CPU 2改变配置参数并将改变后的参数存储在RAM 11中(步骤S115)。之后，CPU 2使处理返回至步骤S103。另一方面，如果判断为用户接口事件不是用于改变配置参数的指示(步骤S114中的“否”)，则CPU 2进入步骤S116来判断用户接口事件是否为用于关闭电源的指示。如果判断为用户接口事件是用于关闭电源的指示(步骤S116中的“是”)，则CPU 2从RAM 11中读出打印条件和参数并将其存储在HDD 21中(步骤S117)，然后关闭设备的电源并终止本处理。如果判断为用户接口事件不是用于关闭电源的指示(步骤S116中的“否”)，则CPU 2使处理返回至步骤S103。

如果在步骤S103判断为没有生成用户接口事件，则CPU 2执行调色剂补充(步骤S104)。在该步骤中，补充调色剂，而补充的量由紧挨在之前所执行的以下将提及的步骤S110来确定。接下来，CPU 2执行用于预测包含在显影剂容器9中的调色剂颗粒的静电电荷量的处理(步骤S105)、以及用于确定针对正常图像形成和图像片形成的曝光强度(以下称为“激光功率”或“LPW”)校正量的处理(步骤S106)。以下将参考图3和图4来说明这些处理。在针对正常图像的调色剂图像形成以及针对图像片的调色剂图像形成时共用在步骤S106中所确定的激光功率校正量。

接下来，CPU 2判断是否到了需要输出用于灰度校正的图像片的时间(步骤S107)，如果判断为到了该时间，则CPU 2执行灰度校正反馈控制(步骤S111)，然后进入步骤S108。另一方面，当未到该时间时(步骤S107中的“否”)，CPU 2在不执行灰度校正反馈控制的情况下直接进入步骤S108。

在步骤S108，CPU 2判断是否存在还未执行的打印作业，如果不存在还未执行的打印作业(步骤S108中的“否”)，则CPU 2使处理返回至步骤S103，而如果存在还未执行的打印作业(步骤S108中的“是”)，则CPU 2执行该打印作业(步骤S109)。在通过打印作业进行正常图像形成的期间，在打印作业上反映了在步骤S106中所确定的激光功率校正量。因此，在利用激光功率校正量来执行曝光强度校正、以及利用当前存储在RAM 11中的灰度转换表(最新灰度转换表)来执行灰度校正的同时，进行潜像形成。通过参考灰度转换表来计算用于潜像形成的图像信号。

接下来，在步骤S110，CPU 2确定调色剂补充量。基于调色剂消耗量确定调色剂补充量。之后，CPU 2使处理返回至步骤S103。

图3是基于调色剂颗粒电荷量预测的图像曝光强度校正(前馈)控制处理的流程图。本处理对应于图2中的步骤S105和S106。图4是表示图像形成控制的控制图。

在图像曝光强度校正控制处理中，以预定时间段的间隔(针对每个时间步长)来预测调色剂电荷量。为此，CPU 2使得在RAM 11中存储每个时间段内的显影剂容器9中的调色剂消耗量、调色剂补充量和调色剂量。针对所存储的调色剂消耗量和调色剂补充量的数据项，采用具有在各时间步长的时间段内平均所得到的值的数据。

首先，在图3中的步骤S301，CPU 2读取用于计算调色剂颗粒静电电荷量预测值的数据。该数据包括从上次计算所累积的数据、调色剂消耗量、调色剂补充量等。接下来，CPU 2计算调色剂颗粒静电电荷量预测值(步骤S302)。在该步骤中，以时间步长为单位来计算调色剂颗粒静电电荷量的预测值，并根据显影辊22是否转动来切换用于该计算的等式。当显影辊22转动时，使用下述等式(1)进行该计算，而当显影辊22未转动时，使用下述等式(2)进行该计算：

[数学式1]

调色剂颗粒静电电荷量(预测值)=前一时间步长中的调色剂颗粒静电电荷量×(1–计算时间步长/α–显影量/显影剂容器内的调色剂量)+β×计算时间步长/α+前次计算中的调色剂颗粒静电电荷量    ...(1)

[数学式2]

调色剂颗粒静电电荷量(预测值)=前一时间步长中的调色剂颗粒静电电荷量×(1–γ)    ...(2)

在上述等式中，根据调色剂的充电特性而提前设置三个参数α、β和γ。α表示单位时间的摩擦带电(去除静电电荷)率，β表示调色剂颗粒静电电荷饱和量，γ表示每单位时间从调色剂颗粒的电荷泄漏率。调色剂颗粒静电电荷量的初始值为0。

上式(1)右边的第一项中的“显影量/显影剂容器内的调色剂量”对应于“被显影的带电调色剂颗粒与用于补充而供给的未带电调色剂颗粒之间的电荷平衡”。换句话说，“显影量/显影剂容器内的调色剂量”对应于根据显影剂容器9中的调色剂消耗和调色剂供给而减少的静电电荷量。

由上式(1)右边的第二项以及该第一项中除前述项以外所形成的部分对应于“由摩擦带电所导致的调色剂颗粒静电电荷的变化量”。将以上所述的量与上述式(1)右边的第三项所表示的调色剂颗粒的前一静电电荷量相加，从而形成用于预测下一静电电荷量的等式。上述等式(2)表明调色剂颗粒电荷量以固定时间常数而减少。

此外，在本实施例中，估计(预测)相对于所预测的调色剂电荷量即预定目标调色剂电荷量而言的实际调色剂电荷量的偏差或变化。为了抵消由调色剂电荷量的偏差/变化所导致的浓度变化，对从LD驱动器3所照射的用于正常图像输出的光的曝光强度进行前馈控制。更具体地，CPU 2调整LD驱动器3的光的照射强度(图像曝光强度)以使得电位对比度满足下述等式(3):

[数学式3]

图像输出时的电位对比度=(在基准时间的电位对比度/在基准时间预测的调色剂颗粒电荷量)×图像输出时预测的调色剂颗粒电荷量

在该等式中，“基准时间”是指为了颜色匹配而执行校准操作的时间或是当配置为不执行校准操作时执行用于定义输出图像色调基准的输出的时间，例如执行输出作业的开始时间。

更具体地，在图3中的步骤S303，CPU 2计算抵消所预测的浓度变化所需的电位调整量。接下来，在步骤S304，CPU 2使得在RAM 11中存储与所计算的电位调整量相对应的激光功率校正量作为图像输出时的激光功率校正量(电位形成条件)。

将在该步骤中存储的激光功率(LPW)校正量反映在图2中的步骤S109的打印作业的正常图像形成以及图2中的步骤S111(图5中的步骤S604)的图像片形成上。如图4所示，以通过将所计算和存储的LPW校正量与默认LPW设置的曝光强度相加而获得的曝光强度进行下一次正常图像形成。

通过对在图像输出中使用的潜像形成条件(电位对比度)进行上述调整来抵消所预测的调色剂电荷量中的偏差/变化所导致的浓度变化，可以以不受调色剂颗粒静电电荷量变化的影响的方式来执行稳定的图像浓度输出。

然而，如果所预测的调色剂电荷量与实际的调色剂电荷量之间存在偏差从而使所预测的浓度变化量与实际的浓度变化量之间的偏差增大，则基于预测的控制有时会增大输出浓度与目标图像浓度之间的偏差。为了解决这一问题，在本实施例中，在进行用于减少调色剂颗粒静电电荷量变化的前馈控制的同时，在与正常图像输出相同的潜像形成条件(图像曝光强度)下形成图像片。此外，基于调色剂片浓度(量)与目标图像浓度(调色剂量)之间的差来更新应用于图像输出的灰度校正表。

图5是图2中的步骤S111执行的灰度校正反馈控制的流程图。图6是灰度校正反馈控制的控制图。

首先，在图5中，CPU 2发出用于执行图像片形成和浓度检测的片检测指示，并读取作为图像承载构件的感光鼓5的图像形成基面(步骤S601)。接下来，CPU 2判断在所读取的图像形成基面的输出中是否存在异常(步骤S602)。作为判断结果，如果不存在异常(步骤S602中的“否”)，则处理进入步骤S604，而如果存在异常(步骤S602中的“是”)，则CPU 2更新用于检测图像片浓度的光学传感器20的基本水平(步骤S603)，然后进入步骤S604。

在步骤S604，CPU 2在与正常图像形成等同的条件下形成用于灰度校正的图像片。换句话说，CPU 2以基于当前存储于RAM 11的最新灰度转换表计算出的灰度片水平来形成图像片。通过该做法，以利用所计算和存储的上述激光功率(图3中的步骤S304)校正量校正默认LPW设置而获得的曝光强度来形成图像片(参见图6)。在该步骤中所使用的灰度片水平是在上次执行步骤S609时，根据最新灰度转换表、作为用于输出目标片浓度的片输出值来计算(反向计算)的。

接下来，当光学传感器20检测(测量)出图像片浓度时(参见图6)，CPU 2接收检测结果(步骤S605)，并根据检测结果通过计算来确定图像片浓度(步骤S606)。这里假定浓度越高，片浓度表示的值越大。

接下来，CPU 2将通过计算而确定的所测片浓度与目标片浓度相比较，并确定所测片浓度与目标片浓度之间的差值(步骤S607)。在该步骤中所确定的差值为通过从所测片浓度(图6中的调色剂片读取值)中减去目标片浓度(图6中用于灰度校正的片基准值)而获得的值。

然后，如果所测片浓度与目标片浓度之间不存在差，则CPU2终止本处理，而如果它们之间存在差，则CPU 2执行步骤S608和S609，然后终止本处理。

在步骤S608，CPU 2使用等式“最新灰度转换表=前一次计算所获得的当前灰度转换表–差值×基准校正图案表”对当前存储于RAM 11的灰度转换表进行计算。通过该计算来更新灰度转换表(也参见图6)。换句话说，在RAM 11中存储最新灰度转换表来代替当前灰度转换表。需要注意的是当图5中的处理终止时，在HDD 21中存储RAM 11中的最新灰度转换表。

接下来，在步骤S609，CPU 2根据所更新的最新灰度转换表计算(反向计算)用于输出目标片浓度的片输出值(灰度片水平)，然后终止本处理。

如上所述，灰度校正反馈控制与用于基于调色剂电荷量预测来减少调色剂颗粒静电电荷量变化的前馈控制并行执行。灰度转换反馈控制是为了补偿前馈控制中的预测错误。为此，必须将目标片浓度(目标浓度)设为适当的值。更具体地，将目标片浓度设置在基于调色剂颗粒电荷量预测的(前馈)控制导致显影量(浓度)的变化的灰度(浓度)范围内，即在基于调色剂颗粒电荷量预测的控制中所发生的错误导致浓度变化的灰度范围内。

图7示出了灰度校正反馈控制中所使用的目标灰度(浓度)水平与基于调色剂颗粒电荷量预测的(前馈)控制导致显影量(浓度)的变化的灰度范围之间的关系。

如图7所示，如果在电荷量预测中发生错误，则在相对于输入的输出中生成偏差。然而，由于灰度曲线的形状特性，在不高于预定水平的低灰度范围内(例如，图像面积率不超过15%：超高亮范围)，通过基于调色剂颗粒电荷量预测的控制所做的调整几乎不会导致灰度的变化。因此，即使当基于调色剂颗粒电荷量预测的控制中发生错误时，也不能检测到该错误。另一方面，在不低于预定水平的灰度范围内，基于调色剂颗粒电荷量预测的控制所做的调整导致了灰度的变化，因而可以作为片输出中的浓度偏差识别出该变化。换句话说，光学传感器20可以检测到由预测错误所导致的图像片灰度的变化。

如上所述，将目标片浓度设置在能检测到由预测错误导致的图像片灰度的变化的灰度(浓度)范围内，形成图像片，并且更新灰度转换表。这使得即使当基于调色剂颗粒电荷量预测的控制中发生的错误导致了灰度曲线(目标灰度浓度曲线)中的偏差时，也可以校正(补偿)该错误以使得该错误更接近于0。因此，这避免了由预测控制中的错误所导致的不利影响。

相反地，在显影装置8具有如图7所示的生成“由基于调色剂颗粒电荷量预测的控制所导致的浓度(灰度)变化”的特性的情况下，作为在输出用于灰度校正的图像片时的灰度范围，必须不使用即使当基于调色剂颗粒电荷量预测的控制中发生错误时显影量也不发生变化的超高亮范围。这是因为，如果使用上述范围内的图像片，则无法进行灰度校正反馈控制来抵消基于调色剂颗粒电荷量预测的控制中的错误。

根据本实施例，通过图像曝光强度校正控制(前馈控制)，预测调色剂颗粒静电电荷量，并实时设置电位形成条件以使得正常图像的浓度变为恒定，由此可以减少图像浓度在短期内的变化。此外，将灰度转换表更新至最新灰度转换表使得图像片浓度更接近目标浓度，从而进行灰度校正反馈控制来抵消前馈控制中的预测错误。由此，即使当调色剂电荷量预测中发生错误时，灰度校正反馈控制也能防止浓度变化的产生，这使得可以实现总是恒定的稳定图像输出，从而可以长期地补偿调色剂颗粒静电电荷量预测中的错误所导致的浓度偏差。特别地，曝光条件和灰度转换表通常用于前馈控制和灰度校正反馈控制。这使得可以补偿调色剂颗粒静电电荷量预测中的预测错误，从而在通过调色剂颗粒静电电荷量预测来短期地减少浓度变化的同时长期地稳定图像浓度。

此外，将目标浓度设置在能检测到由前馈控制中的预测错误所导致的图像片的灰度变化的灰度范围内，由此可以适当地进行补偿预测错误的功能。

接下来将参考图8说明根据本发明第二实施例的图像形成设备。第二实施例与第一实施例的区别在于基于调色剂颗粒电荷量预测的图像曝光强度校正控制处理。因此，下文将代替图3、参考图8对第二实施例进行说明。第二实施例与第一实施例的唯一区别在于增加了用于在上述等式(1)和(2)中基于T/C比来改变参数α和β、以及基于图像形成设备的主单元内的环境湿度来改变参数α和γ的控制。本实施例的控制方面的结构和方法的其它部分与第一实施例相同，因而在此省略对其的说明而是仅说明了不同点，同时使用相同的附图标记来表示与第一实施例相对应的组件。CPU 2使得T/C比检测传感器16的输出值(在各时间步长的时间段按时间段平均所得到的值)以及温度湿度传感器17的检测值(尤其是环境湿度值)存储于RAM 11中。

图8是根据本发明第二实施例的图像形成设备所执行的基于调色剂颗粒电荷量预测的图像曝光强度校正控制处理的流程图。

CPU 2基于T/C比检测传感器16的输出值来判断T/C比是否增加了(步骤S401)。作为判断结果，如果T/C比减少，则CPU 2减少上述式(1)中α的值(步骤S402)并增加上述式(1)中β的值(步骤S403)。另一方面，如果T/C比增加，则CPU 2增加上述式(1)中α的值(步骤S404)并减少上述式(1)中β的值(步骤S405)。如果T/C比没有变化，则CPU 2不改变α的值或β的值。

接下来，CPU 2基于温度湿度传感器17的检测值判断环境湿度是否变得比以前高(步骤S406)。作为判断结果，如果环境湿度增加，则CPU 2减少上述式(1)中α的值(步骤S409)并减少上述式(2)中γ的值(步骤S410)。另一方面，如果环境湿度减少，则CPU 2增加上述式(1)中α的值(步骤S407)并增加上述式(2)中γ的值(步骤S408)。如果环境湿度没有变化，则CPU 2不改变α的值或β的值。

更具体地，当T/C比增加时，CPU 2以减少调色剂颗粒电荷量的计算值(预测值)的方向来改变各参数。此外，当环境湿度增加时，CPU 2以减少单位时间的摩擦带电(消除静电)率的计算值的方向来改变各参数。或者，当环境湿度增加时，CPU 2以减少调色剂颗粒电荷量(预测值)的方向来改变各参数。

然后，CPU 2执行与图3中的步骤S301到S304相同的处理，然后终止本处理。

虽然调色剂颗粒的饱和电荷量、单位时间的摩擦带电(消除静电)率以及单位时间从调色剂颗粒的电荷泄漏率随着T/C比和环境湿度而变化，但是可以通过执行步骤S401到S410来适当地调整这些参数。通过进行该调整，即使当图像形成设备的安装环境的变化导致调色剂电荷量的特性变化时，也能以与变化特性的变化相一致的方式来精确地进行调色剂颗粒电荷量预测。

因此，根据本实施例，可以获得与第一实施例相同的有益效果，尤其是可以提高基于调色剂颗粒电荷量预测的前馈控制的精确度，从而有效地减少图像浓度的短期变化。

需要注意的是，为了校正各参数，可以只使用T/C比和环境湿度中的一个。

接下来将参考图9到10B来说明根据本发明第三实施例的图像形成设备。在上述第一实施例中，将基于调色剂颗粒电荷量预测的校正控制应用到在正常图像输出时的激光功率校正量上。然而，第三实施例与第一实施例的区别在于将基于调色剂颗粒电荷量预测的校正控制应用到灰度转换表上。本实施例的控制方面的配置和方式的其它部分与第一实施例相同，因而在此省略了对其的说明而是仅说明了不同点，同时，使用相同的附图标记表示与第一实施例相对应的元件。对灰度转换单元18(参见图1)进行控制来减少所预测的调色剂电荷量的变化，即所预测的浓度变化。因此，以下将代替图3和图4、参考图9并进一步参考图10A和图10B来说明第三实施例。

图9是根据本发明第三实施例的图像形成设备所执行的基于调色剂颗粒电荷量预测的灰度校正控制处理的流程图。图9中的灰度校正控制处理以插入步骤S104与S107之间的方式代替图2中的步骤S105和S106而执行。

在图9中的步骤S501和S502，CPU 2执行与图3中的步骤S301和S302一样的处理。接下来，在步骤S503，CPU 2根据调色剂颗粒充电量预测结果来判断调色剂颗粒静电电荷量是否增加。然后，基于判断结果，CPU 2相对于在RAM 11所存储的灰度转换表中的输入来增加或减少输出值(步骤S504和S505)。灰度转换单元18在CPU 2的控制下执行用于增加或减少输出值的该处理。

换句话说，如果调色剂颗粒静电电荷量减少，则CPU 2使得输出值相对于灰度转换表中的输入而减少(步骤S504)。另一方面，如果调色剂颗粒静电电荷量增加，则CPU 2使得输出值相对于灰度转换表中的输入而增加(步骤S505)。此外，如果调色剂颗粒静电电荷量没有变化，则CPU 2使输出值相对于灰度转换表中的输入保持原状。

图10A和10B分别示出了关于减少或增加灰度转换表中的输出值的情况的例子。在图9中的步骤S506，CPU 2使得将相对于灰度转换表中的输入的输出值的增加或减少量存储在RAM11中。更具体地，CPU 2存储如图10A和10B所示的表格代表曲线(由虚线表示)的数据，这些表格代表曲线是通过对原表格代表曲线(由实线表示)进行各增加和减少控制操作而获得的。然后，当在图2中的步骤S109通过打印作业形成正常图像时，并且当在图5中的步骤S604形成图像片时，所存储的表格代表曲线的数据反映在灰度转换的输出上。

这里，通过依赖于调色剂颗粒电荷量预测的结果的量来设置输出值增加或减少的程度。然而，这不是限制性的，而是任何适当的量都可以提供同样的有益效果，前提是当形成用于正常图像形成的调色剂图像时能够以减少调色剂图像浓度变化的方向来增加或减少输出值。

应当注意，预测对象不仅限于调色剂电荷量而可以是更直接的对象，例如显影调色剂浓度(调色剂输出浓度)。在这种情况下，当预测显影调色剂浓度将增加时，减小灰度转换表中的输出值，而当预测显影调色剂浓度将减少时，增大灰度转换表中的输出值。

根据第三实施例，基于调色剂颗粒电荷量预测结果来增大或减小灰度转换表中的输出值的处理使得能够获得与减少短期内的图像浓度变化的第一实施例相同的有益效果。此外，以使图像片浓度更接近目标浓度的方式更新灰度转换表的灰度校正反馈控制使得能够补偿由调色剂颗粒电荷量预测中的错误所导致的长期的浓度偏差。换句话说，即使当基于调色剂颗粒电荷量预测的控制中发生错误，也能利用该预测能影响浓度的浓度水平作为目标灰度(浓度)来执行基于图像片输出的反馈控制，从而可以进行错误校正补偿。因此，可以在通过调色剂颗粒电荷量预测减少短期内的浓度变化的同时，通过补偿调色剂颗粒电荷量预测中的错误来长期地稳定图像浓度。

需要注意的是，在第三实施例中，可以将第二实施例中图8的步骤S401到S410(α、β和γ值校正)应用到图9中的基于调色剂颗粒电荷量预测的灰度校正控制处理上。

尽管已经参考典型实施例说明了本发明，然而应该理解，本发明不限于所公开的典型实施例。所附权利要求书的范围符合最宽的解释，以包含所有这类修改、等同结构和功能。

附图标记列表

1．图像控制器

2．CPU

5．感光鼓

9．显影剂容器

11．RAM

16．T/C比检测传感器

20．光学传感器

Claims (6)

1.一种通过电子照相方式来进行图像形成的图像形成设备，包括：

预测单元，用于预测显影剂容器内的调色剂颗粒的静电电荷量；

设置单元，用于设置曝光条件；

存储单元，用于存储灰度转换表；

图像创建单元，用于根据所述设置单元所设置的曝光条件，在进行基于所述存储单元中存储的灰度转换表的灰度校正的情况下，在图像承载构件上形成要定影到记录介质上的调色剂图像；

形成单元，用于根据所述设置单元所设置的曝光条件，在进行基于所述存储单元中存储的灰度转换表的灰度校正的情况下，在所述图像承载构件上形成用于检测图像浓度的图案图像；

检测单元，用于检测所述形成单元所形成的图案图像的浓度；以及

更新单元，用于更新所述存储单元中存储的灰度转换表，以使得所述检测单元检测到的图案图像的浓度更接近目标浓度，

其中，所述设置单元基于所述预测单元的预测结果设置所述曝光条件，以使得所述图像创建单元所形成的所述调色剂图像的浓度变为恒定。

2.一种通过电子照相方式来进行图像形成的图像形成设备，包括：

预测单元，用于预测显影剂容器内的调色剂颗粒的静电电荷量；

存储单元，用于存储灰度转换表；

图像创建单元，用于在进行基于所述存储单元中存储的灰度转换表的灰度校正的情况下，在图像承载构件上形成要定影到记录介质上的调色剂图像；

形成单元，用于在进行基于所述存储单元中存储的灰度转换表的灰度校正的情况下，在所述图像承载构件上形成用于检测图像浓度的图案图像；

检测单元，用于检测所述形成单元所形成的图案图像的浓度；以及

更新单元，用于更新所述存储单元中存储的灰度转换表，以使得所述检测单元检测到的图案图像的浓度更接近目标浓度，

其中，当形成所述调色剂图像时，所述图像创建单元基于所述预测单元的预测结果改变所述灰度转换表的输出值以减少所述调色剂图像的浓度的变化，以及

其中，当形成所述图案图像时，所述形成单元基于所述预测单元的预测结果改变所述灰度转换表的输出值以减少所述图案图像的浓度的变化。

3.根据权利要求2所述的图像形成设备，其中，在所述检测单元能检测到由所述预测单元的预测中的错误所导致的所述图案图像的灰度变化的灰度范围内设置所述目标浓度。

4.根据权利要求2所述的图像形成设备，其中，所述预测单元基于供给到所述显影剂容器的补充用调色剂量以及从所述显影剂容器所消耗的调色剂量来预测所述调色剂颗粒的静电电荷量。

5.根据权利要求4所述的图像形成设备，其中，所述预测单元还基于所述显影剂容器内的调色剂颗粒与载体颗粒之间的混合比来预测所述调色剂颗粒的静电电荷量。

6.根据权利要求4所述的图像形成设备，其中，所述预测单元还基于环境湿度来预测所述调色剂颗粒的静电电荷量。

Images