彩色成像装置的制作方法

专利名称：彩色成像装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种采用电子照相法的彩色成像装置，并且更具体地涉及ー种能够形成静电潜像的成像装置。
背景技术：
已知采用电子照相法的级联式彩色成像装置包括用于相应顔色的独立成像単元以实现高速打印。对于级联式彩色成像装置，图像从相应的彩色成像単元相继转印到中间转印带上，井随后从中间转印带整体转印到记录介质上。这样的彩色成像装置在叠加图像时会由于相应彩色成像単元中的机械因素而 产生颜色重合失调(color misregistration)(位置偏差)。特别是在激光扫描器(光学扫描器装置)和感光鼓针对每ー个彩色成像単元被独立地配置吋，激光扫描器和感光鼓之间的位置关系对于每ー种颜色都有所不同。因此，就不可能在相应的感光鼓上同步激光扫描位置，从而产生顔色重合失调。为了校正这种颜色重合失调，上述彩色成像装置可以应用顔色重合失调校正控制。日本专利申请特开平7-234612讨论了顔色重合失调校正控制，其中用于检测相应颜色的调色剂图像(以下称为用于检测的调色剂图像)从感光鼓转印到图像载置体(中间转印带)上，并且用于检测的调色剂图像沿扫描和输送方向的相对位置通过使用光学传感器进行检测。但是，在通常已知的通过光学传感器对用于检测的调色剂图像进行检测的顔色重合失调校正控制中存在以下问题。具体地，由于在颜色重合失调校正控制中要将用于检测的调色剂图像(100%浓度)施加至感光鼓和图像载置体(帯)，这需要花费时间和精力进行清理，导致降低了成像装置的可用性。

发明内容
本发明关注的是解决通过使用光学传感器对用于检测的调色剂图像进行常规检测中的上述问题，从而提供ー种具有可用性的成像装置。根据本发明的ー个方面，提供了ー种彩色成像装置，包括成像単元。成像単元包括旋转感光元件；充电单元，配置成给感光元件充电；光照射単元，配置成执行光照射以在感光元件上形成静电潜像；显影单元，配置成向静电潜像施加调色剂以在感光元件上形成调色剂图像；以及转印单元，配置成将附着至感光元件的调色剂图像转印到带上。彩色成像装置包括预曝光単元，配置成安放在转印单元的下游侧，并且在感光元件的表面由充电単元充电之前用光照射感光元件的表面；形成単元，配置成控制光照射単元在感光元件上形成用于颜色重合失调校正的静电潜像；与感光元件相关联的充电单元的供电单元；检测単元，配置成在感光元件上形成的用于颜色重合失调校正的静电潜像经过面向充电单元的位置时检测供电单元的输出；颜色重合失调校正控制单元，配置成根据检测単元的检测结果执行顔色重合失调校正控制从而将颜色重合失调状态恢复成參考状态；以及光量控制单元，配置成在用于颜色重合失调校正的静电潜像经过面向预曝光単元的位置时且在用于颜色重合失调校正的静电潜像经过面向充电单元的位置之前至少降低预曝光単元的光发射量。本发明的更多特征和方面将根据以下參照附图对示范性实施例的详细说明而变
得清楚。


并入说明书并且构成其一部分的附图示出了本发明的示范性实施例、特征和方面，并且与说明书一起用于解释本发明的原理。图I是示出了级联式(4鼓式)彩色成像装置的框图。
图2A示出了彩色成像装置中具有多个高(电)压电源的高压供电设备的配置；图2B是示出了充电高压电源、控制单元的配置的电路图以及示出了发动机控制单元的硬件框图；图20是示出了发动机控制单元的功能框图。图3是关于用于颜色重合失调检测(顔色重合失调校正)的静电潜像形成的时序图。图4A到图4J示出了在用于颜色重合失调检测(顔色重合失调校正)的静电潜像形成中不同时间的鼓充电状态。图5A到图5C是示出了用于參考值获取的处理的流程图。图6A示出了中间转印带上形成的示例性顔色重合失调检测标记(顔色重合失调校正)；图68示出了感光鼓上形成的用于颜色重合失调检测(顔色重合失调校正)的静电潜像。图7A示出了感光鼓表面电位信息检测的示例性結果，图7B示意性地示出了未将调色剂附着至静电潜像时的感光鼓表面电位，图7C示意性地示出了将调色剂附着至静电潜像时的感光鼓表面电位。图8A到图SC是示出了用于颜色重合失调校正控制的处理的流程图。图9A是示出了用于另ー种參考值获取的处理的流程图；图98是示出了用于另ー种颜色重合失调校正控制的处理的流程图。图10是示出了具有共用电流表的充电高压电源的电路图。图11是关于用于具有共用电流表的成像装置内顔色重合失调检测的静电潜像形成的时序图。图12A到图12C是示出了用于具有共用电流表的成像装置内參考值获取的处理的流程图。图13A到图13C是示出了用于具有共用电流表的成像装置内顔色重合失调校正控制的处理的流程图。图14A是示出了用于具有共用电流表的充电高压电源内另ー种參考值获取的处理的流程图；图14B是示出了用于通过具有共用电流表的充电高压电源进行的另ー种顔色重合失调校正控制的处理的流程图。
具体实施方式
以下參照附图介绍本发明的各种示范性实施例、特征和方面。以下參照

性地详细介绍本发明的示范性实施例。但是，示范性实施例中介绍的部件应该被认为是示例性的，而并未限制本发明的范围。以下介绍第一示范性实施例。图I是示出了级联式(4鼓式)彩色成像装置10的框图。记录介质12由拾取辊13送出。在通过阻カ传感器11检测到记录介质12的前缘位置之后，记录介质12的输送就在前缘稍微经过输送辊对14和15的位置立刻停止。同吋，均包括反射镜和激光二极管(发光元件)的扫描器単元20a到20d分别用激光束21a到21d相继照射感光鼓22a到22d (可旋转驱动的感光元件)。在此情况下，感光鼓22a到22d分别由充电辊23a到23d预先充电。每ー个充电辊都输出例如-1200V的电压，并且感光鼓表面被充电至例如-700V。当通过用激光束21a到21d照射充电至-700V的感光鼓表面而在感光元件上形成静电潜像时，形成静电潜像的位置的电位例如是-100V。显影单元25a到25d(显影套筒(developing sleeve) 24a到24d)输出例如-350V的电压以向感光鼓22a到22d上的静电潜像施加调色剂从而在其上形成调色剂图像。主转印辊 26a到26d输出例如+1000V的正压以将调色剂图像从感光鼓22a到22d转印至中间转印带30 (环形带)。预曝光发光二极管(LED) 28a到28d用光线均匀照射(充电前的)感光鼓表面，以从感光鼓表面通过存在或不存在静电潜像而被充电至不同电位的状态一致地等同化为例如-50V。如图I所示，预曝光LED 28a到28d被设置在相应主转印辊26a到26d的下游侧并且在相应充电辊23a到23d的上游侧。上述预曝光単元也可以被称为预光照射单元。当感光鼓表面通过充电辊23a到23d被再次充电时，只有先前刚刚形成静电潜像的部分才能被充电至例如-650V。上述预曝光単元避免了由于在先前刚刚形成静电潜像的部分和未形成静电潜像的部分之间的电位差而附着调色剂。与调色剂图像的形成直接相关的元件例如扫描器単元20a到20d、感光鼓22a到22d、充电辊23a到23d、显影单元25a到25d和主转印辊26a到26d被统称为成像单元。扫描器単元20a到20d视情况而定可以不包括在成像単元内。而且，设置在感光鼓22a到22d周边附近以作用于其上的元件(例如充电辊23a到23d、显影单元25a到25d和主转印辊26a到26d)被称为处理単元。多种类型的元件都可以对应于处理単元。中间转印带30由辊31、32和33驱动循环以将调色剂图像输送至副转印辊27的位置。在此情况下，记录介质12的输送在与副转印辊27的副转印位置处输送的调色剂图像同步的时间重新开始。然后，通过副转印辊27将调色剂图像从中间转印带30转印到记录材料(记录介质12)上。通过固定辊对16和17向调色剂图像施加热量以将记录介质12的调色剂图像固定在记录介质12上。然后，记录介质12被释放到装置之外。在此情况下，通过清理刮刀35将未通过副转印辊27从中间转印带30转印到记录介质12上的调色剂收集到调色剂废料容器36中。以下将介绍执行调色剂图像检测的顔色重合失调检测传感器40的操作。用于附图标记的字母数字符a，b，c和d表示相关部件和単元分别与黄色、品红色、青色和黑色相关。已经參照图I具体介绍了使用扫描器単元20a到20d的光照射系统。但是配置并不局限于此。例如，将LED阵列作为光照射単元的成像装置可以应用于以下的示范性实施例，直到出现颜色重合失调(位置偏差)为止。在以下的说明内容中，扫描器単元20a到20d被设置作为光照射単元。尽管以上已经具体介绍了具有中间转印带30的成像装置，但是本发明也可以转用于其他类型的成像装置。例如，本发明可以转用于具有记录材料输送带的成像装置，其中在感光鼓22上显影的调色剂图像被直接转印到由记录材料输送带(环形帯)输送的转印材料(记录材料)上。另外，本发明可以转用于旋转系统成像装置，其中通过将由ー个感光鼓旋转保持的多个显影単元相继移动到成像位置而形成图像。以下參照图2A介绍图I所示成像装置中的高(电)压供电设备的配置。图2A中示出的高压供电设备包括充电高压供电电路43a到43d、显影高压供电电路44a到44d、主转印高压供电电路46a到46d、以及副转印高压供电电路48。充电高压供电电路43a到43d分别向充电辊23a到23d施加电压以在感光鼓22a到22d的表面上形成背景电位，使得能够通过激光束照射形成静电潜像。充电高压供电电路43a到43d分别包括电流检测电路(Curr. ) 50a到50d。显影高压供电电路44a到44d分别向显影套筒24a到24d施加电压以将调色剂加 到感光鼓22a到22d上的相应静电潜像上从而形成调色剂图像。主转印高压供电电路46a到46d分别向主转印辊26a到26d施加电压以将相应的调色剂图像从感光鼓22a到22d转印在中间转印带30上。副转印高压供电电路48向副转印辊27施加电压以将调色剂图像从中间转印带30转印到记录介质12上。以下參照图2B介绍高压供电设备(參见图2A)中的充电高压供电电路43a的电路配置。參照图2B，变压器62将由驱动电路61生成的交流电(AC)信号的电压增压到几十倍的振幅。包括ニ极管1601和1602以及电容器63和66的整流电路51整流并且平滑所增压的AC信号。经过整流和平滑的电压信号作为直流(DC)负压被输出至输出端子53。比较器60控制驱动电路61的输出电压以使得经检测电阻67和68分压后的输出端子53的电压等于由发动机控制単元54(以下简单地称为控制単元54)设定的电压设定值55。根据输出端子53的电压，电流通过感光鼓22和充电辊23从接地端向输出端子53流动。在此情况下，电流检测电路50a被安插在变压器62的二次侧电路500和接地点57之间。从输出端子53输出的DC电流经变压器62的二次侧电路500流向接地点57。但是，由于运算放大器70的输入端子具有高阻抗且电流很难流入，因此几乎所有的DC电流都流入电阻71内。对于运算放大器70，由于反相输入端子被通过电阻71连接至(负反馈回到)输出端子53，因此反相输入端子被虚拟接地至连往正相输入端子的參考电压73。因此，与流过输出端子53的电流数值成比例的检测电压56就出现在运算放大器70的输出端子处。换句话说，当流过输出端子53的电流改变时，流过电阻71的电流随着运算放大器70的输出端子(而不是运算放大器70的反相输入端子)的检测电压56的改变而改变。电容器72被用于运算放大器70的反相输入端子的稳压。指示检测电流量的检测电压56被输入比较器74的负极输入端子(反相输入端子)。阈值Vref 75被输入比较器74的正极输入端子。当反向输入端子的输入电压降至低于阈值Vref 75时，输出被设定为高电平(正值)，并且ニ值化电压值561 (设定为高电平的电压)被输入控制単元54。阈值Vref 75被设定为介于用于顔色重合失调校正的静电潜像经过面向处理单元的位置时检测电压561的局部最小值与静电潜像由此经过之前检测电压561的值之间的数值。一旦检测到静电潜像时就对检测电压561的上升沿和下降沿进行检测。控制单元54例如将检测电压561在检测时间的上升沿和下降沿之间的中间点识别为检测点。控制单元54可以对检测电压561的上升沿和下降沿中的任何一个进行检测。以下介绍控制単元54。控制单元54完全控制图I中所示成像装置的操作。通过将随机访问存储器(RAM) 323用作主存储器和工作区，中央处理单元(CPU) 321就根据存储在电可擦除可编程只读存储器(EEPR0M)324中的各种控制程序来控制上述的发动机机构单元。在CPU 321的指令下，专用集成电路(ASIC) 322以不同的打印顺序控制例如每ー个电机和显影偏置高压电源。CPU 321的部分或全部功能可以由ASIC 322执行，并且相反地ASIC 322的部分或全部功能也可以由CPU 321执行。而且，控制単元54的一部分功能可以由等同于控制単元54的其他硬件执行。以下參照图2C介绍发动机控制单元54的功能框图。致动器326和传感器325是硬件部件。斑形成单元(patch forming unit) 327、处理单元控制单元330、颜色重合失调校正控制单元329和预曝光控制单元328是功能块。以下详细介绍每ー个单元。鼓的驱动电机、显影单元的分离电机以及其他类型的致动器被统称为致动器326。阻力传感器111、电流检测电路50以及其他类型的传感器被统称为传感器325。控制单元54根据从传感器325获取的信息执行各种处理。致动器326例如用作驱动源以驱动凸轮将显影套筒24a到 24d(在下文中介绍)从调色剂图像形成位置(显影位置)分离。斑形成単元327控制扫描器単元20a到20d以分别在感光鼓22a到22d上形成潜像标记(在下文中介绍)。处理单元控制单元330在静电潜像检测时控制处理单元的操作和设定(在下文中參照图3的时序图介绍)。根据对检测电压561进行检测的时间，顔色重合失调校正控制单元329通过使用计算方法来计算颜色重合失调校正量，并反映所计算出的顔色重合失调校正量(在下文中介绍)。预曝光控制单元328控制预曝光LED 28a到28d的光量(开/关控制)。因此就能够通过电流检测电路50a到50d成功地检测潜像标记(在下文中介绍)。上述功能的实现并不局限于特定的硬件配置。CPU 321、ASIC322和其他的硬件部件可以用任何方式操作，并且以任何方式进行硬件处理的局部修改。以下详细介绍根据本发明示范性实施例的用于控制顔色重合失调校正的方法。对于上述的成像装置，所述方法通过用调色剂图像在中间转印带30上形成顔色重合失调检测标记以至少降低顔色重合失调量。在至少降低顔色重合失调状态之后，所述方法通过检测充电电流的变化来測量直到静电潜像80到达充电辊23a到23d的位置为止的时间段。然后，所述方法根据测量结果设定用于颜色重合失调校正控制的參考值。例如在内部温度由于连续打印而改变时执行的顔色重合失调校正控制中，所述方法再次检测充电电流的变化以測量直到静电潜像80到达充电辊23a到23d的位置为止的时间段。所测量的时间段的变化就反映了顔色重合失调量的情況。因此，扫描器単元20a调节激光束21a的光照射时间以在打印时消除顔色重合失调量，由此校正顔色重合失调。用于颜色重合失调校正的成像状态控制并不局限于上述的光照射时间控制，而是可以基于例如感光鼓转速控制以及对每ー个扫描器単元20a到20d内包含的反射镜的机械位置调节。以下參照图3介绍由具有用于形成潜像标记的充电高压供电电路(在下文中介绍)的成像装置执行的处理。然后，在下文中參照图4A到4J介绍用于通过充电高压供电电路检测潜像标记的处理。图3中的时序图与图5A至5C、8A至8C以及9A和9B中的每ー张流程图相对应(在下文中介绍)。尽管图3仅示出了用于黄色的控制时序，但是也可以对其他顔色执行类似的处理。用于相应顔色的感光鼓22a到22d被可旋转地驱动，并且用充电高压将感光鼓表面充电至例如-700V。在时刻Tl，控制单元54输出驱动信号用于驱动凸轮将显影套筒24a到24d从相应的调色剂图像形成位置(显影位置)分离。致动器326根据输出的驱动信号操作以驱动凸轮。在时刻T2，分别与感光鼓22a到22d相接触的显影套筒24a到24d与之分离。在时刻T3，控制单元54将主转印高(电)压从开设定为关。在时刻Tl，取代将显影套筒24从相应的鼓分离，控制单元54可以将来自显影高压供电电路44a到44d的电压输出清零，或者向显影套筒24施加相反极性的电压。控制单元54可以设定显影高(电)压供电电路的操作以使显影套筒24a到24d对感光元件的作用变为至少小于形成正常调色剂图像时的作用。而且，控制単元54可以将主转印辊26a到26d从相应的鼓分离，而不是关闭主转印高压。而且，控制単元54可以设定主转印高压供电电路的操作以使主转印辊26a到26d对感光元件的作用变为至少小于形成正常调色剂图像时的作用，而不是关闭主转印高压。 在时刻T4，控制单元54开始输出激光信号。图4A示出了时刻T4时的鼓充电状态。在时刻T4，需要以这样的方式来执行激光信号发射处于面向预曝光LED 28a位置的感光鼓表面当预曝光LED28a在随后的时刻T5关闭时已经被预曝光和充电(參见图4B)。因此，在时刻T4之前，需要预先持续进行至少预定时间段的预曝光和充电处理。在时刻T8 (參见图4E)，控制单元54停止形成静电潜像90 (激光信号输出)。在略早于时刻T6(例如10毫秒)的时刻Τ5(參见图4Β)，控制单元54关闭预曝光LED 28a。在此情况下，感光元件表面位置401 (參见图4A)等同于感光元件表面位置402(參见图4B)。将感光元件表面位置402保留在后充电状态(白色十字形标记)増加了静电潜像90和背景之间的反差，有助于电流变化的检测。在时刻T5关闭预曝光LED 28a使得静电潜像90能够到达充电辊23a，同时保持电位差，不过静电潜像90可以在到达充电辊23a之前通过预曝光的光照射来定期擦除。在时亥Ij T5，处理并不局限于关闭预曝光LED 28a。与形成正常调色剂图像时相比，至少降低光发射量使得能够获得至少比不这样做得到的结果更加有利的静电潜像90的检测結果。在时刻T6，由于感光鼓被可旋转地驱动，因此形成的静电潜像90前进至面向预曝光LED 28a的位置(參见图4C)。然后，控制单元54在时刻T4到T8之间的时间段内开始并且间歇性地继续输出激光信号以在感光鼓表面上形成多个静电潜像90。当静电潜像在感光鼓表面上形成时，鼓的表面电位例如为-100V。在此情况下，时刻T4到T8之间的时间段就等同于用于鼓转一周的时间段。尽管可以形成任意数量的静电潜像90，但是在本示例中，控制单兀54在鼓转一周中姆30线就重复打开和关闭激光信号输出以在鼓转一周中形成间隔相等的20个潜像标记。图4J示出了鼓转一周在其上形成20个潜像标记的鼓表面的平面显影状态。控制单元54检测在时刻T7 (參见图4D)到Tll的静电潜像90作为电流检测电路50a中的电流改变91，在时刻T7到Tll期间(在时刻T4形成的)静电潜像90从曝光位置前进至充电位置。在检测到电流改变91吋，控制单元54执行计算处理(在下文中介绍)。在此情况下，尽管鼓表面与电流检测同时地被再次充电至例如-700V，但是仍可能有潜像部分不能被充分充电而仅充电至约-650V的情況。因此，为了平衡感光鼓表面上的电位，控制单元54例如在略迟于时刻T9 (參见图4F) 10毫秒的时刻TlO (參见图4G)再次打开预曝光LED 28a，此时静电潜像90的后端经过面向预曝光LED 28a的位置。在打开预曝光LED 28a时，鼓表面电位被设定为-50V并且随后通过后面的充电辊23a均匀充电至-700V。因此，当形成静电潜像90 (用于颜色重合失调校正的静电潜像)的感光鼓表面部分经过面向预曝光LED的位置时，控制部分54 (预曝光控制单元328)控制预曝光LED 28a以执行光的再发射。在时刻T10，控制单元54等待预定的时间段。在时刻T12，当已经预曝光和充电的感光鼓表面位置到达通过扫描器単元20a激光照射的位置吋，控制单元54再次开始形成接下来的静电潜像92。在此情况下，静电潜像90在面向预曝光LED 28a的位置移动到曝光点之后又经过了附加时间段(+X)时再次形成。上述处理的目的是为了将预曝光点和静电潜像90之间的区段的状态改变为先曝光后充电的状态，即使是在静电潜像90到达面向预曝光LED 28a的位置之前就关闭预曝光LED 28a也是如此。在由电流检测电路50a以这种方式检测完所有在鼓表面上形成的潜像标记之后， 再次打开预曝光LED 28a以使得能够平衡鼓表面电位。在具有相等电位的鼓表面完成充电之后，控制单元54通过扫描器単元20a执行以下的光照射，具体地说就是形成静电潜像90或正常的成像。在正常的成像中，控制单元54根据例如从外部设备(譬如主机)输入的图像信息通过扫描器単元施加激光照射，用于形成除静电潜像90之外的图像。尽管图41示出了显影套筒24a和主转印辊26a都从鼓上分离的状态，但是在正常的成像中两者均可与鼓表面形成接触。以下參照图5A到5C介绍根据本发明示范性实施例在顔色重合失调校正控制中用于參考值获取的处理。尽管图5A仅示出了用于黄色的处理，但是也可以对其他顔色执行类似的处理。在步骤S301,控制单元54通过成像单元在中间转印带30上形成用于颜色重合失调检测的调色剂标记。因为用于顔色重合失调检测的调色剂标记就是用于颜色重合失调校正的调色剂图像，所以它们也被称为用于顔色重合失调校正的调色剂图像。图6A中示出了其中形成有用于颜色重合失调检测的调色剂标记的状态。參照图6A，调色剂标记(也被称为调色剂图案)400和401被用于检测沿板输送方向(副扫描方向)的顔色重合失调量。调色剂标记402和403被用于检测沿垂直于板输送方向的主扫描方向的颜色重合失调量。在该示例中，调色剂标记402和403以45度傾斜。在检测时间tsfl到tsf4、tmfl到tmf4、tsrl到tsr4以及tmrl到tmr4检测调色剂图案。箭头表示中间转印带30的移动方向。已知的光学传感器可以被用于检测用于颜色重合失调校正的调色剂图像。光学传感器从用光照射的调色剂图像接收反射光并且根据接收到的光量来检测电压。假设在副扫描方向上中间转印带30的移动速度为V mm/s，參考颜色为Y，并且相应颜色图案以及用于图案400和401的Y图案之间沿板输送方向的理论距离为dsM、dsC和dsBk。例如，对于參考色Y，颜色M(品红色)的颜色重合失调量SesM由下面的公式I表示。SesC和SesBk用类似的方式表示，并且省略重复的说明。dsM指示了 Y和M图案之间的理想距离。公式I3esM=v x {(tsf2~tsf I) + (tsr2-tsrl)} /2 - dsM
假设在主扫描方向上，左右两侧用于相应顔色的顔色重合失调量分别为δ emf和δ emr。例如,对于參考色Y,颜色M的颜色重合失调量δ emf由下面的公式2表示。δ emfC、δ emf Bk > δ emrM、δ emrC和δ emrBk用类似的方式表示，并且省略重复的说明。公式23emfM=v x (tmf2-tsf2) -v x (tmfl~tsfI)顔色重合失调方向可以根据计算结果的符号(正或负)来确定。写入位置根据δ emf校正，并且主扫描宽度(主扫描放大率)根据δ emr - δ emf校正。如果主扫描宽度(主扫描放大率)有错误，那么写入位置的计算就不仅要考虑S emf，而且还要根据主扫描宽度的校正来考虑图像频率(图像时钟)的改变量。然后，控制单元54通过扫描器単元20a改变作为成像状态的激光束发射时间以消除所计算的顔色重合失调量。例如，当沿副扫描方向的顔色重合失调量为_4线时，控制单
元54就命令视频控制器200将激光束发射时间提前+4线。因此，步骤S301中的处理使得能够根据至少降低了顔色重合失调量的状态对后续用于颜色重合失调校正的静电潜像进行控制。以下介绍图5A至5C中的流程图。在步骤S302，为了限制感光鼓22a到22d的转速(周向速度)波动的影响，控制单元54将感光鼓22a到22d之间的旋转相位关系(旋转位置关系)调节为预定状态。具体地，在控制单元54的控制下，用于其他顔色的感光鼓的相位被相对于用于參考色的感光鼓的相位进行调节。当感光鼓的旋转轴设有感光鼓驱动齿轮时，控制単元54实际上调节的是相应感光鼓的各个驱动齿轮之间的相位关系。在开始进行步骤S305中的处理之前，控制单元54 —直等待，直到各个感光鼓之间的旋转相位差变为预定的相位差为止。在这种预定的相位差状态下，每ー个感光元件的旋转相位相对于其他感光元件的旋转相位都具有固定的相位差(包括零)。在步骤S303，控制单元54启动计时器。在步骤S304至S307，控制单元54执行i=l至20的循环处理。在循环处理中的步骤S305，控制单元54相继输出激光信号。扫描器単元20a根据输出的静电潜像信号执行光照射。在步骤S306，控制单元54等待预定的时间段。上述处理的目的是为了避免为相应顔色形成的静电潜像的重叠检测結果。等待时间被设定为使静电潜像即使是出现用于成像装置的最大可能的顔色重合失调也彼此不重叠。等待时间理想地应短于感光鼓22a旋转一周的时间。在此情况下，设置在充电辊23a上游侧的检测静电潜像的位置处的显影套筒24a和主转印辊26a被从感光鼓22a分离。可选地，施加的电压被设定为关(零)以使对感光鼓22a的作用变为至少小于形成正常调色剂图像时的作用。也可以由显影偏置高压供电电路(显影高压供电电路44a到44d)施加极性与显影套筒24正常时相反的偏置电压，从而避免调色剂附着至静电潜像。在采用跳动显影法(jumping development process)时,其中感光鼓22a到22d以及显影套筒24a到24d分别彼此不接触，并且包括叠加在其上的DC偏置和AC偏置的电压被施加至显影套筒24，只需要关闭向其施加的电压即可。然后，继续应用分离状态或施加电压关闭状态，直到完成图5A至5C的流程图中的处理为止。这也同样适用于图8A至8C、12A至12C和13A至13C中的流程图(在下文中介绍)。图6B示出了在感光鼓22a上形成的用于黄色的静电潜像80。静电潜像80也被称为用于位置偏差校正的静电潜像。静电潜像80被沿扫描方向尽可能大地绘制在图像区域的宽度内，并且沿输送方向具有约30线的尺寸。静电潜像80沿主扫描方向的宽度希望至少是最大值的一半以获得有利的检测結果。进ー步有效的是扩展静电潜像80的宽度超出图像区域以外的纸张区域(纸上的图像打印区域)，达到其中可能形成静电潜像的区域。以下介绍图5B中的流程图。尽管图5B示出了用于黄色的处理，但是也可以对其他顔色执行类似的处理。在步骤S311至S314，控制单元54执行i=l至40的循环处理。在步骤S312，控制单元54检测相对于通过图5A的流程图中的处理形成的20张静电潜像的參考时间的边缘检测时间ty (i) (i=l到40)。控制单元54在ニ值化电压值561的输出改变时识别边缘检测，然后流程前进至步骤S313。在步骤S313，控制单元54在RAM 323中临时存储检测的时间值ty(i)。具体地，控制单元54存储用作測量结果(第一測量結果)的多个检测结果，其中至少降低了感光鼓22a的旋转周期分量。图7A示出了当静电潜像80到达用作处理单元的充电辊23a时由电流检测电路50a输出的关于感光兀件(感光鼓22a)表面电位的输出值。參照图7A,垂直轴被指定为表 示电流变化的检测电压，且水平轴被指定为时间。图7A中示出的波形表示当静电潜像80到达充电辊23a时电压降至局部最小值并随后増大。以下介绍检测电压下降的原因。图7B和7C分别示意性地示出了在没有调色剂附着至静电潜像80的情况下以及在有调色剂附着于此的情况下感光鼓22a的表面电位。水平轴表示感光鼓22a沿输送方向的表面位置，而区域93表示形成静电潜像80的位置。垂直轴表示感光鼓22a的电位。感光鼓22a具有暗电位VD(例如-700V)和亮电位VL(例如-100V)。充电辊23a具有充电偏置电位VC (例如-1000V)。在静电潜像80的区域93中，充电辊23a和感光鼓22a之间的电位差96大于其他区域中的电位差95。为此，当静电潜像80到达充电辊23a时，流过充电辊23a的电流值增大。随着该电流増大，运算放大器70输出端子的电压值下降。检测电压值为此而下降。用这种方式检测的电流值反映了感光鼓22a的表面电位。通过上述配置，在图6A和6B的流程图的颜色重合失调检测中，显影套筒24a从感光鼓22a分离，并且可以检测顔色重合失调而无需向静电潜像80施加调色剂。但是配置并不局限于此。即使在向静电潜像80施加调色剂时也可以检测顔色重合失调。图7C示意性地示出了在向静电潜像80施加调色剂时感光鼓22a和充电辊23a之间的电位差97。与图7B中等同的要素被赋予相同的附图标记，并且省略重复的说明。在静电潜像80的区域93中，在向静电潜像80施加调色剂时感光鼓22a和充电辊23a之间的电位差97小于不向其施加调色剂时其间的电位差96。因此，尽管(其他区域内的)电位差95和电位差97之间的差异很小，但是仍然能够充分地检测到电流变化。在此情况下，在颜色重合失调检测之后清除感光鼓22a和中间转印带30上的调色剂就变得很有必要。但是，除非浓度很高，否则简单的清理就能满足要求并且不会造成视觉问题。至少与其中将(在顔色重合失调校正控制中)用于检测的100%浓度调色剂图像转印到中间转印带30上并且要清理转印带等情况相比，清理可以在短时间内完成。在步骤S321，控制单元54执行以下的逻辑运算。以下运算获得两种颜色的静电潜像的边缘中间点之间的差异。CPU 321可以根据能够完成运算的程序代码或硬件电路或表格来执行运算。计算方法并不局限于特定的方法。
公式3δ esYM= Σ {k=l 至 Ij 2 O } { (t m (2 k - I) +1 m ( 2 k) ) / 2 } - Σ {k = I 至 Ij 20}{(ty(2k-l)+ty(2k))/2}公式4δ esYC= Σ {k=l 到 2 O } { (t c (2 k - I) +1 c ( 2 k) ) / 2 } - Σ {k = I 到 20}{(ty(2k-l)+ty(2k))/2}公式5δ esYBk= Σ {k=l 至Ij 2O} { (tbk (2k_I) +1bk (2k) ) /2} - Σ {k= I 至Ij 20}{(ty(2k-l)+ty(2k)/2}更具体地，在步骤S321,控制单元54根据测量值ty (I)到ty(40)和tm(l)到 tm(40)基于上述公式3至5相对于黄色执行用于每ー种颜色的副扫描颜色重合失调量δ esYM的运算。控制单元54用类似方式计算δ esYC和δ esYBk。控制单元54将(通过步骤S321中的运算获得的)δ esYM, δ esYC和δ esYBk存储在EEPROM 324中作为指示顔色重合失调量的数据，其中相应感光鼓的旋转周期分量被消除。存储信息在颜色重合失调校正控制时指示目标參考状态。控制单元54执行颜色重合失调校正控制以消除參考状态中的颜色重合失调，换句话说就是恢复到參考状态。以下介绍图8A至8C中示出的用于颜色重合失调校正控制的流程图。图8A的流程图中各个步骤的处理类似于图3中的步骤S302到S307的处理，并且图8B中的步骤S611至S614类似于图5B中的步骤S311至S314，因此省略了重复的说明。下面以与图5A至5C中流程图的差异为重点来介绍图8A至SC中的流程图。在步骤S621，控制单元54根据在图8B中的步骤S613存储的测量结果执行d δ esYM、d δ esYC和d δ esYBk的运算。首字符“d”表示该值为实际检测值。详细计算实际上正如以上參照公式3至5所述的那样。在步骤S622，控制单元54在RAM 323中一次性存储计算结果(第二測量结果)。在步骤S623，控制单元54获取在步骤S621中计算出的d δ esYM以及在图5A至5C的步骤S322中存储的SesYM之间的差值。当该差值等于或大于O (在步骤S623中きO)也就是用于品红色的检测时间迟于用于參考色(黄色)的检测时间时，流程前进至步骤S624。在步骤S624，控制单元54将用于品红色的激光束发射时间以不同的数值提前。否则，当该差值小于0(在步骤S623中〈O)也就是用于品红色的检测时间早于用于參考色(黄色)的检测时间时，流程前进至步骤S625。在步骤S625，控制单元54将用于品红色的激光束发射时间以不同的数值延迟。因此就可以抑制黄色和品红色之间的颜色重合失调量。在步骤S626至S631，类似于品红色的情況，控制单元54也对青色和黒色的激光束发射时间(成像条件)进行校正。因此，图8A至SC流程图中的处理使得能够将当前的颜色重合失调状态恢复成參考色的重合失调状态(參考状态)。在本发明的示范性实施例中，控制单元54在步骤S322中利用多个感光鼓相位形成静电潜像80并且存储參考值。利用參考值，根据检测结果即可预先消除感光鼓的旋转周期分量。随后，在图8A至SC流程图的处理中，控制单元54利用多个感光鼓相位再次形成静电潜像80，获取感光鼓的旋转周期分量消除后的測量结果(根据检测结果获取)，然后将參考值与先前计算并存储的參考值进行比较。但是，也可以采用例如不与先前获得的參考值(作为平均值)进行比较的其他运算方法。例如，控制单元54可以存储步骤S313(參见图5A)和步骤S316(參见图8A)中获取的数据，并且通过利用多个存储数据来最终执行等同于消除了感光鼓的旋转周期分量的顔色重合失调量的数据的运算。尽管在图5A至5C和8A至8C的流程图中校正了两种颜色(也就是參考色和测量颜色)之间的相对颜色重合失调，但是也可以采用图9A和9B中示出的颜色重合失调检测方法。
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图9A中的处理是对图5A至5C中处理的变形。类似于图5A至5C中的处理被赋予相同的附图标记，并且省略重复的说明。尽管图9A仅示出了用于黄色的处理，但是也可以对其他顔色执行类似的处理。这也同样适用于以下介绍的图9B。在步骤S701，控制单元54执行对步骤S313中存储的ty(l)到ty(40)的ty求和的运算。换句话说，控制单元54实际上执行消除了感光鼓的旋转周期分量的求平均值的运算。在步骤S702，控制单元54将运算结果存储为參考值ty。图9B中的处理是对图8A至8C中处理的变形。类似于图8A至8C中的处理被赋予相同的附图标记，并且省略重复的说明。在步骤S712，控制单元54执行ty(l)到ty(40)的dty求和运算。在步骤S713,控制单元54计算(dty-ty)。上述运算使得能够检测出參考状态的改变。当(dty-ty)等于或大于0(在步骤S713中ぎO)时，处理前往步骤S714。在步骤S714,控制单元54根据(dty-ty)的值将激光束发射时间提前。否则，当(dty-ty)小于0(在步骤S713中〈O)时，处理前往步骤S715。在步骤S715，控制单元54根据(dty-ty)的值将激光束发射时间延迟。由此，顔色重合失调量即可被恢复为參考状态。在上述充电高压供电电路中，电流检测电路43被提供给每ー个充电辊23a到23d。但是配置并不局限于此。可以将用于相应顔色的通用电流检测电路提供给充电辊23a到23d。以下介绍第二示范性实施例。对等同于第一示范性实施例的处理省略了重复的说明内容。以下參照图10介绍充电高压供电电路143a到143d以及电流检测电路150的电路配置。与图2B中等同的配置被赋予相同的附图标记，并且省略重复的说明。參照图10，根据分别被设定用于比较器60a到60d的设定值55a到55d，控制单元54分别控制驱动电路61a到61d以向输出端53a到53d输出期望电压。图10中示出的电路配置与图2B中所示的类似之处在于电流输出从充电高压供电电路143a到143d分别流过感光鼓22a到22d、充电辊23a到23d和接地点57，并随后流入电流检测电路150。检测电压56的值对应于通过叠加输出端子53a到53d的电流而生成的电流值。类似于图2B中的电路配置，在图10的电路配置中，运算放大器70的反相输入端子也被虚拟接地至设为固定电压的參考电压73。因此，几乎不会出现运算放大器70反相输入端子的电压因为用于其他顔色的充电高压供电电路的操作而波动并且波动影响到用于另外颜色的充电高压供电电路操作的情况。换句话说，多个充电高压供电电路143a到143d不会彼此影响，并且执行与图2B中的充电高压供电电路43a相类似的操作。以下參照图11中示出的时序图介绍由包括图10中所示充电高压供电电路的成像装置进行的颜色重合失调校正控制。图11中的时序图与图12A至12C、13A至13C以及14A至14C中相应的流程图对应(在下文中介绍)。说明将以与图3中时序图的差异为重点来进行。在时刻Tl至T3，控制单元54将每ー个处理単元的状态改变为其中能够形成并检测静电潜像的状态。这一点与图3类似。在图11中示出的时刻T4到T8的时间段，用于颜色重合失调校正的静电潜像以用于相应顔色的各个感光鼓22a到22d的约1/3周期形成。參 照图11，静电潜像通过激光信号 90a、90b、90c、90d、91a、91b、91c、91d、92a、92b、92c 和 92d 按该顺序形成。在此情况下，正如以上參照图10中的电流检测电路150所述的那样，检测电流值就是通过叠加流过充电辊23a到23d的电流而得到的电流值。而且，由于是以这样的方式形成静电潜像，因此图11中示出的电流检测信号95a到95d、96a到96d和97a到97d都不会重叠。电流检测信号对应于上述的检测电压56和561。为了避免在静电潜像90和背景之间的反差由于图11中的时刻T4到T8的预曝光而下降，控制单元54在时刻T5关闭预曝光LED 28a到28d。时刻T5早于最初形成的潜像标记90a经过面向预曝光LED 28a的位置时的时刻。在本发明的示范性实施例中使用共用电流表吋，如果打开了预曝光LED28a到28d中的任何ー个，就会有电流流过从而通过充电辊给鼓表面电位充电。因此，相关波形被输出作为电流检测信号。所以，在时刻T5，需要关闭用于所有颜色的预曝光LED 28a到28d。在图11示出的时刻T7到Tll之间的时间段期间，电流检测信号95a到95d分别指示了检测电流的改变，也就是由激光信号90a到90d形成的静电潜像造成的电流改变的检测結果。类似地，电流检测信号96a到96d分别指示了由激光信号91a到91d造成的电流改变的检测結果。电流检测信号97a到97d分别指示了由激光信号92a到92d造成的电流改变的检测結果。由于检测时间彼此不重叠，因此可以将共用电流检测电路应用于检测目标的多个处理単元(充电辊)。以下介绍图11中示出的时刻TlO之后的处理。在时刻T9之后的时刻T10，当最后形成的静电潜像92d经过面向预曝光LED的位置时，控制单元54打开预曝光LED 28a到28d开始处理以用于平衡鼓表面电位，从而准备进行后续的成像处理。在使用共用电流表时，打开至少一个预曝光LED对电流检测信号的影响类似于关闭预曝光LED时的情況。因此，必须要以用于最后形成潜像标记的顔色的电流检测结束时间对打开用于相应颜色的预曝光LED的时间进行调整。在时刻T12，控制单元54重新开始输出激光信号。重新开始的条件正如參照图3所述的那样。以下參照图12A至12C、13A至13C以及14A和14B仅就与图5A到5C、8A到8C以及9A和9B的不同来介绍图11中所示时序图中颜色重合失调量的操作。在图12A至12C的步骤S1004至S1007中，控制单元54执行i=l至12的循环处理。在图11示出的时刻T4到T6之间的时间段期间，用于颜色重合失调校正的静电潜像能够以用于相应颜色的每ー个感光鼓的约1/3周期形成在感光鼓上。在步骤SlOll到S1014，控制单元54检测对应于i=l至12的循环处理的24个边缘。在步骤S1021，控制单元54获取测量颜色静电潜像检测开始和结束时的边缘检测时间之和与參考色静电潜像检测开始和结束时的边缘检测时间之和之间的差值，从而获得两种颜色之间的相对重合失调。正如控制单元54在图8A到SC的流程图中执行的处理类似于图5A到5C的流程图ー样的情況，它在图13A至13C的流程图中执行的处理类似于图12A到12C的流程图。另ー方面，图14A和14B中的流程图分别是图9A和9B中流程图的变形。控制单元54不再执行步骤S702和S712而是分别执行图14A和14B的步骤S1202和S1212中的处理。但是，在此情况下，控制单元54执行感光鼓转一周形成的用于相应顔色的静电潜像的边缘检测求和运算。图14A和14B中的流程图示出了用于所有顔色的处理。因此，在步骤S1203，控制单元54将ty、tm、tc和tbk存储为參考值。在步骤S1212,控制单元54执行dty、dtm、dtc和dtbk的相应运算。在步骤S1213到S1224，控制单元54与步骤S713至S715相类似地执行用于相应颜色的颜色重合失调校正控制从而将颜色重合失调量恢复为參考状态。以下介绍修改的示范性实施例。在每ー个上述的示范性实施例中，控制单元54每次都进行处理以获取要用作用于确定顔色重合失调状态的标准的參考值。但是，在从内部 高温状态返回到内部常温状态时，如果能够恢复成几乎固定的机械状态，那么就没有必要执行參考值获取的处理。除了上述參考值以外，设计或制造阶段中获知的预定參考值(參考状态)均可使用。将这些预定參考状态(颜色重合失调状态的校正目标)存储在例如EEPROM 324(參见图5A至5C)中并且可由控制单元54调用。然后，每ー上述的流程图均可由控制单元54任意执行。对于上述的示范性实施例，顔色重合失调校正控制即使(在顔色重合失调校正控制中)没有用于检测的从感光鼓到图像载置体(转印帯)的转印调色剂图像(100%浓度)也能够实现。因此，能够执行顔色重合失调校正控制同时尽可能地保持可用性。另ー方面，用于根据内部温度的改变量执行颜色重合失调量预测计算的技术消除了使用调色剂的需求，但是在精度方面有所不足。上述示范性实施例也能够解决该问题。上述示范性实施例与要在中间转印带上形成用于颜色重合失调校正的调色剂图像的情况相比提供了可以进行静电潜像检测的更短等待时间。用于将供顔色重合失调校正使用的静电潜像转印到中间转印带上的方法需要增加用于中间转印带的时间常数τ的值，导致容易产生图像错误的缺点。另ー方面，上述示范性实施例使得能够减小用于中间转印带的时间常数τ的值，从而能够减少图像错误。尽管已经參照示范性实施例介绍了本发明，但是应该理解本发明并不受限于公开的示范性实施例。所附权利要求的范围应该与最广义的解读相一致从而涵盖所有的修改、等同结构和功能。
权利要求
1.一种彩色成像装置,包括成像单元,其中所述成像单元包括旋转感光元件；充电单元，配置成给所述感光元件充电；光照射单元，配置成执行光照射以在所述感光元件上形成静电潜像；显影单元，配置成向所述静电潜像施加调色剂以在所述感光元件上形成调色剂图像；以及转印单元，配置成将附着至所述感光元件的所述调色剂图像转印到带上，所述彩色成像装置包括 预曝光单元，配置成安放在所述转印单元的下游侧，并且在所述感光元件的表面由所述充电单元充电之前用光照射所述感光元件的表面； 形成单元，配置成控制所述光照射单元在所述感光元件上形成用于颜色重合失调校正的静电潜像； 与所述感光元件相关联的所述充电单元的供电单元； 检测单元，配置成在所述感光元件上形成的用于颜色重合失调校正的所述静电潜像经过面向所述充电单元的位置时检测所述供电单元的输出； 颜色重合失调校正控制单元，配置成根据所述检测单元的检测结果执行颜色重合失调校正控制，从而将颜色重合失调状态恢复成参考状态；以及 光量控制单元，配置成在用于颜色重合失调校正的所述静电潜像经过面向所述预曝光单元的位置时且在用于颜色重合失调校正的所述静电潜像经过面向所述充电单元的位置之前至少降低所述预曝光单元的光发射量。
2.如权利要求I所述的彩色成像装置，进一步包括处理单元控制单元，配置成从调色剂图像形成位置分离所述显影单元，或者设定所述转印单元以使对所述感光元件的作用变为至少小于形成正常调色剂图像时的作用，从所述调色剂图像形成位置分离所述转印单元，或者设定所述显影单元以使对所述感光元件的作用变为至少小于形成正常调色剂图像时的作用。
3.如权利要求I或2所述的彩色成像装置，其中所述光量控制单元配置成在形成用于颜色重合失调校正的所述静电潜像的位置经过面向所述预曝光单元的位置时且在形成用于颜色重合失调校正的所述静电潜像的位置经过面向所述充电单元的位置之后，使所述预曝光单元执行光的再发射。
4.如权利要求3所述的彩色成像装置，其中所述光照射单元配置成在经预曝光和充电的感光鼓表面的位置到达通过所述光照射单元激光照射的位置时执行后续的光照射。
5.如权利要求4所述的彩色成像装置，其中执行所述后续的光照射以形成所述静电潜像或其他图像。
6.如权利要求I或2所述的彩色成像装置，其中所述成像单元、所述形成单元和所述供电单元分别设置为对应于每一种颜色。
7.如权利要求3所述的彩色成像装置，其中所述成像单元、所述形成单元和所述供电单元分别设置为对应于每一种颜色。
8.如权利要求4或5所述的彩色成像装置，其中所述成像单元、所述形成单元和所述供电单元分别设置为对应于每一种颜色。
9.一种彩色成像装置的方法，所述彩色成像装置包括成像单元，其中所述成像单元包括旋转感光元件；充电单元，配置成给所述感光元件充电；光照射单元，配置成执行光照射以在所述感光元件上形成静电潜像；显影单元，配置成向所述静电潜像施加调色剂以在所述感光元件上形成调色剂图像；以及转印单元，配置成将附着至所述感光元件的所述调色剂图像转印到带上，所述彩色成像装置包括 预曝光单元，配置成安放在所述转印单元的下游侧，并且在所述感光元件的表面由所述充电单元充电之前用光照射所述感光元件的表面； 形成单元，配置成控制所述光照射单元； 与所述感光元件相关联的所述充电单元的供电单元； 检测单元； 颜色重合失调校正控制单元；和 光量控制单元； 所述方法包括 使所述预曝光单元在所述感光元件的表面由所述充电单元充电之前用光照射所述感光兀件的表面； 使所述形成单元控制所述光照射单元在所述感光元件上形成用于颜色重合失调校正的静电潜像； 使所述检测单元在所述感光元件上形成的用于颜色重合失调校正的所述静电潜像经过面向所述充电单元的位置时检测相应的供电单元的输出； 使所述光量控制单元在用于颜色重合失调校正的所述静电潜像经过面向所述预曝光单元的位置时且在用于颜色重合失调校正的所述静电潜像经过面向所述充电单元的位置之前至少降低所述预曝光单元的光发射量。
全文摘要
一种彩色成像装置，包括设置在每一个感光元件周边附近的处理单元，并且处理单元配置成作用于感光元件以在其上形成调色剂图像。成像装置检测自激光束发射单元向感光元件发出激光束以形成用于检测的静电潜像开始直到形成的用于检测的静电潜像或者基于用于检测的静电潜像的调色剂图像到达处理单元为止的时间段，并且根据检测结果执行颜色重合失调校正控制。在此情况下，控制单元在用于检测的静电潜像经过面向预曝光LED的位置时至少降低预曝光LED的光量。
文档编号G03G15/01GK102854772SQ20121022542
公开日2013年1月2日 申请日期2012年6月29日 优先权日2011年6月30日
发明者萩原纮史, 相田孝光, 平山明延, 熊田博光, 久保佳子, 大久保尚辉 申请人:佳能株式会社