CN1573591A - 图像形成方法和图像形成装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种图像形成方法和图像形成装置，根据由把要形成图像的记录材料的表面作为图像来读取的图像读取机构读取出的表面图像，判别记录材料的种类，在判别为是预定的记录材料之外的种类的情况下，不变更图像形成的参数地形成图像，在判别记录材料的种类和表面状态时发生了异常的情况下，能够以稳定性最高的图像形成模式进行图像形成。

Description

图像形成方法和图像形成装置

技术领域

本发明涉及具有把要形成图像的记录材料的表面作为图像来读取的图像读取装置，并根据所读取的表面图像设定图像形成的参数，而形成图像的技术。

背景技术

以往，在激光打印机等图像形成装置中，为了对应于数量众多的打印机用纸而得到最佳的图像，设置有多种打印模式。而且，各种打印模式由使用者自己在打印时设定。因此，存在要求使用者具有判别纸张种类的知识，并且必须自己设定该纸张种类这样的麻烦。进而，还存在着如果其设定错误则不能够得到最佳图像这样的问题。

近年来，还存在如下这种图像形成装置：检测由纸表面反射的正反射光和散射光的量差，自动地判别纸张的种类，从而进行与其检测结果相对应的图像形成控制，能够得到最佳图像(例如，参照专利文献1：日本特开平11-216938号公报)。

图9是表示专利文献1所记载的打印机光泽度计的剖面图。如图所示，光泽检测器200具有如通常那样安装在打印基板220上的块(block)210。另外，轴213上的光源管212和轴215上的反射管214形成在块210中。光源216位于光源管212中。而且，光传感器222位于反射管214中。这时，光检测器222主要对频谱反射光产生反应，判别低光泽纸和高光泽纸。

另外，还提出了用CCD区域传感器拍摄纸张的表面图像，求出分形维数(fractal dimension)，从而求出纸张的粗糙度的方法(例如，参照专利文献2：日本特开平11-271037号公报)。

图10是表示专利文献2中记载的平滑度检测器的基本动作的流程图。使光对记录材料的表面进行面照射(area illumination)(步骤S2-1)。然后，用包含图像读取装置的图像检测装置，把由面照射的反射光形成的阴影像作为平面图像来读取，把其浓淡信息作为多值图像数据(步骤S2-2)而检测出来。即，照射的光因记录材料的凹凸而在反射光中产生阴影，凹下的部分较暗，凸起的部分较亮，通过图像读取装置的CCD来检测该阴影像。通过信息加工处理装置，对检测出的多值图像数据的浓淡信息实施图像处理，从而测量计算出记录材料的表面粗糙度(步骤S2-3)。然后，由图像形成控制装置确定并控制与测量计算出的表面粗糙度相对应的图像形成参数值(步骤S2-4)。即，在该以往例中，通过读取来自CCD的浓淡信息，能够推断出记录材料的表面粗糙度。

另外，还提出了拍摄纸张表面的影像而取得纸张的信息，并切换图像形成条件的方案(例如，参照文献3：日本特开2002-182518号公报)。

使用由这些判别方法得到的记录材料种类的判别结果，图像形成装置选择与各种记录材料种类对应的打印模式进行打印。

但是，由于纸张种类的表面状态因制造量和环境而存在差异，因此判别结果也易于出现差异。另外，即使为了对应于各种纸张种类进行最优的图像形成控制而具备数量较多的打印模式，但由于市场中存在数量众多的纸张种类，因此对于所有纸张种类都不出错地设定为正确的纸张模式是非常困难的。

由此，对于阈值附近的纸张种类，用自动模式误判别了时，将以不同的模式进行打印，而在用人工模式误判别了时，有时会产生不能打印的情况。

另外，在使用区域传感器或者线传感器等摄像传感器来判别纸张种类时，其图像数据量大，可能存在通信错误。在这种异常情况下，如果停止打印，则存在可能使使用者产生压力的问题。

进而，关于半透明型介质的打印，由于有时不添加防伪信号地进行打印，因此如果把通常的纸张误判别为半透明型介质，则还存在着有可能不打入防伪信号地进行打印的可能性。

发明内容

本发明是为了解决上述课题而设计的，目的在于：在判别记录材料的种类和表面状态时，如果发生了异常，则以稳定性最高的图像形成模式进行图像形成。

另外，本发明的目的在于，在记录材料是否是半透明型介质的判别不清楚的情况下，或者在半透明型介质的连续打印模式中发生通信不良或传感器异常的情况下，不变更模式，通过添加防伪信号，而能够进行稳定的动作的同时，可靠地进行防伪工作。

为了达到上述目的，根据本发明的一个实施方式，提供一种图像形成方法，具有把要形成图像的记录材料的表面作为图像来读取的图像读取机构，根据由上述图像读取机构读取的表面图像设定图像形成的参数，形成图像，其特征在于，包括：

根据由上述图像读取机构读取的记录材料的表面图像，判别记录材料的种类的步骤；

在上述判别步骤判别为是预定的记录材料之外的种类的情况下，不变更上述图像形成的参数地形成图像的步骤。

另外，根据本发明的一个实施方式，提供一种图像形成装置，具有把要形成图像的记录材料的表面作为图像来读取的图像读取机构，根据由上述图像读取机构读取的表面图像，设定图像形成的参数，形成图像，其特征在于，包括：

判别机构，根据由上述图像读取机构读取的记录材料的表面图像，判别记录材料的种类；

图像形成机构，在由上述判别机构判别为是预定的记录材料之外的种类的情况下，不变更上述图像形成的参数地形成图像。

本发明的其它目的将通过以下的附图及后述的详细说明而得到明确。

附图说明

图1是表示本实施方式中的图像形成装置的构造的剖面图。

图2表示本实施方式中的控制CPU控制的多个单元。

图3表示图2所示的传感器的概略结构。

图4是表示CMOS区域传感器的硬件结构的框图。

图5表示由CMOS区域传感器得到的记录材料种类的检测结果的分布。

图6表示记录材料表面的凹凸较小时的表面图像。

图7表示记录材料表面的凹凸较大时的表面图像。

图8表示把图6所示的表面图像二值化后的图像。

图9表示专利文献1中记载的打印机光泽度计的剖面图。

图10是表示专利文献2中记载的平滑度检测器的基本动作的流程图。

具体实施方式

以下，参照附图详细说明本发明的实施方式。

图1是表示本实施方式中的图像形成装置的构造的剖面图。图1中，101是图像形成装置，102是用纸盒，103是供纸辊，104是转印带驱动辊，105是转印带，106～109是黄、品红、青、黑的感光鼓，110～113是转印辊，114～117是黄、品红、青、黑的墨盒(cartridge)，118～121是黄、品红、青、黑的光学单元，122是定影单元。

该图像形成装置101使用电摄影处理，在记录纸上重叠转印黄、品红、青、黑的调色剂图像，由定影单元122基于温度控制对调色剂图像进行热定影。

另外，各种颜色的光学单元118～121构成为，通过激光束对各感光鼓106～109的表面进行曝光扫描，形成潜像。这一系列的图像形成动作同步地进行扫描控制，使得从所输送的作为记录材料的记录纸上的预先确定的位置开始转印图像。

进而，图像形成装置101具备供应、输送作为记录材料的记录纸的供纸电机，驱动转印带驱动辊104的转印带驱动电机，驱动各色感光鼓106～109以及转印辊110～113的感光鼓驱动电机，驱动定影辊的定影驱动电机。

另一方面，123是图像读取装置(也称为图像读取传感器)，对所供应、输送的记录纸的表面照射光，把其反射光聚光成像，检测记录纸的某特定区域的图像。

另外，图像形成装置101所具有的控制CPU(未图示)，通过由定影单元122对记录纸提供预定的热量，而使记录纸上的调色剂图像定影、固定。

其次，说明由控制图像形成装置101的图像形成过程的控制CPU进行的处理。

图2表示本实施方式中的控制CPU控制的多个单元。图2中，201是控制CPU(以下，称为CPU)，负责图像形成装置101整体的控制。202是相当于图1所示的图像读取传感器123的传感器。关于后传感器202的结构和动作，后面再详细叙述。203～206是与图1所示的118～121对应的光学单元，具备多角镜、电机、传感器，对感光鼓表面进行激光扫描，形成所希望的潜像。

207是供纸电机，供应、输送作为记录材料的记录纸。208是供纸螺线管(solenoid)，开始供纸辊103的驱动。209是纸张有无传感器，检测记录材料是否被设置到预定位置。210是高压电源，控制电摄影过程所需要的一次带电、显影、一次转印、二次转印偏压。211是感光鼓驱动电机，驱动感光鼓和转印辊。212是转印带驱动电机，驱动转印带和定影单元的辊。213是定影单元和低压电源单元，由CPU201通过未图示的热敏电阻监视温度，进行使定影温度保持恒定的控制。

214是ASIC，根据CPU201的指示，进行传感器202和光学单元203～206内部的电机的速度控制、供纸电机207等的速度控制。

另外，关于对各电机的速度控制，检测来自未图示的电机的测速信号(tachometer signal)，对电机输出加速或减速信号地进行速度控制，以使得测速信号的间隔成为预定的时间。因此，控制电路由ASIC214的硬件电路构成，可具有降低CPU201的控制负荷的优点。

CPU201根据来自未图示的主计算机的指示，接收打印命令后，由纸张有无传感器209判断有无记录材料，在有纸张的情况下，驱动供纸电机207、感光鼓驱动电机211、转印带驱动电机212，并驱动供纸螺线管208，把记录材料输送到预定位置。然后，把记录材料输送到传感器202的位置后，CPU201对ASIC214进行指示，使传感器202开始摄像，由传感器202拍摄记录材料的表面图像。

这时，ASIC214在使Sl_select信号激活后，按照预定的定时，输出预定脉冲的系统时钟(SYSCLK)，取得从传感器装置201作为Sl_out信号输出的摄像数据。

另一方面，关于传感器202的增益设定，通过CPU201把预定的值设置在ASIC214内部的寄存器中，在ASIC214激活了Sl_select信号后，按照预定的定时，输出预定脉冲的系统时钟，采用Sl_in信号对传感器202设定增益。

ASIC214具备详细情况在后面表述的进行第一运算和第二运算的运算处理电路，运算结果保存在ASIC214内部的寄存器中。CPU201读取ASIC214内部的寄存器，判别所提供的记录材料的种类，根据其结果对高压电源210的显影偏压条件进行可变控制，使得成为最佳的打印模式。

这时，CPU201预先准备有多个打印模式，在各个打印模式下，设定有最佳显影偏压、转印偏压、定影温度、输送速度等图像形成参数。例如，在记录材料是表面纤维粗糙的粗糙(rough)纸的情况下，进行降低显影偏压使之低于普通纸，抑制附着于记录材料表面的调色剂量，防止调色剂的飞散的控制。这是为了解决特别是在粗糙纸的情况下，由于附着在记录材料表面的调色剂量较多，而使纸纤维引起的调色剂飞散、画质降低的问题。

另外，CPU201判别所提供的记录材料的种类，根据其结果对定影单元213的温度条件进行可变控制。特别在OHT的情况下，这对于如果附着在记录材料的表面的调色剂的附着性较差则OHT的半透明性较差这样的问题十分有效。

进而，CPU201判别所提供的记录材料的种类，根据其结果对记录材料的输送速度进行可变控制。输送速度的可变控制，通过由CPU201设定负责速度控制的ASIC214的速度控制寄存器值来实现。特别在是OHT或者蜡光纸(glossy paper)等的情况下，能够提高附着在记录材料表面的调色剂的附着性，提高光泽，谋求画质的提高。

图3表示图2所示的传感器202的概略结构。图3中，301是光源，302是透镜，303是CMOS区域传感器，304是光圈。另外，CMOS区域传感器303也可以是线传感器。另外，也可以没有光圈304。

这里，CMOS区域传感器303配置在能够经由透镜302检测记录材料305的表面图像的位置。光源301被配置在能够照射记录材料305表面的、传感器303中的检测区域的位置。

另外，作为检测对象的记录材料305的输送方式也可以不使用带传输，可以是例如输送辊。

其次，顶端(top)传感器306检测到输送来的记录材料305后，由光源301向记录材料305照射光，经由光圈304和透镜302，使此时的记录材料305的表面图像成像在CMOS区域传感器303中。

其次，说明图3所示的CMOS区域传感器303的硬件结构及其动作。

图4是表示CMOS区域传感器303的硬件结构的框图。图4中，401是CMOS传感器，例如64×64个像素量的传感器被配置成区域状。402、403是垂直方向移位寄存器，选择从CMOS传感器401读出的像素列。404是输出缓冲器，保持从CMOS传感器401读出的像素列的各电荷。405是水平方向移位寄存器，顺次选择保持在输出缓冲器404中的各电荷并输出。406是系统时钟(SYSCLK)，407是定时发生器。408是A/D转换器，把输入的电荷变换成数字的图像数据。409是输出接口电路，把其像素数据作为Sl_out信号410输出。411是控制电路，控制A/D转换器的变换增益等。

这里，如果激活Sl_select信号413，则CMOS传感器401开始积累基于感光的电荷。然后，提供系统时钟406后，通过定时发生器407，垂直方向移位寄存器402和403顺次选择从CMOS传感器401读出的像素列，所选择的像素列的各电荷被顺次保持在输出缓冲器404中。

保持在输出缓冲器404中的各电荷，通过水平方向移位寄存器405向A/D转换器408传送。在该A/D转换器408中进行数字变换后的像素数据，由输出接口电路409按照预定的定时进行控制，在Sl_select信号413激活的期间，作为Sl_out信号410而被输出。

另一方面，控制电路411能够根据从外部指定的Sl_in信号412，对A/D转换器408的A/D转换增益进行可变控制。例如，在不能得到拍摄图像的对比度的情况下等，控制电路411的CPU能够变更增益，始终以最佳的对比度进行摄像。

另外，各感光元件输出按照系统时钟(SYSCLK)406的下降定时而输出。另外，与SD_RD信号的下降沿一起，各像素的8比特被串行发送。该输出方式不一定是串行，也可以是并行。

图5表示CMOS区域传感器的记录材料种类的检测结果的分布。从CMOS区域传感器303，根据后述的运算，输出平滑度和所有像素的光量平均值。

图5中，用501所示的虚线是光量的阈值。白色部分是表示能够正确地测定时的结果的部分，509表示OHT区域，504表示光滑胶片区域，505表示蜡光纸区域，506表示彩色LBP专用纸区域，507表示普通纸区域，508表示粗糙纸区域。

502所示的网格部分是阈值501附近的区域，在该区域中检测结果无法特定。因此，在这样的情况下，判断为稳定性更高的纸张种类(附近两个纸种类中、靠近普通纸一方的纸张种类)而进行图像形成。例如，在处于蜡光纸区域505与彩色LBP专用纸区域506之间的情况下，判断为接近普通纸的彩色LBP专用纸，按普通纸模式进行图像形成。

另外，作为其它的结构，如果是连续打印过程中，则选择过去的检测结果较多的一方进行打印。

进而，作为其它的结构，采取如下方法：预先设置有“图像优先”和“通常”两种模式，在“通常”下选择稳定性高的模式，在“图像优先”下对不清楚的情况进行再次测定或者进行手动设定。

另外，503所示的斜线部分是明确地表示异常值时的异常结果区域。这种情况下，有可能引起附着在透镜上的灰尘，或者纸张自身带有的灰尘等的影响。由此，这样的情况下按通常模式进行。

在以上那样有可能误检测的情况或者认为是异常的情况下，通过进行规避打印停止模式那样的控制，从而使用者能够减少认为不满意的次数，能够降低压力。

其次，说明上述的ASIC214根据由传感器202(图3所示的CMOS区域传感器303)拍摄的记录材料的表面图像，判别记录材料的种类、表面状态的方法。

图6表示记录材料305的表面的凹凸较小时的表面图像。另外，图7表示记录材料305的表面的凹凸较大时的表面图像。如图6和图7所示，表面的凹凸较大时的表面图像(图7)与较小时的表面图像(图6)相比，对比度要高。另外，对比度可通过计算检测结果的最大值与最小值的差而算出。

由此，ASIC214根据由传感器202拍摄的表面图像的结果，计算(称为第一运算)出最大值与最小值的差，从而能够检测出表面的凹凸的大小。另外，如图8所示那样把图6所示的表面图像二值化，并计数其边缘的数量，从而能够计算(称为第二运算)出凹凸的幅度。

因此，在把二值化的阈值取为一行前的平均值或者在之前一次拍摄的图像总体的平均值的情况下，通过在传感器自身中设置求取平均值的机构，并把其平均值输出到ASIC214，而能够减少ASIC214的运算量。其结果，能够实现高速化、小型化、低成本。

这样，图像形成装置的控制CPU根据记录材料表面的凹凸的大小和凹凸的幅度，判别记录材料的种类、表面状态，控制图像形成条件，从而不论记录材料的种类、表面状态如何，都能够进行良好的图像形成。

另外，作为上述图5中的“平滑度”，既可以用该凹凸的大小，也可以用凹凸的幅度。

如以上说明那样，依据本实施方式，能够以更稳定的状态使用图像形成装置。

[变形例1]

其次，说明本实施方式的变形例1，该变形例1的结构基本上与在本实施方式中说明过的结构相同，因此在这里仅说明与本实施方式不同的部分。

作为变形例1，说明在传感器202(图3所示的CMOS区域传感器303)拍摄记录材料305的表面图像，并把其结果输出到ASIC214时，发生了通信错误的情况下的控制方法。

首先，记录材料305被输送到CMOS区域传感器303的位置后，CPU201对于ASIC214进行CMOS区域传感器303的拍摄指示，CMOS区域传感器303拍摄记录材料的表面图像。

这时，ASIC214在激活了Sl_select信号后，按照预定的定时，输出预定脉冲的系统时钟(SYSCLK)，取入从传感器装置201作为Sl_out信号输出的摄像数据。在该取入时，如果系统时钟脉冲数和Sl_out信号不是预定值，则作为通信错误。

在发生了通信错误时其图像无效。因此，不能够测定记录材料的表面平滑度。即使在这样的情况下，也不停止打印，而按照通常模式进行。或者按照之前一张纸的模式进行。

另外，在打印过程中的检测时，尽管LED确实为开，在表示图5所示的LED为关或者LED故障区域510的检测结果的情况下，判断为LED发生故障的可能性高，在这种情况下，也不停止打印，按照通常模式进行打印。

如以上说明的那样，依据变形例1，即使在发生了通信错误的情况下或者LED发生了故障的情况下，也能够以更稳定的状态来使用图像形成装置。

[变形例2]

接下来，详细说明本实施方式的变形例2。该变形例2的结构基本上与在本实施方式中说明的结构相同，因此在这里仅说明与实施方式不同的部分。

作为变形例2，说明在传感器202(图3所示的CMOS区域传感器303)拍摄记录材料305的表面图像，不能可靠地判断记录材料是OHT还是反射型介质时的控制方法。

在使用者的设定是OHT的情况下，或者在连续打印的最初的纸张是OHT的情况下，记录材料305被输送到CMOS区域传感器303的位置后，CPU201对ASIC214进行CMOS区域传感器303的摄像指示，CMOS区域传感器303拍摄记录材料的表面图像。

这时，在所拍摄的图像的总体光量低于图5所示的阈值501的情况下，即，在是OHT区域509的情况下，认为记录材料是OHT。但是，在结果处于阈值附近区域502内的情况下，判定为不能够可靠地判断记录材料是OHT还是反射型介质，不停止该打印，不变更打印模式，即按照前面的页的打印模式以相同的参数进行图像形成。另外，在没有前面的页的情况下，即，在进行多页图像形成作业的第1页中，在检测结果处于阈值附近区域的情况下，与前面的实施例一样，可以判断为稳定性更高的纸张种类来设定图像形成参数。

另外同时，作为抑制货币或有价证券等的伪造、以及著作权侵权等问题的对策，在用图像形成装置输出彩色图像的情况下，对该彩色图像，以人眼难以识别的状态添加表示关于图像形成装置的信息的点图案。

如以上说明的那样，依据变形例2，在不能够可靠地判断记录材料是OHT还是反射型介质的情况下，也能够在更稳定的状态下使用图像形成装置。

另外，本发明既可以适用于由多台设备(例如，主计算机，接口设备，读取器，打印机等)构成的系统，也可以适用于由一台设备构成的装置(例如，复印机，传真装置等)。

另外，显然通过以下方法也能实现本发明的目的：通过把记录了实现上述实施方式的功能的软件程序代码的记录介质提供给系统或装置，该系统或装置的计算机(CPU或者MPU)读出并执行保存在记录介质中的程序代码。

这种情况下，从记录介质读出的程序代码自身实现上述实施方式的功能，存储了该程序代码的记录介质就构成本发明。

作为用于提供该程序代码的记录介质，可以使用例如软盘(Floppy：注册商标)、硬盘、光盘、光磁盘、CD-ROM、CD-R、磁带、非易失性存储卡、ROM等。

另外，不仅通过计算机执行所读出的程序代码来实现上述实施方式的功能的情况，根据该程序代码的指示，在计算机上运行的OS(操作系统)等进行实际处理的一部分或者全部，通过该处理实现上述实施方式的功能的情况当然也包括在本发明的范围内。

进而，在从记录介质读出的程序代码被写入到插在计算机中的功能扩展板或者与计算机连接的功能扩展单元所具备的存储器中后，根据该程序代码的指示，该功能扩展板或者功能扩展单元所具备的CPU等进行实际处理的一部分或者全部，通过该处理实现上述实施方式的功能的情况当然也包括在本发明的范围内。

如以上说明的那样，依据实施例，在判别记录材料的种类和表面状态时，在发生了异常的情况下，能够以稳定性最高的图像形成模式进行图像形成。

另外，在记录材料是否为半透明介质的判别不清楚的情况下，或者发生了半透明介质的连续打印模式中的通信不良或者传感器异常的情况下，通过不变更模式，添加防伪信号，而能够进行稳定动作的同时，可靠地进行防伪措施。

以上，通过优选实施例说明了本发明，但是本发明并不限定于上述的实施例，在权利要求书记载的范围内，能够进行各种变形。

Claims (7)

1.一种图像形成方法，具有把要形成图像的记录材料的表面作为图像来读取的图像读取机构，根据由上述图像读取机构读取的表面图像设定图像形成的参数，形成图像，其特征在于，包括：

根据由上述图像读取机构读取的记录材料的表面图像，判别记录材料的种类的步骤；

在上述判别步骤判别为是预定的记录材料之外的种类的情况下，不变更上述图像形成的参数地形成图像的步骤。

2.根据权利要求1所述的图像形成方法，其特征在于：

上述判别步骤根据上述表面图像的光量和平滑度来判别记录材料的种类。

3.根据权利要求2所述的图像形成方法，其特征在于：

上述形成图像的步骤，在上述光量和平滑度处于判别种类的阈值附近的情况下，对上述图像形成的参数设定缺省值，形成图像。

4.根据权利要求1所述的图像形成方法，其特征在于：

上述形成图像的步骤，在不能进行与上述图像读取机构之间的通信的情况下，对上述图像形成的参数设定缺省值，形成图像。

5.根据权利要求1所述的图像形成方法，其特征在于：

上述形成图像的步骤，在上述图像读取机构的读取传感器发生故障的情况下，对上述图像形成的参数设定缺省值，形成图像。

6.根据权利要求1所述的图像形成方法，其特征在于：

上述形成图像的步骤，在不能够判别上述记录材料的种类是半透明介质还是反射型介质的情况下，不变更上述图像形成的参数，添加防伪信号，形成图像。

7.一种图像形成装置，具有把要形成图像的记录材料的表面作为图像来读取的图像读取机构，根据由上述图像读取机构读取的表面图像，设定图像形成的参数，形成图像，其特征在于，包括：

判别机构，根据由上述图像读取机构读取的记录材料的表面图像，判别记录材料的种类；

图像形成机构，在由上述判别机构判别为是预定的记录材料之外的种类的情况下，不变更上述图像形成的参数地形成图像。

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