CN103454876A - 图像形成设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种图像形成设备。在非图像形成时在感光鼓上形成面积覆盖率调制为90%以上的测量用调色剂图像，并且设置用于定义图像形成时调色剂图像的显影能力的设置条件，以使得用于检测该测量用调色剂图像的光学传感器的检测结果变为预设的目标值。随着设置条件的值从显影能力的低侧向高侧增加，该目标值被设置得较低。对该目标值进行设置，以使得具有在设置了设置条件之后所获得的最大图像浓度的一半的图像相对于具有利用未使用的显影剂在设置模式下设置了设置条件之后所获得的最大图像浓度的一半的图像的色差ΔE为6.5以下。

Description

图像形成设备

技术领域

本发明涉及一种被配置为对为了测量目的而形成的且调色剂图像形成条件不同的至少两个调色剂图像的调色剂承载量进行测量、以设置用于图像形成的调色剂图像形成条件的图像形成设备，尤其涉及用于对在设置调色剂图像形成条件之前和之后半色调图像的浓度变化进行抑制的控制。

背景技术

被配置为利用显影装置来将形成在图像承载构件上的静电图像显影成调色剂图像的图像形成设备广泛应用。该设备将显影后的调色剂图像直接或经由中间转印构件转印到记录材料上。该设备还使用定影装置来通过对已转印有调色剂图像的记录材料进行加热和加压来将该图像定影到该记录材料上。

在该图像形成设备中，为了提高定影图像的图像浓度的再现性，在图像形成之前执行设置模式，从而设置用于电气地定义在图像形成时的显影剂承载构件和图像承载构件之间的调色剂图像的显影能力的设置条件。

在日本特开2001-42580中，在设置模式中，在图像形成设备中设置预定的显影对比度以形成测量用调色剂图像(片图像)，并且通过使用与图像承载构件或中间转印构件相对配置的光学传感器来测量该测量用调色剂图像的调色剂承载量。该显影对比度是指图像承载构件上所形成的静电图像中的图像部的电位和要施加至显影剂承载构件的DC电压之间的电位差(参见图3)。

然后，为了基于为了测量目的所形成的调色剂图像的调色剂承载量的测量结果来获得具有特定目标调色剂承载量的调色剂图像，对图像形成所用的显影对比度、以及用以获得该显影对比度的静电图像形成条件或显影条件进行调整。

在日本特开2001-42580中，在图像承载构件上形成如下的调色剂图像的状态下执行设置模式，其中，该调色剂图像是为了测量目的所形成的，具有接近能够作为定影图像而输出的最大浓度的调色剂承载量。这是因为确保了图像形成时要输出的定影图像的最大浓度。

然而，在使用为了测量目的所形成的且调色剂承载量接近最大浓度的调色剂图像来执行设置模式的情况下，具有最大浓度的图像的浓度在执行设置模式之前和之后保持相等，但在某些情况下半色调图像的图像浓度大幅改变。例如，在由于调色剂的劣化或者温度和湿度的变化等而导致显影装置的显影能力下降的情况下，当执行设置模式以等同地设置输出图像的最大浓度时，在某些情况下半色调图像的图像浓度的再现性显著减少(比较例1)。

在这种情况下，可以测量具有多个等级的中间灰度的为了测量目的所形成的调色剂图像的调色剂承载量，并且进行被称为伽玛校正的灰度转换以消除中间灰度中产生的图像浓度差(比较例2)。然而，在执行伽玛校正的情况下，在图像形成设备中产生该伽玛校正所用的停机时间。

发明内容

本发明的目的是提供如下一种图像形成设备，其中该图像形成设备被配置为以可再现最大浓度图像和半色调图像这两者的浓度的方式，在缩短停机时间的同时，设置用于电气地定义图像形成时的显影剂承载构件和图像承载构件之间的调色剂图像的显影能力的设置条件。

根据本发明的典型实施例，提供一种图像形成设备，包括：图像承载构件；显影装置，其具有用于承载显影剂的显影剂承载构件，并且用于对形成在所述图像承载构件上的静电图像进行显影；传感器，用于检测所述显影装置显影后的调色剂图像的调色剂承载量；以及控制部，用于基于根据多个不同的显影条件的测量用调色剂图像的检测结果、以及根据图像形成时要设置的显影条件所预先设置的不同的目标值，来设置图像形成时的显影条件。

通过以下参考附图对典型实施例的说明，本发明的其它特征将变得明显。

附图说明

图1是图像形成设备的结构的说明图。

图2是图像形成设备的系统的框图。

图3是反转显影(discharged area development/reversal development)中的显影特性的说明图。

图4是图像浓度稳定控制中的测量用调色剂图像的说明图。

图5A和5B是示出比较例1中的中间灰度图像的定影图像浓度的波动的说明图。

图6A和6B是比较例2中的图像浓度稳定控制的说明图。

图7是实施例1中的用于设置最大图像浓度的图像浓度稳定控制的说明图。

图8A和8B是示出显影对比度和目标调色剂承载量之间的关系的说明图。

图9是实施例1的图像浓度稳定控制的流程图。

图10是正常显影(charged area development)中的显影特性的说明图。

图11是渗色图像现象的说明图。

图12是沿着副扫描方向截取的沿着主扫描线延伸的调色剂图像的截面图。

图13A和13B是实施例2中的用于设置最大图像浓度的图像浓度稳定控制的说明图。

图14A和14B是实施例3中的用于设置最大图像浓度的图像浓度稳定控制的说明图。

具体实施方式

以下将参考附图来详细说明本发明的实施例。本发明还适用于利用替代结构来替换本实施例的结构的一部分或全部的其它实施例，只要可以在使执行设置模式之前或之后输出的最大灰度的图像浓度产生略微波动的情况下大幅减轻中间灰度的图像浓度的波动即可。

因此，只要使用被配置为将调色剂图像转印到记录材料上的图像形成设备，就可应用本发明，而与单色/彩色、薄片进给型/记录材料输送型/中间转印型、单组分显影剂/双组分显影剂、充电系统、静电图像形成系统、显影系统和转印系统无关。被配置为检测测量用调色剂图像的调色剂承载量的光学传感器可以配置在图像承载构件、中间转印构件或记录材料输送构件的上方。在本实施例中，仅说明与调色剂图像的形成/转印有关的主要部分。然而，可以向本实施例添加所需的机器、设备和壳体结构，因而本发明适用于诸如打印机、各种印刷设备、复印机、传真机和多功能外围设备等的针对各种用途的图像形成设备。

图像形成设备

图1是图像形成设备的结构的说明图。图2是图像形成设备的系统的框图。如图1所示，图像形成设备100是使用单组分显影剂的多功能打印机，并且被配置为以每分钟65张的生产率来在横向进给(Long Edge Feed)的A4大小的记录材料P上连续形成单色图像。

图像形成设备100包括配置在能够转动的感光鼓1的周围的、电晕充电器3、曝光装置12、显影装置2、转印前充电器10、转印充电器4、分离充电器5、光学传感器40和鼓清洁装置6。感光鼓1是通过以层状将OPC(有机光电导体)感光层涂敷到由铝制成的鼓基体的表面上所形成的OPC感光构件。感光鼓1的充电极性为负极性。

电晕充电器3利用通过电晕放电所产生的带电粒子照射感光鼓1以将感光鼓1的表面充电为均匀负极性的暗部电位VD。电源D3基于电位传感器(未示出)的输出来调整电晕充电器3的输出以按可变方式设置暗部电位VD。

曝光装置12通过曝光使感光鼓1的暗部电位VD放电以形成电位下降为明部电位VL的图像的静电图像。在曝光装置12中，基于通过对沿着扫描线展开后的图像浓度进行PWM(脉冲宽度调制)二值调制所获得的图像信号来使激光元件工作，并且利用旋转镜将所生成的激光束扫描到感光鼓1上。

显影装置2使能够转动的显影套筒20承载显影剂(单组分显影剂、磁性显影剂)以将感光鼓1上的静电图像显影成调色剂图像。在显影套筒20的中心配置有非转动的磁体，并且在利用显影刮板21调节经由该磁体的磁力承载到显影套筒20的表面上的显影剂的层厚度时，使该显影剂与显影刮板21发生摩擦从而摩擦带电。电源D2将通过使AC电压Vac叠加到负极性的DC电压Vdc上所获得的振荡电压施加至显影套筒20。响应于该振荡电压来将显影套筒20上的带负电的显影剂转印到相对正极性的感光鼓1的明部电位VL处的曝光区域，以对静电图像进行反转显影。

显影剂补给装置9根据连同感光鼓1上的静电图像的显影一起消耗的显影剂量来向显影装置2补给新显影剂。转印前充电器10利用通过电晕放电所产生的带电粒子照射感光鼓1以提高附着的调色剂图像的电荷。

转印充电器4利用通过电晕放电所产生的带电粒子照射记录材料P以使记录材料P带正电，由此将感光鼓1上的带负电的调色剂图像转印到记录材料P上。分离充电器5利用通过电晕放电所产生的带电粒子照射记录材料P以消除记录材料P的电荷，由此使记录材料P从感光鼓1分离。

鼓清洁装置6使清洁刮板刮擦感光鼓1的表面以回收通过转印部T1之后的感光鼓1的表面上所附着的转印残留调色剂。在定影装置7中，使加压辊7b抵接定影辊7a以形成针对记录材料的辊隙部。定影装置7在该辊隙部夹持并输送从感光鼓1分离出的记录材料P以对该记录材料P进行加压和加热，由此使调色剂图像融解以将图像定影在记录材料P的表面上。

如图2所示，将从外部计算机150发送来的图像数据转换成图像信号以存储在存储器140中。

控制部110通过使用从存储器140调用的图像信号来控制曝光装置12，由此在感光鼓1上形成图像的静电图像。

显影对比度

图3是示出反转显影中的显影特性的说明图。如图3所示，感光鼓1中的与显影套筒20相对的部位处的暗部电位VD为-700V。可以通过调整暗部电位VD或曝光装置12的激光束的输出来改变作为用于电气地定义显影性能的图像部电位的示例的明部电位VL。要施加至显影套筒20的振荡电压的DC电压Vdc为-500V。

除雾对比度Vback是指暗部电位VD和DC电压Vdc之间的电位差，从而防止调色剂附着至感光鼓1的非曝光部。即使在显影对比度Vcont改变的情况下也需要确保除雾对比度Vback恒定。

Vback=|VD-Vdc|=|-700-(-500)|=200[V]

作为用于电气地定义显影性能的设置条件的示例的显影对比度Vcont是明部电位VL和DC电压Vdc之间的电位差。电荷量与显影对比度Vcont相对应的调色剂附着至感光鼓1上所形成的静电图像。在感光鼓1的曝光部上，带负电的磁性调色剂附着从而填补显影对比度Vcont。在图像浓度稳定控制中，对显影对比度Vcont进行调整，以使得通过对最大浓度灰度的静电图像进行显影所获得的调色剂图像的定影图像表现出最大浓度。

Vcont=|Vdc-VL|=|-500-VL|

测量用调色剂图像

图4是图像浓度稳定控制中的测量用调色剂图像的说明图。如图1所示，显影装置2包括作为被配置为承载显影剂的显影剂承载构件的示例的显影套筒20，并且对作为图像承载构件的示例的感光鼓1上所形成的静电图像进行显影。作为检测单元的示例的光学传感器40检测利用显影装置2显影后的调色剂图像的调色剂承载量。作为执行部的示例的控制部110在非图像形成时执行作为设置模式的示例的图像浓度稳定控制，并且设置用于定义图像形成时的显影套筒20和感光鼓1之间的调色剂图像的显影能力的设置条件。

如图4所示，在图像浓度稳定控制期间，在感光鼓1上连续形成多个测量用调色剂图像(片图像)。将各测量用调色剂图像形成为感光鼓1的扫描方向上的长度为20mm且感光鼓1的转动方向上的长度为30mm的矩形。

利用与感光鼓1相对配置的光学传感器40来检测测量用调色剂图像。在利用光学传感器40检测到测量用调色剂图像的情况下，不供给记录材料，并且使图1所示的转印充电器4和分离充电器5的输出变为OFF(关闭)，由此使得测量用调色剂图像能够在没有被转印的情况下通过转印部T1。

在光学传感器40中，LED以45°的角度利用红外光照射感光鼓1的表面，由此利用配置在正反射光的接收位置处的光电二极管来检测反射光强度。随着测量用调色剂图像的调色剂承载量变大并且附着至感光鼓1的表面的调色剂颗粒的量变大，入射光被散射和吸收的比例增加，因而反射光强度下降。光学传感器40输出与检测到的测量用调色剂图像的调色剂承载量相对应的模拟电压信号。

在用于设置最大图像浓度的图像浓度稳定控制中形成的测量用调色剂图像是在被控制为预定的面积覆盖率调制(area coverage modulation，面積階調)的曝光条件下形成的。要使用的面积覆盖率调制是80%～100%的高面积覆盖率调制。在实施例1中，利用100%的面积覆盖率调制来形成测量用调色剂图像。在用于设置最大图像浓度的图像浓度稳定控制中形成的测量用调色剂图像是半色调图像的情况下，与测量用调色剂图像的浓度接近最大浓度100%的情况相比，结果该图像浓度稳定控制能够容易地使图像浓度波动。这是因为以下：由于诸如感光鼓1和显影装置2的状态等的图像形成设备100内的各种波动原因，每像素的作为调色剂图像的再现性的不均匀性作为光学传感器40所测量到的调色剂承载量的不均匀性而施加影响。此外，在用于设置最大图像浓度的图像浓度稳定控制中形成的测量用调色剂图像是高亮图像的情况下，在远离最大浓度图像的灰度范围处进行控制，因而无法使输出图像的最大浓度保持稳定。

比较例1

图5A和5B是示出比较例1中的中间灰度图像的定影图像浓度的波动的说明图。图5A是示出显影再现性高的状态的图。图5B是示出显影再现性低的状态的图。

如图4所示，在比较例1的图像浓度稳定控制中，为了使图像浓度稳定，使用光学传感器40来对测量用调色剂图像G的调色剂承载量进行测量，并且基于这些测量结果来设置图像形成所用的显影对比度VcontG。在比较例1中，形成了具有七个不同等级的显影对比度Vcont的面积覆盖率调制为100%的测量用调色剂图像G1、G2、···、和G7。在将曝光装置12的曝光强度(激光束输出)设置为恒定的情况下，按七个不同等级设置来自电晕充电器3的电荷输出(暗部电位VD)和要施加至显影套筒20的DC电压Vdc。

然后，基于通过利用光学传感器40所进行的测量用调色剂图像G1、G2、···、和G7的调色剂承载量的测量结果，对图像形成所用的显影对比度VcontG进行设置，以使得定影图像的反射浓度变为1.4的恒定值。在所生成的七个测量用调色剂图像的调色剂承载量中，选择跨越目标调色剂承载量的(与反射浓度1.4相对应的)两个点。通过对这两个点进行插值来获得定影图像的反射强度变为1.4的显影对比度。将用以实现所获得的显影对比度的DC电压Vdc设置为显影装置2的电源D2，并且另外，对电晕充电器3的输出进行设置，以使得可以获得Vdc+200V的DC电压(除雾对比度Vback)。

如图3所示，即使在曝光装置12的曝光输出改变的情况下也可以调整显影对比度Vout，因而可以使暗部电位VD和DC电位Vdc固定，并且可以将曝光装置12的曝光输出改变为七个等级以形成测量用调色剂图像。与暗部电位VD或DC电压Vdc改变的情况相同，对曝光输出进行设置从而获得与特定目标调色剂承载量相对应的显影对比度。

如图5A和5B所示，根据显影对比度不同的七种测量用调色剂图像的调色剂承载量的测量结果，可以获得一个(调色剂承载量)/(显影对比度)曲线。图5A和5B示出显影剂几乎为新且显影性能高的状态“a”、以及显影剂使用了很长时间且显影性能低的状态“b”。实线“a”和“b”表示特定时刻的各状态，并且虚线a'和b'表示由于用户进行了图像比率低的图像形成、因此显影剂相对于上述状态已劣化的各状态。调色剂承载量和定影图像的反射浓度具有大致线性关系，因而为了容易理解本说明，将调色剂承载量换算成定影图像的反射浓度来表示。

在比较例1的图像浓度稳定控制中，通过使用面积覆盖率调制为80%～100%的测量用调色剂图像，对图像形成所用的显影对比度进行设置从而实现恒定的目标调色剂承载量。结果，在图像浓度稳定控制之前和之后，半色调图像的定影图像浓度可能显著改变。

如图5A所示，将表示显影性能高的情况的实线“a”的显影对比度确定为140V，而将虚线a'的显影对比度确定为160V。在这种情况下，半色调图像的浓度变化为0.01，这是良好的。

然而，如图5B所示，将表示显影性能低的实线“b”的显影对比度确定为280V，而将虚线b'的显影对比度确定为350V。如上所述，在显影对比度改变时最大浓度图像的浓度饱和时的浓度接近目标浓度的情况下，要设置的显影对比度由于显影性能的略微差异而大幅改变。然而，在该显影对比度的区域中半色调图像的浓度不饱和，因而浓度变化大至0.08。

比较例2

图6A和6B是比较例2中的图像浓度稳定控制的说明图。图6A是示出伽玛校正之前和之后的反射浓度特性的图。图6B是示出伽玛校正的图。在比较例2中，通过所谓的伽玛校正，还使令用户满意的质量维持为最大浓度，此外使半色调浓度更加稳定。

在初始设置中进行的通过手动操作所设置的伽玛校正中，通过比较例1的方法来利用显影对比度确定调色剂承载量。然后，形成面积覆盖率调制为10%～100%的10个等级的测量用调色剂图像，并且将这些测量用调色剂图像转印到记录材料上并利用定影装置进行定影。然后，测量记录材料的反射浓度和该记录材料上的10个测量用调色剂图像的定影图像，并且进行灰度转换以使得各面积覆盖率调制处的图像浓度变为规定值。

在比较例2中，这种操作和处理是通过利用光学传感器40测量调色剂承载量来进行的。在通过比较例1的图像浓度稳定控制确保了最大浓度的再现性的情况下，形成面积覆盖率调制为10%～100%的10个等级的测量用调色剂图像，并且利用光学传感器40来测量各测量用调色剂图像的调色剂承载量。然后，如图5A和5B所示，形成图像信号的灰度转换表，以使得面积覆盖率调制为10%～100%的10个等级的测量用调色剂图像的调色剂承载量各自变为相应的面积覆盖率调制10%～100%处的规定值。

在比较例2中，每当设置最大图像浓度时进行伽玛校正控制。因此，可以使最大浓度和中间浓度更加稳定，但需要长的停机时间来进行完整设置，因而图像形成设备的表观上的生产率下降。此外，代替定影图像的反射浓度而使用与测量用调色剂图像有关的光学传感器40的输出，因而面积覆盖率调制低的测量用调色剂图像例如受到如后面所述的调色剂图像的截面形状所影响(参见图12)。结果，在定影图像的反射浓度等级中产生误差。

实施例1

图7是实施例1中的用于设置最大图像浓度的图像浓度稳定控制的说明图。图8A和8B是示出显影对比度和目标调色剂承载量之间的关系的说明图。图9是实施例1的图像浓度稳定控制的流程图。

如图1所示，作为设置部的示例的控制部110对目标值进行设置，以使得在设置模式下设置的设置条件至少包括在从显影能力低的条件向着显影能力高的条件进行设置的情况下目标值减小的区域。在设置模式中，在感光鼓1上形成面积覆盖率调制为90%以上的测量用调色剂图像，并且对定义该调色剂图像的显影能力的设置条件进行设置，以使得在利用光学传感器40检测测量用调色剂图像时所获得的检测结果变为预先设置的目标值。

在实施例1中的用于设置最大图像浓度的图像浓度稳定控制中，对作为图像形成时在显影剂承载构件和图像承载构件之间要形成的显影电场的设置条件的示例的显影对比度进行控制。对显影对比度进行控制，以使得在该显影对比度的值至少在预定范围内的情况下，随着设置条件从显影能力的低侧向着显影能力的高侧转变，最大图像浓度的目标值减小。也就是说，预先将最大图像浓度的目标值存储在设备主体中，以使得在显影对比度至少在预定范围内的情况下，最大图像浓度随着显影对比度的增大而减小。

后面将说明用于设置要预先设置在设备主体中的最大图像浓度的目标值的方法。在本发明中，预先通过实验等获得并设置该主体中所存储的目标值(目标浓度Dtgt)，以使得具有在设置模式中设置了设置条件之后所形成的最大图像浓度的一半浓度的图像相对于具有利用未使用的显影剂在设置模式中设置了设置条件之后所形成的最大图像浓度的一半浓度的图像的色差ΔE为6.5以下。此外，预先通过试验等获得并设置该主体中所存储的目标值，以使得在设置模式中设置了设置条件之后所形成的最大浓度图像相对于利用未使用的显影剂在设置模式中设置了设置条件之后所形成的最大浓度图像的色差ΔE为6.5以下。

对目标值进行设置，以使得在设置模式中设置了设置条件之后所形成的面积覆盖率调制为50%的图像的定影图像与利用未使用的显影剂在设置模式中设置了设置条件之后所形成的面积覆盖率调制为50%的图像的定影图像之间的反射浓度差为0.05以下。对目标值进行设置，以使得在执行设置模式之前和之后所形成的面积覆盖率调制为50%的图像之间的调色剂承载量之差小于在执行设置模式之前和之后所形成的面积覆盖率调制为100%的图像之间的调色剂承载量之差。

如图4所示，在实施例1的图像浓度稳定控制中，利用面积覆盖率调制为100%的曝光图案来形成恒定的静电图像，并且显影对比度Vcont按七个等级改变以生成七种测量用调色剂图像。通过在维持除雾对比度Vback为200V的情况下按七个等级改变暗部电位VD和DC电压Vdc，显影对比度Vcont在100V～400V的范围内以50V的增量按七个等级改变。在七个等级的显影对比度Vcont各自处(100V～400V)，生成测量用调色剂图像，并且利用光学传感器40来测量其调色剂承载量。

如图7所示，使由黑色圆形表示的七个等级值(调色剂承载量)/(显影对比度Vcont)相连结，并且计算执行图像浓度稳定控制时的(调色剂承载量)/(显影对比度)曲线。利用实线“a”来表示显影剂的特定状态处的(调色剂承载量)/(显影对比度Vcont)曲线。利用虚线a'来表示如下状态下的(调色剂承载量)/(显影对比度Vcont)曲线，其中在该状态下，相对于上述状态，由于用户继续输出图像比率低的图像，因此显影剂已劣化并且显影性能也略微下降。仅在实线“a”上示出测量得到的调色剂承载量的七个点。利用通过将显影对比度Vcont为200V处的反射浓度1.5的点和显影对比度Vcont为400V处的反射浓度1.3的点相连结所获得的直线来定义目标调色剂承载量的函数Dtgt。该函数Dtgt是预先通过实验所获得的以形成为表。

以下将说明对存储在设备主体中的最大图像浓度的目标值进行设置的方法的详细内容。首先，图8A示出在利用使用持续状态不同的显影剂对面积覆盖率调制为100%的图像进行显影的情况下的显影特性(调色剂承载量相对于显影对比度的特性)。也就是说，图8A示出通过将显影对比度改变为7个等级所进行的面积覆盖率调制为100%的图像的浓度的测量结果。图8A的图中的曲线“a”表示显影剂为新的状态下的显影特性。该图的曲线“c”表示在使用寿命末期的显影装置2的状态下显影剂的显影特性。该图的曲线“b”表示在显影剂的持续状态处于曲线“a”和“b”的状态之间的中间状态的状态下测量到的显影特性。

图8B示出利用与图8A的方法相同的方法测量得到的面积覆盖率调制为50%的半色调图像的显影特性。该图的曲线“a”表示显影剂为新的状态下的显影特性。该图的针对面积覆盖率调制为50%的曲线“c”是通过在使用寿命末期的显影装置2的状态下执行相同操作并且测量显影特性所获得的。该图的针对面积覆盖率调制为50%的曲线“b”是通过在曲线“a”和“b”的状态之间的中间状态下执行相同操作并且测量显影特性所获得的。

如图8B所示，在显影剂为新的状态下(曲线“a”)，面积覆盖率调制为50%的调色剂图像的定影图像的反射浓度变为0.7的显影对比度Vcont为130V。此外，如图8A所示，在显影剂为新的状态下，所获得的显影对比度为130V时的调色剂承载量在换算成反射浓度的情况下为1.57。

如图8B所示，在使用寿命末期的显影装置2的状态下(曲线“c”)，面积覆盖率调制为50%的调色剂图像的定影图像的反射浓度变为0.7的显影对比度Vcont为280V。此外，如图8A所示，在使用寿命末期的显影装置2的状态下(曲线“c”)，所获得的显影对比度为280V时的调色剂承载量在换算成反射浓度的情况下为1.42。

如图8B所示，在曲线“a”和曲线“c”的状态之间的中间状态下(曲线“b”)，面积覆盖率调制为50%的调色剂图像的定影图像的反射浓度变为0.7的显影对比度Vcont为190V。此外，如图8A所示，在曲线“a”和曲线“c”的状态之间的中间状态下(曲线“b”)，所获得的显影对比度为190V时的调色剂承载量在换算成反射浓度的情况下为1.51。

因此，为了在面积覆盖率调制为50%的曲线“a”中获得调色剂图像的定影图像的反射浓度0.7，在面积覆盖率调制为100%的曲线“a”中，可以将目标调色剂承载量设置为与定影图像的反射浓度1.57相对应的值。为了在面积覆盖率调制为50%的曲线“c”中获得调色剂图像的定影图像的反射浓度0.7，在面积覆盖率调制为100%的曲线“c”中，可以将目标调色剂承载量设置为与反射浓度1.42相对应的值。为了在面积覆盖率调制为50%的曲线“b”中获得调色剂图像的定影图像的反射浓度0.7，在面积覆盖率调制为100%的曲线“c”中，可以将目标调色剂承载量设置为与反射浓度1.51相对应的值。

如上所述，在本发明中，在实验时，如图8A所示，针对显影剂的各持续状况(曲线“a”～“c”)测量具有最大图像浓度或接近最大图像浓度的图像浓度的图像的显影特性。此外，如图8B所示，针对显影剂的各持续状况(曲线“a”～“c”)测量半色调图像的显影特性。然后，从图8B获得半色调图像的浓度恒定而与显影剂持续状况无关的这种显影对比度，并且基于针对显影剂的各持续状况所获得的显影对比度，根据图8A的结果来获得形成面积覆盖率调制为100%的图像时的调色剂承载量。将如此获得的调色剂承载量作为用于设置最大图像浓度的图像浓度稳定控制时的目标值存储在设备主体中。

注意，在实验时设置目标浓度的情况下，期望尽量避免各种不均匀因素进入图像形成设备100的主体侧。为了消除这些不均匀因素，在获得目标值以用在图像浓度稳定控制中的情况下，针对对于测量用调色剂图像要设置的每一个显影对比度输出三个测量用调色剂图像。然后，在一个测量用调色剂图像中在六个点处测量调色剂承载量，并且对调色剂承载量的18(3×6)个测量值进行平均以供使用。

因此，在实施例1中，将目标调色剂承载量的函数Dtgt设置为通过如上所述获得的三个点(130V处的1.57、190V处的1.51和280V处的1.42)的直线。将图像形成设备100的显影对比度Vcont设置在100V～400V的范围内。目标浓度Dtgt是通过Vcont=100V处的反射浓度1.6的点、中心的Vcont=250V处的反射浓度1.45的点和最大的Vcont=400V处的反射浓度1.3的点的函数。

在实施例1中，在可以使用显影对比度条件的范围内，将定影图像的反射浓度的变化量抑制为使用户满意的范围内。对目标浓度Dtgt的函数的斜率进行设置从而相对于中心的反射浓度1.45满足ΔE≤3.2的关系。即使半色调图像的反射浓度不恒定，在大致满足了ΔE≤3.2的范围的情况下，该图像在人眼中通常也可被感测为相同颜色。即使半色调图像的浓度不恒定，在ΔE≤6.5的范围内，该图像至少在印象水平也可被作为相同颜色来处理。

如参考图1的图9所示，在图像浓度稳定控制的执行时刻(S11中为“是”)，控制部110禁止图像形成(S12)。如图4所示，控制部110形成显影对比度Vcont不同的测量用调色剂图像(S13)，并且光学传感器40测量调色剂承载量(S14)。

控制部110使用所获得的七个(调色剂承载量)/(显影对比度Vcont)数据项和图7所示的函数Dtgt以获得面积覆盖率调制为50%的调色剂图像的定影图像的反射浓度变为0.7的目标调色剂承载量。如图6A和6B所示，控制部110针对相邻的两个(调色剂承载量)/(显影对比度Vcont)数据项的所有组合确定插值直线和图7所示的函数Dtgt之间的交点的有无。然后，计算与该交点相对应的(调色剂承载量)/(显影对比度Vcont)的目标值(S15)。

为了获得能够获得利用图7所示的函数Dtgt定义的目标调色剂承载量的显影对比度Vcont，控制部110设置图像形成设备100的电晕充电器3的输出和要施加至显影套筒20的DC电压(S16)。

控制部110使得能够进行图像形成(S17)，并且图像浓度稳定控制结束。

如图7所示，在图像形成设备100中执行用于设置显影对比度Vcont的图像浓度稳定控制以与预先设置的函数Dtgt一致。然后，在曲线“a”的情况下将显影对比度Vcont确定为300V，并且在相对于曲线“a”的情况、显影剂略微劣化的曲线a'的情况下，将显影对比度Vcont确定为320V。

结果，曲线“a”和a'之间的半色调浓度的差异尽管包括了其它波动但被抑制为0.02。与图5B所示的比较例1相比，获得了定影图像的反射强度的非常良好的再现性。此外，由于目标调色剂承载量的偏移所引起的图像的最大浓度部的浓度差为0.02，这不是很大的变化。

利用实施例1的图像浓度稳定控制，在将最大浓度维持为使用户满意的质量的情况下，可以使半色调浓度更加稳定。

在实施例1中，说明了使用光学传感器与感光鼓相对的单色图像形成设备的情况。然而，在包括中间转印带的四色的全色图像形成设备中，光学传感器可以与该中间转印带相对配置。

注意，在实施例1中，仅在使电源变为ON(接通)的情况下才进行通过图像处理(γLUT)的中间浓度的校正。也就是说，在使电源变为ON的情况下，进行通过使用几乎最大浓度的测量用调色剂图像的显影对比度的控制(针对最大图像浓度的图像浓度稳定控制)以及通过图像处理(γLUT)的中间浓度的校正这两者。另一方面，在此之后的使用中，如本实施例所述，进行用于在考虑到半色调浓度的情况下设置最大图像浓度的图像浓度稳定控制。

据此，在尽可能多地缩短用户使用期间的停机时间的情况下，可以将最大浓度和半色调浓度的变化抑制为预定值以下。具体地，在每天早上用户使电源变为ON的情况下，进行使用显影对比度和γLUT的两个控制，之后，在一次通过1,000张A4大小的记录材料的频率的情况下，仅进行使用显影对比度的控制。据此，与针对每1,000张进行这两个控制的情况相比，控制所需的时间减半。

实施例2

图10是示出正常显影中的显影特性的说明图。图11是渗色图像现象的说明图。图12是沿着主扫描线截取的调色剂图像在副扫描方向上的截面图。图13A和13B是实施例2中的用于设置最大图像浓度的图像浓度稳定控制的说明图。

在实施例1中，如图7所示，线性倾斜的函数Dtgt适用于显影对比度为0V～400V的整个范围。作为对比，在实施例2中，将线性倾斜的函数Dtgt的适用范围限制为显影对比度为300V～400V的范围。在显影对比度为0V～300V的范围中，与比较例1相同，将目标调色剂承载量设置为恒定值(与定影图像的反射强度1.3相对应)。这是为了防止在显影剂没有过多劣化的区域中设置过大的显影对比度Vcont。因此，以下将说明函数Dtgt没有倾斜的区域。省略了针对与函数Dtgt倾斜的区域有关的实施例1的重复说明。

换句话说，在显影能力相对于作为设置条件的预定值的示例的显影对比度300V变高的设置条件的值的范围内，与在显影能力相对于预定值变低的设置条件的值的范围相比，目标值被设置得较低。在显影能力相对于显影对比度300V变低的设置条件的值的范围内，设置恒定的目标值。在显影能力相对于显影对比度300V变高的设置条件的值的范围内，随着设置条件从显影能力的低侧向着显影能力的高侧转变，目标值被设置得较低。

也就是说，在显影剂的显影性能高并且调色剂可以充分填补面积覆盖率调制为100%的静电图像的显影对比度的范围内，对显影对比度进行设置，以使得调色剂承载量变为与传统情况相同的特定目标值。这是因为，在显影剂的显影性能高的情况下，即使在没有使目标值减小的情况下，也可以在面积覆盖率调制为100%和50%的这两个情况下等同地再现调色剂承载量。

然后，在显影剂的显影性能下降并且调色剂无法充分填补面积覆盖率调制为100%的静电图像的显影对比度的情况下，通过降低面积覆盖率调制几乎为100%的测量用调色剂图像的调色剂承载量的目标值来设置显影对比度。这是因为，即使在显影剂的显影性能下降的情况下，与面积覆盖率调制为100%的静电图像相比，在面积覆盖率调制为50%的静电图像中，调色剂的电荷填补显影对比度的比率也不会大幅下降。

如图1所示，在实施例2中也使用带负电的调色剂。感光鼓1可带正电并且由Si制成，这在持续性能方面优良。

如图10所示，电晕充电器3以700V的暗部电位VD对感光鼓1的表面充电。在图像浓度稳定控制中，改变电晕充电器3的输出以使曝光的明部电位VL按50V的增量从100V改变为400V。另外，使DC电压Vdc按50V的增量从300V改变为600V，以使得作为要施加至显影套筒20的DC电压Vdc和明部电压VL之间的电位差的除雾对比度Vdc变为200V。

Vback=VL-Vdc=200[V]

显影对比度Vcont与暗部电位VD和DC电压Vdc之间的电位差相对应，并且电荷量与显影对比度Vcont相对应的调色剂附着至感光鼓1上所形成的静电图像。在感光鼓1的非曝光部上，带负电的磁性调色剂附着从而填补显影对比度Vcont。

Vcont=VD-Vdc

在实施例2中采用的光学传感器40中，关于调色剂承载量与定影图像的反射浓度1.4以上相对应的调色剂图像，调色剂承载量的检测值饱和，并且调色剂承载量之差的检测精度下降。因此，在实施例2中，利用故意有所降低的面积覆盖率调制90%处的曝光图案来生成测量用静电图像。

如图11所示，在实施例2中采用的图像形成设备100中，在细的线图像的调色剂承载量过多(定影图像的反射浓度为1.4以上)的情况下，发生在主扫描方向上形成的横线沿着输送方向X从其后端渗色并且以这种状态被转印的现象。这被称为渗色图像现象。

如与线图像的截面图相对应的图12所示，线图像的边缘部上承载的显影剂增加的现象变得显著，并且在转印部处的边缘部的调色剂容易沿着输送方向X向后掉落。在图像形成设备100中，在调色剂图像的调色剂承载量超过最大浓度部处与反射浓度为1.45以上相对应的调色剂承载量的情况下，在主扫描方向上形成的横线沿着输送方向X从其后端渗色的现象开始发生。

因此，在实施例2中，为了防止显影对比度被设置成与面积覆盖率调制为90%的测量用图案的定影图像的反射浓度为1.3以上相对应的这种显影对比度，在显影对比度为300V以下的范围内，将目标调色剂承载量固定为与定影图像的反射浓度为1.3相对应的值。据此，在显影剂没有太大劣化的时间段内，防止了根据目标调色剂承载量所形成的调色剂图像的定影图像的反射浓度超过1.3。

图13A是示出面积覆盖率调制为90%的情况的图。如图13A所示，在要设置的显影对比度为300V之前，将测量用调色剂图像的目标调色剂承载量(目标浓度)设置为与测量用调色剂图像的定影图像的反射浓度为1.3相对应的值。在满足了(显影对比度Vcont)≤300V的情况下，将90%的片图像中的目标浓度Dtgt设置为1.3，以使得最大浓度的定影图像的反射浓度变为1.45以下。

在显影对比度为300V～400V的范围内，以上述两个点相连结的方式设置目标调色剂承载量。获得300V<Vcont<400V的范围内的目标浓度Dtgt的斜率，以使得如图8B所示，面积覆盖率调制为50%的半色调定影图像的反射浓度变为恒定。注意，在实施例2中，在改变曝光输出以改变明部电位VL和DC电位Vdc的情况下，将暗部电位VD设置为恒定。结果，在要设置的显影对比度为400V的情况下，对目标调色剂承载量进行设置，从而具有与测量用调色剂图像的定影图像的反射浓度为1.2相对应的值。

基于如此获得的目标浓度Dtgt，在显影剂没有太大劣化的实线“a”情况下，将用于进行图像形成的显影对比度设置为280V。在显影剂已劣化的虚线a'的情况下，将用于进行图像形成的显影对比度设置为320V。

图13B是示出面积覆盖率调制为50%的情况的图。如图13B所示，在实施例2中，在面积覆盖率调制为50%的半色调图像中实线“a”和虚线a'之间的浓度变化为0.04，并且在几乎没有改变浓度的情况下获得了再现性。此外，如图13A所示，面积覆盖率调制为90%的最大浓度处的浓度变化为0.01，因而浓度几乎没有改变。此外，不会发生主扫描方向上的线图像从其后端渗色的现象。

实施例3

图14A和14B是实施例3中的用于设置最大图像浓度的图像浓度稳定控制的说明图。在实施例3中，考虑到渗色现象来设置目标浓度Dtgt的斜率。在实施例3中，没有特别说明的其它点与实施例2中的点相同。

在实施例2中，已经说明了在图像形成设备100中、在最大浓度的定影图像的反射浓度变为1.45以上的情况下在主扫描方向上延伸的线图像中发生副扫描方向上的渗色图像现象这一事实。然而，在实际情况中，在图像形成设备100中，即使最大浓度的定影图像的反射浓度小于1.45，在显影剂已劣化的情况下也容易发生渗色图像现象。在显影剂的劣化发展等、并且获取比调色剂承载量相对于显影对比度的曲线饱和的显影对比度大的显影对比度的情况下，容易发生渗色图像现象。

原因如下。如图12所示，在其它情况下，在线图像的截面的边缘部上承载的显影剂量增加的现象变得明显，并且在转印部处，在线图像的截面的边缘部处隆起的显影剂容易沿着副扫描方向(输送方向X)向后掉落。

在这种情况下，在仅从渗色图像现象的观点确定显影对比度的情况下，仅需对目标浓度Dtgt的函数的斜率进行设置从而与实施例2相比更加陡峭地下降。然而，在目标浓度Dtgt的函数倾斜得过于陡峭的情况下，半色调图像的浓度变得低于所需浓度。因此，在实施例3中，如图14A所示，还考虑到半色调图像的浓度的稳定性来确定目标浓度Dtgt的函数的斜率。

在实施例3中，对目标浓度Dtgt的函数的斜率进行设置从而满足大致为ΔE≤3.2的较窄范围，其中即使在半色调图像的定影图像的反射浓度不恒定的情况下，该图像在人眼中通常也可被感测为相同颜色。这是因为，即使半色调图像的浓度不恒定，在ΔE≤6.5的范围中，该图像至少在印象水平也可被作为相同颜色进行处理。

图14A是示出面积覆盖率调制为90%的情况的图。图14B是示出面积覆盖率调制为50%的情况的图。如图14A所示，在实施例3中，在显影对比度为24V之前，将面积覆盖率调制为90%的测量用调色剂图像的目标浓度Dtgt设置为1.3，以使得最大浓度的图像的反射浓度变为小于1.45。对目标浓度Dtgt进行设置，以使得在显影对比度为240V之前，测量用调色剂图像的定影图像的反射浓度变为1.3。

在显影对比度为240V～400V的范围中，沿着图像承载量相对于显影对比度的曲线饱和的点来确定显影对比度。利用将显影对比度为240V且目标浓度Dtgt为1.3的点与显影对比度为400V且目标浓度Dtgt为1.1的点相连结的直线，对显影对比度为240V～400V的范围内的目标浓度Dtgt进行设置。

通过使用目标浓度Dtgt的函数，在设置模式中的调色剂承载量的测量结果如由实线“a”所示的情况下，将显影对比度设置为260V。在设置模式中的调色剂承载量的测量结果如由虚线a'所示的情况下，将显影对比度设置为300V。此时，在进行设置模式之前和之后的半色调图像的定影图像的反射浓度的变化为0.05，并且没有观察到主扫描方向上的细线图像的渗色图像现象。在半色调图像的定影图像的反射浓度的变化为0.05的情况下，该图像在通常被视为相同浓度的等级内。此外，在进行设置模式之前和之后的最大浓度图像的定影图像的反射浓度的变化为0.05的情况下，该图像在通常被视为相同浓度的等级内。此外，在进行设置模式之前和之后的最大浓度图像的定影图像的反射浓度之差为0.04，因而可以获得反射浓度相对于原始反射浓度几乎保持不变的这种再现性，并且也不会发生渗色图像现象。

实施例4

在实施例4中，将说明不进行中间灰度的浓度校正的情况。在实施例4中，没有特别说明的其它点与实施例2相同。

如图2所示，图像形成设备100包括被配置为存储图像数据的存储器140。控制部110对从外部终端(计算机)150等发送来的8位图像数据进行抖动矩阵处理，以将该8位图像数据转换成通过面积覆盖率调制来表示灰度级的二值图像，并且使存储器140存储该二值图像。控制部110考虑到发送图像数据时图像形成设备100的灰度级的输出特性来对图像数据进行二值化。

具体地，控制部110利用浓度测量单元来在预定时刻测量浓度响应于输入信号如何改变，并且利用用于对该特性进行逆转换的8位至8位伽玛查找表(γLUT)来进行校正。之后，控制部110通过抖动矩阵处理来对图像数据进行二值化。如上所述，通过将原来为8位的图像转换成1位图像(二值化)，可以降低存储所用的存储器140的容量，并且可以提高处理速度。换句话说，可以以低成本提高输出速度。然后，用户可以根据需要调用存储器140中所存储的二值化图像数据以立即开始打印。

顺便提及，在从将图像数据存储在存储器140时起的短暂间隔之后用户打印图像的情况下，在某些情况下，由于图像形成设备100的显影性能的变化，因而图像形成设备100的灰度级的输出特性相对于对图像数据进行二值化时可能改变。在这种状态下进行打印的情况下，可能输出灰度级的表观上的浓度大大不同于原始浓度的图像。

然而，在二值化后的图像数据中，各像素的浓度信息丢失，因而无法进行用于逐一校正各像素的浓度的8位至8位γLUT转换。在一次压缩成1位的图像数据中，信息量减少，并且无法进行向着原来的8位图像的再转换。因此，经由图像处理(γLUT)的校正非常困难。

在这种情况下，在图像形成设备100中，执行实施例2所述的调整模式，因而可以在尽可能多地抑制中间灰度的显影性能的变化的情况下进行浓度校正。即使在显影性能改变之后打印并输出二值化后的图像数据的情况下，也可以将中间灰度的浓度变化抑制为小。

在实施例4中，说明了对图像数据进行二值化并且无法进行γLUT转换的情况。然而，即使在可以通过8位至8位γLUT转换来校正中间灰度的情况下，也存在利用实施例2的调整模式进行替换的优点。这是因为，通过在不进行8位至8位γLUT转换的情况下执行实施例2的调整模式，可以同时进行最大浓度的浓度控制和中间灰度的校正控制这两者以防止停机时间的发生。

例如，仅在使电源变为ON的情况下，也进行通过使用几乎最大浓度的测量用调色剂图像的显影对比度的控制(针对最大图像浓度的图像浓度稳定化控制)以及通过图像处理(γLUT)的中间浓度的校正。另一方面，在此之后的使用期间，考虑到实施例中所述的半色调浓度，仅进行利用几乎最大浓度的测量用调色剂图像的控制。据此，在尽可能多地减少用户使用期间的停机时间的情况下，可以将最大浓度和半色调浓度的变化抑制为预定值以下。

具体地，在用户每天早上使电源变为ON的情况下，进行使用显影对比度和γLUT的两个控制。之后，在一次通过1,000张A4大小的记录材料的频率的情况下，仅进行使用显影对比度的控制。据此，与针对每1,000张进行这两个控制的情况相比，控制所需的时间减半。

实施例5

在实施例1中，说明了通过调整显影对比度来使中间灰度的调色剂图像的调色剂承载量稳定的控制。然而，即使在要施加于显影套筒的振荡电压的AC电压的振幅或频率改变的情况下，调色剂图像相对于同一静电图像的显影性能也可以改变。因此，可以通过代替显影对比度而以AC电压的振幅或频率作为图的横轴来同样地设置目标浓度Dtgt的函数。

在实施例1中，说明了图像形成设备被配置为将调色剂图像从感光鼓直接转印到记录材料上的本发明的实施例。然而，实施例1和2可适用于图像形成设备被配置为将调色剂图像从感光鼓经由中间转印构件转印到记录材料上的本发明的其它实施例。

在实施例1中，说明了显影装置使用单组分显影剂的本发明的实施例。然而，实施例1和2可适用于显影装置使用两组分显影剂的本发明的其它实施例。

在实施例1中，说明了图像形成设备包括一个感光鼓并且被配置为输出单色图像的本发明的实施例。然而，实施例1和2可适用于图像形成设备包括四个感光鼓并且被配置为输出全色图像的本发明的其它实施例。

在本发明的图像形成设备中，在设置模式中，随着设置条件从显影能力的高侧向着显影能力的低侧转变，用于对设置条件进行设置的目标值被设置得较低。因此，可以消除伽玛校正所用的停止时间。

此外，与使目标值保持恒定的情况相比，可以对电气地定义图像形成时的显影剂承载构件和图像承载构件之间的调色剂图像的显影能力的设置条件进行设置，以使得可再现最大浓度图像和半色调图像这两者的浓度。

尽管已经参考典型实施例说明了本发明，但是应该理解，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。

Claims (8)

1.一种图像形成设备，包括：

图像承载构件；

显影装置，其具有用于承载显影剂的显影剂承载构件，并且用于对形成在所述图像承载构件上的静电图像进行显影；

传感器，用于检测所述显影装置显影后的调色剂图像的调色剂承载量；以及

控制部，用于基于根据多个不同的显影条件的测量用调色剂图像的检测结果、以及根据图像形成时要设置的显影条件所预先设置的不同的目标值，来设置图像形成时的显影条件。

2.根据权利要求1所述的图像形成设备，其中，与图像形成时所设置的显影条件是第一显影条件的情况相对应的目标值被设置得大于与图像形成时所设置的显影条件是第二显影条件的情况相对应的目标值，其中，与所述第一显影条件相比，所述第二显影条件的显影所能使用的调色剂的量更多。

3.根据权利要求1所述的图像形成设备，其中，将图像形成时所设置的显影条件的目标值在预定显影条件下设置为恒定值。

4.根据权利要求1所述的图像形成设备，其中，对所述目标值进行设置，以使得在执行设置模式之后所获得的最大浓度图像的色差ΔE和作为在执行所述设置模式之后所获得的最大图像浓度的一半的半色调图像的色差ΔE分别为6.5以下。

5.根据权利要求1所述的图像形成设备，其中，通过使用面积覆盖率调制来将所述测量用调色剂图像形成为所述面积覆盖率调制为90%以上。

6.根据权利要求2所述的图像形成设备，其中，对所述目标值进行设置，以使得在图像形成时所设置的显影条件是所述第一显影条件的情况和在图像形成时所设置的显影条件是所述第二显影条件的情况下分别形成的面积覆盖率调制为50%的图像之间的调色剂承载量之差小于在各情况下形成的面积覆盖率调制为100%的图像之间的调色剂承载量之差。

7.根据权利要求1所述的图像形成设备，其中，

向所述显影剂承载构件施加至少直流电压，以及

所述显影条件包括形成在所述图像承载构件上的静电图像的图像部电位和施加至所述显影剂承载构件的直流电压之间的电位差。

8.根据权利要求1所述的图像形成设备，其中，

向所述显影剂承载构件施加通过将交流电压叠加至直流电压所获得的电压，以及

所述显影条件包括所述交流电压的频率或振幅。

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