CN1598706A - 色粉使用的估计 - Google Patents

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Abstract

本发明披露了一种用于在数字静电复印处理中估计色粉使用的方法。所述方法对于一个被印刷的图像使用像素转移计数和像素计数计算转移计数/像素计数的比值，并根据所述的转移计数/像素计数的比值提供色粉消耗的估计。

Description

色粉使用的估计
技术领域
本发明披露了一种借助于使用不同类型的图像的像素计数和像素转换计数来产生色粉气体度量的方法。使用转换计数对像素计数的比值，比根据图像类型进行色粉消耗的简单的像素计数产生精确的估计。由于散射场显影效果，对于相同数量的像素计数，不同类型的图像消耗不同的色粉质量。借助于监视转换计数(激光接通/激光断开，或激光断开/激光接通)，可以确定在光电接收器件上正在曝光什么类型的图像，从而得到色粉的使用的较好的估计。
背景技术
在一种典型的静电复印印刷处理中，光敏部件被充电到一个基本上均匀的电位，使得其表面具有感光性。充电的光敏部件被选择地曝光，从而耗散在其上的照射区域内的电荷。这在光敏部件上记录一个静电潜影图像。在静电潜影图像被记录在光敏部件上之后，通过使显影剂材料和其接触使潜影图像显影。色粉颗粒被附着在潜影图像上而在光敏部件上形成色粉图像。然后把色粉图像从光敏部件转移到复印纸上。色粉颗粒被加热，从而把色粉图像永久地固定到复印纸上。
在数字静电打印机或复印机中，过程控制软件使得能够得到每个图像中像素的实际数量和分布。一直使用像素计数来估计在显影一个给定的图像时使用的色粉的数量。在双元件显影系统中表示消耗的色粉的数量的估计值用于控制对显影剂壳体的色粉的添加，并在单元件显影系统中用于指示在EP盒中剩余的色粉。
例如，在双元件显影系统中，为了保持印刷质量，通常在机器操作期间保持色粉的浓度。这可以包括在整个成像序列期间以受控的方式向显影剂壳体添加色粉。在单元件显影系统中，通常监视色粉的消耗，并在接近于“寿命终止”的条件时向用户发出警告信号。在数字静电复印机中，可以使印刷的像素的数量大致与要被使用的色粉的数量关联。当使用简单的像素计数时，被显影的像素的区域被认为被完全地显影。即，被显影的色粉的质量可以按照下式计算：
Mt＝Np×Ap×DMAmax
其中：
Mt是被显影的色粉的质量
Np是被显影的像素的数量
Ap是每个像素的面积
DMAmax是可以被显影的最大的被显影的色粉质量的面积。
不过，这个公式不能计算不同类型的图像，例如印刷的文本/直线、半色调和实心区域，它们将产生不同的色粉质量消耗，因此，由这个公式产生的估算可能不精确。
发明内容
本发明披露了一种用于在数字静电复印处理中色粉使用的估计方法。所述方法对于一个印刷的图像利用像素转移计数和像素计数计算转移计数/像素计数的比值，并根据所述转移计数/像素计数的所述比值提供色粉消耗的估计。
附图说明
图1是示例的印刷机成像材料使用计算系统的示意图和流程图；
图2A是对于不同类型的图像用于限定像素/转移计数的关系的查看表；
图2B是为了得到更精确的结果重新限定的图2A的查看表；
图2C是图2B的具有比值的查看表的例子。
具体实施方式
图1是一个示例的印刷机成像材料使用计算系统的示意图和流程图。图1所示的和披露的系统是一个单元件非磁色粉显影系统。对于各种静电复印电子印刷和/或数字复印机可以提供图像显影剂材料(例如色粉)消耗监视部分，其中利用各种图像发生器，例如激光束、LED阵列或条、被偏置的电极、离子发射器、打印头等，在成像部件上电形成静电潜影图像，用于数字图像输入信号的成像，从而在成像部件上形成潜影图像，然后利用已知的图像显影剂材料显影。成像部件可以是光导体鼓或皮带。然后把显影的图像转印到复印纸上。这种系统可以用于彩色和/或黑白打印机。
参见图1，其中示意地示出了电子印刷机10，具有有机的由充电辊子18充电的光导体鼓22。光导体的表面由成像器ROS14(光栅光学扫描仪)，例如由印刷机控制器驱动的通/断扫描光栅。形成的潜影图像可以借助于供应辊子26由显影剂辊子24馈给的色粉显影。色粉消耗数据被存储在CRUM28(用户可更换的单元监视器)中，其包括可电擦除的可编程的只读存储器(EEPROM)。上面举出的这些项都是常规的和已知的，因而不需要在此详细说明。
再次参见图1，印刷机控制器16对成像器ROS 14以电子像素(或比特)流(视频数据)产生要被印刷的图像，其在16b被分支并被发送到场可编程的门阵列(FPGA)单元30，在其中进行每页的像素计数和转移计数。场可编程的门阵列(FPGA)被连接在控制器和印刷机械之间。被发送到引擎的视频数据也被发送到FPGA中的像素计数器，并且所述像素计数器保持“On”跟踪所述页上的像素。在FPGA中的另一个计数器是转移计数器寄存器，其只计数沿水平扫描方向的1到0或0到1的转移。接着在控制器中计算每页的转移计数/像素计数的比值。这根据转移计数/像素计数的比值直接提供每个像素的相应的消耗(34)，获得每页的色粉消耗的计算。每页的色粉消耗的计算接着被从先前的色粉质量剩余中减去，获得一个新的剩余色粉的百分数。
对于不同类型的图像每个像素的色粉消耗首先由实验确定，以便以色粉气体度量估算每页的色粉消耗以及随后剩余的色粉。对于文本、半色调和实心区域图像的每个像素的色粉质量消耗和转移计数/像素计数的比值，随特定的打印机而改变，并且应当容易地用实验确定，其中借助于在测试的机器中(在合适的面积图像覆盖率和密度的条件下)对于不同类型的图像计数像素和转移并测量色粉的使用。即“边缘场”效应将随不同的印刷机而改变，这是由于光电接收器件、其充电/放电水平、显影和显影剂偏置水平系统等的不同所致。此外，对于任何给定的图像的转移计数和像素计数在印刷机之间改变，这是由于成像器斑点的尺寸和间距或分辨率(每英寸的像素数)以及扫描速率(激光束的扫描速率或通断速率以及LED图像条的间距)的不同所致。
对于给定的印刷机，为了对于纯文本获得每个像素的色粉质量消耗，和转移计数/像素计数的比值，使用以下的步骤(a)-(f)作为示例的说明：
(1)纯文本：要使用的测试图案：文件No.1
           在文件中的像素的No.＝1.345百万
步骤：
(a)称量在进行实验之前CRU(色粉盒)的重量(例如2500克)。
(b)在A4的纸上进行1000次印刷。
(c)在测试之后，获得机械的使用情况中的像素和转移计数的数量，并确定转移计数/像素计数的比值。
(d)在完成1000次印刷之后称量CRU。
(e)获得每1000次印刷的色粉质量消耗，然后获得每次印刷的色粉质量消耗，然后获得每个像素的色粉质量消耗(每次印刷的色粉质量消耗除以每次印刷的像素数)，单位是Ng(纳克：10-9克)/每像素。
(f)重复(a)到(e)5次，并得到每个像素的平均色粉质量M1，并得到平均的转移计数/像素计数比值R1。
上述的值和本说明中选择的用于说明的值仅仅是一些例子。例如，1000次印刷可以是任何大数量印刷，在(f)中可以使那些步骤重复所需的次数，并不限于5次。纯文本、纯半色调和纯实心指的是由文本、半色调和实心图像构成的标准图案，它们被分成只表示文本的图像(即纯文本)，只表示半色调的图像(即纯半色调)和只表示实心图像的图像(即纯实心)。接着，对于相同的印刷机，为了对于纯半色调获得每像素的色粉质量消耗和转移计数/像素计数的比值，使用以下的步骤：
(2)纯半色调：要使用的测试图案：文件No.2
             在文件中的像素的No.＝1.345百万
步骤：
重复纯文本的处理以便对于确定的纯半色调获得每像素的平均色粉质量消耗M2，和纯半色调的平均转移计数/像素计数的比值R2。
类似地，为了获得纯实心区域的每像素的色粉质量消耗和转移计数/像素计数的比值，使用以下的步骤：
(3)纯实心区域：要使用的测试图案：文件No.3
               在文件中的像素的No.＝1.345百万
步骤：
重复纯文本的处理以便对于纯半色调获得每像素的平均色粉质量消耗M3，和纯半色调的平均转移计数/像素计数的比值R3。
为了验证每种类型的图像的每像素的色粉质量消耗，使用具有步骤(a)到(g)的以下步骤的标准的测试图案：
要被使用的测试图案：文件No.4(标准测试图案)
                    在文件中的像素的No.＝1.345百万
作为例子并且为了说明的目的，在一个标准的测试图案中：
(1)标准图案中的文本的％＝76.17％
在文件中的像素的No.＝1.345百万
(2)标准图案中的半色调的％＝5.28％
在文件中的像素的No.＝0.0708百万
(3)标准图案中的文本的％＝18.55％
在实心区域类型中的像素的No.＝0.2488百万
步骤：
(a)称量在开始实验之前CRU的重量。
(b)在A4的纸上进行1000次印刷。
(c)在完成1000次印刷之后称量CRU。
(d)在测试之后，获得像素计数和转移计数的数量，并确定转移计数/像素计数的比值。
(e)获得每1000次印刷的色粉质量消耗，然后获得每次印刷的色粉质量消耗，然后获得每个像素的色粉质量消耗(每次印刷的色粉质量消耗除以每次印刷的像素数)，单位是Ng(纳克：10-9克)/每像素。
(f)重复(a)到(e)5次，并得到每个像素的平均色粉质量M4，并得到平均的转移计数/像素计数比值R4。
为了验证每种类型的图像的每像素的色粉质量消耗的精度，可以使用以下的公式：
1.0214百万×M+0.0708百万×M2+0.2488百万×M3＝由标准测试图案1的一次印刷的实际的质量消耗。
参见图2A，从上面的实验产生简单的查看表40，具有转移计数/像素计数的比值42和对于图像的色粉质量/像素43。转移计数/像素计数的比值42预期的顺序如下：实心区域(44)小于纯文本/直线(46)，所述纯文本/直线(46)小于纯半色调/灰度(48)。为了获得精确的结果，参见图2B，其中示出了被再细化的查看表50，具有转移计数/像素计数的比值42和色粉质量/像素43以及对于较宽的(具有不同百分数的混和的图像类型)实心图像44、文本图像46和半色调图像48分配的查看号55。数R1-R4和M1-M4由实验确定。在1，3，6，7和9下的数可以和实验值成比例当计算。图2C表示表60，其表示在所有的值被确定之后(所示的数只是作为例子的任意数)，图2B的表50的样子。如果需要，所述的表可被进一步细化。这些数值可被存储在控制器中，或者印刷机内的其它非易失存储器(NVM)中。
此外，色粉盒20被接收，其被预先充满规定的(恒定的)初始数量的色粉，这对于本系统中的印刷机10是已知的。所述数量可作为像素计数或实际的色粉重量被存储在控制器16中。CRUM 28本身是一种EEPROM，并且可被编码或连线，使得读出并指示其被插入印刷机10的时刻。使用实验值的下面的步骤(a)到(c)现在可用于计算和估计色粉使用：
(a)按照特定的CRU色粉寿命在CRU中装载所需的色粉的数量。例如，对于10K CRU，要被装载的色粉＝M4×1.345百万×10000克加上预期的未使用的色粉的预定的数量。
(b)在印刷一页随机的图像图案之后，确定转移计数/像素计数的比值，并和用代码定位的查看表或者指定的值比较，从而获得相应的色粉质量消耗/像素值。
(c)由这一页的像素计数乘以这个值，从而获得这一页的色粉质量消耗。
(d)从总的或在CRU中剩下的色粉质量中减去这个色粉质量消耗，获得新的剩余的色粉质量。这个值被表示为剩余色粉的％。
(e)当获得的色粉剩余百分数(％)值和在产生不同的图像图案之后剩余的实际色粉质量不一致时，当色粉剩余百分数(％)仍然表示剩余的色粉、用代码表示的或者查看表中的指定值时，需要删除结果，以便进行修正，直到一致为止。
当印刷每一页时，对于该页在FPGA中监视像素计数和转移计数。这些计数由控制器读出，并使用预先确定的转移计数/像素计数的比值确定那页的平均图像类型(半色调、文本和实心区域)的估算。然后，那页的像素数量乘以所述图像类型的每个像素的预定色粉质量。从先前剩余的色粉的余额中减去最终计算的色粉数量。这个新的色粉剩余百分数值被保留并被发送的CRUM而存储到其中。在由控制器读出像素计数和转移计数之后，FPGA则复位以便进行下一次操作。这个处理继续直到达到剩余色粉的报警值(“色粉少”信号)。此时提醒用户色粉接近其“寿命终止”条件。继续进行处理，直到达到为0的计算的剩余色粉百分数，其应当和色粉盒为空一致。即，继续从最初安装的色粉数量或先前计算的剩余数量中减去这样计算的色粉使用(由于印刷机成像)色粉使用，直到余额数量达到0而自动地给出“色粉用完”指示，而不用总是实际检测或检查色粉容器本身。
和其它的“色粉少”或“色粉用完”检测器系统相比，此处披露的方法可以提供较大的硬件成本的节省，并节省维修和维护成本，所述检测器系统需要光的、声的、转矩、重量或其它检测器和相关的布线，这些检测器被设置在色粉供应装置或分配器中，或和它们相关。
虽然描述了特定的实施例，对于本领域技术人员，可以作出各种改变和改型。因而，所附的权利要求旨在包括这些改变改型和改进。

Claims (4)

1.一种方法，包括：
对于一个被印刷的图像使用像素转移计数和像素计数计算转移计数/像素计数的比值；以及
根据所述的转移计数/像素计数的比值提供色粉消耗的估计。
2.一种估计色粉使用的方法，包括：
计算通过使用印刷机中的控制器由像素计数和转移计数确定的每页的转移计数/像素计数的比值；
通过把像素计数乘以基于所述的每页转移计数/像素计数的比值的每个像素值的预定消耗获得每页的色粉质量消耗；以及
在色粉盒中以前剩余的色粉质量减去所述色粉质量消耗值来获得剩余的色粉质量并存储在存储器中；以及
作为百分数数据计算色粉剩余量，并传送到用户的可替换单元监视器。
3.一种估计色粉使用的方法，包括：
通过使像素计数乘以基于每页转移计数/像素计数的比值的每个像素值的预定消耗获得每页的色粉质量消耗；
从在色粉盒中以前剩余的色粉质量减去所述色粉质量消耗值来获得剩余的色粉质量并存储在存储器中；以及
作为百分数数据计算色粉剩余量，并传送到用户的可替换单元监视器。
4.一种印刷机，包括：
逻辑电路，对于一个印刷图像来说，该逻辑电路通过使用转移计数和像素计数来计算转移计数/像素计数的比值；以及
控制器，用于根据转移计数/像素计数的比值估计色粉消耗。
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