CN102279535A - 能够进行精确灰度校正的图像形成设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种能够在调色剂浓度检测单元无法测量的浓度范围内进行精确灰度校正的图像形成设备。打印机单元在图像承载构件上形成灰度图案。浓度检测传感器检测灰度图案的浓度。基于浓度检测传感器检测到的灰度图案的浓度，计算用于校正图像数据的灰度的第一校正值，并且基于所估计出的在图像承载构件上形成调色剂图像所用的调色剂的状态，计算用于校正图像数据的灰度的第二校正值。输出伽玛校正单元基于第一校正值校正调色剂图像的低浓度范围内的浓度，并且基于第二校正值校正调色剂图像的高浓度范围内的浓度。

Description

能够进行精确灰度校正的图像形成设备

技术领域

本发明涉及诸如打印机或复印机等的例如通过电子照相进行图像形成的图像形成设备。

背景技术

在例如通过电子照相进行图像形成的打印机和复印机等中，已知有用于通过读取形成在记录材料上的图像图案并进行浓度校正和灰度校正而将图像质量调整至期望特性的校准。例如，在日本特开昭62-296669和日本特开昭63-185279中，作为来自图像形成设备的输出图像的校准方法，已提出了如下技术：读取形成在记录材料上的特定图案的诸如浓度和色度等的图像信息，然后将该图像信息反馈至图像形成条件，以改善图像质量。

此外，在日本特开平07-261479中，已提出如下的图像校准：通过充电偏置电压和显影偏置电压控制潜像电位和显影对比电位以校正最大图像浓度，并且改变灰度校正表以校正灰度特性。

在上述的日本特开昭62-296669、日本特开昭63-185279和日本特开平07-261479中，尽管使用在记录材料上形成的用于灰度校正的图案来进行灰度校正，然而这需要用户将形成有该图案的记录材料放置在原稿台玻璃上，并使图像读取器单元读取该图案，由此耗费了用户的大量时间和精力。为消除这种不便，例如，还提出并实现了通过光学地检测形成在诸如感光构件或中间转印构件等的图像承载构件上的调色剂图像的调色剂量来进行校正的方法。

然而，光学地测量调色剂量的检测单元具有如下的特性：如果诸如感光构件或中间转印构件等的图像承载构件的表面覆盖有预定量的调色剂，则即使当数量大于预定量的调色剂附着至该表面时，也难以检测到调色剂量的差异。例如，图16A中的“a”示出图像承载构件的表面覆盖有单层调色剂、并存在未覆盖区域的状态。图16A中的“b”示出图像承载构件的表面均匀覆盖有单层调色剂的状态。图16A中的“c”示出图像承载构件的表面覆盖有两层调色剂的状态。

图16B是来自光学检测单元的输出相对于如通过光学检测单元测量上述“a”、“b”和“c”中各状态的图像承载构件表面上的调色剂所获得的附着调色剂量的图，其中，横轴表示附着调色剂量，并且纵轴表示来自光学检测单元的输出。

根据图16B中的图，尽管在状态“a”和“b”之间，输出存在大的差异，但在状态“b”和“c”之间，输出的差异较小。由于这个原因，传统上，在比生成输出的差异(可以读取该差异)的范围更高的浓度范围中，将灰度校正的执行限制到可以通过一次直线近似该差异或者可以读取该差异的范围。这导致了如下问题：在使用光学检测单元进行灰度校正时，高浓度范围内的测量的精度低或者不可以进行该测量。

发明内容

本发明提供了能够在调色剂浓度检测单元无法测量的浓度范围内进行精确灰度校正的图像形成设备。

本发明提供了一种图像形成设备，用于根据图像数据在图像承载构件上形成调色剂图像，所述图像形成设备包括：图像形成单元，用于在所述图像承载构件上形成灰度图案；浓度检测单元，用于检测所述图像形成单元所形成的灰度图案的浓度；第一计算单元，用于基于所述浓度检测单元检测到的灰度图案的浓度来计算用于校正所述图像数据的灰度的第一校正值；第二计算单元，用于估计所述图像形成单元在所述图像承载构件上形成调色剂图像所利用的调色剂的状态，并且基于估计出的调色剂的状态来计算用于校正所述图像数据的灰度的第二校正值；以及校正单元，用于基于所述第一校正值来校正所述调色剂图像的低浓度范围内的浓度，并且基于所述第二校正值来校正所述调色剂图像的高浓度范围内的浓度。

根据本发明，可以在调色剂浓度检测单元无法测量的浓度范围内进行精确灰度校正。

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

图1示出根据本发明第一实施例的图像形成设备。

图2是出现在图1中的读取器图像处理器和打印机控制器的示意性框图。

图3是第一实施例中的校准处理的流程图。

图4示出在图3的校准处理中使用的转换表的例子。

图5A～5C示出图3的校准处理中的输入浓度与输出浓度之间的关系。

图6A和6B示出在图3的校准处理中使用的伽玛校正表的例子。

图7示出显影对比电位与附着调色剂量之间的关系。

图8A～8C是通过根据第一实施例的图像形成设备形成查找表(LUT)的方法的概念图。

图9A～9C是通过根据本发明第二实施例的图像形成设备形成查找表(LUT)的方法的概念图。

图10是通过根据本发明第三实施例的图像形成设备执行的第三校准处理的流程图。

图11A是示出灰度校正时的特性转换的例子的图，以及图11B是示出灰度校正时的图像图案的例子的图。

图12是示出操作面板的显示的例子的图。

图13A～13C是用于说明通过根据第三实施例的图像形成设备形成查找表(LUT)的方法的概念图。

图14A和14B是示出在根据本发明第四实施例的图像形成设备中所使用的、与低线数网屏和高线数网屏相关联的校正比率系数表的各例子的图。

图15A和15B是示出在根据本发明第五实施例的图像形成设备中所使用的、与不同的使用条件相关联的校正比率系数表的各例子的图。

图16A是示出调色剂如何附着的例子的图，以及图16B是示出来自浓度检测传感器的输出与附着调色剂量的关系的图。

具体实施方式

现在，将在下文参考示出本发明各实施例的附图详细说明本发明。

图1是示出根据本发明第一实施例的图像形成设备的图。

在图1中，根据本发明第一实施例的图像形成设备例如由包括多个感光鼓(感光构件)的电子照相彩色复印机来实现，并且该图像形成设备包括读取器单元A和打印机单元B。

首先，将说明读取器单元A。

用来自光源103的光照射放置在原稿台玻璃102上的原稿101，并且来自原稿的反射光穿过光学系统104，以在CCD传感器105上形成图像。包括光源103、光学系统104和CCD传感器105的读取单元在图1中的箭头k1所示的方向上进行扫描，从而将原稿转换为以线为单位的电信号数据行。

通过读取器图像处理器108对由CCD传感器105所获得的图像信号(图像数据)进行图像处理，然后将该图像信号传送至打印机控制器109进行预定图像处理的打印机单元B。注意，打印机控制器109还对经由电话线或网络等从打印服务器等输入至图像形成设备的图像信号进行图像处理。

然后，将说明打印机单元B。

在打印机控制器109中，从读取器图像处理器108输入的图像信号被转换为脉冲宽度调制(PWM)激光束，然后输出至多面扫描器110。多面扫描器110经由多个镜将输出激光束各自照射到各感光鼓121、131、141和151中相关的一个图像承载构件上，从而在各感光鼓的轴向方向上进行扫描。

黄色(Y)图像形成单元120、品红色(M)图像形成单元130、青色(C)图像形成单元140和黑色(Bk)图像形成单元150形成各相关颜色的图像。图像形成单元120～150在结构和操作上大致相同。因此，在下文，将以图像形成单元120作为代表进行详细说明，并且省略对其它图像形成单元的说明。

在图像形成单元120中，来自多面扫描器110的激光束在感光鼓121的表面上形成静电潜像。一次充电器122将感光鼓121的表面充电至预定电位以使其准备好用于形成静电潜像。显影装置123对感光鼓121上的静电潜像进行显影，从而形成调色剂图像。转印刮板124从转印带111的背面进行放电，从而将感光鼓121上的调色剂图像转印至转印带111的记录材料上。

将调色剂图像转印至转印带111之后，通过清洁器127清洁感光鼓121的表面，并且通过辅助充电器128去除感光鼓121上的电荷，此外，通过预曝光灯129去除感光鼓121上剩余的残留电荷，以使得一次充电器122可以再次对感光鼓121进行适当充电。

此外，通过转印带111输送其上转印有调色剂(Y)图像的记录材料，然后将在M、C和Bk图像形成单元130～150上形成的各颜色的调色剂图像分别顺次转印至记录材料上，从而在记录材料的表面上形成四色图像。

已穿过图像形成单元150的记录材料由电荷消除器112去除其电荷，然后从转印带111进行分离。在记录材料从转印带111进行分离后，通过转印带电荷消除器115去除转印带111的电荷，然后通过带清洁器116清洁转印带111，从而使转印带111准备好用于再次吸附记录材料。通过预定影充电器113对分离后的记录材料充电，从而补充调色剂附着力以防止图像干扰的发生，然后通过定影装置114定影调色剂图像。

在各感光鼓121、131、141和151的附近，将光学传感器160a、160b、160c和160d设置在与感光鼓相对的各位置。光学传感器160a～160d各自为用于光学地测量形成在感光构件上的调色剂图像的附着调色剂量的浓度检测单元的例子。

图2是出现在图1中的读取器图像处理器108和打印机控制器109的示意性框图。

当通过使用CCD传感器105读取原稿所获得的亮度信号被输入至读取器图像处理器108时，通过图像处理(亮度-附着调色剂量转换)部1081将这些亮度信号转换为浓度信号。此外，对于来自设置在与感光鼓121～151相对的各位置处的光学传感器(下文称之为“浓度检测传感器”)160a～160d的输出信号，当被输入至读取器图像处理器108时，也通过图像处理(亮度-附着调色剂量转换)部1081将这些输出信号转换为浓度信号。

输入装置颜色处理部1092从输入自CCD传感器105的亮度信号和输入自浓度检测传感器160a～160d的输出信号中提取针对C、M、Y和Bk各颜色的亮度信息(亮度信号)。

查找表(LUTid_r)1098是用于计算与从CCD传感器105输入的各亮度信号相关联的浓度的转换表，并且将从输入装置颜色处理部1092传送来的亮度信号转换为浓度信号值。查找表(LUTid_nodo)1099是用于计算与从浓度检测传感器160a～160d输入的各信号相关联的浓度的转换表，并且将来自浓度检测传感器160a～160d的输出信号转换为浓度信号值。

在打印机控制器109中，图像处理(输出装置颜色处理，10位转换)部1091是输出直接映射部，并且针对输入图像信号，根据相关表计算使图像形成设备以正确的颜色输出图像的C、M、Y和Bk的混合量。注意，当图像信号从打印服务器等输入至打印机控制器109时，图像处理部1091和输出伽玛校正单元1094对图像信号分别进行图像处理和适合于输出特性的颜色处理，从而通过理想的图像处理及理想的打印机输出特性获得了期望的输出。

尽管输入至图像处理部(输出直接映射部)1091的输入信号的最大灰度数局限于与8位相对应的数量，然而在图像处理部1091中，将灰度数扩展为与10位相对应的数量，并且直到通过下文所述的抖动处理单元1095进行的抖动处理为止，持续对信号进行10位处理。

输出伽玛校正单元1094包括查找表(LUTa)1094a和查找表(LUTc)1094c，并且进行校正以同时确保适当的灰度特性和打印机操作这两者，从而将打印机单元B调整至理想特性。LUTa1094a和LUTc 1094c是通过下文将详细说明的图像控制(校准)所生成的10位转换表(浓度校正特性)，并且LUTa 1094a和LUTc1094c用于改变打印机输出的伽玛特性。

通过抖动处理(4位转换)单元1095对从输出伽玛校正单元1094输出的信号进行抖动，然后将这些信号顺次传送至PWM单元1096。抖动处理单元1095进行用于将每一个10位图像信号转换为4位数据的半色调处理。此外，抖动处理单元1095具有多个抖动处理电路，以根据图像信号的属性来改变分辨率。

PWM单元1096根据在抖动处理单元1095通过抖动所获得的4位数据进行PWM控制，并将指示发送至激光驱动器1097。激光驱动器1097响应于来自PWM单元1096的指示，将半导体激光束以所设置的光量输出至多面扫描器110。

在下文，将对作为本发明的特征的图像形成条件的控制进行说明。

本发明的特征在于：在整个浓度范围内精确地进行灰度控制(校准)。在本实施例中，将参考图3说明第一校准和第二校准。

图3是第一实施例中的校准处理的流程图。

图3的步骤S110～S114的第一校准(第一校正)是使用浓度检测传感器160a～160d的校准。即，通过将来自浓度检测传感器160a～160d的输出信号通过如图4所示的转换表(LUTid_nodo)1099来计算薄片上的浓度，其中，图4的纵轴表示浓度检测传感器亮度ir，并且横轴表示薄片上的浓度。在感光鼓上形成通过LUTa进行校正以使得灰度特性与目标浓度一致的灰度图案，并且在存储器(未示出)中预先存储通过浓度检测传感器160a～160d所读取的调色剂浓度。将这时的LUTa定义为查找表(LUTa0)，并且在图5A中由“目标”来表示。

在图5A所示的图中，横轴表示输入至图像形成设备的浓度信号值，并且纵轴表示从图像形成设备输出的浓度。

当图像形成设备处于中心状态时，如果在没有进行输出伽玛校正的情况下进行输出，则输出示出如图6A的实线所示的特性。图6A的特性的逆变换为图6B的实线所示的LUTa0。注意，图像形成设备的中心状态意图是指与图像形成设备的图像创建条件相关的所有项处于变化的中心的状态。例如，中心状态是指如下的状态：调色剂(显影剂)量的变化处于中心，充电器的高电压相对于设置的偏差是0，并且显影装置与感光构件之间的距离是设计范围内的中心值。

通过将输入至图像形成设备的浓度信号经由LUTa0进行输出，可以以图6A的虚线所示的目标浓度来再现图像。注意，输入至图像形成设备的浓度信号是已从CCD传感器105或浓度检测传感器160a～160d输入的并已传递至图像处理部1091的信号值。通过参考LUTa0来转换这些信号值，并且对这些信号值进行抖动处理、PWM处理和通过激光驱动器的处理，从而进行图像形成。

再次参考图3，当用户指示或者所打印的薄片数达到预定值时，开始第一校准(步骤S110)。图像形成设备在各感光鼓上形成通过LUTa0校正得到的灰度图案(步骤S111)，并且浓度检测传感器160a～160d各自测量相关感光鼓上的调色剂浓度(步骤S112)。

然后，输出伽玛校正单元1094相对于各输入浓度信号值来绘制读取浓度值(参见图5A)。然后，输出伽玛校正单元1094与对应于各输入浓度信号值的目标浓度值相关联地绘制读取浓度值(参见图5B)。然后，计算各输出浓度值与相关目标浓度值的比的倒数，从而计算、即定义校正系数查找表(LUTb1)，其中在LUTb1中，该比的倒数、即用于将输出浓度转换为目标浓度的校正系数的值与各输入浓度信号值相关联(步骤S113，参见图5C)。

然后，输出伽玛校正单元1094针对各输入浓度信号值，计算输出校正表LUTb1的校正系数与1之间的差。然后，输出伽玛校正单元1094计算、即定义如下的校正系数调整表LUTb1’，在LUTb1’中，通过将上述差乘以下文所述的校正比率系数的相关值所获得的调整校正系数与各输入浓度信号值相关联(步骤S114)。

图3的步骤S115～S118中的第二校准(第二校正)是基于调色剂状态进行的校准。根据调色剂上的电荷量和施加至该调色剂的电场强度来确定要飞散至感光构件的调色剂量。在假定显影装置与感光构件之间的距离固定的情况下，基于作为施加至显影装置的DC成分与已充电的感光构件的曝光部分处的电位VL之间的差的显影对比Vcont的大小来确定电场强度。图7示出通过针对要由调色剂保持的各电荷量、相对于横轴上的显影对比电位而在纵轴上绘制附着调色剂量所形成的LUT(查找表)，其中在该LUT中，附着调色剂量的值分别与显影对比电位的值相关联。

参考图3，开始第二校准(步骤S115)，并且在Vcont已知的状态下测量感光构件上的附着调色剂量，从而估计调色剂所保持的电荷量(步骤S116)。

在图像形成设备中，存储有基于图7的LUT所定义的LUTb2电荷量映射图。输出伽玛校正单元1094基于该映射图根据电荷量来选择灰度校正表LUTb2(步骤S117)。

然后，输出伽玛校正单元1094针对各输入浓度信号，计算灰度校正表LUTb2的校正系数与1之间的差。然后，输出伽玛校正单元1094计算、即定义校正系数调整表LUTb2’，其中在LUTb2’中，通过将上述差乘以下文所述的校正比率系数的相关值所获得的调整校正系数与各输入浓度信号值相关联(步骤S118)。

注意，针对各电荷量将图7所示的LUT作为离散数据预先存储在存储器中。输出伽玛校正单元1094基于当前电荷量从离散数据中选择要参考的LUT。更具体地，当电荷量是24时，参考电荷量为与24最接近的20的LUT。可选地，可以通过线性插值从电荷量为20和30的表来确定电荷量为24的表。

注意，尽管在包括用于测量感光构件上的电位的电位传感器的系统中容易确定Vcont，但在没有电位传感器的系统中，可以例如基于显影装置的空闲时间以及显影装置工作期间的温度和湿度来估计电荷量。此外，不限于基于电荷量计算灰度校正表LUTb2，还可以基于包括调色剂补充量、调色剂消耗量和调色剂浓度等的调色剂状态中的任一个来计算灰度校正表LUTb2。

然后，将参考图8A～8C说明用于合成输出校正表LUTb1和灰度校正表LUTb2的方法。

由于浓度是直接测量的，因而输出校正表LUTb1作为转换表的可靠性极高，然而存在如下的利用各浓度检测传感器160a～160d进行检测的有效范围的问题：在高浓度范围内难以检测到输出差，由此降低可靠性。另一方面，尽管灰度校正表LUTb2对实心图像的可靠性极高，但在诸如半色调网屏等的通过面积灰度调整浓度的区域中，LUTb2的可靠性根据点的再现性能(飞散条件)而降低。因此，优选在调色剂图像的低浓度范围内使用输出校正表LUTb1进行校正，并且在调色剂图像的高浓度范围内使用灰度校正表LUTb2进行校正。

在图8A中，首先，输出伽玛校正单元1094针对各输入浓度信号，计算输出校正表LUTb1的校正系数与1之间的差(图8A中的10a)。接着，输出伽玛校正单元1094针对各输入浓度信号，将该差与上述校正比率系数(图8A中的10b)相乘，从而计算校正系数调整表LUTb1’(图8A中的10c)。从如下的校正比率系数表中读取校正比率系数，其中，根据浓度检测传感器160a～160d的光学传感器亮度-薄片上浓度表的特性，通过用于连接与表示饱和点的薄片上浓度1.0相对应的校正比率0的点以及与表示薄片上没有显影剂的薄片上浓度0相对应的校正比率1的点的线性(直)线来获得该校正比率系数表。

在图8B中，输出伽玛校正单元1094针对各输入浓度信号，计算灰度校正表LUTb2的校正系数与1之间的差(图8B中的10d)。然后，输出伽玛校正单元1094针对各输入浓度信号，将该差与上述校正比率系数(图8B中的10e)相乘，从而计算校正系数调整表LUTb2’(图8B中的10f)。从如下的校正比率系数表读取校正比率系数，其中，根据浓度检测传感器160a～160d的光学传感器亮度-薄片上浓度表的特性，通过用于连接与表示饱和点的薄片上浓度1.0相对应的校正比率0的点以及与表示薄片上的最大显影剂量的作为实心浓度的薄片上浓度1.5相对应的校正比率1的点的线性(直)线来获得该校正比率系数表。注意，校正比率系数表表示响应于各输入信号的第一校准和第二校准的各反馈比率。

再参考图3，如图8C中的10g所示，输出伽玛校正单元1094针对各输入浓度信号，通过LUT线性+LUTb1’+LUTb2’的表达式来计算LUTc(步骤S119)。在这个表达式中，“LUT线性”表示与输入浓度信号相对应的没有进行校正的系数。此外，“LUTb1’”和“LUTb2’”表示与各输入浓度信号值相关联的校正系数调整表LUTb1’和LUTb2’中的校正系数。

在下文，当图像形成设备进行图像创建时，通过使已通过LUTa的输入浓度信号进一步通过LUTc来确定灰度，以进行打印输出。结果，通过LUTa和LUTc进行如图8C中的10h所示的灰度校正。

根据本实施例，通过图像形成部在图像承载构件上形成预定灰度图案，通过各浓度检测传感器160a～160d从该灰度图案检测调色剂浓度，并且基于测量得到的调色剂浓度计算用于校正图像数据的灰度的输出校正表LUTb1(第一校准)。然后，基于图像形成部在图像承载构件上形成调色剂图像所利用的调色剂的状态来计算用于校正图像数据的灰度的灰度校正表LUTb2(第二校准)。然后，基于输出校正表LUTb1校正要形成的调色剂图像的低浓度范围，并且基于灰度校正表LUTb2校正要形成的调色剂图像的高浓度范围。这使得可以在浓度检测单元无法检测的浓度范围内校正灰度。

此外，基于调色剂的电荷量、显影装置的空闲时间、显影装置在操作期间的温度和湿度中的任一个来估计调色剂状态。这使得可以在浓度检测单元无法检测的浓度范围内提高灰度校正的精度。

在不测量电荷量的情况下计算校正系数调整表LUTb2’的系统中，可以不受第一校准的定时的限制来更新校正系数调整表LUTb2’，从而可以例如在每打印输出一个薄片时更新LUTc。

此外，在本实施例中，在从感光构件将各颜色直接顺次转印至记录材料的系统中，已说明了包括与各感光构件相对设置的浓度检测传感器的系统。这不是限制性的，本实施例还可以应用至包括将通过叠加从感光构件转印的颜色所形成的图像集中转印至记录材料的中间转印构件以及与中间转印构件相对设置的浓度检测传感器的系统。

然后，将说明根据本发明第二实施例的图像形成设备。本实施例与第一实施例的差异在于如下的方法：对灰度进行校正，以使得在没有过度校正的情况下在灰度的中间部分中没有形成校正的边界，将参考图9A～9C说明该方法。注意，在以下说明中未指明的第二实施例的组件和操作与上述实施例的组件和操作相同。

如图9A所示，第一校准用的校正比率系数和第二校准用的校正比率系数相对于输入信号交叉，并且对这些系数进行配置，以使得各系数不小于0且不大于1，并且各系数之和不大于1。结果，与第一实施例的图8C中的10h相比，以不依赖于输入图像信号的方式来校正如图9B所示计算得到的LUTc。如果校正比率系数之和大于1.0，则导致过度校正，并且根据该情况，可能如图9C所示引起灰度反转。

根据本实施例，可以在低浓度范围和高浓度范围内无间断地执行灰度校正，并且防止过度校正。

然后，将说明根据本发明第三实施例的图像形成设备。本实施例与上述第一实施例和第二实施例的差异在于最大程度地利用各浓度检测传感器检测有效范围的方法，并且将说明该方法。注意，在以下说明中未指明的第三实施例的组件和操作与上述实施例的组件和操作相同。

根据第三实施例的图像形成设备在输出伽玛校正单元1094内具有用于控制LUTa 1094a的第三校准功能。

将说明灰度校正方法和输出伽玛校正单元1094的角色。

图11A是示出使得能够再现原稿图像的浓度的特性的特性转换图。

区域I示出用于将原稿的图像浓度转换为附着调色剂量信号的读取器单元A的特性。区域II示出用于将附着调色剂量信号转换为激光输出信号的输出伽玛校正单元1094(LUTa)的特性。区域III示出用于将激光输出信号转换为输出附着调色剂量的打印机单元B的特性。区域IV示出原稿的浓度与记录附着调色剂量之间的关系，并且上述关系的特性表示根据本实施例的复印机的整体灰度特性。

在本图像形成设备中，为使区域IV中的灰度特性为线性，通过区域II中的输出伽玛校正单元1094的特性来校正区域III中打印机单元B的记录特性的非线性部分。通过对在不操作输出伽玛校正单元1094的情况下产生输出时所获得的区域III中的特性的输入输出关系进行反转，可以容易地生成LUTa。注意，在本实施例中，输出灰度数是与图像信号位数为8相对应的256，然而，使用10位数字信号进行内部处理，因此灰度数等于1024。

图10是通过根据第三实施例的图像形成设备执行的第三校准处理的流程图。

在图10，图像形成设备输出测试打印(步骤S101)。注意，在输出测试打印时，在不操作输出伽玛校正单元1094的情况下进行图像形成。如图11B所示，测试打印包括由针对颜色Y、M、C和Bk的片所形成的灰度片组，其中各色片包括4(行)x16(列)、即共有64个灰度。对于这64个灰度，主要分配在256个灰度中的低浓度范围内。这样，可以有利地调整高亮部分的灰度特性。

在图11B中，附图标记61表示分辨率大约为160～180 lpi(线/英寸)的灰度片组，而附图标记62表示分辨率大约为250～300 lpi的灰度片组。通过基于用于在打印机控制器109中实现上述分辨率的参数对图像信号进行抖动处理、并输出经过PWM之后由此得到的信号，可以实现各分辨率的图像形成。注意，本图像形成设备以大约为160～180 lpi的分辨率形成灰度图像，并且以大约为250～300 lpi的分辨率形成诸如字符等的线图像。在本实施例中，针对相同的灰度级以两个分辨率输出灰度图案。然而，当分辨率的差异导致灰度特性的差异大时，更优选根据分辨率来配置灰度级。

再次参考图10，以将表示灰度级的附着调色剂量与形成有灰度图案的位置相关联的方式，将通过使用CCD传感器105进行读取所获得的浓度信息存储在存储器中(步骤S102)。在这个阶段，可以确定图11A中的区域III所示的打印机特性，因此生成代表打印机特性的亮度-附着量表，其中在该表中，输出信号所表示的亮度与调色剂附着量相关联(步骤S103)。然后，通过反转打印机特性的输入-输出关系，生成该打印机单元B的灰度校正查找表(LUTa)(步骤S104)。在通过计算生成LUTa时，由于仅存在与灰度数相对应的一些数据项，因而通过插值来计算缺失数据项。上述控制处理使得能够获得与目标附着调色剂量相对的线性灰度特性。

在下文，将说明实际操作和上述校准操作的构成。

可以如用户期望那样执行上述校准。图12示出操作面板的显示。

如图12所示，在操作面板的显示画面上显示“自动校准”按钮，并且当用户按压该按钮时，自动地执行上述第三校准处理。根据本实施例，通过自动执行第三校准，可以有效地校正图像浓度、图像再现性和灰度再现性中短期或长期及其它各种变化，从而输出最优图像。该校准使得可以将打印机单元B的单色输出特性精确调整至期望状态，因此可以在使用打印机控制器109或外部ICC简档进行颜色管理的情况下提高颜色再现性。

然后，将参考图13A～13C说明用于在各浓度检测传感器160a～160d进行检测的有效范围内测量调色剂浓度的方法。

此外，在CCD传感器105中，类似于浓度检测传感器160a～160d，通过使亮度信号通过转换表(LUTid_r)1098，可以计算薄片上的浓度，其在该表中，横轴表示亮度，并且纵轴表示薄片上的浓度(薄片上浓度)。即，通过将形成有图像的薄片放置在原稿台玻璃102上并且使CCD传感器105读取该图像，可以测量薄片上的调色剂浓度。

首先，在执行上述第三校准期间，计算CCD传感器105所读取的浓度与各浓度检测传感器160a～160d所检测到的浓度之间的差。通常，与浓度检测传感器相比，CCD传感器具有可以精确地读取直到高浓度范围的浓度的特性。

在图13A所示的图中，横轴表示经由CCD传感器105所确定出的浓度，并且纵轴表示来自片检测传感器的信号值。图中的实线表示预先配置的片检测的特性，而虚线绘制了测量结果。从经由CCD传感器105所确定出的浓度(横轴)的较低侧向较高侧来确定如下的片浓度：在该片浓度处，实线与虚线之间的片检测信号值(纵轴)的差等于与浓度为0.1等同的值。在所示例子中，测量结果示出表示相对于预先配置的片检测特性的偏差的片检测信号值(纵轴)的差在片浓度等于1.2的位置处等于与浓度为0.1等同的值。基于第一校准的执行结果，求出与输出浓度1.2相对应的输入浓度信号值(参见图13B)。在本实施例中，将输入浓度信号值确定为820(最大输入浓度信号值是1023)。然后，对校正比率系数进行校正，以使得第一校准与第二校准的交点变成820(参见图13C)。在图13C的例子中，从左侧延伸的线表示第一校准，并且右侧的线表示第二校准。另外，虚线表示根据第一实施例的第一校准和第二校准，并且实线表示将第一校准和第二校准的交点移动至与输出浓度1.2相对应的输入浓度信号值为820的位置处的第一校准和第二校准。

在下文，类似于第一实施例，重新计算LUTc。这使得可以针对浓度检测单元能够直接测量浓度的浓度范围、使用基于来自各浓度检测传感器的输出的校正系数值进行校正，并且针对浓度检测单元无法直接测量浓度的浓度范围、通过第二校准进行校正。

通过根据第一校准的结果修改校正比率转换表，可以通过最大程度地利用浓度检测单元能够测量的浓度范围来进行灰度校正，并且不使用浓度检测单元无法测量的范围。

然后，将说明根据本发明第四实施例的图像形成设备。本实施例与上述第一实施例～第三实施例的差异在于针对各半色调网屏最优化校正比率系数的方法，并且由此将说明该方法。注意，在以下说明中未指明的第四实施例的组件和操作与上述实施例的组件和操作相同。

根据第四实施例的图像形成设备包括应用至字符部分等的每英寸具有大约260线的高分辨率网屏以及应用至图片部分等的每英寸具有大约150线的低分辨率网屏。

在低分辨率网屏中，以凹凸不平的状态形成潜像。尽管可以在第二校准中计算调色剂的平均电荷量，但无法估计在调色剂之间略微不同的调色剂的电荷量的分布。当潜像凹凸不平时，灰度特性倾向于根据电荷量的分布而改变。因此，如图14A所示，以使第一校准的贡献率增大的方式来设置校正比率系数。

在高分辨率网屏中，以相对平坦的状态形成潜像，并且在不依赖于调色剂的电荷量的分布的情况下，半色调的浓度与平均值具有高相关性。因此，如图14B所示，以使第二校准的贡献率增大的方式来设置校正比率系数。这样，计算分别适合于多个类型的半色调网屏的LUTc。

根据本实施例，通过根据要使用的半色调网屏的类型改变校正比率系数表，可以在各半色调网屏上最大程度地利用浓度检测单元能够进行测量的浓度范围。

然后，将说明根据本发明第五实施例的图像形成设备。将参考图15A和15B具体说明本实施例。

将说明根据图像形成设备的状态最优化校正比率系数的方法。注意，在以下说明中未指明的第五实施例的组件和操作与上述实施例的组件和操作相同。

如图15A所示，以使第一校准和第二校准以相同比例混合的方式来设置校正比率系数。

尽管如上所述在第二校准中，通过预测显影剂的电荷量来进行控制，但根据诸如由于长期使用图像形成设备引起的显影剂的劣化以及在高湿度环境中长期放置图像形成设备等的不同使用条件，有时可能使得灰度特性相对于基于电荷量所确定出的灰度校正表LUTb2产生偏离。在本实施例中，通过将作为打印机控制器109的组件的显影装置123的未示出的计数器以及包括在打印机单元B中的未示出的温度和湿度传感器及未示出的计时器进行组合，来对这些条件进行检测。例如，假定计数器计数了超过作为设置寿命的十万个A4大小的薄片，并且温度和湿度分别高达32℃和85％。这些是引起灰度特性相对于根据电荷量估计出的灰度校正表LUTb2产生偏离的预测的条件。

然后，如图15B所示，以使第一校准的贡献率增大并且使第二校准的贡献率降低的方式来设置校正比率系数。尽管精度低于正常使用环境下的精度，但这可以防止错误校正。

根据本实施例，根据调色剂的经时变化、环境和感光构件的经时变化来修改校正比率系数表。这使得可以根据调色剂的经时变化、环境和感光构件的经时变化而最大程度地利用浓度检测单元能够测量的浓度范围。

尽管在本实施例中，已说明了切换条件的情况，但可以根据特定计数器的计数、温度和湿度、以及任何其它适当的参数来逐渐改变贡献率。此外，在显影性能受到感光构件的耐久性的影响的系统中，可以根据感光构件的耐久性来改变贡献率。

尽管在本发明的实施例中以示例的方式说明了包括多个感光鼓的电子照相彩色复印机，然而这不是限制性的，可以理解，本发明还可以应用至各种类型的电子照相复印机或打印机、以及单色图像形成设备。此外，可以通过相互组合如上所述的第一实施例至第五实施例来实现本发明。

此外，浓度检测传感器的结构不限于上述结构，浓度检测传感器还可以被配置为：对已将调色剂图像从感光鼓所转印至的中间转印构件上的调色剂浓度或者已将调色剂图像从感光鼓或中间转印构件所转印至的记录材料上的调色剂浓度进行测量。

尽管已经参考典型实施例说明了本发明，但是应该理解，本发明不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。

本申请要求2010年6月9日提交的日本专利申请2010-131927的优先权，在此通过引用包含其全部内容。

Claims (6)

1.一种图像形成设备，用于根据图像数据在图像承载构件上形成调色剂图像，所述图像形成设备包括：

图像形成单元，用于在所述图像承载构件上形成灰度图案；

浓度检测单元，用于检测所述图像形成单元所形成的灰度图案的浓度；

第一计算单元，用于基于所述浓度检测单元检测到的灰度图案的浓度来计算用于校正所述图像数据的灰度的第一校正值；

第二计算单元，用于估计所述图像形成单元在所述图像承载构件上形成调色剂图像所利用的调色剂的状态，并且基于估计出的调色剂的状态来计算用于校正所述图像数据的灰度的第二校正值；以及

校正单元，用于基于所述第一校正值来校正所述调色剂图像的低浓度范围内的浓度，并且基于所述第二校正值来校正所述调色剂图像的高浓度范围内的浓度。

2.根据权利要求1所述的图像形成设备，其特征在于，还包括显影装置，所述显影装置用于通过对所述图像承载构件上的静电潜像进行显影来形成调色剂图像，以及

其中，所述第二计算单元基于调色剂的电荷量、所述显影装置的空闲时间、以及所述显影装置在操作期间的温度和湿度中的任一个来估计调色剂的状态。

3.根据权利要求1所述的图像形成设备，其特征在于，所述第一计算单元所使用的校正比率系数与所述第二计算单元所使用的校正比率系数的总和被设置为不小于0且不大于1。

4.根据权利要求1所述的图像形成设备，其特征在于，基于所述第一计算单元所使用的校正比率系数和所述第二计算单元所使用的校正比率系数所生成的校正比率系数表根据所述第一计算单元所计算出的所述第一校正值而改变。

5.根据权利要求1所述的图像形成设备，其特征在于，基于所述第一计算单元所使用的校正比率系数和所述第二计算单元所使用的校正比率系数所生成的校正比率系数表根据所使用的网屏的类型而改变。

6.根据权利要求1所述的图像形成设备，其特征在于，基于所述第一计算单元所使用的校正比率系数和所述第二计算单元所使用的校正比率系数所生成的校正比率系数表根据调色剂的经时变化、环境、以及感光构件的经时变化而改变。

Images