专利名称：成像设备和成像控制方法
技术领域：
本发明涉及一种例如使用电子照相技术的成像设备，例如LBP(激光束打印机)、复印机或其它类似设备。
背景技术：
以下将描述一种常规成像设备。图16表示在一个常规成像设备中的打印位置调整机构的结构。图16表示一个光敏鼓31，一个在光敏鼓31上形成一幅潜像的激光装置202，一个确定进纸定时的配准离合器(以下也称为配准辊)203，一个用于探测要传送的纸张的纸传感器1204，一个探测与进纸方向垂直的方向(以下也称为横向)的横端偏差量的偏差量探测传感器1205，一个输出纸张107，和一个送纸路线205。
在具有以上布置的常规成像设备的打印位置调整机构中，一个控制电路(未示出)使用偏差量探测传感器1205来探测纸张沿其横向的偏差量，并且使用纸传感器1204来探测沿送纸方向的纸位置。而且，该控制电路根据这些条获得的信息，对一个驱动激光装置202的激光控制电路(未示出)调整图像数据的转印定时，以及配准离合器203的进纸定时。
而且，控制电路设定激光装置202的成像开始位置(激光照射开始位置)，并且根据偏差量探测传感器1205所探测的纸张的至少两个横端位置，检查纸张的任何偏斜，以进行误差显示以及其他类似显示(例如，Japanese Patent Laid-Open No.9-219776)。
然而，在该常规成像设备中，沿进纸(传送)方向的图像位置精度主要由配准离合器的耦合时间所确定。特别地，当实行高速打印过程时，图像位置精度由于配准离合器的耦合时间而引起与打印速度成比例变坏。
当实行高速打印过程时，成像位置精度还由于传感器的进纸定时的某些探测误差、部件的机械附着误差和耐久性，以及其他类似原因而引起变坏。
因此，本发明的目的是提供一种成像设备和成像控制方法，它能高精度地探测进纸定时，能消除由于部件的机械附着误差和耐久性而引起的图像位置精度的任何降低，以及能始终精确地调整图像位置。
发明内容
本发明的目的是提供一种成像设备，它能高精度地探测进纸定时，能消除由于部件的机械附着误差和耐久性而引起的图像位置精度的任何降低，以及能始终精确地调整图像位置。
为了实现以上目的，按照本发明的第一方面，一种成像设备特征在于包括一个成像单元，以在一个纸页上形成一幅图像；多个配准辊，以在预定定时将纸页传送到成像单元；一个纸页读数单元，具有多个读数像素，用于读出纸页上的图像，并且安排在成像单元与配准辊之间的纸张通行区域上，以便多个读数像素沿纸页的横向排成行；一个前端探测器，以在预定时段通过重复地读出多个像素，探测纸页的前端；一个开始定时确定单元，以根据前端探测器所探测的纸页的前端，确定成像单元的成像的开始定时；一个送回单元，以按照开始定时确定单元所确定的成像的开始定时，使得成像单元在纸页上形成一幅预定图像，并且将形成有预定图像的纸页送回成像单元；一个图像位置探测器，以通过读出纸页读数单元的读数像素，探测由送回单元所送回的纸页上形成的预定图像位置；一个校正值计算单元，以根据图像位置探测器所探测的图像位置，计算沿传送方向的成像的开始定时的校正值；和一个形成开始位置调整单元，以根据校正值计算单元所计算的校正值，通过校正沿传送方向的成像的开始定时，调整将由成像单元在纸页上形成的图像的位置。
按照以上布置，因为根据从关于送纸方向沿横向具有多个像素的纸页读数单元所读出的数据，高精度地探测纸张位置和图像位置，所以能精确地实行对成像的位置调整。
为了实现以上目的，按照本发明的第二方面，一种成像设备特征在于包括一个成像单元，以在一个纸页上形成一幅文件图像；多个配准辊，以在预定定时将纸页传送到成像单元；一个纸页读数单元，具有多个读数像素，用于读出纸页上的图像，并且安排在成像单元与配准辊之间的纸页的通行区域上，以便多个读数像素沿纸页的横向排成行；一个前端探测器，以在预定时段通过重复地读出多个像素，探测纸页的前端；一个开始定时确定单元，以根据前端探测器所探测的纸页的前端，确定成像单元的成像的开始定时；一个横端探测器，通过重复地读出由前端探测器所读出的多个读数像素，探测纸页的横端；一个形成开始位置确定单元，以根据纸页的探测横端，确定由成像单元在与纸页传送方向垂直的方向上的图像的形成开始位置；一个送回单元，以按照成像的确定开始定时和图像的确定形成开始位置，使得成像单元在纸页上形成一幅预定图像，并且将形成有预定图像的纸页送回成像单元；一个图像位置探测器，以通过读出纸页读数单元的读数像素，探测由送回单元所送回的纸页上形成的预定图像位置；一个校正值计算单元，以根据图像位置探测器所探测的图像位置，计算图像的形成开始位置的校正值；和一个形成开始位置调整单元，以根据校正值计算单元所计算的校正值，通过校正沿垂直方向的图像的形成开始位置，调整将由成像单元在纸页上形成的图像的位置按照以上布置，因为除前端探测数据或横端探测数据外，还在考虑探测校正值作为纸页读数单元的安装误差数据下，在纸张上记录图像，所以不需要对每个校正计算校正参数，并且能保证具有非常高位置精度的图像记录。
因为能在主扫描和次扫描两个方向上改进图像记录位置精度，所以能实现在主扫描和次扫描两个方向上具有精确图像记录位置的成像。
从以下连同附图所作的详细描述，本发明的以上和其他目的、特点和优点将变得更加显而易见。
图1是按照一个实施例的成像设备的结构的视图；图2是表示一个沿延伸到光敏鼓的送纸路线安排的打印位置调整机构的视图；图3是表示一个CIS 204的布置的方框图；图4是表示在前端探测、偏斜探测和横端探测时，CIS 204的时钟脉冲(CLK)、负载信号(CIS-SH)和图像信号的变化的定时图；图5是表示关于纸通行区域的CIS 204的布局的视图；图6是表示在CIS 204中的前端探测区域和横端探测区域的视图；图7是表示CIS 204的最大探测宽度的视图；图8是表示控制电路的布置的方框图；图9是表示TCU 105的布置的方框图；图10是表示前端探测器63的布置的方框图；图11是表示TCU 105的操作的定时图；图12是表示形成开始位置的调整的视图；图13是表示在调整模式下的图像位置调整处理序列的流程图；图14是表示在正常模式下的成像处理序列的流程图；图15是表示用于确定调整模式的执行定时的处理序列的流程图；和图16是表示在常规成像设备中的打印位置调整机构的结构的视图。
具体实施例方式
以下将参考附图详细描述按照本发明的成像设备及其控制方法的一个实施例。注意本实施例所述的组装部件仅仅是例子，并且不限制本发明的范围。在全部附图中，相同标号指示相同部分，并且将避免其重复描述。
图1是表示按照本发明的一个实施例的成像设备1的结构的视图。本成像设备1包括一个成像设备主体10，一个折叠装置40，和一个整理器50。成像设备主体10包括一个用于读出文件图像的读像器11，和一个打印机13。
在读像器11上安装一个文件进给器12。文件进给器12从第一页开始向图1左边一个接一个依次进给文件，这些文件在一个文件托盘12a上设置为面朝上，使文件经过弯曲路线传送到一个台板玻璃上，并且使其停止在预定位置。在这种状态下，文件进给器12从左到右扫描一个扫描器单元21，以读出文件图像。在读出图像之后，文件进给器将文件向一个外部排出托盘12b排出。
待读文件的表面用来自扫描器单元21中的一盏灯的光照射，并且将该文件反射的光经过镜22、23和24导向透镜25。透过透镜25的光在图像传感器26的感像表面上形成一幅图像。
然后，扫描器单元21沿次扫描方向传送，同时对于主扫描方向的各自行，由图像传感器26读出文件图像，从而扫描整个文件图像。光学读出图像由图像传感器26转换成待输出的图像数据。从图像传感器26输出的图像数据在一个图像信号控制器(图像处理电路，未示出)中经历预定过程，然后作为视频信号输入到打印机13的一个曝光控制器(激光控制电路，未示出)。
打印机13的曝光控制器根据输入图像数据调制从一个激光元件(未示出)输出的激光束，并且使调制的激光束在通过一个多角镜27扫描的同时，经过透镜28和29及反射镜30而照到光敏鼓31的表面上。
按照扫描激光束，在光敏鼓31的表面上形成一幅静电潜像。光敏鼓31上的静电潜像由一个显影器33供给的调色剂显现为一幅调色剂图像。在与激光束的照射开始同步的定时，从一个盒34、35、36或37，一个手动插入单元38，或一个双面传送路线，进给一个纸张，并且经过配准辊传送到一个成像单元。
这个纸张传送到光敏鼓31与一个转印辊39之间的夹隙，并且由转印辊39将光敏鼓31上形成的调色剂图像转印到进给纸张上。将其上转印了调色剂图像的纸张传送到一个定影单元32，它通过对纸张热加压使调色剂图像定影在纸张上。离开定影单元32的纸张经过一个舌形阀和排出辊从打印机13向外部(向折叠装置40)排出。
当纸张在其成像表面向下(面向下状态)排出时，离开定影单元32的纸张通过舌形阀的开关操作暂时导入一个反向路线。在该纸张的后端经过舌形阀之后，纸张向回切换，并且经过排出辊从打印机13中排出。
当从手动插入单元38进给一个硬纸页，例如OHP纸页或其他类似纸页，并且将在该纸页上形成图像时，则纸页经过排出辊在其成像表面向上(面向上状态)排出，而不导向反向路线。
而且，当设定在纸张的两个表面上形成图像的双面记录模式时，纸张通过舌形阀的开关操作导向反向路线，然后传送到双面传送路线。传送到双面传送路线的纸张在上述定时再进给到光敏鼓31与转印单元之间的夹隙。
从打印机13排出的纸张进给折叠装置40。这个折叠装置40将纸张折叠成Z形。例如，当选择A3或B4尺寸纸张，并且指定折叠过程时，这样纸页经历折叠装置40的折叠过程；否则，从打印机13排出的纸张通过折叠装置40进给整理器50。整理器50包括一个插入器90，用于进给特殊纸页，例如封面纸页、插入纸页以及其他类似纸页，以插入到形成有图像的纸张中。整理器50执行各种过程，例如装订过程、捆绑过程、冲压过程，以及其他类似过程。
注意光敏鼓用作成像设备的图像承载体，但是可以替代使用光敏带。
图2是表示沿延伸到光敏鼓的送纸路线安排的一个打印位置调整机构的视图。图2说明一个送纸路线205，上述光敏鼓31，和一个用来在光敏鼓31上形成一幅潜像的激光元件202。注意激光元件202说明在一个为了方便起见的位置处，而且该位置与实际位置不同。沿送纸路线205进给的纸张暂时邻接送纸辊(配准辊)203，以停留在这里，然后与预定进纸定时同步，由配准辊203进向光敏鼓31。标号204表示一个读像传感器(图像传感器)，它用来读出一幅图像，以探测纸页位置，并且包括一个光电转换元件阵列，例如CCD、CIS或其他类似阵列。本实施例采用CIS(接触图像传感器)。这个CIS 204沿配准辊203的方向与光敏鼓31和转印辊39之间的一个转印点b分开一个距离L1(见图2)。
并且，CIS 204沿配准辊203的方向与一个成像点(点a，后面将作描述)分开一个距离L2。而且，CIS 204沿其横向与一个BD探测器108(后面将作描述)分开一个距离L3。光束探测(BD)探测器108探测激光元件(以下将简单地称为激光)202的照射定时。激光束经过多角镜照在BD探测器108上，然后扫描，以照在光敏鼓31上，因而在光敏鼓31上形成一幅潜像。
在图2中，点a指示一个成像点。例如，在纸张已从点a经过5mm的定时，当激光装置202实行成像时，使光敏鼓31的旋转和纸张107的传送同步，并且因此在离纸张的前端5mm位置处形成一幅输出图像。
并且，在图2中，点b指示一个转印点，以及点c指示一个形成开始点。当在光敏鼓31上在形成开始点c由激光202形成一幅潜像时，在转印点b经过一个显影单元将调色剂转印到纸张上，因而实现成像。
在这个成像时，当从配准辊203进给的纸张107沿送纸路线205向光敏鼓31传送，并且在其前端由CIS 204探测之后走过距离L2时，进行控制，以用激光束照射光敏鼓31。更具体地，一个计时器对纸张107走过距离L2所需要的时间计数，并且当经过该时间时，用激光束照射光敏鼓31。
而且，为了精确地调整形成开始位置(激光照射开始位置)，必须探测沿纸张的进纸方向(为了方便起见，将称为次扫描方向)的形成开始定时，和与进纸方向垂直的方向(为了方便起见，将称为主扫描方向)的形成开始定时，并且必须按照探测的信息控制激光束的形成开始定时。
也就是，在CIS 204探测到纸张的前端位置之后，确定成像的开始定时，并且在纸张走过距离L2之后，开始一个形成过程，从而调整次扫描方向的成像开始位置。因此，距离L2必须至少具有一个距离，它与从CIS 204探测到纸张107的前端时，直到探测到纸张沿其进给方向和横向的偏差为止所需要的时间相对应，并且设定这些方向的形成开始定时。在一个通常成像设备中，将送纸速度设定为等于光敏鼓31的旋转速度。这样意指从纸张自CIS 204开始走过距离L2的位置(成像点a)，到作为转印辊39与光敏鼓31之间夹隙的纸页转印位置(转印点b)之间的距离L1-L2，等于光敏鼓31上从激光形成开始位置(形成开始点c)，到纸页转印位置(转印点b)之间的周边(周缘)距离。
当CIS 204探测到纸张的横端位置(横向配准)时，通过将光束探测器(BD)108到CIS 204的下端之间的距离L3，与CIS 204的下端到纸张的横端位置之间的距离x相加，计算距离(x+L3)，并且在光束探测器108探测到激光束之后，当激光束沿主扫描方向扫描计算距离时，开始一个激光形成过程，从而调整主扫描方向的成像开始位置。注意能按照要成像的位置，即离横向的端部和纸张的前端之间的距离，分别任意地改变主扫描和次扫描方向的形成开始定时。
激光束在次扫描和主扫描方向上成像开始位置的这种调整通过一个后述的定时控制单元(TCU)105实行。也就是，TCU 105起动配准辊203，以使它们开始纸张的传送，然后根据从CIS 204的探测信号，向一个激光控制电路127输出形成开始定时。激光控制电路127根据从一个图像处理电路(未示出)发送的图像数据，与TCU 105输出的形成开始定时同步，驱动激光元件202。
图3是表示CIS 204的布置的方框图。本CIS 204包括一个读像单元204a和一个LED发射单元204b。读像单元204a包括多个芯片(1至n)211至217，其中各容纳一个光接收元件单元和一个移位寄存器；一个选择器219；和一个输出单元220。在本实施例中，芯片数为7(n＝7)。各芯片中的光接收元件单元包括1000个读数像素。
在作为一个整体的CIS 7000个(有效像素个数)读数像素中，第一芯片(1)211中的1000个读数像素用来在次扫描方向(后述的前端和偏斜探测)读数。另一方面，剩余六个芯片(2至6)212至216中的6000个读数像素用来在主扫描方向(后述的横端探测)读数。注意作为多个芯片总计的有效像素数是一个例子，并且不作特别限制，而可以任意地设定。并且，芯片划分数不限于本实施例的1∶(n-1)，而可以任意地设定。
在读像单元204a中，当选择器219根据从TCU 105的选择器信号选择一个特定芯片，例如，仅有用于前端和偏斜探测的芯片211作为有效芯片时，响应从TCU 105的一个负载信号(CIS-SH)，将光接收元件单元211a所探测的图像信号暂时读出到移位寄存器211b，然后按照从TCU 105的时钟脉冲(CLK)，经过选择器219从移位寄存器211b顺序地转移到输出单元220。输出单元220将转移的串行图像信号转换成并行数据，并且将并行数据作为CIS数据输出。
当选择器219根据从TCU 105的选择器信号选择用于横端探测的芯片212至217作为有效芯片时，响应从TCU 105的一个负载信号，将光接收元件单元212a至217a所探测的图像信号暂时读出到移位寄存器212b至217b，然后按照从TCU 105的时钟脉冲(CLK)，经过选择器219从移位寄存器212b至217b顺序地转移到输出单元220。输出单元220将转移的串行图像信号转换成并行数据，并且将并行数据作为CIS数据输出。
另一方面，LED发射单元204b包括一个LED单元211，其中将多个LED组的串联电路相互并联连接，和一个LED电流调整电路222，与各自LED组的阴极侧连接，并且调整供给各自LED组的电流。LED电流调整电路222按照从TCU 105的光量控制数据，调整LED单元221的整个LED发射量。
图4是表示在前端探测、偏斜探测和横端探测时，时钟脉冲(CLK)、负载信号(CIS-SH)和CIS 204的图像信号的变化的定时图。在前端探测和偏斜探测的情况下(图4中A和C)，所使用的光接收元件单元211a对应于一个芯片，并且响应一个负载信号通过重复读出图像信号所确定的充电累积时间变短。在这种情况下，通过从TCU 105的光量控制数据来设定LED电流调整电路222的一个高LED电流值，以便增加LED发射量，从而防止读出图像的S/N比的降低。另一方面，在横端探测的情况下(图4中B)，使用六个光接收元件单元212a至217a，并且响应一个负载信号通过重复读出图像信号所确定的充电累积时间变得相对长。
在这种情况下，即使当通过从TCU 105的光量控制数据来设定LED电流调整电路222的一个低LED电流值，以减小LED发射量时，也能保持读出图像的高S/N比。
图5是表示关于纸张通行区域的CIS 204的布局的视图。安排CIS 204，以便读数像素沿纸张107的横向排成行。另外，安排CIS204，以便CIS 204的一端与通行纸张107的中心位置几乎配合，并且另一端与通行纸张107的横端之外的位置配合。在CIS 204上，芯片(1)211几乎位于纸张107的中心侧，并且芯片(7)217位于横端之外的侧。
图6是表示在CIS 204中的前端探测区域和横端探测区域的视图。如上所述，前端(偏斜)探测区域对应于CIS 204中几乎位于纸张107的中心侧的光接收元件单元211a所包括的1000个像素。在前端(偏斜)探测期间，不使用CIS中的剩余读数像素(由图6左侧的x指示)。另一方面，横端探测区域对应于CIS 204中剩余光接收元件单元212a至217a所包括的6000个像素。在横端探测期间，不使用在前端探测中所使用的光接收元件单元211a中的1000个像素(由图6右侧的x指示)。
按这样方式，在执行前端探测和横端探测时，执行一个仅读取CIS 204的读数像素中适合于各探测的需要像素数据的过程，以便尽可能不读取该探测不需要的数据。
图7是表示CIS 204的最大探测宽度的视图。设Lmax为成像设备所使用的最大纸页宽度，以及Lmin为最小纸页宽度。于是，最大探测宽度Y几乎等于1/2(Lmax-Lmin)，并且由此可见，能使用具有这样最大探测宽度Y的CIS 204。
以下将解释在前端(偏斜)探测中使用CIS时的操作性能。例如，如果进纸速度(PS)是800mm/s，最大探测宽度(Y)是100mm，主扫描和次扫描分辨率Ph和Pv分别是0.05mm，则传感器的每行读出时段＝PS/Pv＝16kHz，并且传感器像素数＝Y/Ph＝2000点。在通常传感器使用方法下，VCLK＝16kHz*2000点＝32MHz。也就是，需要一个能在32MHz下工作的传感器。
然而，在本实施例所述方法中，如果用于读出次扫描方向的像素数减小到1/10，即200点，则VCLK＝16kHz*200点＝3.2MHz。也就是，能使用一个能在3.2MHz下工作的传感器，并且能使用一个便宜的CIS。在读出主扫描方向时，因为时钟脉冲VCLK设定在3.2MHz，所以仅能每10行一次进行探测，但是因为要进行横端探测，所以允许慢探测。
因为使用安排在主扫描方向的多个像素，作为用于前端探测和偏斜探测的像素数据，所以与常规单个光学传感器或机械纸探测传感器比较，不需要前端探测传感器，并且通过减少部件数，能使成像设备更紧凑。
因为在前端检测和偏斜探测之后进行横端探测，所以能采用不同方法作为这些探测方法。通过采用适合这些探测模式的探测方法，能改进探测精度。
特别地，使用主扫描方向的一些像素的数据有助于改进探测精度。这是因为与一种其中在相同读出时钟脉冲读出所有像素的情况比较，能缩短读出时段，并且能增加送纸方向的像素数据密度，因而结果改进探测精度。
虽然根据序列首先由CIS探测纸页的前端，但是如果同时执行前端探测和横端探测，而不首先处理纸页的前端探测，则必须读出CIS的所有像素，以实现横端探测，并且延长前端探测时段。由于这个原因，干扰了精确前端探测。因此，上述过程的次序，即前端探测(偏斜探测)并且然后横端探测，保证前端探测具有较高精度。
而且，因为独立地执行前端探测和横端探测，因为这些探测过程的探测时段能设定为最短，所以能缩短与配准辊和成像单元之间的间隔相对应的传送距离，因而使得设备紧凑。
图8是表示一个控制电路的布置的方框图。控制电路51具有一个图像处理电路52，一个激光控制电路(V-CNT)127，和定时控制单元(TCU)105。图像处理电路52包括一个图像存储器(P-MEM)56，存储由图像传感器26读出的图像数据，和一个CPU 57，用于处理存储于该图像处理存储器56中的图像数据。
激光控制电路127根据从图像处理电路52按照图像数据输出的信号，对激光元件202输出一个驱动信号。该驱动信号与从TCU 105的定时信号同步输出到激光元件202。TCU 105对CIS 204输出一个CIS控制信号，接收由CIS 204读出的CIS数据，并且根据这个CIS数据对激光控制电路127输出定耐信号。定时信号包括形成开始信号，例如垂直同步信号VSYNC、时钟脉冲VCLK和水平同步信号HSYNC，一个用于驱动配准辊203的信号(配准ON信号)，以及其他类似信号。
图9是表示TCU 105的布置的方框图。TCU 105具有一个计数器61，一个配准ON单元62，一个前端探测器63，一个横端探测器64，一个CIS控制器65，一个CIS前端探测短时段设定单元66，一个前端误差探测器67，一个CIS横端探测长时段设定单元68，一个横端误差探测器69，一个序列结束设定单元(SEQEND)70，和一个校正参数存储单元71。
计数器61响应一个序列开始信号(SEQSTART)而起动，并且对一个预定时段内的时钟脉冲计数。配准ON单元62起动/关掉配准辊203的驱动。前端探测器63根据从CIS 204输入的CIS数据，探测纸张的前端位置。横端探测器64根据从CIS 204输入的CIS数据，类似地探测纸张的横端位置。
CIS控制器65输出一个CIS控制信号，它包括负载信号(CIS-SH)，时钟脉冲(CIS-CLK)，选择器信号，光量控制数据，以及其他类似信号。在进行纸张的前端探测时，CIS前端探测短时段设定单元66将一个短时段TS设定为输入到CIS 204的负载信号(CIS-SH)的时段。在进行纸张的横端探测时，CIS横端探测长时段设定单元68将一个长时段TL设定为输入到CIS 204的负载信号(CIS-SH)的时段。在本实施例中，这个长时段TL是短时段TS的六倍。
当前端探测器63所探测的纸张的前端位置属于预定范围之外时，前端误差探测器67产生一个误差信号(ERR)。类似地，当横端探测器64探测的纸张的横端位置属于预定范围之外时，横端误差探测器69产生一个误差信号(ERR)。序列结束设定单元70设定有一个序列的计数值，它用来确定一个纸张的打印过程的结束。校正参数存储单元71存储在主扫描和次扫描方向的形成开始位置的校正值，它们通过后述的过程得到。
图10是表示前端探测器63的布置的方框图。前端探测器63具有多个边缘电路(EDGE)81，定时产生电路82，计数器83和偏斜量设定单元84。各自边缘电路(EDGE)81接收寄存器信号(REG1至REGn)和CIS数据，这些寄存器信号(REG1至REGn)指示CIS 204的光接收元件单元211a中的像素位置。与从计数器83的计数信号同步，当在指定像素位置探测到“缺纸→有纸”时，边缘电路(EDGE)81产生一个边缘信号(EDGE1至n)。
定时产生电路(TIMING)82通过将多个产生的边缘(EDGE1至n)信号平均，输出一个前端探测信号(VREQ)，并且使用多个产生的边缘(EDGE1至n)信号，探测一个偏斜量。当探测的偏斜量大于预先在偏斜量设定单元84中设定的一个偏斜量(REG)时，电路82输出一个偏斜误差信号(偏斜ERR)。注意偏斜量探测的细节与本发明不直接有关，并且将省略其描述。在执行前端探测时，可以单独使用一个特定像素，但是本实施例使用多个像素，以除去噪声以及其他类似原因的影响。因为前端探测使用多个像素，所以与常规单个光学传感器或机械纸探测传感器所得到的前端探测精度比较，能使前端探测精度得到改进。
因为前端探测器根据从多个读数像素所读出，并且表示纸页的前端的数据来探测纸页的偏斜量，所以能在相同时间执行偏斜量的计算和纸页的前端位置探测，因而缩短处理时间。
因此，在纸张上形成一幅图像之前，能精确地探测任何偏斜，并且能防止输出其上由于偏斜而引起形成低打印质量的图像的纸张。
图11是表示TCU 105的操作的定时图。当纸张107沿送纸路线205传送到配准辊203，并且停留在配准辊203的位置的时候，本实施例的进纸/成像序列开始。当对计数器61输入一个序列开始信号(SEQSTART)时，计数器61开始测量预定时段内的时钟脉冲。当计数器61的计数值达到定时a时，配准ON单元62将一个配准信号设定在H电平，以起动即驱动配准辊203。
当计数值达到定时b时，CIS 204中的前端探测模式的操作开始。在前端探测模式下，TCU 105对CIS 204输出一个负载信号(CIS-SH)，它具有在CIS前端探测短时段设定单元66中设定的短时段TS。响应这个信号，前端探测器63仅从CIS 204中的光接收元件单元211a读出CIS数据。
在计数值达到定时c时探测到纸张的前端时，前端探测器63对CIS控制器65输出一个前端探测信号VREQ，并且开始CIS 204中的横端探测模式的操作。当CIS控制器65对激光控制单元127输出一个与前端探测信号VREQ对应的垂直同步信号VSYNC时，激光控制电路127在考虑垂直页边下调整次扫描方向的形成开始位置。图12是表示形成开始位置的调整的视图。在计数值达到定时c’(c’＞c)之后，当没有探测到纸张的前端位置时，CIS控制器65输出一个前端误差信号(前端ERR)。
在横端探测模式下，TCU 105输出一个负载信号(CIS-SH)，它具有在CIS横端探测长时段设定单元68中设定的长时段TL。响应这个信号，横端探测器64仅从CIS 204中一个特定区域的光接收元件单元212a至217a读出CIS数据。
在计数值达到定时d时探测到纸张的横端位置时，CIS控制器65停止CIS 204的操作，并且对激光控制电路127输出一个水平同步信号HSYNC和时钟脉冲VCLK。激光控制电路127根据水平同步信号HSYNC和时钟脉冲VCLK(见图12)，设定主扫描方向的形成开始位置。如果在计数值达到定时d’之后没有探测到横端位置，则输出一个横端误差信号(横端ERR)。
以下将解释在由服务人员更换CIS时，或当CIS传感器和其他传送有关部件的位置精度由于耐久性问题，例如老化或其他类似原因而引起错误时，在工厂的装配过程中执行的调整模式下的图像位置调整操作。图13是表示在调整模式下的图像位置调整处理序列的流程图。按照装配操作员的操作指令，当成像设备的调整模式开始时，TCU 105输出上述定时信号，以便控制从一个进纸单元，例如盒34、35或其他类似单元进给纸张107，并且使纸张107经过送纸路线205暂时停留在配准离合器203的位置(进给位置)。然后TCU 105起动配准离合器203，以向显影单元侧传送纸张107(步骤S1)。
如果TCU 105获得由CIS 204探测的纸张107的前端和横端位置(步骤S2)，它根据CIS 204与成像点a之间的距离L2和送纸速度，将进纸(次扫描)方向的形成开始定时通知激光控制电路127(步骤S3)。而且，作为CIS 204与BD探测器108之间的距离L3，与CIS204的下端到纸张107的探测横端位置之间的距离x的和，TCU 105根据距离(x+L3)将主扫描方向的形成开始定时通知激光控制电路127(步骤S4)。
激光控制电路127根据从TCU 105的主扫描和次扫描方向的形成开始定时，对激光元件202输出一个驱动信号，以在纸张107上形成一幅离纸张107的各自端设定有5mm宽页边的框像210(步骤S5)。
此后，TCU 105驱动一个传送辊(未示出)，以将形成有框像210的纸张107再传送到进给位置(步骤S6)。也就是，代替双面成像模式下使用的反向路线，经过一个循环路线206，使纸张107达到送纸路线205，并且暂时停留在配准离合器203的位置。TCU 105起动配准离合器203，以向光敏鼓31进给纸张107，并且使用CIS 204探测主扫描和次扫描方向上的纸张107的纸端位置和框像位置(步骤S7)。TCU 105根据探测的纸端位置和框像位置，计算与各自5mm宽页边的误差(步骤S8)。
TCU 105检查计算误差是否属于允许范围(步骤S9)。如果误差属于允许范围，TCU 105在校正参数存储单元71中存储主扫描和次扫描方向的独立校正值，它们能抵消这些误差(步骤S10)。此后，这个过程结束。按这样方式存储在校正参数存储单元71中的校正值在根据作业执行成像操作时，用于形成开始定时控制(后面描述)。
关于在步骤S7中在CIS 204的第二读出时所产生的框像位置的误差的原因，有时各种部件，例如激光装置202、转印辊39、CIS 204、BD探测器108，以及其他类似部件的布局位置在安装时稍微偏离作为理论值的距离L1、L2和L3，并且在实际安装尺寸中产生误差。因此，在步骤S9确定在允许范围之内的误差为正常，并且将这些误差设定为校正值，因而抵消误差的影响。
另一方面，对于属于允许范围之外的误差，再检查组装过程本身。因此，如果在步骤S9计算的误差属于允许范围之外，则输出一个误差，以显示一条消息，提示装配操作员在成像设备的控制台上重组装部件，在该控制台上能设定成像设备的成像模式，并且能显示成像设备的状态数据(步骤S11)。此后，本过程结束。
以下将详细描述纸端位置和框像位置的探测。如在正常打印操作那样按预定程序形成一幅图像(框)。假定图像数据与VSYNC同步输入，并且在纸前端探测定时之后产生VSYNC信号，以便在前端探测器63探测前端之后，确定在次扫描方向上图像的形成开始位置Y0。根据机构的理论尺寸，为了从一个具有前端页边Y0的点开始打印，因为预先已知从前端定时到VSYNC产生定时之间的时差Tv0，所以在该定时产生VSYNC，以调整次扫描形成开始位置。其次，假定通过一个形成开始信号使主扫描图像调整同步，并且横端探测器64探测到纸端位置。根据机构的理论尺寸，为了从一个具有横端页边X0的点开始打印，因为预先已知从作为主扫描同步信号的BD信号到形成开始信号的产生定时之间的时差Tx0，所以在该定时产生形成开始信号，以调整主扫描形成开始位置，从而形成图2所示的框线210。而且，形成有框线210的纸张通过使其在设备之内循环再传送到传感器204。前端探测器63按如正常操作相同方式探测形成有框线210的纸张的前端，然后探测形成的框线210。然后，对CCD的SH信号计数，以内部保持一个与纸前端和框线之间的距离相对应的线计数值，并且CPU读出该计数值，以探测实际前端页边量Y。类似地，横端探测器64探测横端位置，并且还探测框线位置。然后，CPU探测这些位置之间的差，以探测实际主扫描页边量X。探测的前端页边和横端页边的距离与应该记录的5mm距离之间的差Y1和X1得到探测。这些值Y1和X1与探测元件204关于机械理论值的安装误差相对应，并且CPU将这些值存储在存储器中。此后，使用Y0+Y1作为次扫描方向的定时值Y2，以及X0+X1作为主扫描方向的定时值X2，作为形成一幅图像时的定时数据，进行成像。
因为双面成像模式下的循环路线206能用来读出一幅框像，所以操作员无需在进纸盒或手动插纸进给托盘上重设定形成有框像的纸张，并且用户或服务人员只需设定调整模式，以自动地校正CIS的任何安装误差。而且，因为在后述正常模式下使用其中对CIS安装误差进行校正的值来成像，所以能改进成像位置的精度。
因为检查CIS安装误差是否属于允许范围，所以经受缺陷安装的成像设备能与一个正常成像设备相区别，因而改进在装配时的生产率，或防止在更换CIS时的缺陷安装。
而且，当CIS安装误差属于允许范围之外时，输出一个误差，以显示一条消息，提示装配操作员重组装部件。因此，因为在工厂的装配过程中或在服务人员更换CIS时，能立即识别缺陷安装，所以能快速消除缺陷安装。
图14是表示在正常模式下的成像处理序列的流程图。当响应操作员的操作开始正常模式下的成像操作时，TCU 105输出上述定时信号，以便控制从进纸单元例如盒34、35或其他类似单元进给纸张107，并且使其经过送纸路线205暂时停留在配准辊203的位置(进给位置)。TCU 105然后起动配准离合器203，以向显影单元侧传送纸张107(步骤S21)。
如果TCU 105获得由CIS 204探测的纸张107的前端和横端位置(步骤S22)，则它读出校正值，这些校正值作为上述调整模式的执行结果而获得，并且存储在校正参数存储单元71中(步骤S23)。然后，TCU 105根据CIS 204与成像点a之间的距离L2，将送纸(次扫描)方向的形成开始定时，以及次扫描方向的读出校正值通知激光控制电路127(步骤S24)。而且，作为CIS 204与BD探测器108之间的距离L3，与从CIS 204的下端到纸张的横端位置之间的距离x的和，TCU 105根据距离(x+L3)将主扫描方向的形成开始定时，以及在步骤S23读出的主扫描方向的校正值通知激光控制电路127(步骤S25)。
激光控制电路127根据从TCU 105的主扫描和次扫描方向的形成开始定时信号，对激光元件202输出一个根据作业的驱动信号，以在纸张107上形成一幅图像(步骤S26)。在完成成像时，TCU 105向整理器排出纸张107(步骤S27)，因而结束这个过程。
在正常模式下，因为使用在调整模式下存储在校正参数存储单元71中的校正参数，并且通过将它们作为安装误差数据加到前端探测数据或横端探测数据，在纸张上记录图像，所以不需要对每个打印过程计算校正参数，并且能实现具有非常高位置精度的图像记录。
图15是表示一个处理序列的流程图，用于确定调整模式的执行定时。这个过程在预定时间间隔由控制电路51或TCU 105中的一个CPU(未示出)重复地执行。检查操作员是否在控制板发出一个调整模式的执行指令(步骤S31)。如果操作员发出了调整模式的执行指令，则起动调整模式的执行(步骤S34)。这个调整模式执行过程对应于上述图13所示的过程。此后，本过程结束。
另一方面，如果在步骤S31没有探测到操作员的调整模式的执行指令，则检查自上次调整模式执行以来是否经过预定时段(步骤S32)。注意如果经过了预定时段，则在考虑设备的有限耐久性下确定应该执行重调整。注意这个预定时段可以由操作员在控制板上任意地设定。如果经过了预定时段，则在步骤S34起动调整模式的执行。另一方面，如果还没有经过预定时段，则起动正常模式的执行(步骤S33)，因而结束这个过程。正常模式执行过程对应于上述图14所示的过程。
因为能根据操作员的输入执行调整模式，所以能在CIS的附着或更换时实行适时附着误差调整。并且，因为操作员能指定调整模式的执行定时，所以能进行由于老化或其他类似原因引起的附着误差调整。因此，总能保持精确的图像位置。
如上所述，按照本实施例的成像设备，根据在调整模式下由CIS探测的纸张的前端和横端位置，在纸张上形成一幅框像之后，使该纸张循环，并且再由CIS探测在纸张上形成的框像位置，以存储能抵消任何发现误差的校正值。然后，根据实际作业在成像时，使用这些校正值实行形成开始定时控制，从而高精度地探测进纸定时，并且消除由于安装误差和部件耐久性引起的图像位置精度的变坏。按这样方式，能高精度地调整图像位置。
已经解释了本发明的实施例。然而，本发明不限于这样特定实施例的布置，并且能应用于任何其他布置，只要它们能实现权利要求的范围内所述的功能或本实施例的布置的功能。
例如，在上述实施例中，在探测到主扫描和次扫描方向的定时之后，将这些定时信号发送到TCU 105。然而，在探测之后形成开始定时的调整不特别地限制，并且可以使用任意调整方法。
通过探测纸前端来确定次扫描方向的成像定时。可选择地，根据设备的机械布置，可以通过由CIS探测纸后端来确定该成像定时。
而且，在以上实施例中，在工厂中执行调整模式时，在纸张上形成一个在纸张的主扫描和次扫描方向具有5mm宽页边的框像。然而，页边值不限于5mm，而当然可以是一个适当值。在调整模式下形成的图像不限于框像，并且可以形成任何其他图像，例如格像、圆像，以及其他类似图像。
在以上实施例中，在考虑设备的耐久性下，每次经过预定时段时执行调整模式。在这种情况下，除经过预定天数和时间外，还可以每次输出预定页数时执行调整模式。
本发明能应用于一个由多个装置(例如，主计算机、接口、读出器、打印机)构成的系统，或一个包括单个装置的设备(例如复印机、传真机)。
此外，通过对一个计算机系统或设备(例如，个人计算机)提供一种存储介质，存储用于执行上述过程的程序代码，由计算机系统或设备的CPU或MPU从存储介质读出程序代码，然后执行程序，也能实现本发明的目的。
在这种情况下，从存储介质读出的程序代码实现按照上述实施例的功能，并且存储程序代码的存储介质构成本发明。
此外，存储介质，例如软盘、硬盘、光盘、磁光盘、CD-ROM、CD-R、磁带、非易失型存储卡和ROM能用于提供程序代码。
而且，除通过执行由计算机读出的程序代码来实现按照上述实施例的上述功能外，本发明还包括一种情况，其中在计算机上工作的OS(操作系统)或其他类似程序按照程序代码的指定执行部分或全部过程，并且实现按照上述实施例的功能。
而且，本发明还包括一种情况，其中在将从存储介质读出的程序代码写入一个插入计算机的功能扩展卡中，或一个与计算机连接的功能扩展单元中设置的存储器中之后，功能扩展卡或单元中包含的CPU或其他类似部件按照程序代码的指定执行部分或全部过程，并且实现上述实施例的功能。
在本发明应用于所述存储介质的情况下，存储介质存储与实施例所述的流程相对应的程序代码。
本发明不限于以上实施例，并且在本发明的精神和范围之内能实现各种各样的改变和变更。因此为了告知公众本发明的范围，提出以下权利要求。
因而认为本发明的操作和结构将从以上描述显而易见。尽管所表示和描述的方法、设备和系统以优选为特征，但是将会容易显现，在不违反如以下权利要求限定的本发明的范围下，其中能实现各种各样的改变和变更。
权利要求
1.一种成像设备，包括成像单元，用于在纸页上形成图像；多个配准辊，用于在预定定时将纸页传送到所述成像单元；纸页读数单元，具有多个读数像素，用于读出纸页上的图像，并且安排在所述成像单元与所述配准辊之间的纸页的通行区域上，以便多个读数像素沿纸页的横向排成行；前端探测器，用于在预定时段通过重复地读出多个像素，探测纸页的前端；开始定时确定单元，用于根据所述前端探测器所探测的纸页的前端，确定所述成像单元的成像的开始定时；送回单元，用于按照所述开始定时确定单元所确定的成像的开始定时，使所述成像单元在纸页上形成预定图像，并且将形成有预定图像的纸页送回所述成像单元；图像位置探测器，用于通过读出所述纸页读数单元的读数像素，探测由所述送回单元所送回的纸页上形成的预定图像位置；校正值计算单元，用于根据所述图像位置探测器所探测的图像位置，计算沿传送方向的成像的开始定时的校正值；和形成开始位置调整单元，用于根据所述校正值计算单元所计算的校正值，通过校正沿传送方向的成像的开始定时，调整将由所述成像单元在纸页上形成的图像的位置。
2.一种成像设备，包括成像单元，用于在纸页上形成文件的图像；多个配准辊，用于在预定定时将纸页传送到所述成像单元；纸页读数单元，具有多个读数像素，用于读出纸页上的图像，并且安排在所述成像单元与所述配准辊之间的纸页的通行区域上，以便多个读数像素沿纸页的横向排成行；前端探测器，用于在预定时段通过重复地读出多个像素，探测纸页的前端；开始定时确定单元，用于根据所述前端探测器所探测的纸页的前端，确定所述成像单元的成像的开始定时；横端探测器，用于通过重复地读出多个读数像素，探测纸页的横端；形成开始位置确定单元，用于根据纸页的探测横端，确定由所述成像单元在与纸页的传送方向垂直的方向上的图像的形成开始位置；送回单元，用于按照成像的确定开始定时和图像的确定形成开始位置，使所述成像单元在纸页上形成预定图像，并且将形成有预定图像的纸页送回所述成像单元；图像位置探测器，用于通过读出所述纸页读数单元的读数像素，探测由所述送回单元所送回的纸页上形成的预定图像位置；校正值计算单元，用于根据所述图像位置探测器所探测的图像位置，计算成像的开始定时和图像的形成开始位置的校正值；和形成开始位置调整单元，用于根据所述校正值计算单元所计算的校正值，通过校正成像的开始定时和图像的形成开始位置，调整将由所述成像单元在纸页上形成的图像的位置。
3.根据权利要求2的成像设备，还包括确定单元，用于确定探测的预定图像位置是否落入允许范围，并且其中当探测的预定图像位置落入允许范围时，所述确定单元使得所述校正值计算单元计算校正值，以及当探测的预定图像位置落入允许范围之外时，所述确定单元输出误差。
4.根据权利要求3的成像设备，还包括显示单元，用于显示所述成像设备的状态，并且其中当所述确定单元确定探测的预定图像位置落入允许范围之外时，在所述显示单元上显示警告，指示所述纸页读数单元的缺陷安装。
5.根据权利要求2的成像设备，其中当操作员发出调整模式执行指令时，执行所述成像单元、所述送回单元、所述图像位置探测器、所述校正值计算单元和所述图像位置调整单元。
6.根据权利要求2的成像设备，其中当自校正值的先前计算以后经过预定时段时，执行所述成像单元、所述送回单元、所述图像位置探测器、所述校正值计算单元和所述图像位置调整单元。
7.根据权利要求2的成像设备，还包括校正值存储单元，用于存储计算的校正值。
8.根据权利要求2的成像设备，其中预定图像是一幅离纸页的各个端部分形成有页边的框像。
9.根据权利要求2的成像设备，其中所述前端探测器重复地读出多个读数像素中的一些。
10.根据权利要求2的成像设备，其中所述横端探测器在比预定时段长的时段，重复地读出多个读数像素中的一些。
11.根据权利要求2的成像设备，其中在所述前端探测器探测纸页的前端之后，所述横端探测器探测纸页的横端。
12.根据权利要求2的成像设备，其中所述纸页读数单元具有一个读数宽度，它比一个值大，这个值是将所述成像单元所使用的纸页的最大宽度，减去所述成像单元所使用的纸页的最小宽度所得到的值的1/2。
13.根据权利要求2的成像设备，其中所述开始定时确定单元确定沿传送方向到图像承载体的激光的形成开始定时，并且所述形成开始位置确定单元设定与到图像承载体的传送方向垂直的方向上的激光的形成开始位置。
14.根据权利要求13的成像设备，其中所述纸页读数单元与转印位置之间的距离，至少包含在图像承载体上用激光装置的激光照射的图像承载体上的一个位置到该转印位置之间的周边距离，与从多个读数像素开始读出纸页时，直到设定照射的开始定时和形成开始位置为止所需时间相对应的距离相加所得到的一个距离，在所述转印位置，显影单元将静电潜像转印到纸页上。
15.一种用于成像设备的成像控制方法，所述成像设备包括成像单元，用于在纸页上形成图像；多个配准辊，用于在预定定时将纸页传送到所述成像单元；和纸页读数单元，具有多个读数像素，用于读出纸页上的图像，并且安排在所述成像单元与所述配准辊之间的纸页的通行区域上，以便多个读数像素沿纸页的横向排成行，所述成像控制方法包括如下步骤通过在预定时段重复地读出多个像素，探测纸页的前端；根据探测的纸页的前端，确定所述成像单元的成像的开始定时；按照确定的成像的开始定时，使得所述成像单元在纸页上形成预定图像；将形成有预定图像的纸页送回所述成像单元；通过读出所述纸页读数单元的读数像素，探测送回纸页上形成的预定图像位置；根据探测的预定图像位置，计算沿传送方向的成像的开始定时的校正值；和根据计算的校正值，通过校正沿传送方向的成像的开始定时，调整将由所述成像单元在纸页上形成的图像的位置。
16.一种用于成像设备的成像控制方法，所述成像设备包括成像单元，用于在纸页上形成图像；多个配准辊，用于在预定定时将纸页传送到所述成像单元；和纸页读数单元，具有多个读数像素，用于读出纸页上的图像，并且安排在所述成像单元与所述配准辊之间的纸页的通行区域上，以便多个读数像素沿纸页的横向排成行，所述成像控制方法包括如下步骤通过在预定时段重复地读出多个像素，探测纸页的前端；根据探测的纸页的前端，确定所述成像单元的成像的开始定时；通过重复地读出多个读数像素，探测纸页的横端；根据探测的纸页的横端，确定与纸页的传送方向垂直的方向上的图像的形成开始位置；按照确定的成像的开始定时和确定的图像的形成开始位置，使得所述成像单元在纸页上形成预定图像；将形成有预定图像的纸页送回所述成像单元；通过读出所述纸页读数单元的读数像素，探测送回纸页上形成的预定图像位置；根据探测的预定图像位置，计算成像的开始定时和图像的形成开始位置的校正值；和根据计算的校正值，通过校正成像的开始定时和图像的形成开始位置，调整将由所述成像单元在纸页上形成的图像的位置。
17.根据权利要求16的成像控制方法，其中前端探测步骤包括重复地读出多个读数像素中的一些的步骤。
18.根据权利要求16的成像控制方法，其中横端探测步骤包括在一个比预定时段长的时段重复地读出多个读数像素中的一些的步骤。
19.根据权利要求16的成像控制方法，其中在执行前端探测步骤之后执行横端探测步骤。
全文摘要
根据在调整模式下由一个接触图像传感器CIS(204)所探测的纸张(107)的前端和横端位置，在纸张上形成一幅具有5mm宽页边的框像(210)。此后，使本纸张(107)经过循环路线(206)和送纸路线(205)循环到一个进给位置，并且CIS(204)探测在循环纸张上形成的框像位置及其纸端部分，以便探测与5mm宽页边的误差。将能抵消这些误差的校正值存储在一个校正参数存储单元(71)中，并且在实际作业中形成一幅图像时，使用这些校正值进行形成开始定时控制。按这样方式，提供一种成像设备，它能高精度地探测进纸定时，能消除由于安装误差和部件耐久性引起的图像位置精度的变坏，并且总能精确地调整图像位置。
文档编号B65H9/14GK1628270SQ0380333
公开日2005年6月15日 申请日期2003年1月31日 优先权日2002年2月6日
发明者森田哲哉 申请人:佳能株式会社