CN101515127B

CN101515127B - 图像形成设备和控制图像形成设备的方法

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Publication number: CN101515127B
Application number: CN2009100053563A
Authority: CN
Inventors: 永井淳
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2008-02-22
Filing date: 2009-02-20
Publication date: 2011-11-09
Anticipated expiration: 2029-02-20
Also published as: JP2009198917A; US20090214231A1; US8666267B2; US20120114361A1; CN101515127A; JP5258323B2; US8116643B2

Abstract

本发明提供一种图像形成设备和控制图像形成设备的方法。该图像形成设备具有显影单元，所述显影单元显影在图像承载体上形成的静电潜像以形成可视图像，所述图像形成设备包括：输入单元，用于接受打印作业的输入；分析单元，用于分析包括在所述打印作业中的图像数据的内容和控制基于所述图像数据的打印输出所使用的打印设置的内容；预测单元，用于基于所述分析单元的分析结果，预测在形成基于所述图像数据的静电潜像时由所述显影单元显影该静电潜像所需的显影材料的消耗量；以及供给控制单元，用于基于由所述预测单元预测的所述显影材料的消耗量，控制向所述显影单元供给所述显影材料的供给单元。

Description

图像形成设备和控制图像形成设备的方法

技术领域

本发明涉及一种图像形成设备和控制图像形成设备的方法。

背景技术

通常，在电子照相方法和静电打印方法的复印机和打印机等图像形成设备中，需要在恰当的时刻供给显影材料以维持高质量图像输出。按照颜色再现，形成全色和多色图像的彩色图像形成设备常常使用包含如下两种成分的显影材料(双成分显影材料)：用作着色材料的调色剂颗粒和称为载体颗粒的磁粉。在使用双成分显影材料的图像形成设备中，双成分显影材料的调色剂浓度(即，调色剂颗粒重量与载体颗粒和调色剂颗粒的总重量的比)对于稳定图像质量非常重要。在显影中消耗了双成分显影材料中的调色剂颗粒从而调色剂浓度改变。由于这个原因，需要在恰当的时刻通过使用显影材料浓度控制装置来检测显影装置中的显影材料的调色剂浓度，根据调色剂浓度的改变来供给调色剂，将调色剂浓度控制为总是恒定，并且维持图像质量。

通常，显影材料浓度控制装置包括：显影材料浓度检测器，其检测显影装置中的双成分显影材料的调色剂浓度；以及控制器，其进行控制，以根据表示所检测到的调色剂浓度的信号来向显影装置供给调色剂。作为显影材料浓度检测器的结构，传统上已经提出了光量检测式调色剂浓度检测传感器。该传感器向显影材料承载体的显影套筒上的双成分显影材料照射近红外光，并且接收反射光以检测调色剂浓度。

图1A和图1B分别是示出传统图像形成设备中的显影装置的示意性结构和该显影装置中使用的传统的光学反射光量检测式调色剂浓度检测传感器的例子的剖视图和平面图。图1B是从上面观看时图1A所示的显影装置101的平面图。将显影装置101布置为面向如感光构件或电介质等图像承载体102。沿垂直方向延伸的分隔壁103将显影装置101的内部分为显影室(第一室)104和搅拌室(第二室)105。显影室104和搅拌室105存储包含非磁性调色剂和磁性载体的双成分显影材料。

显影室104和搅拌室105分别包含螺杆式第一显影材料搅拌/传送机构106和第二显影材料搅拌/传送机构107。第一显影材料搅拌/传送机构106和第二显影材料搅拌/传送机构107用作用于供给搅拌后的显影材料的供给单元。第一显影材料搅拌/传送机构106搅拌并传送显影室104中的显影材料。第二显影材料搅拌/传送机构107搅拌并传送经由布置在第二显影材料搅拌/传送机构107的上游的调色剂供给口108从调色剂供给容器(未示出)供给的调色剂。此时，还搅拌并传送搅拌室105中的显影材料以使调色剂浓度均匀。如从图1A和图1B可知，在分割壁103的两端形成显影材料通路以允许显影室104和搅拌室105彼此相通。通过在第一显影材料搅拌/传送机构106和第二显影材料搅拌/传送机构107中的由箭头A和B指示的方向上的传送力，显影室104中因显影消耗了调色剂而调色剂浓度降低的显影材料经由一个通路移动到搅拌室105。搅拌室105中恢复了调色剂浓度的显影材料经由另一通路移动到显影室104。

显影室104在与面向图像承载体102的显影区域相对应的位置处具有开口。将用作显影材料承载体的显影套筒109可旋转地布置成部分地从该开口曝露。显影套筒109由非磁性材料形成，并且在显影操作中以图1A中的箭头所指示的方向旋转。在显影套筒109的内部固定有用作磁场生成器的磁体。显影套筒109装载并传送由叶片来调节厚度的双成分显影材料的层。在面向图像承载体102的显影区域中，将显影材料施加到图像承载体102上的潜像，显影该潜像。为了提高显影效率，即，施加到潜像的调色剂比率，将通过叠加DC和AC电压而获得的显影偏压从电源110施加到显影套筒109。

光学反射光量检测式调色剂浓度检测传感器111包括LED和光电二极管。LED向显影套筒109上的双成分显影材料发射光。光电二极管对量根据调色剂量的改变而改变的反射光进行检测，并且将反射光转换为电信号。计算电信号的信号值与基准值之间的差。经由调色剂供给口108向搅拌室105供给根据该差确定的量的显影材料。为了校正发光元件和受光元件因温度改变而引起的输出值的改变，常常使用双向发射LED和两个光电二极管，由第二光电二极管接收来自LED的直射光，并且将该检测输出设置为基准信号。

图2是示出调色剂供给操作的流程图。当打印操作开始并且显影套筒109、第一显影材料搅拌/传送机构106和第二显影材料搅拌/传送机构107开始旋转时，调色剂浓度检测传感器111检测显影套筒109上的显影材料的调色剂浓度(步骤S201)。如有必要，对检测输出进行放大。然后，由模数转换器(A/D转换器)将该输出转换为数字信号，并且将该数字信号提供到运算电路(步骤S202)。运算电路将输入信号与基准信号进行比较以计算它们之间的差。运算电路根据该差来计算调色剂浓度的改变量，并且将表示该改变量的调色剂浓度改变量信号提供到调色剂供给电路(步骤S203)。调色剂供给电路将接收到的调色剂浓度改变量信号转换为调色剂供给量(供给时间)(步骤S204)。将调色剂供给通路的第二显影材料搅拌/传送机构107驱动转换得到的供给时间以供给预定量的调色剂(步骤S205)。

作为另一方法，使用电感检测式调色剂浓度检测传感器来检测显影装置中的显影材料的电感并获得调色剂浓度。作为又一方法，调色剂浓度检测传感器根据在图像承载体上形成的基准图像(调色剂图像)片来检测调色剂浓度。在所有的三种方法中，通过调色剂浓度检测传感器获得双成分显影材料的调色剂浓度的改变量，并且将其转换为调色剂供给量(供给时间)以从调色剂供给容器供给预定量的调色剂。

除上述传统方法以外，还提出了一种特别用于数字图像形成设备的所谓的视频计数式显影材料浓度控制装置(例如，见日本特开平5-323791)。根据视频计数方法，对于各像素对所有或一些输入图像信号的输出电平进行转换以计算视频计数。根据视频计数来预测调色剂消耗量以确定调色剂供给量，从而使显影单元中的调色剂浓度保持恒定。

然而，在基于检测到的调色剂浓度的传统显影材料浓度控制中，根据显影材料的调色剂浓度改变量来获得调色剂供给量。反馈显影室中的显影材料的调色剂浓度以供给调色剂。例如，当输出在整个表面上显出高浓度并消耗大量调色剂的图像时，甚至输出之前显影单元中均匀的调色剂浓度也急剧降低而导致输出图像不稳定。

即使对于调色剂消耗量变化很大的输出图像，视频计数式显影材料浓度控制也可以一定程度预测调色剂消耗量。然而，如上所述，调色剂供给位置被设置在显影装置的搅拌室的上游。将显影材料从搅拌室移动到显影室需要花费一些时间。通常，在视频计数方法中，与要打印的图像信号的绘制处理并行地确定调色剂供给量，并且几乎在与打印相同的时间供给调色剂。由于显影材料在显影单元中的扩散和移动均未被考虑，因此供给量不适当并且调色剂浓度变得不均匀。

发明内容

本发明克服了传统的缺点，并且本发明的目的是提供一种图像形成技术，该图像形成技术能够在进行打印处理时分析打印作业的内容，根据打印设置预测与打印顺序相符的调色剂消耗量，预测显影单元中的调色剂浓度，安排调色剂的供给，并且在恰当的时刻供给调色剂。

根据本发明的一个方面，提供了一种图像形成设备，其具有显影单元，所述显影单元显影在图像承载体上形成的静电潜像以形成可视图像，所述图像形成设备包括：输入单元，用于接受打印作业的输入；分析单元，用于分析包括在所述打印作业中的图像数据的内容和控制基于所述图像数据的打印输出所使用的打印设置的内容；预测单元，用于基于所述分析单元的分析结果，预测在形成基于所述图像数据的静电潜像时由所述显影单元显影该静电潜像所需的显影材料的消耗量；以及供给控制单元，用于基于由所述预测单元预测的所述显影材料的消耗量，控制向所述显影单元供给所述显影材料的供给单元。

根据本发明的另一方面，提供了一种控制图像形成设备的方法，所述图像形成设备具有显影单元，所述显影单元显影在图像承载体上形成的静电潜像以形成可视图像，所述方法包括：输入步骤，用于接受打印作业的输入；分析步骤，用于分析包括在所述打印作业中的图像数据的内容和控制基于所述图像数据的打印输出所使用的打印设置的内容；预测步骤，用于基于所述分析步骤中的分析结果，预测在形成基于所述图像数据的静电潜像时由所述显影单元显影该静电潜像所需的显影材料的消耗量；以及供给控制步骤，用于基于在所述预测步骤中预测的所述显影材料的消耗量，控制向所述显影单元供给所述显影材料的供给单元。

本发明可以预测显影单元中的调色剂浓度，安排调色剂的供给，并且在恰当的时刻供给调色剂。

根据下面参考附图对典型实施例的说明，本发明的其它特征将显而易见。

附图说明

图1A和图1B分别是示出传统图像形成设备中的显影装置的示意性结构和该显影装置中使用的传统的光学反射光量检测式调色剂浓度检测传感器的例子的剖视图和平面图；

图2是示出现有技术中的调色剂供给操作的流程图；

图3是示出根据本发明实施例的图像形成设备的基本结构的框图；

图4是示出根据第一实施例的图像形成设备的功能结构的框图；

图5A是用于解释在根据页面布局设置将两个图像缩小并打印在一页上时预测调色剂消耗量的例子的图；

图5B是例示与基于打印设置而拼版的页面布局的打印顺序相符的调色剂消耗量预测表的表；

图6A是用于解释当打印多份相同图像数据时的调色剂消耗量的预测的图；

图6B和图6C是各自例示与打印顺序相符的调色剂消耗量预测表的表；

图7A是用于解释在进行“装订打印”从而使页以骑马装订打印的薄片时的正确顺序排列时的调色剂消耗量的预测的图；

图7B是例示与打印顺序相符的调色剂消耗量预测表的表；

图8A是示出输入图像数据的图；

图8B是示出在传统的视频计数式显影材料浓度控制下的调色剂供给量和显影单元中的调色剂浓度的转变的时序图；

图8C是示出根据实施例的与供给安排表相符的调色剂供给量和显影单元中的调色剂浓度的转变的时序图；

图9是示出根据第二实施例的图像形成设备的功能结构的框图；

图10是示出作为向量信息描述的绘图对象的例子的图；

图11是例示预绘制处理的图；

图12A是示出根据第三实施例的图像形成设备的功能结构的框图；

图12B是示出设置作为图像数据特性的例如图像、图形和文本的各个颜色的增益值和偏移值的例子的表；以及

图13是例示使用传统的视频计数方法的调色剂供给的框图。

具体实施方式

下面将参考附图详细举例说明本发明的优选实施例。这些实施例中阐述的组件仅仅是例子，并且本发明的技术范围应当由所附权利要求书来确定而不限于下面将说明的各实施例。

图像形成设备的结构可以是任意的，只要是通过电子照相方法、静电打印方法等在图像承载体上形成静电潜像并由显影装置使用双成分显影材料来显影该静电潜像以形成可视图像即可。

第一实施例

图像形成设备的基本结构

图3是示出根据本发明实施例的图像形成设备的基本结构的框图。图像形成设备具有图像读取功能、图像形成功能和图像通信功能等多个功能。通过执行各个功能，图像形成设备可以执行打印作业以在打印介质上形成图像，并且可以执行扫描作业以从原稿扫描图像。图像形成设备还可以执行诸如FAX作业以与外部装置通信图像和复印作业以在打印介质上形成从原稿读取的图像等各种作业。图像形成设备包括CPU(中央处理单元)301、ROM(只读存储器)302、RAM(随机存取存储器)303、外部存储装置304、显示器305、操作单元306、引擎接口307、网络接口308、外部接口309和系统总线310。

CPU 301进行图像形成设备的整体控制和运算处理等。CPU 301基于存储在ROM 302中的程序来执行各处理(将在下面说明)。ROM 302是用于存储用于启动图像形成设备的启动程序、用于控制打印机引擎的程序、字符数据、字符代码信息等的存储区域。

RAM 303存储通过下载而添加并登记的字体数据。并且，将用于各个处理的程序和数据加载到RAM 303并执行。RAM303还可用作用于接收到的图像数据的数据存储区域。外部存储装置304由硬盘等构成。由硬盘等形成外部存储装置304。外部存储装置304缓冲数据，并存储程序、各种信息文件、图像数据和属性信号等。外部存储装置304还用作工作区域。显示器305通过液晶等呈现显示，并且用于显示设备设置状态、设备中的当前处理和错误状态等。操作单元306用于改变和复位设置。与显示器305一起，操作单元306也可以显示例如用于后面将说明的输出中的打印设置的操作窗口。引擎接口307与打印机引擎实际地交换控制命令、调色剂供给命令等。网络接口308将图像形成设备连接到网络。外部接口309经由例如并行(或串行)接口连接到主计算机。系统总线310用作上述构成组件之间的数据通道。

图像形成设备的功能结构

图4是示出根据本发明第一实施例的图像形成设备的功能结构的框图。打印机控制器401包括图像输入单元403、图像编辑单元404、图像处理单元405、打印设置输入单元406、调色剂消耗量预测单元407和供给安排表生成单元408。打印机引擎402包括图像输出单元409和供给控制单元410。将从图像处理单元405输出的数据输入到图像输出单元409，并且由图像输出单元409对其进行处理。将由供给安排表生成单元408生成的显影材料(调色剂)供给安排表输入到供给控制单元410。基于该供给安排表，供给控制单元410控制向显影单元的调色剂供给量和开始调色剂供给的时刻。

将待打印的图像数据输入到图像输入单元403。图像输入单元403可以接收经由网络接口308从例如信息处理设备(主PC：未示出)传输来的图像数据。图像输入单元403还可以接收由扫描器(未示出)等根据扫描作业而扫描得到的图像数据，作为输入数据。一些设备可以指定预先存储在外部存储装置304中的图像数据，以将该图像数据输入到图像输入单元403。图像数据输入方法是任意的。这些单元用作用于打印作业的图像数据单元。假定输入的图像数据是位图图像数据。

打印设置输入单元406进行包括份数、页面布局、打印顺序和放大/缩小的与打印相关联的各种设置。可以从例如由显示器305和操作单元306构成的面板UI输入各种设置。打印设置输入单元406还可以接受作为与图像数据一起从主PC传输来的控制命令的各种设置。这些设置用作打印作业中的打印设置。

基于通过打印设置输入单元406进行的打印设置，图像编辑单元404将从图像输入单元403输入的图像数据转换为要实际打印的打印图像数据。打印设置包括例如份数、打印介质上要拼版的页数和装订打印的指定。例如，当通过页面布局设置为在一页上打印多页时，图像编辑单元404缩小各目标图像数据，并且将缩小后的图像数据置于预定位置以新创建打印图像数据。将在后面说明打印设置的细节。

图像处理单元405对由图像编辑单元404创建的打印图像数据进行颜色转换处理和半色调处理等图像处理，并且将处理后的打印图像数据转换为可由图像输出单元409输出的图像格式。假定将与青色(C)、品红色(M)、黄色(Y)和黑色(K)四种显影材料相对应的图像数据输入到图像输出单元409。在这种情况下，如果输入到图像输入单元403的位图图像是RGB颜色空间的图像数据，则图像处理单元405通过使用查找表(LUT)等执行转换处理以将位图图像数据转换为CMYK颜色空间的图像数据。在许多情况下，图像输出单元409仅可输出如2、4或16个色调级等数量较小的色调级。图像处理单元405执行伪半色调处理，以使即便只能输出数量较小的色调级的图像输出单元409也可以实现稳定的半色调表现。

将所生成的位图图像数据作为视频信号经由引擎接口307传送到图像输出单元409，并且对其进行打印处理。引擎接口307具有用于临时缓冲要传送到打印机引擎的视频信号的输出缓冲器和用于临时缓冲从打印机引擎发送来的信号的输入缓冲器。引擎接口307构成与打印机引擎交换的信号的输入/输出单元，并且进行与打印机引擎的通信控制。

在第一实施例中，分析输入图像数据，并且基于分析结果来预测反映打印设置的打印图像数据的调色剂消耗量。调色剂消耗量预测单元407分析各输入图像数据以计算每打印介质的调色剂消耗量。还可以在调色剂消耗量与输入图像数据的像素值成比例的假设下，通过对像素值进行积分来计算各图像数据的调色剂消耗量。为了提高精确度，还可以对根据图像特性加权后的像素值进行积分。当输入图像数据的颜色空间与图像输出单元的图像数据的颜色空间不相同时，如上所述，需要预先进行从RGB空间到CMYK空间的颜色转换处理，以在调色剂消耗量预测单元407中获得与各显影材料相对应的信号值。在预测各图像数据的调色剂消耗量之后，计算出反映了来自打印设置输入单元406的打印设置并与打印顺序相符的打印图像数据的调色剂消耗量。

调色剂消耗量的预测

将解释由调色剂消耗量预测单元407进行的处理的详细例子。图5A是用于解释在根据页面布局设置将两个图像缩小并打印在一页上时预测调色剂消耗量的例子的图。输入图像数据是四个图像数据501到504。为了便于说明，各图像数据的调色剂消耗量为单色调色剂的调色剂消耗量。对于进行彩色打印输出的打印机引擎，针对例如C、M、Y和K独立地获得与各个颜色相对应的调色剂消耗量就足够了。为了便于说明，通过对积分得到的像素值求平均来将图像数据作为整个表面上的实心图像处理。当未消耗调色剂，即，不存在与目标着色材料相对应的图像数据时，调色剂消耗量是0％。对于实心图像，调色剂消耗量是100％。

各输入图像数据的调色剂消耗量对于图像数据501是30％，对于图像数据502是50％，对于图像数据503是40％，并且对于图像数据504是10％。当将两个输入图像数据501和502缩小以新创建一个图像数据505时，调色剂消耗量预测单元通过如下来计算布局后的调色剂消耗量：

(图像数据501的调色剂消耗量)/2+(图像数据502的调色剂消耗量)/2

＝30％/2+50％/2

＝40％............(1)

类似地，在将两个输入图像数据503和504缩小以新创建一个图像数据506时，调色剂消耗量预测单元通过如下来计算调色剂消耗量：

(图像数据503的调色剂消耗量)/2+(图像数据504的调色剂消耗量)/2

＝40％/2+10％/2

＝25％............(2)

如图5B所示，基于这些计算结果，调色剂消耗量预测单元407创建与基于打印设置而拼版的页面布局的打印顺序相符的调色剂消耗量预测表。

调色剂消耗量预测单元407针对各图像数据预先预测调色剂消耗量，并且预测反映了打印设置(页面布局设置等)的待打印的图像数据的调色剂消耗量。结果，调色剂消耗量预测单元407可以在打印输出之前创建调色剂消耗量预测表。

将参考图6A、6B和6C来解释由调色剂消耗量预测单元407进行的处理的另一详细例子。图6A是用于解释在打印多份相同图像数据时的调色剂消耗量的预测的图。输入图像是三个图像数据601到603。调色剂消耗量对于图像数据601是10％，对于图像数据602是50％，对于图像数据603是25％。在将各输入图像数据打印两次时，输出顺序依赖于排序方法而改变。情况1与连续输出两份的各图像数据的打印设置相对应。情况2与输出两组图像数据601到603的打印设置相对应。

基于这些打印设置，调色剂消耗量预测单元407对于情况1创建图6B所示的调色剂消耗量预测表，并且对于情况2创建图6C所示的调色剂消耗量预测表。

调色剂消耗量预测单元407针对各图像数据预先预测调色剂消耗量，并且在反映出基于打印设置的份数的同时预测与打印顺序相符的打印图像数据的调色剂消耗量。调色剂消耗量预测单元407可以在打印输出之前创建调色剂消耗量预测表。

将参考图7A和7B来解释由调色剂消耗量预测单元407进行的处理的又一详细例子。图7A是用于解释在进行“装订打印”从而将页以根据骑马装订打印的薄片时的正确顺序排列时的调色剂消耗量的预测的图。反映“装订打印”设置的调色剂消耗量的预测是上述的考虑了页面布局设置和输出顺序的预测。输入图像数据是六个图像数据701到706。调色剂消耗量对于图像数据701是30％，对于图像数据702是50％，对于图像数据703是40％，对于图像数据704是10％，对于图像数据705是20％，对于图像数据706是40％。

在进行要求骑马装订的装订打印时，通过缩小图像而获得的各页面的图像数据如下：

第一页的正面：图像数据701和706

第一页的反面：无图像数据

第二页的正面：图像数据703和704

第二页的反面：图像数据705和702

在通过将页的反面作为第一页打印并将页的正面作为第二页打印的打印机进行双面打印时，输出顺序如下：

第一页的反面(页码：1)→第一页的正面(页码：2)→第二页的反面(页码：3)→第二页的正面(页码：4)。

基于这些打印设置，调色剂消耗量预测单元407创建如图7B所示的与打印顺序相符的调色剂消耗量预测表。

调色剂消耗量预测单元407针对各图像数据预先预测调色剂消耗量，并且在反映出装订设置的同时在恰当时刻预测打印图像数据的调色剂消耗量。因此，调色剂消耗量预测单元407可以在装订打印输出之前创建调色剂消耗量预测表。

基于由调色剂消耗量预测单元407按上述方式所预测的调色剂消耗量预测表，供给安排表生成单元408生成限定调色剂供给量和供给时刻的供给安排表。供给安排表说明相对于打印中的打印机引擎的操作的调色剂供给时刻。供给控制单元410根据所创建的供给安排表将调色剂供给到显影装置。

为了阐明根据本发明的实施例的调色剂供给时刻的特征，将参考图13来解释根据传统技术的调色剂供给的例子。图13是示出执行传统的视频计数式显影材料控制的图像形成设备的结构的框图。除图13中的调色剂消耗量预测单元1307之外，图13中的结构与图4中的相同，并且将不再重复各个功能的详细说明。在传统的视频计数式显影材料控制中，对于从数据输入单元1303输入的图像数据，图像编辑单元1304根据由打印设置输入单元1306设置的值来创建与实际打印的布局、顺序等相符的打印图像数据。由图像处理单元1305对所创建的打印图像数据进行必要的图像处理，并且将其作为打印数据传输到图像输出单元1308。与图像处理并行地，调色剂消耗量预测单元1307通过基于要实际打印的打印图像数据的信号值获得视频计数值来预测打印数据的调色剂消耗量。因此，几乎同时地执行要实际打印的打印数据的创建和调色剂消耗量的预测。

返回参考本发明的实施例的说明，将参考图8A、图8B和图8C来解释调色剂供给时刻。图8A示出输入图像数据801a、801b和801c。图8B是示出在传统的视频计数式显影材料浓度控制下的调色剂供给量和显影单元中的调色剂浓度的转换的时序图。图8C是示出根据本实施例的与供给安排表相符的调色剂供给量和显影单元中的调色剂浓度的转换的时序图。

图8B中的附图标记802a和图8C中的附图标记803a表示图8A所示的图像数据的打印时刻和这些时刻的图像浓度。在进行传统的视频计数式显影材料浓度控制时，与待打印的图像数据的图像处理并行地确定调色剂供给量。因此，如图8B中的802b所示，在几乎与打印相同的时间供给调色剂。如上所述，所供给的调色剂在显影单元中移动或扩散以稳定调色剂浓度。如从图8B中的802b可见，传统的视频计数方法未考虑移动和扩散的时间。因此，如图8B中的802c所示，在“稳定之前的延迟”期间，调色剂浓度不均匀，并且所打印的图像可能不稳定。

相反，根据本发明的实施例中的供给安排表，可以在创建基于打印设置的要实际打印的位图图像数据之前，预先基于打印设置来预测与布局信息和打印顺序相符的调色剂消耗量。在打印处理之前，通过预测各图像数据的调色剂消耗量并预测显影单元中的调色剂浓度来创建调色剂供给安排表。在实际处理中，在创建调色剂供给安排表之后，在考虑调色剂浓度稳定之前的延迟时间的情况下还可以将处理切换到图像编辑处理。通过考虑调色剂浓度稳定之前的延迟时间，可以使得调色剂浓度在执行打印中均匀。

如图8C中的803b所示，基于由供给安排表生成单元408生成的调色剂供给安排表的调色剂供给时刻先于图像数据的生成。调色剂供给时刻考虑了调色剂浓度稳定之前的延迟时间，该延迟时间包括调色剂的移动和扩散所花费的时间。如图8C中的803c所示，可以使显影单元中的调色剂浓度均匀，使所打印的图像稳定。

还可以将打印设置输入单元406、调色剂消耗量预测单元407和供给安排表生成单元408布置在主PC中，并且由主PC基于位图图像数据和打印设置来进行调色剂消耗量的预测和供给安排表的生成。在这种情况下，打印机控制器可以一并接收供给安排表和图像数据，因此可以更早地开始调色剂供给。

根据第一实施例，当进行打印处理时，分析打印作业的内容，并且基于分析结果，根据打印设置来预测与打印顺序相符的调色剂消耗量。可以根据调色剂消耗量来预测显影单元中的调色剂浓度以生成调色剂供给安排表并在恰当的时刻供给调色剂。

第二实施例

第一实施例以预先分析各输入图像数据的调色剂消耗量为前提。为此目的，需要将输入图像数据作为用于分析的位图图像保持在硬盘等外部存储装置304中。然而，当主PC等向图像形成设备传输打印作业时，它通常不是直接传输位图图像，而是传输用于创建页面图像数据的绘图命令。打印机等图像形成设备需要缩短从接收到打印作业到进行打印的时间，并且不能花费很长时间来分析图像数据。第二实施例将解释用于实现缩短当基于绘图命令执行打印作业时的时间滞后的调色剂供给显影材料浓度控制的结构。

图9是示出根据本发明第二实施例的图像形成设备的功能结构的框图。在主计算机901上运行的应用程序904可用于创建页面布局文档、字处理文档和图形文档等。将由应用程序904创建的数字文档数据传输到打印机驱动器905，打印机驱动器905基于数字文档生成绘图命令。假定所生成的绘图命令是以用于创建页面图像数据的PDL(页面描述语言)描述的。绘图命令通常包括对图像、图形和文本等图像数据进行绘图的指令以及作为控制指令的与份数、页面布局和打印顺序有关的打印设置。

由打印机控制器902中的绘图命令分析单元906分析从主计算机901传输来的绘图命令。由绘图命令分析单元906所进行的分析处理生成作为可由绘制处理单元907处理的中间语言的绘图对象。此时，还提取包含在绘图命令中并与打印设置相关联的控制指令。绘制处理单元907执行绘制处理以生成位图图像908。基于由绘图命令分析单元906提取出的打印设置，图像编辑单元909将所生成的位图图像908转换为要实际打印的打印图像数据。图像处理单元910将所创建的打印图像数据转换为可以输送到打印机引擎903的图像信号。通过将图像信号输送到图像输出单元914，执行打印处理。

在第二实施例中，在绘制处理之前根据由绘图命令分析单元906创建的绘图对象来预测调色剂消耗量。在绘制处理之前以中间语言描述绘图对象。将图形和文本等大多数输入图像数据描述为向量信息。

图10是示出作为向量信息描述的绘图对象的例子的图。如图10所示，对于图像的边缘信息，由绘图对象的起点(Xs，Ys)1001、斜度g1 1002和到斜度的改变点的Y坐标距离y1 1003构成向量信息。由于高存储器效率，将边缘信息作为向量信息保持。基本上将整个页面的边缘信息作为向量信息保持。注意，除边缘信息以外，图像数据通常还包含涂色信息。在常规打印中，通过由绘制处理单元907根据目标分辨率来获得各像素的像素值，将绘图对象转换为位图图像908。

作为传统技术的应用，假定对常规打印中已经进行了绘制处理的位图图像进行分析以预测调色剂消耗量。由图像编辑单元和图像处理单元对所创建的位图图像进行处理，然后输送到打印机引擎。与之并行地创建供给安排表。因此，几乎与打印同时地供给调色剂，因此供给时刻较晚。为了确定调色剂供给量，也可以与常规打印分开地生成位图图像。然而，这降低了打印处理速度和存储器效率。

返回参考第二实施例的说明，为了防止调色剂供给时刻的延迟并提高存储器效率，第二实施例中的预绘制处理单元911对绘图对象进行预绘制处理以预测调色剂消耗量。图11是例示预绘制处理的图。

对图像数据1101进行预绘制处理。第二实施例中的预绘制处理的特征是将利用作为绘图对象的向量信息描述的边缘信息转换为按照所关注的各扫描线的坐标信息排列的边缘列表。图像数据1101由图形1102、图像1103和文本1104形成。在预绘制处理中，保持给定扫描线上的边缘信息，作为位置信息。如附图标记1105所示，排列构成所关注的扫描线上的边缘信息的坐标信息(扫描线方向(X方向)上的坐标信息)。在图像数据1101中的所关注的扫描线上，用x1和x2表示图形1102的边缘。类似地，用x3和x4表示图形1103的边缘，并且用x5、x6、x7和x8表示文本1104的边缘。将这些边缘信息添加到边缘列表1106。在提取给定扫描线的所有边缘信息之后，再次对X坐标上的边缘进行排序以创建边缘列表1107。可通过简单运算处理来创建边缘列表，这也有利于存储器效率。

基于边缘列表，调色剂消耗量预测单元912可以指定各扫描线方向上的绘图范围。基于由预绘制处理单元911创建的边缘列表，调色剂消耗量预测单元912计算各输入图像数据的每页的调色剂消耗量。更具体地，调色剂消耗量预测单元912基于所创建的边缘列表来估计在给定的喷涂信息中的像素数量。边缘列表保持切换喷涂信息的边缘的X坐标。可以通过参考边缘列表容易地获取给定扫描线上的喷涂信息的像素数量。通过将所有扫描线上的像素数量相加，可以计算出每页(打印介质)图像数据的调色剂消耗量。计算每页图像数据的调色剂消耗量的处理与上述第一实施例中的相同。

在控制指令中设置份数、页面布局、打印顺序等，该控制指令与图像数据一并包含在来自主PC的绘图命令中。调色剂消耗量预测单元912可以从由绘图命令分析单元分析后的控制指令中获取图像数据的打印设置。调色剂消耗量预测单元912根据各个图像数据的调色剂消耗量和打印设置来创建调色剂消耗量预测表。创建调色剂消耗量预测表之后的供给安排表计算方法与第一实施例中的相同，并且将不再重复其详细说明。

在第二实施例中，可以在创建基于打印设置的位图图像之前创建调色剂消耗量预测表。因此，当创建供给安排表时，可以在图像处理单元910进行处理之前安排开始供给操作。在打印机引擎进行打印处理之前开始供给操作，使得调色剂供给能够考虑显影材料在显影单元中的移动和扩散。

在第二实施例中，当接收到绘图命令时，执行预绘制处理以分析打印作业的内容。然后，根据打印设置来预测与打印顺序相符的调色剂消耗量，并且预先预测显影单元中的调色剂浓度以生成调色剂供给安排表。可以在恰当时刻供给调色剂而不会大大降低打印速度。

第三实施例

在第一和第二实施例中，分析输入图像数据和绘图命令，并且基于打印设置来预测显影单元中的调色剂浓度以创建供给安排表并控制显影材料的浓度。然而，依赖于图像数据的特性，基于输入图像数据等的调色剂消耗量的预测精确度可能会有误差。来自供给装置的调色剂供给量也可能会有误差。在第三实施例中，使用用于检测调色剂浓度的浓度传感器来检测调色剂消耗量和显影单元中的状态。在调色剂消耗量的预测中，除输入图像数据、打印设置的信息等以外，还基于实际检测到的调色剂浓度来校正所预测的调色剂消耗量。结果，以更高的精确度预测调色剂消耗量。

图12A是示出根据第三实施例的图像形成设备的功能结构的框图。根据第三实施例的图像形成设备的功能结构与图4中的结构的不同之处在于：改变了打印机控制器1201中的调色剂消耗量预测单元1207，并且将调色剂浓度检测单元1211添加到打印机引擎1202。根据第三实施例的结构不仅可应用于根据第一实施例的图4的结构，还可以应用于根据第二实施例的图9的结构。

调色剂浓度检测单元1211通过使用调色剂浓度检测传感器等来检测显影单元中的实际调色剂浓度。通过测量在输出给定图像数据时的显影单元中的调色剂浓度，可以检测实际消耗的调色剂的量。如第一实施例中所说明的，调色剂消耗量预测单元1207分析图像数据，并且在考虑了分析结果和打印设置的情况下预测与打印顺序相符的调色剂消耗量。对于所预测的调色剂消耗量，调色剂消耗量预测单元1207基于从调色剂浓度检测单元1211获得的实际调色剂消耗量来校正用于计算预测值的参数。

当进行打印处理时，调色剂消耗量预测单元1207分析打印作业的内容，以根据打印设置来预测与打印顺序相符的调色剂消耗量。当执行打印处理时，使用浓度传感器等来检测实际调色剂消耗量。基于检测结果，调色剂消耗量预测单元1207将所预测的调色剂消耗量与实际的调色剂消耗量进行比较。基于比较结果，调色剂消耗量预测单元1207校正用于计算调色剂消耗量的预测值的参数。通过将实际调色剂消耗量反馈给调色剂消耗量预测值计算处理，可以高精确度地预测显影单元中的调色剂浓度。供给安排表生成单元408可以基于调色剂消耗量的高精确度预测值来生成调色剂供给安排表。

使用下面的预测等式(计算处理)来校正调色剂消耗量的预测值。注意，本发明的主旨不限于使用下面的预测等式。函数能够内插测量值和预测值之间的关系就足够了。

青色 Y_c＝X_c×GAIN_c+OFFSET_c

品红色 Y_m＝X_m×GAIN_m+OFFSET_m

黄色 Y_y＝X_y×GAIN_y+OFFSET_y

黑色 Y_k＝X_k×GAIN_k+OFFSET_k ............(1)

对于打印机中所使用的C、M、Y和K独立地使用预测等式。将例示青色的预测等式。

Y_c是校正后的调色剂消耗量的预测值(校正预测值)。X_c是根据图像数据和打印设置获得的调色剂消耗量的预测值(未校正预测值)。GAIN_c和OFFSET_c是用于将未校正预测值调整为校正预测值的参数(增益值和偏移值)。调色剂消耗量预测单元1207将调色剂消耗量的预测值(校正预测值)与由调色剂浓度检测单元检测到的实际消耗的调色剂量进行比较。调色剂消耗量预测单元1207设置、微调并更新增益值和偏移值，从而使得例如两个调色剂消耗量彼此相等。通过使用所设置并更新的参数(增益值GAIN_c和偏移值OFFSET_c)，调色剂消耗量预测单元1207校正调色剂消耗量的预测值(未校正预测值)X_c。调色剂消耗量预测单元1207基于校正后的参数来获得调色剂消耗量的预测值(校正预测值)Y_c。

图像数据的信号值和调色剂消耗量之间的关系趋向依赖于图像数据特性(如，图像、图形或文本)和图像形成方法。因此，可对各个颜色的对象设置不同的增益和偏移以实现高精确度的调色剂预测。图12B是示出设置作为图像数据特性的例如图像、图形和文本的各个颜色的增益值和偏移值的例子的表。

通过使用图12B中所示的增益值和偏移值来校正所预测的调色剂消耗量X_c、X_m、X_y和X_k，可以获得调色剂消耗量的高精确度预测值。

调色剂消耗量预测单元1207根据图像数据和打印设置来预测调色剂消耗量，基于由调色剂浓度检测单元1211检测到的调色剂消耗量来校正所预测的值，然后创建调色剂消耗量预测表。创建调色剂消耗量预测表之后的供给安排表计算方法与第一实施例中的相同，并且将不再重复其详细说明。

根据第三实施例，将调色剂消耗量检测结果反映到预测值。可以高精确度地预测显影单元中的调色剂浓度，以安排调色剂供给并在恰当时刻供给调色剂。

其它实施例

还可以通过向系统或设备提供存储了用于实现上述实施例的功能的软件程序代码的计算机可读存储介质来实现本发明的目的。还可以通过由该系统或设备的计算机(CPU或MPU)读出并执行存储在存储介质中的程序代码来实现本发明的目的。

在这种情况下，从存储介质读出的程序代码实现了上述实施例的功能，并且存储该程序代码的存储介质构成本发明。

用于提供程序代码的存储介质包括软盘、硬盘、光盘、磁光盘、CD-ROM、CD-R、非易失性存储卡和ROM。

当计算机执行所读出的程序代码时，实现了上述实施例的功能。并且，本发明包括这种情况：在计算机上运行的OS(操作系统)等基于程序代码的指示进行部分或者全部的实际处理，从而实现上述实施例的功能。

尽管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，以包含所有这样的变形以及等同结构和功能。

Claims

1.一种图像形成设备，其具有显影单元，所述显影单元显影在图像承载体上形成的静电潜像以形成可视图像，所述图像形成设备包括：

输入单元，用于接受打印作业的输入；

分析单元，用于分析包括在所述打印作业中的图像数据的内容和控制基于所述图像数据的打印输出所使用的打印设置的内容；

预测单元，用于基于所述分析单元的分析结果，预测在形成基于所述图像数据的静电潜像时由所述显影单元显影该静电潜像所需的显影材料的消耗量；以及

供给控制单元，用于在形成所述图像数据中需要使所述显影材料的浓度稳定的图像之前，基于由所述预测单元预测的所述显影材料的消耗量，控制向所述显影单元供给所述显影材料的供给单元。

2.根据权利要求1所述的图像形成设备，其特征在于，还包括：

绘图命令分析单元，用于分析来自作为所述打印作业而接收的绘图命令的图像数据绘图指令和与所述打印设置相关联的控制指令；以及

预绘制处理单元，用于将基于所述绘图命令分析单元的分析结果而生成的、绘制处理前的绘图对象的边缘信息转换为按照所关注的扫描线方向上的坐标信息排列的边缘列表，

其中，在绘制所述绘图对象之前，所述预测单元基于所述边缘列表来指定各扫描线方向上的绘图范围，并且预测在形成与所述绘图范围相对应的静电潜像时由所述显影单元显影该静电潜像所需的所述显影材料的消耗量。

3.根据权利要求1所述的图像形成设备，其特征在于，还包括检测单元，所述检测单元用于检测所述显影材料的消耗量，

其中，所述预测单元基于由所述检测单元检测到的所述显影材料的消耗量，校正用于计算所述显影材料的消耗量的预测值的参数。

4.根据权利要求1所述的图像形成设备，其特征在于，还包括图像处理单元，所述图像处理单元用于基于所述图像数据来生成用于在所述图像承载体上形成静电潜像的图像信号，

其中，所述供给控制单元控制所述供给单元，以在所述图像处理单元生成所述图像信号之前开始所述显影材料的供给。

5.根据权利要求1所述的图像形成设备，其特征在于，所述打印设置包括份数、打印介质上要拼版的页数和装订打印的指定。

6.一种控制图像形成设备的方法，所述图像形成设备具有显影单元，所述显影单元显影在图像承载体上形成的静电潜像以形成可视图像，所述方法包括：

输入步骤，用于接受打印作业的输入；

分析步骤，用于分析包括在所述打印作业中的图像数据的内容和控制基于所述图像数据的打印输出所使用的打印设置的内容；

预测步骤，用于基于所述分析步骤中的分析结果，预测在形成基于所述图像数据的静电潜像时由所述显影单元显影该静电潜像所需的显影材料的消耗量；以及

供给控制步骤，用于在形成所述图像数据中需要使所述显影材料的浓度稳定的图像之前，基于在所述预测步骤中预测的所述显影材料的消耗量，控制向所述显影单元供给所述显影材料的供给单元。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括：

绘图命令分析步骤，用于分析来自作为所述打印作业而接收的绘图命令的图像数据绘图指令和与所述打印设置相关联的控制指令；以及

预绘制处理步骤，用于将基于所述绘图命令分析步骤中的分析结果而生成的、绘制处理前的绘图对象的边缘信息转换为按照所关注的扫描线方向上的坐标信息排列的边缘列表，

其中，在绘制所述绘图对象之前，在所述预测步骤中，基于所述边缘列表来指定各扫描线方向上的绘图范围，并且预测在形成与所述绘图范围相对应的静电潜像时由所述显影单元显影该静电潜像所需的所述显影材料的消耗量。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括检测步骤，所述检测步骤用于检测所述显影材料的消耗量，

其中，在所述预测步骤中，基于在所述检测步骤中检测到的所述显影材料的消耗量，校正用于计算所述显影材料的消耗量的预测值的参数。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括图像处理步骤，所述图像处理步骤用于基于所述图像数据来生成用于在所述图像承载体上形成静电潜像的图像信号，

其中，在所述供给控制步骤中，控制所述供给单元，以在所述图像处理步骤中生成所述图像信号之前开始所述显影材料的供给。

10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述打印设置包括份数、打印介质上要拼版的页数和装订打印的指定。