-
Gebiet der
Erfindung
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Erfassungsverfahren zur Erfassung
der Position eines Bilds, das von einer Tandem- bzw. Doppelfarben-Aufzeichnungsvorrichtung
mit einem elektrofotografischen System geformt worden ist.
-
Eine
Aufzeichnungsvorrichtung mit einem elektrofotografischen System
führt Ladungs-,
Belichtungs-, Entwicklungs- und Übertragungsschritte durch,
um ein Farbbild auf der Oberfläche
eines Aufzeichnungsblatts unter Verwendung von Farbteilchen und
Anwendung eines Fixierschritts zum Fixieren des Farbbilds auf dem
Aufzeichnungsblatt zu formen. Toner, der Pulver für den Elektrofotograf
ist, wird als Farbteilchen verwendet.
-
Im
Ladungsschritt wird die gesamte Oberfläche eines lichtempfindlichen
Elements geladen. In dem nachfolgenden Belichtungsschritt werden
Bereiche auf dem lichtempfindlichen Element belichtet, um deren
Ladung zu entfernen. Diese Schritte erzeugen einen Kontrast in dem
Potenzial zwischen den geladenen Bereichen und den entladenen Bereichen
auf der Oberfläche
des lichtempfindlichen Elements und formen dadurch ein elektrostatisches
latentes Bild.
-
Als
nächstes
werden im Entwicklungsschritt Tonerteilchen geladen und das elektrostatische
latente Bild wird unter Verwendung der geladenen Tonerteilchen entwickelt.
Verfahren zum Laden des Toners umfassen eine Zwei-Komponenten-Entwicklung,
bei der Trägerkügelchen
verwendet werden, und eine Ein-Komponenten-Entwicklung, bei der
die Tonerteilchen durch Reibung, die zwischen den Tonerteilchen
und den Komponenten der Aufzeichnungsvorrichtung erzeugt wird, tribogeladen
werden. Für
die Entwicklung elektrostatischer latenter Bilder findet ein Verfahren
namens Vorspannungsentwicklung weithin Anwendung.
-
Bei
der Vorspannungsentwicklung wird eine Vorspannung an eine Entwicklerwalze
angelegt. Durch die Wirkung eines elektrischen Felds, das zwischen
der Entwicklerwalze und dem auf der Oberfläche des lichtempfindlichen
Elements erzeugten elektrischen Potenzial werden die geladenen Tonerteilchen
von dem Entwickler (einer Mischung aus Tonerteilchen und Trägerkügelchen)
auf der Oberfläche der
Entwicklerwalze getrennt und auf das auf der Oberfläche des
lichtempfindlichen Elements geformte elektrostatische latente Bild übertragen,
wodurch sie ein sichtbares Bild formen.
-
Ein
latentes Bildpotenzial, d. h., das Potenzial des elektrostatischen
latenten Bilds, kann ein Ladungspotenzial oder das vorstehend beschriebene Entladungspotenzial
sein. Im Allgemeinen wird das Verfahren, das das Ladungspotenzial
als latentes Bildpotenzial verwendet, als normale Entwicklung bezeichnet,
während
das Verfahren, das das Entladungspotenzial benutzt, als umgekehrte
Entwicklung bezeichnet wird. Das nicht als latentes Bildpotenzial verwendete
Ladungspotenzial oder Entladungspotenzial wird Hintergrundpotenzial
genannt. Das Vorspannungspotenzial der Entwicklerwalze ist zwischen
das Ladungspotenzial und das Entladungspotenzial gesetzt, und der
Unterschied zwischen dem Vorspannungspotenzial und dem latenten
Bildpotenzial wird als Entwicklungspotenzialdifferenzial bezeichnet. Ähnlich wird
der Unterschied zwischen dem Vorspannungs potenzial und dem Hintergrundpotenzial
als Hintergrundpotenzialdifferenzial bezeichnet.
-
Ein
Hintergrundpotenzialdifferenzial, das zu groß ist, neigt dazu, dünne Flecke
und Fehler auf der Hinterkante des Bilds im Verhältnis zur Rotationsrichtung
der Entwicklerwalze zu erzeugen. Zusätzlich zu dem Hintergrundpotenzialdifferenzial
können
auch die Verschlechterung des Entwicklers und Unregelmäßigkeiten
bei anderen Entwicklungsbedingungen zu solchen dünnen Flecken und Fehlern in
der Hinterkante des Bilds führen.
-
Eine
elektrofotografische Vorrichtung, die imstande ist, mehrfarbige
Bilder aufzuzeichnen, wie etwa eine elektrofotografische Doppelfarben-Vorrichtung,
verwendet mehrere bilderformende Einheiten, um ein Bild für jede Farbe
(separate Farbe) zu formen. Mehrfarbige Bilder werden geformt, indem
die mehreren Bilder in jeder Farbe übereinander gelegt, auf ein
Aufzeichnungsmedium übertragen
und auf dem Aufzeichnungsmedium fixiert werden.
-
Jedoch
kann eine fehlerhafte Ausrichtung in den übertragenen Bildern durch Unregelmäßigkeiten in
den verschiedenen mechanischen Systemen der Doppelfarben-Aufzeichnungsvorrichtung
verursacht werden, wie etwa eine Außermittigkeit des lichtempfindlichen
Elements, eine Lage- oder Höhenabweichung
in den Anbringungspositionen der Belichtungsvorrichtungen, Geschwindigkeitsschwankungen
zwischen den mehreren lichtempfindlichen Elementen und Schräglauf- oder
Geschwindigkeitsfluktuationen beim Transportband. Eine solche fehlerhafte
Ausrichtung bei den übertragenen
Bildern verursacht eine Bildfehlausrichtung. Ausrichtungsfehler
in den elektrostatischen latenten Bildern können von Unregelmäßigkeiten
in der Oberfläche
des in der Belichtungsvorrichtung vorgesehenen Polygonspie gels und
dergleichen herrühren,
die ihrerseits ebenfalls eine Bildfehlausrichtung verursachen können.
-
Das
US-Patent Nr. 5 287 162 schlägt
eine Technologie zur Verhinderung dieser Art von Bildfehlausrichtung
(Farbregistrierungsfehler) vor. Gemäß dieser Technologie wird jede
bildformende Einheit dazu verwendet, ein Farbregistrierungserfassungsmuster
(Flächenstück in Chevron-Form)
in jeder separaten Farbe auf der Oberfläche eines Zwischenübertragungselements
zu bilden. Fotorezeptoren erfassen die Position der Erfassungsmuster. Dann
wird die Bildfehlausrichtung auf der Grundlage des Erfassungssignals
von den Fotorezeptoren korrigiert.
-
ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
-
Jedoch
beschreibt das US-Patent Nr. 5 287 162 nicht im Detail, welche Art
der Verarbeitung an den Erfassungssignalen von den Fotorezeptoren durchgeführt wird,
um die Position des Musters zu erfassen.
-
In
Anbetracht des Vorstehenden ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung,
ein Verfahren zum Erfassen einer Bildposition zur Verfügung zu
stellen, das genau ist.
-
Es
ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Qualitätsfarbaufzeichnungsvorrichtung zur
Verfügung
zu stellen, die imstande ist, eine gute Farbbildformationsqualität durch
Aufrechterhaltung einer präzisen
Farbregistrierung zu unterstützen.
-
Zur
Erreichung der vorstehenden und weiterer Ziele ist nach einem Aspekt
der vorliegenden Erfindung ein Erfassungsverfahren zum Erfassen
der Position eines Bilds vorgesehen. Das Erfassungsverfahren umfasst
a) das Formen eines Bilds auf einem Medium, wobei das Bild eine
Vorderkante besitzt, die in einer Transportrichtung liegt, und eine
Hinterkante, die gegenüber
der Vorderkante liegt, b) Erfassen des Bilds auf dem Medium unter
Verwendung einer Erfassungseinheit, während das Medium in der Transportrichtung
relativ zur Erfassungseinheit transportiert wird und die Erfassungseinheit
ein Erfassungssignal ausgibt, wobei das Erfassungssignal einen ersten Teil
besitzt, der der Vorderkante des Bilds entspricht, und einen zweiten
Teil besitzt, der der Hinterkante des Bilds entspricht, und c) Erfassen
einer Position des Bilds auf der Grundlage von nur dem ersten Teil des
Erfassungssignals.
-
Es
ist auch eine elektrofotografische Aufzeichnungsvorrichtung vorgesehen,
die mehrfarbige Bilder formt, indem mehrere Bilder in jeder der
mehreren Farben eines auf das andere übereinander gelegt werden.
Die elektrofotografische Aufzeichnungsvorrichtung weist eine Fördereinheit
auf, die ein Medium in eine Förderrichtung
befördert,
eine Bildformungseinheit, die ein vorher festgelegtes Testbild auf dem
Medium formt, eine erste Erfassungseinheit, die das vorher festgelegte
Testbild auf dem Medium erfasst, wobei die erste Erfassungseinheit
ein Erfassungssignal ausgibt, und eine zweite Erfassungseinheit,
die eine Position des vorher festgelegten Testbilds auf dem Medium
auf der Basis des Erfassungssignals von der ersten Erfassungseinheit
erfasst. Das vorher festgelegte Testbild besitzt eine Vorderkante, die
in Förderrichtung
liegt, und eine Hinterkante, die gegenüber der Vorderkante liegt.
Das Erfassungssignal weist einen ersten Teil auf, der der Vorderkante entspricht,
und einen zweiten Teil, der der Hinterkante entspricht. Die zweite
Erfassungseinheit erfasst die Position des vorher festgelegten Testbilds
auf der Grundlage nur des ersten Teils des Erfassungssignals.
-
KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
-
Die
Zeichnungen gestalten sich wie folgt:
-
1 ist eine Seitenquerschnittsansicht
einer Doppelfarben-Aufzeichnungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
-
2 ist ein Blockschaltdiagramm
der Doppelfarben-Aufzeichnungsvorrichtung der 1;
-
3 ist ein erläuterndes
Diagramm, das Flächenstücke zeigt,
die zur Erfassung von Positionsregistrierungsfehlern dienen;
-
4 ist ein erläuterndes
Diagramm eines Sensors einer Erfassungseinheit der Doppelfarben-Aufzeichnungsvorrichtung;
-
5 ist ein erläuterndes
Diagramm, das die Positionsbeziehung des Flächenstücks zu Sensoren der Erfassungseinheit
zeigt;
-
6(a) zeigt Wellenformen
von Erfassungssignalen von der Erfassungseinheit;
-
6(b) zeigt eine Wellenform,
die aus den Wellenformen der 6(a) erzeugt
wird und auf deren Grundlage eine Position des Flächenstücks gemäß einem
Vergleichsbeispiel erfasst wird;
-
7(a) zeigt Wellenformen
von Erfassungssignalen von der Erfassungseinheit;
-
7(b) zeigt verzögerte und
umgewandelte Wellenformen, die aus den Wellenformen der 7(a) erzeugt werden;
-
7(c) zeigt eine darüber gelegte
Wellenform, die aus den Wellenformen der 7(b) erzeugt wird und auf deren Grundlage
eine Position des Flächenstücks gemäß der ersten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung erfasst wird;
-
8 ist ein erläuterndes
Diagramm, das die Positionsbeziehung eines Flächenstücks und der Sensoren der Erfassungseinheit
gemäß einer
zweiten Ausführungsform
zeigt;
-
9(a) zeigt Wellenformen
von Erfassungssignalen von der Erfassungseinheit gemäß der zweiten
Ausführungsform;
-
9(b) zeigt eine umgewandelte
Wellenform und eine verzögerte
Wellenform, die aus den Wellenformen der 9(a) erzeugt wurden;
-
9(c) zeigt eine Wellenform,
die aus den Wellenformen der 9(b) erzeugt
wird und auf deren Grundlage die Position des Flächenstücks gemäß der zweiten Ausführungsform
erfasst wird;
-
10 ist ein erläuterndes
Diagramm, das die Positionsbeziehung eines Flächenstücks und der Erfassungseinheit
gemäß einer
dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt; und
-
11(a) zeigt Wellenformen
von Erfassungssignalen von der Erfassungseinheit gemäß der dritten
Ausführungsform;
-
11(b) zeigt eine umgewandelte
Wellenform und eine verzögerte
Wellenform, die aus den Wellenformen der 11(a) erzeugt wurden; und
-
11(c) zeigt eine Wellenform,
die aus den Wellenformen der 11(b) erzeugt
wird und auf deren Grundlage die Position des Flächenstücks gemäß der dritten Ausführungsform
erfasst wird.
-
BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
-
Es
werden unter Bezugnahme auf die 1 bis 6 ein Verfahren zur Erfassung
einer Bildposition und eine elektrofotografische Aufzeichnungsvorrichtung
gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beschrieben. In dieser Ausführungsform
wird eine in 1 gezeigte
Doppelfarben-Aufzeichnungsvorrichtung 100 als Beispiel
für die
elektrofotografische Aufzeichnungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung
verwendet.
-
Wie
in 1 gezeigt ist, weist
die Doppelfarben-Aufzeichnungsvorrichtung 100 eine Blattzuführungseinheit 7,
ein Transportband 4, mehrere Zuführungswalzen 8, mehrere
bildformende Einheiten 6 (6K, 6C, 6M, 6Y)
und eine Fixiereinheit 5 auf.
-
Die
Blattzuführungseinheit 7 speichert
einen Stapel Aufzeichnungsblätter
S und führt
die Aufzeichnungsblätter
S einzeln dem Transportband 4 zu. Das Transportband 4 ist
um die Zuführungswalzen 8 herumgeführt und
dreht sich in eine Nebenabtastrichtung Y, wenn die Walzen 8 zum
Drehen angetrieben werden, so dass es das Aufzeichnungsblatt S in
der Nebenabtastrichtung Y transportiert.
-
Die
bildformenden Einheiten 6 sind in der Nebenabtastrichtung
Y angeordnet. Jede der bildformenden Einheiten 6 entspricht
einer von mehreren Farben (separate Farben) Cyan (C), Magenta (M), Gelb
(Y) und Schwarz (K). Jede bildformende Einheit 6 weist
ein lichtempfindliches Element 1, eine Belichtungsvorrichtung 2,
eine (nicht gezeigte) Ladungsvorrichtung, eine Entwicklungsvorrichtung 3,
eine (nicht ge zeigte) Reinigungsvorrichtung und weitere Komponenten
auf. Die Belichtungsvorrichtung 2, die Ladungsvorrichtung,
die Entwicklungsvorrichtung 3 und dergleichen sind rund
um das entsprechende lichtempfindliche Element 1 positioniert.
Die Belichtungsvorrichtung 2 dient zum Formen eines elektrostatischen
latenten Bilds auf der lichtempfindlichen Trommel 1. Die
Entwicklungsvorrichtung 3 enthält Toner in einer der Farben
CMYK und führt
den Toner dem lichtempfindlichen Element 1 zur Entwicklung des
elektrostatischen latenten Bilds in ein Tonerbild zu. Die Fixiereinheit 5 dient
zum Fixieren eines Tonerbilds auf dem Aufzeichnungsblatt S.
-
Wie
in 2 gezeigt ist, weist
die Doppelfarben-Aufzeichnungsvorrichtung 100 des Weiteren eine
Erfassungseinheit 11 und eine Steuereinheit 30 auf.
Einzelheiten der Erfassungseinheit 11 werden später beschrieben.
Die Steuereinheit 30 weist eine zentrale Verarbeitungseinheit
(CPU) 31 und einen Speicher 32 auf und steuert
die Gesamtarbeitsvorgänge
der Doppelfarben-Aufzeichnungsvorrichtung 100.
-
Mit
dieser Konfiguration wird ein bildformender Vorgang gemäß den folgenden
Schritten durchgeführt.
Zuerst legt die Ladungsvorrichtung jeder bildformenden Einheit 6 eine
gleichmäßige Ladung an
die Oberfläche
des entsprechenden lichtempfindlichen Elements 1 an. Als
nächstes
wird ein elektrostatisches latentes Bild aufeinanderfolgend auf
jedem lichtempfindlichen Element 1 von der entsprechenden
Belichtungsvorrichtung 2 geformt. Die Entwicklungsvorrichtungen 3 entwickeln
die elektrostatischen latenten Bilder, um Tonerbilder in jeder der Farben
CMYK zu formen. Dann werden die Tonerbilder in jeder der vier Farben
aufeinanderfolgend auf ein Aufzeichnungsblatt S, das gerade in der
Nebenabtastrichtung Y auf dem Transportband 4 transportiert
wird, übertragen
und dort übereinandergelegt, wodurch
ein mehrfarbiges Tonerbild auf dem Aufzeichnungsblatt S geformt wird.
Danach fixiert die Fixiereinheit 5 das mehrfarbige Tonerbild
auf dem Aufzeichnungsblatt S, und das Aufzeichnungsbild S mit dem
darauf fixierten Tonerbild wird ausgegeben, was den Bildformungsprozess
abschließt.
-
Jedoch
können
fehlerhafte Ausrichtungen in den Übertragungspositionen der Tonerbilder
auf einem Aufzeichnungsblatt S aufgrund von Fehlern in den mechanischen
Systemen der Doppelfarben-Aufzeichnungsvorrichtung 100 auftreten,
wie etwa Außermittigkeit
der lichtempfindlichen Elemente 1, Fehler in den Befestigungspositionen
der Belichtungsvorrichtungen 2, Schwankungen in der Höhe zwischen
den Belichtungsvorrichtungen 2, Geschwindigkeitsschwankungen
unter den lichtempfindlichen Elementen 1, Schräglauf im
Transportband 4 und Geschwindigkeitsfluktuationen beim
Transportband 4. Auch kann eine fehlerhafte Ausrichtung
der elektrostatischen latenten Bilder aufgrund von Unregelmäßigkeiten
in der Oberfläche
eines (nicht gezeigten) Polygonspiegels, der in jeder Belichtungsvorrichtung 2 angeordnet
ist, und dergleichen auftreten. Sowohl die fehlerhafte Ausrichtung
in den Übertragungspositionen
als auch die fehlerhafte Ausrichtung der elektrostatischen latenten
Bilder führen
zu Farbregistrierungsfehlern (Bildfehlausrichtung) bei Tonerbildern.
-
Um
solche Farbregistrierungsfehler zu korrigieren, wird ein Farbregistrierungskorrekturvorgang in
der Doppelfarben-Aufzeichnungsvorrichtung 100 durchgeführt. Der
Farbregistrierungskorrekturvorgang gemäß der ersten Ausführungsform
wird detailliert beschrieben.
-
Zuerst
werden Farbregistrierungserfassungsmuster in jeder separaten Farbe
auf dem Transportband 4 in vorgeschriebenen Intervallen
geformt. In der vorliegenden Ausführungsform werden in 3 gezeigte Flächenstücke 20 als
Farbregistrierungserfassungsmuster geformt. Jedes Flächenstück 20 wird
in einer Chevron- bzw. Zickzack form mit einer der separaten Farben
CMYK geformt, um symmetrisch an einer Mittellinie 0, die sich parallel zur
Nebenabtastrichtung Y erstreckt, zu liegen. Das Flächenstück 20 hat
eine Vorderkante 20a, die in der Nebenabtastrichtung Y
liegt, und eine Hinterkante 20b, die gegenüber der
Vorderkante 20a liegt. Die Führungskante 20a befindet
sich in einem Winkel von 45° in
Bezug auf eine Hauptabtastrichtung X, die senkrecht zur Nebenabtastrichtung
Y liegt.
-
Obwohl
die Flächenstücke 20 jeder
Farbe in den vorgeschriebenen Intervallen geformt werden, können die
vorstehend beschriebenen Unregelmäßigkeiten Bildfehlausrichtungen
verursachen. Die Größen dieser
Fehlausrichtungen werden auf die folgende Art und Weise erfasst.
-
Das
bedeutet, diese Flächenstücke 20 werden
von der in 1 gezeigten
Erfassungseinheit 11 erfasst. Wie in 5 gezeigt ist, weist die Erfassungseinheit 11 vier
Sensoren 21 (21a, 21b, 21c und 21d)
auf, die an den Seiten der Mittellinie 0 symmetrisch angeordnet
sind. Die Sensoren 21a und 21b befinden sich auf
einer Seite der Mittellinie 0 und die Erfassungseinheiten 21c und 21d befinden
sich auf einer anderen Seite der Mittellinie 0.
-
Wie
in 4 gezeigt ist, ist
jeder Sensor 21 ein Fotorezeptor mit einem lichtemittierenden
Element 22, wie etwa einer lichtemittierenden Diode, und
einem lichtempfangenden Element 23, wie etwa einem Fotosensor.
-
Es
sei wieder auf 5 Bezug
genommen, wonach jeder Sensor 21a-21d parallel zur Vorderkante 20a des
Chevron-Flächenstücks 20 angeordnet
ist. Der lichterfassende Bereich des Sensors 21a-21d entspricht
im Wesentlichen der Breite des Flächenstücks 20 in der Nebenabtastrichtung
Y.
-
Mit
dieser Konfiguration wird jedes Flächenstück auf dem Transportband 4 von
den Sensoren 21a-21d erfasst, wenn es unter den Sensoren 21 durchläuft. Insbesondere
emittiert, wie in 4 gezeigt
ist, das lichtemittierende Element 22 jedes Sensors 21a-21d ein
abgestrahltes Licht 24 zum Transportband 4 an
einer Position, durch die die Flächenstücke 20 hindurchgehen.
Wenn das abgestrahlte Licht 24 auf das Flächenstück 20 trifft,
wird ein reflektiertes Licht von dem lichtempfangenden Element 23 aufgenommen.
Das lichtempfangende Element 23 gibt über einen Signaldraht ein Erfassungssignal
an die Steuereinheit 30 aus. Da die lichterfassende Reichweite
des Sensors 21a-21d der Breite des Flächenstücks 20 entspricht,
fluktuiert das Erfassungssignal von dem lichtempfangenden Element 25 jedes Sensors 21a-21d stets,
wie in 6(a) gezeigt
ist. Es ist zu beachten, dass Wellenformen C1 und C2 in 6(a) von den Erfassungssignalen
von den Sensoren 21a oder 21c bzw. 21b oder 21d für ein einziges
Flächenstück 20 stammen.
Mit anderen Worten, das Erfassungssignal von jedem der Sensoren 21a-21d ist
im Wesentlichen wie eine halbe Sinuswelle geformt.
-
Eine
aufsteigend verlaufende Schräge
in der vorderen Hälfte
der Wellenform C1, C2 entspricht der Vorderkante 20a eines
Flächenstücks 20 und
eine absteigend verlaufende Schräge
in der hinteren Hälfte
der Wellenform C1, C2 entspricht der Hinterkante 20b des
Flächenstücks 20.
Es ist zu beachten, dass die beiden Sensoren 21a und 21b so
angeordnet sind, dass die Wellenformen C1 und C2 dieser Sensoren 21a und 21b sich
teilweise überlappen,
wie in 6(a) gezeigt
ist. Dasselbe trifft auf die Sensoren 21c und 21d zu.
-
Auf
der Grundlage der Wellenformen C1 und C2 berechnet die CPU 31 die
Position des Flächenstücks 20 auf
eine Art und Weise, die später
beschrieben wird. Um das Verständnis
der vorliegenden Ausfüh rungsform
zu erleichtern, wird hier ein Verfahren zum Erfassen der Position
des Flächenstücks 20 gemäß einem
Vergleichsbeispiel beschrieben, bevor das Verfahren gemäß der ersten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beschrieben wird.
-
In
diesem Vergleichsbeispiel legt die CPU 31 die Wellenform
C2 über
die Wellenform C1 durch Subtrahieren der Wellenform C2 von der Wellenform C1,
wodurch die in 6(b) gezeigte
Wellenform C3 erzeugt wird. Das bedeutet, da sich die Wellenformen C1
und C2 teilweise überlappen,
wie in 6(a) gezeigt
ist, geht durch Subtrahieren der Wellenform C2 von der Wellenform
C1 die entstehende Wellenform C3 am Punkt TD durch Null hindurch,
läuft aber
bei Null für
eine beliebige Zeitdauer nicht aus, wie in 6(b) gezeigt ist. Auf diese Art und Weise
wird das Auftreten toter Zonen während
der Erfassung eliminiert. Der Punkt TD, an dem die Wellenform C3
durch Null hindurchgeht, bezeichnet eine Position des Flächenstücks 20,
d. h., die Durchgangszeit des Flächenstücks 20.
-
Mit
anderen Worten, ein Punkt TI (6(a)), an
dem die Wellenform C1 die Wellenform C2 schneidet, wird als Position
des Flächenstücks 20 bestimmt.
-
Jedoch
können,
wie vorstehend beschrieben wurde, dünne Flecke und Fehler in der
Hinterkante von Bildern einschließlich der Flächenstücke 20 auftreten.
Auch Veränderungen
von Entwicklungskenndaten im Lauf der Zeit, wie etwa das Auftreten
von Hinterkantenfehlern, verändern
Bildkenndaten in der Hinterkante 20b des Flächenstücks 20.
Da in diesem Vergleichsbeispiel die hintere Hälfte der Wellenform C1, die
der Hinterkante 20b des Flächenstücks 20 entspricht,
mit der vorderen Hälfte
der Wellenform C2, die der Vorderkante des Flächenstücks 20 entspricht, überlappt,
verändert
sich im Lauf der Zeit auch die Position, an der die Wellenform C3
Null er reicht. Wenn sich der Toner verschlechtert, zeigen Fehler
des Weiteren in der Hinterkante 20b ein instabiles Verhalten,
und der Fehlergrad bei den Bildern ist unterschiedlich. Als Ergebnis
hiervon schwankt die identifizierte Position für jedes Flächenstück 20, was die Genauigkeit
bei der Erfassung von Flächenstückpositionen
stark vermindert. Auf diese Art und Weise beeinträchtigen
Fehler und dünne
Flecke in der Hinterkante 20b des Flächenstücks 20 die Genauigkeit
bei der Erfassung der Position des Flächenstücks 20 und die Genauigkeit
bei der Erfassung von Bildpositionen nimmt im Laufe der Zeit ab.
Dies wiederum beeinträchtigt
die Genauigkeit bei der Korrektur von Farbregistrierungsfehlern,
was zu einer Abnahme der Farbbildqualität führt.
-
Im
Hinblick auf das Vorstehende wird gemäß der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung die Position von jedem Flächenstück 20 auf
die folgende Weise erfasst.
-
Die
in 7(a) gezeigten Wellenformen
C1 und C2, die mit jenen der 6(a) identisch
sind, werden auf dieselbe Art wie in dem vorstehend beschriebenen
Vergleichsbeispiel erhalten.
-
In 7(a) gibt T0 einen Zeitpunkt
an, an dem das Flächenstück 20 den
Sensor 21a erreicht. Beim Zeitpunkt TA, d. h., wenn eine
Zeit T1 nach dem Zeitpunkt T0 verstreicht, geht das Flächenstück 20 an
dem Sensor 21a vorbei, und die Spannung des Erfassungssignals
von dem Sensor 21a erreicht Null. Die CPU 31 speichert
aufeinanderfolgend die Wellenform C1 des Erfassungssignals von dem
Sensor 21a in den Speicher 32.
-
Zum
Zeitpunkt TA stoppt die CPU 31 das Speichern der Wellenform
C1 in den Speicher 32 und beginnt das Ausgeben der in den
Speicher 32 gespeicherten Wellenform C1 in umgekehrter
zeitlicher Reihenfol ge. Das heißt,
die Wellenform C1 wird in der Vor-Rück-Richtung umgekehrt, wodurch
eine verzögerte
umgekehrte Wellenform C1' erzeugt
wird, die in 7(b) gezeigt
ist. Hier wird der Zeitpunkt TA im voraus bestimmt und die CPU 31 stoppt
das Speichern der Wellenform C1 in den Speicher 31 und
beginnt mit dem Ausgeben der Wellenform C1' auf der Grundlage des Zeitpunkts TA
und nicht auf der Basis des Erfassungssignals selbst. Die verzögerte umgekehrte
Wellenform C1' wird
von der Wellenform C1 um die Zeit T1 verzögert.
-
Dagegen
wird die Wellenform C2 des Erfassungssignals von dem Sensor 21b vorübergehend im
Speicher 32 gespeichert und nachfolgend als eine Wellenform
C2' nach einer vorgeschriebenen
Verzögerungszeit
T2 ausgegeben. Alternativ könnte
die Wellenform C2 durch eine (nicht gezeigte) Verzögerungsschaltung
zum Verzögern
der Wellenform C2' um
die vorgeschriebene Zeitverzögerung
T2 hindurchgeführt
werden. Die Zeit T1 ist im Wesentlichen gleich der Verzögerungszeit
T2.
-
Die
CPU 31 legt die Wellenform C2' über
die Wellenform C1' durch
Subtrahieren der Wellenform C2' von
der Wellenform C1',
um eine in 7(c) gezeigte
Wellenform C3 zu erzeugen (d. h., die CPU 31 subtrahiert
aufeinanderfolgend den Spannungswert des Erfassungssignals vom Sensor 21b von
dem Spannungswert des Erfassungssignals vom Sensor 21a),
und erfasst einen Zeitpunkt TD, an dem die Wellenform C3 Null erreicht.
Dieser Zeitpunkt TD bezeichnet eine Position des Flächenstücks 20.
Auf diese Art und Weise wird die Position des Flächenstücks 20 erfasst.
-
Wie
vorstehend beschrieben wurde, wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform
die Position des Flächenstücks 20 auf
der Grundlage von nur einem Teil der Wellenform C3 erfasst, der
der Vorderkante 20a des Flächenstücks 20 entspricht.
Daher kann die Position des Flächenstücks 20 ungeachtet instabiler
Faktoren, wie etwa Fehlern und dergleichen in der Hinterkante 20b des
Flächenstücks 20, jederzeit
genau erfasst werden.
-
Derselbe
Vorgang wird für
Erfassungssignale von den Sensoren 21c und 21d durchgeführt. Das heißt, die
Position jedes Flächenstücks 20 wird
von den Sensoren 21a, 21b und auch von den Sensoren 21c, 21d erfasst,
was zwei Datensätze über die
Position jedes Flächenstücks liefert.
-
Auf
der Grundlage der Daten über
die Position der Flächenstücke 20 werden
Größen der
Bildfehlausrichtung auf die folgende Weise berechnet.
-
Die
Größe der Bildfehlausrichtung
bei den Flächenstücken 20 in
Bezug auf die Nebenabtastrichtung Y wird durch Messen des Zeitdifferenzials (des
Abstands) zwischen den Positionen der benachbarten Flächenstücke 20 und
Vergleichen dieser Messungen mit einer vorher festgelegten Bezugszeit (optimalen
Zeit) berechnet.
-
Die
Größe der Bildfehlausrichtung
im Hinblick auf die Hauptabtastrichtung X wird für jedes Flächenstück 20 berechnet. Das
heißt,
die Position eines Flächenstücks 20,
die auf der Basis der Erfassungssignale von den Sensoren 21a und 21b erfasst wurde,
wird mit einer Position desselben Flächenstücks 20, die auf der
Basis der Erfassungssignale von den Sensoren 21c und 21d erfasst
wurde, verglichen. Dann gibt ein zeitlicher Abstand dieser beiden erfassten
Positionen die Größe der Fehlausrichtung des
Flächenstücks 20 an.
Der zeitliche Abstand der erfassten Positionen könnte durch Verwendung eines
externen Zählers
gemessen werden.
-
Da
die Größen der
Bildfehlausrichtung im Hinblick auf sowohl die Haupt- wie auch die
Nebenabtastrichtung X und Y durch Verwenden derselben Erfassungseinheit 21 erfasst
werden, können
Farbregistrierungsfehler schnell erfasst werden.
-
Dann
berechnet die CPU 31 Fehler in der Farbregistrierung, der
Vergrößerung,
im Schrägverlauf
und dergleichen auf der Basis der berechneten Größen der Bildfehlausrichtung
und steuert des Weiteren den Zeitpunkt, an dem die Belichtungsvorrichtungen 2 das
Formen elektrostatischer latenter Bilder beginnen, die Geschwindigkeit
und den Winkel des (nicht gezeigten) Polygonmotors und Schräglaufmotors
und dergleichen, um die Farbregistrierungsfehler zu verhindern.
-
Als
nächstes
wird unter Bezugnahme auf die 8 und 9 ein Erfassungsverfahren
gemäß einer zweiten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beschrieben. In dieser Ausführungsform
werden in 8 gezeigte
Flächenstücke 120 (nur
ein Flächenstück 20 ist
in 8 gezeigt) verwendet.
Die Flächenstücke 120 sind
breiter als die lichterfassende Reichweite des Sensors 21a, 21b, 21c, 21d in
der Nebenabtastrichtung Y. Indem jedes Flächenstück 120 breiter als
die Breite des Sensors 21a, 21b, 21c, 21d geformt
wird, hört
die Spannung eines Erfassungssignals von jedem Sensor 21a, 21b, 21c, 21d an
einem Maximalwert E auf, wie in 9(a) gezeigt ist.
Es ist zu beachten dass das Erfassungssignal den Maximalwert E erreicht,
wenn der gesamte Sensor 21a, 21b, 21c, 21d das
Flächenstück 120 konfrontiert
und der Zeitpunkt, an dem das Erfassungssignal einen Maximalwert
E erreicht, ist als Zeitpunkt TA bekannt.
-
Wenn
die Erfassung beginnt, wird die Wellenform C1 des Erfassungssignals
vom Sensor 21a aufeinanderfolgend in den Speicher 32 gespeichert und
ein Spannungswert zum Zeitpunkt TA wird erfasst und als Maximalwert
E in den Speicher 32 gespeichert.
-
Ebenfalls
zum Zeitpunkt TA beginnt die CPU 31 mit dem Ausgeben der
Wellenform C1 aus dem Speicher 32, wodurch sie eine in 9(b) gezeigte Wellenform
C1' erzeugt, die
von der Wellenform C1 um eine vorgeschriebene Verzögerungszeit
verzögert
wird. Die vorgeschriebene Verzögerungszeit
ist gleich der Zeit zwischen dem Zeitpunkt T0 und dem Zeitpunkt
TA. Alternativ könnte
das Erfassungssignal von dem Sensor 21a durch eine (nicht
gezeigte) Verzögerungsschaltung
hindurchgeführt
werden, um die Wellenform C1' zu
erzeugen.
-
Dagegen
wird die Wellenform C2 des Erfassungssignals vom Sensor 21b durch
Subtrahieren der Wellenform C2 vom Maximalwert E, der im Speicher 32 gespeichert
ist, umgewandelt (der Spannungswert des Erfassungssignals vom Sensor 21b wird
vom Maximalwert E subtrahiert), wodurch eine umgewandelte Wellenform
C2' erhalten wird,
die in 9(b) gezeigt
ist. Es ist zu beachten, dass, da der Sensor 21b dieselben
Abfühlelemente
und dieselbe Konstruktion wie der Sensor 21a besitzt, ein
Maximalwert des Erfassungssignals vom Sensor 21b derselbe
wie der Maximalwert E des Erfassungssignals vom Sensor 21a ist,
wie er in 9(a) gezeigt
ist.
-
Die
Wellenform C1' wird über die
Wellenform C2' gelegt,
indem die Wellenform C1' von
der Wellenform C2' subtrahiert
wird, wodurch eine in 9(c) gezeigte
Wellenform C2 erzeugt wird, und ein Zeitpunkt TD, an dem die Wellenform
C3 Null erreicht, wird erfasst. Der Zeitpunkt TD bezeichnet eine
Position des Flächenstücks 120.
Auf diese Art und Weise kann die Position des Flächenstücks 120 erfasst werden.
-
Auch
in der vorliegenden Ausführungsform werden
nur die ansteigend verlaufenden Schrägen der Wellenformen C1 und
C2, die der Vorderkante 120a des Flächenstücks 120 entsprechen,
zum Erfassen der Position des Flächenstücks 120 verwendet.
Daher kann eine hochpräzise
Position des Flächenstücks 120 jederzeit
ohne eine Verminderung in der Positionserfassungsgenauigkeit aufgrund
instabilen Verhaltens aus Fehlern und dergleichen in der Hinterkante 120b des
Flächenstücks 120 erfasst werden.
Da die Breite jedes Flächenstücks 120 nicht der
lichterfassenden Reichweite des Sensors 21a, 21b, 21c, 21d gleichkommen
muss, ist es möglich, Beschränkungen
der Sensoren 21a-21d, die die Präzision beeinträchtigen,
zu beseitigen, wodurch die Genauigkeit bei der Positionserfassung
verbessert wird.
-
Es
ist zu beachten, dass der Vorgang zum Berechnen der Größe der Fehlausrichtungen
der Flächenstücke 120 derselbe
wie der in der ersten Ausführungsform
beschriebene ist.
-
Als
nächstes
wird unter Bezugnahme auf die 10 und 11 ein Erfassungsverfahren
gemäß einer dritten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beschrieben.
-
10 zeigt das Positionsverhältnis des
Flächenstücks 220 und
der Sensoren 21a-21d. Das Flächenstück 220 ist in der
Nebenabtastrichtung Y breiter als die Breite jedes Sensors 21a, 21b, 21c, 21d geformt.
Des Weiteren befinden sich eine Vorderkante 220a und eine
Hinterkante 220b des Flächenstücks 220 in
einem zu den Sensoren 21a-21d leicht unterschiedlichen
Winkel.
-
Wie
in 11(a) gezeigt ist,
beginnt der Sensor 21b durch leichtes Verschieben der Winkel
des Flächenstücks 220 und
der Sensoren 21a, 21b das Ausgeben eines Erfassungssignals
zum Zeitpunkt TB, bevor ein Erfassungssignal vom Sensor 21a einen
Maximalwert E zum Zeitpunkt TA erreicht.
-
In
dieser Ausführungsform
wird der Maximalwert der Wellenform C1 und C2 zuvor im Speicher 32 aus
dem folgenden Grund gespeichert. Das heißt, wie zuvor erwähnt wurde,
beginnt der Sensor 21b das Ausgeben des Erfassungssignals,
bevor das Erfassungssignal vom Sensor 21a den Maximalwert
E erreicht. Daher kann, wenn der Maximalwert E von der Wellenform
C1 erfasst wird, dann die Wellenform C2', welche durch Subtrahieren der Wellenform
C2 vom Wert E erzeugt wird, nicht rechtzeitig erzeugt werden.
-
Vorliegend
wird der in den Speicher 32 zu speichernde Maximalwert
E durch vorheriges Messen eines Maximalwerts eines Erfassungssignals vom
Sensor 21a erhalten.
-
Auf
eine ähnliche
Weise wie in der zweiten Ausführungsform
wird das Erfassungssignal vom Sensor 21a als verzögerte Wellenform
C1', die in 10(b) gezeigt ist, ausgegeben,
und das Erfassungssignal vom Sensor 21b wird als umgewandelte Wellenform
C2', die in 10(b) gezeigt ist, ausgegeben.
Die Wellenform C1' wird über die
Wellenform C2' durch
Subtrahieren der Wellenform C1' von
der Wellenform C2' gelegt,
wodurch eine Wellenform C3 erzeugt wird. Dann kann durch Erfassen
eines in 10(c) gezeigten
Zeitpunkts TD, bei dem die Wellenform C3 Null erreicht, die Position
des Flächenstücks 220 erfasst
werden.
-
Da
der im Speicher 32 gespeicherte Maximalwert E kein tatsächlich erfasster
Wert ist, sondern im voraus erhalten wird, ist es unvermeidlich,
dass der im voraus gespeicherte Maximalwert E sich von dem tatsächlichen
Maximalwert der Wellenform C2 um beispielsweise einen in 10(b) gezeigten Fehlerbetrag δE unterscheidet.
Der Fehlerbetrag δE
verändert
sich im Lauf der Zeit aufgrund von Staub und dergleichen, der an
der licht-empfangende Einheit im Sensor 21b haftet. Jedoch
erfordert eine einzelne Flächenstückerfassungssequenz nicht
genug Zeit, dass sich der Fehlerbetrag δE ändert, und der Fehlerbetrag δE bleibt
konstant. Daher beeinträchtigt
der Fehlerbetrag δE
nicht die Genauigkeit der Erfassung.
-
Vorliegend
ist der Bereich zwischen den Zeitpunkten TA und T2A ein Bereich,
in dem der Sensor 21a die Vorderkante 220a des
Flächenstücks 220 erfasst.
Wenn der Zeitpunkt TD nicht zwischen den Zeitpunkten TA und T2A
auftritt, dann zeigt dies an, dass der Fehlerbetrag δE zu groß ist, was
darauf hinweist, dass eine Positionserfassung unmöglich ist. Dementsprechend
wird in der vorliegenden Ausführungsform
eine Fehlermeldung angezeigt und der Erfassungsvorgang wird angehalten,
wenn festgestellt wird, dass die Positionserfassung unmöglich ist.
-
Gemäß der dritten
Ausführungsform
kann, da eine Position des Flächenstücks 220 auf
der Grundlage von nur einem Teil der Wellenform C3 erfasst wird,
der der Vorderkante 220a des Flächenstücks 220 entspricht,
die Position des Flächenstücks 220 jederzeit
ungeachtet instabiler Faktoren, wie etwa Fehlern und dergleichen
in der Hinterkante 220b des Flächenstücks 220, genau erfasst
werden. Da die Breite des Flächenstücks 220 nicht
der Breite der Sensoren 21a-21d gleichkommen
muss und da das Flächenstück 220 und
die Sensoren 21a-21d nicht parallel zueinander angeordnet
sein müssen,
ist es außerdem
möglich,
Beschränkungen
des Erfassungssystems zu verringern, die die Präzision beeinträchtigen
können,
wodurch eine genauere Positionserfassung erzielt wird.
-
Gemäß der Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung kann eine Position des Flächenstücks mit
hoher Genauigkeit erfasst werden, während eine Abnahme der Erfassungsgenauigkeit
im Lauf der Zeit unterdrückt
wird, wobei eine hohe Farbregistrierungspräzision auf recht erhalten und
daher ein Qualitätsaufzeichnungsvorgang
ohne eine Abnahme der Bildqualität
ermöglicht
wird.
-
Obwohl
einige exemplarische Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung detailliert beschrieben worden sind,
erkennen Fachleute, dass es viele mögliche Modifikationen und Variationen
gibt, die an diesen exemplarischen Ausführungsformen vorgenommen werden
können,
während
sie dennoch viele der neuartigen Merkmale und Vorteile der Erfindung
beibehalten.
-
Beispielsweise
wird in den vorstehenden Ausführungsformen
ein Zeitpunkt, an dem die Wellenform C3 Null erreicht, als Position
eines Flächenstücks erfasst.
Jedoch kann ein Zeitpunkt, an dem eine vordere Hälfte der Wellenform C1' eine vordere Hälfte der
Wellenform C2' kreuzt,
als Position eines Flächenstücks erfasst
werden.