CN101377640A - 成像设备 - Google Patents

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Abstract

一种成像设备(100)，其根据电子照相处理，在用作图像承载体的感光鼓(114)上形成静电潜像，使用多种颜色的调色剂对图像进行显影，并将调色剂图像转印在打印介质(121)上，该成像设备包括：调色剂消耗量检测单元，用于检测多种颜色的每种调色剂的调色剂消耗量；决定单元，用于基于所检测到的各颜色的调色剂消耗量来决定要校准的颜色；片传感器(126)，用于通过在用作图像承载体的感光鼓(114)的预定位置处生成片，来检测所决定的颜色的片的浓度；以及调整单元，用于基于所检测到的片浓度，来调整通过该决定单元所决定的颜色的打印浓度。

Description

成像设备
技术领域
本发明涉及一种具有感光鼓等图像承载体的成像设备。
背景技术
使用多种颜色的彩色调色剂的彩色复印机等的电子照相成像设备具有用于将图像信号转换成适合于引擎特性的信号值的查找表，以便获得期望的色调特性。在彩色复印机中，对黄色、品红色、青色和黑色中的每一种颜色提供该查找表，并且进行控制以最优化各颜色的色彩成分，从而能够输出期望的全色图像。然而，在电子照相系统中，即使在成像条件不改变时，电子照相系统的特性也会根据周围环境、使用状况等容易地改变。因此，难以连续地输出具有稳定色彩(tint)的图像。为了解决该问题，如下的技术是可用的：检测形成在打印薄片等的转印材料或感光鼓等的图像承载体上的调色剂图像的浓度，并基于所获得的信息控制成像条件，以便获得期望的色调特性。例如，日本专利公开号2005-157100(参考文献1)和2003-337455(参考文献2)公开了一种用于校正查找表的技术、以及一种用于改变形成有静电潜像的感光鼓的充电条件或显影条件的技术。
然而，在传统成像设备中，由于要在感光鼓等的图像承载体上形成的片(patch)是唯一确定的，因此还形成无需校正的稳定调色剂颜色的片，从而消耗大量调色剂。另外，校准需要额外的时间。
发明内容
因此，本发明的目的是减少调色剂消耗量以及缩短校准所需的时间。
根据本发明的一个方面，提供一种成像设备，其根据电子照相处理，在图像承载体上形成静电潜像，使用多种颜色的调色剂对图像进行显影，并将调色剂图像转印在打印介质上，所述成像设备包括：调色剂消耗量检测部件，用于检测所述多种颜色的每种调色剂的调色剂消耗量；决定部件，用于基于所检测到的各颜色的所述调色剂消耗量来决定要校准的颜色；片浓度检测部件，用于通过在所述图像承载体的预定位置处生成片，来检测所决定的所述颜色的片浓度；以及调整部件，用于基于所检测到的所述片浓度，来调整通过所述决定部件所决定的所述颜色的打印浓度。
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
包含在说明书中并构成说明书一部分的附图示出本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
图1是示出根据实施例的成像设备100的系统配置的功能框图；
图2是示出根据实施例的片传感器(patch sensor)126的示意性截面图；
图3是示出根据实施例的成像处理的操作过程的流程图；以及
图4和图5是示意性示出根据实施例的片形成处理的操作过程的图。
具体实施方式
现在将参考附图详细说明本发明的优选实施例。
系统配置
图1是示出根据实施例的成像设备100的系统配置的功能框图。成像设备100根据电子照相处理，在图像承载体上形成静电潜像，使用多种颜色的调色剂对图像进行显影，并将调色剂图像转印在打印介质上。
首先，成像设备100通过摄像镜头从CCD 102读取原稿页101作为图像。CCD 102将该图像分解成大量像素，并生成与各像素的浓度相对应的光电转换信号(模拟图像信号)。通过放大器103将所获得的模拟图像信号放大至预定电平，并通过模拟/数字转换器(A/D转换器)104转换成例如8位(256色调)数字图像信号。
然后，将数字图像信号提供给γ转换器(在本实施例中，是包括256字节的数据并基于查找表执行浓度转换的转换器)105。在γ校正之后，将数字图像信号输入至数字/模拟转换器(D/A转换器)106。在D/A转换器106中，将数字图像信号再次转换为模拟图像信号并且将其输入到比较器107的两个输入端中的一个。
将从三角波发生电路108生成的具有预定周期的三角波信号输入至比较器107的另一输入端。将通过D/A转换器106转换后的模拟图像信号与该三角波信号进行比较，并进行脉冲宽度调制(pulse width modulation)。将经过了脉冲宽度调制的二值图像信号(binary image signal)输入至激光驱动电路109，并将该二值图像信号用作用于控制激光二极管110发射光或不发射光的开/关(ON/OFF)控制信号。
从激光二极管110发射的激光在主扫描方向上由已知的多面镜111扫描，穿过fθ透镜112和反射镜113，并被引导以变为入射到在由箭头X所表示的方向上旋转的用作图像承载体的感光鼓114上，从而形成静电潜像。
另一方面，通过曝光单元115对感光鼓114均匀地进行电荷去除，然后通过一次充电器116对感光鼓114均匀地进行充电(例如，进行负充电)。之后，将从激光二极管110发射的激光施加在感光鼓114上，从而形成与图像信号相对应的静电潜像。
通过显影器117将该静电潜像显影为可视图像(调色剂图像)。此时，对与静电潜像的形成条件相对应的DC偏置成分和用于改善显影效率的AC偏置成分进行叠加，并施加到显影器117。
通过转印充电器122的动作将该调色剂图像转印到带状转印材料承载体(转印带)120上所保持的转印材料121上，其中，转印材料承载体120张在辊118和119之间，并在由箭头Y表示的方向上不断驱动该转印材料承载体120。通过定影单元123将图像定影在转印材料121上，并且将转印材料121输送到设备主体的外部。
通过清洁器124刮掉并回收感光鼓114上的残留调色剂。在分离转印材料121之后，通过设置在转印带120的外周并且处于将转印材料121传送到定影单元123的位置的下游的清洁器125(例如，叶片等)刮掉转印带120上的残留调色剂。
图1中仅示出并说明单个成像站。当使用形成彩色图像的成像设备(包括感光鼓114、曝光单元115、一次充电器116以及显影器117等)时，可以如下配置与例如黄色、品红色、青色和黑色的各个颜色相对应的成像站。例如，可以沿转印材料的运动方向在转印带120上顺序配置成像站，或者可以沿感光鼓114的外周配置各颜色的显影器117。可选地，可以将黄色、品红色、青色和黑色各颜色的显影器117配置在可旋转框架中。利用该配置，能够使期望的显影器117面向感光鼓114以显影期望的颜色。
另外，将检测片浓度的片传感器126(浓度检测部件)设置在感光鼓114表面上的感光鼓114在其旋转方向上面向转印带120的位置处。片传感器126检测在感光鼓114上显影的用于浓度检测的调色剂图像(片)的浓度。对显影器117的显影剂的浓度，即，调色剂量进行控制，以使得片图像浓度保持为常量。利用该配置，能够对显影器117中由于潜像的显影而改变的调色剂浓度进行校正。
图2是示出片传感器126的例子的示意性截面图。片传感器126包括光源201、用于浓度检测的光敏器件(photosensor)202，以及用于光量调整的光敏器件203，其中，光敏器件202接收从光源201发射至片并由片反射的光，光敏器件203直接从光源201接收光以便将来自光源201的光量保持为常量。光源201可以使用例如LED等。
更具体地，片传感器126检测用于浓度检测的片状可视图像(下文中将称之为片)的显影浓度，并计算校正浓度信号，其中，通过对由用于浓度控制的图像信号所形成的静电潜像进行显影来获得片状可视图像。基于所计算出的校正浓度信号，新生成γ转换器105所保持的查找表，或者对查找表进行校正以维持期望的色调特性。
通过包括执行控制处理的CPU、存储控制程序的ROM以及临时存储程序或数据的RAM的控制器对该操作序列进行控制。
成像处理的整个操作过程
图3是示出根据实施例的成像处理的操作过程的流程图。首先，检测多种颜色的各调色剂的调色剂消耗量，即，ΔC(青色消耗量)、ΔM(品红色消耗量)、ΔY(黄色消耗量)以及ΔK(黑色消耗量)(步骤S301)。接着，基于所检测到的各颜色的调色剂消耗量决定要校准的颜色(步骤S302)，并且在感光鼓(图像承载体)上的预定位置处生成步骤S302中所决定的颜色的片(步骤S303)。注意，稍后将说明步骤S301～S303中的详细处理。
片传感器126检测在步骤S303中形成的片的浓度(片浓度检测)(步骤S304)。此后，判断是否已经对在步骤S302中所决定的所有颜色的片浓度进行了检测(步骤S305)。如果在步骤S305中为“否”，则处理返回到步骤S303并且顺序生成其余的片。另一方面，当在步骤S305中为“是”时，基于所检测到的片浓度调整在步骤S302中所决定的颜色的打印浓度(步骤S306)。更具体地，在计算校正浓度信号之后，基于所计算出的校正浓度信号新生成γ转换器105所保持的查找表。
调色剂消耗量检测处理(步骤S301)
首先，对输入图像进行分析以计算包括在图像数据中的各调色剂颜色的点数(Dc(青色)，Dm(品红色)，Dy(黄色)，以及Dk(黑色))。例如，可以如下来计算点数：例如，累积由A/D转换器104对图像信号进行转换所获得的数字信号的像素的输出电平。之后，将所计算出的各调色剂颜色的点数存储在RAM等中。
将包括在每个图像中的点数Dc、Dm、Dy和Dk分别与常数Cc、Cm、Cy和Ck相乘，并且将所获得的值与第(n-1)个调色剂消耗量相加。即，通过以下给出的等式计算第n个调色剂消耗量ΔC<SUB>n</SUB>、ΔM<SUB>n</SUB>、ΔY<SUB>n</SUB>和ΔK<SUB>n</SUB>。
ΔC<SUB>n</SUB>＝ΔC<SUB>n-1</SUB>+Cc×Dc
ΔM<SUB>n</SUB>＝ΔM<SUB>n-1</SUB>+Cm×Dm
ΔY<SUB>n</SUB>＝ΔY<SUB>n-1</SUB>+Cy×Dy
ΔK<SUB>n</SUB>＝ΔK<SUB>n-1</SUB>+Ck×Dk
注意，可以通过图像分析计算常数Cc、Cm、Cy和Ck。假定将第(n-1)个调色剂消耗量ΔC<SUB>n-1</SUB>、ΔM<SUB>n-1</SUB>、ΔY<SUB>n-1</SUB>和ΔK<SUB>n-1</SUB>存储在RAM等中。还应注意，当决定要校准的相应颜色时，通过下面要说明的片决定处理将调色剂消耗量ΔC、ΔM、ΔY和ΔK中的每一个复位为0。
在该实施例中，可以针对各调色剂确定常数Cc、Cm、Cy和Ck的每一个，并且可以基于输入图像每次改变Cc、Cm、Cy和Ck的每一个。即，可以基于输入图像的浓度检测调色剂消耗量。例如，在重视灰度等的色调的图形图像的情况下，增大这些常数。相反，在重视拍摄表现(photographic expression)的风景图像等的图像的情况下，减小这些常数。利用该配置，能够对校准频率或青色等重视稳定性的颜色进行控制。也能够简单地计算常数为每点的平均调色剂消耗量。
可以基于输入图像的大小检测调色剂消耗量。即，可以将输入图像的形成数量存储在RAM中，并且可以基于输出图像的数量计算常数Cc、Cm、Cy和Ck。另外，可以通过在各调色剂显影器117中设置光学传感器并光学地检测调色剂消耗量来检测调色剂消耗量。
片决定处理(步骤S302)
首先，分别判断通过上述调色剂消耗量计算处理所计算出的调色剂消耗量ΔC、ΔM、ΔY和ΔK是否大于预先设置的调色剂阈值Lc、Lm、Ly和Lk。
各调色剂阈值可以是预定值或者可以是根据输入图像而改变的值。例如，在重视灰度等的色调的图形图像的情况下，可以减小特定颜色调色剂的阈值。
当调色剂消耗量被判断为大于相应的调色剂阈值时，决定校准包括该调色剂的片。通过以给定的浓度输出目标调色剂来获得所决定的片。
在该处理中，由于进行显影操作的累积时间可能短，因此，可以认为具有小的调色剂消耗量ΔC、ΔM、ΔY或ΔK的颜色的特性具有相对小的改变。由于该原因，将在步骤S301中检测出的消耗量被判断为大于阈值的调色剂的颜色决定为要校准的颜色。另一方面，将在步骤S301中检测出的消耗量被判断为等于或小于阈值的调色剂的颜色决定为不需要校准的颜色。
因此，在步骤S302中，可以将具有不同色调的多种颜色的片决定为要校准的颜色或不需要校准的颜色。
片形成处理(步骤S303)
图4和图5是示意性示出根据实施例的片形成处理的操作过程的图。如图4所示，当输出图像的大小小时，可以在感光鼓114的端部的区域114a上保留片形成区域。因此，能够通过合成图像和片而在感光鼓上同时形成该图像和片。在所形成的区域中，将图像部分转印到打印薄片等的转印材料上，并在通过片传感器检测到片部分的浓度之后，利用清洁器擦除片部分。
如图5所示，当输出图像的大小大时，在感光鼓上所形成的图像区域之间的区域114b中保留片形成区域，并且在该区域内形成片。在所形成的区域中，将图像部分转印到打印薄片等的转印材料上，并且在通过片传感器检测到片部分的浓度之后，利用清洁器擦除片部分。
因此，如图4和图5所示，步骤S303中的预定位置是指落在基于从外部输入的要打印图像的静电潜像的形成区域外面的区域。
如上所述，根据该实施例，由于仅对消耗了一定量或更多量的颜色的调色剂形成片，因此能够降低校准所需的调色剂消耗量并能够缩短校准所需的时间。另外，由于可以同时进行成像和校准，因此可以进一步缩短校准时间。
尽管已经参考典型实施例说明了本发明，但是应该理解，本发明并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 (6)

1.一种成像设备，其根据电子照相处理，在图像承载体上形成静电潜像，使用多种颜色的调色剂对图像进行显影，并将调色剂图像转印在打印介质上，所述成像设备包括:
调色剂消耗量检测部件，用于检测所述多种颜色的每种调色剂的调色剂消耗量；
决定部件，用于基于所检测到的各颜色的所述调色剂消耗量来决定要校准的颜色；
片浓度检测部件，用于通过在所述图像承载体的预定位置处生成片，来检测所决定的所述颜色的片浓度；以及
调整部件，用于基于所检测到的所述片浓度，来调整通过所述决定部件所决定的所述颜色的打印浓度。
2.根据权利要求1所述的成像设备，其特征在于，
所述预定位置落在基于从外部输入的要打印图像的所述静电潜像的形成区域的外面。
3.根据权利要求1或2所述的成像设备，其特征在于，
所述调色剂消耗量检测部件基于输入图像的浓度来检测所述调色剂消耗量。
4.根据权利要求1或2所述的成像设备，其特征在于，
所述调色剂消耗量检测部件基于输入图像的大小来检测所述调色剂消耗量。
5.根据权利要求1或2所述的成像设备，其特征在于，
所述决定部件将具有不同色调的多种颜色决定为要校准的颜色。
6.根据权利要求1或2所述的成像设备，其特征在于，
所述决定部件将所检测到的调色剂消耗量被判断为大于阈值的调色剂的颜色决定为要校准的颜色，并将所检测到的调色剂消耗量被判断为小于或等于所述阈值的调色剂的颜色决定为不需要校准的颜色。
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