CN100454153C - 图像形成装置和图像形成装置的调整方法 - Google Patents

Abstract

形成由在传送带的移动方向上以预定间隔布置的多个部分图像组成的彩色测试图像，该彩色测试图像在传送带上的位置和形成各个彩色图像的相对位置分开对应于各个颜色的距离。检测传感器检测每个部分图像的位置，并且计算在各个颜色的相应部分图像之间的距离。通过找到多个部分图像距离的平均值而计算在各个彩色测试图像之间的距离，并且基于计算的距离，计算用于调整在介质上形成每个彩色图像的位置的调整量，使得各个彩色图像彼此重叠而不引起彩色误配准。

Description

图像形成装置和图像形成装置的调整方法

技术领域

本发明涉及一种图像形成装置和图像形成装置的调整方法，其通过叠加各个颜色的彩色图像形成多彩色图像，并且执行彩色配准调整以修正多彩色图像的彩色误配准。

背景技术

在用于形成多彩色图像的图像形成装置中，在将输入数据分解为各个彩色分量，即黑色(K)、青色(C)、洋红(M)和黄色(Y)之后，执行图像处理，创建各个彩色分量的图像数据，并且通过基于各个图像数据叠加各个颜色的彩色图像来形成多彩色图像。当形成多彩色图像时，如果叠加的各个彩色图像的位置彼此偏离，在形成的多彩色图像中发生彩色误配准，且图像质量降低。具体地说，在包括用于每个彩色分量的图像形成单元以改进形成多彩色图像的速度的所谓的一前一后型图像形成装置中，在各个图像形成单元中单独形成各个彩色图像，并且通过在比如记录纸这样的记录介质上，或在用于将多彩色图像转印到记录介质的转印介质上一个接一个地叠加各个彩色图像来形成多彩色图像。因此，在其中形成各个彩色图像的转印介质上的位置易于彼此偏离，并且因此这种图像形成装置具有图像质量因彩色误配准而降低的严重问题。

因此，为了在转印介质上精确地叠加各个彩色图像，用于形成多彩色图像的图像形成装置执行用于修正多彩色图像的彩色误配准的彩色配准调整。现有的彩色配准调整的通常的执行步骤如下：通过由光检测器检测其它彩色图像的图像形成位置相对于参考的一个彩色图像的图像形成位置的偏移，基于检测器的检测结果确定每个彩色图像的图像形成位置的修正量使得各个彩色图像的图像形成位置彼此一致，并根据确定的修正量调整形成各个彩色图像的时序。通过这种现有技术，为了检测在各个彩色图像的图像形成位置之间的偏移，以预定时序形成各个彩色图像，并且检测在形成的各个彩色图像之间的距离，或者测量由叠加各个彩色图像形成的多彩色图像的叠加状态和密度。

例如，日本未决专利申请No.10-213940(1998)公开了一种通过测量在其中形成各个彩色图像的转印介质上的位置之间的距离来检测在各个彩色图像的位置之间的偏移，并且基于检测的位置偏移修正在转印介质上形成各个彩色图像的位置的技术。在这个现有技术中，以检测器检测在参考的彩色图像和其它彩色图像之间的距离，基于检测的距离确定每个彩色图像的位置的偏移量，并且修正形成各个彩色图像的位置的偏移。

另外，日本未决专利申请No.2000-81744公开了其中测量通过叠加各个彩色图像而在转印介质上形成的多彩色图像的密度，并且修正形成各个彩色图像的位置的偏移使得多彩色图像的密度等于各个彩色图像精确叠加时的密度的技术。通过这个现有技术，为了改进修正精确性，形成多个相同形状的行图像，并且以检测器检测以很多颜色形成的行图像的密度，以找到各个彩色图像的叠加状态。之后，将其中检测的行密度在预定的密度范围中的状态考虑为其中精确叠加各个彩色图像的状态，并且修正形成每个彩色图像的位置使得精确叠加各个彩色图像。

顺便提到，在上述日本未决专利申请No.10-213940(1998)中公开的现有技术中，使用用于检测其中形成各个彩色图像的介质上的位置的检测器找到在各个彩色图像的位置之间的偏移。为了精确检测在各个彩色图像的位置之间的偏移，需要使用高分辨率的检测器，并且因此，装置成本增加。在这个结构中，为了减少成本，假定通过形成每个颜色的多个彩色图像和找到各个彩色图像的偏移的平均值来使用低分辨率的检测器。但是，通过低分辨率的检测器，在从检测器的光发射单元发出的光线中要入射在光接收单元的反射光中，在图像上反射的光的部分的面积很大，并且因此除了规则的反射光，不规则的反射光也入射光接收单元，且检测器的输出发生扰动。由不规则的反射光引起的检测器输出的扰动根据多种情况，比如检测器的检测能力的差异、检测器的安装误差、图像形成装置的温度改变和各个分量随时间的改变而改变，并且因此难以处理这个问题，并且难以精确检测各个彩色图像的位置偏移。

另一方面，在日本未决专利申请No.2000-81744中公开的现有技术中，对于执行彩色配准调整的整个区域，需要通过形成测试图像，同时逐行地改变各个彩色图像的叠加状态来找到每个彩色图像位置的调整量，该测试图像包括在完美叠加参考图像和进行位置调整的彩色图像的状态中的测试图像。这样，因为需要形成用于彩色配准调整的测试图像和检测能够调整各个彩色图像的位置的所有区域的密度，存在彩色配准调整需要的时间变长的问题。另外，使用大量显影剂用于彩色配准调整，并且增加运行成本。另外，如果缩短彩色配准调整需要的时间，或者如果减少成本，更具体的说彩色配准调整需要的显影剂的量，出现了能够调整各个彩色图像的位置的区域变窄的问题。

发明内容

本发明的目的是解决上述问题，并且本发明的主要目的是提供图像形成装置和图像形成装置的调整方法，其使得能够以简单的方法精确调整各个彩色图像的位置，并且能够缩短彩色配准调整需要的时间和实现成本下降，而不使得能够调整各个彩色图像的位置的区域变窄。

本发明的另一目的是提供图像形成装置和图像形成装置的调整方法，其能够通过使用低分辨率的检测器高度精确地调整各个彩色图像的位置。

根据本发明的图像形成装置包括：多个图像形成单元，其用于在以预定方向移动的介质上形成互相不同的颜色的彩色图像；测试图像形成单元，其用于使得所述多个图像形成单元的每一个在所述介质上形成测试图像；和照射单元，其用于将光线照射到在所述介质上形成的测试图像上；检测传感器，其用于检测由所述照射单元照射到测试图像的光的规则反射光和不规则反射光；和调整单元，其用于基于所述检测传感器的检测结果调整由每个所述图像形成单元在所述介质上形成彩色图像的位置，使得由所述各个图像形成单元形成的彩色图像彼此精确叠加，其特征在于所述测试图像形成单元使得所述图像形成单元的每一个形成彩色测试图像，该彩色测试图像在所述介质上与形成各个彩色图像的所述介质上的相对位置分开对应于各个颜色的距离的位置上形成并且由在所述介质的移动方向上以预定间隔布置的多个部分图像构成，且所述调整单元包括：部分图像距离计算单元，其用于基于所述检测单元的检测结果计算部分图像距离，其是在所述介质上形成的各个彩色测试图像中的互相对应的部分图像之间的距离；彩色图像距离计算单元，其用于基于所述部分图像距离计算单元的计算结果，来计算彩色图像距离，其是在所述介质上形成的各个彩色测试图像之间的距离；和调整量计算单元，其用于基于由所述彩色图像距离计算单元计算的彩色图像距离，来计算用于调整由每个所述图像形成单元在所述介质上形成彩色图像的位置的调整量，使得由所述各个彩色图像形成单元形成的彩色图像彼此精确叠加。

注意到可以构造检测传感器以基本上同时检测来自测试图像的基本上相同部分的规则反射光和不规则反射光。

另外，可以构造检测传感器以检测由照射单元照射到测试图像的相同光线引起的规则反射光和不规则反射光。

根据本发明的图像形成装置是上述的图像形成装置，其特征在于所述检测传感器包括：规则反射光检测单元，其用于检测包括不规则反射光的规则反射光；和不规则反射光检测单元，其用于检测不规则反射光，所述调整单元包括部分图像位置指定单元，其用于计算在由所述规则反射光检测单元检测的检测结果和由所述不规则反射光检测单元检测的检测结果之间的差值，并且基于在计算的差值中的改变指定在所述介质上形成的每个彩色测试图像中包括的每个部分图像的位置，且所述部分图像距离计算单元基于由所述部分图像位置指定单元指定的部分图像的位置来计算所述部分图像距离。

根据本发明的图像形成装置是上述的图像形成装置，其特征在于所述规则反射光检测单元和所述不规则反射光检测单元被构造为一个单元。

根据本发明的图像形成装置是上述的图像形成装置，其特征在于所述测试图像形成单元使得每个所述图像形成单元形成垂直行图像，其是和所述部分图像一样基本上垂直于所述介质的移动方向的行图像，且所述调整单元基于当所述部分图像是垂直行图像时的彩色图像距离，来计算在所述介质的移动方向中，用于调整由每个所述图像形成单元在所述介质上形成彩色图像的位置的调整量。

根据本发明的图像形成装置是上述的图像形成装置，其特征在于所述测试图像形成单元使得每个所述图像形成单元形成倾斜的行图像，其是和所述部分图像一样关于所述介质的移动方向倾斜的行图像，并且所述调整单元基于当所述部分图像是倾斜行图像和垂直行图像时的彩色图像距离，来计算在基本上垂直于所述介质的移动方向中，用于调整由每个所述图像形成单元在所述介质上形成彩色图像的位置的调整量。

根据本发明的图像形成装置的调整方法是用于包括下面的图像形成装置的方法：多个图像形成单元，其用于在以预定方向移动的介质上形成互相不同的颜色的彩色图像；测试图像形成单元，其用于使得所述多个图像形成单元的每一个在所述介质上形成测试图像；和照射单元，其用于将光线照射到在所述介质上形成的测试图像上；检测传感器，其用于检测由所述照射单元照射到测试图像的光的规则反射光和不规则反射光，使得由所述各个图像形成单元形成的彩色图像彼此精确叠加，且所述方法的特征在于包括步骤：通过控制所述测试图像形成单元，使得每个所述图像形成单元形成由多个部分图像组成的彩色测试图像，该彩色测试图像在所述介质上与形成各个彩色图像的所述介质上的相对位置分开对应于各个颜色的距离的位置形成并且多个部分图像在所述介质的移动方向上以预定间隔布置；基于所述检测传感器的检测结果计算部分图像距离，其是在所述介质上形成的各个彩色测试图像中的互相对应的部分图像之间的距离；基于计算的部分图像距离来计算彩色图像距离，其是在所述介质上形成的各个彩色测试图像之间的距离；和基于计算的彩色图像距离，来计算用于调整由每个所述图像形成单元在所述介质上形成彩色图像的位置的调整量，使得由所述各个彩色图像形成单元形成的彩色图像彼此精确叠加。

在本发明中，包括用于在移动的介质上形成互相不同的颜色的彩色图像的多个图像形成单元的图像形成装置形成各个颜色的彩色测试图像作为测试图像，该每个测试图像由在介质的移动方向上以预定间隔布置的多个部分图像组成，该测试图像在介质上与形成各个彩色图像的介质上的相对位置分开对应于各个颜色的距离的位置上形成；由检测传感器使用光检测在介质上的测试图像；计算在各个彩色测试图像中包括的互相对应的部分图像之间的距离；基于在部分图像之间的距离计算在各个彩色测试图像之间的距离；和计算用于调整在介质上形成彩色图像的位置的调整量，使得由各个彩色图像形成单元形成的彩色图像彼此精确叠加。

根据本发明，因为用于通过检测在与形成各个彩色图像的位置相距对应于各个颜色的距离的位置形成的彩色测试图像，来计算在各个彩色测试图像之间的距离以执行彩色配准调整的方法相比其中逐个形成彩色测试图像并之后测量叠加状态的方法是简单的方法，可以减少彩色配准调整需要的时间而不使得能够调整各个彩色图像的位置的区域变窄。另外，为了找到在分开的彩色测试图像之间的距离，不需要逐个形成各个彩色测试图像，并足以以最小显影剂量形成各个彩色测试图像，且因此可以减少彩色配准调整的成本而不使得能够调整各个彩色图像的位置的区域变窄。另外，通过使用多个部分图像距离来找到在各个彩色测试图像之间的距离，可以精确计算用于调整在介质上形成彩色图像的位置的调整量。

在上述发明中，如果构造用于检测测试图像的检测传感器以同时检测照射到在介质上形成的测试图像的相同部分的光的规则反射光和不规则反射光，因为检测时间和位置没有差异，在相比其中不同时检测来自测试图像的相同部分的规则反射光和不规则反射光的结构，可以以一致的条件高度精确地检测规则反射光和不规则反射光。

另外，在上述发明中，如果构造用于检测测试图像的检测传感器检测由相同照射光线引起的规则反射光和不规则反射光，检测传感器不受在照射单元的光发射特性中的差异影响，并且相比其中检测传感器检测由不同照射光线引起的反射光的结构，可以执行更为精确的检测。

另外，在本发明中，检测传感器包括用于检测包括不规则反射光的规则反射光的规则反射光检测单元，和用于检测不规则反射光的不规则反射光检测单元；检测传感器基于在规则反射光检测单元的检测结果和不规则反射光检测单元的检测结果之间的差，指定每个部分图像的位置；并基于各个部分图像的指定的位置计算部分图像距离。

根据本发明，当检测到K彩色图像时，规则反射光的检测结果显著改变，而当检测到C、M和Y彩色图像的每一个时，不规则反射光的检测结果显著改变，并且因此可以基于在规则反射光检测单元的检测结果和不规则反射光检测单元的检测结果之间的差值的改变，来高度精确地指定每个部分图像的位置。另外，通过将规则反射光的检测结果减去不规则反射光的检测结果，可以消除由和规则反射光混合的不规则反射光引起的规则反射光的检测结果中的扰动。因此，即使当使用低分辨率检测传感器时，可以计算用于精确调整在介质上形成彩色图像的位置的调整量。

另外，在本发明中，规则反射光检测单元和不规则反射光检测单元被构造为一个单元。

根据本发明，相比其中规则反射光检测单元和不规则反射光检测单元被构造为分离单元的情况，可以在一致条件下检测规则反射光和不规则反射光，而不受规则反射光检测单元和不规则反射光检测单元的安装位置的误差、或者介质的不规则移动的影响。

在本发明中，将垂直行图像形成为部分图像，计算基于在各个彩色测试图像的垂直行图像之间的距离的彩色图像距离，并且基于计算的彩色图像距离计算用于在子扫描方向上调整在介质上形成彩色图像的位置的调整量。

根据本发明，可以容易地找到在子扫描方向的调整量以调整在介质上形成彩色图像的位置。

另外，在本发明中，将对介质的移动方向倾斜的倾斜行图像形成为部分图像，计算基于在各个彩色测试图像的倾斜行图像之间的距离的彩色图像距离，并且基于计算的彩色图像距离计算用于在主扫描方向上调整在介质上形成彩色图像的位置的调整量。

根据本发明，通过将倾斜的行图像形成为部分图像并且计算在各个颜色之间的倾斜行的彩色图像距离，可以容易地找到在主扫描方向的调整量以调整在介质上形成彩色图像的位置。

通过下面结合附图的详细说明更为全面和清楚地理解本发明的上述和其它目的和特征。

附图说明

图1是示出了本发明的图像形成装置的内部结构的实例的示意性垂直截面图；

图2是示出了本发明的图像形成装置的检测传感器的结构的实例的示意图；

图3是示出了本发明的图像形成装置的控制单元的内部结构的实例的框图；

图4是示出了由本发明的图像形成装置执行的彩色配准调整处理的过程的流程图；

图5是由本发明的图像形成装置形成的垂直行图像组成的彩色测试图像的示意图；

图6A和6B是示出了本发明的图像形成装置的检测传感器的检测结果的特性的实例的视图；

图7是示出了图4的流程图的步骤S3的彩色图像距离计算过程的子例程的处理过程的流程图；

图8是示出了通过从本发明的图像形成装置的规则反射光检测单元的检测结果减去不规则反射光检测单元的检测结果获得的相减结果的特性的实例的视图；

图9是示出了由本发明的图像形成装置形成的倾斜行图像组成的彩色测试图像的示意图；和

图10是示出了在本发明的图像形成装置的主扫描方向上计算偏移的方法的概念图。

具体实施方式

下面说明将基于示出本发明实施例的附图来解释本发明。

图1是示出了本发明的图像形成装置的内部结构的实例的示意性垂直截面图。图1所示的图像形成装置实施为直接转印系统，其中将图像直接转印到作为记录介质的记录纸。构造该图像形成装置以通过使用各个彩色，即，黑色(K)、青色(C)、洋红(M)和黄色(Y)的墨粉来形成多彩色图像。该图像形成装置包括曝光单元11a、11b、11c、11d；显影装置12a、12b、12c、12d；感光鼓13a、13b、13c、13d；清洁单元14a、14b、14c、14d；和充电装置15a、15b、15c、15d。加到各个数字的字母“a”、“b”、“c”和“d”分别对应于各个颜色，即，K、C、M和Y。为每个颜色提供一组曝光单元、显影装置、感光鼓、清洁单元和充电装置，并且以直线布置对应于K、C、M和Y的四组。此外，对于每个颜色的一组曝光单元、显影装置、感光鼓、清洁单元和充电装置对应于根据本发明的图像形成装置。在下面说明中，除了其中需要指定对应于特定颜色的部件的情况之外，仅将这些部件作为曝光单元11、显影装置12、感光鼓13、清洁单元14和充电装置15提到。

可以通过写入头构造曝光单元11，该写入头由以阵列布置的比如EL和LED这样的光发射元件，或包括激光照射单元和反射镜的激光扫描单元(LSU)组成。在如图1所示的实例中，使用LSU。通过根据输入的图像数据执行曝光，曝光单元11在感光鼓13上形成对应于图像数据的静电潜像。

充电装置15均匀充电感光鼓13的表面到预定电势。作为充电装置15，可以使用没有和感光鼓13接触的充电器类型充电装置以及和感光鼓13接触的辊或刷类型的充电装置。显影装置12存储各个颜色的墨粉，并且通过提供各个颜色的墨粉，将在感光鼓13上形成的静电潜像成像为可见图像。清洁单元14在转印图像到记录纸之后，移去并收集留在感光鼓13上的墨粉。

图像形成装置还包括在感光鼓13下的传送带7，其用于传送记录纸。使用聚碳酸酯、聚酰亚胺、聚酰胺、聚偏二乙烯氟化物、聚四氟乙烯共聚物、或乙烯四氟乙烯共聚物将传送带7形成为具有大约100μm厚度的环带。传送带7绕着带驱动辊71、带张力辊73和传送带驱动辊72、74伸展，并且以如图1所示的箭头方向，由带驱动辊71的驱动力移动。布置传送带7使得它的表面和感光鼓13接触。另外，提供转印辊16a、16b、16c和16d分别面对感光鼓13a、13b、13c和13d，且在其间具有传送带7。除非另外需要，对应于各个颜色的转印辊16a、16b、16c和16d将在下面一起称为转印辊16。

图像形成装置还包括用于存储记录纸的送纸盘41，和用于从送纸盘41传送记录纸到传送带7的传送路径。在送纸盘41中存储的记录纸被通过传送路径42传送到传送带7，吸引到传送带7，并且进一步被传送以和感光鼓13接触。转印辊16和传送带7的后侧接触，并且能够将和墨粉的充电极性相反极性的高压加到传送带7。通过由转印辊16均匀施加高压到传送带7，在感光鼓13上的墨粉图像被转印到记录纸，该记录纸被吸引到传送带7并由其传送。通过以这种方式转印墨粉图像到记录纸，在记录纸上一个接一个地形成K、C、M和Y的彩色图像，并且最终在记录纸上形成多彩色图像。

图像形成装置进一步包括定影单元3，其具有加热辊31和压力辊32以及卸纸盘33。其上形成多彩色图像的记录纸由传送带7传送到定影单元3。加热辊31和压力辊32转动同时在其间保持其上形成多彩色图像的记录纸。在记录纸上形成的多彩色图像被加热辊31的热量一次性融化，且之后粘到记录纸，且因此定影多彩色图像。将其上定影多彩色图像的记录纸卸到卸纸盘33。

在上述在记录纸上形成多彩色图像的处理中，通过各个颜色的墨粉图像被从感光鼓13a、13b、13c和13d转印到在传送带7上传送的记录纸的时序，来确定记录纸上形成各个彩色图像的位置。图像形成装置包括用于控制转印每个颜色的墨粉图像到记录纸的时序。构造控制单元5以控制转印时序，使得各个彩色图像在记录纸上精确地重叠。但是，因为比如感光鼓13的安装误差、离心力和转动不规则的多种原因，由温度和/或湿度的改变引起的传送带7的收缩或膨胀和移动不规则，在记录纸上形成的各个彩色图像的位置彼此偏移，且发生颜色误配准。

在作为根据本发明的介质的传送带7上，本发明的图像形成装置形成其中各个颜色的图像彼此分开预定距离的测试图像；测量在测试图像中包括的各个彩色测试图像之间的精确距离；并且执行用于调整转印各个彩色图像到记录纸的时序的彩色配准调整处理。图像形成装置进一步包括用于检测在传送带7上形成的测试图像的检测传感器21，用于检测在图像形成装置中的温度和湿度的温度和湿度检测器22，以及用于除去粘附到传送带7的墨粉的带清洁单元23。

带清洁单元23除去和收集形成直接转印到传送带7的测试图像的各个颜色的墨粉，或者因为和感光鼓13接触而粘附到传送带7的墨粉。为了检测在传送带7上形成的测试图像，将检测传感器21设置在传送带7通过感光鼓13a、13b、13c和13d但是没有到达带清洁单元23的位置。将温度和湿度传感器22设置在其中不本地发生温度和湿度的突然变化的部分，并且检测在图像形成装置中的温度和湿度。

图2是示出了检测传感器21的结构的实例的示意图。检测传感器21包括用于将光照射到在传送带7上形成的测试图像的照射单元24。另外，检测传感器21包括在能够检测由照射单元24照射到测试图像的光线引起的规则反射光的位置的规则反射光检测单元25。另外，检测传感器21包括在能够检测来自测试图像的不规则反射光但是不能检测由照射单元24照射到测试图像的光线引起的规则反射光的位置的不规则反射光检测单元26。在图2中，规则反射光由实线指示，并且不规则反射光由虚线指示。不规则反射光检测单元26仅检测不规则反射光，但是规则反射光检测单元25检测包括不规则反射光的规则反射光，这是因为部分不规则反射光也入射到规则反射光检测单元25。构造规则反射光检测单元25和不规则反射光检测单元26以基本上同时检测来自测试图像的基本上相同部分的规则反射光和不规则反射光。

顺便提到，虽然图2示出了检测传感器21包括一个照射单元24，一个规则反射光检测单元25和一个不规则反射光检测单元26作为一个单元，检测传感器21的结构不限于此。不需要构造规则反射光检测单元25和不规则反射光检测单元26为一个单元，它们可以被提供为分立的单元。但是，如图2所示，如果规则反射光检测单元25和不规则反射光检测单元26被构造为一个单元，相比其中提供规则反射光检测单元25和不规则反射光检测单元26为分立单元的情况，能够在在均匀情况下而不受规则反射光检测单元25和不规则反射光检测单元26的设置误差或传送带7的不规则移动等的影响，检测规则反射光和不规则反射光。

作为选择地，检测传感器21可以包括多个照射单元24、规则反射光检测单元25和不规则反射光检测单元26，规则反射光检测单元25和不规则反射光检测单元26可以检测由从不同照射单元24照射的光线引起的互相不同的反射光线。但是，在其中规则反射光检测单元25和不规则反射光检测单元26检测由相同照射光线引起的反射光线的情况中，如图2所示，因为检测传感器21不由在多个照射单元24的光发射特性中的差异影响，相比其中规则反射光检测单元25和不规则反射光检测单元26检测由互相不同的照射光线引起的反射光的结构，能够执行更为精确的检测。

作为选择的，检测传感器21可以包括用于规则反射光的一个照射单元，用于不规则反射光的一个照射单元，和一个检测传感器，并且可以被构造为不同时检测测试图像的相同部分，比如其中通过改变两个照射单元的光发射时序而由一个检测传感器检测规则反射光和不规则反射光的结构。但是，在这种结构中，需要修正在两个照射单元的光发射时序之间的时间差，并且存在检测的部分的位置的差异。因此，相比其中不同时检测来自测试图像的相同部分的规则反射光和不规则反射光的结构，如图2所示的其中同时检测来自测试图像的相同部分的规则反射光和不规则反射光的结构能够在均匀条件下更为精确地检测规则反射光和不规则反射光。

图3是示出了控制单元5的内部结构的实例的框图。控制单元5包括用于执行处理的CPU 51，其连接用于存储由处理产生的临时信息的RAM 52和存储用于控制图像形成装置的控制程序的ROM 53。CPU51根据在ROM 53中存储的控制程序执行图像形成装置需要的处理。另外，用于测量时间的定时单元55连接CPU 51。CPU 51基于由定时单元55测量的时间执行多种处理。另外，用于接收用户给出的指令的、由触摸面板或十个按键组成的操作单元56连接CPU 51。

另外，上述的检测传感器21和温度和湿度传感器22连接CPU51。从检测传感器21和温度和湿度传感器22将检测结果输入到CPU51，并且CPU 51基于输入的检测结果执行处理。另外，比如用于驱动带驱动辊71的马达这样的驱动单元50连接CPU 51。通过控制驱动单元50的操作，CPU 51移动传送带7并控制记录纸的传送。另外，曝光单元11a、11b、11c和11d连接CPU 51。通过控制由曝光单元11在感光鼓13上形成静电潜像的时序，CPU 51控制形成每个彩色图像的时序。另外，用于存储形成每个彩色图像的时序的调整量的调整量存储单元54连接CPU 51。

本发明的图像形成装置在预定条件下执行彩色配准调整处理，比如当打开电源时，从打开电源经过预定时间之后，或者当在预定数目的记录纸张上形成图像时。当温度和湿度传感器22检测预定温度和/或湿度，或当温度和湿度传感器22在温度和/或湿度中检测到大于预定值的改变时，图像形成装置执行彩色配准调整处理。当通过用户眼睛直接确认可注意到的彩色误配准时，或当维修时间从用户或服务人员通过操作单元56接收到执行彩色配准调整的指令时，图像形成装置执行彩色配准调整处理。

图4是示出了由本发明的图像形成装置执行的彩色配准调整处理的过程的流程图。根据在ROM 53中存储的控制程序，CPU 51执行下面的彩色配准调整，如图4的流程图所示。因此，CPU 51用作根据本发明的测试图像形成单元和调整单元。

通过控制曝光单元11a、11b、11c和11d，CPU 51同时直接在传送带7上而不是在记录纸上基本上垂直于传送带7的移动方向形成K、C、M和Y的各个彩色测试图像，每个彩色测试图像由多个垂直行图像组成(S1)。当在记录纸上形成彩色图像时，一个接一个地形成K、C、M和Y的各个彩色图像，但是如果直接在传送带7上同时形成各个彩色测试图像，则这些彩色测试图像形成在传送带7上分开一定距离的位置处，这些位置对应于基于形成的各个彩色图像的相对位置关系而由在感光鼓13之间的距离确定的各个颜色。图5是示出了由垂直行图像组成的彩色测试图像的示意图。感光鼓13a在传送带7上形成由垂直行图像LK1、LK2、...、LKN组成的K彩色测试图像，所述垂直行图像是垂直于传送带7的移动方向的黑线。同时，感光鼓13b、13c和13d在传送带7上分别形成由C、M和Y颜色的N个垂直行图像组成的彩色测试图像。当在记录纸上形成图像时的子扫描方向是传送带7的移动方向的相反方向。另外，垂直于传送带7的移动方向的方向是当在记录纸上形成图像时的主扫描方向。

在图5中，示出用于由检测传感器21检测每个垂直行图像的检测点DS。为了由检测传感器21精确检测垂直行图像，垂直行图像的宽度和在垂直行图像之间的距离优选地大于检测点DS的直径。例如，如果检测点DS的直径是3mm，并且图像形成装置的分辨率是600dpi，那么一个像素的大小是大约42.3μm，且100个像素的宽度是大约4.2mm，并且因此优选地以100个像素的间隔形成具有100个像素宽度的垂直行图像。另外，为了检测由感光鼓13的离心或转动不规则引起的彩色误配准，CPU 51形成对应于感光鼓13的至少一个转动的许多彩色测试图像。

在传送带7上形成的测试图像随着传送带7的移动而移动。检测传感器21的照射单元24将光线照射在传送带7的测试图像上。由照射单元24照射的光线的规则反射光由规则反射光检测单元25检测，而不规则反射光由不规则反射光检测单元26检测。之后，CPU 51接收由检测传感器21检测各个垂直行图像的检测结果(S2)。

图6A和6B是示出了检测传感器21的检测结果的特性的实例的视图。注意到图6A示出了规则反射光检测单元25的检测结果的特性，且图6B示出了不规则反射光检测单元26的检测结果的特性。图6A和图6B的纵坐标示出了反射光线的检测强度，且横坐标示出了时间。另外，图6A和图6B中的K表示对应于K彩色图像的检测结果，且C表示对应于C彩色图像的检测结果。

在K彩色图像和作为彩色颜色的C、M和Y彩色图像之间的光反射特性存在差异。更为具体地说，来自K彩色图像的规则反射光的量小于来自C、M或Y彩色图像的规则反射光的量。此外，来自其中没有形成图像的传送带7的表面部分的规则反射光的量略微大于来自C、M或Y彩色图像的规则反射光的量。另外，来自C、M或Y彩色图像的不规则反射光的量略微大于来自K彩色图像的不规则反射光的量，或者略微大于来自没有形成图像的传送带7的表面的不规则反射光的量。但是，规则反射光和不规则反射光的量根据传送带7的表面条件改变。因此，基于传送带7的操作时间，或者已经形成图像的记录纸张的数目，来自传送带7的规则反射光和不规则反射光的量根据表面情况随时间的改变而改变。

因此，如图6A所示，在对应于K彩色图像的部分中，与其中没有形成图像的部分相比，规则反射光的检测强度大大减小。另一方面，在对应于C彩色图像的部分中，规则反射光的检测强度仅略微减小。另外，因为由规则反射光检测单元25检测的规则反射光包括不规则反射光，由于不规则反射光引起的扰动在来自对应于C彩色图像的部分的规则反射光的检测强度中更容易被注意到。此外，如图6B所示，在对应于K彩色图像的部分和没有形成图像的部分中，不规则反射光的检测强度很小，但是在对应于C彩色图像的部分中，不规则反射光的检测强度增加。

之后，CPU 51执行彩色图像距离计算处理，用于计算在传送带7上形成的K、C、M和Y的各个彩色测试图像之间的距离(S3)。因此，CPU 51用作本发明的彩色图像距离计算单元。图7是示出了步骤S3的彩色图像距离计算处理的子例程的处理过程的流程图。参考图7，下面的描述将解释步骤S3的彩色图像距离计算处理的子例程的处理。CPU 51从规则反射光检测单元25的检测结果减去不规则反射光检测单元26的检测结果(S21)。

图8是示出了通过从规则反射光检测单元25的检测结果减去不规则反射光检测单元26的检测结果获得的相减结果的特性的实例的视图。图8示出了从如图6A所示的规则反射光检测单元25的检测结果减去如图6B所示的不规则反射光检测单元26的检测结果的实例。相比没有形成图像的部分，不规则反射光的检测强度的量对于C彩色图像增加很多，但是对于K彩色图像增加很少。另一方面，相比没有形成图像的部分，规则反射光的检测强度的量对于C彩色图像减少很少，但是对于K彩色图像减少很多。因此，通过从规则反射光的检测强度减去不规则反射光的检测强度，可以获得指示对应于C彩色图像和K彩色图像的部分的相减的强度相比其中没有形成图像的部分减少很多的相减结果。通过使用这个相减结果，可以容易地识别对应于每个垂直行图像的部分。注意到光反射特性在C、M和Y的彩色图像中不同。因此，对于C、M和Y的彩色图像的部分，在将不规则反射光检测单元26的检测结果乘以对应于每个颜色C、M或Y的预定因数之后执行减法。

之后，基于相减结果随时间的改变，CPU 51指定作为在K、C、M和Y的各个彩色测试图像中包括的部分图像的每个垂直行图像的位置(S22)。因此，CPU 51用作本发明的部分图像位置指定单元。更为具体的说，基于检测比如在步骤S21中计算的相减的强度中减少的部分的上升、下降或中心位置的部分的时间和传送带7的移动速度，CPU 51计算在传送带7上垂直行图像的相对位置。

之后，CPU 51基于在传送带7上的垂直行图像的相对位置计算部分图像距离，其是在各个彩色测试图像中包括的互相对应的垂直行图像之间的距离(S23)。因此，CPU 51用作本发明的部分图像距离计算单元。更为具体的说，如图5所示，CPU 51计算在C的第一垂直行图像LC1和K的第一垂直行图像LK1之间的部分图像距离P(CK)1，并且类似的计算其它部分图像距离P(CK)2、P(CK)3、...、P(CK)N。另外，CPU 51以类似的方式计算在K彩色测试图像和M彩色测试图像和Y彩色测试图像的每一个之间的N个部分图像距离。

之后，CPU 51通过找到在K彩色测试图像和C、M和Y彩色测试图像的每一个之间的N个部分图像距离的平均值来计算在K彩色测试图像和C、M和Y的彩色测试图像的每一个之间的彩色图像距离(S24)，并且终止步骤S3的彩色图像距离计算过程的子例程并返回处理主例程。

之后，CPU 51基于在步骤S3的子例程中计算的彩色图像距离，计算当在记录纸上记录图像时的子扫描方向上的偏差(S4)。例如，当在K彩色测试图像和C彩色测试图像之间的彩色图像距离比由在对应于各个颜色的感光鼓13a和13b之间的设计距离确定的设计距离要长时，如果以基于设计距离预定的时序在记录纸上形成各个彩色图像，使得各个彩色图像彼处重叠，在记录纸上以早于叠加在K彩色图像上的时序的时序形成C彩色图像，并且因此发生彩色误配准。因此，通过将由在感光鼓13之间的设计距离确定的设计距离与彩色图像距离比较，CPU 51计算在子扫描方向上，当在记录纸上记录图像时，C、M和Y彩色图像的每一个关于K彩色图像的偏移。

之后，通过控制曝光单元11a、11b、11c和11d，CPU 51在传送带7上而不是在记录纸上直接同时形成K、C、M和Y的各个彩色测试图像，其中每个彩色测试图像由对于传送带7的移动方向倾斜的多个倾斜行图像组成(S5)。在这时，CPU 51形成关于传送带7的移动方向以45°倾斜的倾斜行图像。图9是示出了由倾斜行图像组成的彩色测试图像的示意图。感光鼓13a在传送带7上形成由倾斜行图像SK1、SK2、...、SKN(其是对于传送带7的移动方向倾斜的黑线)组成的K彩色测试图像。同时，感光鼓13b、13c和13d在传送带7上形成各个彩色测试图像，其每一个由C、M或Y颜色的N行倾斜行图像组成。

检测传感器21的照射单元24将光线照射到在传送带7上的测试图像。由照射单元24照射的光线的规则反射光由规则反射光检测单元25检测，而且不规则反射光由不规则反射光检测单元26检测。之后，CPU 51接收由检测传感器21检测每个倾斜行图像的检测结果(S6)。之后，CPU 51执行彩色图像距离计算处理，以计算在传送带7上形成的各个K、C、M和Y彩色测试图像之间的距离(S7)。步骤S7的彩色图像距离计算处理的内容和步骤S3的彩色图像距离计算处理类似，其是如图7的流程图所示的子例程，并且CPU 51基于由检测传感器21检测每个倾斜行图像的检测结果计算彩色图像距离。

之后，CPU 51当在记录纸上记录图像时，基于在步骤S7的子例程计算的彩色图像距离，来计算在主扫描方向上的每个彩色图像的偏差(S8)。图10是示出了用于计算在主扫描方向的偏差的方法的概念图。当在主扫描方向没有偏差时，在由倾斜行组成的彩色图像之间的距离Q和在步骤S3中计算的由垂直行组成的彩色图像之间的距离具有相同的值。另外，当在主扫描方向以相比C彩色图像更早的时序形成K彩色图像时，K倾斜行图像的位置在图10中向下移位。在这个情况中，在C和K之间的倾斜行的彩色图像距离的值Q+大于在步骤S3计算的垂直行的彩色图像距离。另一方面，当在主扫描方向以相比C彩色图像更早的时序形成K彩色图像时，K倾斜行图像的位置在图10中向上移位。在这个情况中，在C和K之间的倾斜行的彩色图像距离的值Q-小于在步骤S3计算的垂直行的彩色图像距离。因此，通过根据倾斜行图像的倾斜，来修正在步骤S3计算的垂直行的彩色图像距离和在步骤S7计算的倾斜行的彩色图像距离之间的差值，CPU51能够计算当在记录纸上记录图像时，每个彩色图像在主扫描方向上的偏差。

注意到可以构造本发明的图像形成装置以形成关于如图9和10所示的倾斜行图像以相反方向倾斜的倾斜行图像，并且根据该倾斜而不是上述结构来执行计算在主扫描方向上的偏差的处理。

之后，基于在子扫描方向和主扫描方向上彩色误配准的量，CPU 51计算在子扫描方向和主扫描方向上用于调整由曝光单元11a、11b、11c和11d形成彩色图像的时序的调整量，使得修正彩色误配准和使得在记录纸上的各个彩色图像的位置彼此一致(S9)。因此，CPU 51用作本发明的调整量计算单元。之后，CPU 51在调整量存储单元54中存储计算的调整量(S10)，并终止处理。当在记录纸上形成图像时，CPU 51基于在调整量存储单元54中存储的子扫描方向和主扫描方向的调整量，调整使得曝光单元11a、11b、11c和11d形成各个彩色图像的时序，并且使得它们形成图像从而使各个彩色图像精确重叠。

如上详细所述的，本发明的图像形成装置在传送带7上和其中形成各个彩色图像的相对位置分开对应于各个彩色的距离的位置上形成每个颜色的彩色测试图像(其由在传送带7的移动方向以预定间隔布置的多个部分图像组成)，由检测传感器21检测每个部分图像的位置，计算在各个彩色图像中包括的互相对应的部分图像之间的距离，通过找到在各个颜色之间的多个部分图像距离的平均值来计算在各个彩色测试图像之间的距离，并且计算用于调整在介质上形成彩色图像的位置的调整量使得由各个图像形成单元形成的彩色图像彼此精确重叠。

因为用于通过检测彼此分开的彩色测试图像而计算在各个彩色测试图像之间的距离的方法相比其中一个接一个地形成彩色测试图像并测量重叠状态的方法是简单的方法，可以减少彩色配准调整的时间，而不使得能够调整各个彩色图像的位置的区域变窄。另外，为了找到在分开的彩色测试图像之间的距离，不需要一个接一个地形成各个彩色测试图像，并且足以以最小量的显影剂形成各个彩色测试图像，并且因此可以减少彩色配准调整的成本，而不使得能够调整各个彩色图像的位置的区域变窄。另外，通过使用多个部分图像距离来找到在各个彩色测试图像之间的距离，可以计算用于调整在介质上精确形成彩色图像的位置的调整量。

另外，在本发明中，从规则反射光检测单元25的检测结果减去不规则反射光检测单元26的检测结果，并且基于这个结果指定每个部分图像的位置。当检测到K彩色图像时，规则反射光的检测结果显著改变，而当检测C、M和Y彩色图像的每一个时，不规则反射光的检测结果显著改变，并且因此可以基于在规则反射光的检测结果和不规则反射光的检测结果之间的差值的改变，来精确指定每个部分图像的位置。另外，通过从规则反射光的检测结果减去不规则反射光的检测结果，可以除去由和规则反射光混合的不规则反射光引起的规则反射光的检测结果的扰动。因此，即使当使用低分辨率检测传感器21时，可以计算用于调整在介质上精确形成彩色图像的位置的调整量。

另外，在本发明中，形成垂直行图像作为部分图像，在各个颜色之间计算在垂直行的彩色图像之间的距离，并且基于该结果，能够容易的计算在子扫描方向的调整量以调整在介质上形成彩色图像的位置。另外，在本发明中，形成倾斜行图像作为部分图像，在各个颜色之间计算在倾斜行的彩色图像之间的距离，并且基于该结果，能够容易的计算在主扫描方向的调整量以调整在介质上形成彩色图像的位置。

注意到虽然本实施例示出了其中通过形成垂直行图像而计算在子扫描方向的偏差的处理和通过形成倾斜行图像而计算在主扫描方向的偏差的处理被单独执行的模式，本发明不限于此，可以实现其中通过在传送带7上形成由垂直行图像和倾斜行图像组成的彩色测试图像的单一处理来计算子扫描方向和主扫描方向上的偏差的模式。作为选择的，可以实现其中形成部分图像而不形成垂直行图像或倾斜行图像的模式。

此外，虽然这个实施例示出了其中曝光单元11a、11b、11c和11d在传送带7上同时形成各个彩色测试图像的模式，可以实现其中在传送带7上从其中由另外的方法形成各个彩色图像的相对位置分开对应各个颜色的距离的位置上形成每个测试图像的模式，其它方法比如以互相不同的时序形成K、C、M和Y的各个彩色测试图像。另外，虽然这个实施例示出了其中在传送带7上形成测试图像的模式，可以实现其中在由传送带7传送的记录纸上形成测试图像的模式。

另外，在这个实施例中，虽然本发明的图像形成装置是用于直接转印图像到记录纸的直接转印类型图像形成装置，本发明并不限于此，且可以是通过在转印带上一个接一个地形成各个彩色图像并且从转印带集合地转印重叠地各个彩色图像到记录纸来形成多彩色图像的中间转印类型图像形成装置。在这个情况中，可以通过在转印带上形成测试图像而执行类似的处理。

Claims (6)

1.一种电照相成像装置(1)，包括：多个图像形成单元(11，12，13，14，15)，用于在以预定方向移动的介质上形成互相不同颜色的彩色图像；测试图像形成单元(11，12，13，14，15)，用于使得所述多个图像形成单元的每一个在所述介质上形成测试图像；照射单元(24)，用于将光线照射到在所述介质上形成的测试图像；检测传感器(21)，用于检测由所述照射单元照射到测试图像的光的规则反射光和不规则反射光；和调整单元(5)，用于基于所述检测传感器的检测结果，调整由每个所述图像形成单元在所述介质上形成彩色图像的位置，使得由所述各个图像形成单元形成的彩色图像彼此精确重叠，其特征在于

所述测试图像形成单元(11，12，13，14，15)使得每个所述图像形成单元形成由多个部分图像组成的彩色测试图像，其中这些部分图像被以预定间隔排列在所述介质的移动方向上，彩色测试图像在所述介质上的位置和在所述介质上形成各个彩色图像的相对位置分开根据所述图像形成单元的布置位置的距离，且

所述调整单元(5)包括：

部分图像距离计算单元(51)，用于基于所述检测单元的检测结果，计算部分图像距离，该距离是在所述介质上形成的各个彩色测试图像中的互相对应的部分图像之间的距离；

彩色图像距离计算单元(51)，用于基于所述部分图像距离计算单元的计算结果，计算彩色图像距离，该距离是在所述介质上形成的各个彩色测试图像之间的距离；和

调整量计算单元(51)，用于基于由所述彩色图像距离计算单元计算的彩色图像距离计算调整量，该调整量用于调整由每个所述图像形成单元在所述介质上形成彩色图像的位置，使得由所述各个彩色图像形成单元形成的彩色图像彼此精确叠加。

2.如权利要求1所述的电照相成像装置，其中，

所述检测传感器(21)包括：规则反射光检测单元(25)，用于检测包括不规则反射光的规则反射光；和不规则反射光检测单元(26)，用于检测不规则反射光，

所述调整单元(5)包括部分图像位置指定单元(51)，用于计算在由所述规则反射光检测单元(25)检测的检测结果和由所述不规则反射光检测单元(26)检测的检测结果之间的差，并且基于在计算的差值中的改变，指定在所述介质上形成的每个彩色测试图像中包括的每个部分图像的位置，且

所述部分图像距离计算单元(51)基于由所述部分图像位置指定单元指定的部分图像的位置，计算所述部分图像距离。

3.如权利要求2所述的电照相成像装置，其中，所述规则反射光检测单元(25)和所述不规则反射光检测单元(26)被构造为一个单元。

4.如权利要求1到3中任意一个所述的电照相成像装置，其中，

所述测试图像形成单元使得每个所述图像形成单元形成垂直行图像，其是和所述部分图像一样基本上垂直于所述介质的移动方向的行图像，且

所述调整单元基于当所述部分图像是垂直行图像时的彩色图像距离，计算用于在所述介质的移动方向上调整由每个所述图像形成单元在所述介质上形成彩色图像的位置的调整量。

5.如权利要求4所述的电照相成像装置，其中，

所述测试图像形成单元使得每个所述电照相成像装置形成倾斜的行图像，其是和所述部分图像一样关于所述介质的移动方向倾斜的行图像，并且

所述调整单元基于当所述部分图像是倾斜行图像和垂直行图像时的彩色图像距离，计算用于在基本上垂直于所述介质的移动方向上调整由每个所述图像形成单元在所述介质上形成彩色图像的位置的调整量。

6.一种电照相成像装置的彩色调整方法，该电照相成像装置包括：多个图像形成单元(11，12，13，14，15)，用于在以预定方向移动的介质上形成互相不同的颜色的彩色图像；测试图像形成单元(11，12，13，14，15)，用于使得所述多个图像形成单元的每一个在所述介质上形成测试图像；照射单元(24)，用于将光线照射到在所述介质上形成的测试图像上；和检测传感器(21)，用于检测由所述照射单元照射到测试图像的光的规则反射光和不规则反射光，使得由所述各个图像形成单元形成的彩色图像彼此精确叠加，所述方法的特征在于包括步骤：

通过控制所述测试图像形成单元(11，12，13，14，15)，使得每个所述图像形成单元形成由多个部分图像组成的彩色测试图像，该多个部分图像在所述介质的移动方向上以预定间隔排列，该彩色测试图像在所述介质上的位置与所述介质上形成各个彩色图像的相关位置分开根据所述图像形成单元的布置位置的距离；

基于所述检测传感器的检测结果，计算部分图像距离，该距离是在所述介质上形成的各个彩色测试图像中的互相对应的部分图像之间的距离；

基于计算的部分图像距离，计算彩色图像距离，该距离是在所述介质上形成的各个彩色测试图像之间的距离；和

基于计算的彩色图像距离计算调整量，该调整量用于调整由每个所述图像形成单元在所述介质上形成彩色图像的位置，使得由所述各个彩色图像形成单元形成的彩色图像彼此精确叠加。

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