CN102253625B - 图像形成设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种图像形成设备。在形成在感光鼓上的图像的后端产生低浓度区域。当图像的浓度较高并且湿度较低时，不大可能产生该低浓度区域。为了防止生成这类低浓度区域，如果形成具有高浓度的套色不准检测调色剂图案，则在低湿度环境下，不必要地过分消耗了大量调色剂。为此，基于湿度调整套色不准检测调色剂图案的浓度。

Description

图像形成设备
技术领域
本发明涉及一种诸如复印机、打印机或传真机等的用于形成彩色图像的图像形成设备。本发明尤其涉及一种形成用于控制各种颜色的调色剂图像的套色不准(color misregistration)的检测调色剂图案的图像形成设备。
背景技术
诸如复印机或激光束打印机等的一般电子照相图像形成设备通过下面的处理形成图像。首先，充电单元使感光构件的表面带电。接着使带电的感光构件暴露于光束。暴露于光束改变了感光构件的表面上的带电电位，并且在感光构件上形成静电潜像。然后，显影单元使用具有预定电荷的带电调色剂使所形成的静电潜像显影。将显影的调色剂图像转印到诸如纸张等的记录介质上，并且通过定影装置将转印到记录介质上的调色剂图像定影在记录介质上。
为了提高显影单元对形成在感光构件上的静电潜像进行显影时的调色剂显影性，显影单元包括作为用于承载调色剂的显影剂承载构件的显影套筒，并且将显影套筒的转动速度设置得不同于感光构件的转动速度。由于该差，与调色剂图像在感光构件的转动方向的前端和中央部分的浓度相比，调色剂图像在后端(低浓度区域)具有较低的浓度。
下面将更详细地说明该现象。如图11A和11B所示，在显影套筒上形成磁刷(magnetic brush)(刷状的载体)。极性与载体的极性相反的调色剂被粘附到磁刷。为了防止调色剂供应不足，将显影套筒的转动速度控制得大于感光构件的转动速度。
参考图11A和11B说明上述低浓度区域。为了便于说明，在如下假定下进行后面的说明：使载体和调色剂分别带正电和带负电，并且静电潜像是在暴露于光束后带正电的区域。当使磁刷接近感光构件时，粘附到磁刷的调色剂被吸附到感光构件上的静电潜像。这样，通过调色剂来显影静电潜像(参见图11A)。
当感光构件上带正电的区域(静电潜像)继续通过感光构件和显影套筒之间的间隙时，由于带负电的调色剂被吸附到静电潜像，因而调色剂粘附到磁刷的前端(参见图11A)。因此，磁刷的前端上的载体没有暴露。
另一方面，在感光构件的转动方向上，静电潜像的后端(带正电的曝光电位区域)邻接带负电的电位区域。因此，在该曝光电位区域之后的带负电的电位区域靠近磁刷时，粘附到磁刷的调色剂从感光构件离开(参见图11B)。结果，静电潜像的后端附近的磁刷的前端的载体暴露。由于显影套筒的转动速度大于感光构件的转动速度，因而磁刷前端处暴露的载体顺次靠近静电潜像的后端。因而，感光鼓上的静电潜像的后端的调色剂被拉回到暴露的载体，由此导致静电潜像的后端的浓度下降(参见图11B)。
低浓度区域依赖于感光构件周围的环境条件。随着感光构件周围的湿度的增大，更多电荷转移到调色剂周围的水分。结果，调色剂带电量下降。例如，与70％的湿度相比，在30％的湿度时，调色剂带电量较大。因此，与70％的湿度相比，在30％的湿度时，调色剂被更牢固地粘附到感光构件上的静电潜像。也就是说，由于调色剂被粘附得更牢固，因而在较低湿度时，调色剂不大可能从静电潜像移动到磁刷，由此使得低浓度区域较少。
使用多种颜色的调色剂形成彩色图像的电子照相图像形成设备的其中之一已知为串联式彩色图像形成设备。该串联式彩色图像形成设备包括用于针对多种颜色的调色剂中的每一个在其上形成调色剂图像的感光构件，并且将在各个感光构件上所形成的各个颜色的调色剂图像转印到记录介质上以形成彩色图像。通常，感光构件中的每一个首先将在其上所形成的调色剂图像转印到诸如中间转印带等的中间转印构件上，以将各个颜色的调色剂图像叠加在中间转印构件上。随后，转印单元将中间转印构件上的调色剂图像转印到记录介质上。
基于该串联式图像形成设备，如果从各个感光构件转印到中间转印构件的各个颜色的调色剂图像的形成位置在记录介质上相互偏移，则引起套色不准，由此导致图像质量下降。对于该问题，日本专利2765626说明了一种使用套色不准检测调色剂图案来校正这类套色不准的图像形成设备。为了校正套色不准，该图像形成设备在中间转印构件上形成每一颜色的套色不准检测调色剂图案，并且基于检测到各个颜色的调色剂图案的时刻的差来计算相对偏移量。该图像形成设备控制曝光的定时或光学***的位置，从而减少该偏移。
上述低浓度区域将形成在套色不准检测调色剂图案上。即使输出图像包括低浓度区域，只要浓度没有低到在视觉上可感知的程度，就不会发生任何问题。然而，如图12所示，如果套色不准检测调色剂图案包括低浓度区域，则通过检测低浓度区域所获得的信号波形偏离想要的形状(图12中的虚线)。结果，用于检测套色不准检测调色剂图案的形成位置的精度下降。
根据经验已知，随着图像浓度的增大，形成低浓度区域的可能性降低。因此，通过尽可能地增大套色不准检测调色剂图案的浓度，可以对检测精度的下降进行控制。
然而，如果除在低湿度环境下所形成的一个图案和在高湿度环境下所形成的另一图案以外，在相同图像形成条件下形成具有高浓度的两个套色不准检测调色剂图案，则由于在低湿度环境下所形成的图案中没有形成低浓度区域，不必要地消耗大量调色剂。也就是说，如果为了防止在高湿度环境下形成低浓度区域，设置图像形成条件以使得形成具有高浓度的套色不准检测调色剂图案，则在低湿度环境下形成具有过高浓度的套色不准检测调色剂图案。另一方面，如果为了降低所消耗的调色剂量，设置图像形成条件以使得不管湿度如何，都形成具有低浓度的套色不准检测调色剂图案，则在高湿度环境下，在套色不准检测调色剂图案中形成低浓度区域，由此导致检测精度下降。
发明内容
根据本发明的一个方面，一种图像形成设备，包括：多个图像形成单元，各自用于在图像承载构件上形成调色剂图像；检测单元，用于检测利用所述多个图像形成单元在所述图像承载构件上所形成的调色剂图像的位置关系；以及控制单元，用于使所述多个图像形成单元分别在所述图像承载构件上形成检测调色剂图案，以检测所述位置关系，其中，所述控制单元使所述图像形成单元在与第一湿度或低于所述第一湿度的第二湿度有关的不同形成条件下形成检测调色剂图案，以使得在所述第一湿度下所形成的检测调色剂图案的浓度高于在所述第二湿度下所形成的检测调色剂图案的浓度。
根据本发明的另一个方面，一种图像形成设备，包括：第一图像形成单元和第二图像形成单元，各自用于在图像承载构件上形成调色剂图像；检测单元，用于检测由所述第一图像形成单元在所述图像承载构件上所形成的调色剂图像相对于由所述第二图像形成单元在所述图像承载构件上所形成的调色剂图像的相对位置；以及控制单元，用于使所述第一图像形成单元在所述图像承载构件上形成检测调色剂图案，以检测所述相对位置，其中，所述控制单元使所述第一图像形成单元在与第一湿度或低于所述第一湿度的第二湿度有关的不同形成条件下形成检测调色剂图案，以使得在所述第一湿度下所形成的检测调色剂图案的浓度高于在所述第二湿度下所形成的检测调色剂图案的浓度。
通过以下参考附图对典型实施例的详细说明，本发明的其它特征和方面将变得明显。
附图说明
包含在说明书中并构成说明书一部分的附图示出了本发明的典型实施例、特征和方面，并与说明书一起用来解释本发明的原理。
图1是根据本发明典型实施例的图像形成设备的断面图；
图2是示出光学扫描装置和感光鼓的示意图；
图3是示出在中间转印带上形成的套色不准校正调色剂图案的示意图；
图4是根据本发明典型实施例的图像形成设备的控制框图；
图5是根据本发明典型实施例的图像形成设备所执行的套色不准校正控制的流程图；
图6是示出图像形成设备中所包括的光学传感器的示意图；
图7示出从光学传感器输出的模拟信号的波形和根据该模拟信号所生成的数字信号的波形；
图8中的(A)和(B)示出检测调色剂图案的浓度分布；
图9A示出检测调色剂图案，并且图9B～9D示出各自用于形成检测调色剂图案的脉冲宽度调制(PWM)信号；
图10是根据本发明典型实施例的图像形成设备的变形例的控制框图；
图11A和11B是显影套筒和感光鼓的示意性断面图，并且用于说明低浓度区域；
图12示出包括低浓度区域的套色不准检测调色剂图案的检测结果。
具体实施方式
下面参考附图详细说明本发明的各种典型实施例、特征和方面。然而，除非另外说明，否则本发明的范围不局限于这些典型实施例中所述的组件的尺寸、材质和形状或者这些组件的相对配置。
图1是根据典型实施例的图像形成设备100的总体结构的断面图。更具体地，图1是电子照相全色打印机的示意性结构的断面图。图1所示的图像形成设备100包括原稿读取部101和图像形成部102。原稿读取部101读取原稿图像，并且图像形成部102基于所读取的图像数据在记录介质上形成图像。
图像形成部102包括：用于形成黄色(Y)调色剂图像的图像形成单元Y；用于形成品红色(M)调色剂图像的图像形成单元M；用于形成青色(C)调色剂图像的图像形成单元C；以及用于形成黑色(Bk)调色剂图像的图像形成单元Bk。图像形成单元Y包括：作为感光构件的感光鼓103a；用于使感光鼓103a带电的充电装置104a；以及用于发射光束(激光束)以在带电的感光鼓103a上形成静电潜像的光学扫描装置105a。另外，图像形成单元Y还包括：用于利用调色剂对形成在感光鼓103a上的静电潜像进行显影的显影装置106a；以及用于清洁其上残留有调色剂的感光鼓103a的清洁装置107a。
同样地，其它图像形成单元M、C和Bk具有与图像形成单元Y的结构相同的结构。用于形成品红色调色剂图像的图像形成单元M包括：作为感光构件的感光鼓103b(第一图像承载构件)；充电装置104b；光学扫描装置105b；显影装置106b；以及清洁装置107b。用于形成青色调色剂图像的图像形成单元C包括：作为感光构件的感光鼓103c；充电装置104c；光学扫描装置105c；显影装置106c；以及清洁装置107c。用于形成黑色调色剂图像的图像形成单元Bk包括：作为感光构件的感光鼓103d(第二图像承载构件)；充电装置104d；光学扫描装置105d；显影装置106d；以及清洁装置107d。
接着说明由图像形成单元Y、M、C和Bk中的每一个所执行的图像形成处理。由于所有图像形成单元Y、M、C和Bk都执行相同的图像形成处理，因而作为例子说明由图像形成单元Y所执行的处理。首先，充电装置104a使感光鼓103a带电。光学扫描装置105a包括作为光源的激光发射单元，并且该激光发射单元向带电的感光鼓103a发射激光束(光束)，以在带电的感光鼓103a上形成静电潜像。显影装置106a利用包括黄色调色剂和使黄色调色剂带电的载体的显影剂来显影静电潜像。接着，通过施加于转印刮板108a的转印偏压，将在感光鼓103a上显影的黄色调色剂图像转印到作为中间转印构件(图像承载构件)的中间转印带109上。
同样地，分别通过转印刮板108b、108c和108d，将感光鼓103b、103c和103d上的品红色、青色和黑色调色剂图像转印到中间转印带109(图像承载构件)上。二次转印辊110在二次转印部T将转印到中间转印带109上的四种颜色的调色剂图像一起转印到记录薄片上。接着，承载调色剂图像的记录介质S穿过对记录介质S执行定影处理的定影装置111。最后，排出辊112等将记录介质S排出到图像形成设备100的外部。
在中间转印带109的转动方向上，将图像形成单元Bk配置得比其它彩色颜色的图像形成单元Y、M和C更靠近二次转印部T。利用该结构，可以缩短从用户指示图像形成设备100形成单色图像开始到图像形成设备100输出图像为止所需的时间。
将后面说明的用于检测套色不准检测调色剂图案的光学传感器113配置在中间转印带109附近。如图1所示，将光学传感器113配置为位于与用于形成黑色调色剂图像的图像形成单元Bk和二次转印辊110之间的中间转印带109相对的位置。
图2是示出光学扫描装置105a和感光鼓103a的内部结构的示意图。由于光学扫描装置105a～105d具有相同的结构，因而作为例子说明光学扫描装置105a。光学扫描装置105a包括：作为光源的半导体激光器201；准直透镜202；孔径光阑203；柱面透镜204；多面镜205；多面镜驱动单元206；复曲面透镜207；以及衍射光学元件208。
准直透镜202将从半导体激光器201发射的光束转换成平行光通量。孔径光阑203限制入射激光束通量。柱面透镜204仅在副扫描方向上具有预定折射力，并且使用穿过孔径光阑203的光通量在多面镜205的反射面上形成主扫描方向上长的椭圆图像。多面镜驱动单元206在图2的箭头C的方向上以恒定速度转动作为旋转多面镜的多面镜205。多面镜205使形成在该反射面上的激光束偏转，并且执行扫描操作。
复曲面透镜207是具有fθ特性的光学元件，并且在主扫描方向和副扫描方向上具有不同的折射率。复曲面透镜207在主扫描方向上具有非球面的正面和背面。衍射光学元件208是具有fθ特性的光学元件，并且在主扫描方向和副扫描方向之间具有不同的放大倍率。作为激光束检测单元的束检测器(BD)209配置在图像形成设备100所包括的感光鼓103a上的图像形成区域外部的位置处。BD 209检测由反射镜210所反射的激光束，并且生成扫描定时信号(BD信号)。
从半导体激光器201发射的并通过旋转多面镜205偏转的激光束的光斑与感光鼓轴平行地在感光鼓103a上直线移动(主扫描)。根据本典型实施例的光学扫描装置105a使用发射多个束的多束激光器作为半导体激光器201。因而，光学扫描装置105a可以在单个扫描操作中形成多个线状静电潜像。鼓驱动单元211使感光鼓103a转动。通过利用光束在感光鼓103a上重复主扫描操作，光学扫描装置105a写入旋转感光鼓103a在副扫描方向(感光鼓103a的转动方向)上的图像。
衍射光学元件驱动单元212可以围绕与入射光轴平行的轴使衍射光学元件208转动。通过围绕该轴转动衍射光学元件208，光学扫描装置105a可以校正感光鼓103a上的扫描线的方位(扫描线相对于感光鼓103a的转动轴的倾斜角)。另外，衍射光学元件驱动单元212可以围绕与衍射光学元件208的长边方向平行的轴使衍射光学元件208转动。通过围绕该轴转动衍射光学元件208，光学扫描装置105a可以校正感光鼓103a上的扫描线的曲率。
后面说明的中央处理单元(CPU)401控制半导体激光器201、多面镜驱动单元206、鼓驱动单元211和衍射光学元件驱动单元212。在充电装置104a使感光鼓103a的表面带电后，激光束使带电的感光鼓103a的表面曝光。感光鼓103a的表面上的电位根据发射的激光束的强度而改变。
接着说明由通过各个图像形成单元Y、M、C和Bk(第一图像形成单元和第二图像形成单元)转印到中间转印带109上的各个颜色的调色剂图像所引起的相对偏移(套色不准)。如上所述，分别在感光鼓103a～103d上形成黄色、品红色、青色和黑色调色剂图像。通过将形成在感光鼓103a～103d上的这些调色剂图像转印到记录介质上，在记录介质上形成彩色图像。如果将形成在感光鼓103a～103d上的调色剂图像叠加在记录介质上，并且引起偏移，则在原稿图像和输出图像之间引起色彩变化，由此导致图像质量的下降。
图像形成设备100使用各个颜色的调色剂，并且在预定时刻，诸如当接通电源并从待机状态恢复时，或者当在预定张数(累计数量)的记录介质上形成图像时等，在中间转印带109上形成套色不准检测调色剂图案。图像形成设备100使光学传感器113检测套色不准检测调色剂图案，并且基于检测结果，图像形成设备100计算各个颜色的调色剂图像的相对偏移，并且执行控制以减小偏移。
图3是示出形成在中间转印带109上的套色不准检测调色剂图案的示意图。图3示出分别从各个颜色的相应感光鼓103a～103d转印到中间转印带109上的黄色、品红色、青色和黑色调色剂图案301、302、303和304。下面，将这些黄色、品红色、青色和黑色调色剂图案301、302、303和304通称为套色不准检测调色剂图案。
在图3中，X轴(主扫描方向)与各感光鼓103a～103d的转动轴平行。沿着与X轴垂直的Y轴(副扫描方向)输送中间转印带109。例如，在主扫描方向上形成两个套色不准检测调色剂图案。配置多个光学传感器113(光学传感器113a和113b)，其中，每一个光学传感器113检测在图3的主扫描方向上的不同位置处所形成的套色不准检测调色剂图案中的相应一个。
根据本典型实施例的图像形成设备100计算除品红色以外包括黑色的其它颜色的调色剂图案形成位置相对于用作基准颜色的品红色调色剂图案302的相对偏移量。此外，在基于输入图像数据执行图像形成时，图像形成设备100执行校正控制，以使得不会引起各个颜色的调色剂图像的套色不准。
图4是示出根据本典型实施例的图像形成设备100的套色不准校正控制的结构的控制框图。CPU 401执行套色不准校正。CPU 401还用作用于控制从半导体激光器201所发射的光束(激光束)的光量(强度)的光量控制单元，并且还用作用于控制后面将详细说明的PWM信号脉冲宽度的信号生成单元。
存储器402存储用于套色不准校正控制的控制流程。比较器403a和403b分别接收来自光学传感器113a和113b的模拟信号，并且将模拟信号转换成数字信号，后面将就此进行详细说明。此后，为了便于说明，将光学传感器113a和113b称为光学传感器113，并且将比较器403a和403b称为比较器403。
比较器403向CPU 401输出数字信号。基于输入的数字信号，CPU 401检测各个颜色的套色不准检测调色剂图案的相对位置关系，并且基于检测结果，CPU 401计算各个颜色的套色不准检测调色剂图案的相对偏移量。接着，基于该偏移量，CPU 401执行套色不准校正控制。CPU 401向图像形成单元Y、M、C和Bk中的每一个发送用于校正套色不准的信号。
另外，根据本典型实施例的图像形成设备100包括作为用于检测环境条件的单元的湿度传感器404(湿度检测单元)。在图像形成单元的感光鼓103a～103d中的每一个附近都配置湿度传感器404，并且湿度传感器404检测感光鼓103a～103d附近的相对湿度的变动。可选地，代替所有图像形成单元，可以对至少一个图像形成单元配置湿度传感器404。可选地，代替至少一个图像形成单元或者所有图像形成单元，可以对图像形成设备100配置湿度传感器404。可选地，图像形成设备100从设置在图像形成设备100外部的信息设备中获得关于湿度的形成条件信息(例如，日期)。根据本典型实施例，图像形成设备100包括至少一个湿度传感器404作为环境传感器。然而，如图10所示，根据本典型实施例的图像形成设备100可以包括湿度传感器404和温度传感器405(温度检测单元)这两者作为环境传感器。基于仅包括湿度传感器404的图像形成设备100，CPU 401基于通过湿度传感器404所检测到的相对湿度，控制套色不准检测调色剂图案的浓度。如果图像形成设备100包括湿度传感器404和温度传感器405这两者，则CPU 401基于湿度传感器404和温度传感器405的检测结果，计算绝对湿度(每单位体积的含水量)，并且基于该绝对湿度，CPU 401如下所述控制套色不准检测调色剂图案的浓度。
用于检测套色不准检测调色剂图案的光学传感器113可以将反射光检测为规则反射光或不规则反射光(漫反射光)。根据本典型实施例的图像形成设备100采用用于检测不规则反射光的光学传感器113。
图像形成设备100的长时间使用影响了调色剂或清洁装置107a～107d，由此导致中间转印带109的表面的光泽度下降。如果使用用于检测规则反射光的光学传感器113，则检测结果更易受到中间转印带109的表面状态的变化的影响。因而，考虑到表面状态的变化，为了确保检测精度，图像形成设备100必须执行诸如控制发射光量或调整调色剂图案浓度等的校正控制。如果使用用于检测不规则反射光的光学传感器113，则可以降低这类校正控制的频率。
图6是光学传感器113的示意图。光学传感器113包括：用于向中间转印带109或套色不准检测调色剂图案发射光的光发射单元601；以及用于接收来自中间转印带109或套色不准检测调色剂图案的反射光的光接收单元602。光接收单元602配置在光的入射角和反射角不同的位置处，以接收从光发射单元601向中间转印带109所发射的光的不规则反射光。
图7示出在光学传感器113检测到套色不准检测调色剂图案时所获得的模拟信号701(检测信号)和根据模拟信号701所生成的数字信号702。由于中间转印带109具有光亮表面，因而由中间转印带109的表面所反射的规则反射光的量大于由具有彩色颜色的调色剂图案所反射的规则反射光的量。由于光发射单元601发射具有恒定光量的光，因而由中间转印带109的表面所反射的不规则反射光的量小于由具有彩色颜色的调色剂图案所反射的不规则反射光的量。因而，如图7所示，在光学传感器113检测到彩色颜色的调色剂图案时所获得的模拟信号701表现出具有向上凸出部分的波形。尽管图7所示的模拟信号701表现出三角波形，但是模拟信号701可以表现出其它形状的波形。该波形依赖于调色剂图案在中间转印带109的转动方向(驱动方向)上的宽度和光学传感器113的光接收单元602的宽度。因而，根据这些宽度，可能检测到梯形形状的波。
通过对从光接收单元602输出的模拟信号701进行二值化来获得数字信号702。如果比较器403接收到输出电平等于或大于阈值703的模拟信号，则比较器403输出高电平数字信号。如果比较器403接收到输出电平小于阈值703的模拟信号，则比较器403输出低电平数字信号。
CPU 401检测图7所示的数字信号702的输出波形的中心位置、上升沿时刻或下降沿时刻，并且基于检测结果，CPU 401执行套色不准校正控制。下面说明CPU 401通过检测输出波形的中心位置来执行套色不准校正控制的典型实施例。
低浓度区域的宽度根据各个颜色的调色剂图像和湿度而改变。因而，如果湿度变化并且产生低浓度区域，则如图12所示，数字信号的输出波形的中心位置的检测精度下降。因而，基于湿度传感器404的检测结果，调整根据本典型实施例的图像形成设备100所形成的套色不准检测调色剂图案，以使其具有在图像的后端不会形成低浓度区域这样的浓度。
图8中的(A)是示出形成在中间转印带109上的检测调色剂图案的浓度分布的图。在图8中的(A)和(B)的图中，横轴表示检测调色剂图案形成位置，并且纵轴表示浓度(调色剂负载量)。如图8中的(A)和(B)所示，在箭头方向上输送检测调色剂图案。如图8中的(A)和(B)所示，CPU 401对用于驱动半导体激光器201的PWM信号的脉冲宽度或者从半导体激光器201所发射的激光束的光量进行控制，从而使得在由湿度传感器404检测到的感光鼓103周围的湿度为30％(第二湿度)时，以所设置的浓度60％来形成套色不准检测调色剂图案。
另一方面，CPU 401对用于驱动半导体激光器201的PWM信号的脉冲宽度或者从半导体激光器201所发射的激光束的光量进行控制，从而使得在由湿度传感器404检测到的感光鼓103周围的湿度为70％(第一湿度)时，以所设置的浓度90％来形成套色不准检测调色剂图案。
也就是说，CPU 401控制每一图像形成单元中所包括的半导体激光器201，以使得在湿度为70％时所形成的套色不准检测调色剂图案的浓度(第一浓度)高于在湿度为30％时所形成的套色不准检测调色剂图案的浓度(第二浓度)。在该操作期间，CPU401用作脉冲宽度控制单元或光量控制单元。
在形成套色不准检测调色剂图案时，根据本典型实施例的图像形成设备100通过改变每一像素的曝光面积来调整套色不准检测调色剂图案的浓度。图9A示出检测调色剂图案，并且图9B～9D示出各自用于形成检测调色剂图案的PWM信号。每一驱动信号(PWM信号)驱动图像形成单元中所包括的半导体激光器201中的相应一个半导体激光器。图9A示意性示出套色不准检测调色剂图案。在图9A中，X轴表示主扫描方向，并且Y轴表示副扫描方向。图9B中的PWM信号波形表示整体用于对单个像素进行曝光的驱动信号脉冲宽度。在图9B中，脉冲宽度为100％。
图9C中的PWM信号表示由湿度传感器404检测到的湿度为70％时提供给半导体激光器201以形成套色不准检测调色剂图案的驱动信号脉冲宽度。在图9C中，将脉冲宽度调整成90％。随着驱动信号的脉冲宽度的增大，每一像素(单位面积)的曝光面积增大，并且单个像素内所粘附的调色剂的量也增大。图9D中的PWM信号表示由湿度传感器404检测到的湿度为30％时提供给半导体激光器201以形成套色不准检测调色剂图案的驱动信号脉冲宽度。在图9D中，将脉冲宽度调整成60％。
CPU 401可以通过控制PWM信号脉冲宽度或者控制半导体激光器201的光量(强度)，来调整套色不准检测调色剂图案的浓度。在后一情况下，CPU 401控制半导体激光器201，以使得由湿度传感器404检测到的湿度为70％时从半导体激光器201所发射的用于形成套色不准检测调色剂图案的激光束的强度大于湿度为30％时从半导体激光器201所发射的用于形成套色不准检测调色剂图案的激光束的强度。
如上所述，如果湿度增大，则调色剂带电量下降。在相同图像形成条件下，如果在不同的湿度环境下形成高湿度环境下的一个调色剂图像和低湿度环境下的另一个调色剂图像这两个调色剂图像，则与低湿度环境下所形成的调色剂图像相比，高湿度环境下所形成的调色剂图像具有较低浓度。套色不准检测调色剂图案表现出相同特性。也就是说，如果在相同图像形成条件下形成调色剂图像，则与在低湿度环境下所形成的套色不准检测调色剂图案相比，在高湿度环境下所形成的套色不准检测调色剂图案具有较低浓度。如上所述，当在相同条件下形成套色不准检测调色剂图案时，形成了低浓度区域。因而，随着湿度的增大，根据本典型实施例的图像形成设备100增大了套色不准检测调色剂图案的浓度。另外，图像形成设备100改变图像形成条件，以形成具有在高湿度环境下不会形成低浓度区域这样的浓度的套色不准检测调色剂图案。
如上所述，通过基于感光鼓的周围湿度的检测结果控制套色不准检测调色剂图案的浓度，可以防止生成低浓度区域。因而，可以防止套色不准校正控制的精度下降。
图5是CPU 401在图像形成期间所执行的操作的控制流程图。当图像形成设备的电源接通时、当在待机状态期间从读取单元或外部信息设备输入图像数据时或者当在连续图像形成期间湿度变动并且达到预定值以上时，CPU 401基于湿度的检测结果来控制(改变)套色不准检测调色剂图案的浓度。另外，当图像形成设备的电源接通时、当在待机状态期间从读取单元或外部信息设备输入图像数据时或者当在连续图像形成期间在预定张数的记录介质上形成了图像时，CPU 401执行套色不准校正控制。图5是从待机状态下输入图像数据开始到完成图像形成为止、由CPU 401执行的套色不准检测调色剂图案浓度控制和套色不准校正控制的流程图。
首先，在步骤S501，CPU 401接收来自湿度传感器404的湿度信息。接着，在步骤S502，CPU 401判断是否需要改变检测调色剂图案的浓度。如果CPU 401判断为需要改变套色不准检测调色剂图案的浓度(步骤S502中为“是”)，则在步骤S503，CPU401改变与存储在存储器402中的套色不准检测调色剂图案设置浓度有关的数据。在形成套色不准检测调色剂图案时，CPU 401从存储器402读取与设置浓度有关的数据，并且控制图像形成单元，从而基于设置浓度形成套色不准检测调色剂图案。
在步骤S503改变套色不准检测调色剂图案的浓度之后，在步骤S504，CPU 401控制各图像形成单元以形成套色不准检测调色剂图案。如果CPU 401在步骤S502判断为不必改变套色不准检测调色剂图案的浓度，则CPU 401跳过步骤S503并且进入步骤S504。
接着，在步骤S505，CPU 401基于来自检测到套色不准检测调色剂图案的光学传感器113的输出，计算校正量。接着，在步骤S506，CPU 401判断是否需要控制(改变)各光学扫描装置105a～105d中所包括的诸如透镜和反射镜(本典型实施例中为衍射光学元件208)等的光学***的位置。如果CPU 401判断为需要改变该光学***的位置(步骤S506中为“是”)，则在步骤S507，CPU 401控制该光学***的位置。在控制该位置之后，在步骤S508，CPU 401基于步骤S505计算出的校正量，使各图像形成单元形成图像。如果CPU 401判断为不必改变该光学***的位置(步骤S506中为“否”)，则CPU 401跳过步骤S 507并且进入步骤S508。
接着，在步骤S509，每当在单张记录介质上形成图像时，CPU 401都判断是否基于所有图像数据形成了图像。如果CPU401判断为基于所有图像数据形成了图像(步骤S509中为“是”)，则CPU 401结束图像形成。如果CPU 401判断为没有基于所有图像数据形成图像(步骤S509中为“否”)，则在步骤S510，CPU 401判断是否在预定张数(累计数量)的记录介质上形成了图像。如果CPU 401判断为在预定张数(累计数量)的记录介质上形成了图像(步骤S510中为“是”)，则CPU 401返回到步骤S501。然而，如果CPU 401判断为没有在预定张数(累计数量)的记录介质上形成了图像(步骤S510中为“否”)，则CPU 401返回到步骤S508。
如上所述，通过基于感光鼓的周围湿度的检测结果控制套色不准检测调色剂图案的浓度，可以控制生成低浓度区域。因而，可以防止套色不准校正控制的精度下降。另外，与用于以特定高浓度(例如，从图像形成设备可输出的最高浓度)形成套色不准检测调色剂图案的图像形成设备相比，由于根据本典型实施例的图像形成设备100可以根据湿度来改变套色不准检测调色剂图案的浓度，因而可以降低调色剂的消耗量。另外，当湿度低时，图像形成设备100使用较少量的调色剂来形成套色不准检测调色剂图案。因而，可以减轻清洁装置107a～107d的负担。
在根据本典型实施例的图像形成设备100根据来自湿度传感器的检测结果来调整检测调色剂图案的浓度的情况下，图像形成设备100能够基于来自湿度传感器的检测结果，将基于输入图像数据所形成的图像的浓度控制为恒定。也就是说，在根据本典型实施例的图像形成设备100基于来自湿度传感器的检测结果来改变检测调色剂图案的浓度的情况下，图像形成设备100能够基于来自湿度传感器的检测结果，将基于输入图像数据所形成的图像的浓度控制为恒定。
尽管已经参考典型实施例说明了本发明，但是应该理解，本发明不局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 (12)

1.一种图像形成设备，包括：
多个图像形成单元，各自用于在图像承载构件上形成调色剂图像；
光学传感器，用于检测利用所述多个图像形成单元在所述图像承载构件上所形成的调色剂图像的位置关系；
湿度检测单元，用于检测湿度；
温度检测单元；以及
控制单元，用于使所述多个图像形成单元分别在所述图像承载构件上形成检测调色剂图案，以检测所述位置关系，并且基于所述湿度检测单元检测到的湿度设置检测调色剂图案的浓度，
其中，所述湿度检测单元检测相对湿度；
所述控制单元设置检测调色剂图案的浓度，以使得在第一湿度下所形成的检测调色剂图案的浓度高于在低于所述第一湿度的第二湿度下所形成的检测调色剂图案的浓度；
所述控制单元基于由所述湿度检测单元检测到的相对湿度和由所述温度检测单元检测到的温度，计算每单位体积的含水量，以及
所述控制单元使所述图像形成单元在与第一含水量或低于所述第一含水量的第二含水量有关的不同形成条件下形成检测调色剂图案，以使得在所述第一含水量下所形成的检测调色剂图案的浓度高于在所述第二含水量下所形成的检测调色剂图案的浓度。
2.根据权利要求1所述的图像形成设备，其特征在于，
所述多个图像形成单元各自包括光源，所述光源用于基于图像数据向感光构件发射光束，以在所述图像承载构件上形成检测调色剂图案，以及
所述控制单元控制来自所述光源的光束的发射时间，以使得在所述第一湿度下形成检测调色剂图案的光束的发射时间长于在所述第二湿度下形成检测调色剂图案的光束的发射时间。
3.根据权利要求1所述的图像形成设备，其特征在于，
所述多个图像形成单元各自包括光源，所述光源用于基于图像数据向感光构件发射光束，以在所述图像承载构件上形成检测调色剂图案，以及
所述控制单元控制光束的光量，以使得在所述第一湿度下形成检测调色剂图案的光束的光量大于在所述第二湿度下形成检测调色剂图案的光束的光量。
4.根据权利要求1所述的图像形成设备，其特征在于，
所述多个图像形成单元各自包括显影单元，所述显影单元用于利用包括调色剂和使所述调色剂带电的载体的显影剂在所述图像承载构件上形成调色剂图像。
5.根据权利要求1所述的图像形成设备，其特征在于，
基于所述湿度检测单元的检测结果，所述控制单元使所述图像形成单元在与所述第一湿度或所述第二湿度有关的不同形成条件下形成检测调色剂图案。
6.根据权利要求5所述的图像形成设备，其特征在于，
所述多个图像形成单元各自包括所述湿度检测单元，以及
基于来自所述多个图像形成单元各自所包括的所述湿度检测单元的检测结果，所述控制单元使所述图像形成单元在与所述第一湿度或所述第二湿度有关的不同形成条件下形成检测调色剂图案。
7.一种图像形成设备，包括：
第一图像形成单元和第二图像形成单元，各自用于在图像承载构件上形成调色剂图像；
光学传感器，用于检测由所述第一图像形成单元在所述图像承载构件上所形成的调色剂图像相对于由所述第二图像形成单元在所述图像承载构件上所形成的调色剂图像的相对位置；
湿度检测单元，用于检测湿度；
温度检测单元；以及
控制单元，用于使所述第一图像形成单元在所述图像承载构件上形成检测调色剂图案，以检测所述相对位置，并且基于所述湿度检测单元检测到的湿度设置检测调色剂图案的浓度，
其中，所述湿度检测单元检测相对湿度；
所述控制单元设置检测调色剂图案的浓度，以使得在第一湿度下所形成的检测调色剂图案的浓度高于在低于所述第一湿度的第二湿度下所形成的检测调色剂图案的浓度；
所述控制单元基于由所述湿度检测单元检测到的相对湿度和由所述温度检测单元检测到的温度，计算每单位体积的含水量，以及
所述控制单元使所述第一图像形成单元在与第一含水量或低于所述第一含水量的第二含水量有关的不同形成条件下形成检测调色剂图案，以使得在所述第一含水量下所形成的检测调色剂图案的浓度高于在所述第二含水量下所形成的检测调色剂图案的浓度。
8.根据权利要求7所述的图像形成设备，其特征在于，
所述第一图像形成单元包括光源，所述光源用于基于图像数据向感光构件发射光束，以在所述图像承载构件上形成检测调色剂图案，以及
所述控制单元控制来自所述光源的光束的发射时间，以使得在所述第一湿度下形成检测调色剂图案的光束的发射时间长于在所述第二湿度下形成检测调色剂图案的光束的发射时间。
9.根据权利要求7所述的图像形成设备，其特征在于，
所述第一图像形成单元包括光源，所述光源用于基于图像数据向感光构件发射光束，以在所述图像承载构件上形成检测调色剂图案，以及
所述控制单元控制光束的光量，以使得在所述第一湿度下形成检测调色剂图案的光束的光量大于在所述第二湿度下形成检测调色剂图案的光束的光量。
10.根据权利要求7所述的图像形成设备，其特征在于，
所述第一图像形成单元包括显影单元，所述显影单元用于利用包括调色剂和使所述调色剂带电的载体的显影剂在所述图像承载构件上形成调色剂图像。
11.根据权利要求7所述的图像形成设备，其特征在于，
基于所述湿度检测单元的检测结果，所述控制单元使所述第一图像形成单元在与所述第一湿度或所述第二湿度有关的不同形成条件下形成检测调色剂图案。
12.根据权利要求11所述的图像形成设备，其特征在于，
所述第一图像形成单元包括所述湿度检测单元，以及
基于来自所述第一图像形成单元中所包括的所述湿度检测单元的检测结果，所述控制单元使所述第一图像形成单元在与所述第一湿度或所述第二湿度有关的不同形成条件下形成检测调色剂图案。
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