圖像形成設(shè)備和圖像形成方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種在使用調(diào)色劑的圖像形成時總是獲得穩(wěn)定輸出圖像的技術(shù)。供給器(1217)供給所確定的調(diào)色劑供給量的調(diào)色劑。顯影器(1206)攪拌所供給的調(diào)色劑并將攪拌后的調(diào)色劑供給至在感光鼓(1203)上形成的靜電潛像，從而在感光鼓(1203)上顯影調(diào)色劑圖像。校正量計算單元(1106)使用用于打印打印對象圖像的調(diào)色劑消耗量、用于打印打印對象圖像所需的調(diào)色劑供給量以及調(diào)色劑攪拌時間，來計算近似調(diào)色劑帶電量變化特性的函數(shù)模型，從而估計調(diào)色劑帶電量。使用估計得到的調(diào)色劑帶電量來控制圖像處理條件和過程條件中的至少之一。
【專利說明】圖像形成設(shè)備和圖像形成方法
[0001] 本申請是申請日為"2009年9月16日"、申請?zhí)枮?200980137953. X"、發(fā)明名稱為 "圖像形成設(shè)備和圖像形成方法"的分案申請。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002] 本發(fā)明涉及一種使用電子照相來形成圖像的技術(shù)。

【背景技術(shù)】
[0003] 在電子照相方式或靜電記錄方式的圖像形成設(shè)備中設(shè)置的顯影裝置一般使用主 要包含調(diào)色劑顆粒和載體顆粒的雙成分顯影劑。特別地，在用于形成全色圖像或多色圖像 的彩色圖像形成設(shè)備中，大多數(shù)顯影裝置使用雙成分顯影劑。雙成分顯影劑的調(diào)色劑濃度 (即，調(diào)色劑顆粒的重量與載體顆粒和調(diào)色劑顆粒的總重量的比）是圖像質(zhì)量穩(wěn)定的非常 重要的因素。
[0004] 在顯影時，消耗雙成分顯影劑的調(diào)色劑顆粒，并且調(diào)色劑濃度變化。因此，已經(jīng)公 開了一種技術(shù)（專利文獻1)，其檢測在顯影裝置中的雙成分顯影劑的調(diào)色劑濃度，并根據(jù) 所檢測到的調(diào)色劑濃度來控制對顯影裝置的調(diào)色劑供給，從而控制雙成分顯影劑以保持預(yù) 定調(diào)色劑濃度。
[0005] 然而，上述方法不能總是以期望濃度輸出圖像。一個主要原因是調(diào)色劑帶電量的 變化。調(diào)色劑帶電量是圖像質(zhì)量穩(wěn)定的重要因素之一。電子照相或靜電記錄使用靜電力形 成圖像。因此，調(diào)色劑帶電量的變化導(dǎo)致圖像濃度的變化。
[0006] 已知調(diào)色劑帶電量變化的原因有安裝圖像形成設(shè)備的環(huán)境的溫度和濕度，以及長 期使用所導(dǎo)致的載體的劣化。另一主要原因是圖像上的調(diào)色劑消耗量的變化。
[0007] 圖10是示出由攪拌引起的調(diào)色劑帶電量的變化的例子的圖。由于調(diào)色劑在顯影 裝置中被攪拌并與載體摩擦，所以長時間放置調(diào)色劑導(dǎo)致摩擦帶電。將參考圖11A?11C 說明當(dāng)打印20個原稿時，與調(diào)色劑消耗量相對應(yīng)的調(diào)色劑帶電量的變化的例子。
[0008] 圖11A是示出在基于圖11A?11C所述的例子中的各打印薄片的調(diào)色劑消耗量的 圖。當(dāng)打印第1?10頁時，各薄片的調(diào)色劑消耗量為2T(mg)，當(dāng)打印第11?20頁時，各薄 片的調(diào)色劑消耗量為T(mg)。圖11B是示出各薄片的調(diào)色劑供給量的圖。在顯影時，以與消 耗量相同的量供給調(diào)色劑。圖11C是示出在圖11A和11B所示出的情況下，在各薄片的打 印開始時的調(diào)色劑帶電量的圖。
[0009] 在提交打印作業(yè)之前，充分攪拌調(diào)色劑，并且調(diào)色劑帶電量為30Q(yC/g)。當(dāng)執(zhí) 行打印作業(yè)時，將沒有被充分摩擦帶電的新的調(diào)色劑供給至顯影裝置。因為在顯影裝置中 由攪拌引起的摩擦帶電不能保持，所以調(diào)色劑帶電量逐漸減少。因此，調(diào)色劑帶電量收斂至 大約23Q( μ C/g)。從調(diào)色劑消耗量和所供給的調(diào)色劑量減少的第10頁開始，所供給的調(diào) 色劑和在顯影裝置中剩余的調(diào)色劑之間的平衡改變，并且調(diào)色劑帶電量逐漸增加并收斂至 27Q(yC/g)。
[0010] 如上所述，即使當(dāng)將調(diào)色劑濃度和輸出環(huán)境的條件控制為預(yù)定水平時，調(diào)色劑帶 電量也可能在輸出圖像之間變化。由于圖像濃度也隨著調(diào)色劑帶電量的變化而變化，所以 不可能以期望濃度輸出原稿。為了解決這個問題，使用以下方法：檢測顯影后的圖像的濃 度，以及如果濃度低于期望值，則供給調(diào)色劑。還有一種代替控制調(diào)色劑供給而校正圖像信 號的灰度級的方法（專利文獻2)。
[0011] 引用f獻
[0012] 專利文獻1 :日本特開平5-303280
[0013] 專利文獻2 :日本特開2000-238341
[0014] 專利文獻3 :日本特開平06-130768


【發(fā)明內(nèi)容】

[0015] 摶術(shù)問是頁
[0016] 從圖11B和11C中明顯看出，在調(diào)色劑供給之后需要花時間來恢復(fù)調(diào)色劑帶電量。 艮P，在調(diào)色劑供給開始影響實際的圖像濃度之前需要花費時間。因此，不能使用檢測顯影后 的圖像的濃度再提供調(diào)色劑的方法來在與延遲相對應(yīng)的時間內(nèi)獲得圖像輸出的期望濃度。
[0017] 另外，檢測顯影后的圖像的濃度的方法和專利文獻2的方法都需要創(chuàng)建濃度檢測 用的片、然后檢測濃度。因此，校正頻率越高，生產(chǎn)率越低。
[0018] 考慮上述問題做出本發(fā)明，并且本發(fā)明的目的在于提供一種在使用調(diào)色劑的圖像 形成中持續(xù)獲得穩(wěn)定輸出圖像的技術(shù)。
[0019] 解決手段
[0020] 為了實現(xiàn)本發(fā)明的目的，例如，本發(fā)明的圖像形成設(shè)備具有以下配置。即，提供一 種圖像形成設(shè)備，包括：圖像處理部件，用于使用圖像處理條件對圖像信號進行圖像處理； 以及圖像形成部件，用于基于經(jīng)過了所述圖像處理的圖像信號，使用經(jīng)過了控制的過程條 件，通過電子照相方式來形成圖像，其中，所述圖像形成設(shè)備還包括：供給部件，用于基于指 定的調(diào)色劑供給量將調(diào)色劑供給至顯影部件；所述顯影部件，用于在攪拌所供給的調(diào)色劑 之后對在感光鼓上形成的靜電潛像進行顯影；調(diào)色劑消耗量預(yù)測部件，用于基于表示圖像 的圖像數(shù)據(jù)來預(yù)測輸出所述圖像所需的調(diào)色劑消耗量；調(diào)色劑供給量確定部件，用于基于 表示所述圖像的圖像信號來確定調(diào)色劑供給量；獲取部件，用于獲取所述顯影部件進行的 調(diào)色劑攪拌的時間；以及控制部件，用于通過使用所預(yù)測出的調(diào)色劑消耗量、所確定的調(diào)色 劑供給量以及調(diào)色劑攪拌的時間來估計調(diào)色劑帶電量，控制所述圖像處理條件和所述過程 條件至少之一。
[0021] 為了實現(xiàn)本發(fā)明的目的，例如，本發(fā)明的圖像形成方法具有以下設(shè)置。即，提供一 種圖像形成設(shè)備使用的圖像形成方法，所述圖像形成設(shè)備包括圖像處理單元和圖像形成單 元，所述圖像處理單元用于使用圖像處理條件對圖像信號進行圖像處理，所述圖像形成單 元用于基于經(jīng)過了所述圖像處理的圖像信號，使用經(jīng)過了控制的過程條件，通過電子照相 方式來形成輸出圖像，其中，所述圖像形成方法包括：
[0022] 供給步驟，用于基于指定的調(diào)色劑供給量將調(diào)色劑供給至顯影單元；顯影步驟，用 于在攪拌所供給的調(diào)色劑之后對在感光鼓上形成的靜電潛像進行顯影；調(diào)色劑消耗量預(yù)測 步驟，用于基于表示圖像的圖像數(shù)據(jù)來預(yù)測輸出所述圖像所需的調(diào)色劑消耗量；調(diào)色劑供 給量確定步驟，用于基于表示所述圖像的圖像信號來確定調(diào)色劑供給量；獲取步驟，用于獲 取所述顯影單元進行的調(diào)色劑攪拌的時間；以及控制步驟，用于通過使用所預(yù)測出的調(diào)色 劑消耗量、所確定的調(diào)色劑供給量以及調(diào)色劑攪拌的時間來估計調(diào)色劑帶電量，控制所述 圖像處理條件和所述過程條件至少之一。
[0023] 發(fā)明效果
[0024] 根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，可以在使用調(diào)色劑的圖像形成中持續(xù)獲得穩(wěn)定輸出圖像。
[0025] 從結(jié)合附圖的以下說明中，本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將變得明顯，其中，相同的附 圖標(biāo)記表示附圖中的相同或相似的部分。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0026] 包括在說明書中并構(gòu)成說明書的一部分的附圖示出本發(fā)明的實施例，并和說明一 起用于說明本發(fā)明的原理。
[0027] 圖1是示出根據(jù)第一實施例的數(shù)字多功能外圍設(shè)備的結(jié)構(gòu)的例子的框圖；
[0028] 圖2是示出片傳感器126的例子的圖；
[0029] 圖3是示出根據(jù)第一實施例的數(shù)字多功能外圍設(shè)備進行的處理的流程圖；
[0030] 圖4是示出形成有輸出圖像和片圖像的感光鼓114的例子的圖；
[0031] 圖5是示出根據(jù)第二實施例的圖像形成設(shè)備的結(jié)構(gòu)的框圖；
[0032] 圖6A是用于說明色調(diào)特性和校正LUT的圖；
[0033] 圖6B是用于說明色調(diào)特性和校正LUT的圖；
[0034] 圖7A是色調(diào)轉(zhuǎn)換處理的流程圖；
[0035] 圖7B是色調(diào)轉(zhuǎn)換處理的流程圖；
[0036] 圖8是用于說明圖像形成設(shè)備的操作定時的圖；
[0037] 圖9A是用于說明圖像形成設(shè)備的操作定時的圖；
[0038] 圖9B是用于說明圖像形成設(shè)備的操作定時的圖；
[0039] 圖9C是用于說明圖像形成設(shè)備的操作定時的圖；
[0040] 圖10是示出摩擦?xí)r間和調(diào)色劑帶電量之間的關(guān)系的圖；
[0041] 圖11A是示出各打印薄片的調(diào)色劑消耗量的圖；
[0042] 圖11B是示出各薄片的調(diào)色劑供給量的圖；
[0043] 圖11C是示出在圖11A和11B示出的情況下開始打印各薄片時的調(diào)色劑帶電量的 圖；
[0044] 圖12是示出包括順次排列的圖像形成站的圖像形成設(shè)備的結(jié)構(gòu)的例子的示意 圖；
[0045] 圖13A是示出根據(jù)第三實施例的圖像形成設(shè)備的結(jié)構(gòu)的框圖；以及
[0046] 圖13B是示出根據(jù)第三實施例的圖像形成設(shè)備的結(jié)構(gòu)的框圖。

【具體實施方式】
[0047] 第一實施例
[0048] 根據(jù)本實施例的圖像形成設(shè)備在諸如感光構(gòu)件或介電質(zhì)等的圖像承載體上利用 電子照相方式或靜電記錄方式等形成靜電潛像，并使得顯影裝置伴隨顯影劑的供給而顯影 靜電潛像，從而形成可視圖像。因此，本實施例可應(yīng)用于具有相同或相似結(jié)構(gòu)的任意其它圖 像形成設(shè)備。圖1是示出作為根據(jù)本實施例的圖像形成設(shè)備的例子的電子照相方式的數(shù)字 多功能外圍設(shè)備的結(jié)構(gòu)的例子的框圖。
[0049] (XD 102經(jīng)由攝像鏡頭（未示出）讀取原稿101作為圖像。（XD 102將所讀取的 圖像分解成許多像素，并生成與像素的濃度相對應(yīng)的光電轉(zhuǎn)換信號（模擬信號）。所生成 的各像素的模擬圖像信號由放大器103放大至預(yù)定水平，并由模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器（A/D轉(zhuǎn)換 器）104轉(zhuǎn)換成例如8比特（255灰度級）的數(shù)字圖像信號。
[0050] 接著，將數(shù)字圖像信號供給至Y轉(zhuǎn)換器105 (這里是使用包括256字節(jié)的數(shù)據(jù)的 查找表來轉(zhuǎn)換濃度的轉(zhuǎn)換器）。Y轉(zhuǎn)換器105對數(shù)字圖像信號進行Y校正。將經(jīng)過Y校 正的數(shù)字圖像信號輸入至數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器（D/A轉(zhuǎn)換器）106。
[0051] D/A轉(zhuǎn)換器106對數(shù)字圖像信號進行D/A轉(zhuǎn)換，以將數(shù)字圖像信號轉(zhuǎn)換成模擬圖像 信號。D/A轉(zhuǎn)換器106輸出轉(zhuǎn)換后的模擬圖像信號。將模擬圖像信號供給至比較器107的 一個輸入端。
[0052] 比較器107在另一輸入端接收從三角波生成電路108供給的具有預(yù)定周期的三角 波信號，并將模擬圖像信號與三角波信號進行比較以對圖像信號進行脈寬調(diào)制。將作為脈 寬調(diào)制結(jié)果的二值圖像信號輸入至激光驅(qū)動電路109。激光驅(qū)動電路109基于二值圖像信 號控制激光二極管110的發(fā)光的0N/0FF。
[0053] 由已知的多面鏡111在主掃描方向上掃描由激光二極管110發(fā)射的激光束，該激 光束通過f Θ透鏡112和反射鏡113,并照射作為以箭頭方向轉(zhuǎn)動的圖像承載體的感光鼓 114的表面。
[0054] 由曝光裝置115對感光鼓114進行均勻放電，并之后由一次充電器116將感光鼓 114均勻充電至例如負電位。之后，將靜電潛像形成在用激光束照射的感光鼓114上。
[0055] 顯影裝置117將靜電潛像顯影為可視圖像（調(diào)色劑圖像）。此時，將與靜電潛像 形成條件相對應(yīng)的DC偏置成分和用于改善顯影效率的AC偏置成分重疊并施加至顯影裝置 117。
[0056] 通過轉(zhuǎn)印充電器122的功能將調(diào)色劑圖像轉(zhuǎn)印至保持在帶狀的轉(zhuǎn)印介質(zhì)承載體 (轉(zhuǎn)印帶）120上的轉(zhuǎn)印介質(zhì)121上，所述轉(zhuǎn)印帶120環(huán)繞在兩個輥118和119上并以箭頭 的方向不斷地被驅(qū)動。將具有轉(zhuǎn)印后的調(diào)色劑圖像的轉(zhuǎn)印介質(zhì)121傳送至定影裝置123。 定影裝置123將轉(zhuǎn)印介質(zhì)121上的調(diào)色劑圖像定影到轉(zhuǎn)印介質(zhì)121。排出具有定影后的調(diào) 色劑圖像的轉(zhuǎn)印介質(zhì)121。
[0057] 由清潔器124刮去剩余在感光鼓114上的殘余調(diào)色劑，并收集該殘余調(diào)色劑。由 清潔器125刮去在分離轉(zhuǎn)印介質(zhì)121之后仍然剩余在轉(zhuǎn)印帶120上的殘余調(diào)色劑，所述清 潔器125例如為安裝在轉(zhuǎn)印帶120周圍的、將轉(zhuǎn)印介質(zhì)121傳送至定影裝置123的位置的 下游的刮板。
[0058] 注意，為了便于說明，圖1僅示出單個圖像形成站（包括感光鼓114、曝光裝置 115、一次充電器116和顯影裝置117等）。然而，對于彩色圖像形成，將與例如青色、品紅 色、黃色和黑色相對應(yīng)的圖像形成站沿著轉(zhuǎn)印帶移動方向順次排列在轉(zhuǎn)印帶120上?？商?換地，將各顏色的顯影裝置117沿著單個感光鼓114的周圍、圍繞感光鼓114排列。除此以 夕卜，還可以在可轉(zhuǎn)動的殼體中配置黃色、品紅色、青色和黑色的顯影裝置117。即，使得期望 顯影裝置117面向感光鼓114以顯影期望顏色。
[0059] 在感光鼓114的表面上、在感光鼓114的轉(zhuǎn)動方向上、顯影裝置117和轉(zhuǎn)印帶120 的相對部分之間的位置處設(shè)置片傳感器126。片傳感器126檢測在感光鼓114上顯影得到 的濃度檢測用的顯影圖像（片）的濃度，以控制對顯影裝置117的調(diào)色劑供給量并校正Y 轉(zhuǎn)換器105所保持的LUT (查找表）。后面將詳細說明調(diào)色劑供給控制和利用LUT的色調(diào)校 正。
[0060] 控制器900控制數(shù)字多功能外圍設(shè)備的各單元?？刂破?00包括CPU、存儲控制程 序的ROM、以及臨時存儲程序和數(shù)據(jù)的RAM。
[0061] 圖2示出片傳感器126的例子。片傳感器126包括諸如LED等的光源201、接收由 光源201發(fā)出并由片圖像200反射的光的濃度測量光接收元件202以及直接接收光源201 的光量以將光源201的光量控制為保持預(yù)定水平的光量調(diào)整光接收元件203。
[0062] 接著，參考圖3的流程圖說明要由數(shù)字多功能外圍設(shè)備進行的調(diào)色劑供給處理和 灰度級校正處理。注意，在圖3中示出的各步驟的處理的主體是控制器900。
[0063] 在步驟S301中，控制器900生成片圖像。將所生成的片圖像與作為實際打印對象 的基于從外部獲得的圖像數(shù)據(jù)的打印圖像（輸出圖像）一起形成在感光鼓114上?？刂破?900控制片傳感器126以使其讀取感光鼓114上的片圖像的濃度值作為測量值。
[0064] 圖4是示出形成有打印圖像和片圖像的感光鼓114的表面的例子的圖。如圖4所 示，在任意時刻、以任意濃度水平、在沒有形成打印圖像的區(qū)域中形成片圖像401和402。注 意，不需要總是在每次形成打印圖像時形成片圖像。例如，可以針對每10個A4打印圖像形 成一個片圖像。片圖像形成頻率可以基于所需精度而改變。片圖像的濃度可以是可變值或 被視為重要的預(yù)定的固定值。
[0065] 片傳感器126讀取在感光鼓114上形成的各片圖像的濃度。將在感光鼓114上形 成的打印圖像轉(zhuǎn)印至轉(zhuǎn)印介質(zhì)121。在片傳感器126檢測到濃度之后，由清潔器125刮去片 圖像而不轉(zhuǎn)印到轉(zhuǎn)印介質(zhì)121。
[0066] 在步驟S302中，控制器900檢測或估計參數(shù)。參數(shù)的例子為調(diào)色劑濃度、調(diào)色劑 帶電量、圖像形成設(shè)備內(nèi)的溫度和濕度、以及載體的劣化度。可以使用光學(xué)反射光量檢測方 式或電感檢測方式的傳感器進行調(diào)色劑濃度檢測。為了檢測調(diào)色劑帶電量，可使用利用電 位傳感器的計算方法（專利文獻3)等。可以通過一般的方法來檢測溫度和濕度。可以使 用例如打印計數(shù)值、預(yù)先測量的計數(shù)值以及劣化度的LUT來檢測載體的劣化度。
[0067] 在本實施例中，將調(diào)色劑濃度和調(diào)色劑帶電量作為不是要由傳感器測量出的參數(shù) 而是被估計出的參數(shù)來說明。將其它必要參數(shù)作為可檢測的參數(shù)進行說明。
[0068] 將圖像形成對象的圖像數(shù)據(jù)存儲在數(shù)字多功能外圍設(shè)備的存儲器（未示出）中。 因此，控制器900首先參考圖像數(shù)據(jù)的像素的像素值，并獲得像素值的累積值（累加值）。基 于所獲得的累積值，控制器900估計用于形成圖像數(shù)據(jù)的打印圖像所需的調(diào)色劑消耗量。 控制器900還獲取表示從調(diào)色劑供給器（料斗）（未示出）供給至顯影裝置117的調(diào)色劑 的量的數(shù)據(jù)。
[0069] 控制器900基于使用調(diào)色劑消耗量和調(diào)色劑供給量的以下公式進行計算處理。以 下公式是被稱為"觀察者"的模型。"觀察者"與控制工程中的觀察者相同。
[0070] dx/dt = Ax+Bu ... (1)
[0071] y = Cx+Du ... (2)
[0072] 該模型是在控制工程中的狀態(tài)空間模型。等式（1)是狀態(tài)的等式，等式（2)是輸 出的等式。在等式（1)和（2)中，u是表示所估計的調(diào)色劑消耗量和由控制器900獲取的調(diào) 色劑供給量的1X2矩陣，X是表示調(diào)色劑濃度和調(diào)色劑帶電量的1X2矩陣（狀態(tài)變量）， y是與特定輸入片濃度水平相對應(yīng)的輸出片濃度（輸出），以及A、B、C和D分別是定義模型 的系統(tǒng)矩陣、控制矩陣、觀察矩陣和直接矩陣（direct matrix)。例如，通過在數(shù)字多功能外 圍設(shè)備中的調(diào)色劑顆粒的移流擴散和調(diào)色劑帶電量的上升特性來確定這些矩陣?；诘仁?(1)和⑵的計算可以預(yù)測X和y的變化。接著，控制器900基于以下等式進行計算處理：
[0073] dx/dt = Ax+Bu-L (y〇bsv_yplant) · · · (3)
[0074] 其中，y(Asv是在等式⑵中的輸出片濃度y，yplant是由片傳感器126測量得到的濃 度值，以及L是觀察者增益。觀察者增益是用于基于 y(Asv-yplant的差來校正模型中的狀態(tài)量 的偏移的矩陣。因此，觀察者允許更可靠地估計矩陣X，即調(diào)色劑濃度和調(diào)色劑帶電量。
[0075] 在步驟S303中，控制器900進行用于獲得用于下次圖像形成的矩陣X的處理。這 是因為，在數(shù)字多功能外圍設(shè)備中的參數(shù)隨著時間經(jīng)過而變化并影響要形成的圖像的濃 度。作為例子，獲得在下次圖像形成處理期間的代表時刻的矩陣X。
[0076] 首先，控制器900獲得從當(dāng)前時間到下次圖像形成的時間t。由于存儲器存儲下一 圖像形成對象的圖像數(shù)據(jù)，所以控制器900之后參考圖像數(shù)據(jù)的像素的像素值，并獲得像 素值的累積值（累加值）?；谒@得的累積值，控制器900估計基于圖像數(shù)據(jù)打印圖像所 需的調(diào)色劑消耗量?？刂破?00還確定調(diào)色劑供給量。這允許確定表示所確定的調(diào)色劑供 給量和所獲得的調(diào)色劑消耗量的矩陣u。盡管所確定的調(diào)色劑供給量可以是任意量，但是為 了便于說明，假定所確定的調(diào)色劑供給量等于調(diào)色劑消耗量。即，將調(diào)色劑濃度控制到預(yù)定 值的控制允許上述模型預(yù)測例如在圖11A?11C中示出的調(diào)色劑帶電量的變化。
[0077] 使用所獲得的矩陣u和等式（1)再次執(zhí)行用于獲得下次圖像形成用的矩陣X的計 算處理。注意，使用前一次計算的計算結(jié)果（矩陣X)作為初始值來進行計算處理。此外， 使用等式（2)根據(jù)所獲得的矩陣X來計算下次圖像形成的輸出片濃度y。
[0078] 在步驟S304中，控制器900基于針對下次圖像形成而計算出的輸出片濃度y來校 正由Y轉(zhuǎn)換器105保持的LUT。在下一圖像形成對象的圖像數(shù)據(jù)的γ轉(zhuǎn)換中使用校正后 的 LUT。
[0079] 如上所述，根據(jù)本實施例，可以預(yù)測調(diào)色劑濃度的變化并控制調(diào)色劑校正條件。這 允許總是補償灰度級特性。注意，在本實施例中，預(yù)測性地控制灰度級特性。然而，可以與 一般的反饋控制結(jié)合地使用該控制。
[0080] 在本實施例中，在任意時刻測量片圖像濃度。然而，可以根據(jù)預(yù)測值和實際測量值 之間的偏移量來改變測量頻率。測量值不限于濃度，并且可以是能夠估計片圖像的狀態(tài)量 的諸如反射率、調(diào)色劑重量或調(diào)色劑帶電量等的其它值。
[0081] 在本實施例中，參數(shù)預(yù)測時刻是下次圖像形成處理期間的代表時刻。然而，本發(fā)明 不限于此。例如，可以設(shè)置多個參數(shù)預(yù)測時刻?？梢詫υ诟鲿r刻的預(yù)測結(jié)果進行平均，并可 以獲得平均值作為預(yù)測值。
[0082] 在本實施例中，任意地進行調(diào)色劑供給。可代替的是，可以確定調(diào)色劑供給量以使 得在各時刻獲得的參數(shù)之間的差最小化，從而使圖像輸出期間的濃度的變化最小化。
[0083] 在本實施例中，估計調(diào)色劑濃度和調(diào)色劑帶電量?？梢允褂脗鞲衅鞯葋頇z測這些 值。如果可以采用使用狀態(tài)空間模型的近似，并可以在此時指定觀察者，則可以進一步估計 其它參數(shù)。
[0084] 第二實施例
[0085] 根據(jù)本實施例的圖像形成設(shè)備包括：使用圖像處理條件來對圖像信號進行圖像處 理的圖像處理單元，以及基于處理后的圖像信號、使用控制后的過程條件、通過電子照相方 式形成輸出圖像的圖像形成單元。更具體地，圖像形成設(shè)備通過電子照相方式或靜電記錄 方式等在諸如感光構(gòu)件或介電質(zhì)的圖像承載體上形成靜電潛像，根據(jù)需要而校正靜電潛像 的色調(diào)特性，并使得顯影裝置伴隨顯影劑的供給來顯影靜電潛像，從而形成可視圖像。圖5 是示出根據(jù)本實施例的圖像形成設(shè)備的結(jié)構(gòu)的例子的框圖。
[0086] 控制器1001從外部裝置1003接收圖像信號，并發(fā)出打印指示。外部裝置1003具 有至硬盤驅(qū)動器、計算機、服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)等的接口（未示出）以輸出圖像信號。
[0087] Y轉(zhuǎn)換單元1101使用查找表（LUT)對來自外部裝置1003的圖像信號進行γ轉(zhuǎn) 換（第一色調(diào)校正）。接著，Y校正單元1102使用LUT對來自γ轉(zhuǎn)換單元1101的圖像信 號進行Y校正（第二色調(diào)校正）。HT處理單元1103對經(jīng)過γ校正單元1102的色調(diào)校正 的圖像信號進行半色調(diào)處理（HT處理）。
[0088] PWM處理單元1104將經(jīng)過半色調(diào)處理的圖像信號與具有預(yù)定周期的三角波信號 進行比較，并輸出脈寬調(diào)制后的激光驅(qū)動信號。將激光驅(qū)動信號輸出至打印機引擎1002。激 光二極管1201接收激光驅(qū)動信號并發(fā)射激光束。所發(fā)射的激光束經(jīng)由多面鏡（未示出）、 f Θ透鏡（未示出）和反射鏡1202照射作為以箭頭方向轉(zhuǎn)動的圖像承載體的感光鼓1203 的表面。這在感光鼓1203上形成靜電潛像。
[0089] 由曝光裝置1204對感光鼓1203進行均勻放電，并之后由充電器1205對感光鼓 1203進行均勻充電。之后，在用上述激光束照射的感光鼓1203上形成與打印圖像相對應(yīng)的 靜電潛像。由從顯影裝置（顯影單元）1206供給的調(diào)色劑將靜電潛像顯影為可視圖像（調(diào) 色劑圖像）。
[0090] 此時，將與靜電潛像形成條件相對應(yīng)的DC偏置成分和用于改善顯影效率的AC偏 置成分重疊并施加至顯影裝置1206。顯影裝置1206包括多個攪拌螺桿1401和顯影套筒 1402。將顯影劑（載體）和調(diào)色劑（兩者都未示出）存儲在顯影裝置1206中。驅(qū)動攪拌 螺桿1401以攪拌載體和調(diào)色劑，從而使調(diào)色劑摩擦帶電。顯影套筒1402在其表面附著有 帶電調(diào)色劑和載體的情況下轉(zhuǎn)動，從而將調(diào)色劑供給至感光鼓1203上的靜電潛像。
[0091] 通過一次轉(zhuǎn)印裝置1208的功能將顯影后的調(diào)色劑圖像轉(zhuǎn)印至帶狀的轉(zhuǎn)印介質(zhì)承 載體（轉(zhuǎn)印帶）1207上，所述轉(zhuǎn)印介質(zhì)承載體1207環(huán)繞在多個輥上并不斷地被驅(qū)動。由二 次轉(zhuǎn)印裝置1209將轉(zhuǎn)印至轉(zhuǎn)印介質(zhì)承載體1207的調(diào)色劑圖像轉(zhuǎn)印至轉(zhuǎn)印介質(zhì)1210上。通 過定影裝置1211傳送轉(zhuǎn)印介質(zhì)1210,以將調(diào)色劑圖像定影至轉(zhuǎn)印介質(zhì)1210上。然后，排出 轉(zhuǎn)印介質(zhì)1210。
[0092] 由清潔器1212刮去剩余在感光鼓1203上的殘余調(diào)色劑，并收集該殘余調(diào)色劑。由 諸如刮板等的清潔器1213刮去在分離轉(zhuǎn)印介質(zhì)1210之后仍然剩余在轉(zhuǎn)印介質(zhì)承載體1207 上的殘余調(diào)色劑。
[0093] 注意，為了便于說明，圖5僅示出單個圖像形成站（包括感光鼓1203、充電器1205 和顯影裝置1206等）。然而，對于彩色圖像形成，將與例如青色、品紅色、黃色和黑色相對應(yīng) 的圖像形成站沿著轉(zhuǎn)印介質(zhì)承載體1207的移動方向順次排列在轉(zhuǎn)印介質(zhì)承載體1207上。 可替換地，將各顏色的顯影裝置1206沿著單個感光鼓1203的周圍、圍繞感光鼓1203排列。 除此以外，還可以在可轉(zhuǎn)動的殼體中配置黃色、品紅色、青色和黑色的顯影裝置1206。即，使 得期望顯影裝置1206面向感光鼓1203以顯影期望顏色。圖12是示出包括四個順次排列 的圖像形成站的圖像形成設(shè)備的結(jié)構(gòu)的例子的圖?？刂破?001包括以下單元。
[0094] ?用于將圖像信號分離成各顏色的顏色分離單元1108
[0095] ?各顏色的信號處理單元1100a、1100b、1100c和1100d(每一個都包括γ轉(zhuǎn)換單 元1101、Y校正單元1102、HT處理單元1103、PWM處理單元1104、視頻計數(shù)單元1105、校 正量計算單元1106和片數(shù)據(jù)存儲單元1107)
[0096] 由相應(yīng)的信號處理單元控制各圖像形成站1200a、1200b、1200c和1200d。注意，各 圖像形成站包括激光二極管1201、反射鏡1202、感光鼓1203、曝光裝置1204、充電器1205、 顯影裝置1206、清潔器1212、供給器1217和調(diào)色劑容器1218。
[0097] 在顯影裝置1206和轉(zhuǎn)印介質(zhì)承載體1207的相對部分之間的位置處設(shè)置片傳感器 1214(具有與第一實施例相同的結(jié)構(gòu)）。片傳感器1214檢測在感光鼓1203上顯影得到的 濃度檢測用的顯影圖像（片）的濃度，以控制對顯影裝置1206的調(diào)色劑供給并校正由γ 轉(zhuǎn)換單元1101所保持的LUT(查找表）。后面將詳細說明調(diào)色劑供給控制和利用LUT校正 的色調(diào)校正。
[0098] 接著將說明要由圖像形成設(shè)備進行的調(diào)色劑供給處理。視頻計數(shù)單元1105對從 HT處理單元1103輸出的每一頁的圖像信號進行累加，并將累加值作為視頻計數(shù)值VC輸出 至供給量計算單元1215。視頻計數(shù)值VC是一頁的圖像中所包括的像素的信號值nu (i和 j是垂直和水平坐標(biāo)）的累加值，并由下式給出：
[0099] VC = η!，i+η!，2+η!，3+· · · n2, i+r^，2+η2,3+· · · nw，h · · · (4)
[0100] 其中，w是圖像的寬度，h是圖像的高度?；谝曨l計數(shù)值VC，供給量計算單元1215 用下式來預(yù)測由圖像形成設(shè)備打印一頁所消耗的調(diào)色劑量：
[0101] T = VCXk ...(5)
[0102] 其中，k是表示每單位信號值的調(diào)色劑重量的系數(shù)。實際上，要消耗的調(diào)色劑量根 據(jù)溫度、濕度和顯影裝置1206的狀態(tài)等而變化。因此，預(yù)測得到的調(diào)色劑量包含誤差，與實 際要消耗的調(diào)色劑量不一樣。
[0103] 基于由片傳感器1214檢測到的片濃度，供給量校正單元1216調(diào)整調(diào)色劑供給量 并輸出與調(diào)整后的調(diào)色劑供給量相對應(yīng)的供給馬達轉(zhuǎn)動信號。供給馬達轉(zhuǎn)動信號用于轉(zhuǎn)動 地驅(qū)動在供給器1217中設(shè)置的供給馬達。由信號表示的供給馬達轉(zhuǎn)動速度N由下式給出：
[0104] N = (T+kdX (Dtarget - D)+Trem) ^-Tdiv ... (6)
[0105] Trem(n+1) = (T+kdX (Dtarget - D)+Trem) - NXTdiv
[0106] 其中，" + "是余數(shù)運算的符號，Tdiv是在供給器1217中設(shè)置的供給馬達的每一旋 轉(zhuǎn)的調(diào)色劑供給量，D是由片傳感器1214測量得到的片濃度值，D tmgrt是目標(biāo)片濃度值，kd 是確定供給調(diào)整量的系數(shù)，以及TM是在前一次計算"要從調(diào)色劑容器1218供給至顯影裝 置1206的每個打印頁的調(diào)色劑供給量Th"的余數(shù)。
[0107] 供給器1217優(yōu)選地以與要消耗的調(diào)色劑量相同的量供給調(diào)色劑，以總是將顯影 裝置1206中的調(diào)色劑量控制為預(yù)定量。然而，由供給量計算單元1215計算得到的調(diào)色劑 量和要從供給器1217供給的調(diào)色劑量包含誤差。為了補償誤差，使用片濃度來調(diào)整供給 量。該調(diào)整利用剩余在顯影裝置1206中的調(diào)色劑量和顯影后的片圖像的濃度之間的相關(guān) 性。如果由片傳感器1214測量得到的片濃度低于假定濃度，則在顯影裝置1206中的調(diào)色 劑量可能已經(jīng)減少，因此，增加供給量。相反，如果片濃度高于假定濃度，則減少供給量。通 過上述調(diào)整使顯影裝置1206中的調(diào)色劑量保持恒定。由于僅以一次旋轉(zhuǎn)為單位驅(qū)動供給 器1217,所以將不能被供給的調(diào)色劑量留到隨后的計算。
[0108] 接著，供給器1217根據(jù)從供給量校正單元1216輸出的供給馬達轉(zhuǎn)動信號、以由該 信號表示的供給馬達轉(zhuǎn)動速度N來轉(zhuǎn)動供給馬達，從而將在調(diào)色劑容器1218中存儲的調(diào)色 劑供給至顯影裝置1206。這允許基于指定的調(diào)色劑供給量來供給調(diào)色劑。
[0109] 注意，除了在考慮由轉(zhuǎn)動相位生成的供給量的差而進行供給控制或使用其它供給 方法的情況下，以一次旋轉(zhuǎn)為單位驅(qū)動供給器1217,這是因為螺桿的刮板（所謂的齒的部 分）通過一次旋轉(zhuǎn)而返回至相同的位置并且供給量穩(wěn)定。
[0110] 接著說明要由圖像形成設(shè)備進行的色調(diào)轉(zhuǎn)換處理。Y轉(zhuǎn)換單元1101和Y校正單 元1102以兩步來進行色調(diào)轉(zhuǎn)換處理。首先參考圖7A的流程圖說明γ轉(zhuǎn)換單元1101使用 的創(chuàng)建LUT的方法。
[0111] 圖像形成設(shè)備具有唯一的色調(diào)特性。當(dāng)經(jīng)由HT處理單元1103和PWM處理單元 1104直接輸出來自外部裝置1003的圖像信號時，圖像信號及其輸出濃度具有由例如圖6A 示出的Y轉(zhuǎn)換前的特性500表示的關(guān)系。作為圖像形成設(shè)備的色調(diào)特性，輸出圖像的濃度 或亮度對于輸入圖像的濃度或亮度來說通常優(yōu)選為線性的。為了獲得期望色調(diào)特性，控制 器 1001 創(chuàng)建 Y-LUT。
[0112] 首先，控制器1001基于預(yù)設(shè)條件判斷是否創(chuàng)建γ-LUT (步驟S601)。例如，如果在 緊挨在圖像形成設(shè)備的啟動或在打印了預(yù)定數(shù)量的薄片、例如5000個薄片之后，存在色調(diào) 特性顯著變化的可能性，則控制器1001判斷為創(chuàng)建Y-LUT。在判斷為創(chuàng)建γ-LUT時，處 理進入步驟S602。另一方面，在判斷為不創(chuàng)建γ-LUT時，處理結(jié)束。在本實施例中，當(dāng)控 制器1001確定創(chuàng)建Y-LUT時，停止基于打印指示的圖像輸出，形成多個色調(diào)的片，并執(zhí)行 Y-LUT創(chuàng)建處理。
[0113] 在步驟S602中，片數(shù)據(jù)存儲單元1107將多個色調(diào)的片數(shù)據(jù)輸出至HT處理單元 1103。片數(shù)據(jù)包括17個色調(diào)片（以8比特為單位的0、16、32、. . .、255)，其中，在色調(diào)片中 以均勻間隔設(shè)置輸入信號值來計算色調(diào)特性。各片具有例如1平方厘米的大小，以允許片 傳感器1214檢測濃度。當(dāng)然，不特別地限制片的色調(diào)數(shù)和片的數(shù)量。
[0114] 利用在感光鼓1203上形成潛像的上述操作，使用經(jīng)過了 HT處理單元1103的半色 調(diào)處理的片數(shù)據(jù)、在感光鼓1203上形成多個色調(diào)的片的潛像（步驟S603)。接著，片傳感器 1214測量在感光鼓1203上的各片的濃度（步驟S604)。
[0115] Y轉(zhuǎn)換單元1101從片傳感器1214接收表示在步驟S604中測量得到的各片的 濃度的片濃度信號，基于片濃度信號根據(jù)圖像形成設(shè)備的色調(diào)特性創(chuàng)建Y-LUT，并存儲 Y-LUT(步驟S605)。根據(jù)基于在步驟S604中獲得的各片的濃度計算得到的γ轉(zhuǎn)換之前 的特性（虛線），來計算與Y轉(zhuǎn)換之前的特性相反的特性（實線）。基于相反特性來創(chuàng)建 γ-LUT。圖6A是示出轉(zhuǎn)換之前的特性500、具有相反特性的γ-LUT 502和理想特性501之 間的關(guān)系的圖。
[0116] Y轉(zhuǎn)換單元1101的Y-LUT創(chuàng)建需要花費時間來輸出多個片和測量濃度。因此， 如果針對例如每個打印，以高頻率進行Y轉(zhuǎn)換單元1101的γ-LUT創(chuàng)建處理，則生產(chǎn)率顯 著降低。另外，由于Y-LUT創(chuàng)建需要調(diào)色劑的消耗和供給，嚴格的說，圖像形成設(shè)備的色調(diào) 特性變化。
[0117] 在本實施例中，Y校正單元1102基于輸入數(shù)據(jù)來預(yù)測色調(diào)特性，從而在不需要用 于片輸出等的時間的情況下以高頻率校正色調(diào)特性。即，Y轉(zhuǎn)換單元1101校正由于例如 圖像形成設(shè)備的老化劣化而在長時間內(nèi)變化的基本色調(diào)特性，并且Y校正單元1102校正 在短時間內(nèi)變化的色調(diào)特性。
[0118] 如上所述，Y校正單元1102用于補償短時間內(nèi)發(fā)生的變化，即由例如調(diào)色劑攪 拌、調(diào)色劑供給和顯影時的調(diào)色劑消耗所導(dǎo)致的顯影調(diào)色劑量的變化。如參考圖11A?11C 所述，由調(diào)色劑狀態(tài)引起的這種變化在例如打印和輸出幾個薄片的短時間內(nèi)發(fā)生。因此，校 正量計算單元1106為每個打印計算校正量以校正色調(diào)特性。
[0119] 例如，基于在第（n-1)個薄片的打印開始時的調(diào)色劑帶電量的預(yù)測值，γ校正單 元1102使用用于打印第（n-1)個薄片的引擎的過程變化信息來預(yù)測在第（n-1)個薄片的 打印結(jié)束時（在第η個薄片的打印開始時）的調(diào)色劑帶電量。過程變化信息表示調(diào)色劑消 耗量、供給馬達轉(zhuǎn)動速度和顯影馬達轉(zhuǎn)動速度的變化信息。通過基于預(yù)測得到的調(diào)色劑帶 電量計算輸出濃度來創(chuàng)建色調(diào)轉(zhuǎn)換條件（Y -LUT)。
[0120] 參考圖7Β的流程圖來說明γ校正單元1102的色調(diào)轉(zhuǎn)換處理。控制器1001基于 預(yù)設(shè)條件來判斷是否預(yù)測調(diào)色劑帶電量（步驟S701)。后面將說明預(yù)測的條件。當(dāng)判斷的 結(jié)果為確定不預(yù)測調(diào)色劑帶電量時，處理結(jié)束。當(dāng)確定為預(yù)測調(diào)色劑帶電量時，處理進入步 驟 S702。
[0121] 當(dāng)從視頻計數(shù)單元1105接收到視頻計數(shù)值VC時，校正量計算單元1106預(yù)測顯影 裝置1206要消耗的每個打印的調(diào)色劑消耗量Τ (步驟S702)。如在供給量計算單元1215中 一樣，通過等式（5)獲得調(diào)色劑消耗量Τ。
[0122] 注意，在本實施例中，校正量計算單元1106通過從視頻計數(shù)單元1105獲取視頻計 數(shù)值VC來計算調(diào)色劑消耗量Τ。然而，可以從供給量計算單元1215獲取調(diào)色劑消耗量Τ。
[0123] 通過使用來自供給量校正單元1216的供給馬達轉(zhuǎn)動信號（供給馬達轉(zhuǎn)動速度Ν)， 校正量計算單元1106通過下式來預(yù)測從調(diào)色劑容器1218至顯影裝置1206的每個打印的 調(diào)色劑供給量Th (步驟S703):
[0124] Th = NXTdiv . . . (7)
[0125] 接著，校正量計算單元1106從顯影裝置1206接收攪拌螺桿1401的轉(zhuǎn)動時間作為 攪拌時間(步驟S704)。將參考示出各處理的順序的圖8詳細說明在步驟S702、S703 和S704中由校正量計算單元1106獲取的信息。
[0126] 圖8的最上部分表示打印指示發(fā)出定時。圖像形成設(shè)備在發(fā)出定時信號的上升沿 Ρ (η)(第η個打印指示）進行操作。首先，當(dāng)控制單元（未示出）發(fā)出Ρ (η)時，控制器1001 開始處理圖像信號。在時刻Ε (η)，激光二極管1201基于從控制器1001輸出的激光驅(qū)動信 號進行曝光處理。視頻計數(shù)單元1105開始計算視頻計數(shù)值，并確定在曝光處理結(jié)束的時刻 801的第η個打印的視頻計數(shù)值?？刂茊卧ㄎ词境觯┰谕ㄟ^曝光處理在感光鼓1203上形 成的潛像面向顯影裝置1206的時刻，輸出顯影馬達轉(zhuǎn)動信號DEV (η)。當(dāng)接收到顯影馬達 轉(zhuǎn)動信號DEV (η)時，顯影裝置1206驅(qū)動攪拌螺桿1401和顯影套筒1402。通過由控制單 元（未示出）執(zhí)行的攪拌時間確定功能、基于感光鼓1203的轉(zhuǎn)動速度和在發(fā)出Ρ(η)時所 獲取的第η個圖像的大小，來確定攪拌螺桿1401的轉(zhuǎn)動時間（攪拌時間〇。
[0127] 另外，供給馬達在與顯影馬達轉(zhuǎn)動信號DEV (η)的上升沿相對應(yīng)的時刻Η(η)進行 操作，以將調(diào)色劑供給至顯影裝置1206。在第η個薄片的曝光處理的上升沿之前的時刻 802, γ校正單元1102接收Ρ(η)并開始處理。在該時刻需要已經(jīng)改寫γ校正單元1102的 色調(diào)轉(zhuǎn)換所要使用的Y -LUT。在此之前獲取在步驟S702、S703和S704中獲取的信息。
[0128] 在步驟S702中獲取的視頻計數(shù)值VC是在第（η-1)個薄片的曝光時刻E(n-l)的 下降沿時刻803確定的用于第（n-1)個薄片的視頻計數(shù)值（即，在打印第（n-1)個薄片時 的調(diào)色劑消耗量）。
[0129] 在步驟S703中獲取的調(diào)色劑供給量Th是在使用在H(n-l)的上升沿時刻804確 定的供給馬達轉(zhuǎn)動速度N(n-l)計算得到的供給馬達轉(zhuǎn)動時刻H(n-l)所要供給的調(diào)色劑的 量。
[0130] 在步驟S704中獲取的攪拌時間是顯影馬達轉(zhuǎn)動信號DEV (n-1)的驅(qū)動時間。 使用緊挨在發(fā)出打印指示P(n-l)之后確定的時間。
[0131] 接著，校正量計算單元1106使用用于打印第（n-1)個薄片的上述信息來預(yù)測在第 (n-1)個薄片的打印結(jié)束時（在第η個薄片的打印開始時）的調(diào)色劑帶電量（步驟S705)。 校正量計算單元1106使用要在以下說明的等式（8)和（9)來計算在顯影裝置1206中的平 均調(diào)色劑帶電量y。在本實施例中，使用在控制工程中的狀態(tài)空間模型來進行調(diào)色劑帶電量 預(yù)測。狀態(tài)空間模型是通過使用輸入、輸出和狀態(tài)變量的一階聯(lián)立微分等式所表示的數(shù)學(xué) 模型。即，在本實施例中，通過聯(lián)立微分等式來近似顯影裝置1206中的調(diào)色劑帶電量的變 化特性，并使用由下式表示的狀態(tài)空間模型來估計第η個薄片打印開始時的調(diào)色劑帶電量 y ：
[0132] dx/dt = Ax+Bu ...(8)
[0133] y = Cx+Du ... (9)
[0134] 其中，u是包括每單位時間的調(diào)色劑供給量{Th/t^tj和每單位時間的調(diào)色劑消 耗量的1X2矩陣。可以基于在步驟S702、S703和S704中計算得到的調(diào)色劑消 耗量T (n-1)、調(diào)色劑供給量Th (n-1)和攪拌時間來計算矩陣u。
[0135] X是表示調(diào)色劑濃度和調(diào)色劑帶電量的1X2矩陣（狀態(tài)變量），以及A、B、C和D 分別是定義模型的系統(tǒng)矩陣、控制矩陣、觀察矩陣和直接矩陣。即，等式（8)和（9)通過聯(lián) 立微分等式來近似顯影裝置1206中的調(diào)色劑帶電量的變化特性。矩陣A、B、C和D可以使 用通過預(yù)先的實驗所得到的唯一值。例如，當(dāng)如圖11A?11C所示進行調(diào)色劑消耗和調(diào)色 劑供給時，可以通過測量感光鼓1203的表面電位和顯影后的調(diào)色劑圖像的重量來預(yù)先測 量調(diào)色劑帶電量的變化。使用控制工程中的系統(tǒng)識別可以從所測量的數(shù)據(jù)獲得矩陣A、B、C 和D。
[0136] 將更詳細地說明以上計算。在圖8中，是調(diào)色劑帶電量由于用于打印第 (n-1)個薄片的調(diào)色劑的消耗、供給和攪拌而變化的時間。校正量計算單元1106通過將等 式⑶和（9)重復(fù)At次來獲得在時間的調(diào)色劑帶電量的變化，其中At是 計算的單位時間。
[0137] 當(dāng)顯影馬達轉(zhuǎn)動開始時刻807是t = 0時，已經(jīng)由前一計算預(yù)測該時間點的調(diào)色 劑帶電量y(n-l)。隨同計算一起，還保持狀態(tài)變量χ〇。之后校正量計算單元1106通過等 式⑶計算在時刻808(tl = At)時的狀態(tài)變量xl。這可以被改寫為：
[0138] xl = xO+AxO+Bu . . . (10)
[0139] 同樣地，通過下式表示獲得在時刻809 (t2 = tl+Δ t)的狀態(tài)變量x2的計算：
[0140] x2 = xl+Axl+Bu . . . (11)
[0141] 同樣地重復(fù)該計算。在計算在時刻811的狀態(tài)變量x4的狀態(tài)下，計算等式（9)。 這可以被改寫為：
[0142] y4 = Cx4+Du ...(12)
[0143] 假定調(diào)色劑帶電量在從時刻811至?xí)r刻806期間不改變，則可以由下式預(yù)測在時 亥IJ 806時（即第η個薄片的打印開始時）的調(diào)色劑帶電量：
[0144] y (n) = y4 . . . (13)
[0145] 注意，為下次計算而存儲狀態(tài)變量x4。接著將說明校正量計算單元1106進行的調(diào) 色劑帶電量預(yù)測處理。圖9A是示出要通過圖像形成設(shè)備進行的打印處理和顯影馬達驅(qū)動 之間的關(guān)系的圖。顯影馬達在打印處理期間進行操作。然而，顯影馬達還在調(diào)整圖像形成 設(shè)備時，例如在確認緊挨在啟動之后的操作或創(chuàng)建要由Y轉(zhuǎn)換單元1101使用的LUT時，進 行操作。因此，調(diào)色劑帶電量變化。從而，調(diào)色劑帶電量預(yù)測的條件是在圖9A中的顯影馬 達驅(qū)動前的時刻（打印處理前的時刻901和用于其它處理的顯影馬達轉(zhuǎn)動前的時刻902)。 當(dāng)滿足該條件時，進行步驟S702?S705中的處理以更新狀態(tài)變量X和調(diào)色劑帶電量y的 值。
[0146] 接著，控制器1001判斷是否創(chuàng)建Y_LUT(S706)。在這種情況下，由于針對要打印 的每個薄片進行校正，所以在打印處理前的時刻901進行處理。即，在圖9A中示出的打印 處理前的時刻901，在步驟S702?S705中更新狀態(tài)變量X和調(diào)色劑帶電量y的值，并且γ 校正單元1102在步驟S707?S709中創(chuàng)建γ-LUT。另一方面，在時刻902,顯影馬達在不 進行打印處理的情況下轉(zhuǎn)動，僅執(zhí)行步驟S702?S705中的處理以更新狀態(tài)變量X和調(diào)色 齊U帶電量y的值。
[0147] 此時，將在創(chuàng)建用于改寫Y轉(zhuǎn)換單元1101的Y-LUT的片時的調(diào)色劑帶電量y特 別地存儲為基準(zhǔn)調(diào)色劑帶電量7_"。例如，如果在沒有圖9A所示的打印的情況下，在顯影 馬達轉(zhuǎn)動期間903進行步驟S601?S605中的處理，則基于在時刻902時的預(yù)測調(diào)色劑帶 電量y n。?來改寫γ轉(zhuǎn)換單元1101的Y-LUT。這允許獲得理想的色調(diào)特性。將該狀態(tài)定 義為隨后處理中的基準(zhǔn)狀態(tài)。通過步驟S707?S709中的處理，基于調(diào)色劑帶電量從基準(zhǔn) 狀態(tài)的變化來校正色調(diào)特性。
[0148] 注意，在這里所述的實施例中，一個打印進行一次顯影馬達的啟動和停止。然而， 如圖9B所示，即使在針對多個打印持續(xù)轉(zhuǎn)動顯影馬達的圖像形成設(shè)備中，也可以預(yù)測開始 各打印時的調(diào)色劑帶電量。在轉(zhuǎn)動并順次使用多個顏色的圖像形成站的圖像形成設(shè)備中， 各顏色的顯影馬達獨立操作，如圖9C所示。在這種情況下，在各顏色的定時預(yù)測調(diào)色劑帶 電量。
[0149] 校正量計算單元1106之后通過使用預(yù)測得到的調(diào)色劑帶電量y和基準(zhǔn)調(diào)色劑帶 電量y nOT，進行下式來獲得每單位面積的調(diào)色劑重量變化ΛΜ(步驟S707):
[0150] Δ Μ = M-Mnorm = ky/y-ky/ynorm ...(14)
[0151] 調(diào)色劑重量M表示當(dāng)顯影預(yù)定靜電潛像時所顯影的調(diào)色劑量，以及ky是成比例地 表示調(diào)色劑帶電量和調(diào)色劑重量之間的關(guān)系的常數(shù)。這示出針對預(yù)定靜電潛像所顯影的調(diào) 色劑重量Μ與調(diào)色劑帶電量y成反比的關(guān)系。在本實施例中，使用潛像以基于最大輸入信 號值255來形成最大濃度部分。注意，可以獲得其它濃度部分的調(diào)色劑重量。
[0152] 接著，校正量計算單元1106將每單位面積的調(diào)色劑重量變化ΛΜ轉(zhuǎn)換成輸出濃度 變化Λ 0D (步驟S708)。當(dāng)使用相同的轉(zhuǎn)印介質(zhì)1210時，唯一地確定每單位面積的調(diào)色劑 重量Μ和輸出濃度0D之間的關(guān)系。因此，可以使用預(yù)先創(chuàng)建的變換式或LUT來容易地進行 步驟S708中的轉(zhuǎn)換。
[0153] 接著，Υ校正單元1102從校正量計算單元1106接收針對輸入圖像信號的最大值 255的輸出濃度變化A0D，并創(chuàng)建γ-LUT (步驟S709)。圖6Β是示出根據(jù)調(diào)色劑帶電量的 色調(diào)特性變化的圖?；跐撓?、調(diào)色劑帶電量和調(diào)色劑重量之間的關(guān)系唯一地確定針對輸 入圖像信號的最大值255的濃度變化和其它色調(diào)的濃度變化之間的關(guān)系。因此，可以通過 知道特定色調(diào)的濃度（這里是最大濃度）來預(yù)測全部色調(diào)特性。Υ校正單元1102創(chuàng)建具 有與所獲得的色調(diào)特性相反的特性的Y-LUT，并存儲該γ-LUT。γ校正單元1102還使用 Y-LUT來進行γ轉(zhuǎn)換處理。這允許校正由調(diào)色劑帶電量的變化所導(dǎo)致的灰度級特性的變 化。
[0154] 如上所述，根據(jù)本實施例，可以通過根據(jù)調(diào)色劑消耗量、調(diào)色劑供給量和調(diào)色劑攪 拌時間來預(yù)測調(diào)色劑帶電量的變化并從而預(yù)測灰度級特性，來校正灰度級。這使得可以總 是獲得具有穩(wěn)定灰度級特性的輸出圖像。Υ轉(zhuǎn)換單元1101可以校正由于例如圖像形成設(shè) 備的老化劣化而在長時間內(nèi)變化的基本的色調(diào)特性，并且Υ校正單元1102可以校正在短 時間內(nèi)變化的色調(diào)特性。這可以在不會由于片創(chuàng)建而降低生產(chǎn)量的情況下，持續(xù)地將色調(diào) 特性維持在期望特性水平。
[0155] 注意，在本實施例中，使用圖7Α中示出的方法作為通過反饋控制的色調(diào)校正控 制。然而，可以與例如在打印之間形成片以及基于片的濃度控制色調(diào)特性的其它反饋控制 相結(jié)合來使用所述色調(diào)校正控制。當(dāng)在不降低生產(chǎn)量的情況下在打印之間形成片時，限制 形成的片的數(shù)量。因此，為了進行圖7Α所示的色調(diào)校正控制，需要多個打印。因此，圖7Β 所示的色調(diào)校正控制是必要的。
[0156] 第三實施例
[0157] 在第二實施例中，說明了使用Y-LUT校正色調(diào)的方法。在第三實施例中，說明了 通過校正激光強度來校正色調(diào)特性的例子。圖13Α是示出根據(jù)第三實施例的圖像形成設(shè)備 的結(jié)構(gòu)的例子的框圖。注意，除了將Υ校正單元1102從圖5中的結(jié)構(gòu)移除以及將強度校 正單元1300添加到圖5的結(jié)構(gòu)中以外，圖13Α中示出的結(jié)構(gòu)與圖5中示出的結(jié)構(gòu)相同。因 此，以下將說明強度校正單元1300的操作。
[0158] 強度校正單元1300從校正量計算單元1106接收針對輸入圖像信號的最大值255 的調(diào)色劑重量變化Λ Μ，并根據(jù)下式計算校正系數(shù)kp :
[0159] kp = 1/(1+ΔΜ/Μ_)…（15)
[0160] 其中，Μ_是針對最大值255的每單位面積的目標(biāo)調(diào)色劑重量。強度校正單元1300 將輸入信號與校正系數(shù)kp相乘，并將結(jié)果輸出至PWM處理單元1104。
[0161] 利用上述處理，激光二極管1201的發(fā)光強度和要在感光鼓1203上形成的潛像變 化。通常，潛像的強度與要被顯影的調(diào)色劑的重量成比例，并且調(diào)色劑帶電量與要被顯影的 調(diào)色劑的重量成反比。因此，可以基于潛像的強度來校正調(diào)色劑帶電量的變化。這使得可 以總是獲得具有穩(wěn)定灰度級特性的輸出圖像。
[0162] 奪形例
[0163] 在上述實施例中，創(chuàng)建了 Y-LUT。然而，可以創(chuàng)建諸如系數(shù)等的任意其它校正條 件。例如，可以在第二實施例的圖7A中計算實現(xiàn)圖6A中的特性的多維函數(shù)?？梢栽趫D7B 中計算實現(xiàn)圖6B中的特性的系數(shù)。
[0164] 在以上實施例中，說明了控制Y校正的例子?？纱娴氖牵梢钥刂颇軌蚩刂浦T 如HT(半色調(diào)）等的色調(diào)的任意其它圖像處理條件。基于由校正量計算單元1106預(yù)測得 到的調(diào)色劑帶電量或調(diào)色劑重量，不僅可以控制圖像處理條件，還可以控制過程條件。例 如，如在圖13B的框圖中所示，可以通過控制充電器1205和顯影裝置1206從而調(diào)整感光鼓 1203的帶電量或顯影偏壓來獲得期望潛像?？梢酝ㄟ^將圖像處理條件與過程條件相結(jié)合來 進行更精確的控制。
[0165] 在上述實施例中，可以與視頻計數(shù)值成比例地計算調(diào)色劑消耗量。然而，還可以 通過例如考慮像素值的集中度或?qū)⒁曨l計數(shù)值和調(diào)色劑消耗量之間的關(guān)系預(yù)先存儲為LUT 來計算調(diào)色劑消耗量。視頻計數(shù)值是HT處理后的信號累加值?？纱娴氖牵梢允褂忙?校正處理后的信號。
[0166] 在以上實施例中，基于視頻計數(shù)值和片濃度來確定調(diào)色劑供給量。然而，可以使用 用于檢測顯影裝置中的調(diào)色劑量的傳感器。
[0167] 在上述實施例中，調(diào)色劑帶電量根據(jù)顯影馬達驅(qū)動而變化。然而，由于在沒有驅(qū)動 的情況下長時間放置的調(diào)色劑可能被放電，所以可以考慮這方面來獲得調(diào)色劑帶電量。
[0168] 在上述實施例中，可以使用狀態(tài)空間模型來預(yù)測調(diào)色劑帶電量?？梢允褂门c狀態(tài) 空間模型類似的諸如傳遞函數(shù)或微分等式等的其它近似模型（函數(shù)模型）?？商鎿Q地，可以 使用預(yù)測調(diào)色劑帶電量的物理仿真或預(yù)先進行的實驗的結(jié)果。例如，當(dāng)使用預(yù)先進行的實 驗的結(jié)果生成LUT時，可以使用包括作為輸入的調(diào)色劑帶電量、調(diào)色劑供給量和調(diào)色劑消 耗量，以及作為輸出的單位時間后的調(diào)色劑帶電量的變化量的三維LUT來獲得上述的相同 處理結(jié)果。
[0169] 在上述第二和第三實施例中，針對每個打印執(zhí)行根據(jù)圖7B的流程圖的γ -LUT創(chuàng) 建處理?？纱娴氖牵梢砸灾T如每η個估計的打印或針對每個預(yù)定圖像區(qū)域的其它預(yù)定 間隔來創(chuàng)建Y-LUT。
[0170] 本發(fā)明不限于以上實施例，并且可以在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)做出各種變化和修 改。因此，為了公開本發(fā)明的范圍，做出以下權(quán)利要求。
【權(quán)利要求】
1. 一種圖像形成設(shè)備，包括： 圖像形成單元，用于形成圖像，該圖像形成單元包括：用于對感光構(gòu)件的表面進行充電 的充電單元、用于對所述感光構(gòu)件的帶電表面進行曝光以形成靜電潛像的曝光單元、用于 使用調(diào)色劑對所述靜電潛像進行顯影的顯影單元、以及用于將調(diào)色劑供給至所述顯影單元 的供給單元； 預(yù)測單元，用于預(yù)測調(diào)色劑消耗量； 獲取單元，用于獲取所述顯影單元進行的調(diào)色劑攪拌的時間；以及 控制單元，用于基于由所述預(yù)測單元預(yù)測出的調(diào)色劑消耗量、由所述供給單元供給的 調(diào)色劑供給量、以及由所述獲取單元獲取的調(diào)色劑攪拌的時間，來設(shè)置用于控制所述圖像 形成單元的控制條件。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像形成設(shè)備，其特征在于，所述控制條件表示由所述充電 單元充電后的所述感光構(gòu)件的帶電量。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像形成設(shè)備，其特征在于，所述控制條件表示施加至所述 顯影單元的顯影偏壓。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像形成設(shè)備，其特征在于，所述控制條件包括與所述圖像 形成單元所形成的圖像的濃度有關(guān)的信息。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像形成設(shè)備，其特征在于，所述調(diào)色劑攪拌的時間是攪拌 所述調(diào)色劑的攪拌螺桿的轉(zhuǎn)動時間。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像形成設(shè)備，其特征在于，所述曝光單元基于輸入的圖像 信號來對所述感光構(gòu)件的帶電表面進行曝光，并且所述預(yù)測單元基于所述輸入的圖像信號 來預(yù)測所述調(diào)色劑消耗量。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1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、所述調(diào)色劑供給量、以及所述調(diào)色劑攪拌的時間來估計所述顯影單元中的調(diào)色劑 帶電量，并且基于估計出的調(diào)色劑帶電量來設(shè)置所述控制條件。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像形成設(shè)備，其特征在于，所述控制單元進行用于校正要 由所述圖像形成單元形成的圖像的色調(diào)的Y校正。
9. 一種由圖像形成設(shè)備進行的圖像形成方法，所述圖像形成設(shè)備包括用于形成圖像的 圖像形成單元，該圖像形成單元包括：用于對感光構(gòu)件的表面進行充電的充電單元、用于對 所述感光構(gòu)件的帶電表面進行曝光以形成靜電潛像的曝光單元、用于使用調(diào)色劑對所述靜 電潛像進行顯影的顯影單元、以及用于將調(diào)色劑供給至所述顯影單元的供給單元； 所述圖像形成方法包括如下步驟： 預(yù)測調(diào)色劑消耗量； 獲取所述顯影單元進行的調(diào)色劑攪拌的時間；以及 基于所預(yù)測出的調(diào)色劑消耗量、由所述供給單元供給的調(diào)色劑供給量、以及調(diào)色劑攪 拌的時間，來設(shè)置用于控制所述圖像形成單元的控制條件。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的圖像形成方法，其特征在于，所述控制條件包括與所述圖像 形成單元所形成的圖像的濃度有關(guān)的信息。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的圖像形成方法，其特征在于，所述調(diào)色劑攪拌的時間是攪拌 所述調(diào)色劑的攪拌螺桿的轉(zhuǎn)動時間。
【文檔編號】G03G15/08GK104155862SQ201410389199
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2009年9月16日 優(yōu)先權(quán)日:2008年9月25日
【發(fā)明者】久保英希, 平林純, 伊藤惠, 田中澄斗 申請人:佳能株式會社