專利名稱：圖像形成設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種圖像形成設(shè)備。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，隨著打印機(jī)功能上日益先進(jìn)、并以更快的速度提 供更高質(zhì)量的圖像，對(duì)降低打印機(jī)自身和如調(diào)色劑等圖像形成 中使用的消耗項(xiàng)的花費(fèi)的需求增加。為了滿足這種需求，已經(jīng) 提出了各種建議以減少浪費(fèi)的調(diào)色劑、縮短電子照相系統(tǒng)的調(diào) 整時(shí)間、并通過(guò)高效控制如調(diào)色劑等圖像形成材料(顯影材料)
的使用來(lái)抑制運(yùn)營(yíng)成本(例如，日本特開(kāi)06-138769 、 2002-189385、 06-11969、 06-175500、 2003-122205和10-239980)。
作為用于檢測(cè)所消耗的調(diào)色劑量的方法，存在一種稱為"視 頻計(jì)數(shù)(video count)"的方法。視頻計(jì)數(shù)是用于通過(guò)相加/累積 要使用打印機(jī)或數(shù)字復(fù)印機(jī)產(chǎn)生的圖像數(shù)據(jù)、或者寫裝置的驅(qū) 動(dòng)時(shí)間(例如，激光打印機(jī)的曝光單元的激光發(fā)射時(shí)間)來(lái)估計(jì) 在產(chǎn)生圖像時(shí)消耗的圖像形成材料量的方法。換句話說(shuō)，通過(guò) 計(jì)數(shù)寫到感光構(gòu)件上的點(diǎn)像素的數(shù)量的相加/累積，估計(jì)所消耗 的調(diào)色劑量。
現(xiàn)在將說(shuō)明傳統(tǒng)的視頻計(jì)數(shù)方法。當(dāng)處理位圖格式的圖像 數(shù)據(jù)時(shí)，如果要將所有的位圖信息保存(存儲(chǔ))在存儲(chǔ)器等中， 那么需要存儲(chǔ)器的成本。因此，數(shù)字圖像形成設(shè)備一般將數(shù)據(jù) 作為以像素為單位容易處理的視頻流來(lái)處理。
在形成圖 <象時(shí)，浮見(jiàn)頻計(jì)數(shù)方法一 涉及#見(jiàn)頻流的實(shí)時(shí)相加/
累積。然而，經(jīng)常是這種情況所相加/累積的值(視頻計(jì)數(shù)值) 與實(shí)際消耗的調(diào)色劑量不直接成比例。原因是由于像素不能精
4確地近似于矩形形狀。圖7是示出在傳統(tǒng)激光掃描器的感光鼓上
沿主掃描方向的線性潛像的電位的示意圖。如在圖7的7a 7e 中所示,基本上圓形曝光點(diǎn)(substantially circular exposure spot) 延伸至矩形像素外，導(dǎo)致漏出光(泄漏光)。
例如，在圖7的7a 7e中示出的階l殳中，當(dāng)計(jì)算泄漏光和曝 光條件中的改變以及基于該改變所消耗的調(diào)色劑量時(shí)，不能忽 視泄漏光的影響。
在電子照相圖像形成設(shè)備中，寫在感光構(gòu)件上的單個(gè)點(diǎn)(單 個(gè)像素)受其鄰近的點(diǎn)影響很大。由于這個(gè)原因，固定至所寫的 單個(gè)點(diǎn)(像素)的調(diào)色劑的量根據(jù)鄰近像素是白色還是黑色(即， 該單個(gè)點(diǎn)(像素)被白色數(shù)據(jù)還是黑色數(shù)據(jù)圍繞)而變化。
因此，這種將單個(gè)像素計(jì)數(shù)為1而不考慮鄰近像素的狀態(tài)的 方法存在如下問(wèn)題由于這種相加/累積，隨著時(shí)間出現(xiàn)極大的 余量(margin)和誤差，并且使用視頻計(jì)數(shù)值不能實(shí)現(xiàn)剩余調(diào)色 劑量或所消耗的調(diào)色劑量的精確估計(jì)。為了消除視頻計(jì)數(shù)值和 所消耗的調(diào)色劑量之間的不一致，已經(jīng)提出了如下建議使用 鄰近像素的寫入信息(write information)來(lái)4交正關(guān)注像素的數(shù) 量；具體地，當(dāng)以3x3矩形的中心像素作為關(guān)注像素來(lái)進(jìn)行視 頻計(jì)數(shù)時(shí)，通過(guò)寫在圍繞關(guān)注像素的鄰近8個(gè)像素中的像素的數(shù) 量來(lái)進(jìn)行才交正(例如，日本特開(kāi)2006國(guó)195246)。
然而，根據(jù)日本特開(kāi)2006-195246的—見(jiàn)頻計(jì)數(shù)方法，僅通過(guò) 與關(guān)注像素鄰近的像素的寫入信息來(lái)校正關(guān)注像素的數(shù)量。因 此，這種方法存在如下問(wèn)題視頻計(jì)數(shù)值和實(shí)際消耗的調(diào)色劑 量之間的關(guān)系不充分，并且在所得的視頻計(jì)數(shù)值和實(shí)際〗肖耗的 調(diào)色劑量之間剩有誤差余量(margin of error)。認(rèn)為所得的視頻 計(jì)數(shù)值和實(shí)際消耗的調(diào)色劑量之間剩有誤差余量的原因?yàn)槿?下。也就是說(shuō)，原因是累積的像素?cái)?shù)量和累積的曝光量被視為 類似。換句話說(shuō)，當(dāng)以二進(jìn)制值累積鄰近像素的數(shù)量時(shí)，假定 位于關(guān)注像素的右、左、上和下的像素以及位于關(guān)注像素對(duì)角
的像素具有相同的"權(quán)重(weight)"。施加在關(guān)注像素上的影響
的度根據(jù)鄰近像素的位置(距離)而變化。這是因?yàn)榧词乖谙袼?br> 的中心，也發(fā)生々2比率的距離上的差異。此外，關(guān)注像素還被
不鄰近關(guān)注像素但是位于關(guān)注像素的外圍的像素影響，并且該 影響的度根據(jù)到其的距離而變化，這與鄰近像素類似。因此有 必要考慮這個(gè)。
考慮這種誤差余量以維護(hù)視頻計(jì)數(shù)的精確度是重要的。

發(fā)明內(nèi)容
考慮到上述傳統(tǒng)技術(shù)面對(duì)的問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供 這樣一種圖像形成技術(shù)，利用該技術(shù)可以高精確度地計(jì)算所消 耗的圖像形成材料(調(diào)色劑)量。
可選擇地，本發(fā)明的目的在于提供這樣一種圖像形成技術(shù)， 利用該技術(shù)，可以基于所計(jì)算出的消耗的調(diào)色劑量來(lái)精確地檢 測(cè)圖像形成設(shè)備的狀態(tài)，并作出關(guān)于維護(hù)定時(shí)的通知。
可選擇地，本發(fā)明的目的在于提供這樣一種圖像形成技術(shù)， 利用該技術(shù)可以基于所計(jì)算出的消耗的調(diào)色劑量來(lái)作出關(guān)于調(diào) 色劑供給定時(shí)的通知，并減少不必要的調(diào)色劑供給和浪費(fèi)的調(diào) 色劑。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種圖像形成設(shè)備，其基于
圖像數(shù)據(jù)在圖像承載體上形成潛像，所述圖像形成設(shè)備包括 第一計(jì)算單元，用于計(jì)算在由構(gòu)成所述圖像數(shù)據(jù)的多個(gè)像素形
成的部分區(qū)域中包括的關(guān)注像素的曝光量；第二計(jì)算單元，用 于計(jì)算位于在所述關(guān)注像素周圍、并構(gòu)成所述部分區(qū)域的周圍像素的曝光量；以及調(diào)色劑消耗量計(jì)算單元，用于基于所述關(guān)
注像素的曝光量和所述周圍像素的曝光量來(lái)計(jì)算所述關(guān)注像素 的調(diào)色劑消耗量，其中，所述第二計(jì)算單元通過(guò)以像素為單位 加權(quán)對(duì)應(yīng)于所述周圍像素的所述圖像數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算所述關(guān)注像素 的曝光量。
根據(jù)本發(fā)明，可以高精確度地計(jì)算所消耗的圖像形成材料 (調(diào)色劑)量。
可選擇地，可以基于所計(jì)算出的消耗的調(diào)色劑量來(lái)精確地 檢測(cè)圖像形成設(shè)備的狀態(tài)，并作出關(guān)于圖像調(diào)整定時(shí)的通知。
可選擇地，可以基于所計(jì)算出的調(diào)色劑消耗量來(lái)作出關(guān)于 調(diào)色劑供給定時(shí)的通知，并減少不必要的調(diào)色劑供給和浪費(fèi)的 調(diào)色劑。
根據(jù)下面參考附圖對(duì)示例性實(shí)施例的說(shuō)明，本發(fā)明的其它 特征將顯而易見(jiàn)。


圖l是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的、配置有激光掃描器的電子 照相圖像形成設(shè)備的示意結(jié)構(gòu)的圖。
圖2A是示出自調(diào)整序歹'J (self-adjustment sequence)的處理
流程的流程圖。
圖2B是示出在自調(diào)整序列期間形成的測(cè)量圖案的圖。 圖3是視頻計(jì)數(shù)單元160的內(nèi)部電路的放大圖。 圖4A是示出從給定關(guān)注像素的激光點(diǎn)的中心的距離(像素)
和感光鼓的表面上的曝光量之間的關(guān)系的圖。
圖4B是示出調(diào)色劑消耗量特性(分布曲線(profile))和在自
調(diào)整序列中逐漸改變的曝光強(qiáng)度(曝光量)。
圖5A是示出基于圖4A的曝光量分布曲線的、保存在加權(quán)數(shù)據(jù)保存單元320中的加權(quán)數(shù)據(jù)的示例分布的圖。
圖5B是示出位于由主掃描方向(x)和副掃描方向(y)定義的 平面中塊的示例加權(quán)數(shù)據(jù)的表。
圖6是示出像素的曝光量的示例分布的圖。
圖7是示出在傳統(tǒng)激光掃描器的感光鼓上沿主掃描方向的 線性潛像的電位的示意圖。
具體實(shí)施例方式
在下文，將參考

本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。然而，應(yīng) 當(dāng)注意，這些實(shí)施例中說(shuō)明的構(gòu)成要素僅是示例性的，并且由 所附的權(quán)利要求書(shū)而不是下面說(shuō)明的個(gè)別實(shí)施例來(lái)限定本發(fā)明 的技術(shù)范圍。
圖l是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的、配置有激光掃描器的電子 照相圖像形成設(shè)備的示意結(jié)構(gòu)的圖。圖1的1 a中示出的半導(dǎo)體激 光裝置101基于控制激光發(fā)射的控制信號(hào)105來(lái)照射激光束。多 面反射鏡(polygon mirror) 102a反射由半導(dǎo)體激光裝置101照射 的激光束，并通過(guò)fe透鏡104將該激光束照射至作為圖像承載體 的感光鼓121。多面反射鏡驅(qū)動(dòng)設(shè)備102b可以控制多面反射鏡 102a的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。fe透鏡104是轉(zhuǎn)換激光束的透鏡，使得以恒定 速度沿與感光鼓(圖像承載體)121的旋轉(zhuǎn)方向(還稱為"副掃描 方向")垂直的方向(還稱為"主掃描方向")來(lái)掃描激光束。
光電傳感器(photosensor)103》文置在激光束-各徑106中，并 且可以檢測(cè)沿主掃描方向的激光束的掃描開(kāi)始。
半導(dǎo)體激光裝置101、多面反射鏡102a、驅(qū)動(dòng)設(shè)備102b、光 電傳感器103、 fe透鏡104、控制信號(hào)105以及激光束路徑106 — 起形成激光束掃描器IOO。
如在圖l的lb中所示，激光束掃描器100將激光束照射至感光鼓121上。通過(guò)感光鼓充電器123將感光鼓121的表面充電至預(yù) 定電位。通過(guò)激光束的照射在感光鼓的充電表面上形成靜電潛 像。在驅(qū)動(dòng)設(shè)備122的控制下，可以旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)感光鼓121。顯 影單元12 4將圖像形成材料(調(diào)色劑)結(jié)合在感光鼓121的靜電潛 像上，從而形成調(diào)色劑圖像。調(diào)色劑濃度檢測(cè)傳感器126測(cè)量感 光鼓121上調(diào)色劑圖像的濃度。通過(guò)輸送路徑127給送如紙張等 記錄介質(zhì)。轉(zhuǎn)印單元125將感光鼓121上的調(diào)色劑圖像轉(zhuǎn)印至記 錄介質(zhì)上。
感光鼓121、驅(qū)動(dòng)設(shè)備122、感光鼓充電器123、顯影單元124、 轉(zhuǎn)印單元125 、調(diào)色劑濃度檢測(cè)傳感器126以及輸送路徑127 —起 形成調(diào)色劑圖像形成單元120。
圖像數(shù)據(jù)保存單元151接收來(lái)自外部源的圖像數(shù)據(jù)的輸入 并保存該數(shù)據(jù)。濃度轉(zhuǎn)換單元152使用濃度轉(zhuǎn)換表將從圖像數(shù)據(jù) 保存單元151接收到的圖像數(shù)據(jù)的濃度轉(zhuǎn)換為激光發(fā)射量以產(chǎn) 生發(fā)射量數(shù)據(jù)。濃度轉(zhuǎn)換單元15 2將所產(chǎn)生的發(fā)射量數(shù)據(jù)以控制 激光發(fā)射的控制信號(hào)105的形式輸出至半導(dǎo)體激光裝置IOI。附 圖標(biāo)記160表示視頻計(jì)數(shù)單元。圖像數(shù)據(jù)保存單元151、濃度轉(zhuǎn) 換單元152和視頻計(jì)數(shù)單元160 —起形成圖像處理單元150。
系統(tǒng)控制單元19 0控制整個(gè)圖像形成設(shè)備。根據(jù)來(lái)自系統(tǒng)控 制單元190的指令，可以相互結(jié)合地操作激光束掃描器IOO、調(diào) 色劑圖像形成單元120和圖像處理單元150。
圖像處理單元150接收來(lái)自連接至圖像形成設(shè)備的信息處 理設(shè)備的各種圖像數(shù)據(jù)。圖像處理單元150基于接收到的圖像數(shù) 據(jù)來(lái)產(chǎn)生用于提供形成圖像所需的激光發(fā)射量的數(shù)據(jù)(發(fā)射量 數(shù)據(jù))，并將所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)以控制激光發(fā)射的控制信號(hào)10 5的形 式輸出至激光束掃描器IOO。激光束掃描器100的半導(dǎo)體激光裝 置101基于控制信號(hào)105來(lái)照射激光束。在感光鼓121上掃描該光束，并形成靜電潛像。調(diào)色劑圖像形成單元120利用調(diào)色劑來(lái)顯 影該靜電潛像。
接著將詳細(xì)說(shuō)明視頻計(jì)數(shù)單元160。圖3是視頻計(jì)數(shù)單元160 的內(nèi)部電路的放大圖。附圖標(biāo)記3 01表示作為與激光發(fā)射圖案相 對(duì)應(yīng)的圖像數(shù)據(jù)的視頻輸入信號(hào)(視頻流)。在形成圖像時(shí)，將 視頻流301輸入至纟見(jiàn)頻計(jì)數(shù)單元160。
附圖標(biāo)記31 Oa 31 Oh表示存儲(chǔ)與沿照射激光的主掃描方向 相對(duì)應(yīng)的多個(gè)掃描行的數(shù)據(jù)的行緩沖器(存儲(chǔ)單元)。八個(gè)行緩 沖器對(duì)應(yīng)于激光束掃描器IOO進(jìn)行的八個(gè)掃描。通過(guò)行同步信號(hào) (未示出)來(lái)順次切換行緩沖器31 Oa 31 Oh,并將圖像數(shù)據(jù)順次寫 入至八個(gè)行緩沖器中。當(dāng)完成將圖像數(shù)據(jù)寫入至八個(gè)行緩沖器 3 10a 3 10h的寫入時(shí)，利用第九行的圖像數(shù)據(jù)來(lái)重寫第 一 寫入行 緩沖器。以這種方式，對(duì)第10行和第11行等進(jìn)行寫入操作，直 到處理了視頻流301的末尾為止。這里，假定對(duì)于頭尾的7行視 頻流301為空白，并且每行包含與圖像的右端和左端相對(duì)應(yīng)的7 個(gè)像素的空白數(shù)據(jù)(seven pixels' worth of blank data)(參見(jiàn)圖6)。
附圖標(biāo)記311a 311g表示從行緩沖器310a 310g輸出的輸出 數(shù)據(jù)。將具有對(duì)于單個(gè)掃描7個(gè)像素、由激光束掃描器100掃描 的7個(gè)掃描的圖像數(shù)據(jù)(即，總共49個(gè)像素的數(shù)據(jù)，構(gòu)成部分區(qū) 域的像素?cái)?shù)量)輸入至存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的乘法器(multiplier"3 0 。順次 切換行緩沖器，并將從行緩沖器輸出的數(shù)據(jù)輸入至乘法器3 3 0 。
當(dāng)將數(shù)據(jù)寫入至用于包括空白的7個(gè)行的行緩沖器時(shí)，視頻 計(jì)數(shù)單元16 0開(kāi)始有效視頻計(jì)數(shù)的計(jì)算。
附圖標(biāo)記3 2 0表示保存基于到關(guān)注像素的距離(像素距離) 所加權(quán)的加權(quán)數(shù)據(jù)的加權(quán)數(shù)據(jù)保存單元。信號(hào)322是用于將來(lái)自 系統(tǒng)控制單元190的加權(quán)數(shù)據(jù)輸入至加權(quán)數(shù)據(jù)保存單元320的信 號(hào)。將基于從激光掃描器光學(xué)系統(tǒng)獲得的激光點(diǎn)分布曲線所計(jì)算出的系數(shù)值(例如，圖5B中示出的數(shù)值)輸入至加權(quán)數(shù)據(jù)保存
單元320。
與開(kāi)始視頻計(jì)數(shù)的計(jì)算同步，加權(quán)數(shù)據(jù)保存單元320(保存 單元)可以將加^l數(shù)據(jù)的輸出信號(hào)321a 321g輸出至乘法器330。
乘法器330將作為7個(gè)行的中心的第4行的圖像數(shù)據(jù)中的一 個(gè)像素定義為關(guān)注像素，并進(jìn)行相乘以獲得行緩沖器的輸出數(shù) 據(jù)(曝光量)以及用于關(guān)注像素和48個(gè)周圍像素的加權(quán)數(shù)據(jù)。
乘法器3 3 0將構(gòu)成頁(yè)的部分區(qū)域中所包括的關(guān)注像素的所 得的加權(quán)數(shù)據(jù)定義為中心像素曝光量數(shù)據(jù)。在這種情況下，乘 法器330用作第 一 計(jì)算單元。乘法器330進(jìn)行相乘以獲得與針對(duì) 位于在關(guān)注像素周圍的、并構(gòu)成部分區(qū)域的48個(gè)周圍像素的每 個(gè)像素距離相對(duì)應(yīng)的加權(quán)數(shù)據(jù)。然后，乘法器330將所獲得的結(jié) 果定義為周圍像素曝光量數(shù)據(jù)。在這種情況下，乘法器330用作 第二計(jì)算單元。
然后乘法器330向曝光量加法器340(第三計(jì)算單元)輸出輸 出信號(hào)(部分曝光量數(shù)據(jù)331a 331g),該輸出信號(hào)表示總共49個(gè) 像素，即，中心像素曝光量數(shù)據(jù)和48個(gè)像素的周圍像素曝光量 數(shù)據(jù)相乘的結(jié)果。
曝光量數(shù)據(jù)加法器340對(duì)從乘法器330輸出的、表示相乘的 結(jié)果的輸出信號(hào)(部分曝光量數(shù)據(jù)331a 331g)進(jìn)行相加。曝光量 加法器340(第三計(jì)算單元)將相加的結(jié)果輸出作為關(guān)注像素的 總共曝光量數(shù)據(jù)341。
轉(zhuǎn)換查找表(LUT) 350(轉(zhuǎn)換單元)根據(jù)LUT數(shù)據(jù)將從曝光量 加法器3 4 0輸出的關(guān)注像素的總曝光量數(shù)據(jù)3 41轉(zhuǎn)換為表示每像 素的調(diào)色劑消耗量的數(shù)據(jù)(像素調(diào)色劑消耗量數(shù)據(jù))，并輸出該 像素調(diào)色劑消耗量數(shù)據(jù)351。
如在這里所用的，LUT數(shù)據(jù)是用于將曝光量轉(zhuǎn)換為調(diào)色劑消耗量的轉(zhuǎn)換系數(shù)。信號(hào)3 5 2是從系統(tǒng)控制單元19 0發(fā)送來(lái)的、 并用于將LUT數(shù)據(jù)輸入至轉(zhuǎn)換查找表(LUT) 350的信號(hào)。將用于 通過(guò)后面將要說(shuō)明的自調(diào)整序列所獲得的曝光量轉(zhuǎn)換為調(diào)色劑 消耗量的轉(zhuǎn)換系數(shù)輸入至轉(zhuǎn)換查找表(L U T) 3 5 0 。
將由轉(zhuǎn)換查找表(LUT) 350轉(zhuǎn)換的像素調(diào)色劑消耗量數(shù)據(jù) 351輸入至調(diào)色劑消耗量計(jì)算單元360。調(diào)色劑消耗量計(jì)算單元 360可以計(jì)算每頁(yè)的調(diào)色劑消耗量，并在接收從系統(tǒng)控制單元 190發(fā)送來(lái)的控制信號(hào)362時(shí)對(duì)調(diào)色劑消耗量計(jì)算單元360進(jìn)行 初始化。該初始化將每頁(yè)的調(diào)色劑消耗量的數(shù)據(jù)清除為零。
調(diào)色劑消耗量計(jì)算單元360可以對(duì)在空白區(qū)域等之外的有 效區(qū)域相繼累積像素調(diào)色劑消耗量數(shù)據(jù)351。
通過(guò)改變關(guān)注像素來(lái)進(jìn)行上述處理，并且調(diào)色劑消耗量計(jì) 算單元360相繼累積像素調(diào)色劑消耗量數(shù)據(jù)351以最終計(jì)算每頁(yè) 的調(diào)色劑消耗量361,并輸出每頁(yè)的調(diào)色劑消耗量361 。
量設(shè)置為7個(gè)像素x7個(gè)像素的物理背景。圖4A是示出從給定關(guān) 注像素的激光點(diǎn)的中心的距離(像素)和感光鼓的表面上曝光量 之間的關(guān)系(曝光量分布曲線)的圖。
激光點(diǎn)具有基本上理想圓形的點(diǎn)形狀，并且具有足以形成 單個(gè)像素的光學(xué)強(qiáng)度。根據(jù)光學(xué)設(shè)計(jì)和數(shù)值已知從給定關(guān)注像 素的兩像素遠(yuǎn)和三像素遠(yuǎn)等的距離(位置)處存在泄漏光。曝光 量的分布相對(duì)于關(guān)注像素對(duì)稱。
如果將關(guān)于曝光總量的目標(biāo)精確度設(shè)置為約1%的誤差余 量，那么在圖4A的情況下，考慮到從關(guān)注像素(O)三像素遠(yuǎn)的距 離處的曝光量的分布就足夠。對(duì)于從關(guān)注像素(O)四或更多像素 遠(yuǎn)的距離，曝光量的計(jì)算不是必要的。在本實(shí)施例中，視頻計(jì) 數(shù)單元160對(duì)確保沿相對(duì)于關(guān)注像素(0)的右、左、上和下方向的三個(gè)像素的矩形區(qū)域(7個(gè)像素X 7個(gè)像素)計(jì)算曝光總量。視
頻計(jì)數(shù)單元160根據(jù)關(guān)于曝光總量的目標(biāo)精確度將矩形區(qū)域的 大小設(shè)置為n個(gè)^f象素x n個(gè)像素、或n個(gè)像素x m個(gè)像素(其中，n 和m為自然數(shù))。
圖5A是示出基于圖4A的曝光量分布曲線的、存儲(chǔ)在加權(quán)數(shù) 據(jù)保存單元320中的加權(quán)數(shù)據(jù)的示例分布的圖。在圖5A中，x方 向?qū)?yīng)于沿在感光鼓121上掃描激光束的主掃描方向。y方向?qū)?應(yīng)于與感光鼓121的旋轉(zhuǎn)方向相對(duì)應(yīng)的副掃描方向。z方向表示 位于在由主掃描方向(x)和副掃描方向(y)所定義的平面中的 <象 素的加權(quán)數(shù)據(jù)。
塊510表示圖像數(shù)據(jù)的像素。在圖5A中，塊530的加權(quán)數(shù)據(jù) 是42.7。將加權(quán)數(shù)據(jù)的單位表示為計(jì)算過(guò)程中的相對(duì)值，并使 其無(wú)因次(dimensionless)。圖5B是示出位于在由主掃描方向(x) 和副掃描方向(y)定義的平面中的塊的示例加權(quán)數(shù)據(jù)的表。
單個(gè)塊對(duì)應(yīng)于由激光束掃描器100轉(zhuǎn)換至感光鼓121上的、 基本上圓形的激光點(diǎn)520(圖5A)。由于多個(gè)部分曝光量的重疊線 性地對(duì)應(yīng)于感光鼓121上電荷量中的改變，所以加法算法可用于 確定曝光總量。
如在這里所^吏用的，可以通過(guò)下面的7>式(1)來(lái)表示加一又?jǐn)?shù) 據(jù)H,其中，由f代表表示加權(quán)量計(jì)算LUT的函數(shù)，由(xo，y"代 表關(guān)注像素的位置，并且由(x,y)代表計(jì)算出系數(shù)的像素的位置。 注意，根據(jù)如平面圓形等激光點(diǎn)的形狀，對(duì)于沿主掃描方向和 副掃描方向的距離，可以不對(duì)稱地設(shè)置加權(quán)系數(shù)。
H = f(x-xO,y畫(huà)y0).…(1)
在例如關(guān)注像素位于(Sl,l)處的情況下，f(0，0)=42.72(圖
5B)。
圖6是示出圖像數(shù)據(jù)的像素的曝光量的示例分布的圖。在塊的數(shù)值(Nij)中，將曝光量數(shù)據(jù)設(shè)置為二維排列的數(shù)據(jù)。例如，
使用圖5B中示出的加權(quán)數(shù)據(jù)和曝光量數(shù)據(jù)通過(guò)公式(2)來(lái)表示 關(guān)注像素601的部分曝光量數(shù)據(jù)。<formula>formula see original document page 14</formula> …(2)
當(dāng)將關(guān)注像素(Nij)改變?yōu)槲挥谟覀?cè)的鄰近像素602時(shí)，通過(guò) 公式(3)來(lái)計(jì)算部分曝光量數(shù)據(jù)。
<formula>formula see original document page 14</formula> …(3)
對(duì)其它關(guān)注像素進(jìn)行如上所述的計(jì)算，從而可以計(jì)算出部 分曝光量數(shù)據(jù)。通過(guò)改變關(guān)注像素，并相繼對(duì)為每個(gè)關(guān)注像素 所計(jì)算的部分曝光數(shù)據(jù)量進(jìn)行相加，可以計(jì)算出每頁(yè)的圖像形 成材料(調(diào)色劑)的消耗量。
接著將說(shuō)明用于確定轉(zhuǎn)換查找表(LUT) 350的轉(zhuǎn)換分布曲 線(轉(zhuǎn)換系數(shù))的方法。
根據(jù)本實(shí)施例的圖像形成設(shè)備可以執(zhí)行用于精細(xì)地調(diào)整 (控制)激光束掃描器100和調(diào)色劑圖像形成單元120的操作的自 調(diào)整序列。系統(tǒng)控制單元190根據(jù)如安裝了圖像形成設(shè)備的周圍 環(huán)境中的改變、連續(xù)#:作以及暫停時(shí)間(例如，斷電時(shí)間)等才喿 作條件來(lái)開(kāi)始自調(diào)整序列。系統(tǒng)控制單元190例如在圖像形成作 業(yè)的間隔中(即，在完成第一圖像形成作業(yè)之后，并在開(kāi)始第二 圖像形成作業(yè)之前)、在圖像形成設(shè)備的啟動(dòng)時(shí)等，可以執(zhí)行自 調(diào)整序列?；谧哉{(diào)整序列來(lái)確定轉(zhuǎn)換分布曲線(轉(zhuǎn)換系數(shù))。
圖2A是示出自調(diào)整序列的處理流程的流程圖。
在步驟S 2 01,系統(tǒng)控制單元19 0判斷在圖像形成設(shè)備的狀態(tài)中是否存在改變。如之前所述，基于如周圍環(huán)境中的改變、 連續(xù)操作以及暫停時(shí)間等操作條件來(lái)確定"狀態(tài)中的改變"。如 果在圖像形成設(shè)備的狀態(tài)中沒(méi)有改變發(fā)生，那么系統(tǒng)控制單元 190在監(jiān)視狀態(tài)中改變的發(fā)生時(shí)待機(jī)，而不進(jìn)行自調(diào)整序列。
如果在步驟S201中判斷為在狀態(tài)中存在改變(S201中為 "是")，那么該處理進(jìn)入步驟S202,并且開(kāi)始自調(diào)整序列。
在步驟S203,系統(tǒng)控制單元190使調(diào)色劑圖像形成單元120 形成測(cè)量圖案，并使用調(diào)色劑濃度檢測(cè)傳感器12 6來(lái)加載該測(cè)量 圖案。在步驟S204,系統(tǒng)控制單元190基于所加載的結(jié)果來(lái)確 定該測(cè)量圖案的濃度。
在步驟S 2 0 5 ,系統(tǒng)控制單元19 0將該測(cè)量圖案的濃度與預(yù) 定基準(zhǔn)濃度進(jìn)行比較。如果測(cè)量圖案的濃度等于或大于該基準(zhǔn) 濃度(S205中為"是")，那么自調(diào)整序列結(jié)束(S207)。
如果在步驟S205中判斷為測(cè)量圖案的濃度小于基準(zhǔn)濃度 (S205中為"否")，那么該處理進(jìn)入步驟S206。
在步驟S206 ，系統(tǒng)控制單元190調(diào)整圖像形成條件使得通 過(guò)例如，對(duì)控制信號(hào)105進(jìn)行控制以增加從半導(dǎo)體激光裝置IOI 照射的激光的強(qiáng)度、增加顯影高壓等來(lái)滿足基準(zhǔn)濃度的條件。
然后，該處理返回步驟S203，并且重復(fù)相同的處理。如果 新形成的測(cè)量圖案的濃度超過(guò)基準(zhǔn)濃度(S206中為"是")，那 么自調(diào)整序列結(jié)束。
圖2B是示出在自調(diào)整序列中形成的示例測(cè)量圖案的圖。通 過(guò)逐漸改變激光發(fā)射時(shí)間(DUTY)照射脈沖寬度已調(diào)的(PWM) 激光來(lái)形成測(cè)量圖案。以能夠被調(diào)色劑濃度檢測(cè)傳感器12 6檢測(cè) 到的形狀和位置處形成測(cè)量圖案?；谠撜{(diào)色劑濃度檢測(cè)傳感 器12 6的檢測(cè)的結(jié)果，系統(tǒng)控制單元19 0調(diào)整從半導(dǎo)體激光裝置 101照射的激光束的強(qiáng)度和曝光量、以及調(diào)整調(diào)色劑圖像形成單元120所需的電荷量和顯影高壓(顯影偏壓)等。
系統(tǒng)控制單元1 9 0基于用于圖像形成的激光的曝光強(qiáng)度(曝
光量)和由調(diào)色劑濃度檢測(cè)傳感器126檢測(cè)到的調(diào)色劑濃度來(lái)計(jì)
算用于將曝光量轉(zhuǎn)換為調(diào)色劑消耗量的轉(zhuǎn)換系數(shù)。
圖4B是示出調(diào)色劑消耗量特性(分布曲線)和在自調(diào)整序列 中逐漸改變的曝光強(qiáng)度(曝光量)的圖，其中示出了通過(guò)改變條 件所獲得的四個(gè)不同的示例性分布曲線A、 B、 C和D。水平軸 表示像素總曝光量(曝光量)，并且垂直軸表示像素調(diào)色劑消耗 量。所有的單位為無(wú)因次并且在計(jì)算過(guò)程中以相對(duì)值示出。
感光鼓121的曝光量與作為感光鼓121上電荷量的調(diào)色劑消 耗量呈比例，但是由于對(duì)感光鼓表面上的電荷量有上限和下限， 因此確定每像素的調(diào)色劑消耗的最小飽和量和調(diào)色劑消耗的最 大飽和量而與曝光量無(wú)關(guān)。因此，在每個(gè)分布曲線中，在上限 和下限周圍調(diào)色劑消耗量接近平坦。
系統(tǒng)控制單元190可以從圖4B的分布曲線中選擇適合于曝 光條件的分布曲線，并計(jì)算用于將曝光量轉(zhuǎn)換為調(diào)色劑消耗量 的轉(zhuǎn)換系數(shù)。在這種情況下，對(duì)于在用于對(duì)測(cè)量圖案進(jìn)行測(cè)量 的點(diǎn)之外的點(diǎn)的數(shù)據(jù)，系統(tǒng)控制單元190可以基于圖4B的分布 曲線進(jìn)行插值計(jì)算以獲得用于將曝光量轉(zhuǎn)換為調(diào)色劑消耗量的 轉(zhuǎn)換系數(shù)。
基于靜電顯影的單調(diào)特性和飽和特性來(lái)進(jìn)行插值計(jì)算處 理，并且如此設(shè)置使得在再現(xiàn)調(diào)色劑顯影特性時(shí)精確度降低小。
系統(tǒng)控制單元19 0利用信號(hào)3 5 2將計(jì)算出的轉(zhuǎn)換系數(shù)寫入至 轉(zhuǎn)換查找表(LUT) 350。轉(zhuǎn)換查找表(LUT) 350根據(jù)轉(zhuǎn)換系數(shù) (L U T數(shù)據(jù))將從曝光量加法器3 4 0輸出的關(guān)注像素的總曝光量 數(shù)據(jù)341轉(zhuǎn)換為表示每像素的調(diào)色劑消耗量的數(shù)據(jù)(像素調(diào)色劑 消耗量數(shù)據(jù))。轉(zhuǎn)換查找表(LUT) 350將轉(zhuǎn)換后的像素調(diào)色劑消耗量數(shù)據(jù)351輸出至調(diào)色劑消耗量計(jì)算單元360。
調(diào)色劑消耗量計(jì)算單元360相繼累積在空白區(qū)域等之外的
有效區(qū)域的像素調(diào)色劑消耗量數(shù)據(jù)351。通過(guò)改變關(guān)注像素、計(jì)
算像素調(diào)色劑消耗量數(shù)據(jù)351、并相繼累積數(shù)據(jù)，可以計(jì)算出整
個(gè)頁(yè)的調(diào)色劑消耗量。
根據(jù)本發(fā)明，可以高精確度地計(jì)算圖像形成材料的消耗量。 計(jì)算出的調(diào)色劑消耗量可應(yīng)用于各種應(yīng)用。例如，可以高
精確度地測(cè)量或確定如調(diào)色劑盒、電子照相處理盒、感光鼓、
感光鼓清潔器和固定清潔器等各種消耗項(xiàng)的壽命。
例如，系統(tǒng)控制單元190可以通過(guò)存儲(chǔ)計(jì)算調(diào)色劑消耗量的
結(jié)果、并參考所存儲(chǔ)的調(diào)色劑消耗量的累積值來(lái)測(cè)量或確定消
耗項(xiàng)的壽命。
系統(tǒng)控制單元190基于所存儲(chǔ)的調(diào)色劑消耗量的累積值，對(duì) 執(zhí)行自調(diào)整序列(圖2A)的定時(shí)(調(diào)整定時(shí))進(jìn)行控制也是可以 的，其中該自調(diào)整序列調(diào)整圖像，例如調(diào)整圖像的濃度或調(diào)色劑,。
系統(tǒng)控制單元190還可以精確地4全測(cè)圖Y象形成設(shè)備的狀態(tài)。
維護(hù)(調(diào)整操作)，使得可以縮短圖像形成設(shè)備的不活動(dòng)時(shí)間(故 障時(shí)間)。
系統(tǒng)控制單元190還可以基于所存儲(chǔ)的調(diào)色劑消耗量的累 積值來(lái)做出關(guān)于調(diào)色劑供給的定時(shí)的通知。因此，預(yù)先控制從 調(diào)色劑瓶供給至顯影單元的的調(diào)色劑量，使得可以降低不必要 的調(diào)色劑供應(yīng)和浪費(fèi)的調(diào)色劑。
變形例
在上述實(shí)施例中，以將一個(gè)像素定義為關(guān)注像素、以及在 該關(guān)注像素周圍發(fā)生泄漏光的單個(gè)激光束圖像形成設(shè)備為例來(lái)說(shuō)明圖像形成材料(調(diào)色劑)的消耗量的計(jì)算。然而，本發(fā)明的 精神不限于此，并且還可以將本發(fā)明應(yīng)用于例如在用作發(fā)光點(diǎn)
的關(guān)注像素的周圍發(fā)生泄漏光的光刻設(shè)備，如多束(multi-beam)
激光掃描器等。
配置上述的圖像形成設(shè)備以包括保存關(guān)注像素和周圍像素 的圖像數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器，但是還可以通過(guò)在形成圖像之前利用計(jì) 算器的軟件使用數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行計(jì)算來(lái)獲得類似的效果。由單 個(gè)關(guān)注像素和周圍像素形成的部分圖像區(qū)域的范圍(二維區(qū)域) 不限于7個(gè)像素x7個(gè)像素，并且基于圖4A中示出的曝光量分布 曲線通過(guò)例如，考慮到泄漏光影響的程度可以將該范圍設(shè)置為 任意范圍。
例如，部分圖像區(qū)域的范圍可以是包括圍繞關(guān)注像素的8 個(gè)像素的9個(gè)像素，并且可以將該范圍設(shè)置為9個(gè)像素x 9個(gè)像 素，或者大于9個(gè)像素x 9個(gè)像素的范圍。另外，部分圖像區(qū)域 不限于正方形形狀，并且例如，可以將沿照射激光束的主掃描 方向和與主掃描方向成正交的副掃描方向所定義的大小設(shè)置 為，例如，3個(gè)像素x5個(gè)像素。通過(guò)利用計(jì)算單元資源來(lái)?yè)Q取 期望精確度可以確定部分圖像區(qū)域的范圍。根據(jù)激光的主掃描 方向和時(shí)間之間的關(guān)系或平面圓形的激光點(diǎn)的形狀等，考慮主 掃描方向和副掃描方向的距離，通過(guò)不對(duì)稱地設(shè)置或計(jì)算加權(quán) 系數(shù)、或者設(shè)置不對(duì)稱的LUT可以確定加權(quán)系數(shù)，從而增加調(diào) 色劑消耗量的計(jì)算精確度。
對(duì)于即使在僅主掃描方向的 一 維區(qū)域中隨機(jī)出現(xiàn)點(diǎn)或空白 點(diǎn)的各種圖像數(shù)據(jù)，通過(guò)相加曝光總量并計(jì)算泄漏光的近似效 果可以獲得圖像形成材料(調(diào)色劑)的消耗量的更高的計(jì)算精確 度。
上述實(shí)施例采用這種結(jié)構(gòu)在該結(jié)構(gòu)中，基于關(guān)注像素和周圍像素之間的距離來(lái)確定7個(gè)像素X 7個(gè)像素的區(qū)域的加權(quán)系 數(shù)。然而，只要可以利用與距離的相關(guān)來(lái)確定出加權(quán)系數(shù)，那
么就可以使用算術(shù)計(jì)算公式而不是LUT。
類似地，對(duì)于從曝光總量轉(zhuǎn)換為調(diào)色劑消耗量的轉(zhuǎn)換查找
表(LUT) 350，只要可以利用算術(shù)計(jì)算公式表達(dá)出關(guān)注像素中曝 光總量和調(diào)色劑消耗量之間的關(guān)系，那么就可以使用算術(shù)計(jì)算 公式而不是LUT。 其它實(shí)施例
應(yīng)當(dāng)注意，還可以通過(guò)向系統(tǒng)或設(shè)備4是供記錄有實(shí)現(xiàn)前述 實(shí)施例的功能的軟件程序代碼的存儲(chǔ)介質(zhì)、并通過(guò)利用系統(tǒng)或 設(shè)備的計(jì)算機(jī)(或CPU或MPU)來(lái)加載存儲(chǔ)在存儲(chǔ)介質(zhì)中的程序 代碼、然后執(zhí)行該程序代碼來(lái)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的。
在這種情況下，從存儲(chǔ)介質(zhì)加載的程序代碼本身實(shí)現(xiàn)了前 述實(shí)施例的功能，并且存儲(chǔ)了程序代碼的存儲(chǔ)介質(zhì)構(gòu)成了本發(fā) 明。
用于提供程序代碼的存儲(chǔ)介質(zhì)的例子有軟盤、硬盤、光 盤、磁光盤、CD-ROM、 CD-R、非易失性存儲(chǔ)卡、ROM等。
通過(guò)執(zhí)行計(jì)算機(jī)所加載的程序代碼來(lái)實(shí)現(xiàn)前述實(shí)施例的功 能。并且，基于程序代碼的指令運(yùn)行在計(jì)算機(jī)上的操作系統(tǒng)(OS) 等可以進(jìn)行實(shí)際處理的全部或部分，使得通過(guò)該處理能夠?qū)崿F(xiàn) 前述實(shí)施例的功能。
盡管已經(jīng)參考典型實(shí)施例說(shuō)明了本發(fā)明，但是應(yīng)該理解， 本發(fā)明不限于所公開(kāi)的典型實(shí)施例。所附權(quán)利要求書(shū)的范圍符 合最寬的解釋，以包含所有這類修改、等同結(jié)構(gòu)和功能。
權(quán)利要求
1. 一種圖像形成設(shè)備，其基于圖像數(shù)據(jù)在圖像承載體上形成潛像，所述圖像形成設(shè)備包括第一計(jì)算單元，用于計(jì)算在由構(gòu)成所述圖像數(shù)據(jù)的多個(gè)像素形成的部分區(qū)域中包括的關(guān)注像素的曝光量；第二計(jì)算單元，用于計(jì)算位于在所述關(guān)注像素周圍、并構(gòu)成所述部分區(qū)域的周圍像素的曝光量；以及調(diào)色劑消耗量計(jì)算單元，用于基于所述關(guān)注像素的曝光量 和所述周圍像素的曝光量來(lái)計(jì)算所述關(guān)注像素的調(diào)色劑消耗 量，其中，所述第二計(jì)算單元通過(guò)以像素為單位加權(quán)對(duì)應(yīng)于所 述周圍像素的所述圖像數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算所述關(guān)注像素的曝光量。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的圖像形成設(shè)備，其特征在于， 所述調(diào)色劑消耗量計(jì)算單元包括第三計(jì)算單元，所述第三計(jì)算單元用于基于所述關(guān)注像素的曝光量和所述周圍像素的曝光量來(lái)計(jì)算所述關(guān)注像素的總曝光量；以及轉(zhuǎn)換單元，用于將所述總曝光量轉(zhuǎn)換為所述關(guān)注像素的調(diào) 色劑消耗量。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的圖像形成設(shè)備，其特征在于，所述調(diào)色劑消耗量計(jì)算單元基于針對(duì)每個(gè)關(guān)注像素計(jì)算的 所述關(guān)注像素的調(diào)色劑消耗量來(lái)計(jì)算所述圖像數(shù)據(jù)的調(diào)色劑消耗量。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的圖像形成設(shè)備，其特征在于，還 包括存儲(chǔ)單元，所述存儲(chǔ)單元用于存儲(chǔ)多個(gè)掃描行的圖像數(shù)據(jù)， 所述掃描行對(duì)應(yīng)于當(dāng)在所述圖像承載體上形成潛像時(shí)的主掃描 方向，其中，所述存儲(chǔ)單元輸出與構(gòu)成預(yù)定部分區(qū)域的像素?cái)?shù)量 相對(duì)應(yīng)的圖像數(shù)據(jù)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的圖像形成設(shè)備，其特征在于，還 包括保存單元，所述保存單元用于保存對(duì)所述部分區(qū)域中的每 個(gè)像素加權(quán)的加權(quán)數(shù)據(jù)，其中，所述第一計(jì)算單元基于所述關(guān)注像素的圖像數(shù)據(jù)和 所述關(guān)注像素的加權(quán)數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算所述關(guān)注像素的曝光量，以及 所述第二計(jì)算單元基于所述周圍像素的圖像數(shù)據(jù)和所述周圍像素的加權(quán)數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算所述周圍像素的曝光量。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的圖像形成設(shè)備，其特征在于， 所述轉(zhuǎn)換單元參考存儲(chǔ)用于將曝光量轉(zhuǎn)換為調(diào)色劑消耗量的轉(zhuǎn)換系數(shù)的轉(zhuǎn)換查找表，并將所述總曝光量轉(zhuǎn)換為所述關(guān)注 像素的調(diào)色劑消耗量。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的圖像形成設(shè)備，其特征在于， 通過(guò)沿照射激光的主掃描方向上像素的數(shù)量和垂直于所述主掃描方向的副掃描方向上像素的數(shù)量來(lái)確定所述部分區(qū)域的 大小。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的圖像形成設(shè)備，其特征在于，還 包括控制單元，所述控制單元用于控制所述圖像形成設(shè)備的操 作，其中，所述控制單元基于所述調(diào)色劑消耗量來(lái)確定所述圖 像形成設(shè)備的調(diào)整圖像的調(diào)整定時(shí)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的圖像形成設(shè)備，其特征在于， 所述控制單元基于所述調(diào)色劑消耗量來(lái)作出關(guān)于調(diào)色劑供纟會(huì)定時(shí)的通知。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種圖像形成設(shè)備。該圖像形成設(shè)備基于圖像數(shù)據(jù)在圖像承載體上形成潛像，該設(shè)備包括第一計(jì)算單元，用于計(jì)算在由構(gòu)成圖像數(shù)據(jù)的多個(gè)像素配置成的部分區(qū)域中包括的關(guān)注像素的曝光量；第二計(jì)算單元，用于計(jì)算位于在關(guān)注像素周圍并構(gòu)成部分區(qū)域的周圍像素的曝光量；以及調(diào)色劑消耗量計(jì)算單元，用于基于關(guān)注像素的曝光量和周圍像素的曝光量來(lái)計(jì)算關(guān)注像素的調(diào)色劑消耗量，其中，第二計(jì)算單元通過(guò)以像素為單位加權(quán)對(duì)應(yīng)于周圍像素的圖像數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算關(guān)注像素的曝光量。
文檔編號(hào)G03G15/08GK101311839SQ20081009971
公開(kāi)日2008年11月26日 申請(qǐng)日期2008年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月21日
發(fā)明者山崎克之 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社