CN1808303A - 图像形成装置 - Google Patents

Abstract

在一个实施例中，提供了一种用数字方式执行图像信息的图像处理和校正处理并通过执行对输入的多级图像的像素计数来计算调色剂消耗量的图像形成设备，该设备包含：计数部分，其逐像素地对输入的多级图像的输入信号电平进行计数；加权系数表，其存储与输入信号电平相对应的加权系数；加权计算部分，其从加权系数表中获得与输入信号电平相对应的加权系数，并且在利用计数部分对输入信号电平进行计数时执行对每个像素的加权；以及重写部分，其重写存储在加权系数表中的加权系数；其中，当计算出的调色剂消耗量达到一预定值时，执行处理控制。

Description

图像形成装置

本申请要求于2005年1月21日在日本提交的专利申请No.2005-14481的优先权，其全部内容结合与此作为参考。

技术领域

本发明涉及诸如复印机、激光打印机、传真装置等使用电子照像系统的图像形成设备，在所述电子照像系统中，使用数字方式执行图像信息的成像处理和校正处理。

背景技术

一般来说，利用诸如数字复印机的电子照像装置中的图像处理，由诸如扫描仪的图像输入装置输入的数字图像信号在执行了诸如输入信号处理、区域分离(region separation)处理、色彩校正处理、黑色生成处理、缩放变倍处理等数字信号处理，随后使用空间滤波器执行滤波处理，并且执行了半色调(halftone)校正处理之后，被作为输出图像信号输出。

图7示出了传统数字复印机的图像处理控制方框图。为了执行该控制，该传统数字复印机包含输入信号处理部分110、区域分离处理部分120、色彩校正/黑色生成处理部分130、缩放变倍处理部分140、空间滤波处理部分150、半色调(halftone)校正处理部分160、像素计数部分170和调色剂消耗量计算部分180。

下面参照图8中的流程图解释这种数字复印机中的图像处理。

首先，将被读取到扫描仪等的原稿的数字输入图像信号输入到输入信号处理部分110，并且执行用于后续图像处理的预处理、输入伽玛校正以及图像调整变换等(步骤S101、S102)。

接着，将该图像信号输入到区域分离处理部分120，判定诸如文本区域和半色调点(halftone dot)照片区域的区域，并将示出该判定的识别信号(区域分离识别信号)添加到每个区域(步骤S103)。当在用于后续处理的空间滤波处理部分150中对每个区域执行不同的处理，例如，对半色调点区域执行平滑滤波处理或对文本区域执行边缘强调处理时，使用该区域分离识别信号；或者在同样用于后续处理的半色调校正处理部分160中，当将半色调伽玛特性改变为具有更清楚的灰度差特性的特性时，使用该区域分离识别信号。

当所述装置是彩色装置时，在后面的色彩校正/黑色生成处理部分130中执行的色彩校正/黑色生成处理(步骤S104)是必要的处理，并且该处理将从区域分离处理部分120发送来的RGB图像信号转换成作为最终输出方法的CMYK(黄色、品红、青色、黑色)图像信号。

在缩放变倍处理部分140中执行了缩放变倍处理(步骤S105)之后，将转换成CMYK的图像信号输入到空间滤波处理部分150。在空间滤波处理部分150中，根据区域分离识别信号、图像模式设置状态等，从空间滤波器表中选择空间滤波器，并且对转换成CMYK的图像信号执行空间滤波处理(步骤S106)。空间滤波器表是在执行空间滤波处理时所参考的滤波器系数的表的组，有可能根据情况选择期望的表。

在下面的半色调校正处理部分160中执行对半色调伽玛特性的校正(步骤S107)，以便校正引擎部分的输出特性。

此外，将经过半色调校正处理的图像信号输入到像素计数部分170，并且在加权每个像素的每个CMYK信号的同时由计数器对所述图像信号求和(步骤S108)。然后，输出图像信号流到LSU或LED引擎输出(步骤S110)。在调色剂消耗量计算部分180中，从在像素计数部分170中被求和的像素计数和的值计算每种颜色的调色剂消耗量(步骤S109)。计算出的调色剂消耗量被用于对调色剂消耗量数据的累计，并且被用于确定调色剂何时接近其寿命终点。

通过对诸如显影偏压(bias)值及曝光和调色剂密度(toner density)校正的量的处理条件设置进行控制来控制上述类型的数字复印机的引擎，以使得从调色剂寿命的开始到结束都输出恒定的调色剂密度和图像输出，从而抑制感光体、显影剂等的老化。

图9是示出调色剂密度控制处理的简化视图的流程图，调色剂密度控制处理是在引擎一侧执行的控制。在该调剂色密度控制处理中，从寿命计数器和环境传感器的值确定调色剂密度传感器的控制值(步骤S111、S112)，并且根据该控制值控制调色剂补充的开启/关闭。也就是说，当调色剂密度为低时(当在步骤S113判定为是时)，开启调色剂补充，并对其进行控制从而补充调色剂(步骤S114)。由此控制调色剂密度，以使得它总是保持恒定。

图10是示出利用调色剂块(patch)进行半色调伽玛校正处理的简化视图的流程图。利用该半色调伽玛校正处理，根据预定的固定输入电平(level)在感光体、转印带等的上面形成具有半色调图案(色调(tone))的调色剂块(步骤S121到S123)，并且由诸如光传感器的读取装置读取从调色剂块反射的光的量(步骤S124)。接着，将所读取的调色剂块的传感器输出电平与作为目标电平的标准目标电平进行比较，并计算校正的量(步骤S125)。然后，根据计算出的校正量修正当前半色调伽玛校正表(步骤S126)，并由此控制当前半色调伽玛校正表以便总是获得恒定的半色调伽玛特性。

接下来将具体说明上面提到的对调色剂消耗量的计算。下面阐述的处理是针对每个CMYK颜色(每个输入CMYK信号)执行的。

像素计数部分170对由输入图像信号表示的多级图像执行如下所述的像素计数。如图7所示，像素计数部分170配备有计数装置171、加权计算装置172、加权系数表173和求和装置174。

计数装置171对输入的多级图像(例如，诸如16阶(grade)和256阶图像的多阶图像)的每个像素进行计数。也就是说，它对构成多级图像的每个像素的输入信号(阶)，例如，诸如0到15的输入信号电平(在16阶图像的情况中，输入信号电平具有0到15的电平)进行计数。

在利用计数装置171对像素进行计数时，加权计算装置172执行对每个像素的加权。具体地说，加权计算装置172从加权系数表173中获得与每个像素的输入信号电平相对应的加权系数，并将所获得的加权系数与输入信号电平相乘，从而获得像素计数值。与多个输入信号电平相对应的各个加权系数存储在加权系数表173中。通过这种方式，在像素计数部分170中，由计数装置170、加权计算装置172和加权系数表173获得每个像素的像素计数值。

由求和装置174执行对所获得的每个像素的像素计数值求和。也就是说，对于输入的多级图像的所有像素，求和装置174对每个像素的像素计数值求和，其中，加权计算装置172已经将加权系数与输入信号电平相乘。通过这种方式，根据由像素计数部分170计算的像素计数的和的值，调色剂消耗量计算部分180计算输出图像的调色剂消耗量。

存储在加权系数表173中的加权系数是预先设置的固定值。当输入信号具有从0到15的16电平时的加权系数表173的例子如下表1所示。

[表1]

              传统技术

          加权系数表(固定)

	信号输入电平	加权系数
			区域1	0到4	0
区域2	5到8	1
			区域3	9到12	3
区域4	13到15	4

表1被分成四个区域(区域1到区域4)，与针对不同数量的调色剂消耗的输入信号电平相对应，并且为每个区域设置了加权系数。当对像素计数时，利用加权系数执行加权，加权系数被分为四个区域，对应于采用电平0到15的各个输入信号电平而设置。

图11示出了如表1所示的被分成四个区域的加权系数表信号输入电平和相应的加权系数之间的关系。如图11所示，矩形部分的总面积与表示调色剂消耗特性的曲线的面积大致匹配，因此有可能从加权后的像素计数和的值可预测地计算出调色剂消耗量。

已经建议了这样的图像形成装置，其中，在连续打印具有极小的调色剂消耗率的图像时，有效地防止了调色剂薄层的非均匀性(例如，见JP2002-287499A)。具体来说，已经被公开的图像形成装置具有像素计数器、记录页面计数器和调色剂消耗量装置，其中，当在预定数目的记录页面期间已经计数的像素的数目不大于预定值时，在处理控制期间，在执行由调色剂消耗量装置执行消耗动作这样的调整的同时，在执行消耗动作时，在创建处理控制调色剂块的同时创建调色剂消耗量装置。

但是，在诸如数字复印机的传统电子照像装置中，存在下列问题。

如上所述，在执行像素计数并计算输出图像的调色剂消耗量时，使用存储了预先设置的固定的加权系数的加权系数表。但是，在使用这类加权系数表时，如图11所示，从加权系数表中为特定输入信号电平确定的加权系数可能与表示调色剂消耗量特性的曲线上该输入信号电平的值大不相同。因此，存在这样的问题，即，从加权后的像素计数和的值不能准确地计算出调色剂消耗量。

在这种情况下，例如，如图12所示，可以想到这样的方法，其中，在加权表中，分配的加权系数的个数是能够从输入信号电平获取的值，即，输入信号的级数，使用这样的加权表可以减小实际调色剂消耗量特性和通过像素计数计算出的调色剂消耗量之间的差异。但是，当调色剂特性由于个体差异或调色剂寿命而从图12中实线表示的曲线D变成由虚线示出的曲线E时，不可能简单地通过增加加权系数的级数来追随调色剂消耗量的这种变化，而是会计算出与实际调色剂消耗量不同的不准确的调色剂消耗量。当基于不准确的调色剂消耗量执行处理控制时，例如，当计算出的调色剂消耗量小于实际的调色剂消耗量时，会存在这样的问题，即，处理控制的定时变得太晚，从而不可能将输出图像的密度保持为常数。

发明内容

本发明是考虑到上述传统技术中存在的问题而提出的，并且本发明的一个目的是提供一种不管个体差异和调色剂寿命如何都能够准确地计算出调色剂消耗量，并且根据正确的调色剂消耗量确定执行处理控制的时间的图像形成装置。

本发明的图像形成装置可以是这样的图像形成装置，其对于输入的多级图像的每个像素，通过求和获得调色剂消耗量，并且该装置包括：加权系数表，其存储与表示多级图像的像素的输入信号电平相对应的加权系数；加权计算部分(加权计算装置)，其对于多级图像的每个像素，从所述加权系数表中获得与所述输入信号电平相对应的加权系数，并根据该加权系数执行对所述输入信号电平的加权；求和部分(求和装置)，其通过对由所述加权计算部分加权过的计算值求和来获得调色剂消耗量；以及调整部分(调整装置)，其能够对存储在所述加权系数表中的所述加权系数进行调整，其中，当由所述求和部分计算出的所述调色剂消耗量达到预定值时，执行处理控制以调整调色剂图像密度。

并且，可以采用这样的配置，其中，根据形成的调色剂图像的密度执行所述处理控制。

或者，本发明的图像形成装置可以是这样的图像形成装置，其对于输入和多级图像的每个像素，通过求和获得调色剂消耗量，所述装置的特征在于包括：加权系数表，其存储与表示多级图像的像素的输入信号电平相对应的加权系数；加权计算部分(加权计算装置)，其对于多级图像的每个像素，从所述加权系数表中获得与所述输入信号电平相对应的加权系数，并根据该加权系数执行对所述输入信号电平的加权；求和部分(求和装置)，其通过对由所述加权计算部分加权过的计算值求和来获得调色剂消耗量；以及重写部分(重写装置)，其重写存储在所述加权系数表中的加权系数。

并且，本发明的图像形成装置可以还包括读取调色剂块的读取部分(读取装置，并且，所述重写部分可以在感光体或转印带上形成具有相互不同的色调的多个调色剂块，利用所述读取部分读取调色剂块，根据读取调色剂块的结果计算半色调伽玛特性，并按照计算出的半色调伽玛特性重写存储在所述加权系数表中的加权系数。

利用具有这种配置的图像形成装置，由于存储在加权系数表中的加权系数被改变或被重写，因此根据加权系数表中的加权系数的输入信号电平的权重能够与实际调色剂消耗量特性相匹配。也就是说，即使由于个体差异或调色剂寿命使得实际的调色剂消耗量特性发生了改变，也有可能改变存储在加权系数表中的加权系数，从而使得它们跟随调色剂特性的这种改变，并且能够优化对调色剂消耗量特性的计算。结果，有可能不管个体差异和调色剂寿命如何都可以准确地计算调色剂消耗量，并且能够确定执行处理控制的最佳时间。

附图说明

图1是示出在根据本发明实施例的图像处理装置中的图像处理的控制方框图。

图2是示出对单个像素的调色剂消耗量计算的处理的流程图。

图3是示出重写加权系数表的方式的曲线图。

图4是示出加权系数表的重写处理的流程图。

图5A示出了通过改变显影偏压而形成的密度检测块的例子，图5B示出了显影偏压和密度的回归曲线。

图6示出了在调整处理期间感光鼓附近的配置。

图7是示出在根据现有技术的图像形成装置中的图像处理的控制方框图。

图8是示出在根据现有技术的图像形成装置中的图像处理的流程图。

图9是示出现有技术的调色剂密度控制处理的简化视图的流程图。

图10是示出现有技术中利用调色剂块(patch)进行半色调伽玛校正处理的简化视图的流程图。

图11是示出现有技术中加权系数表的信号输入电平和相应的加权系数之间的关系的曲线图。

图12是示出现有技术中加权系数表的信号输入电平和相应的加权系数之间的关系的曲线图。

具体实施方式

下文中，将参照附图说明本发明的实施例，以帮助理解本发明。下面的实施例是本发明的特定实施例，其本质不是对本发明技术范围的限制。

图1是示出在根据本发明实施例的图像形成装置(数字电子照像装置)中的图像处理的控制方框图。如图1所示，该数字电子照像装置包含输入信号处理部分10、区域分离处理部分20、色彩校正/黑色生成处理部分30、缩放变倍处理部分40、空间滤波处理部分50、半色调校正处理部分60、像素计数部分70和调色剂消耗量计算部分(调色剂消耗量计算装置)80。在该数字电子照像装置中，由扫描仪等(在图中未示出)读取的原稿的数字输入图像信号通过输入信号处理部分10、区域分离处理部分20、色彩校正/黑色生成处理部分30、缩放变倍处理部分40、空间滤波处理部分50和半色调校正处理部分60，并作为输出图像信号被输出。

现在将解释以这种方式配置的数字电子照像装置中的图像处理。

在输入信号处理部分10中，对由扫描仪等(在图中未示出)读取的原稿的数字输入图像信号执行用于后续图像处理的预处理、输入伽玛校正和图像调整转换等。

在区域分离处理部分20中，判定诸如文本区域和半色调点照片区域的区域，并将示出上述判定的识别信号(区域分离识别信号)添加到每个区域。当在用于后续处理的空间滤波处理部分150中对每个区域执行不同的处理，例如，对半色调点区域执行平滑滤波处理或对文本区域执行边缘强调处理时，使用该区域分离识别信号；或者在同样用于后续处理的半色调校正处理部分60中，当将半色调伽玛特性改变为具有更清楚的灰度差特性的特性时，使用该区域分离识别信号。

在色彩校正/黑色生成处理部分30中，将从区域分离处理部分20发送来的RGB图像信号转换成作为最终输出方式的CMYK(黄色、品红、青色、黑色)图像信号。在缩放变倍处理部分40中，对由色彩校正/黑色生成处理部分30转换的CMYK图像信号执行变倍处理。

在空间滤波处理部分50中，根据之前提到的区域分离识别信号、图像模式设置状态等，从空间滤波器表中选择空间滤波器，并且对转换成CMYK的图像信号执行空间滤波处理。在半色调校正处理部分60中，对执行了空间滤波处理的图像信号执行半色调伽玛特性校正。然后，将由半色调校正处理部分60执行了半色调校正处理之后的图像信号作为输出图像信号输出。

在像素计数部分70中，对由半色调校正处理部分60执行了半色调校正处理后的图像信号执行像素计数，同时用加权系数乘以每个像素处的每个CMYK信号。在调色剂消耗量计算部分80中，从像素计数的和值计算每个颜色(CMYK)的调色剂消耗量。

下面，具体说明在数字电子照像装置中的调色剂消耗量计算处理。下面提到的处理是对每个CMYK颜色(每个输入CMYK信号)执行的。

像素计数部分70对输入的多级图像执行如下所述的像素计数。如图1所示，像素计数部分70配备由计数装置71、加权计算装置72、加权系数表73、求和装置74以及重写装置75。

计数装置71对输入的多级图像(例如，诸如16阶和256阶图像的多阶图像)的每个像素进行计数。也就是说，它对构成多级图像的每个像素的输入信号(阶)，例如，诸如0到15的输入信号电平(在16阶图像的情况中，其中，输入信号电平采用电平0到15)，进行计数。

当计数装置71对像素计数时，加权计算装置72执行对每个像素的加权。具体来说，加权计算装置72从加权系数表73中获得与每个像素的输入信号电平相对应的加权系数，并将获得的加权系数与输入信号电平相乘。与多个输入信号电平相对应的各个加权系数存储在加权系数表73中。通过这种方式，在像素计数部分70中，由计数装置71、加权计算装置72和加权系数表73获得每个像素的像素计数值。

然后，由求和装置74执行对所获得的每个像素的像素计数值的求和。也就是说，对于输入的多级图像的所有像素，求和装置74对每个像素的像素计数值求和，其中，加权计算装置72已经将加权系数与输入信号电平相乘。如下所述，重写装置75重写加权系数表73。调色剂消耗量计算部分80根据通过求和装置74求和而计算出的像素计数值的和的值，计算输出图像的调色剂消耗量。

使用图2解释对单个像素的调色剂消耗量计算。如图2所示，当作为多级图像的一部分的单个像素的信号被输入到像素计数部分70时(步骤S11)，输入信号电平被计数装置71计数。接着，由加权计算装置72从加权系数表73中获得与输入信号相对应的加权系数(步骤S12)，将该加权系数与来自计数装置71的输入信号电平的像素计数值相乘，从而获得单个像素的像素计数值(步骤S13)。用这种方法获得的单个像素的像素计数值与单个像素的调色剂消耗量相对应。为每个单个像素计算的像素计数值被求和装置74顺序地求和，并作为像素计数和的值存储(步骤S14)。像素计数和的值是所有输入像素的像素计数值的和，根据该像素计数和的值，调色剂消耗量计算部分80能够计算输出图像的调色剂消耗量。

接下来，使用图3和4解释重写加权系数表73。与传统技术中不同，存储在加权系数表73中的加权系数是可调整的，并且能够被重写装置75重写。下面的表2示出了对于采用输入信号电平0到15的16个电平输入信号电平的情况的加权系数表73的一个例子。

[表2]

加权系数表(可调整)

信号输入电平	加权系数
		0	X0
1	X1
		2	X2
3	X3
		4	X4
5	X5
		6	X6
7	X7
		8	X8
9	X9

10	X10
		11	X11
12	X12
		13	X13
14	X14
		15	X15

在表2中，与输入信号电平0到15对应的加权系数(X0到X15)每一个都是可调整的。加权系数X0到X15如下地被重写装置75重写。

首先，在校正了固体(solid)调色剂密度(步骤S21)之后，在感光体或转印带上形成如图3中点P1到P3示出的具有互不相同的色调的多个调色剂块(步骤S22)。也就是说，在感光体或转印带上形成了预先设置的多个输入点的半色调调色剂块。然后，诸如光传感器的读取装置读取那些调色剂块反射的光的量(步骤S23)。在图3中，纵轴是诸如光传感器的读取装置的传感器输出，横轴是信号输入电平(阶)。对于输入点的数目没有具体的限制，但是最好有至少三个点。上述从步骤S21到S23的过程与之前在解释现有技术的部分所述的图10中示出的半色调伽玛校正处理中的步骤S122到S124相似，因此，也可以使用该半色调伽玛校正处理的结果执行后面的过程。

接下来，根据多个输入点的调色剂块的传感器输出，计算图3中虚线所示的半色调伽玛特性(步骤S24)。根据计算出的半色调伽玛特性，计算图3中实线所示的信号输入电平的调色剂消耗量特性(步骤S25)。根据用这种方式计算出的调色剂消耗量特性确定加权系数，并且将存储在加权系数表73中的加权系数重写为确定的权重(步骤S26)。在表2的情况中，按照调色剂消耗量特性重写与输入信号电平0到15对应的加权系数X0到X15。

在这种方法中，像素计数部分70使用由重写装置75重写的加权系数执行对输入的多级图像的像素计数，并且由调色剂消耗量计算部分80计算输出图像的调色剂消耗量。

在这种方法中，即使由于个体差异或调色剂寿命而使得实际的调色剂消耗量特性发生了改变，也有可能跟随调色剂特性的变化并重写加权系数表73，并且优化对调色剂消耗量特性的计算。结果，能够不管个体差异或调色剂寿命而准确地计算调色剂消耗量。也就是说，有可能将实际调色剂消耗量和使用由重写装置75重写的加权系数表73计算出的调色剂消耗量之间的偏差保持在较低的水平。当通过上述方法获得的总调色剂消耗量达到预定值时，执行下述处理控制。例如，如图5A所示，使图像形成条件保持在栅偏压(gridbias)-500V、激光功率Po＝0.43mW以及激光PWM负荷比100％，将显影偏压Vb改变为等于-275V、-325V和-375V，则如图6所示，在感光鼓201的圆周面上形成三个20mm×20mm的密度检测块202。

当检测形成的密度检测块202时，由反射光传感器构成的块图像检测器200(对应于上述读取装置的例子)读取一个密度检测块202，对大约十几个点执行采样，并在删除接近最大和接近最小的值之后计算平均值。与三个密度检测块202的密度相对应的块图像检测器200的输出分别生成I1、I2和I3。

如图5B所示，得到了显影偏压和密度的回归曲线，并且从该回归曲线获得了将作为预定密度I0的显影偏压Vb0。这里，预定密度I0是在激光PWM负荷比已经被设置为80％时应该获得的密度。也就是说，显影偏压Vb0是使得有可能通过调整曝光的量获得期望密度的显影偏压值。当获得该显影偏压Vb0时，当前显影偏压值变为显影偏压Vb0。

在不脱离本发明的要旨和实质特征的情况下，本发明可以被实施为各种其它形式。本申请中公开的实施例在各个方面都应该被看作是示意性的而非限制性的。由所附权利要求书而非由之前的说明指示本发明的范围，并且所有落在权利要求书等价物的含义和范围内的修改和改变都应包含在本发明中。

Claims (4)

1、一种图像形成装置，其对于输入的多级图像的每个像素，通过求和获得调色剂消耗量，所述装置包括：

加权系数表，其存储与表示所述多级图像的像素的输入信号电平相对应的加权系数，

加权计算部分，其对于所述多级图像的每个像素，从所述加权系数表中获得与所述输入信号电平相对应的加权系数，并根据该加权系数执行对所述输入信号电平的加权，

求和部分，其通过对由所述加权计算部分加权过的计算值求和来获得调色剂消耗量，以及

调整部分，其能够对存储在所述加权系数表中的所述加权系数进行调整，其中，

当由所述求和部分计算出的所述调色剂消耗量达到一预定值时，执行处理控制以调整调色剂图像密度。

2、如权利要求1所述的图像形成装置，其中，根据形成的调色剂图像的密度执行所述处理控制。

3、一种图像形成装置，其对于输入的多级图像的每个像素，通过求和获得调色剂消耗量，所述装置包括：

加权系数表，其存储与表示所述多级图像的像素的输入信号电平相对应的加权系数，

加权计算部分，其对于所述多级图像的每个像素，从所述加权系数表中获得与所述输入信号电平相对应的加权系数，并根据该加权系数执行对所述输入信号电平的加权，

求和部分，其通过对由所述加权计算部分加权过的计算值求和来获得调色剂消耗量，以及

重写部分，其重写存储在所述加权系数表中的加权系数。

4、如权利要求3所述的图像形成装置，

还包括读取调色剂块的读取部分，

其中，所述重写部分：

在感光体或转印带上形成具有相互不同的色调的多个调色剂块，

利用所述读取部分读取调色剂块，

根据读取调色剂块的结果计算半色调伽玛特性，并且

按照计算出的半色调伽玛特性重写存储在所述加权系数表中的加权系数。

Images