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：
本发明涉及图像形成设备。
背景技术：
通常，所谓的串联型图像形成设备是已知的技术。这类图像形成设备包括每种 颜色(例如黄色，品红，青绿色和黑色)的多个感光构件，这些感光构件排列在纸张传送 带移动的方向上。承载在相应感光构件上的每种颜色的图像按顺序转印到所述传送带上的 纸张上。 在这样的串联式图像形成设备中，如果每种颜色在纸张上的图像形成位置偏离 (偏移)正确的位置，则不合需要地形成带有颜色套准误差的彩色图像。因此， 一种这样 的图像形成设备具有校正每种颜色的图像形成位置的功能(第2004-61876号日本专利申 请公报)。在进行该校正功能时，所述图像形成设备首先在传送带上形成包括多个标记的 套准图案(位置对准图案或校准图案)。所述套准图案包括基准颜色标记和校正颜色标记， 并且包括在主扫描方向或次扫描方向的标记之间具有不同重叠度的多对标记。各对标记的 密度不同，取决于该对标记的重叠度。可以认为构成具有密度极值的标记对的两个标记是 互相对准的(重叠度最大)。因此，各对标记的密度被按顺序测量，而且显示该密度极值 的标记对被识别。然后，由图像形成设备为标记对最初假定的位置偏移量被确定为主扫描 方向或次扫描方向上的相对于基准颜色图像形成位置的校正颜色图像形成位置的偏移量， 形成图像的时间通过补偿该偏移量而被校正
发明内容
通常，在图像形成设备中，图像形成位置有时不但在一个方向(例如主扫描方 向)上发生偏移，而且在另一个方向(例如次扫描方向)上也发生偏移。因此，两个方向 的偏移量都需要测量和校正。在这种情况下，最好用于一个方向(例如主扫描方向)的标 记对和用于另一个方向(例如次扫描方向)的标记对以尽可能靠近的时间形成在传送带上。 这是因为传送带并不总是在稳定状态下循环移动，而且诸如移动速度和弯曲度等的移动条 件还取决于时间而改变。更具体地说，如果形成用于一个方向的标记对的时间和形成用于 另一个方向的标记对的时间迥然不同，则在每个形成时间传送带的移动条件可能很不相 同。因此，存在两个方向(一个方向和另一个方向)上校正图像形成位置的精度发生变化 的可能性。因此，最好用于两个方向的标记对形成的时间尽可能靠近，并且最好两个方向 上的偏移量在传送带移动条件大致相同的位置进行测量。 然而，在上述利用标记对的重叠度校正图像形成位置的图像形成设备中，不是 仅用于主扫描方向就是仅用于次扫描方向的标记对连续形成在传送带上。因此，形成用于 主扫描方向的标记对的时间和形成用于次扫描方向的标记对的时间显著分开。结果是，存 在两个方向(主扫描方向和次扫描方向)上校正图像形成位置的精确度发生显著变化的可 能性。 鉴于上述情况，本发明的目的是提供一种能够抑制在一个方向和另一个方向上 校正图像形成位置的精度发生变化并且具有至少在一个方向上通过使用标记对的重叠度 校正图像形成位置的构造的图像形成设备。 为了达到上述及其他目的，本发明提供一种图像形成设备。该图像形成设备包 括图像形成部，控制部，检测部和校正部。图像形成部在物体上形成图像。该物体可以在 移动方向上移动。控制部控制图像形成部在该物体上形成校准图案。该校准图案包括用于 在第一方向上校正图像形成位置的多个第一图案和在不同于第一方向的第二方向上校正 图像形成位置的多个第二图案。多个第一图案中的每一个图案包括至少一对标记，至少一 对标记中的每一对标记具有不同的颜色并且在第一方向上相互重叠。该多个第一图案具有 彼此不同的重叠度。多个第二图案中的每一个图案在移动方向上形成在多个第一图案中的 一个图案和多个第一图案中的另一个图案之间。检测部检测形成在所述物体上的多个第一 图案和多个第二图案，藉此获得检测结果。校正部根据多个第一图案的检测结果校正第一 方向上的图像形成位置，并且根据多个第二图案的检测结果校正第二方向上的图像形成位 置。


根据本发明的实施例将参考下列附图进行详尽说明，其中 图1为显示根据本发明的实施例的打印机的总体结构的垂直剖视图； 图2为显示图1的打印机的电气结构的方框图； 图3为设置在图1的打印机中的光学传感器和传送带的透视图； 图4为图3中所示的每一个光学传感器的电路图； 图5为显示根据实施例的校准图案和显示所接收的光信号的波形图的说明图； 图6为显示用于采样波形和参考波形的相对于时间(横轴)的脉冲宽度(纵轴)
的曲线图；以及 图7为显示根据修改例的校准图案的说明图。
具体实施例方式下文将参照图l-6说明根据本发明的实施例的图像形成设备。该实施例的图像
形成设备被用于打印机l。 〈打印机的总体结构〉 图l为显示打印机l的总体结构的垂直剖视图。在下文的说明中，术语"前"， "后"， 〃上"， 〃下"， 〃左"， 〃右"在打印机1设置成其将要被使用的取向时用于限定各个 部分。如图1所示，图1的右侧称为打印机1的〃前〃侧，而图1的左侧称为打印机1的" 后"侧，进一步，从打印机1的前面看时的左侧称为打印机1的"左"侧，而从打印机1的 前面看时的右侧称为打印机1的"右"侧。 如图1所示，打印机1 (图像形成设备的实例)是直接转印串联式彩色激光打 印机。打印机1具有用于在其中容纳和支撑其他组件的机壳3，机壳3的顶部被形成为输 出盘63，纸张供给盘5设置在机壳3的底部。多个记录媒质7 (诸如纸张等的薄片状媒质) 堆放在纸张供给盘5中。
压板9设置在纸张供给盘5上，用于将记录媒质7推向拾取辊13。拾取辊13 的旋转拾取一片记录媒质7并将该片记录媒质7传送到套准辊17。套准辊17校正记录媒 质7的偏斜，然后在预定时间将记录媒质7发送到传送带单元21 (传送装置的实例)。
图像形成部19包括用作曝光装置的实例的扫描器部23，处理部25，定影单元 28等。注意，在本实施例中，扫描器部23和处理部25用作图像形成部的实例。
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传送带单元21包括一对支撑辊27和29 (前侧支撑棍27和后侧支撑棍29)和 围绕支撑辊对27和29成圈的环状传送带31 (所述物体的实例)。后侧支撑辊29连接到驱 动源(未显示)并且被可旋转地驱动以使传送带31在图1中按逆时针方向循环运动，从 而将置于传送带31上的记录媒质7传送到后侧。 清洁辊33设置在传送带单元21下方，用于清除附着于传送带31的色粉(包 括下文说明的校准图案131的色粉)，纸屑等。 扫描器部23包括四个激光发射部(未显示)，每个激光发射部根据每种颜色的 图像数据控制其开和关。扫描器部23将从每个激光发射部发出的激光L以高速扫描照射 在每种颜色的各个感光鼓37的表面上。 所设置的处理部25的四个单元用于例如黑色，青绿，品红和黄色的各种颜色。 除了色粉(着色剂的实例)的颜色等以外，每个处理部25具有相同的结构。在下文的说 明中，当需要区别颜色时，在参考标记上添加BK (黑色)，C (青绿)，M (品红)和Y (黄 色)的后缀。否则，这些后缀从略。 每个处理部25包括感光鼓37 (图像承载构件和感光构件的实例)，充电器39， 显影盒41等。显影盒41具有色粉容纳室43，显影辊47等。四个转印辊53 (转印部的实 例)设置在各自的一个感光鼓37下方，传送带31处于两者之间。容纳在色粉容纳室43 中的色粉被提供给显影辊47。 感光鼓37的表面由充电器39均匀充电成正向极性。其后，感光鼓37的表面 由从扫描器部23发射的激光L曝光。这样，感光鼓37的表面上形成与将要形成在记录媒 质7上的每种颜色的图像相对应的静电潜像。 然后，承载在显影辊47上的色粉被提供给形成在感光鼓37表面上的静电潜像， 使静电潜像变成可见的每种颜色的色粉图像。 其后，当由传送带31传送的记录媒质7经过感光鼓37和转印辊53之间的每 个转印位置时，由于施加到转印辊53上的负向极性的转印偏压，每个感光鼓37的表面上 的色粉图像依次转印到记录媒质7上。这样，色粉图像已经转印到其上的记录媒质7被传 送到定影单元28。 定影单元28包括加热辊55和加压辊57。加热辊55与加压辊57合作传送并加 热承载色粉图像的记录媒质7，从而将色粉图像热固定在记录媒质7上。然后，排出辊61 将带有热固定色粉图像的记录媒质7排出到排出盘63上。
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〈打印机的电气结构〉 图2为显示打印机1的电气结构的方框图。打印机1具有CPU 77, ROM 79， RAM 81， NVRAM 83 (存储器的实例)，操作部85，显示部87，上述图像形成部19，网络接口 89，光学传感器lll等。 ROM 79存储控制打印机操作的各种程序，CPU 77从ROM 79读出该程序，根 据该程序执行处理，并且在RAM 81或NVRAM 93中存储处理结果，从而控制打印机1的操 作。
操作部85包括多个按钮，操作部85能够输入由用户进行的诸如打印开始指令 的各种操作。显示部87包括液晶显示器(LCD)和指示灯。显示部87能够显示各种设定 屏，工作条件等。网络接口89通过通信线路71连接到外部计算机(未显示)等，并且能 实现打印机1和外部计算机等之间的数据通信。
〈用于套准误差校正处理的结构〉 在能够形成彩色图像的打印机1中，如果在记录媒质7上每种颜色的图像形成 位置(转印位置)偏移(偏离)正确的位置，则将形成带有颜色套准误差的彩色图像。因 此，对准每种颜色的图像形成位置是重要的。套准误差校正处理是用于校正上述颜色套准 误差的处理。 在套准误差校正处理中，打印机1的CPU 77从例如NVRAM 83中读取校准图案 131 (套准图案)的数据，并且将该数据作为图像数据提供到图像形成部19，此时，CPU 77 起控制部的作用。图像形成部19在传送带31的表面上形成校准图案131。然后CPU77控 制光学传感器111根据所接收光的水平检测校准图案131的偏移量，并且通过补偿该偏移 量校正激光扫描位置。这里，激光扫描位置是每个感光鼓37上扫描器部23照射每种颜色 的激光的位置。例如，激光扫描位置可以通过改变扫描器部23中发射激光的时间而改变。
1.光学传感器 如图3所示， 一个或多个光学传感器111 (在本实施例中为两个)设置在传送 带31的后下侧(见图1)。在本实施例中，该两个光学传感器111在左右方向上排列。每 个光学传感器111为具有光发射元件113 (例如LED)和光接收元件115 (例如光敏晶体管) 的反射式传感器。更具体地，光发射元件113从倾斜于传送带31表面的方向在传送带31 的表面上照射光，并且光接收元件115接收传送带31表面上反射的光。从光发射元件113 发射的光在传送带31的表面上形成斑点区域。该斑点区域为光学传感器111的检测区域E。
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图4为每个光学传感器111的电路图。当由光接收元件115接收到的光量水平 较高时，接收到的光信号S1较低。相反，当由光接收元件115接收到的光量水平较低时， 接收到的光信号S1较高。接收到的光信号S1被输入滞后比较器117 (比较电路的实例)。 滞后比较器117将接收到的光信号Sl的水平与检测阈值TH1和TH2进行比较，并输出根 据比较结果反相的二进制信号S2。
2.本实施例的校准图案 图5为显示根据本实施例的校准图案131以及显示由光学传感器111从校准图 案131接收到的所接收光信号Sl的波形图的说明图。校准图案131包括多个第一图案130 和多个第二图案132。注意，校准图案131具有沿传送带31的每一个左右端排列的相同的 图案(见图3)，而且图5显示了形成在传送带31的一侧上的图案的一部分。
<第一图案> 第一图案130为用于检测主扫描方向(垂直于由传送带31传送的记录媒质7 的传送方向的方向，第一方向的实例)上的图像形成位置的偏移的图案。如图5所示，多 个第一图案130被其间留有间隙(间隔)地排列在次扫描方向上。每个第一图案130包括 多个标记对137'(具有不同颜色的标记对的实例)，每一个标记对137具有基准颜色标记 133 (例如黑色)和调整颜色标记135 (例如黑色之外的其他颜色)。每个第一图案130在 主扫描方向上具有标记133和135之间的重叠度。第一图案130具有彼此不同的重叠度。
更具体地，第一图案130包括用于校正青绿图像的图像形成位置的多个青绿第 一图案130C;用于校正品红图像的图像形成位置的多个品红第一图案130M;和用于校正 黄色图像的图像形成位置的多个黄色第一图案130Y。每一个青绿第一图案130C包括黑色 标记133和青绿标记135C的标记对137，每一个品红第一图案130M包括黑色标记133和 品红标记135M的标记对137。相似地，每一个黄色第一图案130Y包括黑色标记133和黄 色标记135Y的标记对137。 在多个青绿第一图案130C中，青绿标记的135C相对于黑色标记133的重叠度 (标记重叠程度)在次扫描方向上逐渐改变。更具体地，具有最大标记重叠度的青绿第一 图案130C1排列在开始端(图5的左侧)。然后，具有按照预定量递减的标记重叠度的青 绿第一图案130C排列在次扫描方向上(图5中显示青绿第一图案130C2和130C3)。当标 记重叠度变得最小时，青绿第一图案130C的标记重叠度在次扫描方向上按预定量递增。 相似地，当标记重叠度变得最大时，青绿第一图案130C的标记重叠度在次扫描方向上再
9次按预定量递减。这样，青绿第一图案130C被重复排列在次扫描方向上。注意，标记重 叠度在次扫描方向上逐渐改变是不必要的，标记重叠度可以不规则地改变。然而，下文所 述的采样波形Wl的位相(峰值时间)可以用标记重叠度在次扫描方向上逐渐改变的结构 更精确地确定。 在本实施例中，彼此位置最靠近的两个青绿第一图案130C之间的标记重叠度 的差异为定值(例如一点)。在图5的实例中，青绿第一图案130C1和130C2之间的标记 重叠度的差异等于青绿第一图案130C2和130C3之间的标记重叠度的差异。然而，标记重 叠度的差异可以是不恒定的，进一步，在本实施例中，例如，黑色标记133和青绿标记135C 在主扫描方向上的宽度有一个点宽度的不同。对于多个品红第一图案130M和多个黄色第 一图案130Y情况相同，对其的说明从略。 下文将说明每种调整颜色的第一图案130的排列关系。在使用多种调整颜色的 图像形成设备中，情况可以这样，即具有用于一种调整颜色的调整颜色标记135的所有第 一图案130形成在传送带31上，其后，具有用于另一种调整颜色的调整标记135的所有 第一图案130形成在传送带31上。然而，在这种情况下，传送带31上的形成位置及形成 时间取决于每种调整颜色而显著不同，因此，除非用于每种调整颜色的第一图案130形成 在传送带31的整个周长上，否则由于传送带31旋转条件的差异存在用于每种调整颜色的 校正图像形成位置的精度发生变化的可能性。另一方面，如果用于每种调整颜色的第一图 案130形成在传送带31的整个周长上，则校准图案131的全长变长并且校正图像形成位 置的处理时间增加。 因此，在本实施例中，多种调整颜色的第一图案130 (三种颜色)依次形成预 定的单元数。更具体地说，为青绿，品红和黄色的每一种颜色形成一个第一图案130(130Cl， 130M1, 130Yl)，然后，为青绿，品红和黄色的每一种颜色形成具有改变一个点宽度的标 记重叠度的一个第一图案130 (130C2， 130M2和130Y2)。通过这种结构，因为每种调整颜 色的第一图案130能够被分散地排列在传送带31的预定范围(例如，整个周长)内，所 以，形成第一图案130的位置不集中在一定的位置。因此，可以抑制由于传送带31的旋 转不规则性造成的校正每种调整颜色的图像形成位置的精度的变化。
<第二图案> 第二图案132为用于检测次扫描方向(传送方向，第二方向的实例)上的图像 形成位置的偏移。第二图案132具有分别为黑色，青绿，品红和黄色的单色图案132BK，132C， 132M和132Y以预定间隔在次扫描方向上排列在传送带31上的结构。更具体地，第 二图案132具有每个组包括所述次序的一个黑色标记132BK， 一个青绿标记132C， 一个品 红标记132M和一个黄色标记132Y的多个组重复排列的结构。
〈第一图案和第二图案之间的关系〉 在校准图案131中，每个第二图案132在次扫描方向上排列在一个第一图案130 和另一个第一图案130之间。更具体地说，第一图案130在次扫描方向上被预定数量(本 实施例中为一个)的第二图案132分隔成相等的数量(本实施例中为一个)。还有，相同 数量的第一图案130和第二图案132(本实施例中为一个第一图案130和一个第二图案132) 交替排列在次扫描方向上。 更进一步，次扫描方向上的校准图案131的全长大于或等于传送带31的整个 圆周长度。更具体地说，关于第一图案130， 一组带有最小标记重叠度的标记到一组带有 最大标记重叠度的标记在大于或等于传送带31的整个圆周长度的长度上以预定的间隔一 次一组地重复形成。关于第二图案132，每一个包括一个黑色标记132BK， 一个青绿标记 132C， 一个品红标记132M和一个黄色标记132Y的组合在大于或等于传送带31的整个圆 周长度的长度上重复形成。另外，第一图案130和第二图案132两者都具有在主扫描方向 上延伸的条状或带状的外形并且在次扫描方向上具有相同的宽度。因此，在传送带31的 预定长度内可以形成大量第一图案130和第二图案132，从而提高图像形成位置校正的精 度。 '
〈套准误差校正处理的内容〉. 当颜色套准误差校正时间到来时，CPU77执行套准误差校正处理。颜色套准误 差校正时间是指例如从先前的套准误差校正处理达到预定值，其上形成图像的记录媒质的 数量达到预定数量等后过去的时间。 CPU 77在传送带31上形成校准图案131，并且从光学传感器111获得一系列 二进制信号S2。 CPU 77执行分别在第一图案130的脉冲波形上和在第二图案132的脉冲 波形l执行下列处理。注意，每个脉冲波形是否对应于第一图案130或第二图案132以及 每个脉冲波形对应于哪种颜色，举例来说，可以通过将从开始起的每个脉冲波形的顺序与 校准图案131中的第一图案130和第二图案132的排列顺序相关联而得知。
1.对应于第一图案的脉冲波形的处理在下文的说明中，因为在青绿，品红和黄色的所有调整颜色上进行相似的处理，所以用于校正一种调整颜色的第一图案130的处理被作为实例进行说明。
关于反射光的数量，对于相同的入射光量，传送带表面(传送带31的暴露部' 分)反射的光量大于标记反射的光量。更进一步，调整颜色标记(在本实施例中为青绿， 品红和黄色)反射的光量大于黑色标记反射的光量。如上所述，反射光的数量和所接收的 光信号S1的水平具有相反的关系，也就是说，反射光量越大，所接收光信号S1的水平越 低，反射光量越小，所接收光信号S1的水平越高。 考虑到上述情况，当标记重叠度较大时，传送带31的表面的暴露面积较大。 从而，从检测区域E反射的光的数量取决于参考颜色标记133和调整颜色标记135之间的 标记重叠度而不同。因此，当标记重叠度变大时，传送带31表面的暴露面积增加，所接 收光信号Sl的水平变低。当所接收光信号Sl的水平变低时，二进制信号S2的脉冲宽度 变窄，这里，脉冲宽度为所接收光信号Sl超过检测阈值TH1 (TH2)的上限值THA的时间 与所接收光信号Sl低于检测阈值TH1 (TH2)的下限值THB的时间之间的时差。相反，当 标记重叠度变小时，传送带31表面的暴露面积减小，所接收光信号S1的水平变高，并且 二进制信号S2的脉冲宽度变宽。注意，在图5的波形图中没有清楚地显示所接收光信号 Sl的水平差异和二进制信号S2的脉冲宽度差异。CPU 77基于二进制信号S2获得每个脉 冲波形的脉冲宽度，脉冲宽度的改变取决于第一图案130的标记重叠度。如图6所示，然 后CPU77基于每个脉冲波形的脉冲宽度获得采样波形W1。此时，CPU77和光学传感器111 起到检测部的作用。 其后，CPU 77根据采样波形Wl确定主扫描方向上每种调整颜色的偏移量(图 像形成位置相对于黑色的偏移量)。更具体地说，CPU 77获得采样波形Wl和参考波形W2 之间的相位差(例如，采样波形W1的峰值时间和参考波形W2的峰值时间之间的时差AT)。 这里，参考波形W2被定义为在主扫描方向上的参考颜色和调整颜色之间的图像形成位置 对准的条件下获得的采样波形。NVRAM 83存储相位差和图像形成位置的偏移量之间的关联 数据。 如果参考颜色和调整颜色的图像形成位置被对准，则图像形成部19在传送带 31上形成如图5精确所示的校准图案131。因为此时的相位差基本为零，所以CPU 77从 NVRAM 83读取相应于零相位差的零偏移量数据。 另一方面，如果调整颜色的图像形成位置在主扫描方向上从参考颜色的图像形 成位置偏移，则釆样波形W1具有如图6所示的相对于参考波形W2的相位差。从而，CPU 77从NVBAM 83中读取相应于该相位差的偏移量数据，然后，根据该偏移量数据，CPU 77确 定在主扫描方向上一种调整颜色相对于参考颜色的图像形成位置的偏移量。CPU 77通过补 偿该偏移量以校正图像形成位置进行后续的图像形成操作。此时，CPU 77起校正部的作用。 注意，在本实施例中，CPU77获得每一组第一图案130的偏移量，并且将所有组的偏移量 的平均值确定为上述主扫描方向上的图像形成位置的偏移量。这里， 一组第一图案130包 括产生最小脉冲宽度(图6中釆样波形Wl的最左边的点)的第一图案130到产生最小脉 冲宽度(图6中采样波形W1的最右边的点)的下一个第一图案130。换句话说， 一组第一 图案130对应于如图6所示的采样波形Wl的所有点。
2.对应于第二图案的脉冲波形的处理 CPU 77根据对应于第二图案132的脉冲波形获得每种调整颜色标记132C， 132M 和132Y相对于参考颜色标记132BK在传送带31上的相对距离。更具体地说，CPU 77获得 对应于每个单色标记132BK， 132C, 132M和132Y的每个脉冲波形的上升沿时间和下降沿 时间之间的平均时间(均分时间)并将其作为每个单色标记132BK， 132C， 132M和132Y 的检测时间。然后，CPU 77根据每个调整颜色标记132C， 132M和132Y和参考颜色标.记 132BK之间的检测时间的差异计算相对距离。此时，CPU 77和光学传感器111起到检测部 的作用。 当在次扫描方向上参考颜色的图像形成位置与一种调整颜色的图像形成位置 相匹配时，参考距离被定义为一种调整颜色相对于参考颜色的相对距离。如果该相对距离 与所述参考距离不同，则CPU 77将该差异确定为一种调整颜色相对于参考颜色在次扫描 方向上的图像形成位置的偏移量，并且将该偏移量作为偏移量数据存储在NVRAM 83中。 当CPU 77进行后续的图像形成操作时，CPU 77通过根据该偏移量数据补偿所述偏移量校 正次扫描方向上的图像形成位置。此时，CPU77起校正部的作用。在本实施例中，CPU 77 获得所有组的第二图案132的偏移量，并且，将该所有组的偏移量的平均值确定为次扫描 方向上的图像形成位置的偏移量。
3.检测阈值 第一图案130包括取决于所述标记重叠度的间隙(空隔)，并且大多数第一图 案130包括传送带表面的暴露部分。从而，所接收的第一图案130的光水平的变化小于所 接收的第二图案132的单色图案的光水平的变化(见图5)。尤其是，作为单色标记132BK， 132C， 132M和132Y中仅有的非彩色标记的黑色标记132BK在光接收元件115中产生所接收光水平的大的变化。 从而，第一检测阈值TH1 (上限值THA1和下限值THB1)被用于检测黑色标记 132BK，而小于检测阈值TH1的第二检测阈值TH2 (上限值THA2和下限值THB2)被用于检 测第一图案130。例如，这一点能够通过使用两个具有不同阈值水平的滞后比较器117的 方法或改变共同的滞后比较器117的阈值水平设定的方法实现。以该种构造，当检测图案 130和132的脉冲波形的脉冲宽度时能够抑制噪声的影响。注意，在本实施例中，检测阈 值TH2用于检测调整颜色中的单色图案132C， 132M和132Y。然而，取决于检测条件也可 以使用检测阈值TH1。
〈本实施例的效果〉 (1)本实施例的打印机1根据具有不同标记重叠度(即不同密度)的标记对 137的多个第一图案130校正主扫描方向上的图像形成位置。另一方面，打印机l根据包 括单色标记132BK， 132C， 132M和132Y的第二图案132校正次扫描方向上的图像形成位 置。更进一步，打印机1并不是仅在传送带31上连续形成多个第一图案130,而是打印机 1在次扫描方向上在一个第一图案130和另一个第一图案130之间形成每个第二图案132。 从而，因为第一图案130和第二图案132形成的时间尽可能接近，所以能够在传送带31 的旋转条件大致相同的条件下测量两个方向上的偏移量。因此，在至少一个方向上的图像 形成位置通过使用标记对的重叠度校正的构造中，与仅连续形成用于不是主扫描方向就是 次扫描方向的标记对的常规构造相比，在主扫描方向和次扫描方向上校正图像形成位置的 精度的变化能够被抑制。 (2)如果第一图案130在次扫描方向上以不规则间隔形成，则存在由于传送 带31的旋转不规则导致的影响不能被均匀抑制的可能性。从而，在本实施例中，第一图 案130在次扫描方向上以基本规则的(相等的)间隔形成在传送带31上。更具体地说， 第一图案130在次扫描方向上被预定数量(本实施例中为一个)的第二图案132分隔成相 等的数量(本实施例中为一个)。还有，相同数量的第一图案130和第二图案132 (本实施 例中为一个第一图案130和一个第二图案132)交替排列在次扫描方向上。因此，第一图 案130和第二图案132两者以平衡的方式形成在传送带31上，并且主扫描方向和次扫描 方向上校正图像形成位置的精度的变化能够更可靠地被抑制。 (3)更进一步，第一图案130和第二图案132以大于或等于传送带31的整个 圆周长度的长度形成在传送带31上。从而，由于周期性波动(旋转不规则)导致的影响能够在校正图像形成位置中被抑制。 (4)在本实施例中，具有不同标记重叠度(密度)的第一图案130用于校正
主扫描方向上的图像形成位置，而由单色标记组成的第二图案132用于校正次扫描方向上 的图像形成位置。从而，与第一图案140 (见图7)用于校正次扫描方向上的图像形成位 置的构造相比，第一图案130和第二图案132在次扫描方向上的全长能够被缩短。
(5)假定校准图案包括交替排列的图5的第二图案132和图7的第二图案142， 该构造也可以校正主扫描方向和次扫描方向上的图像形成位置的偏移。然而，第二图案132 和第二图案142两者都由单色标记组成。尤其是，彩色(Y， M， C)的单色标记具有大光 散射特征。从而，除非相邻的标记之间的距离足够大，否则，由光学传感器lll接收到的 光的波形相互干扰，并且检测精度可能下降。相反，因为具有不同标志重叠度的第一图案 130具有取决于标记重叠度的间隙(间隔)，所以所接收的第一图案130的光的波形小于所 接收的单色标记的光的波形。从而，根据本实施例，与使用包括第二图案132和142的校 准图案的构造相比，第一图案和第二图案之间的距离能够被缩短。也就是说，因为可以在 传送带31的预定长度内形成大量图案，从而图像形成位置的校正精度能够被提高。更进 一步，在本实施例中，黑色用作参考颜色，并且每一个第一图案130包括黑色标记133和 一个调整颜色标记135的组合。因为这样的组合具有比一种彩色和另一种彩色的组合更小 的光散射特性，所以第一图案和第二图案之间的距离能够被縮短。 (6)因为在本实施例中第一图案130和第二图案132由共同的光学传感器111 检测，因此与第一图案130和第二图案132由不同的传感器检测的构造相比，构造能够被 简化。在本实施例中，第一图案130和第二图案132在传送带31的移动方向上具有相同 的宽度。从而，与第一图案130和第二图案132在传送带31的移动方向上具有不同宽度 的构造相比，两个图案的颜色差异和密度能够大大地反映在光学传感器111的光学特性上。 从而，检测过程能够更加简化，例如，所述标记能够用共同的检测阈值检测。
<修改型〉 虽然本发明已经参考其上述各个方面进行了详细说明，但是对于本技术领域的 熟练技术人员显而易见的是，可以在其中进行各种变化和修改而不背离权利要求的范围。
(1)例如，在上述实施例中，校准图案131形成在传送带31上。然而，校准 图案可以形成在由传送带31传送的记录媒质7 (诸如纸张和OHP片的片状媒质)上。更 进一步，如果图像形成设备是具有直接承载形成在图像承载构件上的显影剂图像的中间转
15印带的中间转印型图像形成设备，则校准图案可以形成在该中间转印带上。
(2)在上述实施例中，第二图案为单色标记。然而，第二图案可以是具有不
同标记重叠度的多个标记对，第一图案也一样。例如，上述实施例中，可以将图7的第一 图案140应用于图5的校准图案131以取代第二图案132。 (3)在上述实施例中，第一图案130和第二图案132两者都具有在主扫描方 向延伸的带状外形(矩形)。然而，所述外形不限于矩形而可以是最好在同一个方向延伸 的椭圆形等。更进一步，第一图案130和第二图案132两者可以在不同于主扫描方向的方 向上延伸。然而，在上述实施例的构造中，第一图案130和第二图案132能够最有效地排 列在传送带31上。 (4)在上述实施例中，所叙述的直接转印型彩色激光打印机1作为图像形成 设备的实例。然而，本发明的图像形成设备可以应用于中间转印型激光打印机，LED打印 机等。更进一步，本发明的图像形成设备可以应用于喷墨打印机。还有，所述图像形成设 备可以是使用两种颜色，三种颜色，五种颜色或更多的着色剂(色粉，墨水等)的打印机。
(5)在上述实施例的校准图案131中，相同数量的第一图案130和第二图案 132交替排列在次扫描方向上。然而，不同数量的第一图案130和第二图案132也可以交 替排列在次扫描方向上。然而，因为在上述实施例中第一图案130和第二图案132能够等 间隔地排列在传送带31上，所以该构造能够抑制主扫描方向和次扫描方向两个方向上校 正图像形成位置的精度的变化。 ( 6 )下文将说明图7中所示的修改型。在该修改型中，与上述实施例相对照， 具有不同的标记重叠度(密度)的多个第一图案140用于校正次扫描方向上的图像形成位 置。另一方面，包括单色标记142BK， M2C， 142M和142Y的第二图案142用于校正主扫 描方向上的图像形成位置。更具体地说，如图7所示，多个第一图案140在次扫描方向上 包括相对于参考颜色标记143具有不同标记重叠度的每个调整颜色标记145C， 145W和145Y 的多个标记对147。标记对147的面积在次扫描方向上随标记重叠度而改变。反射光量和 脉冲宽度也随面积的改变而改变。从而，能够获得类似于图6的采样波形Wl的波形。然 后，将该波形与类似于参考波形W2的参考波形相比较以获得时差AT。次扫描方向上的偏 移量能够从时差AT获得。每个第二图案142为相对于次扫描方向在不同的方向(以不同 的角度)倾斜的单色标记对。以这样的排列，如果一种颜色的图像形成位置发生偏移，则 根据来自光学传感器111的二进制信号S2获得的标记对之间的标记距离也改变。从而，
16每种颜色的图像形成位置的偏移量能够根据标记距离的改变量而测量。
权利要求
1. 一种图像形成设备，其特征在于，包括在物体上形成图像的图像形成部，所述物体可以在移动方向上移动；控制所述图像形成部在所述物体上形成校准图案的控制部，所述校准图案包括用于在第一方向上校正图像形成位置的多个第一图案和用于在不同于所述第一方向的第二方向上校正图像形成位置的多个第二图案，多个第一图案中的每一个图案包括至少一对标记，至少一对标记中的每一个标记具有不同的颜色并且在所述第一方向上相互重叠，所述多个第一图案具有彼此不同的重叠度，所述多个第二图案中的每一个图案在所述移动方向上形成在多个第一图案中的一个图案和多个第一图案中的另一个图案之间；检测形成在所述物体上的多个第一图案和多个第二图案、从而获得检测结果的检测部；和校正部，根据多个第一图案的检测结果校正在所述第一方向上的所述图像形成位置，并根据多个第二图案的检测结果校正在所述第二方向上的所述图像形成位置。
2. 如权利要求l所述的图像形成设备，其特征在于，所述多个第一图案以相等数量的第 一图案排列在多个第二图案中的一个图案和多个第二图案中的另一个图案之间的方式被 所述多个第二图案分隔。
3. 如权利要求2所述的图像形成设备，其特征在于，所述多个第一图案和所述多个第二 图案以相等数量交替排列在所述移动方向上。
4. 如权利要求1所述图像形成设备，其特征在于，所述物体为可以循环移动并且具有圆 周长度的图像承载构件；以及其中，所述校准图案具有长于或等于所述圆周长度的全长。
5. 如权利要求l所述的图像形成设备，其特征在于，所述多个第一图案和多个第二图案 中的每一个图案具有在同一个方向上延伸的外形。
6. 如权利要求5所述的图像形成设备，其特征在于，所述多个第一图案和多个第二图案 中的每一个图案在垂直于所述移动方向的方向上延伸。
7. 如权利要求1所述的图像形成设备，其特征在于，所述第一方向为垂直于所述移动方 向的主扫描方向；其中，所述第二方向为平行于所述移动方向的次扫描方向；以及所述多个第二图案包括具有彼此不同的单一颜色的多个单色图案。
8. 如权利要求l所述的图像形成设备，其特征在于，所述检测部包括能够检测多个第一 图案和多个第二图案的光学传感器。
9. 如权利要求8所述的图像形成设备，其特征在于，其中，所有多个第一图案和多个第二图案在所述移动方向上具有相同的尺寸。
10. 如权利要求9所述的图像形成设备，其特征在于，所述检测部根据第一阈值检测所 述多个第一图案，并且根据不同于所述第一阈值的第二阈值检测所述多个第二图案。
11. 如权利要求1所述的图像形成设备，其特征在于，至少一对标记中的每一个标记为 黑色标记和彩色标记的组合。
12. 如权利要求1所述的图像形成设备，其特征在于，所述图像形成设备进一步包括存 储相位差和图像形成位置的偏移量之间的关联数据的存储部，所述相位差为釆样波形和参 考波形之间的相位差，其中，所述检测部检测从多个第一图案反射的光的数量，并且根据该反射光的数量获 得脉冲波形，该反射光的数量取决于所述标记重叠度而不同，所述脉冲波形具有取决于标 记重叠度而不同的脉^宽度；其中，所述检测部根据所述脉冲宽度获得采样波形；其中，所述校正部获得由所述检测部获得的所述采样波形和所述参考波形之间的相位 差，并且根据所述相位差和关联数据获得偏移量；以及其中，所述图像形成部根据由所述校正部获得的偏移量进行后续的图像形成操作。
全文摘要
控制部控制图像形成部在物体上形成校准图案。校准图案包括多个第一图案和多个第二图案。每一个第一图案包括至少一个标记对。至少一个标记对中的每一对标记具有不同的颜色并且在第一方向上相互重叠。第一图案具有彼此不同的重叠度。每一个第二图案在移动方向上形成在一个第一图案另一个第一个图案之间。检测部检测形成在物体上的第一和第二图案。校正部根据第一图案的检测结果校正第一方向上的图像形成位置，并且根据第二图案的检测结果校正第二方向上的图像形成位置。
文档编号G03G15/00GK101470368SQ200810166040
公开日2009年7月1日 申请日期2008年10月15日 优先权日2007年12月25日
发明者村山健太郎 申请人:兄弟工业株式会社