CN102137760A

CN102137760A - 图像形成装置

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Publication number: CN102137760A
Application number: CN200980133358.9A
Authority: CN
Inventors: 板垣智久
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2008-08-28
Filing date: 2009-08-28
Publication date: 2011-07-27
Anticipated expiration: 2029-08-28
Also published as: JP2010052304A; WO2010024464A1; US8797615B2; US20130271794A1; EP2319697A1; US8432579B2; CN102137760B; US20110164285A1

Abstract

一种图像形成装置，包括：图像形成站，用于在记录材料上形成图案图像；图像读取站，用于读取通过所述图像形成站在记录材料上形成的图案图像；和色调灰度校正器，用于基于由所述图像读取站读取的图案图像的浓度来计算半色调点面积特性，并且基于所计算的半色调点面积特性来执行所述图像形成站中的色调灰度校正。

Description

图像形成装置

技术领域

本发明涉及诸如电子照相类型的复印机或打印机之类的用于在记录材料上形成图像的图像形成装置。

背景技术

如图30所示，来自个人计算机(PC)的输出信息(RGB图像灰度级图像、CMYK图像数据)被供给到设置在图像形成装置中或与图像形成装置连接的图像处理器。在图像形成站中，通过伽马校正部分、向L^＊a^＊b^＊(对于灰色仅为L^＊)的转换部分、向C′M′Y′K′的转换器，处理来自PC的输出信息，所述伽马校正部分用于根据由打印机驱动器取决于用户偏好设定的伽马条件来进行校正。

使用ICC简档(profile)的多维转换表信息，由图像处理器实现从多维向多维、例如从RGB向L^＊a^＊b^＊等的颜色空间转换。

参照图31，示出打印机驱动器的颜色设定部分，它是供用户设定希望的色调灰度的用户接口(UI)。基于设定点信息，伽马校正部分使用一维LUT实现伽马转换。

参照图30，转换为C′M′Y′K′信息的图像数据通过引擎色调灰度校正器进一步经受一维LUT处理。对于保持打印机引擎的恒定色调梯度，引擎色调灰度校正器是有效的。使用在记录材料即片材上输出的斑块图像来检测引擎的状态，并且，产生一维LUT以便提供预定的色调灰度曲线。以下，使用在片材上输出斑块的稳定化控制被称为自动色调灰度校正。

伪半色调处理部分用于使用抖动(dither)方法等再现半色调。由于引擎色调灰度特性取决于半色调的种类(线数和/或点生长方法)而不同，因此，色调灰度校正器对于半色调处理中的每一个具有LUT。

已提出使用引擎色调灰度校正器保证颜色的稳定化特性的技术。

例如，在日本特开专利申请Hei 1-309082中，通过浓度传感器读取在感光部件上形成的调色剂含量检测用斑块图案，并且，读取的信息被反馈到显影器件中的调色剂含量控制器，以提供适当的浓度。

一般地，这种调色剂斑块是容易产生和擦除的，但是，由此获得的仅是图像定影之前的浓度信息，因此，当实施基于调色剂斑块的控制时，不反映二次转印或定影步骤的影响。

日本特开专利申请Hei 1-309082提出由复印机主组件的读取器部分读取图像，并且，基于读取的结果，控制图像形成。通过该方法，由读取器部分读取通过在片材上定影调色剂而提供的输出打印件。

作为在恒定的图像形成条件(带电、潜像和显影条件)下在标准纸、非标准纸A(平滑薄纸)、非标准纸B(粗糙厚纸)上打印的结果，由读取器部分检测的浓度值如图32所示。基于该信息，产生图33所示的LUT以提供浓度。

即使纸上面的调色剂量是相同的，读取的浓度值也取决于纸表面特性、白色程度或厚度等而不同，因此，LUT改变。基于非标准纸B准备的LUT的最大浓度比目标低，因此，在输入值240之后，全部使用255的数据。因此，超过第240级，信号值不表现出色调灰度。对于重视这种范围中的阴影部分中的色调梯度的用户来说，这是致命的缺陷。

另外，当基于非标准纸A准备LUT时，在240级周围输出255的信号。因此，在表示纯色(solid)图像的信号(半色调点面积百分比为100％)的情况下，出现半色调处理图案，结果是质量劣化，并且/或者，在边缘部分处出现锯齿状图案(丝网图案)。因而，文字和/或线的质量劣化。

为了解决这种问题，日本特开专利申请2006-165752提出当输入信号为255(半色调点面积百分比为100％)时，使得LUT的OUT(输出)侧为255，由此提供一定程度的色调灰度。

图34示出基于非标准纸B准备的LUT和由在日本特开专利申请2006-165752中公开的方法准备的LUT。将可以理解，LUT表现出平滑的色调灰度。图35示出使用LUT的浓度的可再现性。在阴影部分中，浓度与目标浓度不同，但是，色调灰度稍有改善。

然而，通过这种技术，阴影部分的色调灰度变化太强烈，以至于转调点出现在图35中的(a)处，因此，不提供平滑的色调灰度特性。因此，一些专业的用户并不满意。

作为涉及自动色调灰度校正的另一技术，日本特开专利申请2004-289200和日本特开专利申请2006-222804公开，使用基于标准纸准备的色调灰度校正数据在非标准纸上打印斑块图像，并且，对于校正目标使用读取图像的结果。自动色调灰度校正方法被提出为不受纸自身的浓度或表面特性的差异的影响。

在许多情况下，以上的自动色调灰度校正中的浓度不是绝对浓度，而是纸基准浓度(paper based density，零浓度(Null Density)，相对浓度)。以下，纸基准浓度被称为相对浓度。相对浓度＝图像的绝对浓度-绝对浓度。

相对浓度中的浓度管理方法在ISO13656等中被规定，并且在打印业界是一般的基准。使用相对浓度，即使当在各种纸上实施打印时，也不必改变目标浓度，因此，相对浓度已被用于打印公司中的打印机器的管理。

并且，在图像形成装置的自动色调灰度校正中，鉴于读取装置的差异及其随时间的变化或者由纸批次的不同导致的纸浓度的不同等，基于纸基准浓度实施了自动色调灰度校正。

但是，在使用在日本特开专利申请2004-289200和日本特开专利申请2006-222804中公开的自动色调灰度校正的情况下，用户必须事先准备标准纸。另外，用户必须知道非标准纸的类型，并且必须总是对于非标准纸实施色调灰度校正，这意味着所得到的仅仅是用非标准纸替代标准纸。存在基于标准纸登记的非标准纸会变得无库存的倾向。在这种情况下，由于用户遭遇由于批次差异导致的表面特性、白色程度、厚度和/或纸的粒度的差异，此外还遭遇由于大气腐蚀耐受性导致的纸本身、白色程度的差异，因此出现问题。

当应对非标准纸的库存消耗而登记多种纸时，用户必须选择对于自动色调灰度校正要使用的纸的种类。随着准备的种类的数量的增大，操作变得更加困难，并且，出错的概率增大。另外，用于登记的存储器容量必须相应地大，结果导致成本增加。

此外，要求用户实施两次读取操作，每次读取操作包括：基于标准纸上的打印斑块的读取，产生色调灰度校正数据；使用产生的色调灰度校正数据在非标准纸上打印斑块；通过图像读取站读取斑块；和进行校正。因此，可用性是不充分的。

此外，电子照相图像的着色材料的透过因子低，因此，纯色图像浓度基本上不受纸浓度影响。在原样利用打印业界的浓度检测方法的常规自动色调灰度校正中，当相同的量的着色材料处于纸的不同的片材上时，相对浓度是不同的。出于这种原因，当用不同的纸浓度实现自动色调灰度校正时，校正之后的浓度的结果是不同的，因此，需要利用标准纸的自动色调灰度校正。

发明内容

因此，本发明的主要目的是提供一种图像形成装置，在该图像形成装置中，通过实现具有高的可用性和低的存储器成本并且不使用标准纸的引擎色调灰度校正，抑制图像缺陷以实现令人满意的图像质量。

根据本发明的一个方面，提供一种图像形成装置，该图像形成装置包括：图像形成站，用于在记录材料上形成图案图像；图像读取站，用于通过所述图像形成站读取在记录材料上形成的图案图像；和色调灰度校正器，用于基于由所述图像读取站读取的图案图像的浓度来计算半色调点面积特性，并且基于所述半色调点面积特性来执行所述图像形成站的色调灰度校正。

根据本发明的另一方面，提供一种图像形成装置，该图像形成装置包括：图像形成站，用于在记录材料上形成图案图像；图像读取站，用于通过所述图像形成站读取在记录材料上形成的图案图像；和色调灰度校正器，用于基于由所述图像读取站读取的图案图像来执行所述图像形成站中的色调灰度校正，其中，当实现对于复印图像的色调灰度校正时，所述色调灰度校正器对于浓度特性实现色调灰度校正处理，并且，当实现对于打印机图像的色调灰度校正时，所述色调灰度校正器对于半色调点面积特性实现色调灰度校正处理。

附图说明

图1是示出根据实施例的具有图像形成装置的图像形成系统的结构的示意性视图。

图2是根据实施例的图像形成装置的示意性图示。

图3示出调色剂量检测传感器的例子。

图4示出电势控制的概念。

图5示出在最大调色剂量控制中使用的斑块图像。

图6示出最大调色剂量控制的概念。

图7A、图7B和图7C示出纸的颜色的差异。

图8是示出纸厚度的差异和反射率之间的关系的示意性视图。

图9是示出纸不光滑度的差异和反射率之间的关系的示意性视图。

图10是示出根据实施例的图像形成装置中的控制方式的流程图。

图11示出图像形成装置的操作画面的例子。

图12示出自动色调灰度校正图案的例子。

图13是通过读取器部分读取自动色调灰度校正图案时的亮度特性。

图14示出通过读取器部分获得的亮度与浓度之间的关系。

图15示出通过由读取器部分读取自动色调灰度校正图案获得的浓度特性。

图16示出通过由读取器部分读取自动色调灰度校正图案获得的半色调点面积百分比特性。

图17示出打印机色调灰度特性、LUT和目标。

图18示出常规例子中和根据本发明的打印机色调灰度特性的结果。

图19示出实施例1的验证中的输入信号和浓度之间的关系。

图20示出实施例1的验证中的输入信号和半色调点面积百分比之间的关系。

图21示出实施例1的验证中的自动色调灰度校正的结果。

图22示出实施例2中的输入信号和浓度之间的关系。

图23示出实施例1中的通过半色调点面积百分比的计算方法确定的输入信号和半色调点面积百分比。

图24示出根据实施例1的通过半色调点面积百分比计算方法的自动色调灰度校正的结果。

图25示出实施例2中的自动色调灰度校正的结果。

图26是示出实施例3的流程图。

图27是示出实施例4的流程图。

图28示出实施例5中的色调灰度校正处理指令的用户接口。

图29是复印机和打印机的色调灰度校正处理指令的用户接口的图示。

图30示出常规的图像处理器的内部结构。

图31示出常规的打印机驱动器的颜色设定部分。

图32示出常规的例子中的纸的种类和浓度特性。

图33示出实施自动色调灰度校正时的LUT。

图34示出实施自动色调灰度校正时的LUT。

图35示出实施常规的自动色调灰度校正时的校正的结果。

具体实施方式

<实施例1>

图1是包含图像形成装置的图像形成系统的示意性图示。在图1中，图像形成系统包含主机计算机1001和图像形成装置1030。主机计算机1001和图像形成装置1030相互连接。图2是根据本发明的实施例的图像形成装置1030的概略图示。

图像形成装置的描述：

参照图1，打印机控制器1031控制本实施例中的图像形成装置1030中的打印机的总体操作。打印机控制器1031中的主机I/F部分1048控制关于主机计算机1001的输入/输出。

输入/输出缓冲器1032经由主机I/F部分1048发送和接收控制代码和来自通信装置的数据，并且，CPU 1033控制打印机控制器1031的操作。

程序ROM 1034能够包含要由CPU 1033执行的控制程序和/或控制数据。程序ROM 1034包含图像信息产生部分1041、斑块产生部分1044、引擎色调灰度校正表准备部分1045和引擎色调灰度校正执行部分1042，作为程序模块。在将在后面描述的色调灰度校正的执行中，与CPU 1033协作，这些程序模块可用于控制向亮度信息和/或浓度信息半色调点面积百分比的转换和斑块图像的产生。

图像信息产生部分1041能够基于从主机计算机1001接收的数据设定而产生各种图像对象。斑块产生部分1044能够在执行引擎色调灰度校正的过程中产生在测量半色调点面积百分比时使用的斑块图像。引擎色调灰度校正表准备部分1045能够基于半色调点面积百分比的测量结果产生引擎色调灰度校正表。另外，引擎色调灰度校正执行部分1042能够基于斑块图像的半色调点面积百分比的测量结果实现引擎色调灰度校正。

RAM 1035能够用于数据的解释、打印所需要的计算，或者，能够用作用于处理打印数据的工作存储器。在RAM 1035中，可以存储用于存储校正表的引擎色调灰度校正表存储部分1050。

打印机控制器1031中的位图图像展开和传送部分1040将图像对象展开为位图图像，并且能够将展开的位图图像传送到打印装置的引擎部分1036。

打印装置的引擎部分1036包含引擎控制器1049，并且能够在纸的片材上实际实现由位图图像展开和传送部分1040展开的位图图像的打印。引擎控制器1049能够通过这些机构控制打印处理(例如，片材馈送处理)。

打印装置的引擎部分1036和打印机控制器1031通过引擎I/F部分1046连接。

可通过操作面板1037控制打印装置的操作，并且，打印机控制器1031和操作面板1037相互连接。

另外，外部存储器部分1038可被用于存储打印数据和打印装置的各种信息等。打印机控制器1031和外部存储器部分1038通过存储器I/F部分1039连接。打印机控制器1031中的各单元与系统总线1043连接。

图2是作为根据本发明的实施例的图像形成装置的电子照相类型的四色全色激光束打印机的示意性图示。

本实施例的激光束打印机(图像形成装置)包含用于形成品红色图像、青色图像、黄色图像和黑色图像的四个图像形成站。图像形成站中的每一个包含作为可在图中的顺时针方向上旋转地被支持的图像承载部件的鼓形式的电子照相感光部件(感光鼓)1a、1b、1c、1d。感光鼓1a、1b、1c、1d以预定的处理速度(圆周速度)在图中的逆时针方向上旋转。在感光鼓1a、1b、1c、1d周围，设置沿旋转方向基本上依次布置的一次带电器(带电装置)2a、2b、2c、2d、显影器件(显影装置)4a、4b、4c、4d。另外，在感光鼓1a、1b、1c、1d周围，设置转印带电器(转印装置)5a、5b、5c、5d和清洁器件(清洁装置)6a、6b、6c、6d等。

在感光鼓1a、1b、1c、1d之上，设置用于感光鼓1a、1b、1c、1d的图像曝光的曝光器件(曝光装置)3a、3b、3c、3d。

在每一个图像形成站中，感光鼓1a、1b、1c、1d通过一次带电器2a、2b、2c、2d均匀带电，并且通过曝光器件3a、3b、3c、3d被曝光，使得在感光鼓1a、1b、1c、1d上形成静电潜像。静电潜像被显影器件4a、4b、4c、4d可视化为调色剂图像。

以下，当部件或器件被作为整体提到时，或者当不必规定颜色时，例如，它们将被简称为感光鼓1、一次带电器2、曝光器件3、显影器件4、转印带电器5和清洁器件6。

如图2所示，调色剂量传感器(调色剂量检测装置)30(30a、30b、30c、30d)被设置为与图像形成站中的每一个中的感光鼓1(1a、1b、1c、1d)相对。调色剂量传感器30要检测在感光鼓1上形成的调色剂图像的调色剂量，并且被用于确定最大调色剂量条件(一次带电器的栅偏压(grid bias)、显影偏压、激光功率)。

在显影器件4a、4b、4c、4d和清洁器件6a、6b、6c、6d之间的感光鼓1a、1b、1c、1d的下方，设置作为与感光鼓1a、1b、1c、1d接触的记录材料馈送装置的传送带17。传送带17在箭头R17的方向上旋转，承载诸如纸或透明胶片等的记录材料P，以将记录材料P顺序地馈送到感光鼓1a、1b、1c、1d。在图像形成站中在感光鼓1a、1b、1c、1d上形成的调色剂图像通过转印带电器5a、5b、5c、5d被顺序地转印到传送带17上的记录材料P上。

记录材料P是普通纸，因此，记录材料P可在以下的描述和权利要求中被简称为纸，但不限于纸。

图像形成装置还包括多个片材馈送器，更特别而言，包括片材馈送盒12、13、14、可在图2中的箭头R11的方向上抽出的手动插入片材馈送托盘11以及大容量纸台板15。记录材料P通过片材馈送器的片材馈送辊、馈送辊、对齐辊16中的一个被供给到传送带17。

在记录材料P通过传送带17上的图像形成站的同时，在感光鼓1a、1b上形成的颜色图像被顺序地转印到记录材料P上。在转印步骤之后，记录材料P通过分离带电器18与传送带17分离，并且通过作为记录材料引导装置的馈送带19被馈送到定影器件20。

定影器件20包含可被旋转地支撑的定影辊21、在与定影辊21压力接触的状态下旋转的加压辊22、作为分离材料涂敷装置的分离材料涂敷器23和辊清洁器件。在定影辊21和加压辊22内部，分别设置诸如卤素灯之类的加热器(未示出)。热敏电阻器(未示出)分别与定影辊21和加压辊22接触，并且，通过温度控制装置26向各加热器施加的电压被控制，以实现对于定影辊21和加压辊22的表面温度控制。通过定影控制机构25，加压辊22的加压值和定影辊21的表面温度是可变的。

用于驱动定影辊21和加压辊22的驱动电机(未示出)与用于控制定影辊21和加压辊22的旋转速度的速度控制器件27连接，由此控制记录材料P的馈送速度。通过此操作，记录材料P的表面上的未定影调色剂图像被熔融和定影，使得在记录材料P上形成全色图像。上面定影有全色图像的记录材料P通过分离爪(未示出)与加压辊22分离，并且被排出到片材排出托盘24上。

在图2所示的图像形成装置的上部中，设置原稿读取站(图像读取站)28和操作显示屏幕29。原稿读取站28光学扫描在原稿台(未示出)上支撑的原稿，以读取它并且提供各颜色的图像信号。另外，操作显示屏幕29用于通过操作员(用户、服务人员)输入命令并且用于向操作员通知装置的状态。如后面将描述的那样，使用读取装置，检测从图像形成装置输出的自动色调灰度校正图案，并且，改变用于引擎色调灰度校正器的LUT。

调色剂量检测装置：

图3示出作为调色剂量检测装置的调色剂量检测传感器的例子。调色剂量检测传感器30包含具有LED(发光二极管)的发光部分400和包括PD(光检测器)的光接收部分401。光接收部分401包含两个PD并且检测扩散的反射光。

从发光部分400投影到感光鼓1的光Io被感光鼓1的表面反射。反射光Ir被光接收部分401接收，并且输出接收光量信息。在本实施例中使用的感光鼓1是具有平滑表面的鼓。当鼓被调色剂覆盖时，表面是不平滑的。即，随着调色剂量的增加，接收光量增加。利用传感器电压输出的变化，可以检测调色剂量，因此，它可用于将在后面描述的最大调色剂量控制。

被光接收部分401测量的反射光还被LED光量控制器403监视。LED光量控制器403向主控制CPU 311发送反射光Io的光量。在最大调色剂量控制之前，主控制CPU 311基于反射光Ir的接收光量(测量值)调整光量，使得Ir是预定值。

当不实施图像输出操作时，开闭器驱动控制部分407被操作以驱动开闭器部分408，以避免通过调色剂飞散导致的传感器端口污染。

最大调色剂量控制：

(电势控制)

将描述作为最大浓度条件的基础的电势控制。

最大浓度条件要确定带电、潜像和显影条件。

在将在后面描述的调色剂量传感器检测斑块之前，通过电势控制确定目标带电电势(VdT)、栅偏压和显影偏压(Vdc)。通过电势控制处理，可与设置图像形成装置1030的环境条件(包含温度和/或湿度条件)对应地确定带电电势等。

在本实施例中，引擎控制器1049实现作为所谓的二点控制的电势控制。图4示出二点控制的概念。

在图4中，Vd1是第一带电条件(栅偏压为400V)中的带电电势，Vl1是由标准级别的激光功率(激光功率可变范围中的中间值)提供的亮部分电势。另外，Vd2是第二带电条件(栅偏压为800V)中的带电电势，Vl2是由此时的标准激光功率提供的亮部分电势。在这种情况下，可通过下式(1)和(2)计算400V和800V的栅偏压情况下的对比度电势(Cont1、Cont2)。

(Cont1)＝(Vd1-Vl1)…(1)

(Cont2)＝(Vd2-Vl2)…(2)

可基于(1)和(2)的结果由下式(3)计算每带电电势1V的对比度电势的增加量(ContΔ)。

(ContΔ)＝((Cont2-Cont1)/(Vd2-Vd1))…(3)。

另一方面，图像形成装置1030具有未示出的环境条件传感器，该环境条件传感器测量图像形成装置1030中的诸如温度和湿度之类的环境条件。引擎控制器1049基于环境条件传感器的测量结果确定环境条件(例如，绝对水分含量)。然后，从事先提供的环境条件表获得与该环境条件对应的目标对比度电势(ContT)。

可由下式(4)计算目标对比度电势(ContT)和对比度电势的增加量(ContΔ)之间的关系：

ContT＝Cont1+X＊ContΔ…(4)

算出满足式(4)的关系的参数X，然后可由下式(5)计算目标带电电势(VdT)(目标电势)。

VdT＝Vd1+X …(5)。

可由下式(6)计算栅偏压的每1V的带电电势的变化量(VdΔ)：

(VdΔ)＝(Vd2-Vd1)/(800-400)…(6)。

可由下式(7)计算目标电势(VdT)的栅偏压(Y)：

目标VdT＝400+Y＊VdΔ…(7)

在式(7)中，可由式(6)计算Vd，并且，可由式(5)计算VdT。通过代入由式(5)和(6)获得的电势，最终可确定满足式(7)的栅偏压(Y)。

通过以上的过程，可以确定与环境条件对应的目标电势(VdT)、栅偏压(Y)。显影偏压(Vdc)具有预定的电势，并且可通过从目标电势(VdT)扣除预定电势而被算出。

用确定的显影偏压实施随后的图像形成操作。鼓的表面的电势是负的，但是，为了便于理解计算处理，负号被省略。

如此，确定要在图像形成期间使用的栅偏压和显影偏压(Vdc)。

(使用调色剂量传感器的最大调色剂量控制)

将描述使用调色剂量传感器(调色剂量检测装置)的最大调色剂量控制。

由电势控制确定的条件匹配与从事先登记的环境条件表获得的环境条件对应的目标对比度电势。这是用标准机器获得的目标对比度，因此，由于机器的差异或者在长期使用之后，最大浓度在许多情况下不是预定的水平。鉴于此，在本实施例中，设置调色剂量传感器30以检测感光部件上的调色剂量。出于调整本实施例中的最大浓度条件的目的，改变激光功率(LPW)。

在感光部件上形成图5的(a)所示的图案，其中最大调色剂量被改变。例如，用标准值、低20％的水平、低10％的水平、高10％的水平、高20％的水平的光量形成斑块。这种情况下的斑块电势如图5的(b)所示，其中，vl1匹配LPW1(高20％)，并且存在Vl2～Vl5的斑块。

鉴于电势传感器的检测范围，斑块的尺寸为40mm×40mm方形。用PWM(脉冲宽度调制：发光时间)形成斑块，并且，对于斑块之间的区域，PWM为零，并且，对于斑块部分，调整PWM以得到预定的光量。在本实施例中，以每单位像素(600dpi的单个像素)的最长持续时间来发光。

对于各LPW测量斑块电势，并且，由调色剂量传感器30检测调色剂量。图6示出各斑块的Vcont(Vdc-Vl)和调色剂量传感器的斑块检测值。在本实施例中，目标是0.55mg/cm²，并且，从图6的检测结果可知，获得调色剂沉积量的关系，然后用线性插值绘制它们。然后，获得与0.55mg/cm²对应的Vcont。在图6所示的状态中的引擎的情况下，适当的Vcont为230V，并且，通过将LPW增加9％(高+9％)，可使得调色剂沉积量为0.55mg/cm²。

最大调色剂量控制的计算方法被概括如下：

初步准备：Vd通过电势控制而被设为Vdc

(1)以预定的LPW(5点)形成斑块的潜像(带电、激光)：

(2)通过电势传感器检测斑块电势

(3)显影斑块潜像

(4)通过调色剂量传感器检测斑块浓度

(5)获得LPW、斑块电势(Vl)、调色剂量(To)

(LPW、Vl、To)＝

(102水平，150V，0.42mg/cm²)

(115水平，130V，0.45mg/cm²)

(128水平，100V，0.49mg/cm²)

(141水平，80V，0.56mg/cm²)

(154水平，55V，0.59mg/cm²)

(6)将Vl转换成Vcont(Vdc-Vl)

(LPW、Vcont、To)＝

(102水平，165V，0.42mg/cm²)

(115水平，185V，0.45mg/cm²)

(128水平，215V，0.49mg/cm²)

(141水平，235V，0.56mg/cm²)

(154水平，260V，0.59mg/cm²)

(7)从目标调色剂沉积量计算差值(To-0.55)。

(LPW、Vcont、ΔTo)＝

(102水平，165V，-0.13mg/cm²)

(115水平，185V，-0.10mg/cm²)

(128水平，215V，-0.06mg/cm²)

(141水平，235V，0.1mg/cm²)

(154水平，260V，0.4mg/cm²)

(8)提取用于最小正差值的条件和用于最小负差值的条件：

正侧(LPW(+)，Vcont(+)，ΔTo(+))＝

(141水平，235V，0.01mg/cm²)

负侧(LPW(-)，Vcont(-)，ΔTo(-))＝

(128水平，215V，-0.06mg/cm²)

(9)计算To为0.00时的LPW(LPW(T))

LPW(+)-((ΔTo(+)-0)/((ΔTo(+)-ΔTo(-)/(LPW(+)-LPW(-))))

＝139.14286

通过舍入，

＝139

(10)登记电势控制目标：

Vcont(+)-((Vcont(+)-Vcont(-))/(LPW(+)-LPW(-))＊((LPW(+)-LPW(T))

＝231.9231

通过舍入，

＝232

(10)中的电势控制目标的登记是由环境条件表确定的电势控制目标的变化。使用调色剂量传感器的最大调色剂量控制需要斑块的打印，并且，从调色剂消耗量的角度来看，不可能增加这种打印的频率。电势控制不需要为了检测斑块电势而显影调色剂，并且因此，可通过电势控制补偿短时间的变化。将描述频度。

高频度：电势控制。

中间频度：最大调色剂量控制。

低频度(用户启动)：将在后面描述的自动色调灰度校正。

<自动色调灰度校正>

在常规的自动色调灰度校正中，由读取器部分(图像读取站)28读取在纸上打印的色调灰度斑块图像，以检测亮度值，并且，使用事先准备的亮度浓度转换表，读数被转换为浓度信息，然后，LUT被调整以便提供预定的浓度曲线。如上所述，即使沉积相同量的调色剂，浓度也取决于纸的种类而不同。当实现控制以匹配预定的浓度曲线时，在阴影部分的色调梯度中出现不方便(背景技术)。

该现象一般由以下的原因导致：

(a)纸的颜色(分光特性)不同。

(b)熔融的程度取决于纸厚度而不同。

(c)纸表面特性(不平滑的有结的坑和突起)不同。

通过在光(Io)以45度入射时计算0度处的光(Ii)的百分比，获得浓度，并且，随着扩散反射成分的减少，浓度增大。

浓度＝-log(Ii/Io)。

关于(a)，如图7所示，即使用相同的图案沉积相同的量的相同的调色剂，反射率也受到纸白色程度(分光反射率(图7(C))的影响。在图7的情况下，非标准纸表现出高的浓度。因此，由读取器部分28检测的浓度受到影响。

关于(b)，图8示意性地说明该现象。图像形成装置接受预定范围的基重，例如，64～128g/m²。取决于厚度的差异，即使在纸上沉积相同量的相同的调色剂，向定影器件中的调色剂施加的热量和压力也不同。因此，随着纸的厚度的增大，调色剂颗粒的形状变得更接近球形，结果是扩散反射成分的增加。在图8的标准纸的情况下，分光反射成分增大，并且，该扩散反射成分减少。因此，扩散反射量改变，因此，由读取器部分28检测的浓度受到影响。

关于(c)，如图9所示，沉积调色剂以便遵循纸的不平滑的形状。因此，当纸平滑时，调色剂颗粒的表面也是平滑的，并且如果纸的平滑性较差，那么不平滑性被反映。即使调色剂的沉积量相同，由于扩散反射量取决于纸表面的不平滑而不同，因此，由读取器部分28检测的浓度不同。

此外，胶印(offset printing)和电子照相型打印在透过浓度方面显著不同。胶印中的透过浓度比电子照相型打印中的低。换句话说，更多地出现背景(纸)。

发明人用81.4g/m²的CLC片材，使用可从日本佳能株式会社得到的imagePressC1和胶印印刷机，研究了黑色的透过浓度。所使用的透过浓度计是X-Rite361t。胶印印刷机中的片材以外的条件是JapanColor基准。更特别而言，用JapanPapar进行调整以满足JapanColor，并且，在CLC片材上打印纯色斑块。

以下的表示出通过从纯色斑块的透过浓度的绝对值扣除纸的透过浓度的绝对值而获得的墨和调色剂的透过浓度。

表1

将理解，电子照相型中的调色剂的透过浓度表现出高的透过浓度，即，透过因子低。其原因在于着色剂材料、着色剂的分散特性、接合层的厚度。在胶印的情况下，接合材料层的厚度为1μm～2μm，而在调色剂的情况下，它为5μm～10μm。差值被反映为透过浓度的差值。

如所述的那样，电子照相型打印和胶印在纯色图像浓度周围的影响方面不同，但是，已使用相对浓度来实现自动色调灰度校正。通过均匀地整个浓度区域上扣除纸浓度而获得相对浓度，因此，在高浓度周围，扣除太多。

在本实施例中，浓度信息被转换成半色调点面积率(半色调点面积百分比，或者，简称为半色调点百分比)，使得即使当浓度检测结果取决于纸的种类而不同时也可实施引擎色调灰度校正。

通过使用半色调点百分比，纸浓度的影响在高亮部分中会较大，而在阴影部分中会较小。

提供半色调点百分比的一个预定目标，并且，准备LUT以满足其半色调点百分比。通过该结构，即，通过取决于色调灰度而改变纸的反射率的影响程度并且通过校正以提供预定的色调灰度特性，可以不增加存储器成本而提供基本上没有阴影部分的不连续色调灰度特性的平滑的色调灰度特性，由此提供高图像质量图像形成装置。

参照图10的流程图，将描述本实施例的自动色调灰度校正。

通过由用户或服务人员按压图11所示的操作画面上的色调灰度校正键，开始自动色调灰度校正。

当按压色调灰度校正键时，图像形成装置完成电势控制和最大调色剂量控制。

程序ROM 1034的斑块产生部分在纸上打印图12所示的包含CMYK颜色的64色调灰度测试图案，并且，读取器部分28读取斑块的亮度信号。色调灰度测试图案的浓度使得右上端部分具有最高的浓度，并且，左下端部分具有最低的浓度，浓度从右到左逐渐减小并且从上到下减小。四条线是对于一种颜色的一个组，并且，对于青色、品红色、黄色和黑色准备四个组。

读取信号形成图13所示的曲线。在该图的曲线图中，横轴表示输入信号，纵轴表示由读取器读取的亮度值。读取器部分28的亮度值255与1.60的浓度对应。(以StatusT、白色封装、Visual滤波器、绝对值基准通过Xrite500系列计算浓度)。在描述中，黑色(K)被取为代表。

图14是读取器部分28的亮度值与在标准纸上形成的斑块图像的规格化浓度值的关系绘图，其中，浓度基于与1.60对应的255而被规格化。使用亮度浓度转换表，检测的亮度值被转换成浓度值。

图15示出相对于输入信号的使用图14的亮度浓度转换表的打印机的色调灰度特性，其中，横轴表示输入信号值，纵轴表示浓度值。在常规的图像形成装置中，浓度信息通过从中扣除纸浓度而被转换成相对浓度，并且，准备LUT以满足希望的相对浓度目标。

参照图16，图15的浓度值使用将在后面描述的Murray-Daviess公式而被转换成半色调点面积百分比，并且相对于输入信号被绘图。通过这种使用Murray-Daviess公式的向半色调点面积百分比信息的转换，即使最大读取浓度取决于纸的类型改变，最大浓度部分的半色调点面积百分比也为100％。此外，纸的浓度为0％，背景的颜色没有影响，并且，可对于色调灰度全体补偿由于纸种类差异导致的浓度差。

该曲线图基于与255对应的半色调点面积100％。

Murray-Daviess公式：

半色调点面积百分比

＝(1-10^(-Dt))/(1-10^(-Ds))＊100

Ds＝(最大浓度-纸浓度)

Dt＝(半色调点浓度-纸浓度)

半色调点浓度是色调灰度图案的测量浓度，并且，最大浓度是色调灰度图案的最大浓度。

图17示出基于图16的半色调点面积百分比、目标曲线和用于提供目标的LUT而准备的打印机色调灰度特性。在本实施例中，目标曲线是使得当输入信号(输入的半色调点面积百分比)为50％时输出信号即输出的半色调点面积百分比为70％即点增益特性为20％的色调灰度曲线。

LUT被存储于引擎色调灰度校正表存储部分1050中，并且在正常图像形成期间被引擎色调灰度校正执行部分1042使用。

图18示出使用图17的LUT(半色调点面积百分比目标)的浓度色调灰度特性和使用根据使用相同的非标准纸制备的常规浓度目标制备的LUT的浓度色调灰度特性。

通过常规的方法，由于调整是要满足浓度值，因此，在由(a)和(b)表示的部分处，色调灰度不连续特性是不可避免的。

另一方面，通过基于半色调点面积百分比准备LUT以满足预定的半色调点面积百分比目标，可以在色调灰度范围全体上适应片材的差异。即，纸的反射率的影响程度取决于色调灰度而被改变，并且被校正为自动色调灰度校正控制不受纸的影响的预定的色调灰度特性。预定的色调灰度特性是在预定范围内具有点增益特性的色调灰度。点增益特性是输入的半色调点面积百分比和输出的半色调点面积百分比之间的差。

(实施例1的验证)

将描述使用实施例1的Murray-Daviess公式的自动色调灰度校正。在验证中，将确认在取决于色调灰度而改变色调梯度和背景的影响程度的同时实现本发明的目的。

纸1：Canon-office planner 68m²(普通纸)

纸2：用于Canon-PPC的彩纸68g/m²粉红(彩纸)。

图案打印器件种类：ImagePress C1

颜色：黑色

处理方法：实施例1的自动色调灰度校正。

图19示出在上述的条件下打印的输入信号(输入半色调点面积百分比)和浓度之间的关系。实线表示纸1，虚线表示纸2。它们处于相同的条件下，并且，它们的厚度(基重)相同，因此，纯色图像的浓度基本上相同。但是，高亮部分受纸的颜色影响，并且，在彩纸的情况下，浓度为约0.2，并且，在普通纸的情况下，浓度为约0.07，即，存在0.13的差值。

图20示出使用Murray-Daviess公式从图19的数据转换的半色调点面积百分比。作为结果，不存在依赖于纸差异的差值。即，纸浓度差值0.13已被去除。在上述的实施例1中，仅使用一个半色调点百分比目标，并且，产生相同的LUT。图21示出由作为输入半色调点面积百分比和输出半色调点面积百分比之间的差值的点增益特性(点增益％)所表达的结果。相同的LUT可成功用于不同的纸片材。

在常规的例子中，当在使用相对浓度目标的自动色调灰度校正时使用彩纸时，纯色图像浓度被视为较低。即，白纸和彩纸之间的浓度差0.13被施加于纯色图像浓度。作为结果，浓度比期望的低，并且，产生图29所示的非标准纸B的LUT。即使实施终端校正，转折点处的不连续性也是不可避免的。

通过自动色调灰度校正方法，即使当如彩纸的情况那样存在极端的差值时，也可实现没有不连续性的自然色调梯度。

在另一方面，在纯色浓度部分中不出现纸的影响。另一方面，在高亮部分中，通过计算处理适应纸的种类的差异。换句话说，取决于色调灰度(半色调点百分比)修改纸的浓度的影响(纸的反射率的影响)的程度。纸的影响程度在高亮部分中较高并且在阴影部分中较低，由此，实现不受纸的差异影响的自动色调灰度校正方法。

<实施例2>

在实施例2中，Murray-Daviess公式被修改，以提供更加多用的自动色调灰度校正方法。与实施例1相同的处理将被省略。

纸1：Canon-office planner 68m²(普通纸)

纸2：用于Canon-PPC的彩纸(厚型)125g/m²蓝色(彩纸)。

图案打印器件种类：ImagePress C1

颜色：黑色

处理方法：实施例1的自动色调灰度校正。

纸1与在实施例1中的验证中使用的纸类似，并且，纸2的颜色和厚度(基重)不同。由于出现关于实施例1在图8中所示的现象，因此，纸2的情况下的纯色图像浓度较低(图22)。纸的浓度差为约0.1。

在这些条件下，实施实施例1的自动色调灰度校正，并且，分析输出斑块图像的浓度，在图23中示出其结果。

乍看上去，匹配挺好，但是，在半色调范围中出现半色调点百分比的偏离。考虑该结果，准备LUT以便满足半色调点百分比目标，并且，研究点增益特性，然后，在图24中示出研究的结果，其中，精度比在实施例1中的验证中使用的彩纸的情况中差。

与常规的例子相比，色调梯度得到改善，但是，引擎色调灰度校正的结果取决于纸的种类而不同。出于这种原因，用不同的纸的片材(纸1和纸2)实施自动色调灰度校正，当在另一纸上实现打印时，在半色调范围中出现浓度差。该事实表明，当纸的浓度和纯色图像浓度均与白色不同时，Murray-Daviess公式的精度受到限制。

Murray-Daviess公式如下，其中，Ds和Dt与常规的相对浓度相同。因此，不能补偿阴影部分中的浓度差。

Murray-Daviess公式：

半色调点面积百分比

＝(1-10^(-Dt))/(1-10^(-Ds))＊100，

Ds＝(最大浓度-纸浓度)

Dt＝(半色调点浓度-纸浓度)

在本实施例中，在两个阶段中实现计算以适应阴影部分中的浓度差。

第一计算：

第一半色调点面积百分比

＝(1-10^(-Dt1))/(1-10^(-Ds1))＊100，

Ds1＝(最大浓度-纸浓度)

Dt1＝(半色调点浓度-纸浓度)

第二计算：

半色调点面积百分比

＝(1-10^(-Dt2))/(1-10^(-Dt2))＊100，

Ds2＝(最大浓度-纸浓度＊(100-第一半色调点面积百分比))

Dt2＝(半色调点浓度-纸浓度＊(100-第一半色调点面积百分比))

第一计算与使用Murray-Daviess公式的实施例1相同，以获得第一半色调点面积百分比，通过利用第二计算相对于纸浓度加权而修改第一半色调点面积百分比。

图25示出第二计算的结果。已确认曲线的半色调点面积百分比相同。如果通过两个步骤准备半色调点面积百分比目标，那么，不管纸的浓度和纯色图像浓度的差值如何，都可准备相同的色调灰度校正表，并且，点增益曲线表现出相同的特性。

以这种方式，使得纸浓度的影响程度在高亮部分和阴影部分之间不同，并且，计算半色调点面积百分比，由此实现高度多用的自动色调灰度校正。

<实施例3>

在实施例1中，在基重相同并且存在浓度差的情况下，提供准确的自动色调灰度校正方法。除了实施例1，在实施例2中，即使当纯色图像浓度也由于基重的差异而不同时，自动色调灰度校正方法还是多用的。

从计算处理或存储器容量的角度，与常规的浓度计算相比，实施例2包含第一半色调点百分比计算和第二计算(实施例1中的一个转换计算)，因此，实施例2导致处理时间和临时存储器的存储量的增加。

在实施例3中，改变计算的内容，以避免处理时间和/或存储量的增加。

表2

在^＊1中，条件基本上用于基准纸，因此，没有出现由于纸的不同导致的不方便，并且，在与现有技术相同的浓度下执行计算。关于^＊2，由于尽管没有在实施例1或2中描述但是取决于基重差的浓度差的产生量比取决于介质浓度差的浓度差的产生量小，因此实施例1的第一计算被视为足够。^＊3的计算与实施例1的相同。^＊4的计算与实施例2的相同。

对于实际的切换，图26的阴影部分被添加到图1的引擎色调灰度校正表准备部分的程序中。

执行了最大调色剂量控制的CPU 1033为了在纸上打印用于自动色调灰度校正的64斑块图像而获得纸的特性，并将其暂时存储于RAM 1050中。与实施例1类似，实施通过读取器部分的64斑块图像的读取和亮度浓度转换。

在作为经转换的浓度信息的64条斑块信息中，纸白色部分的浓度即0信号值被提取，并且，辨别它是否小于0.1。如果它小于0.1，那么检查基重，并且，如果它小于90g/m²，那么在这种状态下准备LUT。如果它不小于90g/m²，那么通过实施例1的计算进行向第一半色调点百分比的转换，并且，准备LUT。

由于纸浓度不小于0.1，因此，纸浓度的影响是大的，因此，实施半色调点百分比计算(实施例1和实施例2的第一计算)。如果基重小于90g/m²，那么，产生LUT，并且，如果它不小于90g/m²，那么执行实施例2的第二计算，并然后产生LUT。

在上述的处理流程中，可取决于必要性(纸的基重和纸的浓度)自动选择对于LUT的计算方法。

在本实施例中，取决于纸浓度和纸基重的自动检测的结果，切换计算方法，但是，可响应用户指令进行切换。

<实施例4>

为了抑制浓度不连续性并提供良好的色调梯度可再现性，执行半色调点百分比计算。当原稿处于屏幕上并且被打印出来时，本发明是特别有效的。在屏幕上，使用通过RGB的加法混色，并且，在打印上，出现需要基准光的减法混色(物体色)。虽然着色的机制不同，但是，一般的用户几乎不期望屏幕上的浓度和打印上的浓度之间的严格一致。

但是，在复印的情况下，原稿文档是打印纸或打印机输出件，即，颜色均是物体色。很容易地比较输出打印件与原稿的浓度可再现性，并且在相当多的情况下期望忠实的再现。

因此，在本实施例中，用于复印的LUT产生方法是要对于常规的浓度目标调整色调灰度，并且，用于打印机的LUT产生是要对于半色调点面积百分比目标调整色调灰度。

图27基于实施例4示出该特征。使用浓度转换之后的斑块信号，取决于浓度状态产生用于复印的常规LUT。同时，取决于纸的浓度和/或其基重，选择计算方法，进行预定的半色调点百分比计算(仅仅是第一计算，或者，第一计算加第二计算)，并且，结果作为用于打印机的LUT被存储于表存储部分中。

在实际操作中，CPU 1033将指示是打印机还是复印的信息发送到引擎色调灰度校正执行部分1042，并且，使用存储于引擎色调灰度校正表存储部分中的LUT形成图像。

在本发明的打印机图像形成中，基于从图1的主机计算机1001输入的打印信息，由图像信息产生部分1041产生图像对象，该图像对象通过位图图像展开和传送部分1040被转换成位图数据，通过程序ROM 1034中的引擎色调灰度校正执行部分1042经受色调灰度校正，然后被发送到引擎部分1036。

另一方面，在复印图像形成中，原稿被图2的原稿读取站28读取，被发送到打印机控制器，由引擎色调灰度校正执行部分1042进行用于复印的色调灰度校正，然后被发送到引擎部分1036并且被输出。

在本实施例中，伪半色调处理图案对于打印机和复印是共同的，因此，准备两个LUT，但是，如果用于打印机和复印的伪半色调处理图案相互不同，那么不必对于一个伪半色调处理图案准备两个LUT。

<实施例5>

为了提高可用性，可如图28和图29所示的那样向用户提示选择。在这种情况下，在重视浓度的情况下使用常规的浓度产生LUT，并且，在重视色调灰度的情况下使用实施例1或实施例2。

如前所述，提供一种图像形成装置，在该图像形成装置中，避免在非标准纸的自动色调灰度校正中出现的阴影部分的色调灰度不连续特性，并且能够对于非标准纸进行引擎色调灰度校正。

在每一个实施例中，彩色图像形成装置为直接转印型装置，但是，本发明不限于这种装置。

例如，本发明适用于中间转印型的彩色图像形成装置。在这种图像形成装置中，调色剂图像从图像形成站的图像承载部件被一次转印到诸如中间转印带之类的中间转印部件上，然后，调色剂图像被一起转印到记录材料(纸)上以提供彩色图像。

关于中间转印型的彩色图像形成装置，装置不限于彩色图像形成装置，它可以为实施所述实施例1、2的自动色调灰度校正控制的单色图像形成装置，由此，可提供高质量图像。

[工业实用性]

根据本发明，提供不增加存储器成本并且不使用标准纸而通过借助高可用性引擎色调灰度校正来抑制图像缺陷而实现高图像质量的图像形成装置。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.一种图像形成装置，包括：

图像形成站，用于在记录材料上形成图案图像；

图像读取站，用于读取通过所述图像形成站在记录材料上形成的图案图像；和

色调灰度校正器，用于基于由所述图像读取站读取的图案图像的浓度来计算半色调点面积特性，并且基于所述半色调点面积特性来执行所述图像形成站的色调灰度校正。

2.根据权利要求1的图像形成装置，其中，所述色调灰度校正器执行色调灰度校正，使得点增益特性在预定范围内。

3.根据权利要求2的图像形成装置，其中，所述点增益特性为输入半色调点面积百分比和输出半色调点面积百分比之间的差值。

4.根据权利要求3的图像形成装置，其中，所述输出半色调点面积百分比由下式确定：

(1-10^(-Dt))/(1-10^(-Ds))＊100，

这里，Ds＝最大浓度-纸浓度

Dt＝半色调点浓度-纸浓度。

5.根据权利要求3的图像形成装置，其中，所述输出半色调点面积百分比由下式确定：

(1-10^(-Dt2))/(1-10^(-Ds2))＊100，

这里，Ds2＝(最大浓度-纸浓度＊(100-第一半色调点面积百分比))

Dt2＝(半色调点浓度-纸浓度＊(100-第一半色调点面积百分比))

第一半色调点面积百分比＝(1-10^(-Dt))/(1-10^(-Ds))＊100

Ds＝(最大浓度-纸浓度)

Dt＝(半色调点浓度-纸浓度)。

6.根据权利要求1的图像形成装置，其中，所述图像形成站在图像承载部件上形成静电潜像，通过显影装置将静电潜像可视化为调色剂图像，并且将所述调色剂图像转印在纸上。

7.根据权利要求1的图像形成装置，其中，当实现对于复印图像的色调灰度校正时，所述色调灰度校正器对于色调灰度特性实现色调灰度校正处理，并且，当实现对于打印机图像的色调灰度校正时，所述色调灰度校正器对于半色调点面积特性实现色调灰度校正处理。

Claims

1.一种图像形成装置，包括：

图像形成站，用于在记录材料上形成图案图像；

(1-10^(-Dt))/(1-10^(-Ds))＊100，

这里，Ds＝最大浓度-纸浓度

Dt＝半色调点浓度-纸浓度。

(1-10^(-Dt2))/(1-10^(-Ds2))＊100，

Dt2＝(半色调点浓度-纸浓度＊(100-第一半色调点面积百分比))

第一半色调点面积百分比＝(1-10^(-Dt))/(1-10^(-Ds))＊100

Ds＝(最大浓度-纸浓度)

Dt＝(半色调点浓度-纸浓度)。

7.一种图像形成装置，包括：

图像形成站，用于在记录材料上形成图案图像；

色调灰度校正器，用于基于由所述图像读取站读取的图案图像来执行所述图像形成站中的色调灰度校正，

其中，当实现对于复印图像的色调灰度校正时，所述色调灰度校正器对于浓度特性实现色调灰度校正处理，并且，当实现对于打印机图像的色调灰度校正时，所述色调灰度校正器对于半色调点面积特性实现色调灰度校正处理。