图像形成装置的制作方法

专利名称：图像形成装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及电摄影方式、静电记录方式等的图像形成装置，特别涉及检测形成在像承载体上的被检测像的图像形成装置。
背景技术：
以往，利用显影剂，将形成在作为像承载体的电摄影感光体(以下，简称为“感光体”)的静电像显影成显影剂像，将其转印到记录材料上并定影，由此得到记录图像这样的电摄影方式的复印机、打印机等图像形成装置，已为公众所知。
另外，有彩色图像形成装置，其能够利用多色(一般为黄、品红、青、黑4色)的显影剂，形成例如全彩色的图像，例如，电摄影方式的彩色图像形成装置。
已知，在彩色图像形成装置中，对1个感光体设置多个显影装置，并通过以下三种处理中的某一种得到记录图像(i)将与依次被色分解的图像信息相应的静电像依次形成在感光体上，并对该静电像进行显影，在感光体上将多色显影剂像重合后，再转印到记录材料上；(ii)将形成在感光体上的显影剂像依次转印到记录材料承载体上的记录材料上，再使多色的显影剂像重合；(iii)将形成在感光体上的显影剂像依次转印到中间转印体上，在中间转印体上将多色的显影剂像重合后，再转印到记录材料上，然后使其定影。
或者，作为彩色图像形成装置，已知有这样的装置，即沿记录材料承载体或中间转印体的表面移动方向配置多个感光体，并将形成在各感光体上的显影剂像依次转印到记录材料承载体上的记录材料上，在记录材料上使多色的显影剂像重合；或将显影剂像依次转印到中间转印体上，在中间转印体上使多色的显影剂像重合后，转印到记录材料上，并使其定影，从而得到彩色记录图像。
以往，例如在作为显影剂使用具有调色剂和载体的二组分显影剂的情况下，显影剂中的调色剂，随着图像形成动作而消耗。因此，对显影剂补充大致与显影步骤所消耗的量相当的调色剂。即，在使用例如具有调色剂和载体的二组分显影剂的显影器中，为了将图像浓度适当维持，使显影剂的调色剂(T)与载体(C)的混合比，即T/D(D＝T+C)(表示显影剂的“调色剂浓度”。以下也称为“T/D比”)保持为恒定是很重要的。因此，对于检测显影器内的显影剂的调色剂浓度并控制调色剂浓度的装置，即自动调色剂补充装置(ATRAuto TonerReplenisher)，目前已提出各种方案。
在自动调色剂补充装置(ATR)中，作为测量显影剂的T/D比的方法，已知有如下方法。即，与通常的图像形成分开，另行在感光体上形成电位固定的潜像(基准静电潜像、参照静电潜像)，并使该潜像直接显影，由此，形成被做成纹样状的基准浓度的图形(基准图像、参照图像)的显影剂浓度控制用图像。接着，在感光体上，或在从感光体转印到被转印体(记录材料承载体或中间转印体)后的被转印体上，用作为显影剂检测装置的光学传感器，以光学方式检测上述显影剂浓度控制用图像的浓度。然后，利用显影剂浓度控制用图像的浓度与T/D比相关的关系，求解T/D比。这种方式称为纹样检测方式(纹样检测ATR)(例如，参见日本电子写真学会编《电摄影技术的基础和应用》CORONA出版社，1988年6月15日，P.286-287)。
另外，一般，特别是使用了多色的调色剂的彩色图像形成装置，为了使浓度等级性为所希望的，而具有将图像信号转换成符合引擎特性的信号值的对照表。在全彩色图像形成装置的情况下，一般，对于黄、品红、青、黑各色，分别具有上述对照表(γLUT)，分别使每种颜色的调色剂浓度适当，从而能够输出所希望的全彩色图像。
但是，电摄影方式由于周围的环境、使用状况等，其特性容易变化，以固定的成像条件，难以总是输出色泽稳定的图像。
因此，与通常的图像形成分开，另行在感光体上形成电位固定的潜像(基准静电潜像、参照静电潜像)，并使该潜像直接显影，由此，形成被做成纹样状的基准浓度的图形(基准图像、参照图像)的灰度校正控制用图像。通常，对每种颜色形成多个灰度等级的灰度校正控制用图像。接着，在感光体上，或在转印有来自感光体的显影剂像的被转印体上，用作为显影剂检测装置的光学传感器，以光学方式检测上述灰度校正控制用图像的浓度。然后，基于该信息控制成像条件(纹样检测灰度校正)，以得到所希望的灰度特性。更具体地说，是校正对照表，并改变形成静电潜像的感光体的带电条件、显影条件。即，使由灰度控制用的图像信号所形成的静电潜像显影，对显影后的纹样状的调色剂的浓度，以具有纹样传感器的LED等光源照射光，用光电元件接受其反射光，并对其输出值进行浓度转换和检测，从而，利用该检测出的浓度信号的信息重新生成对照表，或进行校正等，由此维持所希望的浓度特性。
这样，以往，为了对作为显影剂浓度控制或灰度校正控制的像形成条件的调色剂补充量、灰度校正用对照表、感光体的带电条件、以及显影条件等各种图像调整参数进行调整(控制)，而形成纹样状的基准图像(以下称为纹样图像)，并由作为显影剂像检测装置的光学传感器(纹样传感器)对其进行检测。
另外，配准(彩色偏差)校正控制，是基于配准检测传感器的检测结果进行的，该配准检测传感器被做成光学传感器，用于检测配准校正控制用图像(配准检测图像)。即，在配准校正控制中，例如，在具有多个分别设置感光体的图像形成部的图像形成装置等中，将预定的纹样状的图像或线状图像从各感光体转印到中间转印体上，并由作为显影剂检测装置的光学传感器对其进行检测。然后，根据该配准校正用图像的位置信息，作为成像条件，对各图像形成部的感光体的图像写入(曝光)定时等图像调整参数进行调整(控制)。
基于纹样图像的检测的图像调整参数的调整，和基于配准检测图像的检测的配准校正，其频率越高，就越能适当地进行。因此，为了增加在预定时间内可形成的图像数，在连续图像形成中，作为被检测像的纹样图像和配准检测图像，形成在像承载体上的图像之间(输出的图像与图像之间)。进而，在形成被输出的图像时，由传感器检测被检测像。另外，通过尽量缩短图像间的距离，从而谋求在预定时间内可形成的图像数的增加，因此被检测像形成得小。
而如果缩小被检测像，则有时不能正确地进行检测。即，为了排除在被检测像的检测时传感器受到的噪声影响，需要使检测时间足够长，对所检测的数据进行平均化。这里，如果被检测像变小，则传感器进行检测的时间缩短，就不能正确地进行检测。因此，为了延长传感器进行检测的时间，采用了日本特开2003-131538号公报中所示的方法。根据日本特开2003-131538号公报，在检测被检测像时，承载被检测像的像承载体的移动速度，比形成通常的图像时像承载体的移动速度慢。
但是，如果采用日本特开2003-131538号公报中公开的方法，在像承载体的速度改变时，需要使速度变得稳定的时间。因此，产生了这样的问题，即在速度不稳定的状态下，不能进行通常的图像和被检测像的形成，在预定时间内可形成的图像的量减少。

发明内容
因此，本发明的目的在于，能够抑制在预定时间内可形成的图像的量的减少，并正确进行被检测像的检测。
另外，其他的目的在于，提供一种图像形成装置，包括像承载体，沿预定的方向移动；图像形成单元，在像承载体上形成像；检测装置，在检测位置上检测移动的像承载体上的被检测像；控制装置，基于检测装置的检测结果，可变地控制图像形成单元的图像形成条件；以及移动装置，在检测装置检测被检测像时，使检测装置的检测位置沿上述预定的方向移动。


图1是本发明的图像形成装置的一实施例的主要部分结构示意图。
图2是表示纹样传感器的一例的示意图。
图3是示意地表示本发明的图像形成装置的控制方式的一例的框图。
图4是移动装置的一实施例的主要部分结构示意图。
图5A是表示现有的纹样传感器的光照射点的轨迹的示意图。
图5B是表示本发明的纹样传感器的光照射点的轨迹的示意图。
图6A和图6B是移动装置的其他实施例的主要部分结构示意图。
图7A是表示现有的纹样传感器的光照射点的轨迹的示意图。
图7B是表示本发明的纹样传感器的光照射点的轨迹的示意图。
图8是用于说明纹样传感器的移动装置的其他实施例的示意图。
图9A是移动装置的其他实施例的主要部分结构示意图。
图9B是移动装置的另一实施例的主要部分结构示意图。
图10是用于说明使纹样传感器转动时的输出的图。
图11是设置在纹样传感器内部的移动装置的一实施例的结构示意图。
图12是表示实施例5的反射镜驱动部的分解图。
图13是图12的剖面图，表示形成在可动板上的永磁铁的磁化状态。
图14A、图14B、图14C、以及图14D是用于说明光偏转器中的平面线圈、硬磁性膜以及软磁性膜的配置结构的图。
图15是表示由模拟的结果得到的、线圈产生的磁感应线的情况的图。
图16是表示由模拟的结果得到的、在图15的线圈下侧形成了软磁性膜时的磁感应线的情况的图。
图17是图16的中央部的放大图，是说明可动板的位置与磁场的方向的关系的图。
图18是能应用本发明的图像形成装置的其他例子的主要部分结构示意图。
图19是能应用本发明的图像形成装置的其他例子的主要部分结构示意图。
图20是能应用本发明的图像形成装置的其他例子的主要部分结构示意图。
图21是用于说明灰度校正控制的图。
具体实施例方式
在本发明中，通过设置“在上述检测装置检测上述被检测像时，使上述检测装置的检测位置沿上述预定的方向移动的移动装置”，从而解决了上述问题。即，将承载被检测图像的像承载体的速度保持为与通常的图像形成时相同的速度，以这样的状态，能够延长检测装置检测被检测图像的时间。这样，能够抑制在预定时间内可形成的图像的量的减少，并能够正确地进行被检测图像的检测。
以下，根据附图进一步详细地说明本发明的图像形成装置。
实施例1[图像形成装置的整体结构和动作]首先，说明本实施例的图像形成装置的整体结构和动作。图1表示本实施例的图像形成装置A的主要部分示意结构。本实施例的图像形成装置A是这样一种激光打印机(以下，简称为图像形成装置)具有图像形成装置主体100，根据来自可通信地连接到图像形成装置主体100的图像读取装置(原稿读取装置)、或可拆装地连接到装置主体的个人计算机等外部设备的图像信息，利用电摄影方式，将图像形成在例如记录用纸、塑料片(0HP片)、布等记录材料上。
为了简化说明，在本实施例中，首先，以能够利用单独的图像形成部形成单色图像的图像形成装置为例进行说明，但本发明并不限于此，如后面将要说明的那样，能适当地应用于彩色图像形成装置。
能应用本发明的图像形成装置，是下述结构即可，即利用电摄影方式、静电记录方式等，将与图像信息信号对应的潜像形成在例如感光体、电介体等像承载体上，利用显影装置使该潜像显影而形成可视图像(调色剂像)，将该可视图像直接或间接地转印到纸等记录材料上，利用定影装置使之成为永久像。如果像承载体是感光体，则通过在使感光体带电后曝光，能够形成静电潜像；或者，如果像承载体是电介体，则通过使用直接施加电荷的离子头，能够形成静电潜像。
图像形成装置A具有作为第1像承载体的圆筒状的感光体(以下称为“感光鼓”)。感光鼓1的周围配置有作为带电装置的1次带电器2，作为曝光单元的曝光装置(激光扫描装置)10，作为显影装置的显影器4，作为转印单元的带式转印装置6，作为清扫单元的清扫装置(清扫器)7。
例如对图像读取装置200(图3)与图像形成装置主体100连接的情况进行说明，则在图像形成动作(复印动作)时，首先，将载置在图像读取装置的原稿载置台玻璃上的原稿的图像，以光学方式读取并转换成电信号。即，将光照射到原稿上时的反射光，经过反射镜系统、透镜系统，输入作为光电转换元件的CCD，转换成电信号。将利用CCD读取所得到的模拟图像信号，用放大器放大到预定的电平，并利用模拟/数字转换器(A/D转换器)，将其转换成例如8位(0～255灰度)的数字图像信号。将该数字图像信号，输入到设置在图像形成装置主体100的图像处理部(视频控制器)120(图3)。
接着，在图像处理部120中，将该数字图像信号提供给γ转换器(在本例中是由256字节的数据构成的、以对照表方式进行浓度转换的转换器)，经γ校正后输入数字/模拟转换器(D/A转换器)。在这里，将数字图像信号再转换成模拟图像信号，提供给设置在图像形成控制部110(图3)的脉宽调制电路115的比较器的一个输入端。向比较器的另一个输入端提供由三角波产生电路产生的预定周期的三角波信号，并将提供给上述比较器的一个输入端的模拟图像信号与该三角波信号相比较，以进行脉宽调制。
将该脉宽调制后的2值化图像信号，输入激光扫描装置10的激光驱动电路，作为激光二极管的发光的开/关控制信号使用。从激光二极管所发射的激光L，利用多面反射镜在主扫描方向扫描，经过fθ透镜和反射镜，照射到沿图中箭头R1方向转动的作为像承载体的圆筒状的感光鼓1上。
另一方面，在本实施例中，利用被做成辊状的一次带电器2，使感光鼓1大致均匀地带负电。此后，感光鼓1受到上述激光L的照射，在其上形成与图像信号相对应的静电潜像。接着，利用显影器4，使该静电潜像作为显影剂像(调色剂像)而变成可视图像。
这里，由激光扫描装置10、一次带电器2、以及显影器4，构成图像形成单元。此时，将符合静电潜像形成条件的DC偏压成分与用于提高显影效率的AC偏压成分叠加，并施加于显影器4所具有的显影剂承载体4a。显影剂承载体被做成可绕转动轴转动的辊状，该转动轴与感光鼓1的转动轴线方向大致平行。显影剂承载体，伴随着其转动，将表面所承载的显影剂输送到与感光鼓1相对的部分(显影区域)。进而，根据形成在感光鼓1上的静电像，将显影剂中的调色剂从显影剂承载体转移，从而，在感光鼓1上形成显影剂像。
接着，利用带式转印装置6，将该调色剂像以静电方式转印到记录材料P上。在本实施例中，带式转印装置6包括带状的记录材料承载体，即转印带(记录材料承载带)61，该带状的记录材料承载体张架在2个辊，即驱动辊63与从动辊64之间。通过将来自作为驱动装置(驱动源)的驱动电动机(图中未示出)的驱动传递给驱动辊63，从而沿着图1的箭头R2方向，周向驱动转印带61。在本实施例中，通过转印带61，与感光鼓1相对地配置有被做成辊状的作为转印构件的转印带电器62。由此，在转印带电器62的位置，在转印带61与感光鼓1之间，形成转印部n。通过转印带电器62的作用，将感光鼓1上的调色剂像转印到保持在转印带61上的记录材料P上。在进行转印步骤时，对转印带电器62施加与显影剂中的调色剂的正常的带电极性相反的极性的电压。利用包括记录材料容纳部、记录材料输送构件等记录材料供给装置(图中未示出)，将记录材料P输送到转印带61。
其细节将在后面说明。在本实施例中，与转印带61相对地设置有作为显影剂像检测装置的光学传感器(纹样传感器)5。于是，转印带61将作为控制用图像(被检测像)的基准图像(纹样图像)从感光鼓1转印到该光学传感器5上，也作为在该光学传感器5上进行基准图像检测的第2像承载体而发挥作用。
接着，转印了调色剂像的记录材料P，与转印带61分离，并输送到作为定影装置的定影器9。进而，定影器9对承载未定影调色剂像的记录材料P进行加压加热，使调色剂像定影于记录材料P。此后，将记录材料P排出到设备外。
另外，利用清扫器7，使将调色剂像转印到记录材料P后残留在感光鼓1上的调色剂(转印残留调色剂)与感光鼓1分离。这样，感光鼓1被清扫并继续回到1次带电的过程，从而反复供给于图像形成。作为清扫装置，在本实施例中，使用了将板状的刮板抵接到感光鼓1上刮除调色剂的清扫器，但本发明并不限于此，也可以使用其他方法，诸如转动毛刷状的辊并利用该毛刷从感光鼓1回收调色剂的方法等。
在本实施例中，由感光鼓1、一次带电器2、曝光装置10、显影器4、转印带电器62等，构成将图像形成在转印带(第2像承载体)61上的图像形成单元。
图3表示本实施例的示意控制框图。图像形成装置A具有集中控制装置动作的图像形成控制部110。图像形成控制部110，具有相当于控制的中心元件的CPU111，该CPU111上连接有存储了CPU111执行的程序和各种数据的ROM112，作为工作用的存储器等使用的RAM113。另外，图像形成控制部110中设置有基准图像发生电路(参照图像发生电路)114，脉宽调制电路115等。CPU111根据存储在ROM112中的数据、程序等，使图像形成装置A顺序动作。
在图像形成控制部110上，连接有图像处理部(视频控制器)120。图像处理部120接受来自外部设备的图像信号，并且将该信号转换成与图像形成装置A中的图像形成相关的信号，并发送到图像形成控制部110中的CPU111，其中，所述外部设备为可通信地连接于图像形成装置主体110的图像读取装置200、个人计算机等。CPU111根据这样的图像形成信号，控制图像形成装置A中各部分的动作。另外，在本实施例中，其细节如后面将要说明的那样，图像形成控制部110中的CPU111，产生用于使移动纹样传感器5的检测位置的移动装置动作的控制信号。进而，CPU111作为以下那样的控制装置发挥作用，即，所述控制装置根据纹样传感器5的检测结果，可变地控制图像形成单元的图像形成条件。
在本实施例中，在检测位置N检测转印带(第2像承载体)61上的作为控制用图像的纹样图像，作为这样的检测装置(显影剂像检测装置)，在转印带61的图1中下部，与转印带61相对地配置有光学传感器(纹样传感器)5。其细节如后面将要说明的那样，在本实施例中，图像形成装置A具有移动单元3(图4)，该移动单元能够在纹样传感器5检测作为控制用图像的纹样图像时，移动纹样传感器5的检测位置。
图2表示在本实施例中所使用的纹样传感器5的示意结构。在本实施例中，纹样传感器5具有光源50，接受将检测光从光源50照射到调色剂像时的反射光的浓度测量用受光元件51，以及用于使光源50的光量恒定的直接接受光源50的光量的光量调整用受光元件52。在本实施例中，作为光源50，使用了发光二极管(LED)，作为浓度测量用受光元件51，使用了作为光电转换元件的光电二极管(PD)。
即，此时检测位置N，是光源50将光照射到纹样图像的位置(照射位置)。纹样传感器5产生与调色剂像的调色剂附着量相应的信号。据此，能够检测调色剂像的调色剂附着量。本发明对于相当于显影剂像检测装置的光学传感器(纹样传感器)本身，并不限定于本实施例中示出的传感器，能够适当采用可利用的传感器。
接着，说明形成在转印带61上的纹样图像的浓度的检测方法。
设置产生具有与预先确定的浓度相对应的信号电平的基准图像信号(参照图像信号)的、作为基准图像发生装置的基准图像发生电路(参照图像发生电路)114，并将来自该基准图像发生电路114的基准图像信号，提供给脉宽调制电路115，产生具有与上述预先确定的浓度相对应的脉冲宽度的激光驱动脉冲。脉宽调制电路115，将该激光驱动脉冲提供给激光扫描装置10的半导体激光(图中未示出)，仅在与该脉冲宽度对应的时间发出该激光，从而用激光扫描感光鼓1。由此，在感光鼓1上形成与上述预先确定的浓度对应的基准静电潜像(参照静电潜像)。
接着，利用显影器4使该基准静电潜像显影。在本实施例中，所显影的纹样图像被转印到转印带61上。在这样得到的纹样图像上，从纹样传感器5的光源50照射光。利用光电转换元件51接受上述反射光。反射光量依赖(相关)于调色剂像的调色剂附着量。例如，当是黑色调色剂时，通常，如果调色剂附着量增加(即，图像浓度变高)，则反射光量减少。当是黄、品红、青等彩色调色剂时，如果调色剂附着量增加(即，图像浓度变高)，则反射光量增多。由此，光电转换元件51的输出信号(输出电压)，依赖(相关)于调色剂像的调色剂附着量。因此，利用表示输出电压(传感器输出电压)与图像浓度的关系的转换式，能够将调色剂像的调色剂附着量与上述纹样图像的浓度进行对应。
作为显影剂像检测装置的纹样传感器5，如前所述，与过去一样，能够用于检测显影剂浓度控制用图像、灰度校正控制用图像。即，以下示出纹样传感器5的利用方法的例子。
(1)能够用于校正因显影而变化了的显影器4内的显影剂浓度(如果是二组分显影剂，则是调色剂浓度(T/D比)；如果是一组分显影剂，则是调色剂量)。即，使由显影剂浓度控制用的图像信号所形成的静电潜像显影，形成作为显影剂浓度控制用图像的纹样状的调色剂像(纹样图像)。并且，将光从纹样传感器5的光源50照射到该纹样图像上，由浓度测量用受光元件51接受上述反射光，通过对该输出值进行浓度转换，检测纹样图像的浓度。由此，根据预先所确定的检测浓度和需要调色剂补充量的转换表，向显影器20内补充调色剂(纹样检测ATR)。典型地，通过向显影器4补充调色剂，使得通过将预定电位的基准潜像显影而得到的纹样图像的浓度变为恒定，从而能够使显影器4内的显影剂浓度(调色剂浓度等)维持恒定，从而能够适当地保持图像浓度。调色剂的补充量，例如，能够通过CPU(控制装置)111，根据由纹样传感器5检测出的纹样图像的浓度，控制输送构件的驱动量来调整，该输送构件是设置在从收容补充用调色剂的调色剂补充容器(图中未示出)到显影器4的调色剂输送路径上的螺杆等。
(2)利用电摄影方式的图像形成装置，由于周围的环境、使用张数等而产生图像浓度的γ特性的变化。其结果，特别是彩色图像，表现出色泽的变化、最亮部的灰度变动，成为图像形成的不稳定的主要原因。因此，将由灰度校正控制用的图像信号所形成的静电潜像显影，形成作为灰度校正控制用图像的纹样状的调色剂像(纹样图像)。通常，形成多个灰度等级的纹样图像。与上述方式相同，利用纹样传感器5检测该纹样图像的浓度。进而，利用检测出的浓度信息，再次生成作为γ转换器的灰度校正装置(灰度校正用信息)的对照表(γLUT)，并基于此进行γ校正。由此，维持所希望的灰度特性。即，首先，形成多个纹样图像。接着，利用纹样传感器5检测各纹样图像的浓度。进而，如图21所示，实施灰度校正控制。在图21中，横轴表示纹样图像的图像信号电平(灰度等级)，纵轴表示标准化后的纹样图像的浓度数据。直线a表示图像浓度控制的目标浓度灰度特性(并不限于此，但在图21的例子中，确定出目标浓度灰度特性，使得图像数据与浓度的关系为比例关系。)。另外，曲线b表示未实施灰度校正控制的状态下的浓度灰度特性，即，检测多个纹样图像并计算出的曲线。曲线c表示灰度校正表，该灰度校正表通过求校正前的浓度灰度特性b的相对于目标浓度特性a的对称点来计算。这样，例如，CPU111根据由纹样传感器5所检测出的各纹样图像的浓度，重新生成LUT(曲线c)。并且，CPU111将该重新生成的γLUT，存储在例如图像处理部120具有的存储部中，使得能够在图像处理部120中进行使用。从而，在此后的图像形成中，通过用重新生成的γLUT进行γ校正，能够得到所希望的灰度特性。
为了进行灰度校正而调整的像形成条件，并不限于上述γ表，也可以调整形成静电潜像的感光体的带电条件或显影条件等。
关于如上所述的显影剂浓度控制(ATR)、灰度校正控制本身，已知有各种方式的技术，在本发明中，能够利用适当的任意的技术，因此，省略此外的详细说明。
这些纹样图像，能够形成在记录到记录材料P并输出的图像(输出图像)的成像(打印)开始时、成像结束时、形成在纸张之间(输出图像的连续成像时的图像与图像之间)等。
例如，因为在连续成像过程中也需要调色剂补充操作，所以作为上述(1)的显影剂浓度控制用图像的纹样图像在纸张之间形成，并根据其检测结果进行反馈。在连续成像过程中连续提供记录材料P的情况下，空出记录材料P的提供所需要的间隔(纸张之间)，以恒定间隔将记录材料P输送到转印部n。图像形成单元与此保持一致地进行图像形成。此时，在感光鼓1上的相当于纸张之间的位置形成纹样图像，并将该纹样图像转印到相当于纸张之间的位置的转印带61上。从而，在本实施例中，当转印在转印带61上的纹样图像到达纹样传感器5的检测部时，与此保持一致地进行纹样传感器5的移动。
这里，当作为控制用图像的纹样图像由作为检测装置的纹样传感器5来检测时，进行在感光鼓1上的输出图像的静电潜像和调色剂像的形成，并进行向转印带61上的记录材料P的调色剂像的转印，所述纹样图像，形成在作为第1像承载体的感光鼓1、或作为第2像承载体的转印带61上的图像与图像之间(相当于纸张之间的位置)。这是为了防止纹样图像的检测妨碍图像形成。
为了读小的纹样图像，以现有的结构，需要降低成像速度等。但是，如果在纸张间降低成像速度，就必须要取得直到带电高压和显影高压等设定值变更、速度切换时的速度稳定为止的稳定时间。并且，为此，需要中断任务(按照1个图像形成指示的对单个或多个记录材料的一连串的图像形成动作)，停机时间(不能进行输出图像的形成的时间)变长。与此不同，在本实施例中，通过使利用纹样传感器5的检测位置能够移动，从而可以进行不降低成像速度并利用小的纹样图像的控制。
另外，作为上述(2)的灰度校正控制用图像的纹样图像，通常，在输出图像的成像前、成像结束时、或在长任务的连续成像过程中，中断任务进行纹样图像的形成。例如，在成像前形成灰度校正控制用的纹样图像的情况下，当复印开始等成像指示送到图像形成控制部(引擎控制部)110时，图像形成控制部110判断是否符合形成纹样图像的条件。是否符合形成纹样图像的条件，通过判断是否进行了一定张数的成像等来进行。例如，在本实施例的图像形成装置A中，当超过200张进行成像时，进行动作以在成像前形成灰度校正控制用的纹样图像。从而，当纹样图像的形成条件已具备时，引擎(图像形成部)在成像开始时首先形成纹样图像。在感光鼓1上的纹样图像的形成结束之后，立刻进行通常的输出图像的成像动作。
将形成在感光鼓1上的灰度校正控制用的纹样图像，转印到转印带61，而将通常的输出图像，转印到由转印部n所提供的记录材料P上。并且，在本实施例中，当转印到转印带61的纹样图像到达利用纹样传感器5的检测部时，与此保持一致地进行纹样传感器5的移动。
这里，在灰度校正控制用的纹样图像中，也有以下的问题，即当为了形成小尺寸的纹样图像而改变了成像速度时，与上述显影剂浓度控制用的纹样图像的形成时相同，停机时间长。因此，快速打印时间(根据成像开始指示直到形成第1张图像为止的时间)、或任务结束后受理下一个任务用的时间延长了。由此，用户的使用方便性明显变差。与此不同，在本实施例中，通过使纹样传感器5的检测位置能够移动，能够进行不降低成像速度且利用小的纹样图像的控制。
接着，说明在本实施例中最具特征的纹样传感器5的检测位置的移动方法。
图4是从转印带61的图1中下面方向看纹样传感器5所看到的图。在本实施例中，利用移动装置3，能够使纹样传感器5的检测位置，沿着形成纹样图像的第2像承载体即转印带61的移动方向移动。在本实施例中，移动装置3，通过使纹样传感器5本身移动，从而使纹样传感器5的检测位置沿着转印带61的移动方向移动。
进一步说明，在本实施例中，是支持着纹样传感器5使其能够与转印带61平行地移动。纹样传感器5保持为，能够在配置在与转印带61的移动方向(转动方向)同方向的轨道30上移动。轨道30是保持纹样传感器5、且限制其移动方向的保持构件。另外，纹样传感器5与带状齿轮31相连接。
在驱动转印带61的驱动辊63上，安装传递用于移动纹样传感器5的驱动的第1齿轮35。并且，第1齿轮35的驱动力，传递到第2齿轮34、第3齿轮(连接用齿轮)32，最终传递到带状齿轮31。第1齿轮35、第2齿轮34、第3齿轮32，以及带状齿轮31，是将使纹样传感器5移动的驱动力向纹样传感器5传递的驱动传递构件。
另外，在第2齿轮34与第3齿轮(连接用齿轮)32之间，设置有相当于驱动切换装置的电磁离合器33。由此，通过以所希望的定时使电磁离合器用开关33a动作，从而能够使纹样传感器5沿转印带61移动。
这样，在本实施例中，用于使纹样传感器5移动的驱动源，兼任转印带61的驱动源。因此，使纹样传感器5的检测位置沿转印带61的移动方向移动的移动装置，包括转印带61的驱动源，驱动辊63，第1、第2、第3齿轮35、34、32，电磁离合器33，以及带状齿轮31。
在本实施例中，其细节如后面将要说明的那样，将纹样传感器5的在转印带61的移动方向上可移动的距离M设定为50mm，将同方向上的纹样图像T的可检测距离m设定为30mm。
当接通电磁离合器33后，驱动辊63的驱动力传递给带状齿轮31，使纹样传感器5沿图4中箭头f方向，即与相对的转印带61的移动方向相同的方向移动。另外，作为加力装置，设置有弹簧(图中未示出)，使得当断开电磁离合器33、驱动力消失时，纹样传感器5回到原来的位置(原位置(home position))h。由此，当断开电磁离合器33后，纹样传感器5因受到弹簧的力，而沿图4中箭头r所示的反方向即与相对的转印带61的移动方向R2相反的方向返回。
显影剂检测装置的检测位置是指，对准光学传感器时检测光的照射位置(光照射点)。在本实施例中，转印带61的移动方向上的纹样传感器5的位置，由转印带61的移动方向上的纹样传感器5的检测位置，即光源50的光照射点(LED照射点)S的位置(实质上的该中心位置)代表。
在本实施例中，设定了齿轮31、32、34、35的齿数比，使得纹样传感器5的移动速度与转印带61的移动速度相同。但是，通过改变齿数比，能够改变转印带61的速度和纹样传感器5的移动速度。
在本实施例中，纹样图像T，以纸张之间即相当于一系列图像形成动作(任务按照1个图像形成指示的对单个或多个记录材料的一系列的图像形成动作)中的记录材料P与记录材料P之间的定时，形成在转印带61上。纸张之间为20mm。并且，转印带61的移动方向上的纹样图像T的尺寸t设定为10mm。即，在本实施例中，根据纹样图像形成信号，生成电磁离合器33的定时。即，CPU111接收基准图像发生电路114产生的基准静电潜像信号，并与脉宽调制电路115产生激光驱动信号同步，产生接通电磁离合器33的电磁离合器用开关33a的信号。因此，纹样图像T的位置与纹样传感器5的检测位置间的同步，有错开大约±1mm的情况。另外，转印带61的移动方向上的纹样传感器5的光照射点S的尺寸(直径)S为5mm。因此，在本实施例中，估计其他的余量，将转印带61的移动方向上的纹样图像T的尺寸t设为10mm。
图5A是表示由现有的纹样传感器测得的纹样图像T上的光照射点S的轨迹的图。纹样图像T沿箭头R2表示的转印带61的移动方向移动，因此，如以往那样，当纹样传感器5固定时，纹样图像T上的光照射点S，沿图5A中箭头α方向(与由箭头R2表示的转印带61的移动方向相反的方向)移动。光照射点S的轨迹是连续的，但为了使之容易理解，用示意的方式以重叠圆状的点的形式进行图示。
另一方面，在本实施例中，如图5B所示，纹样传感器5与纹样图像T的移动相对地以同样的速度进行移动，因此，光照射点S相对纹样图像T不移动。由此，如图所示，能够减小转印带61的移动方向上的纹样图像T的尺寸t。
如上所述，在本实施例中，纹样传感器5的可移动距离M为50mm，与此不同，纹样传感器5的移动过程中的纹样图像T的可检测距离设定为30mm。即，因担心由电磁离合器的断开/接通产生的震动等，进行设定使得在纹样传感器5的移动动作中，最初的10mm和后半部分的10mm不进行纹样图像T的检测(读取，取样)。
在本实施例中，图像形成装置A的图像形成速度(在本实施例中，与感光鼓1和转印带61的圆周速度(表面移动速度)相对应)为200mm/sec，因此，与纹样传感器5的可检测距离m＝30mm相对应的可读取时间为150msec。因此，在此期间进行纹样图像T的浓度测量。用其结果，作为像形成条件，能够进行上述(1)和/或(2)所示的显影器4中的显影剂的调色剂浓度的控制，或进行灰度校正表的校正等所希望的图像参数的控制。
以往，为了进行同样的控制，作为转印带61的移动方向上的纹样图像T的尺寸t，需要大约20mm。与此不同，在本实施例中，通过采用上述结构，能够使之减小到一半即10mm。由此，用于形成纹样图像T的调色剂的消耗量的减少，在本实施例中，能达到一半。
另外，以往，为了进行同样的控制，形成转印带61的移动方向上的尺寸t为20mm的纹样图像T，此时，通常是考虑各种余量后需要大约30～40mm的纸张之间的距离。与此不同，根据本实施例，能将如上所述的转印带61的移动方向上的纹样图像T的尺寸t取为10mm，因此，能将纸张之间的距离缩短到20mm。
另外，以往，显影剂浓度控制用的纹样图像T、灰度校正控制用的纹样图像T等控制用图像变小，纹样传感器5的检测时间缩短，因此，不能正确地进行检测，而根据本实施例，即使在这些控制用图像小的情况下，也能够充分取得检测时间，将检测出的数据平均化，以排除检测时纹样传感器5受到的噪声的影响。
在本实施例中，为了取得纹样图像T与纹样传感器5的同步，使用了纹样图像T的成像定时，但本发明并不限于此。例如，也可以是在转印带61上设置白色的标识带等标识，用光学传感器等对其进行传感检测，并取得纹样传感器5的移动的定时。
另外，在本实施例中，纹样传感器5的移动装置3，由于转印带61的驱动，通过齿轮获得了驱动力，但本发明并不限于此。当然可以利用例如由步进电动机等驱动源独立于转印带61地驱动等另外的驱动装置，使纹样传感器5移动。
并且，移动装置3，例如，通过形成以下那样的结构，也能够使纹样传感器5沿着转印带61的移动方向移动。图6A是从转印带61的图1中下面方向看纹样传感器5所看到的图。另外，图6B是沿转印带61的移动方向看纹样传感器5所看到的转印带61的纵向的剖面图。如图6A和图6B所示，在转印带61的预定位置的背面(未转印纹样图像T的一侧)，安装例如Fe-Ni、Mn-Zn铁氧体等磁性体36，并在该部分的表面形成纹样图像T。另一方面，在纹样传感器5一侧，配置电磁铁37。即，通过支持构件38，将纹样传感器5安装到电磁铁37上。与图4所示的移动装置3相同，纹样传感器5可移动地保持在轨道30上。并且，当纹样图像T来到纹样传感器5的检测位置时，接通电磁铁用开关37a，给电磁铁37通电。通过这样，能够利用磁力，将纹样传感器5保持(约束)在转印带61上的预定位置，伴随着转印带61的移动，沿与该移动方向R2相同的方向移动。
以上，根据本实施例，配置纹样传感器5，以使其沿承载纹样图像T的转印带61的移动方向移动，与纹样图像T的移动保持一致地使纹样传感器5也移动并检测纹样图像T，从而，能够减小纹样图像T的尺寸。由此，能够减小形成纹样图像T的区域，例如纸张之间。另外，能够缩短控制时间，或在相同的时间内增加纹样图像的数量等。进而，能够减小纹样图像T的尺寸，从而与此同时能够降低调色剂消耗量。并且，根据本实施例，即使在显影剂浓度控制用的纹样图像T、灰度校正控制用的纹样图像T等控制用图像小的情况下，也能够充分取得对纹样图像T进行检测的时间，能够正确地检测控制用图像。
实施例2接着，说明本发明的另一实施例。本实施例的图像形成装置的基本结构和动作，与实施例1中的相同。因此，在这里，对具有实质上与实施例1中相同或相当的功能、结构的元件，赋予相同的符号，并省略其详细说明。
在本实施例中，说明在转印带61的移动速度与纹样传感器5的检测位置的移动速度之间设置了差异的情况。与实施例1相同，在本实施例中，移动装置3，通过使纹样传感器5本身移动，而使纹样传感器5的检测位置沿转印带61的移动方向移动。
在本实施例中，特别说明形成作为灰度校正控制用图像的纹样图像(以下，在本实施例中，也称为“灰度纹样”)T，并利用纹样传感器5对其进行检测，从而进行灰度校正控制(γLUT的校正控制)的情况。但是，并不限于此，如上所述形成作为显影剂浓度控制用图像的纹样图像并对其进行检测的情况，本实施例也适用。
利用灰度纹样T的灰度校正控制(纹样检测灰度控制)，如前所述，通常形成浓度不同的多个纹样图像T，由纹样传感器5检测其浓度，并校正γLUT使其具有适当的灰度特性。
一般，在利用灰度纹样T的灰度校正控制中，灰度纹样的数量越多，越能高精度地进行控制，即，通过形成更多的灰度等级的灰度纹样T并对其进行检测，能够高精度地进行控制。但是，如果增加灰度纹样T的数量，则控制时间变长，图像形成装置的停机时间增加。因此，图像形成装置的使用方便性的恶化令人担心。另外，如果增加灰度纹样T的数量，则调色剂消耗量将增加，这也令人担心。因此，以往大多是以5～8个左右的灰度纹样T进行控制。
在本实施例中，灰度纹样T为16灰度。即，形成16个纹样图像。这是由于，通过缩小各灰度纹样T的在转印带61的移动方向上的尺寸，能够增加灰度纹样的数量。
在本实施例中，纹样传感器5的移动装置3，使纹样传感器5的移动速度为转印带61的移动速度的1/2，即100mm/sec。这一点，与实施例1中的移动装置3不同。
图7A是示意地表示对于现有的灰度纹样T的来自纹样传感器5的光照射点S的移动的图。在本实施例中，如上所述，形成16个灰度纹样T，而图7A和图7B示意地表示第1～第4个灰度纹样T1～T4，省略了其他的灰度纹样T。
以往，由转印带61的移动带动灰度纹样T向图7A中箭头R2方向移动，相对于此，纹样传感器5以固定的状态检测灰度纹样T。从而，光照射点S沿图7A中箭头α方向(与图7A中箭头R2所示的转印带61的移动方向相反的方向)移动。因此，为了确保预定的读取时间，需要使转印带61的移动方向上的各灰度纹样T的尺寸t较大。
与此不同，在本实施例中，利用移动装置3使纹样传感器5移动，并将其移动速度设定为转印带61的移动速度的1/2。此时，如图7B所示，光照射点S沿图7B中箭头α方向(与图中箭头R2所示的转印带61的移动方向相反的方向)移动，但即使例如以与过去相同的时间来进行读取，光照射点S的移动量，也比图7A所示的过去的移动量小。因此，转印带61的移动方向上的各灰度纹样T的尺寸t，与以往相比较能够减小。这里，纹样传感器5的检测位置，即，光照射点S，与转印带61同方向地移动，并从转印带61的移动方向前头的纹样图像T1开始，向下一个纹样图像T2(对于以后的纹样图像也同样)依次移动，由纹样传感器5依次检测各纹样图像T。
因此，根据本实施例，能够缩短用于灰度校正控制的控制时间。另外，由于能缩小各灰度纹样的尺寸，因此能够降低调色剂的消耗量。或者，能够不增加图像形成装置的停机时间，而用更多的灰度纹样、即更多灰度等级的灰度纹样进行灰度校正控制。
另外，在本实施例中，通过设置转印带61的移动速度与纹样传感器5的移动速度之间的速度差，与实施例1相比，纹样传感器5在转印带61的移动方向上，能够对更大范围进行检测。因此，具有能够减小纹样图像的一部分不好时的误差这样的效果。
在本实施例中，对纹样传感器5的检测位置(在本实施例中为纹样传感器5本身)进行了设定，使其以转印带61的移动速度的1/2的速度移动，但本发明并不是将转印带61与纹样传感器5的检测位置之间的速度差限定于此。鉴于如上所述的纹样图像T的尺寸缩减效果、由于扩大检测范围而得到的误差减小效果等，能适当选定该速度差，但根据本发明者的研究，通常优选的是，将纹样传感器5的检测位置的移动速度，相对于转印带61的移动速度，设为1/4～相同速度(实施例1)。如果将速度差进一步增大(即，如果减小纹样传感器5的移动速度)，则纹样图像T的尺寸缩减的效果将减小。
另外，在本实施例中，对纹样传感器5进行了设定，使其总以同一速度运动，但也可以采用这样的结构，即将步进电动机用于驱动装置等，使纹样传感器5的移动速度为可变。
例如，能够通过模式来切换速度。例如，通过普通纸模式，能设为1/2的速度，通过涂层纸等高画质模式，能设为相同速度。
另外，在检测灰度纹样T这样的多个纹样图像T的情况下，读取纹样图像T时，能减小纹样传感器5与转印带61间的速度差，当移动到下一个纹样时，能增大速度差从而进行快速移动等。即，例如，读取第1纹样图像T时，能够使纹样传感器5以与转印带61相等的速度移动，当移动到第2纹样图像T时，停止纹样传感器5的移动，在第2纹样图像T的部分，再次使纹样传感器5以与转印带61相等的速度开始移动。
或者，也可以是，在确定纹样图像T的读取开始位置并读取了第1纹样图像T之后，在纹样图像间将纹样传感器5返回到读取开始位置，然后，在读取第2纹样图像T时，再次使纹样传感器5以与转印带61相等的速度开始移动。即，也可以是，纹样传感器5每次检测各灰度纹样T时回到原位置h(图4)，接着，检测下一个灰度纹样T。
以上，根据本实施例，能够取得与实施例1相同的效果，并且，通过设置纹样传感器5的检测位置的移动速度与转印带61的移动速度之间的速度差，能够取得根据要求扩大纹样图像T的检测范围，减小纹样传感器5的读取误差等效果。
实施例3接着，说明本发明的另一他实施例。本实施例的图像形成装置的基本结构和动作，与实施例1中的相同。因此，这里，对于具有实质上与实施例1中相同或相当的功能、结构的元件，赋予同一符号，并省略其详细说明。
在本实施例中，如图8所示，能够转动纹样传感器5，使其在与转印带61相对的部分沿转印带61的移动方向移动。在本实施例中，纹样传感器5的转动轴线，与转印带61的移动方向大致正交。由此，使纹样传感器5的检测位置沿转印带61的移动方向移动。
即，在本实施例中，纹样传感器5如图9A所示，使纹样传感器5的检测位置沿转印带61的移动方向移动的移动装置3，作为转动装置，具有步进电动机(驱动装置、驱动源)39。由此，纹样传感器5被步进电动机39转动驱动。即，纹样传感器5，通过相当于保持构件的转动轴38，固定在步进电动机39的转动轴上，CPU111通过在预定的时间以预定速度使步进电动机39转动，从而使纹样传感器5转动。能够设定由步进电动机39带动的纹样传感器5的转动数，使得纹样传感器5的检测面(照射检测光一侧的面，即，沿着与检测光的照射方向相交(在本实施例中大致正交)的方向的面)55、即纹样传感器5的检测位置(光照射点S)，能够跟随纹样图像T。
纹样传感器5，在进行显影剂浓度控制、灰度校正控制等的预定期间中，既可以与转印带61的移动同步地连续地转动，也可以与纹样图像T的通过保持一致地间歇地转动。另外，这里，纹样传感器5，不一定限于绕转动轴线完全转动。在预定的转动角度范围内往复摆动的情况，也在本发明的范围内。
这里，图10是示意地表示使纹样传感器5与纹样图像T相对并进行转动时的输出变化的图。在本实施例中，对纹样传感器5、转印带61的面这样来设定，即当纹样传感器5的检测面55与转印带61的表面平行时，纹样传感器5的检测面55与转印带61的表面的距离设定为5mm。另外，在本实施例中，设此时的纹样传感器5的位置，即纹样传感器5与转印带61正对着的位置(正对位置)为0°，此时的纹样传感器5的输出为100％(峰值)，则在本实施例中，若在转动方向上转动约10°，则纹样传感器5的输出相对于峰值为约90％。于是，即使在转印带61上的调色剂量，即纹样图像T的浓度发生了变化的情况下，如图10中的曲线I、II所示，也能得到形状相似的输出。由此，在本实施例中，纹样传感器5利用在±10°、即20°的范围内的输出的积分值，进行浓度检测。
纹样传感器5的可检测的转动角度的范围，并不限于本实施例中的范围。可以利用与检测精度等的关系适当地选定，但根据本发明者的研究，优选的是，通过对输出为峰值的80％～100％的范围内的输出进行积分，能取得好的结果，所述峰值为转印带61与纹样传感器5的位置处于上述正对位置时的输出的值。
在本实施例中，当纹样传感器5的转动角为20°时，在转印带61的面上的光照射点S的距离，约为2mm。并且，进行了设定以使得光照射点S移动2mm期间，纹样图像T的面移动4mm。即，在本实施例中，相对于转印带61的速度，将纹样传感器5的移动速度设定为1/2的速度。纹样传感器5在20°的转动中，转动时间为20msec。当然，如实施例1、2所述，转印带61的移动速度与纹样传感器5的检测位置的移动速度之间的速度差，也可以是其它的值，或者，可以使二者速度大致相等。这能够通过在借助于转动装置的纹样传感器5的转动速度与转印带61的移动速度之间设置速度差，或使二者速度大致相等来实现。
根据本实施例，利用上述结构，能够将转印带61的移动方向上的纹样图像T的尺寸缩减为以往的一半左右。由此，能够缩小用于形成纹样的区域，例如纸张之间。另外，也能将调色剂消耗量缩减为一半。
在本实施例中，利用步进电动机39转动驱动纹样传感器5，但本发明并不限于此。例如，如图9B所示，与实施例1中驱动纹样传感器5的结构大致相同，通过第1齿轮34、第2齿轮35、电磁离合器33、以及转动轴38连接传递转印带61的驱动，能够取得同样的效果。
实施例4接着，说明本发明的另一实施例。本实施例的图像形成装置的基本结构和动作，与实施例1中的相同。因此，这里，对于具有实质上与实施例1中相同或相当的功能、结构的元件，赋予同一符号，并省略其详细说明。
在本实施例中，将使纹样传感器5的检测位置沿转印带61的移动方向移动的移动装置，设置为纹样传感器5的内部结构。在本实施例中，通过使从被做成光学传感器的纹样传感器5的光源50所照射的检测光进行偏转，使纹样传感器5的检测位置沿转印带61的移动方向移动。即，通过改变从固定在预定位置上的光源50发出的光的行进方向，使检测位置移动。
图11是在本实施例中所使用的纹样传感器5的结构示意图。在纹样传感器5的内部配置有作为光源的发光二极管(LED)50，作为接受反射光的浓度测量用受光元件的光电二极管(PD)51，将来自LED50的照射光引导至作为对象物的纹样图像T的作为照射光路变更装置的照射光引导镜(光路变更用反射镜)53(图11中附加文字a、b表示位置的状态。)，以及将来自纹样图像T的反射光引导至光电二极管51的作为受光光路变更装置的反射光引导镜(光路变更用反射镜)54(图中附加字符a、b表示位置的状态。)。
照射光引导镜53，能像例如图11的第1位置53a和第2位置53b那样，沿图11中箭头X方向转动，将来自LED50的照射光引导至转印带61上的纹样图像T的所希望的位置，并照射该位置。同样，反射光引导镜54，能够沿图11中箭头Y方向转动，以将照射在纹样图像T上的照射光的正反射光入射到光电二极管51的大致中心。在本实施例中，使纹样传感器5的检测位置沿转印带61的移动方向移动的移动装置，包括作为转动装置转动驱动照射光引导镜(反射构件)53、反射光引导镜(反射构件)54的步进电动机。即，在本实施例中，转动装置通过使照射光引导镜53、反射光引导镜54绕与转印带61的移动方向大致正交的转动轴线转动，从而使检测光偏转，并使反射光入射到浓度测量用受光元件上。由此，能够使纹样传感器5的检测位置沿转印带61的移动方向移动。
与实施例3相同，转动装置既可以使照射光引导镜53、反射光引导镜54绕转动轴在预定范围内往复摆动，也可以完全转动。另外，照射光引导镜53、反射光引导镜54，在进行显影剂浓度控制、灰度校正控制等的预定期间中，既可以与转印带61的移动同步地连续地转动，也可以与纹样图像T的通过保持一致地间歇地转动。
进一步说明，纹样图像T承载于转印带61上，并沿转印带61的行进方向R2移动。例如，当纹样图像T位于图11中Ta的位置时，照射光引导镜53设定于第1位置53a，反射光引导镜54设定于第1位置54a。并且，当纹样图像T移动到图11中Tb的位置时，照射光引导镜53转动到第2位置53b，反射光引导镜54转动到第2位置54b，以跟随纹样图像T的移动。
在本实施例中，对纹样传感器5进行这样的设置，即使照射光引导镜53的尺寸为在转印带61的移动方向上为3mm，在与转印带61的移动方向正交的方向上为3mm。另外，使反射光引导镜54的尺寸在转印带61的移动方向上为6mm，在与转印带61的移动方向正交的方向上为5mm。
如在上述实施例中说明的那样，纹样传感器5的检测位置的移动速度，既可以与转印带61的移动速度相等，也可以在二者之间有速度差。这能够通过使借助于转动装置的照射光引导镜53、反射光引导镜54的转动速度与转印带61的移动速度相等，或通过在二者之间设置速度差来实现。
另外，在本实施例中，照射光引导镜53、反射光引导镜54，均为平面镜。在本实施例中，使用了平面镜，但通过使凹面镜等反射面带有曲率，并使用该凹面镜，也能够改善照射光、反射光的会聚特性，进一步提高传感器灵敏度。
另外，在本实施例中，反射镜53、54与在实施例3中转动驱动纹样传感器5的情况相同，用步进电动机作为转动装置来转动驱动。另外，也能够做成与在实施例3中通过传递转印带61的驱动来转动驱动纹样传感器5的情况相同，从主体驱动起经由齿轮使反射镜53、54转动。
根据本实施例，通过上述结构，能够仅利用传感器单体就跟随纹样，除转印带61的移动方向上的纹样图像T的尺寸缩减外，还缩减紧固在图像形成装置主体100内的纹样传感器5的尺寸，从而能够使配置纹样传感器5的图像形成装置主体100的结构简化。
实施例5在本实施例中，说明能用作照射光引导镜53、反射光引导镜54的驱动装置的光偏转器，该照射光引导镜53、反射光引导镜54在实施例4中说明的纹样传感器5中是作为光路变更装置(照射光路变更装置、受光光路变更装置)使用的。根据本实施例的驱动方法，能够利用更小型化的驱动结构，使纹样传感器5的照射光引导镜53、反射光引导镜54转动。
图12表示本实施例的光偏转器300的分解图。图13为从图12中的箭头A方向看到的B-B剖面图。本实施例的光偏转器300，包括支持基板(第1基板)310和第2基板320。在图12中上部的支持基板310上，可动板301由做成伸到1轴方向的成对的螺旋弹簧的弹性支持部302所支持。弹性支持部302，作为可动板301的可动轴(转动轴)而发挥作用。在可动板301的图12中上面，设置有反射镜面(图中未示出)，在图12中下面，设置有硬磁性膜303。该反射镜面作为照射光引导镜53、反射光引导镜54而发挥作用。硬磁性膜303在面内，被沿与弹性支持部302的轴方向正交的方向磁化，成为永磁铁。因此，在可动板301的无弹性支持部302的边上，出现N极和S极磁极。图13表示可动板301上的永磁铁(硬磁性膜)303的磁化状态。即，在本实施例中，可动板301，即与反射镜面的可动轴正交的方向上的可动板301的两端部被磁化，分别出现N极和S极磁极。在第2基板320上，设置有固定磁芯321a、321b、以及隔着绝缘膜324形成在固定磁芯321a、321b上的平面线圈322。
本实施例的光偏转器300，能够利用下面的方法制作。支持基板310、可动板301、以及弹性支持部302这样形成，即对单晶硅基板进行刻蚀加工，形成如图12所示的2个开口部304、305。由此，支持基板310、可动板301、以及弹性支持部302，由一体化的单晶硅形成，能够得到Q值大的振动系统。利用电子束蒸镀法在可动板301的表面形成铝膜，从而形成上述反射镜面。将Fe-Co-Cr永磁铁的切片粘结在可动板301的背面上，从而形成了硬磁性膜303，作为第2基板320，使用了具有通过热氧化形成的二氧化硅膜的硅基板。首先，在第2基板320上，通过电镀形成预定图形的成为固定磁芯321a、321b的Fe-Ni(坡莫合金)的软磁性膜。接着，通过作为真空蒸镀法之一的溅射，在软磁性膜321a、321b上，形成作为绝缘体薄膜324的二氧化硅膜。此后，在通过溅射在绝缘体薄膜324上形成铜膜后，涂敷光致抗蚀剂，并在曝光、显影后通过使用了Ar气的离子铣图形化，形成平面线圈322。此后，从第2基板320的背面进行干法刻蚀，设置了窗部322。
此后，以预定的尺寸，将上部支持基板310与下部支持基板(第2基板)320结合，由此做成本实施例的光偏转器300。如图13所示，以剖面观察光偏转器300，可动板301配置在第2基板320的窗部323内，被设置在窗部323的周围的第2基板320上的平面线圈322包围。并且，在与弹性支持部302的轴方向正交方向上的可动板301的两端部(图13中左右端部)，即，该方向上的硬磁性膜303的磁极，接近平面线圈322的内侧端面。
以下，以光偏转器300的典型例为例，说明光偏转器300的动作原理。本例的光偏转器300，能够用微细加工技术制作。如上所述，光偏转器300一般包括具有反射镜和硬磁性膜303的可动板301，平面线圈322，沿平面线圈322的平面配置的由软磁性膜形成的固定磁芯321a、321b，以及弹性支持部302，该弹性支持部302支持可动板301使其可相对于支持基板310转动。
该典型例的驱动原理如下。将光偏转器300用作实施例4中所说明的纹样传感器5的照射光引导镜53、反射光引导镜54的驱动装置(摇动体装置)的情况，其驱动原理本质上也与此相同。
可动板301的硬磁性膜303，被沿与摇动轴(弹性支持部)成直角的方向磁化，其端部分别具有S、N磁极。由于流经平面线圈322的电流，在接近可动板301的固定磁芯(软磁性膜)321a、321b的2个端部，产生相同磁极、同样大小的磁场。可动板301的两磁极，受该磁场的作用，在弹性支持部302的轴系产生转矩，可动板301转动。这里，如果使流经平面线圈322的电流为交流，则具有反射镜的可动板301能够以一定的周期摇动，使照射到反射镜上的光振动偏转。
在上述结构中，如果将平面线圈322薄膜化，则装置整体变薄。但是，如果要以平面线圈实现与立体的线圈同样的匝数，则水平方向需要很大面积。在本典型例中，为了解决该矛盾，设置了由软磁性膜形成的固定磁芯321a、321b。通过设置由该软磁性膜形成的固定磁芯321a、321b，能得到以下好处。
首先，由固定磁芯321a、321b产生大的磁场，因此能够实现大的光偏转角(可动板的大转动角)。第二，能够以更小的电流得到预定的磁场，能够实现耗电量的降低。第三，能够以更少的线圈的匝数得到预定的磁场，因此能够实现小型化。
由于固定磁芯(软磁性膜)321a、321b的引入，平面线圈322、硬磁性膜303、软磁性膜321a、321b的配置关系变得重要。一般，设置软磁性膜使其接近线圈时，在软磁性膜的端部产生磁极，出现大的磁场。但是，有时由于配置而使磁场分布的集中效率降低，因此需要适当的结构。
在本典型例的配置结构中，硬磁性膜303的两磁极的面，与形成软磁性膜321a、321b的面相对，配置在形成平面线圈322的面一侧的方向上。并且，配置在与形成软磁性膜321a、321b的面大致一致的平面内。这相当于以下三种配置。第1，在形成软磁性膜321a、321b的面与形成硬磁性膜303的两磁极的面之间，配置有形成平面线圈322的面的配置。第2，在形成软磁性膜321a、321b的面与形成平面线圈322的面之间，配置有由硬磁性膜303形成两磁极的面的配置。第3，形成软磁性膜321a、321b的面，与形成硬磁性膜303的两磁极的面大致处于同一平面的配置。
用图14A、14B、14C、以及14D进一步说明本典型例的平面线圈322、硬磁性膜303、以及软磁性膜321a、321b的配置结构。这里，平面线圈322围绕着可动板301，而图14A-14D中仅描绘了剖面。并示意地表示可动板301、弹性支持部302，以及从软磁性膜321a、321b发出的磁感应线的一部分。更详细的磁感应线图，将作为后述的模拟的一例进行说明。
图14A表示上述第1配置，图14B表示上述第2配置、图14C、图14D表示上述第3配置。
参照图14A，在软磁性膜321a、321b的端部，出现磁感应线密的强磁场，磁感应线朝向配置平面线圈322的上方向。由设置在可动板301上的硬磁性膜303形成的两磁极，当与软磁性膜321a、321b相对处于平面线圈322一侧时，受到与软磁性膜321a、321b正交的方向的强磁场作用，可动板301获得大的转动转矩。这种情况，在图14B的配置中也同样。对获得借助于硬磁性膜303的两磁极和软磁性膜321a、321b大的转动转矩有效的配置关系，直到软磁性膜321a、321b和可动板301分别配置在大致一致的平面内的位置为止。超过该一致的平面内后，硬磁性膜303的两磁极的面，配置在以软磁性膜321a、321b的面为基准且与平面线圈322相反一侧的位置，则在两磁极的磁场反而变小。因此，获得大的转动转矩的极限的配置，如图14C和14D所示。
如果将软磁性膜321a、321b配置在接近硬磁性膜303的两磁极的位置，则两磁极上有大的力起作用，而如果力的方向偏离可动板301的转动方向，则有助于运动的成分变少。因此，最好是与连接硬磁性膜303中两磁极的方向正交的磁场成分大的图14A和14B的配置关系。由此，能够以少的耗电量构成偏转角大的小型的光偏转器300。
图14A的光偏转器300，能够由以下部分制作，例如，支持可动板301和弹性支持部302的支持基板，和1个形成平面线圈322及软磁性膜321a、321b的基板。制作图14B的光偏转器300时，需要3个基板，即支持可动板301和弹性支持部302的支持基板，形成平面线圈322的基板，以及形成软磁性膜321a、321b的基板。由此，可以说最优选的配置是图14A的配置，即按软磁性膜321a、321b-平面线圈322-硬磁性膜303的顺序配置。
可动板301也可以在单面或两面具有被沿同方向磁化的硬磁性膜303。为了增大产生可动板301的摇动的力，硬磁性膜303的至少一者，需要满足上述配置关系。
软磁性膜321a、321b和线圈322，可以形成在支持可动板301的支持基板310上。另外，软磁性膜321a、321b和线圈322，也可以形成在与支持可动板301的支持基板310相对配置的第2基板320的面上(图12、图13)。采用第2基板320时，最好是在与可动板301相对的部分设置窗部或凹部323。通过形成作为贯通第2基板320的孔的窗部或凹部323，能够得到以下两点好处。第1，可动板301因螺旋转动而位置变化时，不会与第2基板320接触。第2，可动板301位置变化时在与第2基板320之间不形成空气阻尼，从而能够防止振动系统的Q值下降。在作成窗部时，其他的好处是能够使偏转的光通过该窗部入射。
可动板301的弹性支持部302，也可以由单晶硅形成。单晶硅是一种容易得到且机械特性优良(即，比较轻且在物力的强度、耐性、寿命方面优良)的材料。将弹性支持部302做成单晶硅，由于弹性支持部302的阻尼系数变小，所以当以共振形式进行利用时，能够得到大的Q值。并且，因为不会像金属材料那样因反复变形而产生疲劳破坏，因此能够构成长寿命的光偏转器等。
另外，单晶硅由于能够采用半导体电路制造技术高精度地加工，所以在形成形状再现性高的机械零件方面，是合适的材料。通过利用反应性气体的干法刻蚀、或利用碱性溶液的各向异性刻蚀，能够将弹性支持部302、可动板301、以及支持基板310一体化地形成在由硅构成的同一基板内，能够形成无成为另一个物体的结合部的构造物。利用这样的构造物，在结合部的能量传递效率难以减少，在利用共振的可动板上能够得到大的Q值。
反射镜面采用对偏转的光反射系数高的材料。在可见光范围内最好是铝、银等；在红外线范围内可以用铝、银、金、铜、铑等。
硬磁性膜303，除了通过电镀、溅射等手段形成Sm-Co、Co-Cr、Co-Pt、Co-P、Co-Ni、Ni-P等薄膜的方法外，用下述方法也能够形成，即粘结Fe-Co-Cr类的永磁铁的方法；将Nd-Fe-B所代表的稀土类的永磁铁的粉末与糊状的粘接剂混合，涂敷混合后的物质并使其硬化的方法。硬磁性膜303，在强磁场中被沿预定方向磁化，成为永磁铁。
因Fe-Ni(坡莫合金)、Fe-Si、Fe-N、Fe-Zr-Nb、Co-Fe-B等的矫顽力低，而剩余磁化少、饱和磁化大、损失少，利用这样的磁性材料，通过电镀、溅射等手段形成薄膜，得到作为固定磁芯的软磁性膜321a、321b。
图15表示通过模拟由缠绕成平面状的线圈生成的磁场的磁感应线。是从与图13相同的剖面方向所看到的图。图15中，两条水平的线为线圈。可知磁感应线分布在线圈面的上下是对称的。图16表示沿该线圈的面在下侧附加软磁性膜时的模拟的结果。可知，此时，隔着线圈上下的磁感应线的分布是非对称的。
现在，如图17所示，如果配置成夹住转动轴(弹性支持部)302的可动板301的两端部(图13左右端部)来到线圈的内侧端面附近，则在图17中B的位置(与软磁性膜形成的平面相对，与设置有平面线圈的一侧相反的一侧)，磁感应线的切线的方向，即磁场的方向与可动板301的转动的方向(图17中为上下方向)形成的角θ变大。
与此不同，在图17中A的位置(与软磁性膜形成的平面相对，设置有平面线圈的一侧)，磁场的方向接近于可动板301的转动方向。因此，有助于可动板301的转动运动的磁场的成分增多。如果配置可动板，使得在可动板301的N极、S极的磁通流向与N→S方向(图17中为左右方向)成直角的方向，则对可动板的转动的效率提高。在这点上，可动板301位于夹着平面线圈与软磁性膜一侧相反的一侧的图17中的A的位置是优选的。因此，在本实施例中，采用与图17中A的位置相当的如图13所示的配置关系，设置有具有硬磁性膜303的可动板301，固定磁芯(软磁性膜)321a、321b，以及平面线圈322。此外，图17中的磁感应线，是忽略可动板301的磁影响而进行表示的，但上述结论仍然是有效的。另外，在图17中，可动板301的整体做成为磁铁。
权利要求
1.一种图像形成装置，其特征在于，包括像承载体，沿预定的方向移动；图像形成单元，在上述像承载体上形成像；检测装置，在检测位置上检测移动的上述像承载体上的被检测像；控制装置，基于上述检测装置的检测结果，可变地控制上述图像形成单元的图像形成条件；以及移动装置，在上述检测装置检测上述被检测像时，使上述检测装置的检测位置沿上述预定的方向移动。
2.根据权利要求1所述的图像形成装置，其特征在于在上述检测装置检测上述被检测像时，上述检测位置移动的速度不同于上述像承载体移动的速度。
3.根据权利要求2所述的图像形成装置，其特征在于在上述检测装置检测上述被检测像时，上述检测位置移动的速度比上述像承载体移动的速度慢。
4.根据权利要求3所述的图像形成装置，其特征在于在上述检测装置检测上述被检测像时，上述图像形成单元在上述像承载体上形成图像。
5.根据权利要求4所述的图像形成装置，其特征在于上述移动装置通过使上述检测装置转动，使上述检测位置沿上述像承载体的移动方向移动。
6.根据权利要求5所述的图像形成装置，其特征在于上述检测装置是具有光源的光学传感器，上述检测位置是上述光源发出的光的照射位置。
7.根据权利要求6所述的图像形成装置，其特征在于上述移动装置通过改变从固定在预定位置的上述光源发出的光的行进方向，使上述检测位置沿上述预定的方向移动。
8.根据权利要求7所述的图像形成装置，其特征在于上述移动装置具有反射从上述光源所发出的光的反射构件，通过使上述反射构件绕与上述像承载体的移动方向大致正交的转动轴线转动，使上述检测位置沿上述像承载体的移动方向移动。
9.根据权利要求1所述的图像形成装置，其特征在于上述移动装置利用驱动上述像承载体的驱动力，使上述检测位置移动。
10.根据权利要求1所述的图像形成装置，其特征在于上述移动装置，利用磁力使上述检测位置移动。
11.根据权利要求1所述的图像形成装置，其特征在于上述移动装置，利用独立的驱动源的驱动力驱动上述检测位置。
12.根据权利要求1所述的图像形成装置，其特征在于上述移动装置，通过使上述检测装置转动，使上述检测位置沿上述像承载体的移动方向移动。
13.根据权利要求1所述的图像形成装置，其特征在于上述图像形成条件是对上述像承载体供给显影剂的显影器内的显影剂浓度、灰度校正用信息、上述像承载体的带电条件、以及形成在上述像承载体上的静电像的显影条件中的至少一者。
全文摘要
本发明提供一种图像形成装置，包括沿预定的方向移动的像承载体；在像承载体上形成图像的图像形成器；在检测位置上检测移动的像承载体上的被检测像的检测器；基于检测器的检测结果，可变地控制图像形成器的图像形成条件的控制器；在检测器检测上述被检测像时，使检测器的检测位置沿上述预定的方向移动的移动装置。
文档编号G03G15/08GK1770028SQ200510117130
公开日2006年5月10日 申请日期2005年11月1日 优先权日2004年11月2日
发明者大木诚 申请人:佳能株式会社