CN1358135A - 图像形成装置 - Google Patents

Abstract

当进行自动头部描影及阅读用于密度修正的打印图案时不受纸升起影响的一种传感器结构和信号处理法。预定的打印图案借助头部被打印。打印图案被一传感器(110)扫描以测量每种颜色的打印图案的每个喷嘴的不匀密度。传感器(110)包括一个发射包括所有R,G和B颜色区域的光线的发光元件和分别接收R,G和B光线的光线接收元件。光线接收元件沿水平扫描方向排成一行。每个头部打印的打印图案被与图案颜色的补色的光线接收元件及非补色的光线接收元件阅读,根据输出之间的差测量在喷嘴行的方向上的密度水平的变化。

Description

图象形成装置

技术领域

本发明涉及使用喷墨记录法形成图像的图象形成装置。

背景技术

传统上，这种图象形成装置采用喷墨记录法，在该方法中，脉冲信号施加在多个设置在灌墨喷嘴中的加热器上，将其加热直至墨沸腾，借助气泡压力将墨喷出。在采用这种方法的图象形成装置中设置多个这样的喷嘴以构成一个头部，多个这样的头部(例如，每个头部喷射一种颜色的墨如绿、红、黄或黑色的墨)组合形成一全色图象。

在这种图象形成装置中，驱动每个头部的控制电路的结构表示在图18中。该图只表示一个头部的结构。在该图中，标号1801和1802代表移位寄存器，标号1803和1804代表闩锁电路，标号1805代表解码器电路，标号1806代表与门电路，标号1807代表晶体管，标号1808代表加热器。与转送时钟脉冲CLK同步地以串行二进制数据形式从一个外部装置输送的图象数据VDO1和VDO2借助移位寄存器1801和1802顺序地从串行转换成并行。八个单位的图象数据VDO1和VDO2被转送并借助LAT信号闩锁在闩锁电路1803和1804中。多个喷嘴构成的头部被分成n区段(在这个实例中，一个256-喷嘴头部被分成16区段)。一个起动信号，BEO-BE15，以及一个加热器驱动信号HE被给予一个区段，以便接通喷嘴的晶体管，借以将图象数据以起动状态存储。这些信号加热喷嘴的加热器，以便喷墨。在图象形成装置中，区段起动信号BE被解码器1805从4位编码数据转变成16位数据。当都是由8单位数据构成的区段起动信号BE、图象数据VDO1和VDO2，以及加热器驱动脉冲信号HE全部接通时，墨被喷出。

通过这种控制，一列数据被打印，如图19所示。在主扫描的方向上重复上述操作列的数目次，就打印出一个数据带。纸张被喂送一个带以便打印第二个数据带。这个操作重复多次以形成由许多带构成的完全图象。

为了甚至当滑座速度改变时也以精确的位置打印数据，通常如图20所示，与滑座运动路径平行地设置带有缝隙的直线标尺，每个缝隙为一个或几个点设置。邻近一个头部101设置的一个传感器2003阅读该标尺并与喷射墨同步地输出一个信号，从而以正确的位置喷射墨。

但是，喷孔的形状或方向的不匀性造成了在纸上的水平和垂向喷墨位置的不匀性。同时，加热器尺寸和喷嘴附近的污染物造成每个喷嘴喷墨量的不匀性。当用这些记录零件构成的打印头以相同的密度打印图象时，图象并不是均匀地打印的，而且存在密度的不匀性。例如，如图21的实例所示，试图以50％的图象密度记录一个图案，取决于打印头上喷嘴的位置，导致了密度不匀的打印。

作为修正这种密度不匀的打印的手段，有人提出一种称为头部描影法(head shading)的技术。在这种技术中，对于记录头部的所有记录零件以相同密度记录的图象数据中的密度不匀性进行检查，根据这种密度不匀性，调节从每个喷嘴输出的图象数据密度。

例如，如图21所示，在头部宽度方向上的位置A上，密度高于图象数据的预期密度，那么，事先减小用那个喷嘴输出的图象的密度水平。相反，在该图中的位置B上，实际记录的密度低于图象信号预期的密度，那么，事先增加用那个喷嘴输出的图象密度水平。这个调节可显著减小由记录头引起的记录密度的不匀性。

检查和修正记录密度有两种手段：自动头部描影法和手动头部描影法。在自动头部描影法中，被记录的图象图案由扫描器或其它设置在记录装置中的装置阅读，以便自动地检查及修正密度不匀性。在手动头部描影法中，用户用眼睛检查记录的图象图案以确定密度不匀性及修正值。

当在上述的图象形成装置上进行自动头部描影法时，使用与装置分离的扫描器或装在装置中的传感器来阅读由装置打印的预定图案的打印结果以便检查不匀的密度。此时，在使用扫描器的方法中，已打印了预定图案的纸张必须从装置的输出部分取出，然后放置在扫描器的玻璃窗上。放在玻璃窗上的打印后的纸张被盖子压平，打印图案由高分辨率的CCD线传感器阅读。但是，这种方法需要使用者不时进行干预，打印预定图案及将打印后的纸张放在扫描器的玻璃窗上，这使操作复杂化。操作没有内装扫描器的打印机，存在不少问题：例如，使用者必须单独购置扫描器，安装软件产品，以便从扫描器阅读图象数据以分析图象数据中的不匀密度。因此，为了操作只有打印机的装置，以及为了执行自动头部描影功能，最好在打印机中内装传感器，以便用传感器来阅读打印图案。

可以在打印机中使用的一种传感器是CCD。但是，CCD具有下述问题。

—CCD和发光卤灯是昂贵的。

—CCD驱动电路和输出信号处理电路是复杂的。

—使用卤灯需要附加的绝热部件。

—上述问题使装置庞大。

因此，如果在装置上CCD只用于进行自动头部描影功能，那么，CCD涉及到许多问题，例如，装置尺寸大、成本高、结构复杂等。为了避免这些问题，通常在滑座附近设置低成本的反射式传感器，用这种反射式传感器来检测打印头部描影图案。

但是，当使用反射式传感器来检测在打印表面上的图案时，如果纸太硬，那么，纸在台板上被抬高。相反，如果纸太软，那么，由于在打印图案后在纸上有时起皱，纸变得不平。在这种状态中，用反射式传感器阅读图案，即使密度水平是恒定的，取决于纸表面的部位，也会引起读出的信号水平从基准水平(GND)的变化。因此，即使使用这种输出来计算自动头部描影的修正数据，也很难正确地检查密度不匀性。本发明旨在解决上述现有技术中的问题。本发明的目的是提供一种图象形成装置，即使打印纸升起或起皱，这种图象形成装置也能够正确地检测图案密度水平。

发明内容

为实现上述目的，按照本发明的图象形成装置是一种使用喷墨记录法的图象成形装置，所述装置使用多个头部形成彩色图象，每个头部上具有多个喷墨喷嘴，所述装置包括：用于打印的装置，该打印装置在打印纸上，一次一个头部地使用所述多个喷墨喷嘴以预定的密度进行打印图案的打印；一个反射式光学传感器，当在喷嘴列的方向上扫描打印图案时，该传感器阅读每种颜色的打印图案；以及密度计算装置，用于在所述反射式光学传感器的输出的基础上计算每种颜色的打印图案的密度，其中所述反射式光学传感器包括：一个发光元件，该发光元件发射在光学波长上包括红/蓝/绿区域中所有光的光线，以及多个光线接收元件，每个光线接收元件检测在光学波长上红/蓝/绿之一的光线，以及其中所述密度计算装置以每种颜色的补色光线的光线接收元件的输出和该图案颜色的非补色光线的光线接收元件的输出为基础，计算两个输出之间的差，从而以每个头部打印的打印图案的喷嘴位置为基础，检测密度水平。

这样，两个输出之差被计算出来以在每个图案色的补色的光线接收元件的输出和图案色的非补色的光线接收元件的输出的基础上检测密度水平。这样，即使在打印纸上打印图案时纸升起或起皱，其对于光线接收元件的输出的影响也可被消除。因此，这种方法可正确计算图案密度水平。

例如，打印图案是一个带图案，是由每个头部的所有喷墨喷嘴记录的，并具有至少相应于一个头部宽度的宽度，所述多个光线接收元件是在主扫描方向上布置的，反射式光传感器具有矩形的传光缝，较长边与主扫描方向对准，因而在预定位置上的打印图案的图象是在多个光线接收元件的接收表面上形成的，反射式光传感器在相对于图案的分扫描方向上相对地扫描。

密度计算装置最好在每个头部一个喷嘴的基础上计算密度水平。采用这个结果，每个头部的打印密度可以按照在每个头部的一个喷嘴位置上计算的密度水平，在一个喷嘴的基础上调节。

附图说明

图1是表示本发明一实施例中的图象形成装置的主体的示意图；

图2是图1所示实施例的控制框图；

图3是在图1所示实施例中的头部控制器的框图；

图4是图1所示实施例中AHS(自动头部描影处理器)的框图；

图5表示图1所示实施例中AHS处理器中一个表格ROM的数据结构；

图6表示图1所示实施例中AHS处理器中产生表格选择信号的RAM中的数据结构；

图7表示图1所示实施例中执行AHS图案阅读操作的操作流程图；

图8表示图1所示实施例中执行打印操作时的操作流程图；

图9表示图1所示实施例中AHS图案结构图；

图10(a)和(b)表示图1所示实施例中传感器的内部结构；

图11详细表示图1所示实施例中图案检测电路；

图12(a)和(b)表示图1所示实施例中出现如纸升起问题的打印纸的行为；

图13是在图1所示实施例中出现如纸升起问题时传感器输出状态图；

图14(a)和(b)表示在图1所示实施例中图案检测器的信号处理；

图15(a)和(b)表示光线在一图案色上反射的情形；

图16详细表示图1所示实施例中的图案检测器；

图17(a)、(b)和(c)表示图1所示实施例中图案检测器的信号处理；

图18是表示打印头的内部电路图；

图19表示一个带的打印实例；

图20表示直线标尺结构和打印定时；

图21是表示头部喷嘴位置和密度之间的关系的曲线图；以及

图22是用于说明密度不匀的图案的曲线图。

具体实施方式

下面参阅附图详述本发明的一个实施例。

图1是按照本发明的串行打印机形式的喷墨记录装置的示意图。记录头部101BK，101Y，101M和101C安装在一个滑座106上。黑色、黄色、品红、青蓝色墨从图中未示的墨罐通过墨管送至记录头部。送至记录头部101BK，101Y，101M和101C的墨根据来自图中未示的主控制器的记录信号，相应于记录信号由记录头部驱动器驱动。墨滴从每个记录头部喷出以便记录在打印纸102上。

送纸电机103(分扫描电机)，作为一个间歇输送打印纸102的驱动器，驱动一个送纸辊104。一个主扫描电机105是沿箭头A或B所示方向通过主扫描皮带107移动装有头部101的滑座106的驱动器。当图中未示的供纸机构供应的、由送纸辊104输送的打印纸102到达打印位置时，送纸电机103被关掉以停止打印纸102的供应。在向打印纸102记录图象之前，滑座106移至原始位置(HP)传感器108的位置。然后，滑座沿箭头A的方向移动以便向前扫描。当滑座到达预定位置时，黑、黄、红和蓝墨开始从记录头部101BK-101C喷射以记录图象。在图象记录的预定宽度(带)完成后，滑座106停止，并沿箭头B的方向返回以便向后扫描，直至滑座106到达原始位置传感器108的位置。在向后扫描的过程中，送纸电机103使打印纸102在箭头C的方向上移动由记录头部101BK-101C记录的宽度。重复这种头部扫描操作和喂纸操作，从而记录整个图象。

如上所述，直线标尺109具有高分辨率的缝。一个设置在滑座106附近的(图中未示的)透明式光传感器阅读这些缝，以便给出90°异向的两相信号。以这些信号为基础，滑座106的位置受到控制，并使从打印头部101的喷墨同步。

在这个实施例中，使用具有600点/英寸的分辨率的打印头部和具有600点/英寸的分辨率的直线标尺，以600点/英寸记录图象。

在这个实施例中，在滑座106附近不仅设置直线标尺109的传感器，而且也设置一个反射式光传感器110。该反射式光传感器用于进行自动头部描影。为了修正安装在滑座106上的头部101的喷孔的形状和角度的制造不匀性引起的密度不匀性，传感器阅读由打印头部101记录的预定图象图案(打印图案)，以便在装置中自动地检查和修正密度的不匀性。下面描述这种密度不匀性检测操作，这是本发明最显著的优点。

图2是按照本发明一实施例的图象形成装置结构的框图。图中所示的图象形成装置包括一个外部装置201、一个打印控制器202和头部101。主扫描直线标尺109、分扫描解码器208、主扫描电机105、分扫描电机103、传感器110和操作板210连接于打印控制器202。作为向图象形成装置供送被记录的图象数据和各种指令的主装置，外部装置201是一种例如计算机或图象阅读器那样的装置。以来自外部装置201的图象数据VDI为基础，打印控制器202控制用头部101在记录纸上记录的图象信息。打印控制器202包括一个CPU203、一个头部控制器204、一个分扫描计数器205、一个图案检测器206、一个存储器206和一个滑座/喂送伺服控制器209。在上述构件中，CPU203用作与发出图象数据VDI的外部装置201的界面，同时，控制包括I/O装置的打印控制器202的整个操作。在收到来自外部装置201的图象数据VDI时，头部控制器204响应于来自CPU203的指示，将几个带的图象数据VDI暂时存储在图象存储器中。对所存储的图象数据VDI进行图象处理。经过处理的结果作为图象数据VDO与头部101的扫描同步地输出。

在这个实施例中，主扫描直线标尺109和分扫描解码器208如图中所示那样设置。当主扫描电机105驱动滑架106时，主扫描直线标尺109输出两相信号，当分扫描电机103喂送纸时，分扫描解码器208输出两相信号。这些相信号按照运动量分别由绝对位置代表。主扫描直线标尺109也用作控制输出数据如图象数据VDO的同步信号。

头部控制器204也产生喷墨所需信号，例如，用于起动头部的每个区段的区段起动信号BE、加热器驱动脉冲信号HE等。从头部控制器204输出的图象数据VDO、区段起动信号BE、加热器驱动信号HE等被送至头部101。在头部101的控制电路中，只有图象数据VDO和起动信号(BE，HE)被起动的喷嘴的加热器被接通。这使墨喷向记录纸以形成图象的一个列。进行这种控制，同时头部在主扫描方向扫描，从而形成图象的一个带。

响应于从主扫描直线标尺109和分扫描解码器208的输出，滑座/喂送伺服控制器209以主扫描电机105和分扫描电机103的运动量为基础，反馈控制驱动速度、启动、停止和位置。

用户使用操作板210发出用于操作图象形成装置的指令，例如，指示打印方式、示范打印、打印头部复原操作等指令。当密度不匀性检测时进行的操作指令也是从操作板210发出的。

下面对照图3描述产生驱动头部101所需信号的头部控制器204的内部结构，并简述其操作。头部控制器204主要包括一个AHS(自动头部描影)处理器301、一个二进制处理器302、一个图象存储器304、一个图象存储控制器305和一个加热器驱动信号发生器306。AHS处理器301使用通过自动头部描影检测得到的修正数据，通过一个从外部装置201输送的多值图象数据VDI(在这个实施例中，256个层次的图象数据是通过每个象素8位的母线输入的)的存储表格进行密度转换。二进制处理器302将由AHS处理器301进行密度转换的多值数据转换成指示是查打印数据的二进制数据。在这种处理过程中，使用高频振动法、误差扩散法等将数据转换成二进制。由二进制处理器302转换成二进制的图象数据借助图象存储控制器305暂时存储在图象存储器304中。如上所述，图象存储控制器305进行二种存储控制：一种是暂时将来自外部装置201的几个带的图象数据VDI存储在图象存储器304中，另一种是按照头部101的扫描将存储的图象数据作为图象数据VDO输出至头部101。当图象数据VDI输入至图象存储器304时，指示在图象存储器304中地址的信号与从外部装置201输送数据的定时同步地产生，以便使图象数据VDI可有序地被存储。当按照头部101的扫描从图象存储器304输出数据时，存储地址信号与主扫描直线标尺109的输出同步地产生，以便使图象数据VDO可从图象存储器304输出。

另外，加热器驱动信号发生器306与主扫描直线标尺109的输出同步地产生选择被驱动的头部的一个区段的信号(区段起动信号BEO-3)和加热器驱动脉冲信号HE。如上所述，墨只从区段起动信号BEO-3、加热器驱动信号HE和图象数据VDO全部起动的头部101上的喷嘴喷出。

图4是详细表示AHS处理器301的结构的框图。在图4中，标号401代表表格ROM。进入的图象数据按照表格ROM401的内容被转换。来自外部装置201的图象数据被送入表格ROM401的低阶地址，通过表格ROM401中的查阅表格，相应的值被输出。表格ROM401具有多个表格，每个表格含有这样的数据组。按照连接于表格ROM401的高阶地址的表格选择信号，选择一个表格。在这个实施例中，图象信号密度水平的范围从0至255，在表格ROM401中所含的表格的数目为64。因此，表格ROM401的低阶8位含有图象信号，而高阶6位含有表格选择信号。

图5表示在表格ROM401中每个表格内存储的表格数据的结构。如上所述，表格ROM401共有64个表格，每个表格配置范围为0至63的一个数字。例如，数字31相应于数据通过(data-through)表格；当选择这个表格时，输入数据的大小与输出数据的大小的比为1比1。当选择数字小于31的表格如表格30，29…时，从表格ROM401输出的图象信号水平低于输入图象信号水平。相反，当选择数字大于31的表格如表格32，33…时，从表格ROM401输出的图象信号水平高于输入图象信号水平。虽然在图中被省略，但是，最低图象信号水平的表格是表格0，而最高图象信号水平的表格是表格63。

现在参阅图4，标号402是一个RAM，从其产生表格选择信号。RAM402含有相应于每个喷嘴的选择信号。这将对照图6描述。RAM402含有在地址0-255中的数据，每个地址相应于图1所示头部101上的喷嘴的数字。例如，在图6所示的实例中，数据选择表格31存储在地址0中，而数据选择表格33则存储在地址1中。为了将数据写入RAM402，数据是从图2中的CPU203通过图4所示的门404输入的。当响应于来自CPU203的选择信号将数据写入RAM402中时，选择器403转换至CPU地址母线。当打印数据时，选择器403选择来自地址发生器405的地址数据，以便为相应于每个喷嘴的图象数据可选择RAM402中的一个地址。

在上面的描述中，虽然只描述了一种颜色的头部101，但是，装置具有分别为C、M、Y和K设置的四个记录头部。因此，AHS处理器301具有四个系统，每个系统为一种颜色。但是，由于所有颜色进行相同的处理，因而下面为了简便只描述一种颜色的数据记录。

下面对照图7所示的流程图描述头部描影处理。在步骤1中，按压操作板210上的头部描影操作键(未画出)，禁止了头部描影。更具体来说，“31”被写入图4所示RAM402中的所有地址，从而使所有喷嘴选择表格ROM401中的通过表格“31”。接下来，控制进行至步骤2。如图9所示，记录三个带的图象图案，每个带具有50％的密度，且密度均匀。每三个带的中间带为密度修正而被阅读。在用于修正的带之前或之后打印一个额外的带，以便考虑带之间的修正部分的效果而修正密度不匀性。

更具体来说，图9所示的头部描影图案以四种颜色C、M、Y和K打印，每种颜色的密度为50％。这些图案每次扫描使用256个喷嘴的头部平行地打印三个带。在图中，只画出三种颜色C、M和Y的打印结果。

接着，控制进行至图7中的步骤S3。滑座106被移动，使传感器110位于步骤S2中打印的图象上方，打印纸在分扫描方向被输送，从而使从为每种颜色的图案的预定区域阅读图象图案。被阅读的数据存储在存储器207中。在按照这种方式在步骤S3中阅读图象之后，控制进行至步骤S4以形成描影数据。首先，颜色C的图案的头部描影数据被形成，然后顺序形成其它颜色的头部描影数据。所形成的数据被存储在存储器207中的预定区域内。

图8是表示实际打印程序中的操作的流程图。首先，在步骤S5中，从存储器207阅读相应的数据，并将数据送至RAM402中。打印操作在步骤S6中开始。

图10(a)和10(b)表示在图象形成装置中使用的传感器110的内部结构。图10(a)是侧视图，图10(b)是前视图。在图10(a)和10(b)中，标号1001是由光电晶体管或光电二极管构成的光线接收元件，其用于借助一个滤光器或类似装置分别检测R、G和B的频率(或波长)的光带。标号1002代表发光元件如钨丝灯，它能够发射包括所有光区，即，R、G和B的光线。标号1003代表光学透镜。从发光元件1002发出的光线射在密度不匀性检测图案P上。反射的光线被光学透镜1003聚焦在光线接收元件1001，以便在喷嘴位置基础上检测图案的密度水平。光线接收元件1001在主扫描方向上以R、G和B的顺序布置，每种颜色的光线接收表面的尺寸为1mm×1mm。使用2倍放大透镜作为光学透镜时，在主扫描方向上0.5mm区域的平均密度可被检测。在分扫描方向上，带有0.33mm的孔的传光缝1005设置在光线接收元件1001的光线接收表面上方，以便检测0.168mm区域的平均密度。由于打印头部101的喷嘴的分辨率为600DPI，因而在这种结构中大约4个字点的平均密度被检测。应当注意的是，检测面积的大小并不局限于这个尺寸。但是，该尺寸是考虑到下述情况确定的：小于上述尺寸的尺寸会使传感器输出太小，而大于上述尺寸的尺寸会难于正确检测以喷嘴为基础的密度变化。甚至当必须检测多个喷嘴的平均密度时，一个喷嘴位置单位或较小单位的图案试样也可以使密度在一个喷嘴位置单位的基础上被检测。另外，甚至当必须为多个喷嘴进行图案取样时，一个喷嘴位置的密度水平也可以通过内插输出而检测。

在传感器110的输出的基础上，在打印控制器202中的图案检测器206以喷嘴位置为基础检测图案的密度水平。图11表示图案检测器206的细部结构。在该图中，标号1101代表用于驱动发光元件的恒定电流电路，标号1102代表I-E放大器，它将电流转换成电压，同时放大由光线接收元件产生的电流，标号1103代表一个加法放大器，它进一步放大I-E放大器1102的输出，同时，使用CPU调节光线接收元件输出的补偿电压。标号1104代表一个减法电路，它计算来自加法放大器1103的三个输出中的两个输出之间的差，标号1105代表一个模拟开关，它选择一个信号，该信号从减法电路1104的输出被输入至一个A/D转换器1106(模拟数字转换器)，标号1107代表一个D/A转换器，它在CPU203中设定一个用于调节传感器110中发光装置的发光量及传感器110的补偿量的调节值。模拟开关1105不仅选择减法电路1104的输出，而且也选择加法放大器1103的输出。该开关使CPU203产生A/D转换选择信号，以便选择这两个输出中的哪一个进行A/D转换。这使CPU203能够调节传感器110的发光元件的发光量及传感器110的光线接收元件的输出补偿，因而使传感器的输出在检测密度不匀性检测图案之前变得恒定。

在调节完成之后，为图案检测阅读密度不匀性检测图案。为了阅读该图案，滑座106在主扫描方向上移动，以便如上所述将传感器110设置在图案上方。A/D转换定时信号由CPU203与分扫描计数器205的输出同步地产生，同时在主扫描方向上输送打印纸，A/D转换器1106的输出有序地存储在存储器207中。当阅读用青蓝色头部打印的图案时，模拟开关1105被接通，使检测R光线的光线接收元件的输出和检测B光线的光线接收元件的输出之间的差被输入至A/D转换器1106。

当阅读用红色头部打印的图案时，模拟开关1105也被接通，从而使检测G光线的光线接收元件的输出和检测B光线的光线接收元件的输出之间的差被输入至A/D转换器1106。另外，当阅读黄色头部打印的图案时，模拟开关1105被接通，从而使检测B光线的光线接收元件的输出和检测R光线的光线接收元件的输出之间的差被输入至A/D转换器1106。如图12(a)所示，由送纸辊104供应的打印纸102被一个排纸辊1201和一个在打印纸上的纸固定板1203固定，在所述打印纸上，头部101在主扫描方向上前、后移动。在这种情形中，如果打印纸102太硬地抵靠一个台板1202，那么，打印纸容易升起。相反，如果纸太软，那么，如图12(b)所示，由于打印在主扫描方向上产生皱纹。在这种情形中，如图13所示，传感器110的光线接收元件和打印纸之间的距离就会随位置而改变。同时，从发光元件射到打印纸上的光线的强度也随位置变化。因此，即使图案密度均匀，传感器110的光线接收元件产生输出的水平也会改变，从而妨碍了传感器110的光线接收元件输出的密度的正确测量。

因此，当用按照本发明的装置中的蓝头部打印的图案时，检测R光线的光线接收元件的输出和检测B光线的光线接收元件的输出之间的差，如上所述，被输入至A/D转换器1106。为了这样做，来自发光元件的包括所有区域R、G和B的光线，例如，来自钨丝灯的光线照射在被测量的图案颜色上，使用吸收图案颜色光线的光线接收元件(例如R光线的光线接收元件)和反射图案颜色光线的光线接收元件(例如B光线的光线接收元件)，阅读减法结果。因此，即使打印纸的状态不稳定，如图14(a)所示，这种方法也能得到一种稳定的结果，例如，图14(b)所示的减法结果。这是由于每个光线接收元件的输出按照基准水平改变的缘故。

这个原因的补充说明将参阅图15(a)和15(b)进行。图15(a)的曲线图表示每种颜色(Y、M、C)的墨相对于光线波长变化的折射系数，图15(b)表示每个光学成分(R、G、B)相对于波长变化的强度。当光线从发射包括所有R、G和B的光线的发光元件射向一图案时，图15(a)和15(b)表明黄色墨吸收带有短波长的蓝色区域中的光线，红色墨吸收带有中波长的绿色区域中的光线，青蓝色墨吸收带有长波长的红色区域中的光线。因此，当光线照射到青蓝色图案时，红色区域中的光线被吸收，因而在该图案区域中从红色光线接收元件不产生输出(关闭状态)。由于光线在该图案区域外被反射，因而从红色光线接收元件产生输出(接通状态)。这就是说，通过使用红色光线接收元件可以确定在背景纸中是否存在青蓝色图案。

另一方面，当光线照射到青蓝色图案时，蓝色和绿色区域的光线被反射。因此，不管光线是落在青蓝色图之内，还是之外，蓝色和绿色光线接收元件产生输出(接通状态)。也就是说，可以认为，在检测图案的非补色的光线接收元件的区域中的输出，其条件大体是纸的升起或起皱。例如，当检测青蓝色图案时，利用光线接收元件的上述特性，计算在补色区域中光线(红色)和在非补色区域光线(蓝色和绿色)之间的差，即使纸的升起和起皱产生水平变化，也可以抵消减法结果中从基准水平的输出水平的改变。这是由于纸升起等因素造成的两个光线接收元件的输出水平的改变是相同的。由于这个原因，可以正确地测量图案密度。

按照相同的方式，品红图案密度可以通过计算绿色光线(补色区域光线)和红色和蓝色光线(非补色区域光线)之间的差正确地测量，黄色图案密度可以通过计算蓝色光线(补色区域光线)和红色或绿色(非补色区域光线)之间的差正确地测量。

上面讲过，当使用补色区域的光线阅读一个颜色图案时，从光线接收元件不产生输出(关闭状态)。但是，实际上，由于图案不是以100％而且以大约50％打印的，因而在图案区域的一些部分被打印，而在图案内的其它部分，背景纸被暴露，如图22所示。(在图22中示意表示的打印图案并不总是与实际打印图案匹配。应当注意的是，以50％的密度，墨不是同时从一个头部上的所有喷嘴喷出，该头部的所有喷嘴是分散地使用的)。在图案的区域内，喷墨部分和未喷墨的部分的混合引起下述效果。在打印点大(喷墨量大)的部分中，大量补色区域光线被吸收，少量的光线从背景纸反射，因而传感器输出小。相反，在打印点小(喷墨量小)时，小量的补色区域光线被吸收，大量光线从背景纸被反射，因而传感器输出变大。在传感器输出这样的变化的基础上，如上所述可以检测在打印图案喷嘴列的方向上的密度变化(密度不匀性)。

如上所述，从另一光线接收元件的输出减去一个光线接收元件的输出可以尽量少地依赖打印线的状态来测量图案密度。但是，严格地说，反射光线的强度根据纸的状态而改变的可能性是存在的，因而传感器输出的水平变化不能完全被抵消。解决这个问题可以采用下述措施。下面描述检测青蓝色图案的一个实例。如图16所示，除了减法电路1104外，还设有一个电路1601，减法电路1104用于计算补色的R光线的光线接收元件的输出和非补色的B光线的光线接收元件的输出之间的差，电路1601用于从基准水平V_基准减去非补色的B光线的光线接收元件的输出。使用作为增益控制放大器1603的控制信号的附加电路的输出1602，减法电路1104的输出被放大。为了修正光强变化引起的光线水平的变化，放大的结果通过模拟开关1105进行A/D转换。

图17(a)、(b)和(c)表示这种水平变化修正的状态。图17(a)表示B和R光线的光线接收元件的输出状态和基准水平V_基准，以便用于从基准水平V_基准减B光线。该图表示，当光线强度因纸状态而减小时，在右侧部分中传感器的输出水平减小。此时，基准水平V_基准相对于B光线的光线接收元件的输出水平被设置在负水平。图17(b)表示减法电路1104和1601的结果。在无图案的位置上，减法电路1104和1601的输出稳定在GND水平上，而在图案的右侧部分，输出水平则减小。该图也表示，在右侧部分中，减法电路1601的输出是高的。图17(c)表示使用作为控制信号的减法电路1601的输出1602来放大减法电路1104的输出所产生的结果。由于图案右侧部分的放大率高，因而右侧部分的水平和左侧部分的水平是相同的。

虽然为了简化说明，图16中只画出一个电路，但是有三个电路，每个电路为一种图案颜色设置。

上述操作被执行以阅读自动头部描影图案，从而即使纸升起或出现皱纹也可在每个头部记录的图案的喷嘴列的方向上正确检测密度水平的改变。

虽然已经描述了本发明的推荐形式，但是，显然可做出各种修改和变化。

本发明可以应用于图象记录设备如喷墨记录打印机、绘图机及传真机的设计和制造。按照本发明，分别接收R、G和B光线之一的光线接收元件阅读由每个头部打印的预定打印图案。这种装置采用图案的补色的光线接收元件和非补色的光线接收元件，并计算两个输出之间的差，从而检测密度变化量。这种方法使装置即使打印纸升起或起皱也可正确地检测图案的密度水平。

Claims (6)

1.一种使用喷墨记录法的图象成形装置，所述装置使用多个头部形成彩色图象，每个头部上具有多个喷墨喷嘴，所述装置包括：

用于打印的装置，该打印装置在打印纸上，一次一个头部地使用所述多个喷墨喷嘴以预定的密度进行打印图案的打印；

一个反射式光学传感器，当在喷嘴列的方向上扫描打印图案时，该传感器阅读每种颜色的打印图案；以及

密度计算装置，用于在所述反射式光学传感器的输出的基础上计算每种颜色的打印图案的密度，

其中所述反射式光学传感器包括：一个发光元件，该发光元件发射在光学波长上包括红/蓝/绿区域中所有光的光线，以及多个光线接收元件，每个光线接收元件检测在光学波长上红/蓝/绿之一的光线，以及

其中所述密度计算装置以每种颜色的补色光线的光线接收元件的输出和该图案颜色的非补色光线的光线接收元件的输出为基础，计算两个输出之间的差，从而以每个头部打印的打印图案的喷嘴位置为基础，检测密度水平。

2.如权利要求1所述的图象形成装置，其特征在于：所述打印图案是一个由每个头部的所有喷墨喷嘴记录的、宽度相应于至少一个头部宽度的带图案，其中所述多个光线接收元件布置在主扫描方向上，所述反射式光学传感器具有一个矩形传光缝，其较长侧边沿主扫描方向对准，使在预定位置上的打印图案的图象在所述多个光线接收元件的接收表面上形成，所述反射式光学传感器相对于所述图案在分扫描方向上相对地扫描。

3.如权利要求1所述的图象形成装置，其特征在于：所述密度计算装置在每个头部的喷嘴的基础上计算密度水平。

4.如权利要求3所述的图象形成装置，其特征在于：还包括调节装置，用于按照在每个头部的喷嘴的基础上计算的密度水平，在每个头部的喷嘴的基础上调节打印密度。

5.如权利要求1所述的图象形成装置，其特征在于：所述多个头部包括一个用于喷射青蓝色墨的青蓝色头部、一个用于喷射品红色墨的品红色头部和一个用于喷射黄色墨的黄色头部，所述装置还包括：

一个A/D转换器，它将模拟信号转换成数字信号：以及

开关装置，用于将输入换接至所述A/D转换器，因而当所述青蓝色头部阅读图案时，用于检测红色光线的光线接收元件的输出和用于检测蓝色光线或绿色光线的光线接收元件的输出之间的差被输入至所述A/D转换器，当所述品红色头部阅读图案时，用于检测绿色光线的光线接收元件的输出和用于检测蓝色光线和红色光线的光线接收元件的输出之间的差被输入至所述A/D转换器，当所述黄色头部阅读图案时，用于检测蓝色光线的光线接收元件的输出和用于检测红色光线和绿色光线的光线接收元件的输出之间的差被输入至所述A/D转换器。

6.如权利要求1所述的图象形成装置，其特征在于：还包括一个计算非补色光线的光线接收元件的输出和一预定基准水平之间的差的减法电路，以及一个放大器，该放大器按照减法电路的输出，使用一个放大系数放大补色光线的光线接收元件的输出和非补色光线的光线接收元件的输出之间的差。

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