[发明专利]图像形成装置和控制其图像密度的方法

说明书

技术领域

本发明涉及图像形成装置，该图像形成装置通过用光束使光电导体的表面曝光来形成静电潜像，通过使用调色剂(toner)使静电潜像显现(visualize)，并且通过调色剂在记录纸张上定影静电潜像；并且本发明还涉及用于控制该图像形成装置的图像密度的方法。特别地，本发明涉及稳定高密度图像的附着调色剂的量或者密度的图像形成装置。

背景技术

在图像形成装置中，附着到图像的调色剂的量的变化取决于各个装置、光电导体和调色剂随时间的变化或疲劳(fatigue)、装置附近的温度和/或湿度的变化、或者其他因素。考虑到这种情况，用于获得充电偏压(bias)和显影偏压的最优值以稳定图像密度的传统技术已经被提出(例如，日本未经审查的公开专利No.Hei 10-239924)。

日本未经审查的公开专利No.2002-214852公开了用于在宽的密度范围内稳定调色剂图像的图像密度的技术。按照该技术，在各种用于准备块(patch)的条件下形成实地块图像(solid patch image)，通过块传感器测量各个块图像的光密度，并且从测量数据中收集与较高密度侧目标密度相匹配的较高密度侧相关数据和与较低密度侧目标密度相匹配的较低密度侧相关数据。然后获得属于较高密度侧相关数据和较低密度侧相关数据的积集(product set)的一条相关数据。从该相关数据确定最优的曝光能量和最优的显影偏压。

日本未经审查的公开专利No.2006-003816公开一种技术，用于解决由于在测试图案(test pattern)的图像数据上的点和密度的变化而不能获得合适的密度补偿数据的问题，这种变化由基于测试图案的层次表示的改变所引起。根据这个技术，通过表示单个像素的点阵列和/或点尺寸的梯度表示所表示的参考测试图案在图像载体(image carrier)上形成，参考测试图案的图像密度被检测，并且基于检测到的密度准备密度补偿数据。

在上述公开文本(日本未经审查的公开专利No.Hei 10-239924和No.2002-214852)中的两种技术，均在光电导体上形成黑色实地块并且检测黑色实地块的密度。在日本未经审查的公开专利No.2006-003816中，将多个具有相同密度的长方形图像进行排列以形成梯度图像，并且各个梯度图像的密度逐渐变化以形成作为密度图案的图像。

然而，当黑色实地块形成时，黑色实地块吸收光并且导致传感器的灵敏度的降低。当它到达中等密度的黑色实地块(其通过调制曝光的脉冲宽度形成，并且由密度传感器检测该中等密度的实地块的密度形成中等密度)时，由于在传感器上的污点或者诸如传感器的使用寿命的传感器的长期使用，黑色实地块的密度被改变。而且，黑色实地块消耗了大量的调色剂，并且它们是存在问题的。关于日本未经审查的公开专利No.2006-003816，已经被确认的另外一个问题是参考测试图案的种类有限。

发明内容

为了解决上面描述的问题，本发明提供了一种用于通过设计测试块的形状稳定高密度图像的图像密度的图像形成装置，和一种用于控制图像形成装置的图像密度的方法。

本发明提供了一种图像形成装置，包括：测试图案图像创建单元，用于通过将调色剂附着到多个各自具有不同的少于100％的线区域比率的测试块来创建测试图案图像；检测单元，用于检测附着到所述测试图案图像的调色剂的量；计算单元，用于基于由所述检测单元检测的附着调色剂的量，计算用于100％的线区域比率的附着调色剂的量；以及控制单元，用于控制处理条件以便由所述计算单元获得的附着调色剂的量达到预定的值。通过这样做，高密度图像的附着调色剂的量可以被准确地控制和稳定。此外，可以减少调色剂的消耗。

本发明的图像形成装置优选地提供包括两个或者更多个各自具有不同的50％或更少的线区域比率的测试块。通过这样做，可以计算用于100％的线区域比率的附着调色剂的量。此外由于线区域比率为50％或者更少，可以确保附着调色剂的量和附着调色剂量的传感器输出的线性度，以防止由于传感器输出的线性度恶化导致的差的精确度。

此外，在本发明的图像形成装置中，优选的是组成测试块的线方向为近 似沿着图像形成装置的副扫描方向。通过这样做，测试图案可以精确地补偿图像密度，而不受顶端和底端破片(chipping)的影响。

进一步，在本发明的图像形成装置中，优选的是组成测试块的线在宽度方向包括两个到十个点。通过这样做，可以减少调色剂的消耗。测试块的线优选为在宽度方向上包括五个或者更少的点。