执行校准以保持图像质量的图像形成设备的制作方法

专利名称：执行校准以保持图像质量的图像形成设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种执行校准以保持图像质量的图像形成设备。
背景技术：
图像形成设备的图像质量根据其使用环境和使用条件而变化。图像质量还根据将使用的打印介质的类型而变化。因此，需要根据环境和使用条件来改变图像转换条件和图像形成条件(日本专利公开No. 07-261479)。在一些情况下，需要根据将使用的打印介质的类型添加图像转换条件和图像形成条件(日本专利公开No. 08-287217)。日本专利公开No. 07-261479中的发明采用了每次使用特定类型的打印介质(将被称为第一打印介质)进行校准。如果第一打印介质用完，则可不执行校准。通过应用日本专利公开No. 08-287217中的发明来添加任意类型的打印介质(将被称为第二打印介质) 可提供校准中可用的多种打印介质。然而，即使在日本专利公开No. 08487217的发明中， 对添加的第二打印介质执行校准也要求每次准备相同类型的打印介质。这是因为校准旨在保持对于添加的第二打印介质的色调特性。如果使用例如与第一打印介质不同类型的第二打印介质来执行校准，则施加的调色剂的量可能变得不足或者超过为图像形成设备而设计的可允许范围。这意味着不能保持图像质量。如果可使用第二打印介质来执行对于第一打印介质的校准，则对于操作者将是方便的。例如，指定使用OHT (Overhead Transparency,高影机胶片)片材进行校准，以保持OHT片材的色调特性。然而，使普通纸可用于校准以保持 OHT片材的色调特性给操作者提供显著的优点。日本专利公开No. 08-287217中的发明忽略了依赖于打印介质类型的打印介质的空白部分(背景)的反射率差异。在打印介质的表面上没有形成调色剂图像的背景的反射率根据打印介质的类型而改变，所以不能实现高精度校准，除非考虑反射率的差异。随着对更高图像质量的需求越来越多，不应该忽视反射率的差异。

发明内容
本发明的特征是解决以上问题和其它问题中的至少一个。例如，本发明的特征是通过根据校准中所使用的打印介质的类型校正(调整)从图像读取设备输出的亮度值来改进校准精度。注意，在整个说明书中，将理解其它问题。本发明提供一种图像形成设备，其包括图像形成装置，其用于在第一打印介质上形成图案图像；照明装置，其用于照明承载图案图像的第一打印介质；输出装置，其用于输出基于被第一打印介质反射的光的第一亮度值，所述第一打印介质被所述照明装置照明； 和处理装置，其用于在执行校准的情况下基于第一亮度值来创建用于调整所述图像形成装置中的色调特性的第一图像处理条件，其中，在执行使用与第一打印介质不同的第二打印介质的校准的情况下，所述处理装置被布置为基于第二打印介质的背景区域的亮度值来校正根据被第二打印介质反射的光而输出的第二亮度值，并基于校正的第二亮度值来创建第一图像处理条件。
从以下(参照附图)对示例性实施例的描述，本发明的进一步的特征将变得清楚。


图1是举例说明彩色复印机的布置的视图；图2是显示读取器图像处理单元的框图；图3是显示打印机控制单元109的框图；图4A和4B分别显示第一校准中的对比电势(contrast potential)计算处理的流程图和显示第二校准的流程图；图5A和5B分别显示举例说明第一校准中所用的第一测试图案的视图和举例说明第二校准中所用的第一测试图案的视图；图6是显示对比电势与图像浓度值之间的关系的曲线图；图7是显示栅极电势(grid potentiaDVg与感光鼓表面电势之间的关系的曲线图；图8是显示再现文档图像的浓度所需的特性的特性转换图；图9是举例说明关于反射特性不同的两种打印介质X和Z中的每个的输出浓度与读取亮度值之间的关系的曲线图；图10显示用于说明打印介质之间的特性差异的曲线图IOa和IOb ；图11是显示打印介质添加操作的流程图；图12是显示校正系数确定方法的流程图；图13显示曲线图13a和13b，曲线图13a和1 分别显示关于第一打印介质X和第二打印介质Z中的每个的输出图像信号与读取亮度值之间的关系以及读取亮度值与读取浓度值之间的关系；图14是显示使用特定的或添加的打印介质的第二校准的流程图；图15是显示打印介质添加操作的流程图；图16是显示校正系数确定方法的流程图；图17是显示打印机控制单元109的框图；和图18是显示打印介质添加操作的流程图。
具体实施例方式以下将对本发明的实施例进行描述。各个实施例将帮助理解本发明的各种概念， 例如上位的、中间的和下位的概念。本发明的技术范围由所附权利要求的范围限定，不受限于以下各个实施例。第一实施例以下将对应用于电子照相彩色复印机的实施例进行说明。注意，本发明可应用于需要校准的任何图像形成设备。图像形成方案不限于电子照相术，可以是喷墨打印、静电打印或任何其它方案。本发明不仅可应用于用于形成多色图像的图像形成设备，而且还可应用于用于形成单色图像的图像形成设备。图像形成设备可以是市场上可买得到的，例如印刷设备、打印机、复印机、多功能外设或传真设备。打印介质也称为打印纸、打印材料、纸、片材、转印材料或转印纸。打印介质可由纸、纤维、胶片或树脂制成。
<基本硬件配置>图1中所示的复印机100包括读取器单元A和打印机单元B，读取器单元A从文档读取图像，打印机单元B在打印介质上形成由读取器单元A获得的图像。打印机单元B用作图像形成装置，其用于在第一打印介质X上形成图案图像。读取器单元A是图像读取装置的示例，其用于读取由图像形成装置形成的图案图像，以创建包含亮度值的图像数据。也就是说，读取器单元A用作用于读取定影在打印介质上的图像的读取装置。在读取设置在原稿平板玻璃102上的文档101之前，读取器单元A读取参考白板106，以创建将在随后的黑点校正(shading correction)中使用的校正系数。文档101用来自光源103的光照射， 反射光通过光学系统104在CXD传感器105上形成图像。光源103是用于照明承载图案图像的第一打印介质X的照明装置的示例。包括CXD传感器105的读取单元在箭头Kl所指示的方向上移动，以将文档转换为用于每条线的电信号数据串。注意，不是读取单元，而是文档可移动。读取器图像处理单元108将电信号数据串转换为图像信号。CCD传感器105 是用于接收被打印介质反射的光的光接收装置的示例，所述打印介质被光源照明。如图2所示，当读取器单元A读取文档时，CPU 211通过布置在反相器电路板107 上的照亮控制电路220调整光源103的照明光量。在实施例中，根据校准中将使用的打印介质的类型来调整照明光量或者模拟图像处理单元202中的放大器电路的增益。模拟图像处理单元202用作放大装置，其用于放大从光接收装置输出的光接收信号。利用这种布置，用与打印介质的类型对应的校正系数来校正由CCD传感器105获得的图像信号中的亮度值。 这种校正可吸收依赖于打印介质的类型的背景的反射率差异。(XD/AP电路板201的模拟图像处理单元202调整由CXD传感器105获得的图像信号的增益等。A/D转换器203然后将图像信号转换为数字图像信号(亮度值)，并将它输出到读取器单元A的控制器电路板210。模拟图像处理单元202包括放大器电路，该放大器电路根据由CPU 211设置的增益来放大图像信号。读取器单元A的控制器电路板210上的黑点处理单元212在CPU 211的控制下对图像信号执行黑点校正，并将所得图像信号输出到打印机单元B的打印机控制单元109。此时，图像信号包含R、G和B亮度值。接下来将对打印机单元B进行描述。参照图1，打印机控制单元109将图像信号转换为经过PWM(脉宽调制)的激光束。激光束被多面扫描仪(polygon scanner) 110偏转和扫描，以曝光图像形成单元120、130、140和150的感光鼓121、131、141和151。结果，形成静电潜像。图像形成单元120、130、140和150分别对应于黄色(Y)、品红色(M)、青色(C) 和黑色(Bk)。图像形成单元120、130、140和150几乎具有相同的布置，将仅对用于黄色的图像形成单元120进行说明。一次充电器122将感光鼓121的表面充电到预定电势。显影单元123将静电潜像显影在感光鼓121上，以形成调色剂图像。转印刮刀IM从转印带111 的背面排出感光鼓121，以将感光鼓121上的调色剂图像转印到转印带111上的打印介质。 然后，定影单元114将调色剂图像定影到打印介质上。注意，感光鼓121、131、141和151分别具有用以测量它们的表面电势的表面静电计125、135、145和155。表面静电计125、135、145和155被用于调整对比电势。CPU 301对图3中所示的打印机控制单元109的单元进行全面控制。控制单元可不由CPU 301形成，而由例如ASIC(应用特定集成电路)的硬件形成。CPU 301和ASIC等可共享处理。然而，在以下描述中，为描述方便，CPU 301执行各种处理。存储器302包括ROM和RAM，并存储控制程序和各种数据。被读取器单元A、打印服务器C等处理的图像信号输入到打印机控制单元109的颜色处理单元303。颜色处理单元303使用亮度浓度转换表LUTid将图像数据中所包含的亮度值转换为浓度值。LUT表示查找表。LUT不必总是采取表格形式，而是可用函数或程序代码来实现。当打印机单元B具有理想的输出特性时，颜色处理单元303将图像处理和颜色处理应用于输入的图像信号，以获得期望的输出。输入信号的色调数量用8个比特给出。对于更高精度，颜色处理单元303将8个比特扩展到10 个比特。从颜色处理单元303输出的Y、M、C和K浓度值中的每一个将被定义为d0。此后， 通过色调控制单元311将图像信号发送给抖动处理单元307。抖动处理单元307对图像信号执行抖动处理，以将它转换为4比特信号。最初(当从工厂装运时)为特定类型的打印介质(第一打印介质X)准备LUTid 304。然而，在实施例中，通过执行添加任意类型的打印介质(第二打印介质Z)的操作来添加用于任意类型的第二打印介质Z的LUTid 304。CPU 301切换用于将使用的每个打印介质的LUTid 304。通过例如操作单元313将指定打印介质类型的信息输入到CPU 301。色调控制单元311包括UCR单元305和LUTa 306，并校正图像信号，以将打印机单元B调整到理想特性。理想特性是能够实现在预先设计中设想的图像质量的特性。LUTa 306是用于校正打印机单元B的浓度特性(色调特性)的10比特转换表， 特别用于改变打印机单元B的γ特性。使用第一打印介质X等来创建LUTa 306，以优化打印机单元B的特性。注意，第一打印介质X是由图像形成设备的制造商预先指定以获得期望的色调特性的打印介质。通常，图像形成设备的制造商指定打印介质X。创建的LUTa 306通常也用于其它打印介质。作为LUTa 306，总是使用最新的表，这是因为它是用于根据安装环境或随时间的变化来校正打印机单元B的引擎中的色调特性变化的表。可使用任意类型的打印介质来创建LUTa 306。UCR单元305是通过约束每个像素中的图像信号的积分值(integrated value)来限制图像信号级的总数的电路。如果总数超过预定值，则UCR单元305执行色下消除处理 (UCR)，以用K信号替换预定量的C、M和Y信号，从而减小图像信号级的总数。假设上限值为280%。那么，如果输入关于Y = 100%、M = 100%、C = 100%和 K = 0%的信号，则积分值变为300%，超过预定值。如果K替换以相等量形成Y、M和C的部分，则没有颜色改变。因此，UCR单元305将Y、M和C均减小10%，而取而代之将K增大 10 %。这导致Y = 90 %、M = 90 %、C = 90 %和K = 10 %，并且积分值可保持在280 %，而不改变颜色。约束图像信号级总数的目的是约束由打印机单元B执行的图像形成中施加的调色剂的量。在实施例中优化打印机单元B的操作是防止由比预定量多的施加调色剂量引起的图像质量劣化等。以这种方式，UCR单元305控制与输入浓度值d0对应的色调特性，并输出浓度值 d2。当LUTb (图17 稍后描述)操作时，LUTb将浓度值d0转换为浓度值dl，UCR单元305 将浓度值dl转换为浓度值d2。LUTa 306控制与输入的浓度值dl对应的色调特性，并输出浓度值d3。在稍后将描述的校准步骤和打印介质添加步骤中，由于LUTa 306等被控制不操作，所以浓度值d0有时直接作为浓度值d3输出。从色调控制单元311输出的信号由抖动处理单元307进行抖动处理，并由PWM单元308进行脉宽调制。激光驱动器309使用PWM调制信号使半导体激光器发光。为了这样做，抖动处理单元307执行半色调处理，以将10比特图像信号转换为4比特数据。<图像形成条件的控制>首先将对使用预先设置的第一打印介质X的校准进行说明。第一打印介质X是例如由图像形成设备的制造商在工厂装运时指定的打印介质或者由维护工程师在维护时指定的打印介质。在实施例中，存在第一校准模式和第二校准模式，在第一校准模式下，对对比电势进行调整，在第二校准模式下，对用于图像数据的色调控制单元311的Y校正单元 (LUTa 306 或 LUTb 312)进行调整。I.第一校准在图4A中的步骤S401中，CPU 301输出第一测试打印，并测量感光鼓的表面电势。 例如，CPU 301创建第一测试图案的图像数据(YMCK浓度值do = (dl))，并将它输出到色调控制单元311，在第一打印介质X上形成作为图像的第一测试图案。图像数据可不由CPU 301创建，而是预先存储在存储器302的ROM中。承载第一测试图案图像的第一打印介质X 用作第一测试打印。作为将被用于输出第一测试打印的对比电势，被预测为实现当时的大气环境(例如，绝对含湿量)下的目标浓度的初始值被设置。假设存储器302存储与各种大气环境对应的对比电势值。CPU 301使用传感器(未显示)测量绝对含湿量，并确定与测量的绝对含湿量对应的对比电势。如图5A所示，第一测试图案50是第一图案图像的示例，包括例如条带图案51和块图案52。条带图案51是包括Y、M、C和他的半色调浓度的条带状图案。块图案52包括从Y、M、C和他的最大浓度块(例如，255级浓度信号)形成的块图案52Y、52M、52C和52Bk。 表面静电计125、135、145和155测量当形成最大浓度块时的实际对比电势。在步骤S402中，读取器单元A读取输出的第一测试打印，并将R、G和B值传送到打印机控制单元109的CPU 301。CPU 301使用预先为第一打印介质X准备的LUTid (X)将 R、G和B值转换为光学浓度。LUTid(X)是根据第一打印介质X上的浓度值与读取器单元A 中的读取亮度值之间的关系而设置的亮度浓度转换表。通过改变LUTid(X)来创建使得第二打印介质Z可用于校准的LUTid(Z)(稍后将描述)。在步骤S403中，CPU 301计算与目标最大浓度对应的对比电势b。参照图6，横坐标指示显影偏压电势，纵坐标指示图像浓度。对比电势是当在感光鼓的一次充电之后每种颜色的半导体激光器310以最大级发光时的显影偏压电势与感光鼓的表面电势之间的差。 假设从使用对比电势a而形成的第一测试打印获得的最大浓度为Da。在这种情况下，如实线L所指示的，图像浓度在最大浓度附近(0. 8至2. 0的浓度)相对于对比电势成线性。通过对比电势a和最大浓度Da确定实线L。在实施例中，例如，目标最大浓度被设置为1.6。 CPU301基于实线L计算与目标最大浓度对应的对比电势b。假设存储器302预先存储与实线L对应的表或函数。使用例如等式⑴计算对比电势b b = (a+ka) X 1. 6/Da …(1)其中ka是通过显影方法的类型确定的校正系数。在步骤S404中，CPU 301基于对比电势b确定并设置栅极电势Vg和显影偏压电势Vds。参照图7，CPU 301将栅极电势Vg设置为-300V，在使每种颜色的半导体激光器 310的发射脉冲电平最小时执行扫描，并使表面静电计125、135、145和155中的每一个测量表面电势Vd。另外，〇卩仍01将栅极电势￥8设置为-30(^，并使静电计125、135、145和155中的每一个测量在每种颜色的半导体激光310的最大发射脉冲电平处的表面电势VI。类似地，CPU 301将栅极电势Vg设置为-700V，并测量表面电势Vd和VI。CPU 301可通过内插或外插-300V时的数据和-700V时的数据来确定图7中所示的栅极电势与感光鼓表面电势之间的关系。获得电势数据的控制被称为电势测量控制。对比电势Vcont被确定为显影偏压Vdc与表面电势Vl之间的差分电压。对于更高的对比电势Vcont，可确保更高的最大浓度。CPU301基于图7中所示的关系来确定与确定的对比电势b对应的栅极电势Vg。CPU 301基于确定的栅极电势Vg和图7中所示的关系来确定对应的表面电势Vd。CPU 301还通过从表面电势Vd减去Vback(例如，150V)来确定显影偏压Vdc。确定电势Vback，以防止雾调色剂(fog toner)粘附到图像。II.第二校准众所周知，例如复印机的图像形成设备通过读取文档图像来形成副本(输出图像)。也就是说，文档图像的浓度(色调特性)与输出图像的浓度(色调特性)需要彼此匹配。在由复印机执行的处理中，文档图像被读取器单元转换为亮度信号，亮度信号被转换为对应的浓度信号。浓度信号被进一步转换为与施加的调色剂的量对应的激光输出信号。与激光输出信号对应的激光束照射图像载体，形成静电潜像。静电潜像用调色剂显影，形成调色剂图像。调色剂图像被转印到打印介质，并被定影单元定影，从而形成输出图像。图8显示直到从文档形成输出图像为止的一系列复制处理中的信号之间的关系。 区域I表示将文档浓度转换为浓度信号的读取器单元A的特性。注意，文档浓度被表达为通过使用光学浓度计读取文档而获得的光学浓度。浓度信号的色调数量是IOM个。区域 II表示用于将浓度信号转换为激光输出信号的色调控制单元311 (LUTa 306)的特性。激光输出信号的色调数量也是IOM个。这里设置预先使用第一打印介质X创建的LUTa(X)。 区域III表示将激光输出信号转换为输出浓度的打印机单元B的特性。输出图像浓度有时被称为打印浓度。输出图像浓度的色调数量是IOM个。区域IV表示文档浓度与打印浓度之间的关系。该关系表示根据实施例的复印机100的整个色调特性。在复印机100中，为了获得区域IV中的线性色调特性，区域II中的色调控制单元 311对区域III中的打印机单元B的打印特性的失真进行校正。可仅通过用区域III中的特性中的输出替换输入来容易地创建LUTa，所述区域III中的特性是当在不操作色调控制单元311的情况下输出测试打印时获得的。测试打印上的图案图像包括不同色调的多个块。 当然，用于形成每个块的输出信号已经是已知的。另一方面，每个块的浓度被读取器单元A 读取为亮度值，并基于LUTid被转换为浓度信号。从它们获得作为输入而给出的不同输出信号与用作对应输出的浓度信号(浓度值)之间的关系。因此，将输入与输出之间的关系反转提供应该与作为输入而给出的浓度信号对应地输出的输出信号。也就是说，LUTa指示浓度信号与输出信号之间的关系。不必说，施加的调色剂的量与浓度信号(浓度值)之间的关系也是已知的。在实施例中，输出的色调数量是256个(8比特)，但是由于色调控制单元311处理10比特数字信号，所以色调控制单元311中的色调数量是1，024个。参照图4B，CPU 301执行第二校准。第二校准通常在第一校准结束之后执行。在步骤S411中，CPU 301输出第二测试打印。例如，CPU 301创建第二测试图案的图像数据(YMCK浓度值d0 ( = dl))，并将它输出到色调控制单元311，在第一打印介质X上形成作为图像的第二测试图案。图像数据可不由CPU 301创建，而是预先存储在存储器302的ROM中。承载第二测试图案图像的第一打印介质X用作第二测试打印。此时，CPU 301在不操作色调控制单元311的LUTa的情况下执行图像形成。从UCR单元305输出的浓度信号Y、M、C和K在绕开LUTa 306的同时被输入到抖动处理单元307。在第二测试打印中，例如，如图5B所示，为Y、M、C和他中的每一个形成渐变的具有4列X16行(S卩，64个色调)的第二测试图案(块组61和62)。第二测试图案是第二图案图像的示例。例如，总共256个色调的低浓度区域被优先分配给64色调测试图案。这允许良好地调整高光部分处的色调特性。注意，用于低分辨率的第二测试图案(160至ISOlpi) 和用于高分辨率的第二测试图案O50至3001pi)可分开准备。在图5B中，前者是块组61， 后者是块组62。注意，Ipi表示线/英寸。为了形成每种分辨率的图像，抖动处理单元307 执行具有与分辨率对应的参数的抖动处理。注意，足以创建分辨率大约为160至ISOlpi的半色调图像和分辨率大约为250至3001pi的线图像，例如字符。相同色调级的测试图案以两种分辨率输出。如果色调特性由于分辨率的不同而极大变化，则可根据分辨率设置色调级。如果打印机单元B具有以三种或更多种分辨率形成图像的能力，则用于第二校准的测试打印可被分割为多个页面。在步骤S412中，读取器单元A从第二测试图案读取图像。从第二测试图案输出的 R、G和B亮度值被输入到颜色处理单元303。颜色处理单元303使用LUTid(X)将R、G和B 亮度值转换为浓度值。由于使用第一打印介质X，所以使用LUTid(X)。在步骤S413中，CPU 301将每个浓度值与用于创建第二测试图案的激光输出级和测试图案(色调块)创建位置相关联，从而创建指示激光输出级与浓度之间的关系的表。 CPU 301将创建的表写入存储器302中。此时，CPU 301可确定图8中所示的区域III中的打印机单元B的特性。通过用所述特性中的输出替换输入，确定打印机单元B的LUTa，并将 LUTa设置在色调控制单元311中。在一些情况下，数据不足以通过计算确定LUTa。这是因为尽管最初需要256个色调的色调块，但是形成仅64个色调的色调块。CPU 301通过对缺少数据进行内插来创建需要的数据。第二校准可对目标浓度实现线性色调特性。由于仅可分别执行第一校准和第二校准，所以在实施例中顺序地执行第一校准和第二校准。在实施例中，可执行校准，以有效地校正短期或长期内可发生的图像浓度、图像再现或色调再现的变化。因此，可保持图像质量。<添加任意类型的打印介质(第二打印介质)的操作>接下来，将对添加第二打印介质Z以使得可使用与第一打印介质不同的第二打印介质Z执行第一校准和第二校准的处理进行描述。实施例的特征是通过使用第二打印介质 Z执行校准来优化打印机特性。注意，在第二打印介质Z用于校准的情况下，使用用于校正亮度值的校正系数和 LUTid(Z)。假设，通过调整光源103的照明光量来校正从打印机单元B输出的亮度值。如稍后将描述的，还可通过调整放大器电路的增益来校正亮度值。将对为将添加的第二打印介质Z确定照明光量的校正系数的原因进行说明。如果对预先指定的第一打印介质X优化的光量被用于第二打印介质Z，则可使读取器单元A的读取信号饱和，或者分辨率可降低。在这种情况下，不能获得校准所需的读取精度。因此，即使背景的反射率根据打印介质的类型而变化，抑制校准精度的降低也很重要。图9是举例说明关于反射特性不同的两种打印介质X和Z中的每个的输出浓度与读取亮度值之间的关系的曲线图。第二打印介质Z的亮度比第一打印介质X高。第二打印介质Z因此在空白部分处具有较低的浓度。参照图9，设置光源103的照明光量，以使得第二打印介质Z的空白部分处的亮度值变为255个级中的最大级。在这种情况下，第二打印介质Z的空白部分的亮度值比第一打印介质X的空白部分的亮度值大C。相反，打印介质X 和Z之间的亮度差在最大浓度级附近非常小。因此，对于第一打印介质X，其读取动态范围变为比对于第二打印介质Z的读取动态范围小C。亮度值的分辨率降低，导致低下的读取精度。如果将第一打印介质X的空白部分的亮度值设置为255，则在第二打印介质Z上的低浓度区域中，读取的信号值饱和。由于这个原因，需要使用与每种类型的打印介质对应的校正系数来校正照明光量或增益。为了确定LUTid(Z)，通过读取以被校正的照明光量照明的第二打印介质Z上的第二测试图案，来确定亮度值与输出信号之间的对应。此外，确定打印介质X与Z之间的亮度值差。通过该差校正LUTid(X)，确定LUTid(Z)。当相同的色调图案形成在打印介质X和Z 上并被读取时，亮度值(浓度值)的差是被设计为使施加的调色剂的量相等的亮度值(浓度值)的差。为了实现相等浓度，需要相对于第一打印介质X上施加的调色剂的量增大或减小第二打印介质Z上施加的调色剂的量。将第二打印介质用于假设使用第一打印介质的校准引起校正的打印机输出特性中的问题。对于第一打印介质，施加的调色剂的量是已知的，并且校准被设计为不产生图像缺陷。通过执行使用第一打印介质的校准，可将色调特性调整到期望的特性。然而，对于第二打印介质，浓度与施加的调色剂的量之间的关系是未知的。如果在假设使用第一打印介质的校准中使用另一种打印介质，则施加的调色剂的量可能超过设计中假定的量。在这种情况下，在转印或定影中可产生问题，导致图像质量劣化。图10的曲线图IOa和IOb举例说明第二打印介质Z，以与第一打印介质X的施加调色剂量相同的施加调色剂量，第二打印介质Z的输出浓度降低。假设，设置图像形成条件，以使得第一打印介质χ和第二打印介质ζ均对于某基色表现出图10的曲线图IOa中所示的输出浓度特性。图10中的曲线图IOb显示相对于浓度信号的每个打印介质上施加的调色剂的量。也就是说，第二打印介质Z上施加的调色剂的量比第一打印介质X上施加的调色剂的量大。当在这种状态下输出二次色、三次色等时，比假定量多的量的调色剂存在于第二打印介质Z上，产生定影误差。在实施例中，在LUTa的紧前面约束图像信号的信号级的总数，以减轻(约束)施加的调色剂的超过量。为了实现这个，使用相同的图像信号在第一打印介质X和第二打印介质Z上形成相同的图案图像(图像图案)。相同的图像信号被用于使第一打印介质X和第二打印介质Z上施加的调色剂的量相等。读取器单元A从第一打印介质X和第二打印介质Z读取图像，并确定它们的亮度值。CPU 301计算亮度值之间的亮度差，并使用LUTid 校正该差。例如，CPU301将该差加到用于第一打印介质X的LUTid(X)，创建用于第二打印介质Z的LUTid(Z)。当执行使用第二打印介质Z的校准时，将LUTid(Z)设置在颜色处理单元中，以创建LUTa，该LUTa实现与通过执行使用第一打印介质X的校准而获得的色调性 (tonality)相同的色调性。颜色处理单元用作转换装置，其用于使用第一表LUTid(X)将第一亮度值I (X)转换为第一浓度值，并使用第二表LUTid (Z)将第二亮度值I (Z)转换为第二浓度值。当执行使用第一打印介质X的校准时，CPU 301基于第一浓度值创建第一图像处理条件LUTa，当执行使用第二打印介质Z的校准时，基于第二浓度值创建第一图像处理条件 LUTa0图11是显示打印介质添加操作的流程图。当用户通过按压复印机100上的操作单元313的按钮指定添加用于校准的打印介质时，CPU 301激活添加操作。在这个时刻，已在颜色处理单元303中设置LUTid(X)。在步骤SllOl中，CPU 301执行使用预先指定的第一打印介质X的前述第一校准 (步骤S401至S404)。在步骤Sl 102中，CPU 301执行使用第一打印介质X的第二校准(步骤S411至S413)。也就是说，顺序执行第一校准和第二校准。如此创建LUTa。将LUTa设置在色调控制单元311中，并使用第一打印介质X将图像形成单元的色调特性调整到期望的特性。将对步骤S1102中的处理进行详细说明。CPU 301控制打印机控制单元109，以在第一打印介质X上形成第二测试图案。例如，CPU 301创建第二测试图案，并将它输出到色调控制单元311。打印机单元B在第一打印介质X上形成作为图像的第二测试图案。这用作第二测试打印。注意，第二测试图案本身在第一打印介质X与第二打印介质Z之间相同。 打印机单元B排出承载第二测试图案的第一打印介质X。然后，读取器单元A的CPU 211在照亮控制电路220中设置用于第一打印介质X 的照明光量，开启光源103，并控制CCD传感器105以读取第一打印介质X的测试打印。CPU 211将包含通过读取测试打印而创建的亮度值的图像信号传送到CPU 301。从第一打印介质X获得的亮度值将被称为I(X)。CPU 211用作输出装置，其输出基于被第一打印介质X 反射的光的第一亮度值I (X)，第一打印介质X被照明装置照明。以这种方式，读取器单元A 读取形成在第一打印介质X上的图像图案，产生读取亮度值I (X)，并将它传送给打印机控制单元109的CPU 301。CPU 301使用LUTid(X)将亮度值I (X)转换为浓度值d (X)，并基于浓度值d(X)确定用于校正色调特性的LUTa(X)。CPU 301用作创建装置，其用于当执行校准时基于第一亮度值I(X)来创建用于调整图像形成装置中的色调特性的第一图像处理条件LUTa。CPU 301将LUTa(X)设置在色调控制单元311中，并将亮度值I (X)保存在存储器 302 中。在步骤S1103中，CPU 301控制打印机控制单元109，以在将添加的第二打印介质 Z上形成第二测试图案。打印机单元B排出承载第二测试图案的第二打印介质Z。在步骤S1104中，读取器单元A的CPU 211在照亮控制电路220中设置用于第一打印介质χ的照明光量，开启光源103，并控制CCD传感器105读取第二打印介质Z的测试打印。CPU 211将包含通过读取测试打印而创建的亮度值的图像信号传送给CPU 301。从第二打印介质Z获得的亮度值将被称为I (Z)。在步骤S1105中，CPU 301基于从CPU 211接收的图像信号确定用于校正亮度值 I(Z)的校正系数C(Z)。将参照图12对确定校正系数C(Z)的处理的细节进行描述。在步骤Sl 106中，CPU 301对CPU 211设置基于校正系数C(Z)确定的照明光量。 CPU 211将该照明光量设置在照亮控制电路220中，开启光源103，并控制CXD传感器105 以读取测试打印。CPU211将包含通过读取测试打印而创建的亮度值I' (Z)的图像信号传送给CPU 301。CPU 301将亮度值I ‘ (Z)保存在存储器302中。在步骤Sl 107中，CPU 301将亮度值I⑴与I' (Z)之间的差添加到LUTid(X)，创建LUTid(Z)。也就是说，通过将第一亮度值I (X)与校正的第二亮度值Γ (Z)之间的差添加到第一表LUTid(X)来计算第二表LUTid(Z)。CPU 301与指示第二打印介质Z的类型的标识信息相关联地将LUTid(Z)保存在存储器302中。CPU 301从存储器302读出与通过操作单元313指定的打印介质的类型对应的LUTid(Z)，并将它设置在颜色处理单元303 中。以这种方式，通过基于亮度值Γ (Z)校正LUTid(X)来创建LUTid(Z)。<校正系数确定方法>图12是举例说明校正系数确定方法的流程图。在步骤S1201中，CPU 301检测第二打印介质Z上的测试图案上没有形成调色剂图像的背景区域的亮度值Bwi，第二打印介质Z在用于第一打印介质X的照明光量下被读取。亮度值用例如255级表达。在步骤S1202 中，CPU 301基于背景区域的亮度值Bwi确定用于校正照明光量的校正系数C(Z)。例如，可使用以下等式确定校正系数C (Z)C (Z) = BX/Bwi其中BX是当从工厂装运时基于从第一打印介质X的背景获得的亮度值凭经验确定的系数，例如200。值“200”相当于当在用于第一打印介质X的照明光量下读取第一打印介质X的背景时获得的亮度值。该值可包含考虑每次校准中产生的变化的余量。在步骤S1203中，CPU 301使用校正系数C(Z)确定用于第二打印介质Z的照明光量IL(Z)。例如，可使用以下等式确定照明光量IL(Z)光量IL(Z) = C(Z) · IL(X)其中IL(X)是用于第一打印介质X的照明光量，其为当从工厂装运时确定的值。如上所述，校正照明光量提供校正的亮度值。在步骤S1204中，CPU 301通过CPU 211在照亮控制电路220中设置照明光量 IL(Z)0从图12和以上等式显而易见的是，CPU 301确定用于第二打印介质的校正系数，以使得当接收被第一打印介质的背景反射的光时获得的亮度值与当接收被第二打印介质的背景反射的光时获得的亮度值一致，第一打印介质被预先指定为将被用于执行校准的打印介质，第二打印介质的类型与第一打印介质不同，并且被新近添加为将被用于执行校准的打印介质。因此，依赖于打印介质类型的背景反射率的差异较少地影响校准精度。<LUTid 确定方法〉参照图13，图13中的曲线图13a显示关于第一打印介质X和第二打印介质Z中的每个的输出图像信号与读取亮度值之间的关系。图13中的曲线图1 显示读取亮度值与读取浓度值之间的关系。注意，第二打印介质Z上的浓度值被转换为第一打印介质X上的浓度值。对于第一打印介质X的读取亮度值I(X)和对于第二打印介质Z的读取亮度值 I' (Z)是从使用相同的图像信号(=相同量的施加调色剂)在第一打印介质X和第二打印介质Z上形成的图像读取的亮度值。基于亮度值I(X)和Γ (Z), CPU 301计算实现相同量的施加调色剂所需的第一打印介质X与第二打印介质Z之间的亮度差。CPU301将亮度差添加到LUTid(X)，创建用于第二打印介质Z的LUTid(Z)。其后，当环境改变时，激活校准，形成预定数量的图像或者更多图像，或者操作者通过操作单元指定校准的执行。通常估计，当这样的事件发生时，图像形成装置中的色调特性变化。CPU 301在估计图像形成装置中的色调特性变化时激活校准。将参照图14对这种情况下的处理进行说明。LUTid(Z)的使用使得能够使用第二打印介质Z执行第一校准和第二校准这二者。这种校准结果匹配从第一打印介质获得的校准结果。在步骤S1401中，CPU 301通过操作单元313接受将用于校准的打印介质的类型的指定，并确定打印介质的指定类型。如果第二打印介质Z被指定，则所述过程前进到步骤S1402。在步骤S1402中，CPU 301从存储器302读出与指定的第二打印介质Z对应的 LUTid(Z)，并将它设置在颜色处理单元303中。在步骤S1403中，CPU 301从存储器302读出与指定的第二打印介质Z对应的照明光量IL(Z)，并将它设置在照亮控制电路220中。 在步骤S1404中，CPU 301执行第一校准(步骤S401至S404)和第二校准(步骤S411至 S413)。以这种方式，CPU 301用作创建装置，其用于基于第二打印介质Z的背景区域的亮度值来校正根据被第二打印介质Z反射的光输出的第二亮度值I (Z)，并且当执行使用与第一打印介质X不同的第二打印介质Z的校准时基于校正的第二亮度值I' (Z)来创建第一图像处理条件LUTa。如果第一打印介质X被指定，则所述过程前进到步骤S1405。CPU 301从存储器302 读取与指定的第一打印介质X对应的LUTid(X)，并将它设置在颜色处理单元303中。在步骤S1406中，CPU 301从存储器302读出与指定的第一打印介质X对应的照明光量IL(X)， 并在照亮控制电路220中设置它。在步骤S1407中，CPU301执行第一校准(步骤S401至 S404)和第二校准(步骤S411至S413)。具体地讲，第二校准更新LUTa(X)。注意，表示 “LUTa(X) ”和“LUTa(Z) ”用于各自类型的打印介质。然而，创建的LUTa不根据打印介质的类型而改变。这是因为LUTa是用于调整打印机单元B的引擎中的色调特性的表。当然， LUTa(X)和LUTa(Z)是用于打印机单元B的相同色调特性的相同表。<通过增益调整的亮度值校正>在图11和12中所示的流程图中，通过根据打印介质的类型调整照明光量来校正亮度值。然而，亮度值可用另一种方法来校正。例如，还可通过调整模拟图像处理单元202 的放大器电路的增益来校正从A/D转换器203输出的亮度值。图15是举例说明打印介质添加操作的视图。与图11中的标号相同的标号表示相同的过程，将不重复其描述。图15与图11的不同之处在于步骤S1502和S1504至S1506 替换步骤S1102和S1104至S1106。在步骤S1502中，读取器单元A的CPU 211在模拟图像处理单元202中设置用于第一打印介质X的增益，并控制CCD传感器105以读取第一打印介质X的测试打印。注意， 无论打印介质的类型如何，照明光量的值都是恒定的。CPU 211将包含通过读取测试打印而创建的亮度值的图像信号传送到CPU 301。注意，模拟图像处理单元202的放大器电路将图像信号放大所设置的增益，并将它发送给A/D转换器203。如此获得亮度值I (X)。在步骤S1504中，读取器单元A的CPU 211在模拟图像处理单元202中设置用于第一打印介质X的增益，并控制CCD传感器105以读取第二打印介质Z的测试打印。注意， 无论打印介质的类型如何，照明光量的值都是恒定的。CPU 211将包含通过读取测试打印而创建的亮度值的图像信号传送给CPU 301。注意，模拟图像处理单元202的放大器电路将图像信号放大所设置的增益，并将它发送给A/D转换器203。结果，获得亮度值I (Z)。在步骤S1505中，CPU 301基于从CPU 211接收的图像信号来确定用于校正亮度值的校正系数。将参照图16对校正系数确定处理的细节进行描述。
在步骤S1506中，CPU 301对CPU 211设置基于校正系数而确定的增益。CPU 211 在模拟图像处理单元202中设置该增益，并控制CXD传感器105以读取测试打印。CPU 211 将包含通过读取测试打印而创建的亮度值Γ (Z)的图像信号传送给CPU 301。CPU 301将亮度值I ’ (Z)保存在存储器302中。〈校正系数确定方法〉图16是举例说明校正系数确定方法的流程图。图16和12在步骤S1201中是共同的，将不重复其描述。在步骤S1202中，CPU 301基于背景区域的亮度值Bwi来确定用于校正照明光量的校正系数C(Z)。例如，可使用以下等式确定校正系数C(Z)C (Z) = BX/Bwi其中BX是当从工厂装运时基于从第一打印介质X的背景获得的亮度值凭经验确定的系数，例如200。值“200”相当于当在用于第一打印介质X的照明光量下读取背景时获得的亮度值。该值可包含考虑每次校准中产生的变化的余量。在步骤S1603中，CPU 301使用校正系数C(Z)来确定用于第二打印介质Z的增益 G(Z)。例如，可使用以下等式来确定增益G(Z)增益G(Z) = C(Z) · G(X)其中G(X)是用于第一打印介质X的增益，其为当从工厂装运时确定的值。在步骤S1604中，CPU 301通过CPU 211在模拟图像处理单元202中设置增益 G(Z)。以这种方式，CPU 301用作校正装置，其用于使用校正系数来校正放大装置的增益。在随后的校准中，代替在图14的步骤S1403和S1406中设置与打印介质的类型对应的照明光量，设置与打印介质的类型对应的增益。假设，增益值与指示打印介质的类型的标识信息相关联地存储在存储器302中。〈其它〉在上述实施例中，基于校正系数校正照明光量或增益。然而，可校正照明光量和增益这二者。在这种情况下，可对照明光量和增益的校正比率进行加权。在照明光量对亮度值的影响大于增益的读取设备中，将校正系数的权重对于照明光量设置得大，对于增益设置得小。此外，代替照明光量和增益或者除了照明光量和增益之外，可对能够吸收打印介质的反射率的差异的另一个参数进行校正。上述实施例甚至可应用于如图17中所示的色调控制单元311的布置的变型。参照图17，LUTb 312被添加在UCR单元305的前一级上。LUTb 312是用于根据打印介质的类型校正色调特性的查找表。以上提及的LUTa 306是用于校正打印机单元B的引擎中的色调特性的查找表，具有与LUTb 312的功能不同的功能。例如，无论打印介质的类型如何， LUTa 306总是最新的LUTa 306，而LUTb 312由CPU 301根据将使用的打印介质的类型切换。当环境变化或者形成图像的数量(累积数量)增大时，需要更新LUTa 306，而LUTb312 基本上不必更新，只要使用相同类型的打印介质即可。当更新LUTa 306时，控制LUTb 312不对信号作用。例如，从存储器302读出其输入和输出彼此一致的LUTb 312，并将它设置在色调控制单元311中。可替换地，切换信号路径，以绕开LUTb312。创建LUTb 312的过程基本上与第二校准中的过程相同。首先，CPU 301通过执行第一校准和第二校准来更新LUTb 306。CPU 301将更新的LUTa 306设置在色调控制单元311中，并将LUTid(X)设置在颜色处理单元303中。此外，CPU 301执行使用第二打印介质Z的第二校准，第二打印介质Z用作LUTb创建目标。创建的LUT不是LUTa (Z)，而是 LUTb(Z)。以这种方式，CPU 301基于图案图像中所包含的不同色调的半色调图像的亮度值与浓度之间的对应来确定第二数据LUTb，第二数据LUTb用于调整与打印介质类型对应的色调特性。更具体地讲，CPU 301基于与被第二打印介质Z上的图案图像反射的光对应的亮度值来创建用于调整图像形成装置中的色调特性的第二图像处理条件LUTb。当在第二打印介质Z上形成图像时，图像形成设备使用第一图像处理条件LUTa和第二图像处理条件 LUTb来调整色调特性。为了这个目的，与指示第二打印介质Z的类型的标识信息相关联地将创建的LUTb (Z)保存在存储器302中。还可根据图11的流程图创建LUTid(Z)和校正系数。这是因为步骤S1103至S1107基本上与第二校准中的步骤相同。注意，无论LUTb(Z) 的类型如何，都将UCR单元305布置在LUTb (Z)的后一级上，以防止施加的调色剂的量超过设计值。在图11中，通过测量被形成图案图像的第二打印介质Z的背景区域反射的光的量来确定校正系数。然而，如图18所示，可使用没有形成图案图像的第二打印介质Z的未使用样张(example)的背景区域反射的光的量来确定校正系数。换句话讲，第二打印介质 Z的未使用的或原始的片材，从而在其上任何地方没有形成图像的片材被用于确定校正系数。在执行上述步骤SllOl和S1102(S1502)之后执行步骤S1803至S1806。在步骤S1803中，读取器单元A的CPU 211在照亮控制电路220中设置用于第一打印介质X的照明光量，开启光源103，并控制CCD传感器105以读取未使用的第二打印介质 Z。CPU 211将包含通过读取测试打印而创建的背景的亮度值I (Z)的图像信号传送给CPU 301。在步骤S1804中，CPU 301基于从CPU 211接收的图像信号来确定用于校正亮度值的校正系数。已经对校正系数确定处理的细节进行了描述。在步骤S1805中，CPU 301控制打印机控制单元109，以在第二打印介质Z上形成第二测试图案。在步骤S1806中，CPU 301 对CPU 211设置基于校正系数而确定的照明光量或增益，并控制CXD传感器105以读取测试打印。CPU 211将包含通过读取测试打印而创建的亮度值I' (Z)的图像信号传送到CPU 301。CPU301将亮度值Γ (Z)保存在存储器302中。在步骤Sl 107中，CPU 301将亮度值 I(X)与I' (Z)之间的差添加到LUTid(X)，创建LUTid(Z)。CPU 301可从获得的数据创建 LUTb (Z)。图18的顺序优于图11的顺序之处在于来自背景的亮度值的测量精度更高。在图 11中，读取承载图案图像的打印介质的背景区域，所以运送期间的雾调色剂或灰尘可被粘附到背景区域。这样的物质的粘附禁止从背景区域获得原始亮度值，降低了校正系数确定精度和LUT精度。由于这个原因，未使用打印介质的使用可相对提高这些精度。尽管已参照示例性实施例对本发明进行了描述，但是应该理解，本发明不限于所公开的示例性实施例。将给予权利要求的范围以最广泛的解释，以涵盖所有这样的修改以及等同的结构和功能。
权利要求
1.一种图像形成设备，包括图像形成装置，其用于在第一打印介质上形成图案图像； 照明装置，其用于照明承载图案图像的第一打印介质；输出装置，其用于输出基于被第一打印介质反射的光的第一亮度值，所述第一打印介质被所述照明装置照明；和处理装置，其用于在执行校准的情况下基于第一亮度值来创建用于调整所述图像形成装置中的色调特性的第一图像处理条件，其中，在执行使用与第一打印介质不同的第二打印介质的校准的情况下，所述处理装置被布置为基于第二打印介质的背景区域的亮度值来校正根据被第二打印介质反射的光而输出的第二亮度值，并基于校正的第二亮度值来创建第一图像处理条件。
2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述处理装置被布置为通过使所述输出装置将校正的第二亮度值输出到处理装置来校正第二亮度值。
3.根据权利要求1所述的设备，其中，所述处理装置被布置为通过校正所述照明装置的照明光量来校正第二亮度值。
4.根据权利要求1所述的设备，还包括 光接收装置，其用于接收反射的光；和放大装置，其用于放大从所述光接收装置输出的光接收信号，其中，所述处理装置被布置为通过校正所述放大装置的增益来校正第二亮度值。
5.根据权利要求1所述的设备，其中，所述处理装置被布置为校正第二亮度值，以使第一打印介质的背景区域的亮度值与第二打印介质的背景区域的亮度值一致。
6.根据权利要求1所述的设备，还包括转换装置，其用于使用第一表将第一亮度值转换为第一浓度值，并使用第二表将第二亮度值转换为第二浓度值，其中，所述处理装置被布置为在执行使用第一打印介质的校准的情况下基于第一浓度值创建第一图像处理条件，并且在执行使用第二打印介质Z的校准的情况下基于第二浓度值创建第一图像处理条件。
7.根据权利要求6所述的设备，其中，通过将第一亮度值与校正的第二亮度值之间的差添加到第一表来计算第二表。
8.根据权利要求1所述的设备，其中所述图像形成装置被布置为使用第一图像处理条件在第二打印介质上形成图案图像， 所述处理装置被布置为基于与被第二打印介质上的图案图像反射的光对应的亮度值来创建用于调整所述图像形成装置中的色调特性的第二图像处理条件，以及当在第二打印介质上形成图像的情况下，所述图像形成装置使用第一图像处理条件和第二图像处理条件来调整色调特性。
9.根据权利要求1所述的设备，其中，所述处理装置被布置为基于被其上没有任何地方形成图案图像的第二打印介质反射的光的亮度值来校正第二亮度值。
全文摘要
本申请涉及执行校准以保持图像质量的图像形成设备。该图像形成设备在第一打印介质上形成图案图像，并基于第一亮度值来创建用于调整色调特性的第一图像处理条件。当执行使用与第一打印介质不同的第二打印介质的校准时，所述设备基于第二打印介质的背景区域的亮度值来校正根据被第二打印介质反射的光输出的第二亮度值，并基于校正的第二亮度值来创建第一图像处理条件。
文档编号G03G15/01GK102346400SQ20111020130
公开日2012年2月8日 申请日期2011年7月19日 优先权日2010年7月22日
发明者财间畅彦 申请人:佳能株式会社