成像设备的制作方法

专利名称：成像设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电子照相成像设备例如打印机，复印机，传真机，等。
一个电子照相成像设备例如打印机，复印机，传真机等的成像操作是这样的利用预定图像处理方法得到的每个图像元素的灰度的数据被转换成光信号。光信号被一个包括一旋转多棱镜等的光扫描系统反射，这样一感光鼓(感光部件)的经充电的外表面被光栅扫描，以消除该感光鼓的外表面的曝光点处的电荷。结果是，形成了一静电潜像。
形成静电潜像之后，一显影设备将调色剂按照潜像的形状吸附到感光鼓的外表面；该潜像就被显影成了由调色剂组成的图像(以下称为调色剂图像)。该调色剂图像由一转印设备转印到记录媒体(纸，透明胶片等)上，接着，由一定影设备定影到记录媒体上，从而产生了一永久图像(文本)。
至于在图像密度方面使一电子照相成像设备稳定的技术，已知的技术是根据视频信号，通过调整图像承载部件的显影对比电位水平，以及/或是通过测量形成在一记录媒体，一感光鼓，或一中间转印部件上的调色剂图像的密度，在图像质量方面矫正成像设备，并根据已获得的调色剂图像密度来调整灰度LUT(查看表)。
这种技术存在以下问题当一感光鼓的外表面在平行于其轴线的方向上的电位水平不均匀以及/或是外表面不均匀时，感光鼓外表面上进行图像(调色剂图像)密度测量的诸点的电位水平不相同于其他点，这样就导致了LUT修正的错误，因此，就不可能在图像总密度和特定的中间色密度方面对成像设备进行矫正，以在目标上形成一个在图像总密度以及中间色密度方面正确的图像。
为了达到对应着视频信号的想要的密度水平，重要的是减少成像设备的感光鼓的外表面潜像的电位水平的不均匀。
感光鼓的外表面电位水平的不均匀主要归因于感光鼓的各个特性里的两个感光鼓外表面充电所达到的电位水平，以及电位的衰减。参照附图5，作为一个感光鼓，其平行于感光鼓轴线方向的外表面上的电位水平不均匀，在被扫描的时候旋转一次，由一束强度相当于半色调密度的光，沿着平行于感光鼓轴线的方向穿过其外表面扫描，感光鼓的外表面电位水平变成图5所示的，其显示了感光鼓外表面电位水平的不均匀。附带地，图5中，圆柱状的感光鼓的外表面被沿着平行于其母线的一条线切开，并在其旋转方向上展开。
从图5明显看到感光鼓外表面电位水平的不均匀具有独立于感光鼓旋转方向以及与感光鼓轴线平行的方向的三维轮廓。关于电位水平不均匀的这种轮廓归因于前面提到的感光鼓的特性；感光鼓外表面的VD诸点(区域)以及VL诸点(区域)的电位水平是不均匀的。当上述电位水平不均匀电位的感光鼓外表面被曝光时，感光鼓外表面的电位水平就根据曝光量而发生变化，如图9所示(E-V特性的不均匀)。
图9为当感光鼓旋转一次时，绘制出在平行于感光鼓的其轴线的方向上(此后称为纵向)感光鼓的外表面上的数个点处所探测到的电位水平的平均值而得到的图。该图中，每一条线的曝光量都互不相同，并且对于各个曝光量中的每一个量所绘制的电位水平值是在感光鼓旋转时，在数个电位水平探测点的每一个上所探测到的电位水平值的平均值。水平轴代表着感光鼓的外表面的诸点，在这些点处对电位水平进行了探测，且这些点是用距感光鼓纵向中点的距离来表示的。参考符号F和R代表相对于感光鼓纵向的中点，成像设备的前端和后端。换句话说，F(50)，F(90)，F(130)和F(150)分别意味着从中点向前的50mm，90mm，130mm以及150mm，并且R(50)，R(90)，R(130)以及R(150)分别意味着从中点向后的50mm，90mm，130mm以及150mm。进一步，数条线的每一条表示电位水平的不均匀，其结果是在激光束下曝光感光鼓的被充电的外表面，该激光束的强度对应于256级视频信号水平中的值0，32，64，96，128，176，208，240以及256。附带地，VD代表感光鼓外表面任何未曝光点的电位水平。
从图9明显看到，感光鼓电位水平的轴向不均匀(平行于鼓轴方向的不均匀，而平行于感光鼓圆周方向的不均匀将被称作圆周向不均匀)其轮廓稍有变化，取决于电位水平；而其VD电位水平也同样不均匀。
感光鼓的VD电位水平的不均匀，归因于感光鼓圆周向的可充电性的不均匀，充电装置在纵向充电性能中的不均匀，在充电过程的起始阶段呈现出来，并且由随着使用以及经过的时间而产生在充电装置或/和感光鼓上的变化例如，疲劳而引起。
感光鼓的曝光量以及所引起的感光鼓的电位水平之间的关系(E-V特性)如图10所示。图10所示的关系是由实验获得，实验使用了一感光层由非晶硅构成的感光鼓。于是，该关系的特点在于其为线性的，不同于当感光鼓的感光层由有机光导体组成时通常会产生的非线性关系。
然而，即使是E-V特性为线性的一个感光鼓其在平行于轴的方向的敏感性也是不均匀的。图10表示了当被充电的感光鼓(具有VD电位水平)的曝光量增加时，感光鼓E-V特性的圆周向不均匀以及电位水平的轴向不均匀所发生的实质变化。
为了使得成像设备在跨越了图像密度范围的最低端和最高端的图像密度方面稳定，重要的是成像设备在感光鼓充电达到的电位水平(VD电位水平)，以及感光鼓曝光在由一视频信号转变的光信号下以形成一静电潜像时，感光鼓外表面上一给定点电位降至的电位水平(VL电位水平)处，为稳定的。
以下为根据在先技术在VD电位水平，VL电位水平以及对应于图像的中间色部分的VH电位水平处对一成像设备进行修正的方法。
至于日本公开专利申请6-282143所提出的方法，用以在电位水平上修改一成像设备，该成像设备具有一传感器，可以探测到感光鼓的转动相位，并且计算出感光鼓全部功能范围内圆周向的电位水平平均值与感光鼓被分割成的一系列尺寸相同的区域的电位水平平均值之间的差值，所得到的数值就作为电位水平偏差值而被储存起来。这样，就根据每一个区域的电位水平偏差值来调整充电装置和曝光装置。
至于日本公开专利申请3-243967所提出的方法，该成像设备具有一光学透射部件，其透射率可以通过调整在其上所施加的电压而得到调整，其位于使感光鼓曝光的光路上。通过一个每经过感光鼓的一个旋转就移动一预定距离的电位传感器，测量出感光鼓外表面所有功能范围内的圆周方向的电位水平，以获得感光鼓外表面在其轴向被分割成的一系列尺寸相同的区域的电位水平偏差轮廓。这样，通过调整使感光鼓外表面曝光的光量就可以修正成像设备的电位水平。
进一步，日本公开专利申请9-258505所提出的方法，成像设备具有数个光闸，数个平面光发射元件，以及数个探测感光鼓表面电位水平的装置。光闸被置于基底主要表面中的一个上，图像记录头在其上形成，并且光发射元件被置于相对的主要表面上。这样，在表面电位水平探测装置的电位水平测量结果的基础上，通过独立控制充电装置，以及曝光量的控制装置，感光鼓外表面的数个区的每一个其电位水平被控制着。
以上提到的这些文件中所公开的技术是利用电位水平探测装置探测感光鼓的电位水平，并且仅在曝光后电位水平(曝光部分的电位水平)上对成像设备进行修正。这样，基本上，这些技术，也就是这些在VL电位水平上修正成像设备的方法当感光鼓在VD电位水平上为稳定(均匀)时是有效的，但是，感光鼓的轴向其VL电位水平为不均匀。
参考图12，当感光鼓在VD电位水平上为均匀时，根据感光鼓在其鼓轴平行方向的范围上的曝光特性，感光鼓可以通过调整点A和点B处的曝光量来在由视频信号决定的灰度电位水平上达到均匀，这样感光鼓就在VL电位水平上达到了均匀。于是，就可能在VL电位水平上修正感光鼓，这样在平行鼓轴方向上的感光鼓全部的工作区间内视频信号和所产生的图像密度之间的关系就会变得均匀。
然而，如上述专利文件所描述的，如果对曝光量进行调整以使得当感光鼓在平行于鼓轴方向上的VD电位水平为不均匀时，感光鼓在VL电位水平上为均匀，尽管有曝光量的调整，对应于受视频信号影响的半色调的图像密度水平的偏差，以及受视频信号影响的最大图像密度的偏差，保持在点A和点B，原因是VD电位水平的不均匀。
在这种情况下，对应于半色调的感光鼓的电位水平为不均匀，且电位水平接近VD电位水平。于是，感光鼓在平行于鼓轴的方向的受视频信号影响的密度变成不均匀。
为了使得上述情况下感光鼓的电位水平为均匀，就有必要根据视频信号的特性来调整激光的输出量，以及/或者调整灰度密度；换句话说，就有必要进行非常复杂的控制。
这样，为了使感光鼓曝光后的电位水平的不均匀减到最小，就希望使感光鼓充电所达到的电位水平(VD电位水平)的不均匀减到最小。日本专利申请公告5-25112公开了一种结构安排，其中，有一在充电装置对图像承载部件进行充电之后紧接着对图像承载部件的电位水平进行探测的电位水平探测装置，被安放在对图像承载部件进行充电的充电装置和对图像承载部件进行曝光以在其上形成静电潜像的曝光装置之间，另外，有一在对图像承载部件进行充电之后紧接着对图像承载部件的电位水平进行调整的电位水平调整装置，相对于图像承载部件外表面的移动方向，被安放在电位水平探测装置的上游，以及充电装置的下游。
然而，这种结构安排由于上述的电位水平探测装置以及电位水平调整装置之间的位置关系，存在以下的问题。也就是，由于电位水平调整装置相对于图像承载部件的旋转方向而言被安放在电位水平探测装置的上游，对于图像承载部件的外表面上的一个给定的，其电位水平将要得到修正的点来说，就需要一个长的时间才能经过电位水平探测装置而到达电位水平调整装置。这样，从开始充电步骤到开始曝光步骤之间的时间长度就会长。
发明概要本发明的主要目的在于减少从对于一个目标充电所达到的电位水平的探测到对该目标的电位水平的修正完成之间的时间长度。
本发明的另一个目的在于通过使图像承载部件同时在曝光前电位水平和曝光后电位水平上达到均匀，来将一图像承载部件对应于半色调(在灰度上)的电位水平的不均匀减到最小。
根据本发明的一个方面，提供了一种成像设备包括一可旋转的图像承载部件；对该图像承载部件进行充电的充电装置；在一曝光位置上将由该充电方法进行充电后的图像承载部件曝光，从而形成静电潜像的曝光装置；曝光前电位探测装置，用以探测曝光前图像承载部件的电位，相对于图像承载部件的旋转方向而言，该曝光前电位探测装置位于充电装置的下游，并位于曝光位置的上游；以及电位调整装置，用以在电位探测装置的输出的基础上调整图像承载部件在曝光前的电位，相对于图像承载部件的旋转方向而言，该电位调整装置位于曝光前电位探测装置的下游，并位于曝光位置的上游。
本发明的这些以及其他的目的，特征以及优势将会在考虑了以下的结合附图而对本发明的最优实施例进行的描述之后，变得更为明显。


图1是与本发明一致的成像设备的示意图，表现了其大致结构。
图2是电位水平调整装置的示意图，表现了其结构。
图3是表现了第二电位水平探测装置的示意图。
图4的图表表现了当感光鼓的VD电位水平不均匀时，在VD及VL电位水平上都修正以后，其灰度方面的特性。
图5的曲线图表现了在感光鼓的旋转向以及轴向，感光鼓电位水平不均匀的轮廓。
图6是调整感光鼓曝光前电位水平的流程图。
图7是调整感光鼓曝光前电位水平的流程图。
图8是调整感光鼓曝光量的流程图。
图9的图表描绘了感光鼓在圆周方向和轴向的电位水平的不均匀。
图10的图表表现了图1中E-V特性之间的联系。
图11的图表描述了在感光鼓VL电位水平均匀的情况下，感光鼓轴向VD电位水平的不均匀。
图12的图表描述了在感光鼓VD电位水平均匀的情况下，感光鼓在VL电位水平的修正之后，其关于灰度的特性。
图13的图表描述了在感光鼓VD电位水平不均匀的情况下，感光鼓在VL电位水平的修正之后，其关于灰度的特性。
最优实施例的详细描述接下来，参照附图对本发明的最优实施例进行描述。当一幅图中所给出的元件与另一幅图中所给出的元件具有相同的参考标号时，这两个元件在结构和功能上是一样的，于是，对所给出的元件进行过描述之后，就不再重复。
实施例1图1是采用本发明的一个典型的成像设备的示意图。在本实施例中，关于感光鼓曝光后电位水平的修正的本发明将参照一背景曝光型的成像设备来进行描述，该设备通过利用经数字处理的视频信号调制的光束对感光部件的外表面上的无数的点进行曝光来成像，这些点对应于想要的图像的背景部分。这种通过背景曝光来成像的方法类似于模拟成像设备。也就是，通过对感光部件的外表面上的一些部分进行曝光而形成静电潜像，这些部分对应于想要的图像的背景部分，并且利用普通的显影方法将静电潜像显影为一由调色剂组成的可见的图像。然而，本实施例并不打算将本发明的运用局限于背景曝光型成像设备；本发明同样适用于一使用了被广泛应用的，将调色剂吸附在曝光部分的翻转显影方法的成像设备。
图1中的成像设备具有一鼓形的电子照相感光部件(以下对其的引用简化为感光部件)作为一图像承载部件。还具有一充电设备2(充电装置)，一曝光设备3(曝光装置)，一显影设备4(显影装置)，一转印部件5(转印装置)，一清理设备6(清理装置)等等，都以环绕着感光鼓1的形式相邻布置在感光鼓1的外表面旁。该成像设备还具有一个将记录媒体供给并传送到成像设备主要路线中的装置(没有显示)，一对定位辊7，一定影设备8(定影装置)，等等，从上游端按照记录媒体P被传送的方向(箭头K所指示的)进行排列。
至于如上述构成的成像设备的运行，感光鼓1被一个驱动装置(没有显示)以预定的处理速度按照箭头R1所指示的方向旋转驱动着，随着被驱动，其外表面在充电部分C(充电部分)由充电设备2均匀充电到预定的极性和电位水平。感光鼓1充电后的外表面在一曝光部分E(曝光部分)曝光在曝光设备3发射的被调制有图像形状数据的一束光L下。结果是，感光鼓1的外表面被曝光的点上的充电消除，形成一个静电潜像。该静电潜像由显影设备4显影为一个由调色剂组成的图像(此后称为调色剂图像)；显影设备4在显影部分D(显影部分)将调色剂按照静电潜像的形状吸附到感光鼓1的外表面。调色剂图像被转印设备5(转印装置)转印到记录体P上，其由记录媒体供给装置供给到成像设备的主要路线中，由传送装置传送到定位辊7，并由定位辊7释放到转印设备5。调色剂图像被转印后，感光鼓1由清理设备6来清除其外表面残留的调色剂。同样在调色剂图像被转印后，记录媒体P被传送到定影设备8。在定影设备8，记录媒体P以及其上吸附的调色剂受热并受压。结果是，调色剂图像就永久地定影在记录媒体P的表面，就结束了在记录媒体P上进行永久成像的过程。
图1中，本实施例中的成像设备还具有数个第一电位水平探测装置11，作为探测感光鼓1外表面在曝光前的电位水平的装置，其被相邻放置在感光鼓1的外表面旁，相对于感光鼓1的旋转方向而言(如箭头R1所指示的)，位于充电部分C的下游以及曝光部分E(曝光点)的上游；数个电位水平调整装置10，位于第一电位水平探测装置11的下游以及曝光点E的上游；以及数个第二电位水平探测装置16，位于曝光点E的下游以及显影部分D的上游。稍后对第二电位水平探测装置16进行描述。
参考图2，上面提到的电位水平调整装置10具有一光发射部分12，一可调透射滤光器13，一个支撑部件14用于支撑前面两个组件12和13，以及一个透射控制装置15。在本实施例中，电位水平调整装置10是和第一电位水平探测装置11整合在一起的。然而，它也可以独立于第一电位水平探测装置11。
至于第一电位水平探测装置11，可以使用一个小的电位水平传感器。传统的电位水平传感器太大了，无法将数个直线地安放在平行于感光鼓1的轴线的方向上。与其相较，本实施例中使用的电位水平传感器的长度大概是5mm；近来半导体生产工艺的发展使得传统电位水平传感器的断路部分的尺寸可以减小。换句话说，本实施例中的成像设备具有的数个电位水平传感器其的尺寸实际上小于一个传统的电位水平传感器。然而，本实施并没有意图限制本发明的范围。也就是说，就本发明而言，电位水平传感器的类型和结构是随意的。本发明适用于任何电位水平传感器，只要其能够数个地直线安放在平行于感光鼓的轴线的方向上，以探测感光鼓外表面上数个点的电位水平，且响应良好。作为第一电位水平探测装置11的数个电位水平传感器，相对于感光鼓1的旋转方向而言，被安放在充电部分C的下游以及照射点S(图2)的上游。这里，照射部分S意味着感光鼓1的外表面被从光发射部分12发射出来的光照射到的点，并经过了可调透射滤光器13的透射，稍后将描述。
光发射部分12用于在曝光前修正感光鼓1的电位水平。光发射部分12使用了一个普遍运用于电子照相成像设备领域的长而窄的LED。它被伸展放置在平行于感光鼓1的轴的方向上(平行于鼓的母线方向)。光发射部分12的波长仅根据感光鼓1的光谱敏感性来进行选择。在本实施例中，使用了一个波长为660nm的LED；其波长与用以对感光鼓1进行曝光的曝光设备3所使用的激光扫描器的波长相同。
可调透射滤光器13位于上述的光发射部分12和感光鼓1之间，因此从光发射部分12发射出的光经过了可调透射滤光器13而投射到感光鼓1的外表面。该可调透射滤光器13的放置使得其在平行于感光鼓1的轴线的方向(平行于鼓母线的方向)上伸展，并使得其在平行于感光鼓1的轴线的方向的功能范围内的任意一点的透射率可调。换句话说，可调透射滤光器13的透射率可调，所以可调透射滤光器13的平行于感光鼓1的轴线的方向的全部范围内的无数个点的透射率水平可以均匀或是不均匀地变化。
对于可调透射滤光器13，可以使用一个液晶光闸。近年来，液晶光闸的成本降低。换句话说，它不再是一个稀有的商品，所以得到了广泛的应用。通过使用随意的控制信号例如可显示于液晶光闸的画面信号，一个液晶光闸在特定点或是遍及特定区域的透射率可以被控制，除了电子照相领域，其被广泛地应用在拍照设备领域。
以下是液晶光闸在特定的点或遍及特定区域的透射率被控制的方式测量出感光鼓1的平行于其轴线的方向上的所有功能范围内的电位水平，得到感光鼓1外表面上的预定点的电位水平(探测到曝光前电位水平的不均匀)。接着，按照预定的时序在所探测到的电位水平值的基础上产生(计算)出透射率控制图。透射率控制图必要地被透射到液体滤光器透射率控制装置15，以在平行于鼓轴的方向上的特定的点或特定的区域，连续地控制液晶光闸的透射率，因为图形已被显示在一液晶显示屏上。
接下来描述利用结构如上所述的电位水平调整装置10来修正感光鼓1的曝光前电位水平偏差(VD电位水平偏差)。
参照图1，本实施例中充电设备2是一个栅控式电晕器，或是一个电晕放电器，具有一放电电线2a，一栅极2b，以及一屏蔽2c。该充电设施工作时，该放电电线2a保持在一个预定的电压水平。栅极2b和屏蔽2c保持在同一个电位水平。对感光鼓1外表面充电所达到的电位水平可以通过控制栅极2b的高压来进行控制。
感光鼓1在VD电位水平偏差方面得到了修正，事实上是在感光鼓1由充电设备2进行充电的同时。本实施例中，九个电位水平传感器被布置作为电位水平调整装置10的第一电位水平探测装置11，与感光鼓1相邻，且相对于旋转方向R1而言位于充电部分C的下游以及曝光部分的上游。这九个传感器被线性排放在与感光鼓1轴线平行的方向上。换句话说，本实施例的成像设备具有九个在平行于感光鼓1的轴线方向上的线性电位水平测量点。测量点越多，所测量的平行于感光鼓1轴线方向的感光鼓1的外表面的电位水平的不均匀的精确度就越高。然而，通过实际测试发现，结果如图9所示，一个具有大约九个线性排放在与感光鼓1平行的方向上的电位水平测量点的成像设备，就足以令人满意地修正感光鼓1在平行于感光鼓1的轴线的方向上的电位水平。这些用于测量感光鼓1外表面电位水平的点可以与图9中的点不同。
接下来描述修正感光鼓1的VD电位水平的方法。
对于修正感光鼓的VD电位水平的方法将参照一个例子进行描述，其中使用了一个电晕放电器作为如上所述的充电设备2。
感光鼓1外表面的VD电位水平在各种情况的栅极电压，也即施加到充电设备2的栅极2上的高压，下得到了测量。
感光鼓1的VD电位水平得到了修正，在可调透射滤光器1 3的透射率调到透射率的最低值(光透最黑值)时，也就是，在感光鼓1的外表面没有被曝光的情况下，这样感光鼓1外表面的VD电位水平变成了目标值。
至于VD电位水平的目标值(目标VD电位水平)，当第一电位水平探测装置1 1的VD电位水平的目标值(目标VD电位水平)为500v时，感光鼓1外表面的电位水平在栅极电压设置成600v，800v，900v的情况下被测量出，当对于600v，800v，900v的每一个电压，感光鼓1都旋转一次时。接着做修正，使得前述的九个电位水平测量点的最低电位水平变得稍高于500v的目标VD电压。例如，当想达到一个500v的目标电压时，一个550v的电压，也就是，500v(目标电压)与50v(Δ50)之和，稍稍高于实际目标值，就被设为战术目标值，目的在于通过作为光发射部分12的LED打开时所发射出的光束，可能调节感光鼓1的外表面全部功能范围的VD电位水平。换句话说，感光鼓1外表面电位水平其绝对值可以通过光发射部分12发射的经过了可调透射滤光器13的光束而减小，但其绝对值不能增加。
随着VD电位水平被设置成一个稍高于目标值的值，可调透射滤光器13的透射率逐步减少。
在每一步，当感光鼓1旋转一次时，就在每一个测量点上测量出感光鼓1外表面的电位水平，以获得感光鼓1外表面上每一个测量点的电位水平平均值。这样，每一步中所获得的这些平均电位值与可调透射滤光器13的透光率之间的关系被存储到成像设备的存储装置(没有显示)中，就可能对电位水平偏差的修正一个量，该量对于为可调透射滤光器13设定的透射值使最优的，以使感光鼓的VD电位水平为均匀。
在本实施例中，可调透射滤光器13在平行于感光鼓1的轴线的方向上的透射率的分布，其用于对感光鼓的VD电位水平进行修正，是在对上述九个测量点上对感光鼓1的外表面的电位水平进行测量而得到的电位值的基础上而产生的。
由第一电位水平探测装置11在九个测量点上对感光鼓1的外表面上的电位水平进行测量的结果被透射率控制装置15传送到成像设备的控制装置的计算部分(没有显示)，在这里，所接收到的结果中的可调透射滤光器13的点的透射率值与九个测量点一一对应，也就是，通过上述的测量而获得的VD电位值与由于可调透射滤光器13的透射率的变化而引起的电位水平的减少量之间的关系。
接着，经过计算的调透射滤光器13的对应于测量点的点处的透射率值被转换成一个可调透射滤光器13的平行于感光鼓1的轴线的方向上的非线性透射率的分布数据，并且该数据被传送到在透射率方面逐个控制着数个液晶光闸部分的每一个的驱动电路。响应于这些透射率映射数据，感光鼓1的轴线平行的方向上的每一个液晶光闸部分即刻发生变化，响应于电位水平的探测，而实时修正感光鼓1的平行于鼓轴的方向上的VD电位水平。
在本实施例中，透射率计算部分，也就是，在所测量出的感光鼓1的外表面的电位值的基础上，来计算液晶光闸的透射率分布的控制装置，是独立于控制着整个成像设备的CPU的。换句话说，成像设备设计成，透射率计算部分，也就是透射率控制装置，仅控制透射率，可以响应于感光鼓1旋转时发生的电位水平的不均匀的变化，而及时地在透射率方面控制着液晶光闸。
通过如上所述的在透射率方面对液晶光闸的控制，穿过液晶光闸的用来对感光鼓1的外表面进行曝光的光的量，就得到了调整。
经过使用上述的结构安排，感光鼓1外表面的电位水平就由位于充电部分和曝光部分之间的第一电位水平探测装置进行测量(在感光鼓被充电和感光鼓被曝光之间)，以及接着，由位于第一电位水平探测装置下游的电位水平调整装置对感光鼓所获得的电位的水平进行调整。更具体地，液晶光闸在透射率上被调整，从而在位置上对应于感光鼓1的电位水平高的外表面部分的液晶光闸的部分，透射较大量的光用以对感光鼓1的外表面进行曝光。结果是，感光鼓1在VD电位水平上被调整，从而其平行于鼓轴的方向上的VD电位水平变得均匀。之后，感光鼓的外表面被曝光；也就是，感光鼓1的外表面在经过了VD电位水平的修正之后被曝光。于是，即使经过充电装置充电后的感光鼓1的外表面其VD电位水平不均匀，感光鼓1的电位水平不正常(VD电位水平)的部分外表面，在到达曝光部分之前其电位得到了调整。这样，感光鼓1的电位水平可以得到修正，而无需仅为了修正感光鼓1的VD电位水平而旋转感光鼓。
以下是本发明的另一个实施例。
参照图1，在本实施例中，成像设备还具有一个第二电位水平探测装置16作为探测感光鼓1外表面曝光后的电位水平的装置，相对于感光鼓1的旋转方向而言，其位于曝光部分E的下游以及显影部分D的上游。根据这种结构安排的规定，就可能使得感光鼓1的外表面在VL电位水平上均匀。本实施例中除了第二电位水平探测装置16以外的部分与前述的实施例中的部分相同，所以在此不再描述。
第二电位水平探测装置16包括数个直线排列的电位水平传感器，按照预定的间距排列，在平行于鼓轴的方向上。参照图3，这些电位水平传感器的每一个都由支撑装置17支撑着，这样它就是面向着感光鼓1的外表面。这些电位水平传感器可以与第一实施例的第一电位水平探测装置中所使用的这些部件相同。
在本实施例中，为了调整从曝光设备3发射出的激光的量，从曝光装置3发射出的用于感光鼓曝光的激光的量被设成四个不同的值。随着激光量被设成四个值中的每一个值，感光鼓1的外表面被曝光，且感光鼓1的VL电位水平由第二电位水平探测装置16在数个位于平行于鼓轴的方向上的且按照预定的间距排列着的点上进行测量，同时感光鼓1旋转1次。这样，就获得了对应于每个测量点的，感光鼓1的外表面上的点的VL电位水平的平均值。为了详细描述此时的前面提到的四个值，用于写入潜像的信号数据被表示为256级。本实施例中的显影设备具有普通的显影类型。于是，当信号数据为零的时候，没有图像。这样，当数据信号为零的时候，曝光光线的量被设为零，或是最小值。相反地，当信号数据为255，也就是当图像形状数据为最大时，曝光光线的量被设为最大值，或是最接近最大值。这样，本实施例中的用于曝光光线量的这四个值40，80，160，255意味着感光鼓1的外表面曝光在其量对应于40，80，160，255的信号数据的光下。在本实施例中，曝光激光的量如上所述被设成上面提到的四个值。然而，其可以被设成不同于上面提到的四个值的数值。附带地，一翻转显影系统中信号数据和曝光量之间的关系当然不同于普通显影系统中的关系。
每一个测量点上的感光鼓1的外表面的平均电位水平值，与平行于鼓轴的方向上的每一个测量点的位置之间的关系，被列表并存储至成像设备中的一个存储装置里(没有显示)。在本实施例中，当修正感光鼓的VL电位水平时，也就是，当达到预定的VL电位水平时，作为四个曝光量值的参考值的电位值被用作感光鼓平行于鼓轴的方向上的中点(鼓的纵向中点)的电位值。
成像设备的VL电位水平是由VD电位值减去由环境等因素而决定的目标潜像对比电位差值(显影对比值+背景(无图像)对比值)而得到的。激光输出量所设定的值是由位于感光鼓1的外表面中点的第二电位水平探测装置所探测到的电位值，与曝光激光量之间的关系决定的，因此VL电位水平平均值就变得等于目标值。
至于欲达到目标VL电位水平的轴向电位水平不均匀轮廓，感光鼓旋转一圈时其平均轴向电位水平的分布是由感光鼓中点的目标VL电位水平插值以及采用了前述的四个曝光值而获得的参考轴向电位水平不均匀轮廓，而产生的。
参考图5，至于修正感光鼓的曝光后电位水平的原因在于，在将感光鼓仅旋转一次而计算出来的感光鼓的平均轴向电位水平分布的基础上，尽管事实上在上述的测量点上所测得的感光鼓电位水平的轴向不均匀在感光鼓旋转的时候发生着变化，但是感光鼓轴向电位水平的不均匀导致了图像形状密度的不均匀，也就是，图像就会被垂直的线以及/或条纹损害，这在实际上要比由于感光鼓电位水平圆周方向的不均匀而导致的图像缺陷显著得多。
此时，将会对本实施例的电位水平控制顺序进行描述。这种电位水平控制是在没有实际形成图像的阶段内进行，例如，旋转前阶段，也就是，介于成像设备电源开关打开和成像设备准备实际成像之间的一个操作阶段，或者旋转后阶段。
在上述的阶段内，感光鼓1在曝光前电位水平(VD)和曝光后电位水平(VL)上被调整。
图6的流程图是在充电设施端对感光鼓1的曝光前电位水平进行调整。当VD电位水平调整开始后(S101)，开始判断已经进行了多少次的调整(S102)。接着一个电位水平由已经进行过的调整的次数来预定的电压，被施加到电晕放电器的栅极上(S103)，并且第一电位水平探测装置在平行于感光鼓1的纵向的方向上的九个点上测量出感光鼓1外表面的电位水平，在时间长度上相等于感光鼓1旋转一圈的时间内，同时持续地在电晕放电器的栅极上施加上述的电压(S104)。当调整计数为1时，施加到栅极上的电压的电位水平被设为600v(Vgrid＝600v)，当调整计数为2时，其被设为800v(Vgrid＝800v)；且当调整计数为3时，其被设为900v(Vgrid＝900v)。当调整计数达到3时，控制就进行到S106，而当调整计数小于3时，控制就返回到S102。在S106，一个等于或稍大于在九个测量点上所探测到的最大的电位水平偏差的值，被当作ΔV而增加到目标曝光前电位水平值(目标VD电位水平)上，得到了目标调整前电位水平值(VDtarget+ΔV)，或是在感光鼓1的电位水平经电位水平调整装置调整之前感光鼓1的目标电位水平。例如，如果感光鼓1的目标电位水平是-500v，且ΔV是-50v，目标调整前电位水平就是-550v。这样，Vgrid就被调整以达到这个目标曝光前电位水平。在本实施例中，充电设备2是一个电晕放电器。因此，Vgrid被调整。但是，但充电设备2是其它类型的时候，影响着感光鼓1充电而达到的电位水平的电压被调整。在对这个影响着感光鼓1充电所达到的调整前电位水平的电压进行完调整之后，控制就进行到步骤(S108)，在此步骤，感光鼓1的位于平行于其纵向的方向上的预定点的电位水平被调整，如图7所示。
接下来，参照图7，描述感光鼓1的位于平行于其纵向的方向上的预定点的电位水平的调整顺序。当感光鼓1的纵向VD电位水平调整开始后(S201)，照射部分S作为电位水平调整装置被打开以照射感光鼓1上的在经过调整的充电条件下被充电的部分(S202)。接着，根据调整计数(S203)来选择透射率值(S204)。借助设定于每一个被选值上的透射率而对VD电位水平进行了测量(S205)。在步骤S206，当调整计数为4时，也就是，完成了在对应于四个不同透射率值的四种条件下的电位水平的测量，控制进行到S207，然而当调整计数小于4时，控制回到步骤S203。在步骤S207，获得每一个被选透射率值与相应的电位水平的减少之间的关系(S207)。该关系被用来产生一个VD电位水平的透射率调整图，其与感光鼓1的旋转相位相关联，并且相应于感光鼓1的一次旋转(S208)。接着，控制进行到S209，在这步感光鼓1的曝光后电位水平被调整(S209)。借助如上述所产生的对应于感光鼓1的一次旋转的透射率调整图，可以使感光鼓1的曝光前电位水平变得均匀。当执行这个顺序操作的时候，感光鼓1没有被曝光装置曝光以形成图像。
通过图6和图7所示的顺序，使得感光鼓1的曝光点处的电位水平均匀。然而，当成像曝光光线在平行于鼓轴的方向上的密度不均匀时，感光鼓1的曝光后电位水平(VL电位水平)就会变得不均匀。于是，在本实施例中，为了防止感光鼓1的曝光后电位水平变得不均匀，对曝光光线的强度进行调整。接下来，参照图9，开始描述曝光强度调整顺序。为了使感光鼓1的纵向的VL电位水平为均匀而开始调整感光鼓1的VL电位水平时(S301)，就获得了调整计数(S302)，并且依据调整计数来设定曝光量(S303)。在本实施例中，使调整为四次，并且感光鼓1的被曝光量的预定与调整计数以及图像信号数据有关。也就是，当调整计数为一，二，三和四时，感光鼓1的被曝光量就分别与40，80，160，255的信号数据成比例，并且对相对应于这些曝光量的VL电位水平进行测量(S204)。在S305，当调整计数为四时，也就是，完成了对对应于四种不同曝光量的VL电位水平的测量，控制就进行到S306，而当调整计数小于四时，控制就进行到S302。在步骤S306，获得曝光量和相对应的电位水平的减少之间的关系。这种关系被用来确定能达到目标VL电位水平的曝光量(S307)。在本实施例中，九个第二电位水平探测装置分布在感光鼓1的纵向上。将曝光量设定在一个理想的值上后，对穿过曝光部分的功能范围的曝光量进行调整，因为曝光光线强度的不均匀(S308)。通过使用上述方法，感光鼓1在纵向以及圆周方向的VD电位水平和VL电位水平的不均匀就被减到最小。
同样在本实施例中，为了控制感光鼓1的电位水平，相对于图像承载部件的旋转方向而言，电位水平探测装置被安放在制图点的下游，且电位水平调整装置被安放在电位水平探测装置的下游。进一步，曝光部分位于电位水平调整装置的下游。这样电位水平探测装置和电位水平调整装置之间的距离短，就可能在一短时间内控制感光鼓1的电位水平，而无需不经济地旋转感光鼓1。
附带地，本实施例中采用的曝光方法为背景曝光方法(BAE)，即通过使用经数字处理的视频信号来曝光与一图像的背景部分相对应的感光鼓1的外表面的点。这样，通过使用与第一个实施例中相同的VD电位水平调整方法调整感光鼓1的VD电位水平，感光鼓1就在显影对比电位水平差上保持了恒定。
根据轴向VL电位水平不均匀轮廓，每一个扫描线的激光在其扫描范围内的曝光量上都经过了调整，与视频信号无关。通过将感光鼓1的外表面曝光在来自于曝光量经过曝光量调整处理后的曝光装置所发出的光下，就使得感光鼓1在平行于其鼓轴的方向上的VL电位水平为均匀的。
显影条件发生变化的原因在于成像设备(显影设备)发生在使用中的变化。然而，根据本实施例，如果显影条件发生变化，由于显影条件的变化而导致的VL电位水平的轴向不均匀轮廓，可以通过使用关于感光鼓1的VL电位水平的轴向不均的参考数据进行及时计算，该参考数据是通过测量感光鼓1在激光强度被设为上面提到的四个值时的VL电位水平而获得的，并且感光鼓1纵向的中点处的VL电位水平也被用为参考电位水平。这样，即使电位水平分布改变了，本实施例可以正确地适应感光鼓1电位水平的轴向不均匀的变化。
至于曝光量和电位水平之间的关系，其导致了当感光鼓的VL电位水平发生变化时，曝光量根据感光鼓灵敏度的轴向不均匀而被调整，以及曝光量与采用了与执行上述电位水平控制所采用的相同的计时而测量出来的感光鼓1的圆周VL电位水平平均值之间的关系。
结果是，使得感光鼓1在平行于其轴向的方向上的VD和VL电位水平为均匀，如图4所示。随着感光鼓1同时在VD和VL电位水平上为均匀，即使感光鼓1在平行于其轴向的方向上的灵敏度(E-V特性)不均匀，可以使感光鼓1的对应于代表着半色调密度水平的视频信号的电位水平为均匀，因此，成像设备可以在图像密度上保持恒定。
只要感光鼓在视频信号水平的电位水平为均匀，响应于视频信号而进行的灰度调整控制就可以正确地进行，而无视在平行于鼓轴的方向上所处的位置。
如上所述，本发明可以减小对经过充电装置的充电后的图像承载部件的电位水平进行探测，于对该图像承载部件的电位水平进行调整之间的时间长度。
虽然对本发明的描述参考了在此公开的结构，但其并不限于这些细节，并且本发明意欲涵盖这些包含在改进目的或是权利要求范围之内的修改或改造。
权利要求
1.一种成像设备包括一可旋转的图像承载部件；充电装置，用以对该图像承载部件进行充电；曝光装置，在一曝光位置上将由所述充电装置充电后的所述图像承载部件曝光，以形成静电潜像；曝光前电位探测装置，用以探测曝光前图像承载部件的电位，相对于图像承载部件的旋转方向而言，该曝光前电位探测装置位于所属充电装置的下游以及曝光位置的上游；以及电位调整装置，用以在所述电位探测装置的输出的基础上调整所述图像承载部件在曝光前的电位，相对于图像承载部件的旋转方向而言，所述的电位调整装置位于所述曝光前电位探测装置的下游以及曝光位置的上游。
2.根据权利要求1的设备，进一步包括第一电位设定装置，用以在所述电位调整装置之前的一个位置上设定第一目标电位，以确定所述充电装置的充电状态，以及第二电位设定装置，用以在所述曝光装置之前的一个位置上设定第二目标电位，以决定所述电位调整装置的调整状态。
3.根据权利要求2的设备，其中第二设定电位高于第一设定电位。
4.根据权利要求1的设备，其中所述的电位调整装置通过控制所述图像承载部件的一个曝光量来调整所述图像承载部件的电位。
5.根据权利要求1的设备，其中所述的曝光前电位探测装置探测的是实质上位于一垂直于所述图像承载部件周边运动方向的线上的数个位置中的每一个的电位。
6.根据权利要求1的设备，其中所述电位调整装置在图像形成操作中在图像曝光前的一位置上调整所述图像承载部件的电位。
7.根据权利要求1的设备，进一步包括曝光后电位探测装置用以探测曝光后的图像承载部件的电位，相对于所述图像承载部件的旋转方向而言，所述的曝光后电位探测装置位于曝光位置的下游，还包括在所述曝光后电位探测装置的输出的基础上调整一曝光强度的曝光调整装置。
8.根据权利要求2的设备，其中所述曝光调整装置在所述曝光后电位探测装置所探测到的电位的基础上调整曝光强度。
9.一种成像设备包括一可旋转的图像承载部件；充电装置，用以对该图像承载部件进行充电；曝光装置，在一曝光位置上将由所述充电装置充电后的所述图像承载部件曝光，以形成静电潜像；曝光前电位探测装置，用以探测曝光前所述图像承载部件的电位，相对于图像承载部件的旋转方向而言，所述曝光前电位探测装置位于充电装置的下游以及曝光位置的上游；以及曝光后电位探测装置，用以探测曝光后所述图像承载部件的电位，相对于图像承载部件的旋转方向而言，所述曝光后电位探测装置位于曝光位置的下游。
全文摘要
一种成像设备包括一可旋转的图像承载部件；对该图像承载部件进行充电的充电装置；在一曝光位置上将由该充电装置充电后的图像承载部件曝光，从而形成静电潜像的曝光装置；曝光前电位探测装置，用以探测曝光前图像承载部件的电位，相对于图像承载部件的旋转方向而言，该曝光前电位探测装置位于充电装置的下游以及曝光位置的上游；以及电位调整装置，用以在电位探测装置的输出的基础上调整图像承载部件曝光前的电位，相对于图像承载部件的旋转方向而言，该电位调整装置位于曝光前电位探测装置的下游以及曝光位置的上游。
文档编号G03G21/00GK1680882SQ200510056898
公开日2005年10月12日 申请日期2005年3月28日 优先权日2004年3月26日
发明者北岛健一郎 申请人:佳能株式会社