CN102135742A - 图像形成装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种图像形成装置。本发明的图像形成装置的目的在于减小用于存储灰度调整所需要的图样图像的数据的区域的尺寸。在本发明的图像形成装置中，灰度修正用的部分图像数据(31)是针对部分图像的多值化数据，所述部分图像是通过误差扩散法得到的预定尺寸的基础图样图像的部分图像，并且不包含基础图样图像的边部，斑块图像生成部(21)生成反复排列基于部分图像数据(31)的部分图像而得到的调色剂图样的图像并使其显影。

Description

图像形成装置

技术领域

本发明涉及图像形成装置。

背景技术

在通过电子照相方式形成图像的打印机、复印机、传真机、以及它们的数码复合机等这些图像形成装置中，例如在感光鼓上对调色剂图像进行显影，将该调色剂图像转印到中间转印带，进而从该中间转印带向印刷纸张转印调色剂图像，使调色剂图像定影在印刷纸张上。

这样的图像形成装置根据需要或者定期地调整调色剂浓度或其灰度。在四色彩色图像形成装置中，分别针对四种颜色调色剂调整浓度和灰度。

另外，当印刷在图像形成装置中读取的原稿时，通过与该原稿的种类相应的多值化处理(例如误差扩散处理和滤色处理中的某个处理)来生成应印刷的图像的数据。另外，也有时在一页内并用多个多值化处理。因此，需要在误差扩散处理和滤色处理的每一个中对灰度进行调整。

当在图像形成装置中自动调整误差扩散处理的灰度时，例如预先将通过误差扩散法对关于灰度的各浓度的斑块图像进行二值化而得的图样图像的数据存储在图像形成装置内的ROM(Read Only Memory，只读存储器)中，基于该数据对调色剂的图样图像进行显影，通过传感器检测该图样图像，进行灰度调整。或者，通过逐次计算求出由误差扩散二值化了的图样图像的数据并存储在RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)中，基于该数据对图样图像进行显影，通过传感器检测该图样图像，进行灰度调整。

当通过如误差扩散处理那样根据周边像素值由逐次的计算对像素值进行多值化(例如二值化)的多值化方法生成修正用图样图像时，图样的规则性(周期性)低，因此对预先存储其数据的ROM和RAM要求的容量变大。因此，导致图像形成装置的成本变高。

另外，也有根据误差扩散处理和滤色处理中的一个灰度特性来修正另一个灰度特性方法，但是它们对半色调(half toning)的计算方法各不相同，灰度特性的变化量根据图像形成装置的使用环境、使用状况等不同，因此通过这样的修正方法有可能无法得到良好的灰度特性。

发明内容

本发明的图像形成装置包括：载像体，保持调色剂图样；存储装置，存储调色剂图样数据；传感器，向载像体入射测定光，并检测来自载像体的反射光；以及控制部，基于调色剂图样数据使调色剂图样显影，并根据传感器的输出来确定调色剂图样的调色剂浓度。并且，调色剂图样数据是针对部分图像的多值化数据，所述部分图像是通过多值化方法得到的预定尺寸的基础图样图像的部分图像，并且不包含所述基础图样图像的边部，所述多值化方法是指根据周边像素值通过逐次的计算对像素值进行多值化，控制部生成反复排列基于调色剂图样数据的部分图像而得到的调色剂图样的图像并使其显影。

由此，在ROM或RAM等存储装置中，用于存储针对生成规则性(周期性)低的图样图像的半色调方法的灰度调整所需要的图样图像的数据的存储区域的尺寸变小。另外，由于部分图像不包含原来的基础图样图像的边部，因此能够减小由于部分图像的使用而引起的浓度误差。

另外，本发明中的图像形成装置在上述的图像形成装置的基础上还可以采用以下方式：调色剂图样数据是针对部分图像的多值化数据，所述部分图像是通过误差扩散法得到的预定尺寸的基础图样图像的部分图像，并且不包含基础图样图像的边部。

另外，本发明中的图像形成装置在上述的图像形成装置的任一个的基础上还可以采用以下方式：部分图像是从基础图样图像中的多个部分图像候选中选择出的，并且是使部分图像候选反复排列成与基础图样图像相同尺寸而得的图像最接近于基础图样图像的图像特性的部分图像候选。

由此，选择从基础图样图像中抽出的多个部分图像候选中的最佳的部分图像作为灰度修正用的部分图像数据所使用的部分图像。由此，使用了该部分图像数据时的调色剂图样的浓度特性能够更接近于通过误差扩散法等生成整体时的调色剂图样的浓度特性。

另外，本发明涉及的图像形成装置在上述的图像形成装置的任一个的基础上还可以采用以下方式：部分图像是使部分图像候选反复排列成与基础图样图像相同尺寸而得的图像的点数最接近于基础图样图像的点数的部分图像候选。

另外，本发明中的图像形成装置在上述的图像形成装置的任一个的基础上还可以采用以下方式：部分图像是使部分图像候选反复排列成与基础图样图像相同尺寸而得的图像中的边缘数最接近于基础图样图像中的边缘数的部分图像候选。

另外，本发明中的图像形成装置在上述的图像形成装置的任一个的基础上还可以采用以下方式：图像形成装置还包括RAM。并且，控制部将调色剂图样数据存储在RAM中，并且通过反复读取调色剂图样数据来生成调色剂图样的图像，并使其显影。

由此，能在调色剂图样生成时减小保持图样图像数据的RAM区域。

另外，本发明涉及的图像形成装置在上述的图像形成装置的任一个的基础上还可以采用以下方式：所述部分图像比来自传感器的测定光在载像体上形成的光斑小。

由此，形成调色剂图样图像的调色剂点数根据光斑的位置的不同较难发生变化。

另外，本发明涉及的图像形成装置在上述的图像形成装置的任一个的基础上还可以采用以下方式：部分图像具有能够表现预定的多灰度的数量(点数)的像素。

由此，例如在256灰度的情况下，部分图像至少具有256像素，以能够表现256灰度的各个浓度。

另外，本发明涉及的图像形成装置在上述的图像形成装置的任一个的基础上还可以采用以下方式：调色剂图样数据是二值化数据。

另外，本发明涉及的图像形成装置在上述的图像形成装置的任一个的基础上还可以采用以下方式：图像形成装置还包括感光体以及将调色剂图样在感光体上显影的显影装置。并且，载像体是从感光体转印调色剂图样的中间转印体，控制部通过控制显影装置使调色剂图样在感光体上显影。

附图说明

图1是表示本发明的第一实施方式涉及的图像形成装置的机械内部结构的一部分的侧视图；

图2是表示本发明的第一实施方式涉及的图像形成装置的电结构的一部分的框图；

图3是说明在本发明的第一实施方式中生成的调色剂图样的一个例子的图；

图4是表示本发明的第一实施方式中的中间转印带上的斑块图像的一个例子的图；

图5是表示通过本发明的第一实施方式得到的针对误差扩散法的斑块图像的灰度特性的一个例子的图；

图6是表示针对本发明的第二实施方式中的部分图像的、基础图样图像中的多个部分图像候选的例子的图；

图7是说明选择本发明的第二实施方式中的部分图像时被计算的以点为单位的边缘的图。

具体实施方式

以下，基于附图来说明本发明的实施方式。

第一实施方式

图1是表示本发明第一实施方式中的图像形成装置的内部机械结构的一部分的侧视图。图像形成装置是打印机、传真装置、复印机、数码复合机等具有印刷功能的装置。

第一实施方式的图像形成装置具有串列式的彩色显影装置。该彩色显影装置具有感光鼓1a～1d、曝光装置2以及显影单元3a～3d。感光鼓1a～1d是青色、品红色、黄色以及黑色这四种颜色的感光体。曝光装置2通过向感光鼓1a～1d照射激光来形成静电潜像。曝光装置2具有作为激光的光源的激光二极管、以及将该激光引导到感光鼓1a～1d的光学元件(透镜、反射镜、多棱镜等)。

并且，在感光鼓1a～1d的周围配置有栅格电极(scorotron)等的带电器、清洁装置、除电器等。清洁装置在初次转印后去除感光鼓1a～1d上的残留调色剂，除电器在初次转印后除去感光鼓1a～1d上的电荷。

显影单元3a～3d中填充有青色、品红色、黄色以及黑色这四种颜色的调色剂，显影单元3a～3d通过使其调色剂附着在感光鼓1a～1d上的静电潜像上来形成调色剂图像。调色剂与载体一起构成显影剂，并且添加了氧化钛等外部添加剂。

通过感光鼓1a和显影单元3a来进行品红色显影，通过感光鼓1b和显影单元3b进行青色显影，通过感光鼓1c和显影单元3c进行黄色显影，通过感光鼓1d和显影单元3d进行黑色显影。

中间转印带4是通过与感光鼓1a～1d接触来初次转印感光鼓1a～1d上的调色剂图像的环状的中间转印体，即载像体。中间转印体4被拉伸架设在驱动辊5上，通过来自驱动辊5的驱动力，向从与感光鼓1a的接触位置到与感光鼓1d的接触位置的方向绕转。

转印辊6通过使被运送来的纸张与转印带4接触，来将转印带4上的调色剂图像二次转印到纸张上。另外，转印有调色剂图像的纸张被运送到定影器9，调色剂图像被定影在纸张上。

辊7具有清洁刷，通过使清洁刷与中间转印带4接触，来去除在调色剂图像转印到纸张之后残留在中间转印带4上的调色剂。

传感器8向中间转印带4照射光线(测定光)，并检测其反射光。该反射光的强度根据调色剂浓度或中间转印带4的底表面的光泽度而变化。当进行浓度调整或灰度调整时，传感器8向中间转印带4的预定区域照射光线，检测光线的反射光，并输出与该光量相应的电信号。该电信号直接或经由放大电路等被供应给打印引擎11，并被采样。

图2是表示本发明第一实施方式中的图像形成装置的电结构的一部分的框图。在图2中，打印引擎11是通过控制对上述辊等进行驱动的未图示的驱动源、施加显影偏压和初次转印偏压的偏压施加电路以及曝光装置2，来执行调色剂图像的显影、转印和定影以及供纸、印刷和排纸的处理电路。显影偏压分别被施加到感光鼓1a～1d与显影单元3a～3d之间，初次转印偏压分别被施加到感光鼓1a～1d与中间转印带4之间。打印引擎11在调色剂图像显影时参照灰度修正表来修正各灰度的浓度，并显影调色剂图像使其达到修正后的浓度。

非易失性存储器12存储部分图像数据31。作为非易失性存储器12，可以使用ROM、闪存器等。部分图像数据31是针对部分图像的多值化数据，所述部分图像是通过多值化方法得到的预定尺寸的基础图样图像的部分图像，并且不包含基础图样图像的边部，所述多值化方法是指根据周边像素值通过逐次的计算对像素值进行多值化。在本实施方式中，部分图像数据31是针对这样的部分图像的二值化数据。

图3是说明在本发明的第一实施方式中生成的调色剂图样的一个例子的图。图3的(A)是表示根据预定浓度的斑块图像得到的二值化后的基础图样图像41的部分图像42的一个例子的图。基础图样图像41的打印率与原斑块图像的浓度成比例。图3的(B)是表示通过排列部分图像42而形成的调色剂图样的一个例子的图。即，部分图像数据31包含针对灰度中多个浓度的每一个而得到的这种部分图像42的图像数据。

如图3所示，部分图像42为M×M点的基础图样图像41的中央部(N×N点，M＞N)。基础图样图像41的一边的点数M例如为120～200左右，部分图像42的一边的点数N为浓度的灰度数的平方根以上(例如，当浓度为256灰度时，N为16以上)。

另外，在本第一实施方式中，该部分图像在中间转印带4上比来自传感器8的测定光的光斑小。即，当部分图像为长方形(或正方形)时，其对角线的长度比光斑的直径(2毫米左右)短。另外，在本实施方式中，部分图像具有能够表现预定的多灰度(例如256灰度)的广度。

打印引擎11的斑块图像生成部21通过控制曝光装置2等来生成例如图3的(B)所示的调色剂图样(即，二值化后的斑块图像)的图像并使其显影。图3的(B)所示的调色剂图样是通过在主扫描方向和副扫描方向上反复排列部分图像数据31的部分图像42而得到的。另外，在中间转印带4上，一个斑块图像是纵横分别1厘米左右的长方形(或正方形)。

此时，斑块图像生成部21将部分图像数据31存储在RAM 22中，从RAM 22反复读取部分图像数据31中的必要部分，从而在感光鼓1a～1d上生成调色剂图样的图像(静电潜像)并对其进行调色剂显影。例如，当描绘沿调色剂图样图像的主扫描方向的1行时，反复读取部分图像数据31中的与该行对应的行数据。因此，RAM 22不保持调色剂图样图像整体的数据。

接着，对灰度调整时上述图像形成装置的动作进行说明。

图4是表示本发明的第一实施方式中的中间转印带4上的调色剂图样(斑块图像)的一个例子的图。纸面左侧的斑块图像列是针对误差扩散法的修正用斑块图像，右侧的斑块图像列是针对滤色法(スクリ一ン法)的修正用斑块图像。

首先，打印引擎11开始驱动辊5、感光鼓1a～1d等的旋转动作，在中间转印带4的第一圈，从传感器8获取转印后述的斑块图像的位置的带表面(本来的表面)的测定值(即，反射光强度的测定值)。

接着，在第二圈之前，进行浓度修正。此时，打印引擎11在中间转印带4上形成针对各种颜色的高浓度修正用的调色剂图样61M、61C、61Y、61K，获取传感器8对该调色剂图样61M、61C、61Y、61K的测定值。该调色剂图样61M、61C、61Y、61K分别具有多个(在图4中为3个)斑块图像。打印引擎11使打印率相同，使显影偏压按三种变化，使这些斑块图像(调色剂图像)显影。并且，打印引擎11根据这些斑块图像的各自的测定值来计算各斑块图像的浓度，确定能够得到最佳浓度的显影偏压值，将显影偏压更新为该值。

接着，进行灰度修正。此时，打印引擎11在上述的带表面(本来的表面)的测定位置形成灰度修正用的调色剂图样62M、62C、62Y、62K、63M、63C、63Y、63K，并获取传感器8对该调色剂图样62M、62C、62Y、62K、63M、63C、63Y、63K的测定值。另外，调色剂图样62M、62C、62Y、62K是针对误差扩散法的半色调的灰度修正用的调色剂图样，调色剂图样63M、63C、63Y、63K是针对滤色法(滤色振动)的半色调的灰度修正用的调色剂图样。

调色剂图样62M、62C、62Y、62K分别具有多个(在图4中为3个)斑块图像，如上所述，各斑块图像例如是如图3的(B)所示那样地形成，并排列对预定灰度中的预定浓度的斑块图像进行二值化所得的部分图像42而得到的。打印引擎11从RAM 22依次反复读出部分图像数据31中的必要部分，并且在感光鼓1a～1d上形成斑块图像。

例如，灰度修正用的调色剂图样62M、62C、62Y、62K、63M、63C、63Y、63K形成在从中间转印带4开始驱动起的1.5周后的位置处。在此情况下，也通过该方法生成针对误差扩散法的半色调的灰度修正的斑块图像，从而生成斑块图像的计算时间变短，能够并行地同时形成针对误差扩散法的半色调的灰度修正的斑块图像以及针对滤色法的半色调的灰度修正的斑块图像。

并且，打印引擎11根据这些斑块图像的各个测定值以及针对该位置处的带表面的测定值来计算各斑块图像的浓度，并基于该计算结果来更新分别针对误差扩散法和滤色法的灰度修正表。

如上所述，根据上述第一实施方式，灰度修正用的部分图像数据31是针对部分图像的多值化数据，所述部分图像是通过误差扩散法得到的预定尺寸的基础图样图像的部分图像，并且不包含基础图样图像的边部，斑块图像生成部21生成通过反复排列部分图像数据31的部分图像42而得到的调色剂图样的图像并使其显影。

由此，在ROM或RAM等存储装置中，用于存储关于误差扩散法的灰度调整所需要的图样图像的数据的存储区域的尺寸变小。即，通过误差扩散法生成的图样图像的规则性通常较低，因此需要斑块图像整体的图像数据，但是在本实施方式中，只保持部分图像的图像数据，因此存储器容量变小。

图5是表示通过本发明的第一实施方式得到的针对误差扩散法的斑块图像的灰度特性的一个例子的图。在图5中，黑圆和实线表示通过本发明的实施方式得到的针对误差扩散法的斑块图像的灰度特性，方块和虚线表示通过误差扩散法对斑块图像整体进行二值化而得到的现有的斑块图像的灰度特性。如图5所示，两者之差很小，因此即便使用通过本发明的实施方式得到的针对误差扩散法的斑块图像来进行灰度修正，在实用上也不存在问题。

第二实施方式

在本发明的第二实施方式中，从基础图样图像中的多个部分图像候选中选择部分图像。另外，对于第二实施方式中的图像形成装置的其他结构和动作来说，由于与第一实施方式相同，因此省略其说明。即，在第二实施方式的情况下，部分图像数据31包括表示以下所选择出的部分图像42的图像数据。

图6是表示针对本发明的第二实施方式中的部分图像的、基础图样图像中的多个部分图像候选的例子的图。在图6中，从基础图样图像41中抽出五个部分图像候选42a、42b、42c、42d、42e。部分图像候选的数量、位置以及形状被预先设定。这里，部分图像候选的数量是5个，但只要是2个以上，是几个都可以。另外，部分图像候选42a、42b、42c、42d、42e的形状相同。

并且，使部分图像候选42i(i＝a、b、c、d、e)分别反复排列成与基础图样图像41相同的尺寸。并且，在五种部分图像候选42i中，被反复排列的图像与基础图样图像41的图像特性最接近的部分图像候选42i被选择为部分图像42。因此，部分图像数据31包括如此选择出的部分图像42的图像数据。另外，根据针对灰度中的多个浓度的每一个的基础图样图像41得到部分图像候选42a、42b、42c、42d、42e，因此针对灰度中的多个浓度的每一个也能得到部分图像42。

此时，通过以下两种方法中的任一方法来选择部分图像42。

在第一方法中，使部分图像候选42i(i＝a、b、c、d、e)分别反复排列成与基础图样图像41相同的尺寸。并且，从五种部分图像候选42i中选择被反复排列的图像的点数最接近基础图样图像41的点数的部分图像候选42i。如果在图6所示的部分图像候选42i的情况下使部分图像候选42i在主扫描方向上反复排列四次、在副扫描方向上反复排列四次，则能够得到与基础图样图像41相同尺寸的图像。因此，计算各部分图像候选42i的点数的16倍(＝4×4)的数值，从计算出的数值中选择最接近基础图样图像41的点数的数值的部分图像候选42i。

在第二方法中，使部分图像候选42i(i＝a、b、c、d、e)分别反复排列成与基础图样图像41相同的尺寸。并且，从五种部分图像候选42i中，选择被反复排列的图像中的以点为单位计算出的边缘数最接近基础图样图像中的以点为单位计算出的边缘数的部分图像候选42i。

这里，对以点为单位计算出的边缘数进行说明。图7是说明选择本发明的第二实施方式中的部分图像时被计算的以点为单位计算出的边缘的图。在本第二实施方式中，计算主扫描方向的边缘。如图7的(A)和图7的(B)所示，沿主扫描方向，将从无点变化到有点101的部位、从有点102变化到无点的部位分别计算为边缘。因此，图7的(C)所示的像素列中的边缘数为7。

另外，在该第二实施方式中，计算了主扫描方向的边缘，但是也可以计算副扫描方向的边缘，还可以计算主扫描方向和副扫描方向的边缘。

如上所述，根据上述第二实施方式，选择从基础图样图像41抽出的多个部分图像候选中的最佳的部分图像作为用于灰度修正用的部分图像数据31的部分图像。由此，使用了部分图像数据31时的斑块图像的浓度特性能够更加接近于通过误差扩散法生成整体时的斑块图像的浓度特性。

另外，上述的各实施方式是本发明优选的例子，但是本发明不限于这些例子，在不脱离本发明的主旨的范围内能够进行各种变形、变更。

例如，在上述实施方式中，将部分图像数据31预先存储在非易失性存储器12中，但也可以代替这种方法，使斑块图像生成部21通过计算来生成部分图像数据31并使其保持在RAM 22中。

在上述各实施方式中，本发明被应用于针对误差扩散法的半色调的灰度修正，但是也能够同样地应用于针对根据周边像素值通过逐次的计算对像素值进行多值化的其他的多值化方法的灰度调整。

在上述各实施方式中，是根据被测定出的浓度来更新灰度修正表，但也可以代替这种方法，根据被测定出的浓度来调整曝光装置2的曝光量。

Claims (10)

1.一种图像形成装置，通过电子照相方式形成图像，所述图像形成装置的特征在于，包括：

载像体，保持调色剂图样；

存储装置，存储调色剂图样数据；

传感器，向所述载像体入射测定光，并检测来自所述载像体的反射光；以及

控制部，基于所述调色剂图样数据使所述调色剂图样显影，并根据所述传感器的输出来确定所述调色剂图样的调色剂浓度；

所述调色剂图样数据是针对部分图像的多值化数据，所述部分图像是通过多值化方法得到的预定尺寸的基础图样图像的部分图像，并且不包含所述基础图样图像的边部，所述多值化方法是指根据周边像素值通过逐次的计算对像素值进行多值化，

所述控制部生成反复排列基于所述调色剂图样数据的所述部分图像而得到的所述调色剂图样的图像并使其显影。

2.如权利要求1所述的图像形成装置，其特征在于，

所述调色剂图样数据是针对部分图像的多值化数据，所述部分图像是通过误差扩散法得到的预定尺寸的基础图样图像的部分图像，并且不包含所述基础图样图像的边部。

3.如权利要求1所述的图像形成装置，其特征在于，

所述部分图像是从所述基础图样图像中的多个部分图像候选中选择出的，并且是使所述部分图像候选反复排列成与所述基础图样图像相同尺寸而得的图像最接近于所述基础图样图像的图像特性的部分图像候选。

4.如权利要求3所述的图像形成装置，其特征在于，

所述部分图像是使所述部分图像候选反复排列成与所述基础图样图像相同尺寸而得的图像的点数最接近于所述基础图样图像的点数的部分图像候选。

5.如权利要求3所述的图像形成装置，其特征在于，

所述部分图像是使所述部分图像候选反复排列成与所述基础图样图像相同尺寸而得的图像中的边缘数最接近于所述基础图样图像中的边缘数的部分图像候选。

6.如权利要求1所述的图像形成装置，其特征在于，

还包括RAM，

所述控制部将所述调色剂图样数据存储在所述RAM中，并且通过反复读取所述调色剂图样数据来生成所述调色剂图样的图像，并使其显影。

7.如权利要求1所述的图像形成装置，其特征在于，

所述部分图像比来自所述传感器的测定光在所述载像体上形成的光斑小。

8.如权利要求1所述的图像形成装置，其特征在于，

所述部分图像具有能够表现预定的多灰度的数量的像素。

9.如权利要求1所述的图像形成装置，其特征在于，

所述调色剂图样数据是二值化数据。

10.如权利要求1至9中任一项所述的图像形成装置，其特征在于，

还包括感光体以及将所述调色剂图样显影在所述感光体上的显影装置，

所述载像体是从所述感光体转印所述调色剂图样的中间转印体，

所述控制部通过控制所述显影装置使所述调色剂图样在所述感光体上显影。

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