測量裝置、測量方法和圖像形成裝置的製作方法
2023-04-28 15:45:51
專利名稱：測量裝置、測量方法和圖像形成裝置的製作方法
技術領域：
由LED 25a發出的光通過稜鏡25e分成在垂直於入射面方 向上振蕩的分量(S波)以及在平行於入射面方向上振蕩的分量(P 波)。所分的S波進入PD 25c,並且所分的P波照射到基準調色劑 圖像26上。照射到基準調色劑圖像26上的P波被漫反射，並且一些 分量被轉換成S波分量。從基準調色劑圖像26反射的光通過稜鏡25f 分成S和P波。所分的S波進入PD 25d，並且所分的P波進入PD 25b。雷射位移傳感器24可測量層疊的調色劑層的高度(厚度) 的變化(見圖5A)。然而，在圖5B所示的高亮(highlight)範圍上 的點模式或線模式中，調色劑層變得不連續。即，如圖6所示，可精 確地測量在調色劑層連續的濃度範圍內的調色劑施加量。然而，不能 夠精確地測量在調色刑層變得不連續的低濃度範圍內的調色劑施加 量。
在中間濃度範圍內，分別輸出圖27B中的來自支持部件 106的反射波形801，以及來自調色劑層的反射波形802，的由圖27E中 的實曲線所示的合成波形，以及在曲線擬合之後的波形(這由圖27E 中的虛曲線表示)。在中間濃度範圍內，儘管與來自支持部件106的 反射光量減少相對照，來自調色劑層的反射光量增加，但是來自調色 劑層的反射波形的峰值位置很少改變，並且如圖27B中的虛箭頭所 示，光量增加。0071同樣 在高濃度範圍內，分別輸出圖27C中的來自支持部( 件106的反射波形801，，以及來自調色劑層的反射波形802"的由圖 27F中的實曲線所示的合成波形，以及在曲線擬合之後的波形(這由 圖27F中的虛曲線表示)。〖0072圖29A至29C是根據來自作為基準值的支持部件106的 反射波形以及在使用圖27D至27F所迷的曲線擬合之後的波形計算峰 值位置的曲線圖。
圖29A、 MB和MC分別示出來自支持部件106的反射波 形801 、以及在低濃度處的擬合曲線803、在中濃度處的擬合曲線803，、 以及在高濃度處的擬合曲線803"。通過將來自支持部件106的反射 波形801的峰值位置的輸出值設置為基準值(0點)以及檢測來自目標調色劑圖像獲得的擬合曲線的峰值位置的移動量，來計算調色劑圖 像的高度。
)'exp(-(x - ja)2/2cj2} + C .. .(4)其中p是峰值位置， cr是與峰值的寬度相關的參數；以及A是振幅。0081
圖12是說明基於高斯函數的曲線擬合的曲線圖。如圖12 所示，基於高斯函數對存儲單元705中存儲的反射波形數據進行曲線 擬合，油此獲得表示反射波形的形狀的特徵量(高斯函數^參數)。 即，參數p指定峰值位置，並且參數A指定峰值高度。0082代替高斯函數，可使用由以下等式給出的Lorenz函數進 行曲線擬合f(x》- (2A/n)-w/{4 (x — xc)2 + w2} + C ... (5》或使用由以下等式給出的二次函數f (x) - A(x - B)2 + C …(6)
施加量算術單元(計算單元)卯5基於在位置差存儲單元 902中存儲的位置差的平均值和/或在光量差存儲單元904中存儲的峰15值高度差的平均值、以及要形成的調色劑圖像的濃度信息卯8，計算 調色劑量。此時，要形成的調色劑圖像的濃度信息908是與要形成的 調色劑圖像是高濃度圖像還是低濃度圖像相關的信息。施加量算術單 元905根據在存儲器(未示出)中保存的調色劑量轉換表，基於在位 置差存儲單元902中存儲的位置差的平均值和/或在光量差存儲單元 904中存儲的峰值高度差的平均值計算調色劑量。然後，單元905計 算調色劑施加量。以下將描述這個處理的細節。 [調色劑塊[0085圖13是示出在支持部件106上形成的塊圖形的實例的示圖。[0086在支持部件106的圖像區域上形成與要轉印至列印片材上 的圖像對應的調色劑圖像。此外，根據來自圖形生成器(未示出)的 信號，在支持部件106的非圖像區域上沿副掃描方向間歇地形成塊圖 形710。如圖13所示，在圖像區域以外的非圖像區域上沿主掃描方向 形成塊圖形710。[0087I塊圖形710包括用於16個灰度級的調色劑塊105,其中每 個具有lOx 10mm的尺寸。調色劑塊105的數目對應於由等分256個灰度級獲得的16個灰度級(色調值=16、 32..... 240、 255)。在以下描述中；還可以由pl、 p2私…、p16來表示調色劑塊105。,注 意，可將調色劑塊105的數目設置為任意值。[0088隨著支持部件106的旋轉或移動，由調色劑量測量單元5(T7 順序地測量在支持部件106的非圖像區域上形成的各個調色劑塊105 的調色劑施加量。[0089假設考慮調色劑的層疊狀態，將調色劑量測量單元507的 線傳感器704中的光接收器的間距(pitch)設置為等於或小於光接收 透鏡703的光學放大倍數與調色劑的平均粒徑的乘積。[0090圖14A至14D是示出調色劑的層疊狀態的示圖。圖14A 示出沒有施加調色劑的狀態，並且在這個狀態下檢測支持部件106的 表面。圖14B示出施加一層調色劑的狀態，圖14C示出將兩層調色劑層疊的狀態。此外，調色劑顆粒可層疊在調色劑顆粒之間，如圖14D 所示，並且光接收器的間距同樣需要檢測圖14D所示的狀態。 [0091本發明的光學系統具有以下關係。
h - N.p/M …(7)
L = N'p = M'h …(8)
其中h是對象的高度(nm)， L是在線傳感器上從基準位置的移動量(nm)， p是相鄰線傳感器像素之間的間距間距離(inter-pitch distance) (拜/像素)，
M是透鏡的光學放大倍數；以及 N是在線傳感器上從基準位置的移動像素的數目。 [0092為了確切地區分一個調色劑顆粒，N》l是期望的。因此， 需要滿足關係p《M七。由於要測量的對象是調色劑的物理的外尺寸， 所以假設由數目平均直徑(number mean diameter)來指定調色劑的 平均粒徑。圖15C是示出各個調色劑塊105的截面的示圖。例如，在 通過從0至48的色調值所限定的高亮範圍(低濃度範圍)內，形成 每個調色劑塊105的點的截面的高度增加，並且在主掃描方向上同樣 通過脈寬調製(PWM)來擴展寬度(見圖15D)。[0097接下來，在從48至192的色調值所限定的中間濃度範圍 內，形成每個調色劑塊105的點重疊相鄰點，並且點的截面擴展(見 圖15E)。直到中間濃度範圍，通過點和支持部件106的表面的暴露 部分形成每個調色劑塊105的截面。
0098此外，在高濃度處，例如，在從192至255的色調值所限 定的高濃度範圍內，支持部件106的表面的暴露部分消失，並且通過 重疊點形成調色劑塊105的截面(見圖15F)。圖20是示出濃度信號值Sig和位置差之間的關係實例的位置差-調色劑量轉換表。第一象限示出濃度信號值Sig和位置差 之間的關係，第二象限示出位置差和調色劑量之間的關係。圖21是 示出濃度信號值Sig和光量差之間的關係實例的光量差-調色劑量轉 換表。第一象限示出濃度信號值Sig和光量差之間的關係，第二象限 示出光量差和調色劑量之間的關係。施加量算術單元905通過檢查在光量差存儲單元904
21中的數據獲取光量差Id的最大值Idmax( S150 )。最大光量改變△ Imax 表示從形成為具有不同濃度的多個調色劑圖像獲得的多個反射波形 數據的光量的最大差，如圖26所示。在圖26中，根據從具有不同濃 度(即從0至255的濃度信號值)的調色劑圖像獲得的多個反射波形 數據的光量差(峰值高度)，計算Almax。然後，通過以下等式計算 閾值的改變量ADth (S151):
ADth = B x (Idmax - Idth) ... (9)
其中B是係數(預定值)，以及 Idth是光量差的閾值(預定值)。 施加量算術單元905將位置差存儲單元902中存儲的 位置差與對應於濃度信號值Sig的權重Wp (Sig)相乘，所述權重由 以下等式給出
Wp(Sig) = Sig/255 . * (12)
00138
這樣，施加量算術單元905對與各個調色劑塊對應的 數據提供權重(S174 )。 優選地，當要測量具有不同濃度的多個調色劑圖像的 調色劑量時，所述計算裝置根據在高濃度調色劑圖像的反射波形數據 的峰值位置與低濃度調色劑圖像的反射波形數據的峰值位置之間的 差，確定在具有不同濃度的多個調色劑圖像中的基於所述峰值位置計 算其調色劑量的調色劑圖像以及基於所述面積計算其調色劑量的調 色劑圖4象。本發明另一實施例可提供一種圖像形成裝置，包括 圖像形成單元，用於在圖像承載部件上形成調色劑圖像；以及先前權 利要求所述的測量裝置。
28[00166J 儘管參照示例性實施例描述了本發明，但是可以理解， 本發明不限於所公開的示例性實施例。隨後權利要求的範圍按照最大 範圍的解釋，以涵蓋所有這些修改和等同結構和功能。
權利要求
1.一種測量裝置，用於測量在圖像形成裝置的圖像承載部件上形成的調色劑圖像的調色劑量，該測量裝置包括光照射部，被配置為用光照射所述調色劑圖像；圖像捕獲部，被配置為捕獲所述調色劑圖像，其中所述圖像捕獲部具有彼此鄰近設置的多個光接收器；以及計算器，被配置為根據由所述多個光接收器通過接收由所述調色劑圖像反射的光所獲得的數據，來獲取與反射波形的峰值位置相關的信息以及與所述反射波形的峰值高度相關的信息；並被配置為基於所述峰值位置和所述峰值高度中的至少一個以及與要形成的調色劑圖像的濃度相關的信息來計算所述調色劑量。
2. 根據權利要求l所述的裝置，其中當要形成的調色劑圖像的 濃度高時，所述計算器基於所述峰值位置計算所述調色劑量；以及當 要形成的調色劑圖像的濃度低時，所述計算器基於所述峰值高度計算 所迷調色劑量。
3. 根據權利要求l所述的裝置，其中當要測量具有不同濃度的 多個調色劑圖像的調色劑量時，所述計算器根據在高濃度調色劑圖像 的反射波形-數據的峰值高度與低濃度調色劑圖像的反射波形數據的 峰值高度之間的差，確定在所述具有不同濃度的多個調色劑圖像中的 基於所述峰值位置計算其調色劑量的調色劑圖像以及基於所述峰值 高度計算其調色劑量的調色劑圖像。
4. 根據權利要求1所述的裝置，其中當要測量具有不同濃度的 多個調色劑圖像的調色劑量時，所述計算器根據在高濃度調色劑圖像 的反射波形數據的峰值位置與低濃度調色劑圖像的反射波形數據的 峰值位置之間的差，確定在所述具有不同濃度的多個調色劑圖像中的 基於所述峰值位置計算其調色劑量的調色劑圖像以及基於所述峰值 高度計算其調色劑量的調色劑圖像。
5. 據權利要求l所述的裝置，其中當要形成的調色劑圖像的濃度低時，所述計算器對所述峰值高度提供高於所述峰值位置的權 重，並基於所述峰值位置和所述峰值高度計算所述調色劑量，以及當 要形成的調色劑圖像的濃度高時，所述計算器對所述峰值位置提供高 於所述峰值高度的權重，並基於所述峰值位置和所述峰值高度計算所 述調色劑量。
6. —種測量裝置，用於測量在圖像形成裝置的圖像承載部件上 形成的調色劑圖像的調色劑量，該測量裝置包括光照射部，被配置為用光照射所述調色劑圖像；圖像捕獲部，被配置為捕獲所述調色劑圖像，其中所述圖像捕獲 部具有彼此鄰近設置的多個光接收器；以及計算器，被配置為根據由所述多個光接收器通過接收由所述調色 劑圖像反射的光所獲得的數據，來獲取與反射波形的峰值位置相關的 信息以及與所述反射波形的面積相關的信息；並被配置為基於所述峰 值位置和所述面積中的至少一個以及與要形成的調色劑圖像的濃度 相關的信息來計算所述調色劑量。
7. 根據權利要求6所述的裝置，其中當要形成的調色劑圖像的 濃度高時，所述計算器基於所述峰值位置計算所述調色劑量；以及當 要形成的調色劑圖像的濃度低時，所述計算器基於所述面積計算所述 調色劑量。 .，
8. 根據權利要求6所述的裝置，其中當要測量具有不同濃度的 多個調色劑圖像的調色劑量時，所述計算器根據在高濃度調色劑圖像 的反射波形數據的面積與低濃度調色劑圖像的反射波形數據的面積 之間的差，確定在所述具有不同濃度的多個調色劑圖像中的基於所述 峰值位置計算其調色劑量的調色劑圖像以及基於所述面積計算其調 色劑量的調色劑圖像。
9. 根據權利要求6所述的裝置，其中當要測量具有不同濃度的 多個調色劑圖像的調色劑量時，所述計算器根據在高濃度調色劑圖像 的反射波形數據的峰值位置與低濃度調色劑圖像的反射波形數據的 峰值位置之間的差，確定在所述具有不同濃度的多個調色劑圖像中的基於所述峰值位置計算其調色劑量的調色劑圖像以及基於所述面積 計算其調色劑量的調色劑圖像。
10. 根據權利要求6所述的裝置，其中當要形成的調色劑圖像 的濃度低時，所述計算器對所述面積提供高於所述峰值位置的權重， 並基於所述峰值位置和所述面積計算所述調色劑量，以及當要形成的 調色劑圖像的濃度高時，所述計算器對所述峰值位置提供高於所述面 積的權重，並基於所述峰值位置和所述面積計算所述調色劑量。
11. 根據權利要求6所述的裝置，其中彼此鄰近設置的所述光 接收器的間距不大於所述圖像捕獲部的聚光透鏡的光學放大倍數與 調色劑的平均粒徑的乘積。
12. —種圖像形成裝置，包括圖像形成部，被配置為在圖像承載部件上形成調色劑圖像；以及 如權利要求1至5中任一項所述的測量裝置。
13. —種圖像形成裝置，包括圖像形成部，被配置為在圖像承載部件上形成調色劑圖像；以及 如權利要求6至11中任一項所述的測量裝置。
14. 一種用於測量在圖像形成裝置的圖像承載部件上形成的 調色劑圖像的調色劑量的方法，該方法包括以下步驟用光照射所述調色劑圖像；通過使用彼此鄰近設置的多個光接收器來捕獲所述調色劑圖像；根據由所述多個光接收器通過接收由所述調色劑圖像反射的光 所獲得的數據，來獲取與反射波形的峰值位置相關的信息以及與所述反射波形的光量相關的信息；以及基於所述峰值位置、所述光量中的至少一個以及與要形成的調色 劑圖像的濃度相關的信息來計算所述調色劑量。
15. 根據權利要求14所述的方法，其中獲取與所述光量相關 的信息包括獲取與所述反射波形的峰值高度和/或所述反射波形的面 積相關的4言息。
全文摘要
本申請涉及測量裝置、測量方法和圖像形成裝置。調色劑量測量單元用光照射在圖像承載部件上形成的調色劑圖像，以及圖像捕獲單元根據由調色劑圖像反射的光捕獲反射波形的圖像。然後，根據與要形成的調色劑圖像的濃度相關的信息，基於反射波形的峰值位置或峰值高度計算調色劑施加量。
文檔編號G03G15/00GK101634822SQ20091015218
公開日2010年1月27日 申請日期2009年7月22日 優先權日2008年7月22日
發明者永瀨幸雄, 渥美哲也, 青木邦年 申請人:佳能株式會社