CN105867083A - 图像形成装置 - Google Patents

Abstract

图像形成装置包括：浓度测量单元，具有基本圆形的测量视野，在用于浓度测量的待测量图像正在移动方向上移动时测量待测量图像的浓度；浓度控制单元，控制图像的浓度。浓度控制单元包括：待测量图像形成单元，形成待测量图像，该待测量图像为用于浓度测量的待测量图像且具有遵循由在执行浓度测量时浓度测量单元的测量视野的路径限定的浓度测量区域的轮廓的形状，不具有在移动方向上延伸且包括待测量图像在移动方向上的前端的基本矩形形状，遵循浓度测量区域的轮廓的形状在基本矩形形状内；浓度测量部，使浓度测量单元测量待测量图像形成单元形成的待测量图像的浓度；灰度校正单元，通过使用浓度测量部测量的待测量图像的浓度对图像执行灰度校正。

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

日本未审查专利申请公开No.2005-352366公开了一种用于在色调剂图案之间的距离减小以减少图像处理的停机时间的情况下避免错误检测的设备。

在相关技术中，由消耗剂形成的待测量图像被形成为大于将由传感器测量的测量区域，并且对于测量不必要的一定量的消耗剂被浪费。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种图像形成装置，与被形成用于灰度校正的待测量图像具有矩形形状或基本矩形形状的情况相比，该图像形成装置能够减少将使用的消耗剂的量。

根据本发明的第一方面，提供一种图像形成装置，该图像形成装置包括：浓度测量单元，其具有基本圆形的测量视野(measurement field)，并且在用于浓度测量的待测量图像正在移动方向上移动时测量所述待测量图像的浓度；以及浓度控制单元，其控制图像的浓度。浓度控制单元包括：待测量图像形成单元，其形成待测量图像，该待测量图像为用于浓度测量的待测量图像并且具有遵循由在执行浓度测量时浓度测量单元的测量视野的路径限定的浓度测量区域的轮廓的形状，而不具有在移动方向上延伸并且包括待测量图像在移动方向上的前端的基本矩形形状，遵循浓度测量区域的轮廓的形状在基本矩形形状内；浓度测量部，其使得浓度测量单元测量由待测量图像形成单元形成的待测量图像的浓度；以及灰度校正单元，其通过使用由浓度测量部测量的待测量图像的浓度，对图像执行灰度校正。

根据本发明的第二方面，代替具有基本圆形的测量视野或者除了具有基本圆形的测量视野之外，浓度测量单元将用于浓度测量的光(所述光具有基本圆形的光斑)照射到待测量图像(所述待测量图像的浓度将被测量)上，并且代替形成具有遵循浓度测量区域的轮廓的形状的待测量图像，待测量图像形成单元形成具有遵循光照射区域的轮廓的形状而不是基本矩形形状的待测量图像，该光照射区域的轮廓由在执行浓度测量时从浓度测量单元发出的光的光斑的路径限定。

根据本发明的第三方面，待测量图像形成单元形成在移动方向上具有前端边缘部分和后端边缘部分的待测量图像，前端边缘部分和后端边缘部分中的至少一个具有基本弧形的轮廓。

根据本发明的第四方面，待测量图像形成单元形成在移动方向上具有前端边缘部分和后端边缘部分的待测量图像，前端边缘部分和后端边缘部分中的至少一个具有基本弧形的轮廓。

根据本发明的第五方面，待测量图像形成单元形成在移动方向上具有前端边缘部分和后端边缘部分的待测量图像，前端边缘部分和后端边缘部分中的至少一个具有通过削去基本矩形的角部获得的基本多边形的轮廓。

根据本发明的第一至第五方面，与待测量图像具有矩形形状或基本矩形形状的情况相比，用于形成用于灰度校正等的待测量图像的色调剂的量减少。

附图说明

将基于以下附图详细地描述本发明的示例性实施方式，其中：

图1是示出打印机的外观的示意图；

图2是示出其外观在图1中示出的打印机的内部结构的视图；

图3是示出控制器的内部结构的框图；

图4是示出在打印操作中包括LUT调整处理的处理的流程图；

图5是示出用于浓度测量的图像块(patch)的第一示例性形状的视图；以及

图6是示出用于浓度测量的图像块的第二示例性形状的视图；

具体实施方式

下面将描述本发明的示例性实施方式。

图1是示出打印机100的外观的示意图。打印机100是图像形成装置的实施方式。笔记本大小的个人计算机(下文中称为笔记本PC)200连接到打印机100。

三个抽屉式纸张托盘110设置在打印机100的下部。将被用于打印操作的多张纸张P以一张堆叠在另一张上面的方式容纳在纸张托盘110中，并且纸张P的类型(诸如，纸张P的尺寸)在纸张托盘110之间不同。

打印有图像的一张纸张P将被排出到的排纸托盘140设置在打印机100的上部。

图1中示出的笔记本PC 200用于将图像数据发送到打印机100，并且用作打印机100的用户接口(UI)。

笔记本PC 200包括显示屏210、键盘220、多个存储器插槽230、以及鼠标240。

关于打印机100的各种信息项将被显示在显示屏210上。键盘220和鼠标240是被操作以输入用于打印机100的各种指令的工具。多种类型的外部存储器(诸如，存储卡和通用串行总线(USB)存储器)被插入到存储器插槽230中，并且存储用于打印操作的图像数据的外部存储器被插入到存储器插槽230中的一个中。存储在外部存储器中的图像数据由笔记本PC 200读取，并且被发送到打印机100。打印机100基于所发送的图像数据在从纸张托盘110中的一个纸张托盘取出的一张纸张P上打印图像，并且将该纸张P排出到排纸托盘140。

图2是示出其外观在图1中示出的打印机100的内部结构的视图。

三个抽屉式纸张托盘110设置在打印机100的下部，并且将被用于打印操作且还未被使用的多张纸张P以一张堆叠在另一张上面的方式容纳在纸张托盘110中。纸张P的类型在多个纸张托盘110之间不同。在打印图像的情况下，纸张P中的一些纸张由拾取辊151从多个纸张托盘110中的指定的一个纸张托盘一张接一张地取出，并且由传送辊152传送。随后将描述传送纸张P的详情。

四个图像形成引擎130安装在打印机100中。四个图像形成引擎130是盒式图像形成引擎，并且可以从打印机100单独移除。图像形成引擎130中的每个都包含单色色调剂，并且图像形成引擎130通过使用单色色调剂形成单色色调剂图像。

在以下描述中，当以根据色调剂颜色被区分的方式描述图像形成引擎130时，表示色调剂颜色(黄色、品红色、青色和黑色)的字母Y、M、C和K将被给予表示图像形成引擎中的每个的附图标记130。

在本示例性实施方式中，图像形成引擎130具有相同构造。图像形成引擎130中的每个都包括：在箭头a的方向上旋转的感光体131、充电器132、曝光单元133、显影单元134、以及清洁器135。充电器132、曝光单元133、显影单元134、以及清洁器135设置在感光体131周围。

每个充电器132都给相应感光体131的表面均匀地充电。

每个曝光单元133都将基于图像数据被调制的曝光光照射到相应感光体131上，以在感光体131上形成静电潜像。表示单色图像的图像数据被输入到每个图像形成引擎130，该单色图像由包含在相应图像形成引擎130中的彩色色调剂形成。然后，每个曝光单元133都照射基于表示相应单色图像的图像数据被调制的曝光光，并且在相应感光体131上形成表示单色图像的静电潜像。

每个显影单元134都利用相应色调剂使静电潜像在相应感光体131上显影，并且在感光体131上形成单色色调剂图像。每个显影单元134都包括色调剂盒134a。每个色调剂盒134a都包含用于相应显影单元134的单色色调剂。每个色调剂盒134a中的色调剂都被提供给相应显影单元134，并且用于形成色调剂图像。每个色调剂盒134a都可以被单独替换，并且当色调剂盒134a是空的时，用新色调剂盒134a替换。

中间转印单元160设置在图像形成引擎130上方。中间转印单元160包括环形中间转印带161、支撑中间转印带161的多个支撑辊162、四个第一转印辊163、清洁器164、以及传感器165。

中间转印带161由多个支撑辊162支撑，并且在穿过沿着四个图像形成引擎130延伸的移动路径的同时，在箭头b的方向上循环移动。

四个第一转印辊163设置在面向图像形成引擎130的感光体131的位置处，中间转印带161被插入到第一转印辊163和感光体131之间，并且每个第一转印辊163都用于将形成在相应感光体131上的色调剂图像转印到中间转印带161上。

在包括在四个图像形成引擎130中的感光体131上形成的色调剂图像通过第一转印辊163的操作，以一个叠加在另一个上的方式，被顺序地转印到在箭头b的方向上移动的中间转印带161上。

在转印色调剂图像之后，留在感光体131的表面上的残余色调剂等由相应清洁器135去除。传感器165测量已被转印到中间转印带161上的图像块的浓度(随后描述)。图像块对应于待测量图像的示例。传感器165对应于浓度测量单元的示例。

每个图像形成引擎130都包括存储器136。在每个存储器136中，记录与相应图像形成引擎130相关的各种信息项，诸如，在图像形成引擎130中使用的色调剂的颜色和图像形成引擎130从开始使用以来的累积操作时间。当图像形成引擎130安装在打印机100中时，由打印机100读取存储器136的内容，并且如果必要，重写存储器136的内容。

以一个叠加在另一个上的方式被顺序地转印到中间转印带161的色调剂图像通过第二转印辊170的操作被转印到一张纸张P上，根据色调剂图像被传送到第二转印辊170的位置的定时，该纸张P被传送到第二转印辊170的该位置。定影单元180将热和压力施加到在其上转印有色调剂图像的纸张P上。结果，由已被定影到纸张P上的色调剂图像形成的图像被打印在纸张P上，并且纸张P由排纸辊155经过排纸端口101被排出到排纸托盘140。

另一方面，在转印色调剂图像之后，留在中间转印带161的表面上的残余色调剂等由清洁器164去除。

现在将描述在打印操作中传送纸张P的传送路径。

当执行打印操作时，一张纸张P由拾取辊151从三个纸张托盘110中的指定的一个纸张托盘取出，并且由传送辊152和传送辊153在箭头c的方向上传送，直到纸张P的前端到达定时调整辊154为止。此后，根据已被转印到中间转印带161上的色调剂图像被传送到第二转印辊170的位置的定时，纸张P由定时调整辊154输送出，以被传送到第二转印辊170的位置，并且色调剂图像通过第二转印辊170的操作被转印到纸张P上。转印有色调剂图像的纸张P在箭头d的方向上被进一步传送，并且色调剂图像通过定影单元180被定影到纸张P上。然后，纸张P由排纸辊155排出到排纸托盘140。

在执行将图像打印在一张纸张P的第一表面和第二表面上的双面打印的情况下，图像仅被打印在其第一表面上的纸张P的一部分由排纸辊155排出到排纸托盘140，并且作为排纸辊155在反方向上旋转的结果，已被排出的纸张P的该部分被再次拖入打印机100中。

已被拖入打印机100中的纸张P在箭头e的方向上通过传送辊156被传送，并且通过传送辊153被进一步传送，并且纸张P的前端到达定时调整辊154。随后将执行的处理类似于在纸张P的第一表面上打印图像的情况下的处理，并且在第二表面上打印有图像的纸张P被排出到排纸托盘140。

控制器190执行打印机100的整体控制。控制器190对应于浓度控制单元的示例。

图3是示出控制器190的内部结构的框图。

控制器190控制图1和图2中所示的打印机100的每个单元的操作、以及打印机100与笔记本PC 200之间的通信。控制器190包括定时发生器191、存储器192、图案发生器193、灰度校正查找表(LUT)194、以及控制单元195。

定时发生器191生成确定包括在打印机100中的每个单元的操作定时的定时信号。

用于操作打印机100的各种程序和数据被存储在存储器192中。

图案发生器193形成各种图案，诸如，在形成图像的情况下使用的点图案和色调剂图像块的图案，随后将对此进行描述。

灰度校正LUT 194是将存储用于灰度校正的LUT的存储器。

控制单元195通过与控制器190的内部和外部通信，控制打印机100的每个单元的操作等。

在调整灰度校正LUT 194的情况下，用于浓度测量(随后描述)的图像块被形成为由图案发生器193形成并且由传感器165测量的形状，并且基于测量的值，调整灰度校正LUT 194。当执行由用户指示的图像打印操作时，参考灰度校正LUT 194对图像数据执行灰度校正，并且打印出通过使用已对其执行灰度校正的图像数据形成的图像。

图4是示出在打印操作中包括LUT调整处理的处理的流程图。

首先，在该处理中，响应于从笔记本PC 200接收的来自用户的指令，执行图像打印操作，并且在纸张P中的一张上打印出图像(步骤S01)。然后，打印计数器的计数值增加1。

在打印机100中，以LUT调整间隔(即，针对将在其上打印图像的纸张P的每个预定数量)调整LUT。打印计数器是用于识别将执行LUT调整处理的定时已到来的计数器。

在步骤S03中，确定打印计数器的计数值是否超过LUT调整间隔。当打印计数器的计数值不大于LUT调整间隔时，将不执行LUT调整处理，并且处理前进至步骤S11。然后，确定是否已经完成由用户指示的所有打印操作。在仍然存在将要打印的图像的情况下，处理返回到步骤S01，并且执行下一次打印操作。

在步骤S03中，当确定打印计数器的计数值超过LUT调整间隔时，执行以下LUT调整处理。

首先，由传感器165测量从中间转印带161的原始表面(中间转印带161的不形成图像块也不形成图像的表面)反射的光的强度(Vclean)(步骤S04)，并且存储测量值Vclean(步骤S05)。然而，在中间转印带161的所述表面上的仅一个点处执行测量的情况下，测量值可能受中间转印带161的小划痕和污染影响，并且因此，测量中间转印带161的在中间转印带161的移动方向(图1所示的箭头b的方向)上具有合理长度的一部分，或者多次执行该测量，以计算平均值。这里，采用以形成用于测量的光斑的方式照射中间转印带161并且测量反射的光的强度的传感器，作为传感器165。

在本示例性实施方式中，传感器165具有基本圆形的测量视野，并且作为光照射的结果形成在中间转印带161上的光斑的斑点直径被设置为足够大，以充分覆盖测量视野。

接下来，用于浓度测量的图像块被形成并且被转印到中间转印带161上(步骤S06)，并且由传感器165测量从用于浓度测量的图像块反射的光的强度(Vpatch)(步骤S07)。从以下表达式计算用于浓度测量的图像块的浓度Dpatch(步骤S08)。

Dpatch＝Vpatch/Vclean×1023

值“1023”是用于将浓度Dpatch值在0至1023的范围内进行归一化的值。

随后，通过使用所计算的浓度Dpatch，调整LUT(步骤S09)。由于灰度校正LUT和调整这样的灰度校正LUT的方法是众所周知的技术，省略其进一步描述。

在执行LUT调整处理之后，打印计数器的计数值被清零(步骤S10)。在仍然存在将要打印的图像的情况下，处理返回至步骤S01，并且另一方面，在所有打印操作已经完成的情况下，退出图4所示的打印处理。

注意，尽管用于灰度校正的LUT已被描述为调整图像浓度的方法，但是以上述方式计算的浓度Dpatch可以被应用至其它众所周知的技术，诸如，例如，充电器的输出、显影偏压、曝光量的变化、以及色调剂供应量的确定。

本发明的示例性实施方式的特征是在步骤S06中形成的用于浓度测量的图像块的形状，并且以下将描述用于浓度测量的图像块的形状。

图5是示出用于浓度测量的图像块的第一示例性形状的视图。

在本示例性实施方式中，形成在中间转印带161的移动方向(图2所示的箭头b的方向)上延伸并且具有前端边缘部分601和后端边缘部分602的图像块，作为用于浓度测量的图像块600，其中，前端边缘部分601和后端边缘部分602中的每个在移动方向上都具有弧形或基本弧形的轮廓。传感器165瞬间具有由图5中的虚线圆表示的基本圆形的测量视野603。

然而，由于中间转印带161在箭头b的方向上移动，所以中间转印带161的位于整个测量区域604中的一部分将经受浓度测量，其中，整个测量区域604在执行浓度测量期间由传感器165的测量视野603的路径限定。测量区域604在移动方向上的长度可以由以下表达式表示。

测量区域604的长度＝传感器165的测量时间×中间转印带161的移动速度+测量视野的半径×2

图像块600的长度是通过将形成在测量区域604前面和后面的裕量部分(margin)与测量区域604的长度相加所获得的长度。在移动方向(箭头b的方向)上的裕量部分是如下区域：为了避免可能发生在图像块600的端部的浓度变化并且为了适应图像块600的开始定时与由传感器165进行的测量的开始定时之间的定时变化所形成的区域。

由于传感器165在箭头b的方向上的安装位置的误差、中间转印带161的移动速度的变化、控制延迟时间等，导致产生定时变化。

测量区域604在与移动方向(箭头b的方向)相交成直角的方向上的宽度等于传感器165的测量视野603的直径。在测量区域604的宽度方向上在测量视野603的两侧形成裕量部分。在宽度方向上形成裕量部分，以适应传感器165和图像块600的相对位置的变化。由于传感器165相对于形成图像块600的多个曝光单元133(参见图2)中的一个的曝光位置的安装位置的误差、中间转印带161在宽度方向上的蛇形移动等，导致产生宽度方向上的相对位置的变化。

在图5中示出的第一示例性形状中，由于前端边缘部分601和后端边缘部分602均被形成为弧形形状或基本弧形形状，所以在测量区域604周围留下足够裕量部分，并且与形成为矩形形状或基本矩形形状的图像块相比，用于形成图像块600的色调剂的量减少。

图6是示出用于浓度测量的图像块的第二示例性形状的视图。现在将描述图5中示出的第二示例性形状与第一示例性形状之间的差异。

图5中示出的图像块600的前端边缘部分601和后端边缘部分602均被形成为弧形形状或基本弧形形状。相反，图6中示出的图像块600的前端边缘部分601和后端边缘部分602均被形成为通过削去矩形或基本矩形的角部获得的多边形形状或基本多边形形状。另外，在图6中示出的第二示例性形状中，在测量区域604周围留下足够裕量部分，并且与形成为矩形形状或基本矩形形状的图像块相比，用于形成图像块600的色调剂的量减少。

注意，尽管以上描述了图像块600的前端边缘部分601和后端边缘部分602两者都被形成为弧形形状或基本弧形形状的情况、以及图像块600的前端边缘部分601和后端边缘部分602两者都被形成为多边形形状或基本多边形形状的情况，但是与形成为矩形形状或基本矩形形状的图像块相比，在前端边缘部分601和后端边缘部分602中的仅一个被形成为弧形形状或基本弧形形状或者被形成为多边形形状或基本多边形形状的情况下，也实现用于形成图像块600的色调剂的量的减少。

另外，尽管以上描述了图像块600的前端边缘部分601和后端边缘部分602被形成为弧形形状或基本弧形形状的情况、以及图像块600的前端边缘部分601和后端边缘部分602被形成为多边形形状或基本多边形形状的情况，但是前端边缘部分601和后端边缘部分602的形状不限于这些形状，只要图像块600具有遵循测量区域604的轮廓的形状即可，其中，测量区域604在执行测量的时段期间由传感器165的测量视野603的路径限定，而不是简单的矩形形状或简单的基本矩形形状。

此外，以上描述了传感器165的测量视野603具有基本圆形形状、以及被照射用于测量的光的斑点直径被设置为足够大以充分覆盖测量视野603的情况，该关系可以是相反的。

换言之，尽管传感器165的测量视野603会更大，但是本发明可以以如下方式被设计：被照射用于测量的光具有基本圆形的光斑，并且光斑的斑点直径足够大，以刚好照射多个基本圆形的区域，每个基本圆形的区域在图5和图6中均被示出为测量视野603，使得传感器165的测量视野603主要受斑点直径限制。在这种情况下，在图5和图6中被示出为测量视野603的基本圆形的区域中的每个都是光斑。换言之，在这种情况下，形成具有遵循由光的光斑的路径限定的光照射区域的轮廓的形状而不具有上述矩形形状或上述基本矩形形状的图像块，作为图像块600，其中，在执行测量的时段期间从传感器165照射所述光。

注意，尽管以上描述了本发明被应用至图1和图2中所示的打印机100的情况，但是本发明可以被应用至各种图像形成装置(诸如，仅打印出单色图像的打印机)。

本发明的示例性实施方式的以上描述被提供用于解释和说明的目的。其不旨在是穷尽的或者将本发明限于所公开的精确形式。显然，很多修改和变型对于本领域技术人员来说是显而易见的。为了最好地理解本发明的原理及其实际应用，选择并且描述实施方式，从而使得本领域技术人员能够理解本发明的各种实施方式，并且各种修改都适于所期望的特定用途。本发明的范围旨在由所附权利要求及其等价物限定。

Claims (5)

1.一种图像形成装置，所述图像形成装置包括：

浓度测量单元，所述浓度测量单元具有基本圆形的测量视野，并且在用于浓度测量的待测量图像正在移动方向上移动时，所述浓度测量单元测量所述待测量图像的浓度；以及

浓度控制单元，所述浓度控制单元控制图像的浓度，

其中，所述浓度控制单元包括：

待测量图像形成单元，所述待测量图像形成单元形成待测量图像，所述待测量图像为用于浓度测量的待测量图像，并且具有遵循由在执行浓度测量时所述浓度测量单元的所述测量视野的路径限定的浓度测量区域的轮廓的形状，而不具有在所述移动方向上延伸并且包括所述待测量图像在所述移动方向上的前端的基本矩形形状，遵循所述浓度测量区域的所述轮廓的所述形状在所述基本矩形形状内，

浓度测量部，所述浓度测量部使得所述浓度测量单元测量由所述待测量图像形成单元形成的所述待测量图像的浓度，以及

灰度校正单元，所述灰度校正单元通过使用由所述浓度测量部测量的所述待测量图像的浓度，对所述图像执行灰度校正。

2.根据权利要求1所述的图像形成装置，

其中，所述浓度测量单元不具有基本圆形的测量视野，或者所述浓度测量单元不但具有基本圆形的测量视野，所述浓度测量单元还将用于浓度测量的光照射到所述待测量图像上，所述光具有基本圆形的光斑，所述待测量图像的浓度将被测量，并且

其中，所述待测量图像形成单元不形成具有遵循所述浓度测量区域的所述轮廓的形状的所述待测量图像，所述待测量图像形成单元形成具有遵循光照射区域的轮廓的形状而不是所述基本矩形形状的待测量图像，所述光照射区域的轮廓由在执行所述浓度测量时从所述浓度测量单元发射的光的光斑的路径限定。

3.根据权利要求1或2所述的图像形成装置，

其中，所述待测量图像形成单元形成在所述移动方向上具有前端边缘部分和后端边缘部分的待测量图像，所述前端边缘部分和所述后端边缘部分中的至少一个具有基本弧形的轮廓。

4.根据权利要求1或2所述的图像形成装置，

其中，所述待测量图像形成单元形成在所述移动方向上具有前端边缘部分和后端边缘部分的待测量图像，所述前端边缘部分和所述后端边缘部分中的至少一个具有通过削去基本矩形的角部获得的基本多边形的轮廓。

5.一种图像形成装置，所述图像形成装置包括：

浓度测量部，所述浓度测量部测量用于浓度测量的待测量图像的浓度；

浓度控制器，所述浓度控制器控制图像的浓度；

待测量图像形成单元，所述待测量图像形成单元形成待测量图像，所述待测量图像为用于浓度测量的待测量图像，并且所述待测量图像在移动方向上的端部具有基本凸起的形状，其中，所述待测量图像在移动方向上的端部是宽度方向上的中心部分；以及

灰度校正单元，所述灰度校正单元通过使用由所述浓度测量部测量的所述待测量图像的浓度，对所述图像执行灰度校正。