图像形成设备的制作方法

专利名称：图像形成设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于进行颜色配准(color registration)的图像形成设备。
背景技术：
近年来，针对包括诸如复印机、打印机和传真机等的多个输出终端的多功能外围设备的市场需求不断增加。在这些输出终端中，广泛使用电子照相方式的图像形成设备。
在彩色图像形成设备中将图像形成部针对各颜色分割成多个站的情况下，各站中所形成的图像位置在过程进行方向(以下称为“副扫描方向”)或长边方向(以下称为“主扫描方向”)上可能发生偏移。这被称为颜色未配准(color misregistration),并且颜色未配准的发生会导致图像质量的劣化。造成颜色未配准的原因主要包括曝光装置因温度变化所引起的变形以及由于该变形所引起的图像承载构件的表面上的光照射位置的变动。尽管颜色未配准由于构成组件的精度而处于特定范围内，但根据图像形成时的主体和曝光装置由于温度上升所引起的变形，可能发生约几十 几百μ m的颜色未配准。
为了对颜色未配准进行校正，在传统的产品上安装一种控制机构，其中该控制机构用 于在图像承载构件的表面上形成颜色配准用图案，利用光学传感器(配准检测传感器)读取所形成的图案，并进行颜色配准。例如，日本特开平1-142676和日本特开平 5-188697公开了根据图像形成设备的主体的温度传感器所检测到的温度变化来改变进行颜色配准的时刻的结构以及根据从图像形成设备的电源接通起的累积时间段来改变进行颜色配准的时刻的结构。
在传统的图像形成设备中，在通常图像形成时，在可以形成普通图像之后进行颜色配准，因而首份复制输出时间(FCOT)随着颜色配准而增大。FCOT是指从开始图像形成处理到输出最初形成有图像的转印材料所需的时间段。缩短随着颜色配准而增大的FCOT对于提高图像形成的速度而言也是重要的。发明内容
本发明使FCOT与传统示例相比得以缩短。
根据本发明的典型实施例，一种图像形成设备，包括图像承载构件；充电装置， 用于对所述图像承载构件的表面进行充电；电源，用于向所述充电装置施加电压；曝光装置，用于利用光束照射所述图像承载构件的表面，以形成静电潜像；显影装置，用于将所述静电潜像显影成调色剂图像；以及读取装置，用于读取颜色配准用调色剂图像，其中所述颜色配准用调色剂图像是通过利用所述显影装置对所述曝光装置在所述图像承载构件的表面上形成的颜色配准用静电潜像进行显影所获得的，其中，所述颜色配准用静电潜像是在从所述电源启动以向所述充电装置施加电压的时刻起、直到所述图像承载构件的表面的电位达到通常图像形成时的电位的时刻为止的时间段内利用所述曝光装置在所述图像承载构件的表面上所形成的。
通过以下参考附图对典型实施例的说明，本发明的其它特征将变得明显。


图1是示出图像形成设备中的感光鼓的非曝光部的表面电位Vd和显影偏置电压的DC电压Vdev相对于从充电高电压源的输出信号接通(on)起的经过时间的依赖性的图。
图2是 示意性示出根据第一实施例的图像形成设备100的各构成元件的图。
图3是示出根据第一实施例的图像形成设备100的控制结构的框图。
图4是示意性示出根据第一实施例的图像形成设备100的图像形成部P中所设置的处理盒8及其附近的构成元件的图。
图5是示出根据第一实施例的图像形成设备100中所设置的感光鼓I的非曝光部的不同表面电位Vd的情况下的激光曝光量和感光鼓I的曝光部的表面电位'之间的关系的图。
图6是示出第一实施例中的显影偏置电压的波形的图。
图7A和7B是示出输出随着从第一实施例中的充电偏置电压的输出信号接通起的经过时间的变化的图。
图8A和SB是示出输出随着从第一实施例中的显影偏置电压的输出信号接通起的经过时间的变化的图。
图9A和9B是示出依赖于雾去除电压的调色剂浓度和载体附着数量的图。
图1OA和IOB示出根据第一实施例的感光鼓上配准检测传感器80。
图1lA和IlB示出根据第一实施例的中间转印带上配准检测传感器81。
图12是示出根据第一实施例的感光鼓上配准检测传感器80X、80Y和中间转印带上配准检测传感器81Χ、81Υ的输出值比相对于经过时间的变化的图。
图13是示出根据第一实施例的感光鼓上配准检测传感器80Χ和80Υ的输出值比相对于经过时间的变化的图。
图14是根据第一实施例的图像形成设备100中所进行的停机时间颜色配准序列的流程图。
图15是根据第一实施例的图像形成设备100中所进行的配准检测光量和背景校正的流程图。
图。
的图。
程图。
的流程图。
图序列的流程图。
图21的流程图。图16是根据第一实施例的图像形成设备100中所进行的激光曝光量控制的流程图17Α和17Β是示出根据第一实施例的图像形成设备100中所使用的调色剂图案图18是根据第一实施例的图像形成设备100中所进行的停机时间颜色配准的流图19是根据第一实施例的图像形成设备100中所进行的颜色配准调整量的计算 20是根据第一实施例的图像形成设备100中所进行的图像形成时的颜色配准是根据第一实施例的图像形成设备100中所进行的图像形成时的颜色配准
图22是示出根据第一实施例的感光鼓I的非曝光部的表面电位Vd和显影偏置电压的DC电压Vdev相对于从充电高电压源101的输出信号接通起的经过时间的变化的图。
图23是示出根据第一实施例的图像形成设备100中的规则反射光量和散射光量的输出值比相对于调色剂浓度的变化的图。
图24是根据本发明第二实施例的图像形成设备100中所进行的图像形成时的颜色配准序列的流程图。
图25是根据第二实施例的图像形成设备100中所进行的图像形成时的颜色配准的流程图。
具体实施例方式
现在将根据附图来详细说明本发明的优选实施例。
图I是示出图像形成设备中的作为图像承载构件的感光鼓的非曝光部的表面电位1和显影偏置电压的DC电压Vdev相对于从作为充电偏置电压施加单元的充电高电压源的输出信号接通起的经过时间的依赖性的图。如后面所述，表面电位Vd表现出与充电高电压源所生成的充电偏置电压基本相同的变化。
在紧挨在启动用于向充电辊2施加电压的充电高电压源(经过时间=0)之后的区域RA中，尚未输出DC电压Vdev， 因而无法进行显影。另一方面，在区域RC中，表面电位Vd 和DC电压Vdev分别已达到能够形成普通图像的电位。在区域RB中，表面电位VjP DC电压 Vdev各自并未达到能够形成普通图像的电位。具体地，在区域RB中，在通过以通常图像形成时所使用的激光曝光量对感光鼓的表面进行曝光来形成潜像并对所形成的潜像进行显影的情况下，显影得到的图像的调色剂浓度低于普通图像的调色剂浓度。
在传统的图像形成设备中，在图I的区域RC中进行颜色配准。具体地，为了形成作为颜色配准用调色剂图像的颜色配准用调色剂图案，利用与通常图像形成时相等的调色剂浓度对该图案进行显影。然而，仅需基于颜色配准用调色剂图案来获知曝光部和非曝光部的时序安排。
在本实施例的图像形成设备中，在可以输出如下调色剂浓度(如后面所述为O. 3 以上)的区域RB中，形成了颜色配准用调色剂图案，其中该调色剂浓度使得配准检测传感器能够充分测量曝光部和非曝光部的时序安排。之后，利用配准检测传感器读取所形成的图案，并进行颜色配准。
因此，可以缩短从充电高电压源的输出信号接通起直到颜色配准完成为止所需的时间段，结果可以缩短FC0T。
第一实施例
接着，将说明根据第一实施例的图像形成设备中所进行的颜色配准。
图2是示意性示出根据第一实施例的图像形成设备100中的构成元件的图。
本实施例的图像形成设备100例如是要供给的薄片的最大薄片大小为A3的分辨率为600dpi的彩色激光打印机，其中该彩色激光打印机使用中间转印构件系统、接触充电系统和双组分显影系统的电子照相处理。因而，本实施例的图像形成设备100可以基于来自与图像形成设备的主体相连接以进行通信的外部主机装置(未示出)的图像信息，例如在诸如复印纸或OHP薄片等的转印材料上形成彩色图像，并输出该彩色图像。图像形成设备100是包括与黄色(Y)、品红色(M)、青色(C)和黑色(Bk)相对应的四个图像形成部PY、 PM、PC和PBk的四站串联鼓型的图像形成设备。这四个图像形成部PY、PM、PC和PBk分别包括处理盒8Y、8M、8C和8Bk。图像形成设备100的各颜色(Y、M、C和Bk)的图像形成部PY、 PM、PC和PBk除要使用的显影剂的颜色不同以外，具有相同的结构，因而在下文，为了简便， 可以省略附图标记Y、M、C和Bk。各处理盒8将调色剂图像连续地多次转印至作为中间转印构件的中间转印带91，并将这些调色剂图像统一地转印至转印材料S上，因而可以获得彩色打印图像。如图2所示，各处理盒8沿着中间转印带91的移动方向按Y、M、C和Bk的顺序以102mm的间隔串联配置。中间转印带91挂在中间转印带驱动辊95、中间转印带从动辊94和二次转印辊10上进行传送。中间转印带驱动单元20使中间转印带驱动辊95转动，以使中间转印带91在由图2的箭头所表示的顺时针方向上转动。
在各处理盒8中，利用作为充电装置的充电辊2来对导电性支撑体上具有有机材料的感光层的电子照相感光构件(感光鼓I)的表面进行均匀充电。利用从曝光装置3照射的激光束(光束)L对均勻充电后的感光鼓I的表面进行扫描和曝光，因而在感光鼓I上形成静电潜像。利用显影装置4使作为显影剂的调色剂能够附着至所形成的静电潜像，并且将该静电潜像显影成调色剂图像。各感光鼓I上所形成的各颜色的调色剂图像由作为第一转印装置的一次转印辊92以顺次叠加的方式转印至移动中的中间转印带91上。
然后，形成在中间转印带91上的彩色调色剂图像在包括彼此相对配置的二次转印辊10和二次转印外辊96的第二转印装置的二次转印辊隙部中被统一地转印至所输送的转印材料S上。二次转印外辊96被设置成在由箭头Z所表示的方向上相对于中间转印带 91能够接触或分离。二次转印外辊接触-分离机构96a由CPU 103 (未示出)来控制。统一地转印有彩色调色剂图像的转印材料S被输送至定影装置12，并且在将这些调色剂图像定影至转印材料S之后排出到设备外。图像形成设备100还包括后面将说明的清洁刮板7、 清洁刮板11a、作为第一读取装置的感光鼓上配准检测传感器80和作为第二读取装置的中间转印带上配准检测传感器81。
图3是示出根据第一实施例的图像形成设备100的控制结构的框图。如图3所示， CPU 103连接至用于存储和读取信息的存储装置105。CPU 103还连接至各感光鼓I所用的感光鼓驱动单元19和中间转印带91所用的中间转印带驱动单元20，从而提供驱动和暂停的指示。此外，CPU(第一控制装置)103连接至用于向各充电辊2施加电压的充电高电压源(充电偏置电压施加单元)101，从而提供输出值的设置、输出和暂停的指示。CPU(第一控制装置)103连接至用于向显影套筒41施加电压的显影高电压源(显影偏置电压施加单元)106，从而提供输出值的设置、输出和暂停的指示。此外，CPU 103连接至各一次转印高电压源93和二次转印高电压源96b，从而提供输出值的设置、输出和暂停的指示。CPU 103 连接至用于控制二次转印外辊96的接触和分离的二次转印外辊接触-分离机构96a，从而对二次转印外辊接触-分离机构96a进行控制。CPU 103连接至感光鼓1Y、1M、1C和IBk 所用的各感光鼓上配准检测传感器80以及中间转印带上配准检测传感器81，从而读取各感光鼓上配准检测传感器80和中间转印带上配准检测传感器81的输出值并对光量进行控制。此外，CPU 103连接至曝光装置3Y、3M、3C和3Bk的各激光源3a，从而对各激光源3a进行控制。
接着，将参考图4来详细说明图像形成部P的各构成元件。
图4是示意性示出根据第一实施例的图像形成设备100的图像形成部P中所设置的处理盒8及其附近的构成元件的图。处理盒8 一体化地包括感光鼓I、充电辊2、显影装置4和清洁刮片7，并且以能够拆卸的方式安装至图像形成设备100。显影剂盒5容纳要供给至处理盒8的显影剂(调色剂)并且以能够拆卸的方式安装至图像形成设备100。显影剂盒5中的调色剂由供给螺杆51经由显影装置4的显影框体40中所设置的供给口 47供给至显影框体40。显影框体40中的调色剂由搅拌构件44进行搅拌。该调色剂由供给构件 43供给至显影套筒41。调色剂调节构件42对显影套筒41上的调色剂进行均匀调节。显影框体40包括调色剂剩余量检测器45，其中调色剂剩余量检测器45用于检测显影框体40 中的调色剂的剩余量。
图像形成设备100包括转动鼓型的感光鼓I。例如，本实施例的感光鼓I的外径为 30mm并且其长度为360mm。此外，本实施例的感光鼓I例如是通过将普通的有机光导(OPC) 层制成的感光层涂敷在诸如铝等的导电材料制成的接地鼓基体的外周面而形成的有机OPC 鼓。感光鼓驱动单元19 (DC无刷马达)使感光鼓I以中心主轴为中心按照例如300mm/sec 的处理速度(圆周速度)沿着逆时针方向进行转动驱动。
在本实施例的图像形成设备100中，使用作为接触充电器的充电辊2。充电辊2的长度例如为320mm。充电辊2与感光鼓I的转动相关联地进行从动转动。
充电高电压源101向充电辊2供给充电偏置电压。在本实施例中，将如下电压作为充电偏置电压供给至充电辊2的芯杆2a，其中在该电压中使DC分量(DC电压Vde)和正弦波的AC分量(AC电压(峰间电压)Va。、频率fpH)相互叠加。这是因为与仅施加有DC电压Vd。的结构相比，叠加电压不易受到来自充电辊2的表层的外部添加剂的污染的影响。在将等于或高于阈值电压Vth (放电开始电压)的AC电压Va。施加至充电辊2的情况下，感光鼓I的非曝光部的表面电位Vd收敛于DC电压Vd。的电位。在本实施例中，例如，在温度为 23° C且湿度为50%的环境中，阈值电压Vth约为1 ，350VPP。在这种情况下，Vpp以伏为单位表示AC电压的上峰和下峰之间的电位差(峰间电压)。充电高电压源101被设计成向充电辊2施加例如DC电压Vde为-500V、AC电压Vae为1，500VPP并且频率fpH为1，750Hz的充电偏置电压。因而，可以在表面电位Vd为-500V的情况下对感光鼓I进行均勻充电。
在如上所述利用充电辊2将感光鼓I均匀地充电为预定的极性和电位之后，利用来自曝光装置3的激光束L来照射感光鼓I。曝光装置3包括成像光学系统和扫描光学系统，其中该扫描光学系统用于输出根据图像信息的时序电气数字像素信号调制得到的激光束。因而，在相应的感光鼓I上形成与期望彩色图像的各颜色成分相对应的静电潜像。
在本实施例中，使用利用半导体激光的激光束扫描器(光扫描设备)作为曝光装置3。曝光装置3从激光源3a输出根据图像信号调制得到的激光束(光束)L。所输出的激光束L由转动多面镜3b进行偏转并且通过透镜3c和3d以照射转动中的感光鼓I的均匀充电表面。具体地，利用激光对感光鼓I进行扫描和曝光。激光束L所照射的感光鼓I 的表面电位从Vd改变为\。具体地，在转动中的感光鼓I的表面上形成与图像信息相对应的静电潜像。
激光束L相对于感光鼓I的照射位置是曝光位置b。在本实施例中,激光曝光量例如在O. Γ0. 4 μ J/cm2的范围内改变。感光鼓I的曝光位置b中的激光扫描和曝光之后的表面电位\因非曝光部的表面电位Vd和激光曝光量的组合而可以在约-20疒约-300V的范围内改变。图5示出非曝光部的表面电位Vd改变的情况下的曝光部的表面电位'和激光曝光量之间的关系。
显影装置4使调色剂能够附着至感光鼓I上所形成的静电潜像，并且将该静电潜像显影成调色剂图像。在本实施例中，作为显影装置4，使用双组分接触显影装置(双组分磁刷显影装置)。从显影高电压源106向显影装置4的显影套筒41供给显影偏置电压。要施加的显影偏置电压是通过使DC分量(DC电压Vdev)和矩形波的AC分量(AC电压(峰间电压)Vdev—a。、频率fdev)相互叠加所获得的。
图6示出要施加的显影偏置电压的波形。如通过图6可看出，在时间段tl期间向显影套筒41施加大于Vd的显影偏置电压Vdev+Vdev ae/2，并且在时间段t2期间向显影套筒41 施加小于VL的显影偏置电压Vdev-Vdev ac;/2。重复进行电压的这类施加。具体地，在时间段 tl期间，形成从显影套筒41向着感光鼓I的电场，因而调色剂颗粒被转印至感光鼓I上。 另一方面，在时间段t2期间，形成从感光鼓I向着显影套筒41的电场，因而已转印至感光鼓I上的调色剂颗粒返回至显影套筒41 (逆转印)。由于该交变电场，在显影套筒41和感光鼓I之间重复进行调色剂颗粒的转印和逆转印，因而进行显影过程。
本实施例的显影高电压源106被设计成向显影套筒41施加例如DC电压Vdev 为-300V、AC电压Vdev a。为1，500VPP并且频率fdev为12kHz的显影偏置电压。
在这种情况下，即使在输出信号接通的情况下，充电高电压源101和显影高电压源106的输出值也没有立即达到目标值。图7A和7B是示出输出随着从本实施例中的充电偏置电压的输出信号接通起的经过时间的变化的图。图7A是示出输出随着从充电偏置电压的DC电压Vd。的输出信号接通起的经过时间的变化的图。图7B是示出输出随着从充电偏置电压的AC电压Vae的输出信号接通起的经过时间的变化的图。此外，图8A和SB是示出输出随着从本实施例中的显影偏置电压的输出信号接通起的经过时间的变化的图。图8A 是示出输出随着从显影偏置电压的DC电压Vdev的输出信号接通起的经过时间的变化的图。 图8B是示出输出随着从显影偏置电压的AC电压Vdev a。的输出信号接通起的经过时间的变化的图。
应当理解，在任何电压下，从输出信号接通(经过时间=0)起获得期望输出都需要时间。在这种情况下，关于DC电压，将DC电压达到预定值所需的时间段称为上升时间，并且关于AC电压，将一个周期内要输出预定值的振荡电压所需的时间段称为上升时间。作为对比，将电压上升之后从输出信号断开起该电压达到零(O)所需的时间段称为下降时间。在本实施例中，如通过图7A、7B、8A和8B可看出，充电偏置电压的DC电压Vde和AC电压Va。的上升时间以及显影偏置电压的AC电压Vdev a。的上升时间分别为100毫秒(以下称为“msec”)、Imsec和O. 3msec。注意,尽管显影偏置电压的DC电压Vdev的上升时间通常为 10msec，但可以有意使该上升时间延迟以达到90msec，从而与充电偏置电压的DC电压Vdc的上升时间相匹配。
图9A和9B是示出依赖于雾去除电压的调色剂浓度和载体附着数量的图。图9A 是示出本实施例中调色剂浓度相对于对比电位v_t和雾去除电位Vbadt的依赖性的图。在这种情况下，对比电位￥_,是通过从感光鼓I的激光束L所照射的部分(曝光部)的表面电位八减去显影偏置电压的DC电压Vdev所获得的值(即\-VdJ。此外，雾去除电位Vbadt 是通过从显影偏置电压的DC电压Vdev减去感光鼓I的未被激光束L所照射的部分(非曝光部)的表面电位Vd所获得的值(即Vdev-Vd)。具体地，“起雾(fogging) ”是指在非曝光部中对调色剂进行了显影。在根据本发明第一实施例的图像形成设备100中，能够形成图像的最大调色剂浓度为1. 5，因而通过图9A应当理解，在对比电位V_t约为200V的情况下， 能够以足以形成图像的调色剂浓度来显影感光鼓I上的静电潜像。此外，通过图9A应当理解，在雾去除电位Vbadt等于或小于-50V的情况下，不会发生起雾。
在显影剂附着至感光鼓I的曝光部的情况下，感光鼓I上的静电潜像被显影成调色剂图像。作为本实施例的显影剂，使用通过使调色剂与载体以8:92的重量比混合所获得的显影剂。作为调色剂，使用平均粒径为5. 5μπι的负带电调色剂，并且作为载体，使用饱和磁化强度为205emu/Cm3且平均粒径为35 μ m的磁性载体。
图9B是不出本实施例中感光鼓I的表面上的载体附着数量相对于雾去除电位 Vback的依赖性的图。如通过图9可看出，只要雾去除电位Vbadt等于或高于-200V，就不会在感光鼓I的表面上对载体进行显影。
图1OA和IOB是示出根据第一实施例的感光鼓上配准检测传感器80的图。图1OA 是感光鼓上配准检测传感器80的示意截面图。如图1OA所示，从光源80a发出的光通过偏光板80b并且从感光鼓I的表面发生反射。该反射光在偏光板80c中被分成散射光和规则反射光，并且利用测量装置80d和SOe分别测量该规则反射光和该散射光的量。作为光源 80a，例如，使用中心波长为850nm的红外LED。通过将如下的值相加 来测量感光鼓I上的颜色配准用调色剂图案，其中这些值是通过将来自感光鼓I的规则反射光量和散射光量乘以系数所获得的。作为本实施例的系数，对于Bk调色剂使用-O. 001并且对于YMC的彩色调色剂使用-O. 3。对感光鼓上配准检测传感器80的输出进行设置，以使得规则反射光量输出和散射光量输出这两者都设置为(Tl，023 (在增量为O. 005V的情况下，(Γ5. 115V)的范围内的值。此外，感光鼓上配准检测传感器80被设计成对LED光量进行调整，以使得在感光鼓 I上不存在调色剂的情况下，规则反射光量输出变为500。此外，感光鼓上配准检测传感器 80还包括增益调整机构，其中该增益调整机构用于在规则反射光量输出为500的情况下将散射光量输出设置为500。
如图4所示，感光鼓上配准检测传感器80设置在显影装置4和中间转印带91之间，从而以非接触方式光学地测量形成在感光鼓I上的颜色配准用调色剂图案的位置。图1OB是根据本发明第一实施例的图像形成设备100的感光鼓上配准检测传感器80 (80X、 80Y)相对于感光鼓I的配置图。在例如与感光鼓I的两端部Ia和Ib相距40mm的位置处, 分别设置总共两个感光鼓上配准检测传感器80。在这种情况下，将设置在一个端部Ia处的感光鼓上配准检测传感器80称为感光鼓上配准检测传感器80X，并将设置在另一端部Ib 处的感光鼓上配准检测传感器80称为感光鼓上配准检测传感器80Y。此外，感光鼓上配准检测传感器80X和80Y配置在例如与感光鼓I的表面相距约3mm的位置处。
在本实施例中，两个感光鼓上配准检测传感器80的其中一个(例如，80Y)还用于读取激光曝光量控制用的图案。后面将详细说明该激光曝光量控制。
如图2所示，中间转印单元9被设置成与图像形成部PY、PM、PC和PBk的各感光鼓1Y、1M、1C和IBk相对。如图4所示，在调色剂图像在显影位置c处显影于感光鼓I上之后，将该调色剂图像在一次转印辊隙部(转印位置d)中转印至中间转印带91上。在转印位置d处，一次转印辊92被配置成与中间转印带91相接触，从而使一次转印辊92在中间转印带91夹持于一次转印棍92和感光鼓I之间的状态下与感光鼓I相对。将作为电压施加单元的一次转印高电压源93连接至一次转印辊92。作为本实施例的一次转印辊92，例如，使用由导电性海绵构成的辊。尽管一次转印辊92的阻抗为1ΜΩ，其外径为16mm，并且其长边长度为315mm，但本发明不限于这些值。
如图2所示，首先，在第一颜色(黄色)的图像形成部PY中，通过上述操作将形成在感光鼓IY上的黄色调色剂图像转印至中间转印带91上。然后，在各图像形成部PM、PC和 PBk中，将通过相同的处理形成在感光鼓1M、1C和IBk上的各颜色(品红色、青色和黑色) 的调色剂图像顺次地多次转印至中间转印带91上。在本实施例中，感光鼓I的非曝光部的表面电位Vd为-500V，并且如后面所述，曝光部的表面电位'为-100V。因而，为了考虑相对于转印至曝光部上的调色剂的转印效率，将+500V的电压作为一次转印电压施加至各一次转印辊 92Y、92M、92C 和 92Bk。
作为中间转印带91，例如，期望基于树脂的带、包含金属芯体的橡胶带、或者由树脂和橡胶这两者制成的带。然而，无需说明，在考虑到通过防止调色剂的散射和空白来提高图像质量的情况下，可以使用包括弹性层的中间转印带。在本实施例中，通过使碳分散到聚酰亚胺中来使用体积电阻率被控制为约100MΩ · cm的树脂带。中间转印带91的厚度为 50 μ m，宽度为340mm，并且整个周长为900mm。然而，本发明不限于这些值。
此外，中间转印带91以300mm/sec的速度转动，从而与感光鼓I的处理速度(圆周速度)相匹配。
如图4所示，在转印位置d处转印调色剂图像之后，残余电荷消除曝光装置6对感光鼓I的表面进行残余电荷消除曝光。在本实施例中，尽管将用于消除残余电荷的曝光量设置约为1. O μ J/cm2，但曝光量不限于该值，只要充分进行了残余电荷消除即可。
之后，在清洁位置e中，利用以与感光鼓I相接触的方式设置的清洁刮板7来去除转印位置d中残留在感光鼓I上而未被转印至中间转印带91上的调色剂，并且该处理进入随后的图像形成处理。作为清洁刮板7所用的材料，广泛使用聚氨酯橡胶基材料。
图1lA和IlB是示出根据第一实施例的中间转印带上配准检测传感器81的图。图1lA是中间转印带上配准检测传感器81的示意截面图。如图1lA所示，从光源81a发出的光通过偏光板81b并且从中间转印带91的表面发生反射。该反射光在偏光板81c中被分成散射光和规则反射光，并且利用测量装置81d和Sle分别测量该规则反射光和该散射光的量。作为光源81a，例如，使用中心波长为850nm的红外LED。通过对如下值进行相加来测量中间转印带91上的颜色配准用调色剂图案，其中这些值是通过将来自中间转印带91 的规则反射光量和散射光量乘以系数所获得的。作为本实施例的系数，对于Bk调色剂使用-O. 001并且对于YMC的彩色调色剂使用-O. 3。对中间转印带上配准检测传感器81的输出进行设置，以使得规则反射光量输出和散射光量输出这两者都设置为(Tl，023 (在增量为O. 005V的情况下，(Γ5. 115V)的范围内的值。此外，中间转印带上配准检测传感器81被设计成对LED光量进行调整，以使得在中间转印带91上不存在调色剂的情况下，规则反射光量输出变为500。此外，中间转印带上配准检测传感器81还包括增益调整机构，其中该增益调整机构用于在规则反射光量输出为500的情况下将散射光量输出设置为500。
如图2所示，在中间转印带从动辊94的位置处，中间转印带上配准检测传感器81 以非接触方式光学地测量形成在中间转印带91上的颜色配准用调色剂图案的位置。图1lBCN 102981384 A书明说9/19 页
是根据第一实施例的图像形成设备100的中间转印带上配准检测传感器81 (81X、81Y)相对于中间转印带91的配置图。在中间转印带从动辊94的位置处，在例如与中间转印带91的宽度方向上的两端部91a和91b相距30mm的位置处分别设置总共两个中间转印带上配准检测传感器81。在这种情况下，将设置在一个端部91a处的中间转印带上配准检测传感器 81称为中间转印带上配准检测传感器81X，并将设置在另一端部91b处的中间转印带上配准检测传感器81称为中间转印带上配准检测传感器81Y。此外，中间转印带上配准检测传感器81X和81Y例如配置在与中间转印带91的表面相距约3mm的位置处。
如图2所示，形成在中间转印带91上的四色调色剂图像由二次转印辊10统一地转印至转印材料S。转印材料S是从转印材料容纳单元(未示出)供给并在预定时刻由作为进给单元的薄片进给辊13所进给的。在本实施例中，为了考虑从中间转印带91向着转印材料S的调色剂的转印效率，向二次转印外辊96施加+1，500V的电压作为二次转印电压。
将已转印有调色剂图像的转印材料S输送至作为定影装置的辊定影单元12，并对该转印材料S加热加压以使得调色剂图像被熔融并定影至转印材料S。之后，将转印材料S 排出到设备外以获得彩色打印图像。
残留在中间转印带91上而未被转印至转印材料S的二次转印残余调色剂由以与中间转印带91相接触的方式设置的中间转印带清洁器11中所配备的作为清洁单元的清洁刮板Ila来去除，并且该处理进入随后的图像形成处理。作为清洁刮板Ila所用的材料，广泛使用聚氨酯橡胶基材料。
颜色配准
接着，将详细说明使用感光鼓上配准检测传感器80和中间转印带上配准检测传感器81的颜色配准。
第一实施例中的颜色配准用于对转印至中间转印带91上的彩色调色剂图像的位置进行调整。为此，利用感光鼓上配准检测传感器80和中间转印带上配准检测传感器81 分别测量感光鼓I上的颜色配准用调色剂图案和中间转印带91上的颜色配准用调色剂图案，并计算各颜色配准的差异。该颜色配准包括停机时间颜色配准和图像形成时的颜色配准。停机时间颜色配准是如下控制，其中该控制用于通过在接通图像形成设备100的电源时和在预定数量转印材料S上进行了图像形成时分别设置停机时间，来进行颜色配准。另一方面，图像形成时的颜色配准是如下控制，其中该控制用于紧挨在图像形成之前进行颜色配准。然而，在图像形成时的颜色配准中，在中间转印带上配准检测传感器81实际测量中间转印带91上的颜色配准用调色剂图案的情况下，图像形成所需的时间段延长了该测量时间。因此，在本实施例的图像形成时的颜色配准中，对于中间转印带91上的颜色配准， 原样使用停机时间颜色配准中所获得的值。
以下举例说明实际要进行的颜色配准。
首先，将说明停机时间颜色配准。
CPU 103根据感光鼓上配准检测传感器80和中间转印带上配准检测传感器81的输出值比的变化，检测副扫描方向颜色配准用调色剂图案到达各传感器的位置之后、主扫描方向颜色配准用调色剂图案到达该位置的时刻。图12示出各传感器的输出值比相对于经过时间的变化。该经过时间是指从各传感器检测到副扫描方向颜色配准用调色剂图案的理想时刻起所经过的时间。在图12中，(a)示出理想图案中各传感器的输出值比相对于11经过时间的变化；(b)示出设置在感光鼓I的一个端部Ia处的感光鼓上配准检测传感器 80X实际观察到的输出值比相对于经过时间的变化；(C)示出设置在感光鼓I的另一端部 Ib处的感光鼓上配准检测传感器80Y实际观察到的输出值比相对于经过时间的变化；(d) 示出在中间转印带从动辊94的位置处、设置在中间转印带91的宽度方向的一个端部91a 处的中间转印带上配准检测传感器81X实际观察到的输出值比相对于经过时间的变化；并且(e)示出在中间转印带从动辊94的位置处、设置在中间转印带91的宽度方向的另一端部91b处的中间转印带上配准检测传感器81Y实际观察到的输出值比相对于经过时间的变化。假定感光鼓上配准检测传感器80X和中间转印带上配准检测传感器81X配置在图像形成设备100中同一侧的端部处。同样，假定感光鼓上配准检测传感器80Y和中间转印带上配准检测传感器81Y配置 在图像形成设备100中同一侧的端部处。
首先，考虑检测到各传感器的输出值比相对于副扫描方向颜色配准用调色剂图案的急剧变化(峰A)的时刻。理想时刻是通过将感光鼓I从曝光位置b到感光鼓上配准检测传感器80的位置的转动距离除以处理速度所获得的时间，即在本实施例中，理想时刻由表达式29. 71mm+300mm/sec ^ 99msec来表示。具体地，从副扫描方向颜色配准用调色剂图案形成在感光鼓I的曝光位置b的时刻到感光鼓上配准检测传感器80检测到副扫描方向颜色配准用调色剂图案的时刻为止的理想经过时间为99msec。因此，感光鼓上配准检测传感器80检测到副扫描方向颜色配准用调色剂图案的理想时刻是从副扫描方向颜色配准用调色剂图案形成在感光鼓I的曝光位置b的时刻起经过了 99msec的时刻。
此外，从曝光位置b到中间转印带上配准检测传感器81的距离在处理盒8Y的情况下为385. 18mm。因而，中间转印带上配准检测传感器81检测到处理盒8Y所形成的副扫描方向颜色配准用调色剂图案的理想时刻由表达式385. 18mm300mm/sec ^ I, 284msec来表示。具体地，从副扫描方向颜色配准用调色剂图案形成在感光鼓IY的曝光位置b的时刻到中间转印带上配准检测传感器81检测到副扫描方向颜色配准用调色剂图案的时刻为止的理想经过时间为1，284msec0因而，中间转印带上配准检测传感器81检测到黄色的副扫描方向颜色配准用调色剂图案的理想时刻是从副扫描方向颜色配准用调色剂图案形成在感光鼓IY的曝光位置b的时刻起经过了 1，284msec的时刻。
处理盒8Y、8M、8C和8Bk以102_的间隔配置，因而针对处理盒8Y、8M、8C和8Bk 的理想时刻按顺序依次以102mm+300mm/sec ^ 340msec的量减小。中间转印带上配准检测传感器81检测到品红色的副扫描方向颜色配准用调色剂图案的理想时刻是从副扫描方向颜色配准用调色剂图案形成在感光鼓IM的曝光位置b的时刻起经过了 944msec的时刻。 中间转印带上配准检测传感器81检测到青色的副扫描方向颜色配准用调色剂图案的理想时刻是从副扫描方向颜色配准用调色剂图案形成在感光鼓IC的曝光位置b的时刻起经过了 604msec的时刻。中间转印带上配准检测传感器81检测到黑色的副扫描方向颜色配准用调色剂图案的理想时刻是从副扫描方向颜色配准用调色剂图案形成在感光鼓IBk的曝光位置b的时刻起经过了 264msec的时刻。注意，Y、M、C和Bk的颜色配准用调色剂图案是以时刻偏移的方式形成的，因此这四种颜色的颜色配准用调色剂图案在中间转印带91上并没有彼此重叠。
因而，CPU 103可以根据检测到各传感器的输出值比的实际变化的时刻相对于理想时刻的偏移来估计各传感器中的副扫描方向上的颜色未配准。
在这种情况下，如由图12的(b)所示，假定在相对于理想时刻延迟了 IOmsec的情况下观察到感光鼓上配准检测传感器80X的输出值比相对于副扫描方向颜色配准用调色剂图案的变化。此外，如由图12的(c)所示，假定在相对于理想时刻延迟了 20msec的情况下观察到感光鼓上配准检测传感器80Y的输出值比相对于副扫描方向颜色配准用调色剂图案的变化。同样，如由图12的(d)所示，假定在相对于理想时刻延迟了 15msec的情况下观察到中间转印带上配准检测传感器81X的输出值比相对于副扫描方向颜色配准用调色剂图案的变化。此外，如由图12的(e)所示，假定在相对于理想时刻延迟了 25msec的情况下观察到中间转印带上配准检测传感器81Y的输出值比相对于副扫描方向颜色配准用调色剂图案的变化。在这种情况下，CPU 103对Y、M、C和Bk的曝光装置3的激光束的输出时刻进行校正，以使得在设置有感光鼓上配准检测传感器80X和中间转印带上配准检测传感器81X的端部处提早15msec输出图像信号，并且在设置有感光鼓上配准检测传感器80Y和中间转印带上配准检测传感器81Y的端部处提早25msec输出图像信号。假定两个端部之间的长边方向位置中的校正是线性插值。此外，CPU 103判断为在感光鼓上配准检测传感器80和中间转印带上配准检测传感器81之间,在两个端部处沿着副扫描方向存在5msec 的偏移。
接着，CPU 103测量检测到各自示出副扫描方向颜色配准用调色剂图案的输出值比的急剧变化的两个峰(B和C)的时刻(经过时间)。然后，CPU 103估计分别检测到两个峰B和C的时刻的间隔。理想地，在感光鼓上配准检测传感器80通过〈字形(图17B中的 MB)的中心的情况下，时刻的间隔变为通过将〈字形的中心的间隔(7.81_)除以处理速度 (300mm/sec)所获得的时间(26msec)。
如由图12的(a)所示，理想时刻情况下的峰间隔为26msec。作为对比，假定感光鼓上配准检测传感器80X中观察到的峰间隔为22msec ;此外，感光鼓上配准检测传感器80Y 中观察到的峰间隔为30msec。具体地，假定感光鼓上配准检测传感器80X中观察到的峰间隔相对于理想峰间隔26msec缩小了 4msec，并且感光鼓上配准检测传感器80Y中观察到的峰间隔相对于理想峰间隔26msec增大了 4msec。同样，假定中间转印带上配准检测传感器 81X中观察到的峰间隔为18msec，并且中间转印带上配准检测传感器81Y中观察到的峰间隔为34msec。具体地，假定中间转印带上配准检测传感器81X中观察到的峰间隔相对于理想峰间隔26msec缩小了 8msec，并且中间转印带上配准检测传感器81Y中观察到的峰间隔相对于理想峰间隔26msec增大了 8msec。在这种情况下，CPU103在设置有感光鼓上配准检测传感器80X和中间转印带上配准检测传感器81X的端部侧形成图像曝光偏移了 8msec的图像信号。假定两个端部之间的长边方向位置中的校正是线性插值。此外，CPU 103判断为在感光鼓上配准检测传感器80和中间转印带上配准检测传感器81之间，在两个端部处沿着主扫描方向存在4msec的偏移。
接着，将说明图像形成时的颜色配准。
CPU 103根据感光鼓上配准检测传感器80的输出值比的变化，检测副扫描方向颜色配准用调色剂图案到达感光鼓上配准检测传感器80的位置之后、主扫描方向颜色配准用调色剂图案到达该位置的时刻。图13示出感光鼓上配准检测传感器80X和80Y的输出值比相对于经过时间的变化。在图13中，(a)示出理想时刻的情况下感光鼓上配准检测传感器80X或80Y的输出值比相对于经过时间的变化；(b)示出感光鼓上配准检测传感器80X实际观察到的输出值比相对于经过时间的变化；并且(C)示出感光鼓上配准检测传感器80Y 实际观察到的输出值比相对于经过时间的变化。
如上所述，在本实施例中，检测到感光鼓上配准检测传感器80X或80Y的输出值比相对于副扫描方向颜色配准用调色剂图案的急剧变化(峰A)的理想时刻为99msec。在这种情况下，如由图13的(b)所示，假定在相对于理想时刻延迟了 12msec的情况下观察到感光鼓上配准检测传感器80X的输出值比相对于副扫描方向颜色配准用调色剂图案的变化。 此外，如由图13的(c)所示，假定在相对于理想时刻延迟了 22msec的情况下观察到感光鼓上配准检测传感器80Y的输出值比相对于副扫描方向颜色配准用调色剂图案的变化。在上述的停机时间颜色配准中，可以估计出，在感光鼓上配准检测传感器80和中间转印带上配准检测传感器81之间,在两个端部处沿着副扫描方向存在5msec的偏移。因而,在本实施例的图像形成时的颜色配准中，CPU 103进行校正，以使得在设置有感光鼓上配准检测传感器80X的端部处提早17msec输出图像信号，并且在设置有感光鼓上配准检测传感器80Y的端部处提早27msec输出图像信号。假定两个端部之间的长边方向位置中的校正是线性插值。
接着，CPU103测量检测到各自示出副扫描方向颜色配准用调色剂图案的输出值比的急剧变化的两个峰(B和C)的时刻(经过时间)。然后，CPU103估计分别检测到两个峰B和C的时刻的间隔。理想地，在感光鼓上配准检测传感器80通过〈字形(图17B中的 MB)的中心的情况下，时刻的间隔变为通过将〈字形的中心的间隔(7.81_)除以处理速度 (300mm/sec)所获得的时间(26msec)。
如由图13的(a)所示，理想时刻的情况下的峰间隔为26msec。作为对比，假定感光鼓上配准检测传感器80X中观察到的峰间隔为20msec ;此外，感光鼓上配准检测传感器 80Y中观察到的峰间隔为32msec。具体地，假定感光鼓上配准检测传感器80X中观察到的峰间隔相对于理想峰间隔26msec缩小了 6msec，并且感光鼓上配准检测传感器80Y中观察到的峰间隔相对于理想峰间隔26msec增大了 6msec。在上述的停机时间颜色配准中，可以估计出，在感光鼓上配准检测传感器80和中间转印带上配准检测传感器81之间，在两个端部处沿着主扫描方向存在4msec的偏移。因而，在本实施例的图像形成时的颜色配准中，CPU 103在设置有感光鼓上配准检测传感器80X的端部侧形成图像曝光偏移了 IOmsec的图像信号。假定两个端部之间的长边方向位置中的校正是线性插值。
如上所述，在图像形成时的颜色配准中，当感光鼓上配准检测传感器80读取感光鼓I上的颜色配准用调色剂图案时，可以对中间转印带91上的颜色未配准进行校正。
停机时间颜色配准序列
以下将说明停机时间颜色配准序列。在本发明第一实施例中，在该停机时间颜色配准序列中，通过在接通图像形成设备100的电源时和在预定数量的转印材料S上进行了图像形成时分别设置停机时间来进行颜色配准。在本实施例中，在接通图像形成设备100 的电源时和在预定数量的转印材料S上进行了图像形成时分别设置停机时间，并且CPU 103进行以下序列。注意，本实施例中的“在预定数量的转印材料S上进行了图像形成”是指在A4纸张大小的5，000张薄片上进行了图像形成的情况。
图14是根据本发明第一实施例的图像形成设备100中要进行的停机时间颜色配准序列的流程图。首先，检查停机时间颜色配准是否是图像形成设备100的电源接通时要进行的控制(Sll)。在停机时间颜色配准是电源接通时要进行的控制的情况下(Sll中为 “是”)，CPU 103接通感光鼓驱动单元19和中间转印带驱动单元20 (S12)。之后，CPU 103 使充电高电压源101、显影高电压源106和一次转印高电压源93的输出信号接通(S13)，并且该处理进入步骤S14。另一方面，在停机时间颜色配准不是电源接通时要进行的控制而是在预定数量的转印材料S上进行了图像形成时要进行的控制的情况下(Sll中为“否”)，由于已进行了步骤S12和S13，因此省略这些步骤，并且该处理进入步骤S14。
接着，通过使用二次转印外棍接触-分离机构96a使二次转印外棍96与中间转印带91分离，以使得中间转印带91上的颜色配准用调色剂图案以及配准检测光量校正用图案没有对二次转印外辊96造成污染(S14)。然后，进行配准检测光量和背景校正(S15)。
图15是配准检测光量和背景校正的流程图。首先，测量装置80e检测和测量感光鼓上配准检测传感器80的LED光源80a熄灭(变为暗部)的情况下(即，熄灭的LED光量 Sd的情况下)的规则反射光量的输出值(S151)。接着，测量装置80e检测和测量感光鼓上配准检测传感器80的LED光源80a的输出(LED光量)为最小值SLmin的情况下的规则反射光量的输出值(S152)。然后，测量装置80e检测和测量感光鼓上配准检测传感器80的 LED光源80a的输出为最大值SLmax的情况下的规则反射光量的输出值(S153)。然后，CPU 103计算用于将规则反射光量的输出值设置为500的LED光源80a的输出值SL，并将该值设置在感光鼓上配准检测传感器80中(S154)。然后，当感光鼓上配准检测传感器80的LED 光源80a的输出是所设置的输出值SL时，CPU 103改变内部增益以将散射光量的输出值设置为500(S155)。同样，在中间转印带上配准检测传感器81中，CPU 103设置用于将规则反射光量的输出值设置为500的LED光源81a的输出值SL，并且当LED光量为所设置的输出值SL时，改变内部增益以将散射光量的输出值设置为500。因此，配准检测光量和背景校正结束。
接着，进行激光曝光量控制(S16)。在本实施例中，对通常图像形成时的激光曝光量进行设置，以使得当感光鼓I的非曝光部的表面电位Vd为-500V时，感光鼓I的曝光部的表面电位'变为-100V。为此，CPU 103进行以下的激光曝光量控制序列。
图16是激光曝光量控制的流程图。首先，对曝光装置3进行设置以使得激光曝光量为O.1 μ J/cm2,并且在感光鼓I的表面上形成激光曝光量控制用调色剂图案(S161)。然后，利用感光鼓上配准检测传感器80测量所形成的激光曝光量控制用调色剂图案(S162)。 接着，利用清洁刮板7去除所形成的图案，对曝光装置3进行设置以使得新的激光曝光量为 O. 2 μ J/cm2，并且在感光鼓I的表面上形成激光曝光量控制用调色剂图案(S163)。然后， 利用感光鼓上配准检测传感器80测量所形成的激光曝光量控制用调色剂图案(S164)。然后，利用清洁刮板7去除所形成的图案，对曝光装置3进行设置以使得新的激光曝光量为 O. 3 μ J/cm2,并且在感光鼓I的表面上形成激光曝光量控制用调色剂图案(S165)。然后， 利用感光鼓上配准检测传感器80测量所形成的激光曝光量控制用调色剂图案(S166)。然后，利用清洁刮板7去除所形成的图案，对曝光装置3进行设置以使得新的激光曝光量为O.4μ J/cm2，并且在感光鼓I的表面上形成激光曝光量控制用调色剂图案(S167)。然后，利用感光鼓上配准检测传感器80测量所形成的激光曝光量控制用调色剂图案(S168)。
图17A和17B是示出根据第一实施例的图像形成设备100中要使用的调色剂图案的图。图17A是示出激光曝光量控制中要使用的调色剂图案的图。在本实施例中，作为激光曝光量控制用调色剂图案，使用图17A所示的各边为20. Omm的正方形图案。注意，在与感光鼓I的长边方向上的另一端部Ib相距40mm的位置处形成激光曝光量控制用调色剂图案，从而与两个感光鼓上配准检测传感器的其中一个(80Y)的位置相匹配。
然后，CPU103设置激光曝光量以获得调色剂浓度1.35(输出值比0. 15 (Bk)、0.20(Y、M和C)) (S169)。在本实施例中，如图5所示，当表面电位Vd为-500V时，在激光曝光量为O.1 μ J/cm2的情况下表面电位\为-200V，并且在激光曝光量为O. 2 μ J/cm2的情况下表面电位\为-100V。此外，在激光曝光量为O. 3 μ J/cm2的情况下表面电位\为-50V， 并且在激光曝光量为O. 4 μ J/cm2的情况下表面电位\为-25V。如图9A所不,为了将调色剂浓度设置为1. 35，可以将对比电位V_t设置为200V。因而，将本实施例的显影偏置电压的DC电压Vdev设置为-300V，因而根据关系VfVdev=Vemt，为了将对比电位V_t设置为200V， 在通常图像形成时可以将表面电位'设置为-100V。为此，将本实施例中的通常图像形成时的激光曝光量设置为O. 2 μ J/cm2。因此，激光曝光量控制结束。
接着，进行停机时间颜色配准(S17)。
图18是本实施例中的停机时间颜色配准的流程图。首先，利用与通常图像形成时相同的表面电位Vd、DC电压Vdev和激光曝光量(即，-500V、-300V和O. 2 μ J/cm2)在感光鼓 I上形成颜色配准用调色剂图案(S171)。然后，感光鼓上配准检测传感器80读取所形成的颜色配准用调色剂图案(S172)。在将所形成的图案转印至中间转印带91上之后，中间转印带上配准检测传感器81读取所转印的图案(S173)。
在本实施例中，作为颜色配准用调色剂图案,使用图17B所示的宽度为9. 7mm且长度为18. Omm的图案。颜色配准用调色剂图案包括宽度为6. 35mm且线粗度为1. 18mm 的副扫描方向颜色配准用调色剂图案MA ;以及宽度为7. 81mm、高度为15. 62mm且线粗度为1.89mm的 < 字形的主扫描方向颜色配准用调色剂图案MB。各颜色配准用调色剂图案形成在与感光鼓I的两个端部相距40mm的位置处，从而与两个感光鼓上配准检测传感器80X和 80Y的位置相匹配。然后，将各颜色配准用调色剂图案转印至与中间转印带91的宽度方向上的两个端部相距30mm的位置处，从而与两个中间转印带上配准检测传感器81X和81Y的位置相匹配。为了防止图像形成部PY、PM、PC和PBk中所形成的各颜色的副扫描方向颜色配准用调色剂图案MA彼此重叠，在本实施例中，副扫描方向颜色配准用调色剂图案MA分别偏移了 20mm。
CPU 103根据用于读取颜色配准用调色剂图案的感光鼓上配准检测传感器80和中间转印带上配准检测传感器81所获得的值，来计算激光束照射位置中的颜色配准调整量(S174)。
以下详细说明激光束照射位置中的颜色配准调整量的计算。
图19是激光束照射位置中的颜色配准调整量的计算的流程图。首先，对感光鼓上配准检测传感器80X和80Y所读取的感光鼓I上的副扫描方向颜色配准用调色剂图案MA 中的颜色未配准量DY进行估计(S1741)。此外，对感光鼓上配准检测传感器80X和80Y所读取的感光鼓I上的主扫描方向颜色配准用调色剂图案MB中的颜色未配准量DX进行估计 (S1742)。同样，对中间转印带上配准检测传感器81X和81Y所读取的中间转印带91上的副扫 描方向颜色配准用调色剂图案MA中的颜色未配准量IY进行估计(S1743)。此外，对中间转印带上配准检测传感器81X和81Y所读取的中间转印带91上的主扫描方向颜色配准用调色剂图案MB中的颜色未配准量IX进行估计(S1744)。然后，分别计算感光鼓上配准检测传感器80X和80Y以及中间转印带上配准检测传感器81X和81Y所估计出的颜色未配准量之间的差IDY=IY-DY和IDX=IX-DX,并将颜色未配准量之间的差IDY和IDX存储在存储装置105中(S1745)。此外，将激光束照射位置中的颜色配准调整量IY和IX存储在存储装置 105中(S1746)。因此，激光束照射位置中的颜色配准调整量的计算结束。
如图18所示，在计算出激光束照射位置中的颜色配准调整量(S174)之后，利用存储在存储装置105中的颜色配准调整量IY和IX对图像信号进行校正(S175)。因而，停机时间颜色配准结束。
如图14所示，在停机时间颜色配准(S17)结束之后，检查停机时间颜色配准是否是图像形成设备100的电源接通时要进行的控制(S18)。在停机时间颜色配准是图像形成设备100的电源接通时要进行的控制的情况下(S18中为“是”)，CPU103使充电高电压源 101、显影高电压源106和一次转印高电压源93的输出信号断开(S19)。之后，CPU103断开感光鼓驱动单元19和中间转印带驱动单元20 (S20)，并且停机时间颜色配准序列结束。另一方面，在停机时间颜色配准是在预定数量的转印材料S上进行了图像形成时要进行的控制的情况下(S18中为“否”)，无需使各电源的输出信号和各单元断开，因而省略了步骤S19 和S20，并且停机时间颜色配准序列结束。
图像形成时的颜色配准以下将说明本实施例中紧挨在图像形成之前进行颜色配准的图像形成时的颜色配准序列。
图20是图像形成时的颜色配准序列的流程图。首先，CPU103接通感光鼓驱动单元 19和中间转印带驱动单元20(S21)。然后，CPU 103通过使用二次转印外辊接触-分离机构 96a使二次转印外辊96与中间转印带91分离，以使得中间转印带91上的颜色配准用调色剂图案没有对二次转印外辊96造成污染(S22)。然后，进行图像形成时的颜色配准(S23)。
图21是图像形成时的颜色配准的流程图。首先，CPU 103使充电高电压源101的输出信号接通(S231)。之后，为了防止在感光鼓I上发生起雾现象，CPU 103进行等待直到感光鼓I的非曝光部的表面电位Vd达到-50V为止，并且使显影高电压源106的输出信号接通(S232)。图22示出感光鼓I的非曝光部的表面电位Vd和显影偏置电压的DC电压Vdev相对于经过时间的变化。注意，在本实施例中，同时施加充电偏置电压的DC电压Vd。和AC电压 Va。。此外，还同时施加显影偏置电压的DC电压Vdev和AC电压Vdev a。。因而，除图7B所示AC 电压Va。的上升时间Imsec以外,非曝光部的表面电位Vd以与DC电压Vd。基本相同的方式改变。因而，如图22所示，非曝光部的表面电位Vd达到-50V所需的时间段是从充电高电压源 101接通的时刻(经过时间=0)起的10msec。此外，如图22所示，当显影高电压源106接通时，DC电压Vdev开始改变，并且此时，对DC电压Vdev的变化进行控制，从而使雾去除电位 Vback (=Vdev-Vd)保持为50V。这是因为在无法确保雾去除电位Vbaek为50V的情况下，在感光鼓I的非曝光部中同样对调色剂进行显影，因而难以将曝光部与非曝光部区分开。此外，需要注意以下状况在感光鼓I的表面电位Vd的绝对值在某种程度而言并非较大的情况下， 在感光鼓I的整个表面上对调色剂进行显影，因而无法将曝光部和非曝光部彼此区分开。
接着，将曝光装置3的光源3a的输出值设置为通过图16所示的激光曝光量控制所确定的通常图像形成时的激光曝光量O. 2 μ J/cm2(S233)。
接着，在感光鼓I上形成颜色配准用调色剂图案(S234)。按照如下确定用于形成颜色配准用调色剂图案的时刻。
图23示出规则反射光量和散射光量的输出值比相对于调色剂浓度的变化。这里， 将调色剂浓度为O时的规则反射光量和散射光量的输出值比标准化为I。如图23所示，应当理解，随着被测表面上的调色剂的浓度的增加，规则反射光量和散射光量的输出值比暂时减小并且随后增大。
在本实施例中，作为研究结果，已发现与调色剂的颜色无关地，在调色剂浓度为 O. 85以上的情况下，由于信号被埋在背景噪声中，因此无法测量输出值比。因而，在本实施例中，将如下的调色剂浓度设置为O. 3以上，其中该调色剂浓度是使得能够在不会使信号埋在背景噪声中的情况下充分地测量规则反射光量和散射光量的输出值比、以及使得能够在曝光部和非曝光部之间进行区分所需的调色剂浓度。为了利用O. 3的调色剂浓度对感光鼓I上的静电潜像进行显影，如图9A所示，需要50V的对比电位V_t。因而，仅需同时满足Vbaci=Ud=SOV和V_t=Hv=50V的关系以及图5所示的激光曝光量和感光鼓I的曝光部的表面电位\之间的关系。应当理解，为此，在作为通常图像形成时的激光曝光量的 O. 2 μ J/cm2的情况下，仅需将非曝光部的表面电位Vd设置为-125V，将显影偏置电压的DC 电压Vdev设置为-75V，并将曝光部的表面电位'设置为-25V。如图22所示，应当理解，非曝光部的表面电位Vd和DC电压Vdev分别达到-125V和-75V的时刻是从充电高电压源101 的输出信号接通(经过时间=0)起25msec之后的时刻。因而，仅需在经过了 25msec的时刻形成颜色配准用图案。
如图22所示，本实施例中的充电高电压源101的上升所需的时间段(具体地，直到感光鼓I的非曝光部的表面电位Vd达到-500V为止所需的时间段)是100msec。另一方面，如上所述，在本实施例中，可以最早在充电高电压源101的输出信号接通起25msec之后形成颜色配准用调色剂图案。具体地，根据本实施例，在充电高电压源101和显影高电压源 106启动之前的时间段内，可以在感光鼓I上形成颜色配准用调色剂图案。
具体地，在从使得能够形成颜色配准用调色剂图案的时刻(经过时间=25mseC)到充电高电压源101启动的时刻(经过时间=IOOmsec)的时间段内，可以形成颜色配准用调色剂图案。具体地，在本实施例中，感光鼓I的处理速度为300mm/sec，因而可以在300mm/ secX (O. 1-0. 025)sec=22. 5mm的区域内在感光鼓I上形成颜色配准用调色剂图案。因此， 在本实施例中，使用图17B所示的宽度为9. 7mm且长度为18. Omm 的颜色配准用调色剂图案。然后，CPU 103在与感光鼓I的两个端部相距40mm的位置处形成颜色配准用调色剂图案，以使得这些颜色配准用调色剂图案的位置与两个感光鼓上配准检测传感器80X和80Y 的位置相匹配。
如图8A所示，在没有进行控制的情况下，启动本实施例中的显影高电压源106所需的时间段为10msec，这与充电高电压源101的启动时间段100msec相比充分短。然而，如上所述，为了防止在感光鼓I的非曝光部中对调色剂进行显影，CPU103使显影偏置电压的 DC电压Vdev改变为-300V，从而使雾去除电压Vbaek=Vdev-Vd保持为50V。然后，在显影偏置电压的DC电压Vdev达到-300V之后，CPU103在使DC电压Vdev保持恒定的情况下将感光鼓I 的非曝光部的表面电位Vd设置为-500V。
在感光鼓I上形成了颜色配准用调色剂图案之后，感光鼓上配准检测传感器80X和80Y读取所形成的颜色配准用调色剂图案(S235)。然后，作为运算装置的CPU 103进行以下计算。具体地，对所读取的感光鼓I上的副扫描方向颜色配准用调色剂图案MA中的颜色未配准量DY’进行估计(S236);此外，对所读取的感光鼓I上的主扫描方向颜色配准用调色剂图案MB中的颜色未配准量DX’进行估计(S237)。接着，分别读取图19所示的S1745 中存储在存储装置105中的颜色未配准量之间的差IDY (=IY-DY)和IDX (=IX-DX)。然后，通过将颜色未配准量DY’和DX’与差IDY和IDX相加，分别计算中间转印带91上的副扫描方向颜色配准用调色剂图案中的颜色配准调整量IY’和主扫描方向颜色配准用调色剂图案中的颜色配准调整量IX’(S238)。将所计算出的激光束照射位置中的颜色配准调整量IY’ 和IX’存储在存储装置105中(S239)。因而，图像形成时的颜色配准结束。
在本实施例的图像形成时的颜色配准中，当在感光鼓I上形成颜色配准用调色剂图案时，照射预定的激光曝光量。然而，参考预先所形成的表等，也可以在激光曝光量改变的情况下形成颜色配准用调色剂图案。
接着，如图20所示，当感光鼓I的非曝光部的表面电位Vd已达到-500V的感光鼓 I的前端部到达转印位置d时，使一次转印高电压源93启动(S24)。然后，通过使用二次转印外辊接触-分离机构96a而使二次转印外辊96与中间转印带91相接触(S25)。之后， CPU103利用存储装置105中所存储的激光束照射位置中的颜色配准调整量IY’和IX’对图像信号进行校正，由此CPU103用作第二控制装置(S26)。因而，图像形成时的颜色配准序列结束。之后，开始图像形成。
因此，在本实施例中，在充电高电压源101和显影高电压源106启动之前的时间段内，可以进行图像形成时的颜色配准序列。
第二实施例
接着，将说明本发明第二实施例中的颜色配准。除图像形成时的颜色配准以外，本实施例中的颜色配准与第一实施例相同，因而省略了针对该颜色配准的说明。
第二实施例中的图像形成时的颜色配准序列
图24是本实施例中的图像形成时的颜色配准序列的流程图。首先，CPU 103接通感光鼓驱动单元19和中间转印带驱动单元20(S31)。然后，CPU 103通过使用二次转印外辊接触-分离机构96a而使二次转印外辊96与中间转印带91分离，以使得中间转印带91 上的颜色配准用调色剂图案没有对二次转印外辊96造成污染(S32)。然后，进行图像形成时的颜色配准(S33)。
图25是图像形成时的颜色配准的流程图。首先，CPU 103使充电高电压源101的输出信号接通(S331)。之后，为了防止在感光鼓I上发生起雾现象，CPU 103进行等待直到感光鼓I的非曝光部的表面电位Vd达到-50V为止，并且使显影高电压源106的输出信号接通(S332)。如图22所示，表面电位Vd达到-50V所需的时间段是从充电高电压源101接通(经过时间=0)的时刻起的10msec。
在感光鼓I的表面上存在缺陷的情况下，感光鼓上配准检测传感器80的输出值比可能变小。考虑到这种误测量，期望曝光部的输出值比尽可能小。参考图23，应当理解，在本发明的图像形成设备100中，感光鼓I的曝光部和非曝光部之间的输出值比单调减小，直到调剂色浓度达到I. I为止，并且在调色剂浓度大于I. I的情况下，该输出值比基本恒定。 因而，在调色剂浓度为I. I以上时，可以消除由于感光鼓I的表面上的缺陷所引起的误测量的影响。
另一方面，在同样使用图17B所示的宽度为9. 7mm且长度为18. Omm的图案作为本实施例中的颜色配准用调色剂图案的情况下，需要60msec (=18. 0mm+300mm/sec)的时间段来形成图案。具体地，为了在充电高电压源101和显影高电压源106启动的100msec的时间之前形成颜色配准用调色剂图案，需要在使充电高电压源101的输出信号接通起40msec 之后开始图案的形成。参考图22，在经过时间为40msec的情况下，感光鼓I的非曝光部的表面电位Vd为-200V，并且显影偏置电压的DC电压Vdev为-150V。在第一实施例的图像形成时的颜色配准时，将曝光装置3的光源3a的输出值设置为通过图16所示的激光曝光量控制所确定的通常图像形成时的激光曝光量O. 2 μ J/cm2。因而，同样，在将本实施例的曝光装置3的光源3a的输出值设置为O. 2 μ J/cm2的情况下，如图5所示，感光鼓I的曝光部的表面电位\变为-40V。结果，由于V_t='-Vdev这一关系，因而如图9A所示，对比电位V_t 变为IlOV并且此时的调色剂浓度为O. 7。具体地，在将曝光装置3的光源3a的输出值设置为通常图像形成时的激光曝光量O. 2 μ J/cm2的情况下，调色剂浓度变为O. 7，这不满足消除由于感光鼓I的表面上的缺陷所引起的误测量的影响所需的调色剂浓度1.1。
为了解决该情况，将曝光装置3的光源3a的输出值设置为比通常图像形成时的激光曝光量O. 2 μ J/cm2大的最大值O. 4 μ J/cm2。在这种情况下,在感光鼓I的非曝光部的表面电位Vd为-200V并且显影偏置电压的DC电压Vdev为-150V时，如图5所示，感光鼓I的曝光部的表面电位\为-10V。结果，应当理解，如图9A所示，对比电位Vcont为 140V(=-10V-(-150V))，并且此时的调色剂浓度为1.1。
基于上述说明，在本实施例的图像形成时的颜色配准中，将曝光装置3的光源3a 的输出值设置为与通常图像形成时不同的激光曝光量O. 4μ J/cm2(S333)。
然后，在从充电高电压源101的输出信号接通起经过了 40msec之后，在感光鼓I 上形成颜色配准用调色剂图案(S334)。利用感光鼓上配准检测传感器80读取所形成的颜色配准用调色剂图案(S335)。
然后，作为运算装置的CPU103进行以下计算。具体地，对所读取的感光鼓I上的副扫描方向颜色配准用调色剂图案MA中的颜色未配准量DY’进行估计(S336)。此外，对所读取的感光鼓I上的主扫描方向颜色配准用调色剂图案MB中的颜色未配准量DX’进行估计(S337)。接着，分别读取图19所示的S1745中存储在存储装置105中的颜色未配准量之间的差IDY (=IY-DY)和IDX (=IX-DX)。然后，通过将颜色未配准量DY’和DX’与差IDY 和IDX相加，分别计算中间转印带91上的副扫描方向颜色配准用调色剂图案中的颜色配准调整量IY’和主扫描方向颜色配准用调色剂图案中的颜色配准调整量IX’(S338)。将所计算出的激光束照射位置中的颜色配准调整量IY’和IX’存储在存储装置105中(S339)。
然后，将曝光装置3的光源3a的输出值改变为通常图像形成时的激光曝光量 O. 2μ J/cm2(S340)。因此，图像形成时的颜色配准结束。
在本实施例的图像形成时的颜色配准中，当在感光鼓I上形成颜色配准用调色剂图案时，照射预定的激光曝光量。然而，参考预先所形成的表等，也可以在激光曝光量改变的情况下形成颜色配准用调色剂图案。
接着，如图24所示，当感光鼓I的非曝光部的表面电位Vd已达到-500V的感光鼓 I的前端部到达转印位置d时，使一次转印高电压源93启动(S34)。然后，通过使用二次转印外辊接触-分离机构96a而使二次转印外辊96与中间转印带91相接触(S35)。之后， CPU103利用存储在存储装置105中的激光束照射位置中的颜色配准调整量IY’和IX’对图像信号进行校正，由此CPU103用作第二控制装置(S36)。因而，图像形成时的颜色配准序列结束。之后，开始图像形成。
因此，在本实施例中，在充电高电压源101和显影高电压源106启动之前的时间段内，可以进行图像形成时的颜色配准序列。
本发明是参考包括四种颜色(黄色、品红色、青色和黑色)的感光鼓I的四站串联鼓型的图像形成设备100来进行说明的。然而，本发明不限于此，并且优选可用于需要进行精确颜色配准的例如仅包括一个黑色感光鼓的单色图像形成设备。此外，本发明优选还可用于包括四个感光鼓以上的图像形成设备。
本发明还参考针对各颜色包括一个充电辊2作为充电装置的图像形成设备100来进行说明的。然而，当然，本发明还可用于针对各颜色包括多个充电辊的图像形成设备。此外，本发明还可用于使用非接触型充电装置作为充电装置的图像形成设备。
在本发明中，通过反映存储在存储装置105中的颜色配准调整量来以软件方式调整激光束照射位置，以进行图像曝光。然而，还可以通过使曝光装置3中的透镜(光学元件)的位置等移动、即通过以硬件方式进行调整的方法来调整激光束照射位置。
此外，在本发明中，作为充电高电压源101所生成的充电偏置电压和显影高电压源106所生成的显影偏置电压，使用了 DC电压和正弦波形式的AC电压彼此叠加的电压。然而，本发明优选还可用于仅施加DC电压的图像形成设备，只要确保充分的显影性即可。
本发明中的图像形成时的颜色配准序列可以在每次图像形成开始时或者在任意的图像形成开始时进行。
因而，根据本发明，在能够进行通常图像形成之前的时间段内(即，在充电高电压源101和显影高电压源106启动之前的时间段内)，可以进行颜色配准序列。具体地，与在能够进行通常图像形成之后进行颜色配准序列的传统图像形成设备的情况相比，可以缩短进行颜色配准序列所需的时间段，因而可以缩短FC0T。
根据这些实施例，在能够进行通常图像形成之前，可以在图像承载构件的表面上形成用于调整颜色配准的颜色配准用静电潜像。因而，与在能够进行通常图像形成之后进行颜色配准的传统图像形成设备的情况相比，可以缩短进行颜色配准所需的时间段，因而可以缩短FCOT。
本发明优选可用于电子照相方式或静电记录方式的图像形成设备等。
尽管已经参考典型实施例说明了本发明，但是应该理解，本发明不限于所公开的典型实施例。所附权利要求书的范围符合最宽的解释，以包含所有这类修改、等同结构和功倉泛。
权利要求
1.一种图像形成设备，包括 图像承载构件； 充电装置，用于对所述图像承载构件的表面进行充电； 电源，用于向所述充电装置施加电压； 曝光装置，用于利用光束照射所述图像承载构件的表面，以形成静电潜像； 显影装置，用于将所述静电潜像显影成调色剂图像；以及 读取装置，用于读取颜色配准用调色剂图像，其中所述颜色配准用调色剂图像是通过利用所述显影装置对所述曝光装置在所述图像承载构件的表面上形成的颜色配准用静电潜像进行显影所获得的， 其中，所述颜色配准用静电潜像是在从所述电源启动以向所述充电装置施加电压的时刻起、直到所述图像承载构件的表面的电位达到通常图像形成时的电位的时刻为止的时间段内利用所述曝光装置在所述图像承载构件的表面上所形成的。
2.根据权利要求I所述的图像形成设备，其中，还包括 中间转印构件； 转印装置，用于将所述图像承载构件上的所述调色剂图像转印至所述中间转印构件；另一读取装置，用于读取利用所述转印装置从所述图像承载构件转印至所述中间转印构件的所述颜色配准用调色剂图像；以及 控制装置，用于基于来自所述读取装置的输出和来自所述另一读取装置的输出，来获得颜色配准调整量。
3.根据权利要求2所述的图像形成设备，其中，所述控制装置基于来自所述读取装置的输出和来自所述另一读取装置的输出来获得所述图像承载构件上的所述颜色配准用调色剂图像和所述中间转印构件上的所述颜色配准用调色剂图像之间的颜色未配准量的差，并将所述颜色未配准量的差存储在存储装置中。
4.根据权利要求3所述的图像形成设备，其中，紧挨在图像形成之前，所述控制装置基于来自所述读取装置的输出和存储在所述存储装置中的所述颜色未配准量的差来获得颜色配准调整量。
5.根据权利要求2所述的图像形成设备，其中，所述控制装置基于所述颜色配准调整量来控制来自所述曝光装置的光束的输出时刻或所述曝光装置中的光学元件的位置，以对颜色未配准进行校正。
6.根据权利要求I所述的图像形成设备，其中，所述曝光装置以与通常图像形成时的曝光量不同的曝光量，在所述图像承载构件上形成所述颜色配准用静电潜像。
全文摘要
一种图像形成设备，包括图像承载构件；充电装置，用于对所述图像承载构件的表面进行充电；电源，用于向所述充电装置施加电压；曝光装置，用于利用光束照射所述图像承载构件的表面，以形成静电潜像；显影装置，用于将该潜像显影成调色剂图像；以及读取装置，用于读取通过利用所述显影装置对颜色配准用静电潜像进行显影所获得的颜色配准用调色剂图像，其中，所述颜色配准用静电潜像是在从所述电源启动以向所述充电装置施加电压的时刻起直到所述图像承载构件的表面的电位达到通常图像形成时的电位的时刻为止的时间段内、利用所述曝光装置在所述图像承载构件的表面上所形成的。
文档编号G03G15/01GK102981384SQ20121032843
公开日2013年3月20日 申请日期2012年9月6日 优先权日2011年9月6日
发明者小松功 申请人:佳能株式会社