CN101551612A - 成像设备 - Google Patents

Abstract

一种成像设备，包括：多个感光鼓；潜像形成单元，用于在每个感光鼓上形成静电潜像；显影单元，用于使每个静电潜像显影；转印单元，用于将显影的图像叠加并转印至移动的记录介质上；测量单元，用于测量记录介质上的转印的图像的位置；以及，控制单元，用于控制感光鼓、潜像形成单元、显影单元和转印单元。该控制单元包括：计算单元，用于按照正弦曲线拟合方法计算与测量单元测量的位置中的对准误差有关的值；以及，校正单元，用于通过计算出的值校正对准误差。

Description

成像设备

技术领域

本发明涉及一种成像设备，更具体地是涉及一种具有校正各单色图像的位置中的对准误差的功能、即校正各单色图像中的色彩重合误差的功能的彩色图像成像设备。

背景技术

在本发明相关的背景技术中，已知一些常规成像设备，其在校正各单色图像中的色彩重合误差之后通过将两个或更多个单色图像叠加至记录介质上来形成多色图像。这种成像设备包括：成像装置，用于在图像载体上分开地形成各单色图像；测量装置，用于测量形成于所述图像载体上的各单色图像；异常位置存储装置，用于存储测量装置对其测量的测量信息有异常的各单色图像的位置；以及校正装置，用于校正色彩重合误差，上述校正基于以下位置上的各单色图像的测量信息进行：除了存储于异常位置存储装置中的位置之外的位置(例如，参见未审的日本专利公报No.2004-294471)。

在常规彩色图像成像设备中为了保持图像的良好性质，有必要定期地打印测试图样并检测每个打印的测试图样的位置，以校正形成各单色图像的相对位置中的对准误差，亦即，校正各单色图像中的色彩重合误差。然而，需要花许多时间来校正这种误差，这耽误了该装置的成像。在此，需要一种新技术来在较短的时间内校正这种误差。此外，准备所述测试图样还要消耗墨粉。具体地，当校正多个感光鼓中的旋转相位误差时，需要大量的测试图样来检测旋转相位。因此，需要一种使用较少量的测试图样来有效率地校正所述误差的技术。

发明内容

按照本发明，提供一种成像设备，其包括：多个感光鼓；潜像形成单元，用于在每个感光鼓上形成静电潜像；显影单元，用于使每个静电潜像显影；转印单元，用于将显影的图像叠加并转印至移动的记录介质上；测量单元，用于测量记录介质上的转印的图像的位置；以及，控制单元，用于控制感光鼓、潜像形成单元、显影单元和转印单元，其中，该控制单元包括：计算单元，用于按照正弦曲线拟合方法计算与测量单元测量的位置中的对准误差有关的值；以及，校正单元，用于通过计算出的值校正对准误差。

由于使用正弦曲线拟合方法来计算关于对准误差的值使得能够基于计算出的值校正所述误差，因而能够使用较少量的测试图样来有效率地执行校正所述误差的过程，由此能够使校正误差花费的时间以及消耗的墨粉量最小化。

附图说明

图1为示出按照本发明的优选实施方式的成像设备的结构的示意图。

图2为如图1所示的成像设备的控制***的框图。

图3为图1的成像设备的主部件的示意图。

图4为图1的成像设备的主部件的示意图。

图5为控制图1的成像设备的方法的示意图。

图6为用于图1的成像设备的感光鼓的驱动***的示意图。

图7为说明图1的成像设备的运行的正时图。

图8为说明图1的成像设备的运行的正时图。

图9(a)-9(c)为说明图1的成像设备的运行的正时图。

图10为说明图1的成像设备的运行的正时图。

图11为说明图1的成像设备的运行的正时图。

图12为图1的成像设备的主部件的示意图。

图13为图1的成像设备的主部件的示意图。

图14为图1的成像设备的主部件的示意图。

图15为图1的成像设备的主部件的示意图。

图16为与图2对应的本发明的另一实施方式。

图17为图16的成像设备的实施方式的主部件的示意图。

图18为按照本发明的正弦曲线拟合方法的示意图。

图19为按照本发明的正弦曲线拟合方法的示意图。

图20为按照本发明的正弦曲线拟合方法的示意图。

图21为按照本发明的正弦曲线拟合方法的示意图。

具体实施方式

按照本发明，提供一种成像设备，其特征在于包括：多个感光鼓；潜像形成单元，用于在每个感光鼓上形成静电潜像；显影单元，用于使每个静电潜像显影；转印单元，用于将显影的图像叠加并转印至移动的记录介质上；测量单元，用于测量记录介质上的转印的图像的位置；以及，控制单元，用于控制感光鼓、潜像形成单元、显影单元和转印单元，其中，该控制单元包括：计算单元，用于按照正弦曲线拟合方法计算与测量单元测量的位置中的对准误差有关的值；以及，校正单元，用于通过计算出的值校正对准误差。

如果使用三角函数能够更好地逼近一组测量值，则正弦曲线拟合方法是一种用于确定幅值(A)、相位差(τ)和补偿值(C)的方法，其中这些值为三角函数(正弦或者余弦函数)的系数。按照本发明，测试图样的检测正时与基准正时相比较而确定的偏差用作上述测量值。在每个感光鼓以及记录介质上形成所述测试图样，用于校正各单色图像中的色彩重合误差，亦即，用于校正形成各单色图像的各相对位置中的对准误差。

按照本发明，控制单元可允许潜像形成单元、显影单元和转印单元执行以下步骤：在每个感光鼓上每隔预定的旋转角形成具有测试图样的静电潜像；使每个静电潜像显影；将显影的图像转印至记录介质上；通过测量单元测量每个测试图样的位置y；按照正弦曲线拟合方法使用公式y＝A sin(θ+τ)+C(θ为每个感光鼓的旋转角)表示位置y以确定τ和C；以及，基于确定的τ和C校正记录介质上的对准误差。

优选地，所述预定的旋转角为120°。多个感光鼓可包括第一和第二感光鼓，使得测试图样由第一和第二感光鼓交替地形成于移动的记录介质上。多个感光鼓可包括第一、第二、第三和第四感光鼓，使得由第二、第三和第四感光鼓形成的测试图样在由第一感光鼓形成的测试图样之间形成于移动的记录介质上。

测试图样可以沿垂直于记录介质的移动方向的方向形成于移动的记录介质的两侧边缘上。测试图样可倾斜于记录介质的移动方向。每个感光鼓可以由专用驱动源驱动。感光鼓的数目可以为3个，使得感光鼓中的两个而不是一个由共用驱动源驱动。

本发明的成像设备可还包括用于检测每个感光鼓的旋转相位的相位传感器，使得控制单元响应相位传感器的输出而运行以确认校正单元的校正结果。本发明的成像设备还包括用于检测每个感光鼓的旋转相位的相位传感器，其中，控制单元响应相位传感器的输出而运行以调整校正单元的校正结果。

以下将参考附图详细说明本发明。

成像设备的总体机械结构

图1为示出按照本发明的优选实施方式的成像设备的结构的示意图。成像设备100为电子照相式的彩色打印机，其用于根据从外部数据源接收的图像数据在诸如纸张这样的记录介质上形成多色图像和/或单色图像。成像设备100包括：曝光单元64；四个感光鼓10Y、10M、10C和10K；四个显影单元24Y、24M、24C和24K；四个充电辊103Y、103M、103C和103K；四个清洁单元104Y、104M、104C和104M；中间转印带(一种中间记录介质)30；四个中间转印辊(此后称为“转印辊”)13Y、13M、13C和13K；二次转印辊36；固化单元38；供纸匣16；供纸盘17；以及出纸盘18。

成像设备100用于根据对应于四色颜色成分的图像数据形成多色图像，所述四色为黑色(K)和减色法混合的三种基色，即：青色(C)、红色(M)和黄色(Y)。对应于所述四种颜色成分的感光鼓10Y、10M、10C和10K、显影单元24Y、24M、24C和24K、充电辊103Y、103M、103C和103K以及清洁单元104Y、104M、104C和104M构成四个成像部PY、PM、PC和PK。所述四个成像部PY、PM、PC和PK沿着中间转印带30的移动方向(对应于副扫描方向)排成一行。附于各元件的标号的符号Y、M、C和K指的是颜色成分。亦即，Y、M、C和K分别指黄色、红色、青色和黑色。因此，感光鼓10Y、10M、10C和10K分别指黄色、红色、青色和黑色感光鼓。

充电辊103Y-103K为用于将感光鼓10Y-10K的表面均匀充电至预定的电压的接触式充电器。可利用有刷式或者非接触式充电器代替充电辊103Y-103K。曝光单元64(称为LSU)包括四个激光二极管42Y、42M、42C和42K(图2)、多面镜40以及四个反射镜46Y、46M、46C和46K。

激光二极管42Y-42K对应于各个颜色成分。各个激光二极管发射出由对应于黑色、青色、红色和黄色的各个颜色成分的图像数据调制的激光束。各激光束发射至由充电辊103Y-103K均匀充电的感光鼓10Y-10K的各表面。从而，在感光鼓10Y-10K的各表面上形成静电潜像以对应各四色成分的图像数据。亦即，在感光鼓10Y-10K的各表面上形成的静电潜像分别对应于黄色、红色、青色和黑色颜色成分的图像数据。

显影单元24Y-24K使用对应于所述颜色成分的墨粉使形成于感光鼓10Y-10K上的静电潜像显影。从而，以各颜色成分在感光鼓的各表面上形成可视的墨粉图像。当形成单色图像时，静电潜影仅形成于感光鼓10K上并仅形成黑色的墨粉图像。当形成多色图像时，静电潜影分别形成于感光鼓10Y、10M、10C和10K的各表面上并形成黄色、红色、青色和黑色的墨粉图像。

中间转印带30为由顺时针转动的带驱动辊32驱动的环带。中间转印辊13Y、13M、13C和13K通过所施加的转印电压的作用将墨粉图像转印至中间转印带30上。中间转印带30环绕中间转印辊13Y、13M、13C和13K。为形成多色图像，中间转印带30行进以按照黄色、红色、青色和黑色的顺序叠加各色的墨粉图像。二次转印辊36和带驱动辊32布置为使它们相互面对以将中间转印带30置于它们之间。叠加的墨粉图像经过二次转印辊36所处的转印位置。

墨粉图像与从供纸匣16或者供纸盘17供应的记录纸张之间的正时在转印区进行同步。供应的记录纸张夹设于中间转印带30与二次转印辊36之间以与墨粉图像发生接触。二次转印辊36通过施加至其上的二次转印电压的作用将墨粉图像转印至记录纸张。已转印上墨粉图像的记录纸张经固化单元38排出至出纸盘18。固化单元38适于在记录纸张经过固化单元38时熔化墨粉图像以将其固化至记录纸张上。

光传感器34沿着中间转印带30的移动方向布置在感光鼓10K的下游，以面对中间转印带30的表面。

在此，从转印位置至光传感器34的长度L1为280mm。所述转印位置为感光鼓10K与中间转印带30进行接触的位置。

图2为示出如图1所示的成像设备的控制***的框图。如图2所示，成像设备100的控制***具有包括光传感器34和图像输出单元62的输入装置。另外，控制***具有包括LSU 64和驱动单元66的控制对象。设有控制器60、随机存储器(RAM)68、只读存储器(ROM)70用于处理来自输入装置的信号或者数据并控制控制对象。此外，控制***驱动的负载包括感光鼓10K、10C、10M和10Y、带驱动辊32以及LSU 64的多面镜40。

如下所述，光传感器34为用于读取形成于中间转印带30上的测试图样的传感器。设置图像输入单元62用于获取来自外部数据源的图像数据。提供图像数据的数据源为经过通信线路连接至成像设备100的仪器。这种仪器的一个示例是如个人计算机这样的主机。这种仪器的另一示例是图像扫描仪。获取的图像数据存储在RAM 68中用于打印过程。

典型地，控制器60包括中央处理器(CPU)或者微型计算机。RAM 68提供控制器60的工作区以及用于存储图像数据的图像存储区。显示属性的信息数据附加至通过图像输入单元62获取的图像数据。所附属性包括包含长度和宽度的图像尺寸信息、表明单色图像、多色图像的分类信息等等。

控制器60对应于所附属性将获取的图像数据存入RAM 68中。图像数据以作业单元的形式存储在RAM 68中。当一个作业包括多个页面时，所述作业存储在页面单元中。当图像数据从外部主机以页面描述语言的格式输入时，控制器进行工作以使输入图像数据显影并将其存储于图像存储区中。

ROM 70存储用于定义由控制器60执行的处理的程序。另外，ROM 70存储产生测试图样的图样数据。控制器60驱动如图2所示的各种驱动负载。此外，控制器还控制未在图1和图2中示出的各种元件。

LSU 64通过未示出的图像处理单元接收与存储于RAM 68中的图像存储区中的图像数据相应的信号(像素信号)。图像处理单元处理图像数据来向LSU 64提供对应于待输出图像的像素的调制信号。调制信号提供至每个颜色成分黄色、红色、青色和黑色。对应于黄色的调制信号用于调制来自LSU 64中的激光二极管42Y的发射光束。对应于红色、青色和黑色的调制信号分别用于调制来自LSU 64中的激光二极管42M、42C和42K的发射光束。

驱动单元66包括：分别用于驱动感光鼓10K、10C、10M和10Y的鼓驱动马达26K、26C、26M和26Y；以及用于驱动带驱动辊32的带驱动马达28。设置带驱动马达28用于通过带驱动辊32驱动带30。另外，驱动单元66包括用于驱动多面镜40的马达(未示出)。驱动单元66还控制用于驱动感光鼓和中间转印带的各马达，使得以相等的恒速驱动它们的外周面。

校正色彩重合误差

控制器60获取先前存储在ROM 70中的图样数据并在图像存储区中使获取的图样数据显影以准备测试图样。然后，控制器60将显影的图样数据传送至LSU 64。激光二极管接收对应于每个颜色成分的数据以在对应的感光鼓上形成测试图样的静电潜像。

显影单元24Y-24K使静电潜像图样显影并形成墨粉图像测试图样。对应于各颜色成分的墨粉图像图样转印至中间转印带30上并向着光传感器34的方向在二次转印辊36与带驱动辊32之间经过。光传感器34用于读取带30上每个颜色成分的测试图样。控制器60按照每个颜色成分的测试图样的信息校正色彩重合误差。

以下将说明校正色彩重合误差的一个示例。控制器60读取由光传感器34检测的每个颜色成分的测试图样的检测正时以确定检测正时与基准正时之间的偏差。所确定的偏差能够利用中间转印带30的外周面移动速度而转化为测试图样的位置的偏差。控制器60能够将特定的颜色成分定为基准颜色，并且该基准颜色的测试图样能用于计算偏差。为形成测试图样，控制器60控制每个颜色成分的激光二极管42来使每个感光鼓10Y-10K曝光。

如图1所示，感光鼓10K与10C的轴线之间的距离为P1。感光鼓10C与10M的轴线之间的距离为另一距离P2。感光鼓10M与10Y的轴线之间的距离为另一距离P3。在该实施方式中，距离P1、P2和P3均为100mm，并且每个感光鼓10Y-10K都具有30mm的直径。

作为一个示例，控制器60按照如下方式获取每个颜色成分的测试图样的位置。图3为中间转印带30的俯视图，示出了在中间转印带30上形成的测试图样的示例。中间转印带30沿箭头方向X移动。图3示出构成图1示出的光传感器24的一对光传感器34f和34r，它们是反射式的光传感器并布置为面对中间转印带30的表面。光传感器34f和34r按照沿宽度方向(沿主扫描方向)延伸的线对齐，并面对形成于中间转印带30的两侧边缘上的一对测试图样P或者形成于任一侧边缘上的测试图样P。

以下将说明使用测试图样校正色彩重合误差的方法。在此，术语“色彩重合误差”指的是“单色图像中的色彩重合误差”，术语“对准误差”指的是“形成各单色图像的各相对位置中的对准误差”。成像设备100测量导致色彩重合误差的以下三个因素以基于测量结果校正误差。

1.各感光鼓的相移(沿副扫描方向的AC分量)

按照本发明，每个感光鼓都具有一个基准相位。从基准相位的相移(τ)是确定的。每个感光鼓的相位都是基于确定的相移进行调节的。具体地，当感光鼓停止时，通过改变每个感光鼓的旋转角来调节相移。

2.沿副扫描方向的对准误差(沿副扫描方向的DC分量)

按照本发明，沿副扫描方向的对准误差能够根据正弦曲线拟合方法通过测量平行于主扫描方向延伸的测试图样的位置被计算为值C。认为这些误差主要是由诸如多面镜40这样的曝光元件的热膨胀造成的。通过改变对每个单色颜色的副扫描线的开始正时能够校正这些误差。

3.沿主扫描方向的对准误差(主扫描方向的DC分量)

按照本发明，通过测量作为测试图样的倾斜图样的位置、根据正弦曲线拟合方法计算沿主扫描方向以及副扫描方向的对准误差并从计算的对准误差中减去上述的值C就能够计算沿主扫描方向的对准误差。认为这些误差也主要是由诸如多面镜40这样的曝光元件的热膨胀造成的。通过改变每个激光二极管42K-42Y的发射开始正时能够校正这些误差。

图4示出按照该实施方式的测试图样的典型示例。如图4所示，对应感光鼓的旋转角中每隔120°位置沿转印带30的移动方向X形成三个测试图样P1、P2和P3。在该实施方式中，测试图样的数目为最少的三个。然而，该数目可为四个或者更多个。

旋转相位的调节

以下参考图7和图8详细说明旋转相位的调节以及作为对准误差的第一因素的沿副扫描方向的AC分量。形成于每个感光鼓上的单色图像包含由每个感光鼓的旋转轴线的偏心导致的斜度变化(pitchvariation)成分。如果斜度变化中存在不一致，则会导致单色图像中的色彩重合误差。

图7为感光鼓10C中的信号的正时图。尽管图7中同时存在角度和距离，但是角度和距离能够转化为时间。调节开始信号S0为在任意正时从控制器60输出的开始基准信号。

信号S0允许对应感光鼓10C的每隔120°旋转角产生激光发射信号CS1、CS2和CS3。激光发射信号CS1、CS2和CS3对应如图4所示的条形测试图样。

如图7所示，基准位置对应于预计将检测到基准测试图样的检测信号C1、C2和C3的时间。信号C1、C2和C3分别从激光发射信号CS1、CS2和CS3以延迟时间TL被延迟。延迟时间TL对应于感光鼓10C从被激光束曝光的位置旋转至转印位置的时段与转印带30从用于青色图像的转印位置行进至光传感器34(参看图1)的另一时段之和。

图7中的各测量位置对应实际检测到用于青色测试图样的检测信号C1、C2和C3的时间，并且与各基准测试图样的差值由Δ1、Δ2和Δ3代表。重现波(reproduction wave)(a)为基于Δ1、Δ2和Δ3通过计算正弦曲线拟合公式获得的波，其由下式表示

y＝Ac sin(θ+τc)+Cc

画出基准正弦波(b)y＝A sinθ以显示表示与重现波(a)的相位差τc的比较对象。在基准正弦波(b)中，基准位置对应θ＝0。

图8为青色和黑色感光鼓10C和10K中的信号的正时图。对于青色感光鼓10C中的各信号，图8的正时图与图7中的正时图相同。

该实施方式中，在黑色和青色感光鼓之间不存在相位差的情况下当由这两个感光鼓在转印带30上形成测试图样时，各测试图样被叠加使得光传感器34f和34r不能单独地检测到它们。因此，相邻测试图样被隔开，例如隔开3mm。亦即，相邻的青色和黑色测试图样之间的间距为3mm。从而，如图8所示，用于黑色的激光发射信号KS1、KS2和KS3从调节开始信号S0经过时间Tb之后输出。通过从感光鼓间的距离P1(图1)减去相邻测试图样之间的间距(3mm)并用所计算出的值除以处理速度V来得到时间Tb。

黑色感光鼓10K的基准位置对应于预计将检测到基准测试图样的检测信号K1、K2和K3的正时。信号K1、K2和K3分别从激光发射信号KS1、KS2和KS3以延迟时间TL被延迟。各测量位置对应实际检测到用于黑色测试图样的检测信号K1、K2和K3的时间，并且与各基准测试图样的差值由Δ1、Δ2和Δ3代表。

重现波(c)为基于Δ1、Δ2和Δ3通过计算正弦曲线拟合公式获得的波，其由y＝Ak sin(θ+τk)+Ck表示。

另外，通过将测试图样间的间隔转化为旋转角得到值

如上所述，当青色和黑色测试图样之间的间隔为3mm并且感光鼓的直径为30mm时，值

约为11.5°。黑色测试图样要快一个值

开始打印，使得黑色和青色测试图样不会叠加。从而，在首先形成黑色测试图样PK1-PK3第二步再形成青色测试图样PC1-PC3的情况下，当

时测试图样没有相移。

另一方面，如果有相移产生，使得τk为+30°(如果重现波与基准正弦波相比在图中向左平移了则用+表示，如果重现波与基准正弦波相比在图中向右平移了则用-表示)而τc为+50°，由于

则有50°+σ＝30°+11.5°。相移的角度σ为-8.5°。这意味着，青色感光鼓10C的相位领先角度σ或者黑色感光鼓10K的相位领先角度σ。因此，为使相移角度变为零，青色感光鼓10C的相位需要向后移8.5°，或者黑色感光鼓10K的相位向前移8.5°。

在此，由于黑色是打印文字时优选使用的颜色，为减少文字打印文档中的色彩重合误差，优选地，黑色感光鼓的相位不进行平移，而其它诸如黄色、红色和青色感光鼓这样的感光鼓的相位进行平移。这是使用青色和黑色感光鼓的情况。可按相似的方式使用黄色和红色感光鼓。在形成图像之后通过改变鼓驱动马达的停止正时调节每个感光鼓的旋转相位。以下将说明旋转相位的调节。

感光鼓旋转相位的调节

参考图9，将详细说明用于调节每个感光鼓的旋转相位的方法。如果黑色感光鼓10K的旋转相位与青色感光鼓10C的旋转相位一致，则两个感光鼓10K和10C都通过控制在相同的时刻停止，如图9(a)所示，驱动信号Dk和Dc在相同的时刻从“打开”切换至“关闭”。在正常运行中，由于感光鼓的相位彼此一致，感光鼓在相同的时刻停止。否则，在任一感光鼓停止且另一感光鼓旋转n(n为整数)转之后，另一感光鼓停止。这允许在不改变它们相位关系的情况下使感光鼓停止。

如果青色感光鼓10C的旋转相位比黑色感光鼓10K的旋转相位领先角度σ，则通过使青色感光鼓10C比黑色感光鼓10K提早角度σ停止可调节相移，如图9(b)所示。否则，如果青色感光鼓10C的旋转相位比黑色感光鼓10K的旋转相位落后角度σ，则通过使青色感光鼓10C比黑色感光鼓10K延迟角度σ停止可调节相移，如图9(c)所示。另外，在任一感光鼓停止且另一感光鼓旋转n(n为整数)转之后，可以将另一感光鼓的相位调节如上所述的角度σ。

图6为感光鼓10Y-10K之一的青色感光鼓10C以及用于驱动感光鼓10C的鼓驱动马达26C的驱动机构的示意图。从动齿轮147与感光鼓10C的一端上的法兰一体地设置。

鼓驱动马达26C的旋转由控制器60(图2)控制。驱动齿轮146安装于鼓驱动马达26C的输出轴上。驱动齿轮146与从动齿轮147啮合。

相位传感器143C布置用于检测感光鼓10C的旋转相位以产生基准信号。凸部144自从动齿轮147延伸出来。当凸部144每次经过相位传感器143C时，相位传感器143C就产生基准信号。例如，光电断路器可用作相位传感器143C。基准信号输入控制器60中。同样，设有用于其它感光鼓10Y、10M和10K的相位传感器143Y、143M和143K(见图2)来检测各感光鼓的旋转相位。

图10为从图6的相位传感器143输出的基准信号的正时图。在调节旋转相位之前，测量代表黑色感光鼓10K的基准信号Tk与青色感光鼓10C的基准信号Tc之间差异的时间差Tp。在调节了旋转相位之后，再次测量时间差Tp。通过比较调节之前的时间差Tp与调节之后的时间差Tp，能够判定是否精确地完成了旋转相位的调节。如果调节之后的时间差Tp与调节之前的时间差Tp相比未改变预定的时间，则进一步计算调节之前的时间差Tp与调节之后的时间差Tp之间的差值以精确地调节旋转相位。

正弦曲线拟合方法的计算公式

图11示出测试图样的各采样点中的基准正弦波之和为零的各位置。例如，在感光鼓的每隔120°的旋转角上(0°、120°和240°)形成三个测试图样。这可以使得测试图样的数目以及各测试图样之间的距离最小化。在另一实施方式中，可在感光鼓的每90°旋转角上(0°、90°、180°、270°)形成四个测试图样。

采样点的基准正弦波之和为零指的是，在图11的实施方式中，基准正弦波中在采样点的偏差Δ1、Δ2和Δ3之和变为零。在图11的实施方式中，0°处的偏差为0，120°处和240°处的偏差具有Δ2＝-Δ3的关系。因此，Δ1+Δ2+Δ3＝0。通过在这种条件下进行采样，能够从偏差Δn的均值方便地计算如下所述的值C。利用正弦曲线拟合方法，能够用最少的测试图样在最短的时间内计算出相位差和幅值。

如图7和图8所示的重现波(此后记为y＝f(θ))由以下公式表示

y＝f(θ)＝a sin(θ)+b cos(θ)+c＝A sin(θ+τ)+C    ····(1)

使用以下多个公式从测试图样K1、K2、K3的偏差Δn(＝Δ1，Δ2，Δ3)以及θn(θ1＝0°，θ2＝120°，θ3＝240°)来计算公式(1)中的a、b、C、A和τ。Δ1、Δ2和Δ3的值用检测到的关于基准位置的时间差的值Δt代表。

可通过将值Δt与带运转速度V之乘积转化为距离ΔL计算Δ1、Δ2和Δ3的值。当距离ΔL由一个点的尺寸(大约42μm)进行划分时，距离ΔL由点的数目表示。如果距离ΔL由点的数目表示，则幅值以及色彩重合误差的各值可按照点的数目来计算。因此，当打印出测试图样进行视觉判断时，能够非常容易且方便地检查带有计算结果的测试图样。值a、b和C由以下公式给出：

$a=\frac{\underset{n}{\mathrm{\Σ}}(\sin \left(\mathrm{\θn}\right)\×\mathrm{\Δn})}{\underset{n}{\mathrm{\Σ}}\sin {\left(\mathrm{\θn}\right)}^2}\·\·\·\·\left(2\right)$

$b=\frac{\underset{n}{\mathrm{\Σ}}(\cos \left(\mathrm{\θn}\right)\×\mathrm{\Δn})}{\underset{n}{\mathrm{\Σ}}\cos {\left(\mathrm{\θn}\right)}^2}\·\·\·\·\left(3\right)$

$C=\frac{\underset{n}{\mathrm{\Σ}}\left(\mathrm{\Δn}\right)}{N}\·\·\·\·\left(4\right)$

在此，N为测试图样的数目。在该实施方式中，N为3。

如图5所示，幅值A由以下公式表示

$A=\sqrt{a^2+b^2}$

相位差τ通过以下公式以及表1的公式计算。

τ1＝arcsin(b/A)

这是因为有必要转化对应于图18的I-IV象限的a和b。

值τ的区间如下：

0°＜τ＜360°

表1

图19为在感光鼓360°的旋转角中的十七个点(包括0°、120°、240°的三个点)上形成测试图样的情况下偏差Δ1至Δ17的测量结果。图20示出从图19中提取的在0°、120°、240°三个点上的偏差0、-0.8和-3.1。

通过使用图20的数据计算上述公式得到以下值：

a＝1.33

b＝1.30

A＝1.86

τ1＝44.3°

τ＝44.3°

C＝-1.3

图21为对应这些值的重现波(正弦曲线)。图21的正弦曲线是在C＝0时画出的，以明显地示出正弦曲线平移了τ＝44.3°。

从而，获得了相对于基准位置的相移τ以及相对于基准位置的沿副扫描方向的色彩重合误差C。因此，如果图像沿副扫描方向向前(向图像的后侧方向)平移C个点，则成像位置向后(向图像的前侧)移动以校正色彩重合误差。在另一实施方式中，当一个颜色(例如黑色)成像位置设为基准位置时，其它颜色成像位置可进行调节以适合黑色成像位置。例如，如果黑色图像向前平移50点而青色图像向前平移30点，则可通过使青色图像再向前平移20点来进行调节以适合黑色成像位置。对于黄色和红色图像也能够进行相似的调节。

图12为沿箭头方向X运送的带30的两个边缘上的黑色测试图样PK1-PK3的示例。在该情况中，可采用一个边缘上的计算值a、b和C与另一边缘上的计算值a、b和C的平均值。

图13为沿副扫描方向的图12的多个测试图样PK1-PK3的示例。在该情况中，可采用第一计算值a、b和c与第二计算值a、b和c的平均值。

图14为用于黑色、青色、红色和黄色的四组测试图样(PK1、PC1、PM1以及PY1)、(PK2、PC2、PM2以及PY2)和(PK3、PC3、PM3以及PY3)的示例。在该情况中，可对四个颜色的每个颜色计算并采用a、b和C的值。

图15为将用于主扫描方向的一组测试图样PK4、PC4、PM4以及PY4增加至图14的测试图样中的示例。在该情况中，由于沿主扫描方向的色彩重合误差产生并增加至先前确定的沿副扫描方向的色彩重合误差C，因此色彩重合误差首先从基准位置被检测到并且被减去先前确定的沿副扫描方向的色彩重合误差，使得可确定沿主扫描方向的色彩重合误差。

图16示出对应于图2的本发明的另一实施方式，其中，感光鼓10C、10M和10Y由共同的驱动马达26CL驱动。在该情况中，相位传感器被共同的相位传感器143CL代替。相位传感器143CL可被提供用于任一感光鼓10C、10M和10Y。在工厂装配感光鼓10C、10M和10Y期间，可调节它们的旋转相位，使得它们的旋转相位之后不再发生改变。在该情况中，应用本发明，使得黑色感光鼓10K的旋转相位不会不同于其它感光鼓10C、10M和10Y的旋转相位。

图17为图16的实施方式中的用于控制黑色感光鼓10K的黑色测试图样PK1、PK2和PK3的示例以及用于控制三个感光鼓10C、10M和10Y的相位的青色测试图样PC1、PC2和PC3的示例。为校正沿主扫描方向的对准误差以及沿副扫描方向的对准误差，有必要检测感光鼓10C、10M和10Y。图17示出仅用于进行相位控制的测试图样的示例。

Claims (12)

1.一种成像设备，包括：

多个感光鼓；

潜像形成单元，用于在每个感光鼓上形成静电潜像；

显影单元，用于使每个静电潜像显影；

转印单元，用于将显影的图像叠加并转印至移动的记录介质上；

测量单元，用于测量所述记录介质上的转印的图像的位置；以及

控制单元，用于控制所述感光鼓、所述潜像形成单元、所述显影单元和所述转印单元；

其中，所述控制单元包括：

计算单元，用于按照正弦曲线拟合方法计算与所述测量单元测量的位置的对准误差有关的值；以及

校正单元，用于通过计算出的所述值校正所述对准误差。

2.如权利要求1所述的成像设备，其中，所述控制单元让所述潜像形成单元、所述显影单元和所述转印单元执行以下步骤：

在每个感光鼓上每隔预定的旋转角形成具有测试图样的静电潜像；

将每个静电潜像显影；

将显影的图像转印至所述记录介质上；

通过所述测量单元测量每个测试图样的位置y；

按照正弦曲线拟合方法用公式y＝Asin(θ+τ)+C(θ为每个感光鼓的旋转角)表示所述位置y以确定τ和C；以及

基于所确定的τ和C校正所述记录介质上的所述对准误差。

3.如权利要求2所述的成像设备，其中，所述预定的旋转角为120°。

4.如权利要求2所述的成像设备，其中，所述感光鼓包括第一和第二感光鼓，使得所述测试图样由所述第一和第二感光鼓交替地形成于所述移动的记录介质上。

5.如权利要求2所述的成像设备，其中，所述感光鼓包括第一、第二、第三和第四感光鼓，使得由所述第二、第三和第四感光鼓形成的测试图样形成在所述移动的记录介质上的由所述第一感光鼓形成的测试图样之间。

6.如权利要求2所述的成像设备，其中，所述测试图样沿垂直于所述记录介质的移动方向的方向形成于所述移动的记录介质的两侧边缘上。

7.如权利要求2所述的成像设备，其中，所述测试图样倾斜于所述记录介质的移动方向。

8.如权利要求1所述的成像设备，其中，每个感光鼓都由专用驱动源驱动。

9.如权利要求1所述的成像设备，其中，所述感光鼓至少包括第一、第二和第三感光鼓，使得所述感光鼓中的两个而不是一个由共用驱动源驱动。

10.如权利要求1所述的成像设备，还包括用于检测每个感光鼓的旋转相位的相位传感器，使得所述控制单元响应所述相位传感器的输出而运行以确认所述校正单元的校正结果。

11.如权利要求1所述的成像设备，还包括用于检测每个感光鼓的旋转相位的相位传感器，其中，所述控制单元响应所述相位传感器的输出而运行以调整所述校正单元的校正结果。

12.如权利要求2所述的成像设备，其中，所述预定旋转角确定为使得基准正弦波中对应于所述测试图样的各值之和变为零。

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