[发明专利]色粉浓度计算方法,反射光学传感器,反射光学传感器装置和图像形成设备

说明书

相关申请的交互引用

本申请要求于2008年3月18日在日本提交的日本优先权文件2008-070198和于2008年9月17日在日本提交的日本优先权文件2008-238451的优先权，并通过引用将它们的全部内容并入。

技术领域

本发明涉及一种计算色粉浓度的技术。

背景技术

各种图像形成设备使用色粉来形成图像，即它们形成色粉图像。这样的图像形成设备的实例是模拟图像形成设备、数字图像形成设备、黑白复印机、彩色复印机、打印机、绘图仪、传真机和多功能打印机(MFP)。

为形成优质的色粉图像，众所周知的是，必须用刚好适量的色粉来显影静电潜像。可以用包含色粉和载体的二组分显影剂或者仅包含色粉的单组分显影剂来显影静电潜像。将被供给至显影静电潜像的显影单元的色粉量以下被称作“色粉浓度”。

如果色粉浓度较低，即，如果被供给至静电潜像的色粉量小于必需的量，那么将形成较淡的色粉图像。如果色粉浓度较高，即，如果被供给至静电潜像的色粉量大于必需的量，那么将形成较暗的并且难以看出的色粉图像。为形成优质的色粉图像，色粉浓度应该在合适的范围内。

为将色粉浓度调整至合适的范围内的值，必须测量当前的色粉浓度。典型的方法中，由从专用于色粉浓度测量所形成的色粉图像(以下″色粉图案″)反射的检测光的变化来测量色粉浓度。将检测光发射至色粉图案并接收从色粉图案反射的检测光的光学装置被称作反射光学传感器。

各种类型反射光学传感器是本技术领域公知的(参见日本专利申请特开No.S64-35466、日本专利申请特开No.2004-309292、日本专利申请特开No.2004-21164和日本专利申请特开No.2002-72612)。

典型的反射光学传感器包括光发射单元和光接收单元。光发射单元包括一个、两个或者三个具有不同波长特征的光发射元件。光接收单元包括一个或两个光接收元件(例如，光电二极管(PD)，光电晶体管)。

发光二极管(LED)典型地用作光发射元件。LED发射比色粉图案上的色粉图案小的光斑尺寸的检测光。

举例来说，色粉图案被形成在转印带上。色粉图案随着转印带旋转而移动。由旋转引起的转印带移动的方向被称作副方向，垂直于副方向的方向被称作主方向。在通过光扫描形成静电潜像的系统中，主方向对应于主扫描方向，以及副方向对应于副扫描方向。

通过用静电潜像形成单元光学扫描感光构件的表面，在感光构件上形成对应于色粉图案的静电潜像，然后将感光构件的表面上的静电潜像被显影成色粉图案。然后感光构件上的色粉图案被转印在转印带上，并且随转印带的旋转在副方向上移动。当色粉图案进入检测区域时，用来自反射光学传感器的检测光的光斑对色粉图案进行曝光(expose)。检测光的光斑的光斑尺寸典型地是大约2毫米(mm)到3mm。

在理想状况中，光斑落到色粉图案在主方向上的中央。然而，由于各种原因，难以总是使色粉图案和反射光学传感器在主方向上的相对位置保持在理想状态。这些原因包括静电潜像形成单元的光扫描区域中的波动、转印带的弯曲、由于时间的推移反射光学传感器在主方向上从初始的安装位置的位移。

如果因为色粉图案和反射光学传感器之间的主方向上的位置不相配(miss-match)，光斑的部分落在没有色粉图案的区中，那么光接收单元接收的反射光表示错误的数据，并且因此被测量的色粉浓度是错误的。举例来说，假设一个光发射元件发射一个检测光的光斑，一个光接收单元接收反射光，并且根据镜面(specular)反射光和漫反射光之间的差异计算色粉浓度。光接收元件被配置为接收镜面反射光。如果光斑的第一部分落在没有色粉图案的地方，并且第二部分落到色粉图案上，那么检测光的第一部分被镜面反射而第二部分被漫反射。结果，在光接收元件被配置以接收镜面反射光的构造中，同全部光斑落在色粉图案以外的情形比较，在光接收元件处被接收的镜面反射光的强度由于漫反射光的产生而减小。镜面反射光的强度的降低还可以在色粉图案处的色粉量较低时发生。因此，镜面反射光的强度的降低是起因于低色粉量或是光斑和色粉图案之间的不相配总是不清楚。

为解决该问题，传统方法中，在主方向和副方向上都形成大约15mm到25mm尺寸的色粉图案，从而即使在位置不相配的情形中检测光的光斑也不能落在色粉图案以外。