CN1129813C - 多重成像设备 - Google Patents

Abstract

由于为光电导体鼓1a提供转速调整机构来单独地改变光电导体鼓1a的速度，所以能改变对角方向的倾角，因而能调整不对齐。另外，设有扫描线相对光电导体鼓1a倾斜的曝光装置，通过对光电导体鼓1a圆周速度的变化进行控制来对光电导体鼓1a上扫描线的倾斜校正进行控制。从而，提供了一种用作计算机等输出设备的成像设备的多重成像设备，其中简化了颜色不对齐校正装置的结构。

Description

多重成像设备

技术领域

本发明涉及一种多重成像设备(multiple image formation device)，其中，利用电摄影术或其它方法，通过在转印材料上迭加图像信息而形成合成图像。

背景技术

以前，在采用电摄影术的成像设备中，作为图像载体的电摄影术的光电导体由充电器充电，根据图像信息通过将光束射在光电导体上形成潜像，然后显影机对潜像显影，再将所获得的图像转印到页片材料上而形成图像。

同时，由于需要进行彩色印刷，所以还提出了一种级联式多重成像设备，其中，设置了多个用于每个成像过程的图像载体，各图像载体分别形成青色图像、品红色图像、黄色图像，若需要还形成黑色图像，然后把各个彩色图像迭加并转印到各图像载体的转印位置上的页片材料上而形成全彩色图像。

这种级联式多重成像设备的优点是速度快，因为对每一种颜色提供一个成像部分。

但是，这里有一个问题是，很难令人满意地将由不同成像部分形成的图像对正。结果，四种颜色的转印到页片材料上的成像位置对不齐最终表现为无规则的颜色或色调的变化。

图5(a)、5(b)、5(c)和5(d)示出了上述转印位置不对齐的形式，有在转印材料9上扫描线的印制方向(如图5(a)箭头A所示)上的不对齐(顶页边)、在扫描方向(图5(b)箭头B所示，垂直于箭头A所示方向)上的不对齐(左页边)、图5(c)所示的斜向不对齐和图5(d)所示的放大误差产生的不对齐。实际上，一个图像会出现上述四种不对齐形式的迭加。

在图5(a)所示的顶部页边的情况下，上述不对齐主要是由各成像部在开始画图时的定时滞后产生的；在图5(b)所示的左页边的情况下，上述不对齐主要是由各成像部画图时的滞后，即在一条扫描线上开始扫描时的定时滞后产生。

图5(c)所示对角方向上的斜向不对齐是由于扫描光学系统的设置角度不对齐或者光电导体鼓转轴角度不对齐产生的；图5(d)所示放大误差引起的不对齐是由于从各成像部的扫描光学系统到光电导体鼓的光路长度误差引起的扫描线长度不同引起的。

为了消除上述四种形式的不对齐，首先，针对图5(a)所示的顶部页边和图5(b)所示的左页边，通过调整各种颜色的扫描定时来校正不对齐的大小；针对放大误差引起的不对齐和斜向不对齐，可以通过驱动器103，104沿图6中箭头M，N所示方向相对设备的主体单独地调整一对反射镜101，102，能够校正不对齐的大小。其中，反射镜101，102的镜面在图6所示各部光路上的三折反射镜101，102，105外设置成以直角相对，如图6所示。

在进行上述调整的驱动器中，使用了带有步进电机的线性步进驱动器和其他的装置。步进电机是实现一步步线性运动的驱动源。

上述结构对于防止四种颜色不对齐极其有效。

但是，按照上述现有结构，由于针对图5(c)所示的放大误差引起的不对齐和图5(d)所示的斜向不对齐的校正机构的结构特别复杂，每个校正机构都要有许多零件，上述现有结构的缺点是上述校正机构易于振动。于是，就产生一个问题，光电导体在激光束射在光电导体的位置上振动，而表现出扫描不均匀，扫描不均匀表现出输出图像的色调不均匀，使图像质量显著下降。

当需要由数字式多重成像设备生成无颜色不对齐并具有高质量的图像时，上述问题就是非常严重的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种多重成像设备，其中的不对齐校正机构结构简单，成本低，便于调整不对齐，并且当使用多个光束进行光学扫描得到的所需图像迭加时能消除不对齐。

根据解决上述问题的本发明，设置了速度调整机构，来改变各图像载体的转速。利用这种结构，能获得调整对角方向上斜向不对齐的多重成像设备。

根据本发明的另一发明，设置曝光机构，使其能相对垂直于光电导体旋转方向的方向有预定倾斜地扫描光电导体，并包括改变各光电导体转速的速度调整机构，利用这种结构，能够获得一种多重成像设备，其中，转印材料上图像倾斜的变化相对于各光电导体转速变化的系数增大，而转速变化最小化，并能调整对角方向的斜向不对齐。

附图说明

图1是根据本发明实施例的多重成像设备组成示意图；

图2是本发明实施例的多重成像设备的图像载体印制区域中的不对齐校正示意图；

图3是本发明实施例的多重成像设备在上述图像载体印制区域中进行不对齐校正的示意图；

图4是本发明实施例的多重成像设备的转印带区域上的不对齐校正示意图；

图5(a)到5(d)分别示出了与传统多重成像设备的扫描线相关的误差；

图6是传统多重成像设备补偿器结构的立体示意图。

标号1a表示光电导体鼓，2a表示充电装置，3表示曝光装置，3k表示扫描线，4a表示显影装置，5a表示转印装置，6a表示清洁装置，7表示中间转印带，8表示进纸辊，9表示页片材料，11表示页片材料转印辊，12表示定影装置，13表示驱动电机。

具体实施方式

下面描述本发明第一实施例。

本发明的第一实施例是关于一种多重成像设备，其包括：多个图像载体；多个在图像载体上形成图像的成像装置；以及速度调整机构，改变各图像载体的转速，通过顺序地把各图像载体携带的图像迭加在转印材料上，从而在转印材料上形成合成图像，其中，通过改变各图像载体的转速能调整对角方向的斜向不对齐。

图1是本发明第一实施例多重成像设备的组成示意图，图2是本发明第一实施例多重成像设备的图像载体印制区域上的颜色不对齐校正，图4是本发明实施例多重成像设备的转印带区域中颜色不对齐校正。

首先，如图1所示，在成像设备中设有四个成像部Pa，Pb，Pc，Pd，各成像部都有作为图像载体的1a，1b，1c，1d。

在各光电导体鼓周围，配有各充电装置2a，2b，2c，2d，根据图像信息向光电导体鼓1a，1b，1c，1d辐射光束的各曝光装置3，各显影装置4a，4b，4c，4d，各转印装置5a，5b，5c，5d以及各清洁装置6a，6b，6c，6d。

成像部Pa、Pb、Pc和Pd分别形成黑色图像、青色图像、品红色图像和黄色图像。

同时，循环的中间转印带7设在光电导体鼓1a，1b，1c和1d下面，沿箭头A所示方向运动，经过各成像部Pa，pb，Pc，Pd。

在这种结构中，首先，根据图像信息的黑色成份的潜像利用第一成像部Pa的充电装置2a和如公知的曝光装置3等电摄影术方法形成在光电导体鼓1a上，然后通过显影装置4a用黑色调的显影材料将潜像显现为黑色调图像，再用转印装置5a把黑色调图像转印到中间转印带7上。

另外，与黑色调图像转印到中间转印带7的同时，在第二成像部Pb上形成青色成份的潜像，然后通过显影装置4b用青色粉得到青色调图像，接着用转印装置5b将青色调图像转印到中间转印带7上，这时第一成像部Pa的转印已经完成，并将青色调图像与黑色调图像迭加到一起。

至于品红色调图像和黄色调图像，用类似的方法进行成像，当四种色调的图像都迭加到转印带7上时，这四种色调的图像一起用页片材料转印辊11转印到页片材料9上。这种页片材料9例如纸是从纸盒10用进纸辊8供应的纸。然后用定影装置12加热并定影，于是在页片材料9上获得了全彩色图像。

转印完成后，清洁装置6a，6b，6c，6d从各个光电导体鼓1a，1b，1c，1d上去掉残留的色粉，然后光电导体鼓准备进行下一次成像。

如上所述，在具有多个成像部Pa，Pb，Pc和Pd的设备中，从曝光装置3中激光源射出的激光束扫描线3K，3C，3M，3Y将图像信息曝光于沿图1箭头C所示方向旋转的光电导体鼓1a，1b，1c和1d上，经过公知的成像工艺后，不同颜色的图像顺序地转印并迭加在沿图1箭头A所示方向运转的中间转印带7。但是，如果各成像部Pa，Pb，Pc，Pd的图像转印位置偏离理想位置，在多颜色图像的情况下结果就会出现不对齐或者出现不同颜色的图像重叠。在单颜色图像的情况下，上述结果表现为色调的不同，并且当图像转印位置间的不对齐增大时，结果表现为颜色不对齐，使图像质量显著下降。

在本实施例中，为消除在背景技术描述的四种形式的不对齐，首先，对于顶部页边和左页边，按照与现有技术的例子一样对扫描线3K，3C，3M，3Y的扫描定时电子调节，而校正不对齐的大小。

对于放大误差引起的不对齐，电子调整扫描线3K，3C，3M，3Y的视频时钟速率，而校正不对齐的大小。最后，对于对角方向的斜向不对齐，用下述方法修正不对齐的大小。参见图2和4，描述根据本发明的斜向不对齐(扭曲)校正系统。

如图2所示，第一成像部Pa的光电导体鼓1a在驱动电机13的作用下沿箭头C所示方向旋转。光电导体鼓1a表面的圆周速度与中间转印带7的移动速度相同，利用激光束扫描线3K沿着箭头H所示的方向按预先设置的斜度从扫描起始点D到扫描终点E在该表面上形成黑色成份的潜像线e。当驱动电机13的转速增加，使光电导体鼓1a的圆周速度大于中间转印带7的移动速度时，如果从扫描起点D到扫描终点E进行印制，就会形成一条斜度比潜像线e小的潜像线f。

接下来，由显影装置4a显现潜像线f，并如图4所示，转印到中间转印带7上。然而，由于光电导体鼓1a的圆周速度大于中间转印带7的移动速度，显现潜像线f所得到的线的斜度减小到中间转印带7上转印线8的斜度。(图4中f是当光电导体鼓1a的圆周速度和中间转印带7的移动速度相同时的转印线)。另外，如果光电导体鼓1a的转速低于中间转印带7的移动速度，则各潜像线的斜度与转印线斜度的差异会被放大。

之后，对于青色图像、品红色图像和黄色图像，用类似的方法可以改变转印线斜度，形成图像，并在中间转印带7上形成四种颜色的色粉图像。

如上所述，改变光电导体鼓1a，1b，1c，1d的圆周速度，通过改变转印线的斜度使各颜色图像的转印线斜度相同，因而校正了斜向不对齐。例如，单独改变其他光电导体鼓1b，1c，1d的圆周速度，使其他光电导体鼓的转印线9的斜度等于光电导体鼓1a的转印线8的斜度，通过调整来校正不对齐的量，使各斜度相同，就会在中间转印带上无不对齐地完成四种颜色的色粉图像迭加。

如果光电导体鼓1a，1b，1c的圆周速度根据中间转印带7的移动速度而变化，那么就会使中间转印带7和各光电导体鼓1a，1b，1c，1d间由校正斜向不对齐产生的速度差异最小。

另一方面，如果光电导体鼓1a，1b，1c，1d的圆周速度基于高过中间转印带7的移动速度的速度变化，则因为各光电导体鼓1a，1b，1c，1d试图比中间转印带7转动得更快，所以在各光电导体鼓1a，1b，1c，1d和中间转印带7间的接触部分上形成作用于中间转印带7上的张力，从而防止了由于中间转印带挠曲而产生了图像扰动。

下面，描述本发明的第二实施例。本发明第二实施例涉及一种多重成像设备，包括：多个光电导体；多个曝光装置，向各光电导体辐射光束以形成潜像，并相对与光电导体转动方向垂直的方向成预定斜度来扫描上述光电导体；多个显影装置，分别对各光电导体上形成的潜像进行显影；转印装置，将由显影装置显影的图像转印到转印材料上；以及速度调整装置，改变各光电导体的转速，按顺序把各光电导体上显影的图像迭加在转印材料上形成合成图像，转印材料上图像斜度的变化相对于转速变化的系数增加，而使转速变化最小，并且通过将曝光装置设置成相对垂直于光电导体鼓转动方向的方向成预定斜度来扫描各光电导体，以及通过改变各光电导体鼓转速来调整对角方向的斜向不对齐。

图1是本发明第二实施例的多重成像设备的组成示意图，图3是本发明第二实施例多重成像设备的图像载体上印制区域中颜色不对齐的校正示意图，图4是本发明第二实施例多重成像设备的转印带区域上颜色不对齐的校正示意图。

由于上面已经描述了图1所示的多重成像设备的结构，所以此处不再赘述。

第一成像部Pa的光电导体鼓1a由驱动电机13在箭头C所示方向上转动，如图3所示。用激光扫描线3K在圆周速度(转速)与中间转印带7相同的光电导体鼓1a表面上按图像信息沿箭头H所示方向从扫描起点D到扫描终点E按预定斜度形成黑色成份的潜像线e。

如果驱动电机13的转速增加，使光电导体鼓1a的圆周速度高于中间转印带7的移动速度(光电导体鼓1a的参考速度)，则会形成从扫描起点D到扫描终点E、斜度小于潜像线e的潜像线f。

接下来，由显影装置4a显现潜像线f，然后如图4所示，用转印装置5a将其转印到中间转印带7上。然而，由于光电导体鼓1a的圆周速度大于中间转印带7的移动速度，如图3所示，通过显现潜像线f得到的线的斜度减少到中间转印带7上转印线g的斜度。(图4所示的线f是当光电导体鼓1a的圆周速度和中间转印带7的移动速度相同时的转印线)。如果光电导体鼓1a的圆周速度低于中间转印带7的移动速度，就会扩大潜像线和转印线的相对斜度。

在本实施例中，潜像线e具有相对垂直于光电导体鼓1a转动方向的方向的斜度，不过，原因是中间转印带7上转印线g斜度的变化相对于光电导体鼓1a圆周速度的变化的系数增大了。

考虑到即便在潜像线f形成在垂直光电导体鼓1a转动方向的情况下，如图3所示，光电导体鼓1a的圆周速度变化，转印线g保持与光电导体鼓1a的转动方向成直角，以及考虑到由于光电导体鼓1a的圆周速度变化，当形成的潜像线f相对垂直于光电导体鼓1a的转动方向的方向倾斜时，转印线g的斜度变化，斜度变化系数变大的原因是随着潜像线f对光电导体鼓1a转动方向的垂直方向的倾角增大，中间转印带7上转印线g斜角变化相对光电导体鼓1a圆周速度变化增大。

如果形成了具有上述斜度曲线，就可以增大中间转印带7上图像的斜度变化相对于光电导体鼓1a圆周速度变化的系数，使光电导体鼓1a圆周速度的变化最小，从而调整了对角方向的斜向不对齐。斜向不对齐的调整简化，减小了成本，斜向不对齐的调节更加方便，当由曝光装置3光学扫描得到的图像迭加时，各个像素的不对齐被消除，而得到图像品质不会下降的高品质图像。

如在本实施例的情况，如果潜像线e沿箭头H所示方向从扫描起点D到扫描终点E由曝光装置3顺序形成在光电导体鼓1a的表面上，并且位于曝光装置3和光电导体鼓1a之间的相关位置上，扫描终点E位于沿光电导体鼓1a转动方向上扫描起点D的下游侧，那么与光电导体鼓1a的圆周速度大于其光电导体鼓1a的参考速度的情况相比，当圆周速度小于参考速度时，中间转印带7上扫描线的斜度变化相对于光电导体鼓1a圆周速度的变化的系数增大。

参照图3所示，上述内容是很清楚的。因为，如果光电导体鼓1a的圆周速度大于光电导体鼓1a的参考速度，那么潜像线f的倾斜沿垂直于光电导体鼓1a转动方向的方向变化；如果光电导体鼓1a的圆周速度小于光电导体鼓1a的参考速度，那么潜像线f的倾斜沿远离光电导体鼓1a的转动方向的垂直方向变化。

如上所述，与光电导体鼓1a的圆周速度较快的情况相比，在圆周速度较慢时，通过在曝光装置3和光电导体鼓1a之间的相关位置和光电导体鼓1a的圆周速度小于光电导体鼓1a的参考速度的区域上将扫描终点E设在光电导体鼓1a旋转方向上扫描起点D的下游侧，随着转印带7上图像斜度的变化系数增大，光电导体鼓1a的圆周速度变化，在转动光电导体鼓1a的驱动源的负载扭矩较小的区域上能够调整对角方向的斜向不对齐，从而得到了高品质图像。

另外，如果按与本实施例相反的方式形成潜像线e，并且在曝光装置3和光电导体鼓1a间的相关位置上，扫描终点E沿光电导体鼓1a的转动方向位于扫描起点D的上游侧，那么，与圆周速度较小的情况相比，当光电导体鼓1a的圆周速度大于参考速度时，中间转印带7上扫描线斜度变化相对于光电导体鼓1a的圆周速度的系数变大。

原因是，如果光电导体鼓1a的圆周速度低于其参考速度，刚潜像线f沿垂直于光电导体鼓1a旋转方向的方向倾斜；如果光电导体鼓1a的圆周速度高于其参考速度，则潜像线f沿远离垂直于光电导体鼓1a旋转方向的方向倾斜。

如上所述，由于与圆周速度低的情况相比，当光电导体鼓1a的圆周速度快时，在曝光装置3和光电导体鼓1a之间的相关位置上沿光电导体鼓1a旋转方向，使扫描终点E位于扫描起点D的上游侧，中间转印带7上图像斜度的变化系数变大，所以，能在光电导体鼓1a圆周速度高于中间转印带7转印效率增强时的移动速度的区域内调整对角方向的斜面不对齐；光电导体鼓1a的圆周速度在其大于中间转印带移动速度的区域内变化，则能通过一直施加在中间转印带7上的张力来调整对角方向的斜向不对齐，于是能够得到高品质的图像。

对于青色、品红色和黄色图像，也是利用相似的方法改变转印线的斜度来形成的。然后，四种颜色的色粉图像形成于中间转印带7上。

如上所述，通过改变转印线的斜度来改变各光电导体鼓1a，1b，1c，1d的圆周速度，使各种颜色的图像转印线斜度相同，于是校正了斜向不对齐。例如，独立地改变其他光电导体鼓1b，1c，1d的圆周速度使其与光电导体鼓1a上转印线g的斜度相匹配，而通过调整校正不对齐量，使得各斜度相等，从而在中间转印带上得到无色彩不对齐的四种颜色的色粉图像的迭加。

如上所述，根据本发明，由于提供有改变各图像载体转速的速度调整装置，通过单独的改变各图像载体的速度能改变对角方向的倾角，因此能调整对角方向的斜向不对齐，简化了颜色不对齐校正装置的结构，降低了成本，并且能容易地调整颜色不对齐。

另外，由于根据转印材料移动速度通过使改变图像载体的转速使图像载体相对于转印材料的转速变化率最小，而调整对角方向的斜向不对齐，所以，能够使图像载体和转印材料间的摩擦引起的图像扰动最小。

另外，由于通过在图像载体转速大于转印材料移动速度的区域上改变图像载体转速，利用一直作用在转印材料上的张力来调整对角方向的斜向不对齐，所以，能够避免由于转印材料弯曲产生的图像扰动。

再者，根据本发明，转印材料上图像斜度的变化相对于转速变化的系数增加了，使转速变化最小，因此能调整对角方向的斜向不对齐，简化了斜向不对齐的调整，降低了成本，并且易于调整斜向不对齐。当由多个曝光装置光学扫描得到图像迭加时，消除了各像素的不对齐，并通过设置曝光装置使曝光装置相对于垂直于光电导体鼓转动方向的方向以预定斜度扫描光电导体鼓，以及设置用于改变相应光电导体鼓的转速和改变各光电导体鼓的转速的速度调整装置，而得到图像品质不下降的高品质图像。

另外，由于曝光装置在垂直于光电导体转速方向上沿着倾斜预定大小的方向顺序地发射光束来进行扫描，而在曝光装置和光电导体间的相关位置上扫描终点位于光电导体转动方向上的扫描起点下游侧，从而与转速较快的情况相比，当光电导体的转速低时，转印材料上图像斜度的变化系数变大，而多个光电导体转速在其转速低于光电导体参考速度的区域变化，在转动光电导体的驱动源载荷扭矩小的区域上能有效地调整对角方向的斜向不对齐，于是获得高品质图像。

另外，由于曝光装置在垂直于光电导体转速的方向上沿着倾斜预定大小的方向顺序地发射光束进行扫描，并且在曝光装置和光电导体间的相关位置上扫描终点在光电导体转动方向上位于扫描起点的上游，则与慢转速的情况相比，当光电导体转速快时，转印材料上图像斜度的变化系数变大，从而在光电导体转速快于转印材料增强转印效率的移动速度的区域能调整对角方向的斜向不对齐，而多个光电导体的转速在转速大于转印材料移动速度的区域的变化，并利用一直作用于转印材料上的张力能够调整对角方向的斜向不对齐，于是获得了高品质图像。

Claims (3)

1.一种多重成像设备，包括：

多个光电导体；

曝光装置，相对垂直于所述光电导体转速的方向成预定斜度地向所述各个光电导体发射光束来形成潜像并扫描所述光电导体；

多个显影装置，分别对所述各光电导体上形成的潜像显影；

转印装置，将由所述显影装置显影的图像转印到转印材料上；及

改变所述光电导体转速的速度调整装置，其中，

通过将所述各光电导体上显影的图像顺序地迭加在转印材料上而形成合成图像。

2.如权利要求1的多重成像设备，其中，

所述曝光装置相对于垂直于所述光电导体转速的方向成预定斜度地顺序发射光束来进行扫描；

在所述曝光装置和所述光电导体之间的相关位置，扫描终点在所述光电导体转动方向上位于扫描起点下游侧。

3.如权利要求1的多重成像设备，其中，

所述曝光装置相对垂直于所述光电导体转速的方向成预定斜度地顺序发射光束来进行扫描；

在所述曝光装置和所述光电导体之间的相关位置，扫描终点在所述光电导体转动方向上位于扫描起点上游侧。

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