CN100504636C - 图像形成设备和调整颜色偏移的方法 - Google Patents

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Abstract

一种图像形成设备，包括图像形成单元和形成控制单元，图像形成单元形成其中叠加多个彩色分量图像的彩色图像，形成控制单元允许图像形成单元形成用于调整各个彩色分量图像的形成位置的图像。形成控制单元允许图像形成单元对于每个颜色形成相对于主扫描方向具有不同斜率的多个调整图像。计算每个调整图像的检测位置从每个调整图像应该形成的基准位置的偏移，计算使用基准位置和计算出的偏移作为变量的回归直线的斜率和截距，并基于计算出的斜率和截距确定主扫描方向的偏移和副扫描方向的偏移。

Description

图像形成设备和调整颜色偏移的方法
技术领域
本发明涉及图像形成设备和调整图像形成设备中的颜色偏移的方法，图像形成设备包括形成其中叠加多个彩色分量图像的彩色图像的图像形成单元，和允许图像形成单元形成用于调整彩色分量图像的形成位置的图像的形成控制单元。
背景技术
在能形成彩色图像的图像形成设备，诸如，复印机和多功能器件中，通过叠加例如C(青)、M(品红)、Y(黄)、和K(黑)的彩色分量图像形成彩色图像。为了保持彩色图像的良好画质，使每个彩色分量图像的形成位置的偏移最小化是很重要的，其中每个彩色分量图像的形成位置的偏移是由感光体等的周期性速度变化的影响导致的。由此，形成用于调整C、M、Y和K彩色分量图像的标记，检验彩色分量图像中是否存在颜色偏移，并且如果存在颜色偏移，则校正形成位置(例如，见日本专利申请公开第2002-207338号)。
发明内容
图1是表示常规调整标记的示例性示意图。调整标记从感光体被转印到转印带30，但不从转印带30转印到纸张。对于每个颜色(K、C、M和Y)，形成用于副扫描方向的多个调整标记和用于主扫描方向的多个调整标记。由此，由于用于副扫描方向的调整标记和用于主扫描方向的调整标记是分别形成的，并且在副扫描方向的形成位置的偏移和主扫描方向的形成位置的偏移是分别检测的，所以形成位置的校正需要大量调色剂和很长一段时间。
鉴于前述和其它问题做出本发明。因此本发明的一个目的是提供一种能通过允许图像形成单元对于每个颜色形成相对于图像形成方向具有不同斜率的多个调整图像来减小调整图像形成位置所使用的调色剂的量和调整时间的图像形成设备，以及调整颜色偏移的方法。
本发明的另一个目的是提供一种能掌握与对于调整图像形成位置的感光体旋转周期相关的影响(例如，由于感光体的旋转中心轴等的离心率而引起的感光体的移动速度的周期性偏差)的图像形成设备，和调整颜色偏移的方法。
本发明的图像形成设备包括：形成其中叠加多个彩色分量图像的彩色图像的图像形成单元；和允许图像形成单元沿着预定方向形成用于调整各个彩色分量图像的形成位置的多个图像的形成控制单元，其中，形成控制单元允许图像形成单元对于每个颜色形成相对于预定方向具有不同斜率的多个调整图像。在本发明中，图像形成单元对于每个颜色形成相对于图像形成方向(副扫描方向或主扫描方向)具有不同斜率的多个调整图像。由此，当调整图像在副扫描方向偏移时，调整图像的检测位置均以可比较的水平偏移。当调整图像在主扫描方向偏移时，调整图像的检测位置基本上与斜率成正比或成反比地偏移。因此，副扫描方向的偏移和主扫描方向的偏移可通过由多个具有不同斜率的调整图像组成的一组调整图像来检测。与主扫描方向和副扫描方向的两组常规调整图像相比，调整图像的数目减少一半。因此，用于调整图像形成位置的调色剂的量和调整时间可大幅度减少。
本发明的图像形成设备可以还包括：计算每个调整图像的检测位置从每个调整图像应该形成的基准位置的偏移的第一计算单元；计算使用基准位置及计算出的偏移作为变量的回归直线的斜率和截距的第二计算单元；和基于计算出的斜率和截距计算主扫描方向的偏移和副扫描方向的偏移的第三计算单元。在本发明中，计算每个调整图像的检测位置从每个调整图像应该形成的基准位置的偏移，计算使用基准位置和计算出的偏移作为变量的回归直线的斜率和截距，并基于计算出的斜率和截距确定主扫描方向的偏移和副扫描方向的偏移。当调整图像在副扫描方向偏移时，调整图像的检测位置均以可比较的水平偏移。当调整图像在主扫描方向偏移时，调整图像的检测位置与斜率基本上成正比或成反比地偏移。因此，从使用基准位置和计算出的偏移作为变量的回归直线的截距确定副扫描方向的偏移，从回归直线的斜率确定主扫描方向的偏移。
本发明的图像形成设备可以还包括分别为鼓状的多个感光体，每个感光体上形成图像，其中，形成控制单元可允许图像形成单元在每个感光体周长上形成多个调整图像。在本发明中，图像形成单元在每个感光体的周长上形成多个调整图像。因此，可掌握与对于调整图像形成位置的感光体的旋转周期相关的影响。
在本发明的图像形成设备中，感光体可被旋转，且图像形成设备还可包括基于计算出的位移和回归直线之间的差分计算每个感光体的旋转的基准相位的第四计算单元。在本发明中，基于计算出的偏移和回归直线之间的差分计算每个感光体的旋转的基准相位。因此，通过允许各个感光体的基准相位相互匹配，可掌握与对于调整图像形成位置的感光体的旋转周期相关的影响。
从以下详细说明和附图，将会完全清楚本发明的上述和其它目的和特征。
附图说明
图1是表示常规调整标记的示例性示意图；
图2是表示本发明的图像形成设备的主要部分配置的示意图；
图3是表示图像形成设备的主要部分配置的框图；
图4是表示相同颜色的调整标记的形成的示例性示意图，
图5是表示多个颜色的调整标记的形成的示例性示意图；
图6A和6B是表示当调整标记仅在副扫描方向偏移时的偏移的示例性示意图；
图7A和7B是表示当调整标记仅在主扫描方向偏移时的偏移的示例性示意图；
图8A和8B是表示当调整标记在主扫描方向和副扫描方向都发生偏移时的偏移的示例性示意图；
图9A和9B是表示基准相位的设置的示例性示意图；
图10是表示偏移校正和基准相位的设置的示例性流程图；
图11是表示偏移量的计算和存储的示例性流程图；
图12是表示基准相位的设置的示例性流程图；和
图13是表示基准相位的确定的示例性流程图。
具体实施方式
以下将基于本发明的一个实施例的附图对本发明进行详细说明。
图2是表示本发明的图像形成设备的主要部分配置的示意图。图像形成设备包括：作为主要组件的并且其上形成有图像的感光鼓(感光体)10；输出激光束的激光二极管42；将从激光二极管42输出的激光束引向感光鼓10的第一反射镜44；多棱镜40；第二反射镜46；通过激光束显影感光鼓10上形成的潜像的显影辊24；和感光鼓10上形成的图像被转印到其上的转印带30。
感光鼓10包括用于黑色的感光鼓10K、用于青色的感光鼓10C、用于品红色的感光鼓10M，和用于黄色的感光鼓10Y。类似地，显影辊24包括用于黑色的显影辊24K、用于青色的显影辊24C、用于品红色的显影辊24M，和用于黄色的显影辊24Y。激光二极管42包括用于黑色的激光二极管42K、用于青色的激光二极管42C、用于品红色的激光二极管42M，和用于黄色的激光二极管42Y。
第一反射镜44包括，将从用于青色的激光二极管42C、用于品红色的激光二极管42M和用于黄色的激光二极管42Y输出的激光束分别引导到多棱镜40的用于青色的第一反射镜44C、用于品红色的第一反射镜44M和用于黄色的第一反射镜42Y。第二反射镜46包括，将由多棱镜40反射的激光束分别引导到用于黑色的感光鼓10K、用于青色的感光鼓10C、用于品红色的感光鼓10M和用于黄色的感光鼓10Y的用于黑色的第二反射镜46K、用于青色的第二反射镜46C、用于品红色的第二反射镜46M和用于黄色的第二反射镜46Y。
转印带30为环形。用于各个彩色分量的感光鼓10K、10C、10M和10Y被布置于一条直线上，以面对转印带30的表面。转印到转印带30上的图像，通过与转印带30内部接触的带驱动辊32，关于感光鼓10在图中从右被移到左。另外，CCD(电荷藕合器件)34被布置成面对转印带30的表面。CCD 34被布置在比感光鼓10更靠近转印带移动方向。用于黑色的感光鼓10K、用于青色的感光鼓10C、用于品红色的感光鼓10M和用于黄色的感光鼓10Y的感光鼓10被依次从CCD 34沿着与转印带移动方向相反的方向布置。
转印辊36被布置成面对带驱动辊32，并且转印带30夹在它们之间。图像从转印带30被转印到通过转印辊36的纸张50上，随后由定影辊38定影。
图3示表示图像形成设备的主要部分配置的框图。图像形成设备包括：包括激光二极管42K、42C、42M和42Y以及多棱镜40的LSU(激光扫描单元)64；检测用于调整转印带30上形成的图像形成位置(下文中，称为调整标记)的图像的CCD 34；驱动感光鼓10、带驱动辊32、多棱镜40等的驱动单元66；读取原稿图像的图像输入单元62，诸如图像扫描器；连接到CCD 34、LSU 64、驱动单元66和图像输入单元62的控制单元60，诸如CPU(中央处理单元)；和连接到控制单元60的RAM 68和ROM 70。
控制单元60基于ROM 70中存储的程序和数据控制设备中包括的每个组件单元。驱动单元66包括驱动多棱镜40的电动机；驱动带驱动辊32的电动机；和分别驱动感光鼓10K、10C、10M和10Y的单独的电动机26K、26C、26M和26Y。
控制单元(形成控制单元)60在调整图像形成位置时，控制LSU(图像形成单元)64，使得调整标记形成在其相应的基准位置。控制单元60确定由CCD 34实际检测到的标记的检测位置从其相应的基准位置的偏移。随后，控制单元60控制LSU 64以使偏移最小化，从而调整图像形成位置。当调整图像形成位置时，LSU 64通过控制单元60的控制，在转印带30上形成相同颜色的多个标记。
图4是表示相同颜色的调整标记的形成的示例性示意图。图5是表示多个颜色的调整标记的形成的示例性示意图。控制单元60允许LSU 64对于每个颜色形成相对于主扫描方向(或副扫描方向)具有不同斜率的多个调整标记。如图4中所示，相同颜色的调整标记由具有不同斜率的七个线形的标记组成。该七个调整标记以等间隔ds平行于副扫描方向形成在中心线上(点划线)。该七个标记向主扫描方向倾斜，使得各个标记的沿长线与虚拟基准点P相交。然而，应注意，七个标记的两端之一(图中的左端)与中心线相交成直角，而另一端(图中的右端)与中心线相交成45度角。图4中所示的一组具有不同斜率的七个调整标记，对于每个颜色，被形成如图5所示。
具有不同斜率的相同颜色的调整标记的两端之间的中心线上的距离L(图4的实例中的六个ds)为等于或大于感光鼓10的周长(例如，93毫米)的距离(例如，100毫米)。七个标记之间的每个间隔d被设置成等于或大于CCD 34的读取范围(例如，0.6毫秒)的间隔(例如，1.2毫秒)，使得多个标记不包括在读取范围中。
控制单元60计算每个调整标记的检测位置从每个调整标记应该形成的基准位置的偏移。控制单元60随后计算使用基准位置和计算出的偏移作为变量的回归直线(y＝ax+b，其中x代表基准位置，y代表偏移)的斜率和截距。
图6A和6B是表示当调整标记仅在副扫描方向偏移时的偏移的示例性示意图。当调整标记仅在副扫描方向偏移时，中心线上的检测位置(实线)从基准位置(虚线)的偏移在调整标记之间大致相同。由此，确定使用调整标记的基准位置和偏移作为变量的回归直线(图6B中的点划线)。随后，回归直线的截距被设置为副扫描方向的偏移量。
图7A和7B是表示当调整标记仅在主扫描方向偏移时的偏移的示例性示意图。当调整标记仅在主扫描方向偏移时，在中心线上的检测位置从基准位置的偏移在调整标记之间是不同的。偏移与调整标记和中心线之间的夹角成反比地增加。由此，确定使用调整标记的基准位置和从基准位置的偏移作为变量的回归直线(图7B中的点划线)。随后，从在与中心线形成45度角的调整标记的基准位置处的回归直线计算出的偏移被设置为主扫描方向的偏移量。
图8A和8B是表示当调整标记在主扫描方向和副扫描方向上都偏移时的偏移的示例性示意图。当调整标记在主扫描方向和副扫描方向都偏移时，中心线上的检测位置(实线)从基准位置(虚线)的偏移是通过合并图6B和7B中描述的那些偏移所获得的偏移。由此，在使用调整标记的基准位置和从基准位置的偏移作为变量的回归直线中，从与中心线形成45度角的调整标记的基准位置处的回归直线计算出的偏移被设置为主扫描方向的偏移量，并且回归直线的截距被设置为副扫描方向的偏移量。
对于每个彩色分量图像的位置，控制单元60确定由CCD 34检测的标记的移动方向上的前后位置的平均值，并将所确定的平均值设置为调整标记的检测位置。由于感光鼓10和带驱动辊32以恒定速率旋转，并且转印带30以恒定速率移动，所以可用时间来表示形成位置。具体地，调整标记的检测时间和对应于基准位置的时间之间的时间差是形成位置的偏移。
感光鼓10是鼓状的。控制单元60基于计算出的偏移和回归直线之间的差分设置每个感光鼓的旋转的基准相位。图9A和9B是表示基准相位的设置的示例性示意图。多个调整标记形成在每个感光鼓10的表面的周长(一个旋转周期)上。控制单元60从计算出的偏移和回归直线之间的差分中选择最大值和最小值。控制单元60随后计算所选择的最大值和最小值之间的中间值，并且将计算出的中间值部分设置为基准相位。例如，当最大值和最小值之间的数据数目为奇数时，控制单元60将最大值和最小值之间的中央部分的基准位置设置为基准相位。当最大值和最小值之间的数据数目为偶数时，控制单元60将最大值和最小值之间的中央部分的两个基准位置之间的比较接近振幅(＝最大值-最小值)中心的一个设置为基准相位。控制单元60随后控制用于各个彩色分量的单独的电动机26K、26C、26M和26Y，使得各个彩色分量的基准颜色相互匹配。
现将说明使用本发明的图像形成设备的形成位置调整。
图10是表示偏移校正和基准相位的设置的示例性流程图。当调整图像形成位置时，控制单元60控制LSU 64等以形成图5中所示的K、C、M和Y调整标记(S10)。形成的调整标记由CCD 34检测。控制单元60计算K的偏移量，并在RAM 68中存储计算出的K的偏移量(S12)；计算C的偏移量，并在RAM 68中存储计算出的C的偏移量(S14)；计算M的偏移量，并在RAM 68中存储计算出的M的偏移量(S16)；并计算Y的偏移量，并在RAM 68中存储计算出的Y的偏移量(S18)。随后，控制单元60控制LSU 64等以消除计算出的每个彩色分量中的偏移量，并由此校正该偏移(S20)。控制单元60设置每个彩色分量的基准相位(S22)。
图11是表示偏移量的计算和存储的示例性的流程图(图10中S12、S14、S16和S18)。当由CCD 34检测调整标记的形成位置时(S30)，控制单元60计算检测的形成位置从调整标记的基准位置的偏移，并在RAM 68中存储计算出的偏移(S32)。在计算相同颜色(图4的实例中的七个标记)的所有调整标记中的偏移并存储在RAM 68中(在S34为“YES”)之后，控制单元60基于所有存储的偏移计算回归直线(y＝ax+b，其中x代表基准位置，y代表偏移)(S36)。控制单元60随后计算主扫描方向的偏移量(a×L)，并将计算出的偏移量存储在RAM68中(S38)，并随后将副扫描方向的偏移量b存储在RAM 68中(S40)。
图12是表示基准相位的设置的示例性流程图(图10中的S22)。控制单元60确定K的基准相位(S50)、确定C的基准相位(S52)、确定M的基准相位(S54)，并确定Y的基准相位(S56)。控制单元60随后控制驱动单元66(单独的电动机)等，使得各个颜色的基准相位相互匹配(S58)。图13是表示基准相位的确定(图12中的S50、S52、S54和S56)的示例性流程图。控制单元60计算偏移和回归直线之间的差分(S60)，并基于计算出的差分确定基准相位(S62)。
尽管在上述实施例中，通过使用七个具有不同斜率的调整标记校正每个颜色的形成位置，但调整标记的数目不限于七个，而是可以使用任何数目的调整标记。

Claims (6)

1.一种图像形成设备，包括：
图像形成单元，其形成其中叠加多个彩色分量图像的彩色图像；
形成控制单元，其允许所述图像形成单元在预定方向形成用于调整各个所述彩色分量图像的形成位置的多个图像，其中所述形成控制单元允许所述图像形成单元对于每个颜色形成相对于所述预定方向具有不同斜率的多个调整图像；
第一计算单元，其计算每个调整图像的检测位置从每个调整图像应该形成的基准位置的偏移；
第二计算单元，其计算使用所述基准位置和所述计算出的偏移作为变量的回归直线的斜率和截距；和
第三计算单元，其基于所述计算出的斜率和截距计算主扫描方向的偏移和副扫描方向的偏移。
2.如权利要求1所述的图像形成设备，还包括：均为鼓状的并且其上形成有所述图像的多个感光体，其中
所述形成控制单元允许所述图像形成单元在每个所述感光体的周长上形成多个调整图像。
3.如权利要求2所述的图像形成设备，其中，
所述感光体旋转，并且
所述图像形成设备还包括第四计算单元，所述第四计算单元基于所述计算出的偏移和所述回归直线之间的差分计算每个所述感光体的旋转的基准相位。
4.一种在形成其中叠加多个彩色分量图像的彩色图像的图像形成设备中的调整颜色偏移的方法，所述方法包括：
在预定方向形成用于调整各个彩色分量图像的形成位置的多个图像，其中对于每个颜色形成的所述调整图像相对于所述预定方向具有不同的斜率；
计算每个调整图像的检测位置从每个调整图像应该形成的基准位置的偏移；
计算使用所述基准位置和所述计算出的偏移作为变量的回归直线的斜率和截距；和
基于所述计算出的斜率和截距，确定主扫描方向的偏移和副扫描方向的偏移。
5.如权利要求4所述的调整颜色偏移的方法，其中，在具有鼓状的多个感光体中的每个的周长上，形成多个调整图像。
6.如权利要求5所述的调整颜色偏移的方法，其中，
所述感光体旋转，并且
所述方法还包括基于所述计算出的偏移和所述回归直线之间的差分计算每个所述感光体的旋转的基准相位。
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