專利名稱：圖像形成裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種諸如彩色復(fù)印機(jī)或彩色激光打印機(jī)的圖像形成裝置。
背景技術(shù)：
如圖24所示，作為傳統(tǒng)圖像形成裝置的圖像形成裝置1001包括作為承載和傳送轉(zhuǎn)印材料P的轉(zhuǎn)印材料承載部件的轉(zhuǎn)印帶1005。在該圖像形成裝置1001中，用于黃色(Y)、品紅(M)、青色(C)和黑色(Bk)的處理盒(下文中簡稱為“盒”)以級聯(lián)方式沿著轉(zhuǎn)印帶1005的轉(zhuǎn)印材料承載表面布置。在盒1014至1017上方，與各盒1014至1017關(guān)聯(lián)地設(shè)置光學(xué)單元1018、1019、1020、1021。在盒1014至1017下方，設(shè)置與作為各盒1014至1017的圖像承載部件的各感光鼓1006、1007、1008、1009相關(guān)聯(lián)的轉(zhuǎn)印輥1010、1011、1012、1013，其中在感光鼓1006、1007、1008、1009和轉(zhuǎn)印輥1010、1011、1012、1013之間插有轉(zhuǎn)印帶1005。
利用上述設(shè)置，通過公知的電子照相過程獲得的黃色、品紅、青色和黑色調(diào)色劑圖像以重疊方式轉(zhuǎn)印到由拾取輥1003和片材進(jìn)給及傳送輥對1029從片材盒1002進(jìn)給到轉(zhuǎn)印帶1005的轉(zhuǎn)印材料P上。由定影單元1022將轉(zhuǎn)印到轉(zhuǎn)印材料P上的調(diào)色劑圖像定影，并通過排出片材傳感器1024和片材路徑1023從該裝置中排出。
為了在轉(zhuǎn)印材料P的反面上也形成調(diào)色劑圖像，將轉(zhuǎn)印材料P在經(jīng)過定影單元1022之后又通過另一個(gè)片材路徑1025傳送到轉(zhuǎn)印帶1005上，并按照類似于上述方式的方式在轉(zhuǎn)印材料P的反面上形成調(diào)色劑圖像。
應(yīng)當(dāng)注意由轉(zhuǎn)印帶驅(qū)動輥1004旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動轉(zhuǎn)印帶1005。
在圖像形成裝置1001中，用于各種顏色的光學(xué)單元1018至1021通過用激光束L1、L2、L3、L4照射相應(yīng)感光鼓1006至1009的表面來掃描各表面，由此在各感光鼓1006至1009的表面上形成潛像。在圖像形成裝置1001中執(zhí)行的圖像形成操作序列中，控制激光束L1、L2、L3、L4以同步執(zhí)行掃描，從而可以從所傳送的轉(zhuǎn)印材料P上的預(yù)定位置開始轉(zhuǎn)印圖像。
圖像形成裝置1001包括驅(qū)動片材進(jìn)給及傳送輥對1029的片材進(jìn)給及傳送馬達(dá)、驅(qū)動轉(zhuǎn)印帶驅(qū)動輥1004的轉(zhuǎn)印帶驅(qū)動馬達(dá)、驅(qū)動各顏色感光鼓1006至1009的感光鼓驅(qū)動馬達(dá)、驅(qū)動定影單元1022的定影輥對1022a的定影輥驅(qū)動馬達(dá)等等(它們都沒有示出)。為了形成令人滿意的圖像，將這些馬達(dá)控制在固定的旋轉(zhuǎn)速度。
但是，利用傳統(tǒng)的圖像形成裝置，可能存在內(nèi)部溫度由于合并入定影單元中的加熱器的溫度控制和/或驅(qū)動馬達(dá)的加熱而上升、并且轉(zhuǎn)印帶驅(qū)動輥由于溫度上升而熱膨脹從而導(dǎo)致轉(zhuǎn)印帶的速度增加的情況。在這種情況下，當(dāng)將各種顏色的調(diào)色劑圖像以重疊的方式轉(zhuǎn)印到轉(zhuǎn)印材料的指定位置上時(shí)，發(fā)生所謂的顏色移位從而導(dǎo)致圖像質(zhì)量明顯下降。具體地說，由于感光鼓和轉(zhuǎn)印帶驅(qū)動輥被控制為以固定速度旋轉(zhuǎn)，該轉(zhuǎn)印帶驅(qū)動輥的圓周速度隨著轉(zhuǎn)印帶驅(qū)動輥的直徑由于熱膨脹導(dǎo)致的增加而提高，結(jié)果轉(zhuǎn)印帶的速度提高從而導(dǎo)致顏色移位。
作為解決上述問題的方法的例子，有一種方法在轉(zhuǎn)印帶上形成顏色移位檢測圖案并由傳感器讀取該顏色移位檢測圖案，以檢測各顏色的顏色移位的相對量，并基于該檢測結(jié)果校正通過激光束對各顏色進(jìn)行的圖像寫入的開始位置，也就是執(zhí)行對準(zhǔn)校正。但該方法存在以下問題(1)盡管在剛剛對準(zhǔn)校正之后各顏色的圖像寫入的開始位置可以處于對準(zhǔn)狀態(tài)，但是例如在連續(xù)打印的情況下，因?yàn)樵撗b置中的溫度進(jìn)一步升高，轉(zhuǎn)印帶的圓周速度逐漸增加，由此在打印完多張片材后，顏色移位量很大。
(2)為了解決這個(gè)問題，例如可以在每當(dāng)打印完預(yù)定數(shù)量的片材之后執(zhí)行對準(zhǔn)校正，但是頻繁的對準(zhǔn)校正會降低圖像形成裝置的吞吐量。此外，由于在對準(zhǔn)校正期間在轉(zhuǎn)印帶上形成對準(zhǔn)校正圖案，因此調(diào)色劑的消耗增加，從而導(dǎo)致用戶的成本效益降低。
作為用于校正顏色移位的另一種方法示例，有一種方法預(yù)先在轉(zhuǎn)印帶上形成對準(zhǔn)參考標(biāo)記，并通過CCD傳感器檢測該對準(zhǔn)參考標(biāo)記，基于檢測結(jié)果來校正圖像寫入位置(例如參見日本公開專利出版物(Kokai)2000-071522)。
但在該方法中，由于需要預(yù)先在轉(zhuǎn)印帶上形成參考標(biāo)記，因此轉(zhuǎn)印帶的制造成本很高，而且該裝置必須很寬才能在轉(zhuǎn)印帶上確保參考標(biāo)記的空間。
這種問題也出現(xiàn)在具有中間轉(zhuǎn)印部件的圖像形成裝置中。
此外，傳統(tǒng)的圖像形成裝置具有用于進(jìn)給和傳送轉(zhuǎn)印材料的片材進(jìn)給及傳送輥對。當(dāng)轉(zhuǎn)印帶的速度隨著裝置中溫度的升高而增加時(shí)，由片材進(jìn)給及傳送輥對施加的轉(zhuǎn)印材料傳送力和由轉(zhuǎn)印帶施加的轉(zhuǎn)印材料傳送力之間的差增加，從而造成顏色移位和圖像模糊。當(dāng)通過片材進(jìn)給及傳送輥對施加的轉(zhuǎn)印材料傳送力大于由轉(zhuǎn)印帶施加的轉(zhuǎn)印材料傳送力時(shí)，很可能在傳送方向上推動轉(zhuǎn)印材料。在這種情況下，如果轉(zhuǎn)印材料比較有彈性，如厚紙張，則會在轉(zhuǎn)印材料的尾端出現(xiàn)圖像模糊。
另一方面，還存在當(dāng)通過轉(zhuǎn)印帶施加的轉(zhuǎn)印材料傳送力大于通過片材進(jìn)給及傳送輥對施加的轉(zhuǎn)印材料傳送力時(shí)在轉(zhuǎn)印材料的前端出現(xiàn)圖像模糊或顏色移位的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種圖像形成裝置，其可以降低由該裝置中升高的溫度導(dǎo)致的顏色移位和圖像模糊，形成高質(zhì)量的圖像，而不會導(dǎo)致該裝置的成本和尺寸的增加。
在本發(fā)明的一個(gè)方面中，提供了一種圖像形成裝置，包括帶、適于讀取該帶的表面圖案的讀取單元、和適于基于由讀取單元讀取的帶的表面圖案來控制帶在垂直于帶的運(yùn)動方向的橫向方向上的運(yùn)動的控制器。
根據(jù)本發(fā)明，可以減少由于裝置中的溫度升高而導(dǎo)致的顏色移位和圖像模糊，而不會導(dǎo)致裝置的成本和尺寸的增加。因此，可以形成高質(zhì)量的圖像。
通過下面結(jié)合附圖進(jìn)行的詳細(xì)描述，本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將會更加明顯。


圖1是示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的圖像形成裝置的主要部分的截面視圖。
圖2是示出用于圖1的圖像形成裝置中的外側(cè)輥的對齊調(diào)整機(jī)構(gòu)的透視圖。
圖3是示出圖1的圖像形成裝置的內(nèi)部電配置的電路框圖。
圖4是示出圖1的圖像形成裝置的直流馬達(dá)單元的結(jié)構(gòu)的框圖。
圖5是示意性地示出圖1的圖像形成裝置的圖像傳感器單元的結(jié)構(gòu)的框圖。
圖6是示出由圖5的圖像傳感器單元產(chǎn)生的中間轉(zhuǎn)印帶的表面圖像的例子的圖。
圖7是示意性地示出圖5的圖像傳感器單元的結(jié)構(gòu)的電路框圖。
圖8是用于說明圖5的圖像傳感器單元的電路操作的圖。
圖9是示意性地示出圖1的圖像形成裝置的DSP的結(jié)構(gòu)的框圖。
圖10是用于說明利用圖7的圖像傳感器單元檢測中間轉(zhuǎn)印帶的表面圖像的方法的圖。
圖11A至11I示出由圖5的圖像傳感器單元產(chǎn)生的中間轉(zhuǎn)印帶的表面圖像的例子和由圖9的DSP產(chǎn)生的移位表面圖像的例子。
圖12A至12I示出由圖5的圖像傳感器單元產(chǎn)生的中間轉(zhuǎn)印帶的表面圖像的例子和由圖9的DSP產(chǎn)生的移位表面圖像的例子。
圖13A至圖13I示出由圖5的圖像傳感器單元產(chǎn)生的中間轉(zhuǎn)印帶的表面圖像的例子和由圖9的DSP產(chǎn)生的移位表面圖像的例子。
圖14是由圖9的DSP執(zhí)行的馬達(dá)速度控制過程的流程圖。
圖15是在圖14的馬達(dá)速度控制過程中執(zhí)行的馬達(dá)速度控制過程的流程圖。
圖16是在圖14的馬達(dá)速度控制過程中執(zhí)行的馬達(dá)伺服控制過程的流程圖。
圖17是由圖9的DSP執(zhí)行的中間轉(zhuǎn)印帶移位控制過程的流程圖。
圖18是在圖17的移位控制過程中執(zhí)行的移位量檢測過程的流程圖。
圖19是示意性地示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的圖像形成裝置的主要部分的截面視圖。
圖20A和20B示出作為對圖5中示出的CMOS傳感器讀取的中間轉(zhuǎn)印帶的表面圖像進(jìn)行二值化的結(jié)果而獲得的各表面圖像。
圖21A和21B是分別示出基于圖20A和20B中的二值化圖像的質(zhì)心計(jì)算結(jié)果的圖。
圖22由圖9的DSP執(zhí)行的馬達(dá)速度控制過程的流程圖。
圖23是在圖22的馬達(dá)速度控制過程中的速度檢測過程的流程圖。
圖24示出傳統(tǒng)的級聯(lián)式圖像形成裝置的例子。
具體實(shí)施例方式
下面參照示出本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的附圖詳細(xì)描述本發(fā)明。
首先對根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的圖像形成裝置進(jìn)行描述。
圖1是示出根據(jù)第一實(shí)施例的圖像形成裝置的主要部分的截面視圖。如圖1所示，根據(jù)第一實(shí)施例的圖像形成裝置1是包括并排布置的多個(gè)圖像形成部分的彩色圖像形成裝置。
圖像形成裝置1是電子照相類型的，并包括光學(xué)系統(tǒng)1R和圖像輸出部分1P。光學(xué)系統(tǒng)1R讀取原件上的圖像，圖像輸出部分1P基于通過光學(xué)系統(tǒng)1R讀取的圖像信息在轉(zhuǎn)印材料P上形成圖像。圖像輸出部分1P主要包括圖像形成部分10、片材進(jìn)給單元20、中間轉(zhuǎn)印單元30、定影單元40和包括控制板70的控制器。在圖像形成部分10中，并排布置由四個(gè)結(jié)構(gòu)相同的站(station)。
下面對上述單元進(jìn)行詳細(xì)描述。在圖像形成部分10中，作為被沿著圖1的箭頭指示的方向旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的圖像承載部件的感光鼓11a、11b、11c、11d在其中心被可轉(zhuǎn)動地支撐。而且，在圖像形成部分10中，沿感光鼓11a至11d的旋轉(zhuǎn)方向面對感光鼓11a至11d的外圓周表面布置了初級靜電充電器12(12a、12b、12c、12d)、光學(xué)系統(tǒng)13(13a、13b、13c、13d)和顯影裝置14(14a、14b、14c、14d)。
如下所述，圖像形成部分10還具有分別旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動感光鼓11a、11b、11c、11d的Y鼓驅(qū)動馬達(dá)52、M鼓驅(qū)動馬達(dá)53、C鼓驅(qū)動馬達(dá)54和Bk鼓驅(qū)動馬達(dá)55。此外，如下所述，圖像形成部分10還具有用光線分別掃描感光鼓11a、11b、11c、11d的Y掃描儀馬達(dá)單元63、M掃描儀馬達(dá)單元64、C掃描儀馬達(dá)單元65、Bk掃描儀馬達(dá)單元66。
在圖像形成部分10中，初級靜電充電器12a至12d均勻地對各感光鼓11a至11d的表面充電。然后，光學(xué)系統(tǒng)13a至13d使用掃描儀馬達(dá)單元63、64、65、66對感光鼓11a至11d照射光線，如基于記錄圖像信號調(diào)制的激光束，由此在各感光鼓11a至11d上形成靜電潛像。然后，存儲四種顏色即黃色、品紅、青色和黑色的顯影劑(調(diào)色劑)的顯影裝置14a至14d將各靜電潛像可視化為調(diào)色劑圖像。應(yīng)當(dāng)注意，在初級轉(zhuǎn)印區(qū)Ta、Tb、Tc、Td的下游可視化后的調(diào)色劑圖像轉(zhuǎn)印到作為帶部件的中間轉(zhuǎn)印帶31的位置上，留在感光鼓11a至11d上沒有轉(zhuǎn)印到轉(zhuǎn)印材料P上的殘留調(diào)色劑被清潔裝置15(15a、15b、15c、15d)刮掉，以清潔感光鼓11a至11d的表面。通過上述過程，利用各顏色的調(diào)色劑依次形成圖像。
如圖1所示，片材進(jìn)給單元20包括用于存儲轉(zhuǎn)印材料P的片材盒21(21a和21b)、手動進(jìn)給盤27和用于從片材盒21a或21b或手動進(jìn)給盤27中一張接一張地進(jìn)給轉(zhuǎn)印材料P的拾取輥22a、22b和26。片材進(jìn)給單元20還包括用于與由圖像形成部分10形成圖像的定時(shí)同步地向次級轉(zhuǎn)印區(qū)Te進(jìn)給轉(zhuǎn)印材料P的阻擋輥(resist roller)25a；以及用于將從拾取輥22a、22b、26進(jìn)給的轉(zhuǎn)印材料P傳送到阻擋輥25a和25b的進(jìn)給輥對23和進(jìn)給導(dǎo)引件24。
片材進(jìn)給單元20還包括具有片材進(jìn)給馬達(dá)的片材進(jìn)給馬達(dá)單元62，該片材進(jìn)給馬達(dá)分別旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動拾取輥22a、22b、26、進(jìn)給輥對23和阻擋輥25a和25b，下面將會描述。
中間轉(zhuǎn)印單元30具有作為中間轉(zhuǎn)印部件的中間轉(zhuǎn)印帶31。中間轉(zhuǎn)印帶31張緊地卷繞在向中間轉(zhuǎn)印帶31輸送驅(qū)動力的轉(zhuǎn)印帶驅(qū)動輥(下游輥)32、利用彈簧(彈性部件)產(chǎn)生的推力向中間轉(zhuǎn)印帶31施加適當(dāng)?shù)膹埩Φ膹埦o輥(上游輥)33(未示出)、在其間插有中間轉(zhuǎn)印帶31的情況下與次級轉(zhuǎn)印區(qū)Te相對設(shè)置的次級轉(zhuǎn)印內(nèi)側(cè)輥34、以及外側(cè)輥80上。外側(cè)輥80設(shè)置在中間轉(zhuǎn)印帶31的外側(cè)，并且在傳送轉(zhuǎn)印材料P的方向上(通過箭頭B表示的方向)位于次級轉(zhuǎn)印區(qū)Te和初級轉(zhuǎn)印區(qū)Td之間。應(yīng)當(dāng)注意中間轉(zhuǎn)印帶31的材料的例子包括PET(聚對苯二甲酸乙二醇酯)和PVdF(聚偏氟乙烯)。
如圖1所示，初級轉(zhuǎn)印平面A形成在中間轉(zhuǎn)印帶31的上表面上，位于轉(zhuǎn)印帶驅(qū)動輥32和張緊輥33之間的區(qū)域中。轉(zhuǎn)印帶驅(qū)動輥32是表面涂有幾毫米厚的橡膠(聚氨酯(urethane)或氯丁二烯)的金屬輥，從而防止轉(zhuǎn)印帶驅(qū)動輥32和中間轉(zhuǎn)印帶31之間的滑動。
在其中感光鼓11a至11d和中間轉(zhuǎn)印帶31相對設(shè)置的初級轉(zhuǎn)印區(qū)Ta至Td中，初級轉(zhuǎn)印裝置35a、35b、35c、35d設(shè)置在各感光鼓11a至11d對面，而中間轉(zhuǎn)印帶31插在它們之間。而且，次級轉(zhuǎn)印裝置36設(shè)置在次級轉(zhuǎn)印內(nèi)側(cè)輥34對面，其中中間轉(zhuǎn)印帶31插在它們之間以形成次級轉(zhuǎn)印區(qū)Te。
用于清潔有圖像形成在上面的中間轉(zhuǎn)印帶31的表面的清潔裝置50設(shè)置在中間轉(zhuǎn)印帶31的次級轉(zhuǎn)印區(qū)Te的下游位置上。清潔裝置50包括清潔器刀片51和用于收納廢調(diào)色劑的廢調(diào)色劑盒52a。應(yīng)當(dāng)注意，清潔器刀片51的材料的例子包括聚氨酯橡膠。
如下所述，中間轉(zhuǎn)印單元30還包括轉(zhuǎn)印帶驅(qū)動馬達(dá)56，它是旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動轉(zhuǎn)印帶驅(qū)動輥32的轉(zhuǎn)印承載部件驅(qū)動馬達(dá)；以及向初級轉(zhuǎn)印裝置35a至35d和次級轉(zhuǎn)印裝置36施加高電壓的高壓單元59。
如圖1所示，定影單元40包括其中并入了諸如鹵素加熱器的熱源的定影輥41a、通過壓力壓在定影輥41a上的加壓輥41b、用于將轉(zhuǎn)印材料P引導(dǎo)至位于定影輥41a和加壓輥41b之間的壓合部分的導(dǎo)引件43、用于將從定影輥41a和加壓輥41b排出的轉(zhuǎn)印材料P引導(dǎo)到圖像形成裝置1的外部的內(nèi)片材排出輥對44和外片材排出輥對45。加壓輥41b可以具有熱源。定影單元40還包括旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動定影輥41a的定影輥驅(qū)動馬達(dá)57，下面將要描述。
上述控制器包括用于控制上述單元的機(jī)構(gòu)的操作的控制板、馬達(dá)驅(qū)動板等等。
而且，在圖像形成裝置1中，中間轉(zhuǎn)印單元30包括下面將描述的針對外側(cè)輥80的對齊調(diào)整機(jī)構(gòu)和圖像傳感器單元60，圖像傳感器單元60是讀取中間轉(zhuǎn)印帶31的表面圖案以便通過控制轉(zhuǎn)印帶驅(qū)動輥32的旋轉(zhuǎn)速度而控制中間轉(zhuǎn)印帶31的運(yùn)動速度的讀取單元。如圖1所示，圖像傳感器單元60設(shè)置在感光鼓11a和中間轉(zhuǎn)印帶31的附近。圖像傳感器單元60將光照射在中間轉(zhuǎn)印帶31的表面上，聚集來自中間轉(zhuǎn)印帶31的表面的反射光以形成圖像，并向中間轉(zhuǎn)印帶31的指定區(qū)域中輸出表示表面圖案的表面圖像。
下面將描述如上所述構(gòu)造的圖像形成裝置1的基本操作。
當(dāng)響應(yīng)用戶的預(yù)定操作而發(fā)出圖像形成操作啟動信號時(shí)，首先由拾取輥22a從片材盒21a中逐張地進(jìn)給轉(zhuǎn)印材料P。然后將每個(gè)轉(zhuǎn)印材料P通過進(jìn)給輥對23在進(jìn)給導(dǎo)引件24上傳送到阻擋輥25a和25b。當(dāng)轉(zhuǎn)印材料P到達(dá)阻擋輥25a和25b時(shí)，該阻擋輥25a和25b擱置不動，從而使轉(zhuǎn)印材料P的前端緊靠著壓合部分。此后，阻擋輥25a和25b與圖像形成部分10開始形成圖像的定時(shí)同步地開始旋轉(zhuǎn)。設(shè)置阻擋輥25a和25b開始旋轉(zhuǎn)的定時(shí)，使得轉(zhuǎn)印材料P和由圖像形成部分10初級轉(zhuǎn)印到中間轉(zhuǎn)印帶31上的調(diào)色劑圖像可以同時(shí)傳送到次級轉(zhuǎn)印區(qū)Te中。
另一方面，在圖像形成部分10中，在設(shè)置在中間轉(zhuǎn)印帶31的旋轉(zhuǎn)方向上最上游側(cè)的感光鼓11d上形成的調(diào)色劑圖像在初級轉(zhuǎn)印區(qū)Td中通過初級轉(zhuǎn)印裝置35d初級轉(zhuǎn)印到中間轉(zhuǎn)印帶31上，其中在該初級轉(zhuǎn)印裝置35d上施加了高電壓。然后將初級轉(zhuǎn)印到中間轉(zhuǎn)印帶31上的調(diào)色劑圖像傳送到下一個(gè)初級轉(zhuǎn)印區(qū)Tc，通過初級轉(zhuǎn)印裝置35c將形成在感光鼓11c上的調(diào)色劑圖像轉(zhuǎn)印到已初級轉(zhuǎn)印到中間轉(zhuǎn)印帶31上的調(diào)色劑圖像上。在初級轉(zhuǎn)印區(qū)Tc中，在與在初級轉(zhuǎn)印區(qū)Td中轉(zhuǎn)印調(diào)色劑圖像和將該調(diào)色劑圖像傳送到初級轉(zhuǎn)印區(qū)Tc之間的時(shí)間對應(yīng)的時(shí)間延遲之后執(zhí)行調(diào)色劑圖像的轉(zhuǎn)印。因此，以先前轉(zhuǎn)印的調(diào)色劑圖像和下一個(gè)調(diào)色劑圖像處于對準(zhǔn)狀態(tài)的方式將下一個(gè)調(diào)色劑圖像轉(zhuǎn)印到先前轉(zhuǎn)印的調(diào)色劑圖像上。在初級轉(zhuǎn)印區(qū)Tb和Ta中以及在初級轉(zhuǎn)印區(qū)Td和Tc中重復(fù)執(zhí)行相同的處理，結(jié)果將四種顏色的調(diào)色劑圖像初級轉(zhuǎn)印到中間轉(zhuǎn)印帶31上。
此后，當(dāng)轉(zhuǎn)印材料P進(jìn)入次級轉(zhuǎn)印區(qū)Te并與中間轉(zhuǎn)印帶31接觸時(shí)，與轉(zhuǎn)印材料P通過次級轉(zhuǎn)印輥36的定時(shí)同步地向次級轉(zhuǎn)印輥36施加高電壓。結(jié)果是將通過上述過程形成在中間轉(zhuǎn)印帶31上的四種顏色的調(diào)色劑圖像全部轉(zhuǎn)印到轉(zhuǎn)印材料P的表面上。然后通過傳送導(dǎo)引件43將上面已經(jīng)轉(zhuǎn)印了調(diào)色劑圖像的轉(zhuǎn)印材料P精確地引導(dǎo)至定影單元40的定影輥41a與加壓輥41b之間的壓合部分。然后通過定影單元40的輥41a和41b產(chǎn)生的熱量和來自壓合部分的壓力將調(diào)色劑圖像定影到轉(zhuǎn)印材料P的表面上。然后通過內(nèi)部排出輥對44和外部排出輥對45傳送調(diào)色劑圖像已定影到其上的轉(zhuǎn)印材料P，并將其從圖像形成裝置1中排出。
而且，圖像形成裝置1可以對中間轉(zhuǎn)印單元30的外側(cè)輥80進(jìn)行對齊。具體地說，外側(cè)輥80具有圖1中的通過承載體(bearing)(未示出)轉(zhuǎn)動地支撐的后端部分和圖1中的前端部分，該前端部分被圖2中的對齊調(diào)整機(jī)構(gòu)使得在圖1的箭頭C指示的方向上運(yùn)動，下面將對此進(jìn)行描述。也就是說，外側(cè)輥80配置為通過對齊調(diào)整機(jī)構(gòu)對齊，并且通過對齊調(diào)整機(jī)構(gòu)的操作對外側(cè)輥80進(jìn)行對齊。
圖2是示出外側(cè)輥80的對齊調(diào)整機(jī)構(gòu)的透視圖。
如圖2所示，對齊調(diào)整機(jī)構(gòu)包括外側(cè)輥80、操縱(steering)馬達(dá)81、承載體82和拉長承載體83。
在外側(cè)輥80的前部中的軸末端部分80a通過固定在側(cè)板(未示出)上的拉長承載體83轉(zhuǎn)動地支撐，使得該軸末端部分可以旋轉(zhuǎn)。在拉長承載體83中，拉長孔83a支撐軸末端部分80a，使得軸末端部分80a可以在通過箭頭R1和R2指示的兩個(gè)方向上運(yùn)動(通過圖1的箭頭C指示的方向)并且旋轉(zhuǎn)。應(yīng)當(dāng)注意，在拉長承載體83前面的位置上，承載體82與軸末端部分80a嚙合。操縱馬達(dá)81固定在上述未示出的側(cè)板上。具有導(dǎo)線的輸出軸81a安裝在操縱馬達(dá)81的一端上，而輸出軸81a的一端與承載體82接觸。未示出的彈簧部件設(shè)置在承載體82的另一側(cè)，用于通過在箭頭R1指示的方向上推動承載體82而將該承載體壓在輸出軸81a上。
在上述對齊調(diào)整機(jī)構(gòu)中，當(dāng)操縱馬達(dá)81在箭頭M1指示的方向上扭轉(zhuǎn)預(yù)定步進(jìn)數(shù)量(number of step)時(shí)，輸出軸81a在箭頭L1指示的方向上運(yùn)動預(yù)定量，承載體82在箭頭L1指示的方向上運(yùn)動預(yù)定量。另一方面，當(dāng)操縱馬達(dá)81在箭頭M2指示的方向上扭轉(zhuǎn)預(yù)定步進(jìn)數(shù)量時(shí)，輸出軸81a在箭頭L2指示的方向上運(yùn)動預(yù)定量，承載體82在箭頭L2指示的方向上運(yùn)動預(yù)定量。通過以這種方式旋轉(zhuǎn)操縱馬達(dá)81，外側(cè)輥80的前部中的軸末端部分80a可以在箭頭R1或R2指示的方向上運(yùn)動。由此，可以將外側(cè)輥80對齊。
通過利用上述對齊調(diào)整機(jī)構(gòu)將外側(cè)輥80對齊，可以控制中間轉(zhuǎn)印帶31移動的方向。當(dāng)外側(cè)輥80的前部中的軸末端部分80a在箭頭R1指示的方向上運(yùn)動時(shí)，在中間轉(zhuǎn)印帶31上施加使中間轉(zhuǎn)印帶31在箭頭S2指示的方向上移動的力。另一方面，當(dāng)外側(cè)輥80的前部中的軸末端部分80a在箭頭R2指示的方向上運(yùn)動時(shí)，在中間轉(zhuǎn)印帶31上施加使中間轉(zhuǎn)印帶31在箭頭S1指示的方向上移動的力。通過使用上述特征將外側(cè)輥80對齊，在中間轉(zhuǎn)印帶31上，在使得抵消例如通過該裝置的主體變形而施加在中間轉(zhuǎn)印帶31上的移動力的方向上主動施加移動力，從而中間轉(zhuǎn)印帶31可以在不會偏離預(yù)定位置的情況下運(yùn)動。
下面描述圖像形成裝置1的電配置。圖3是示出圖像形成裝置1的內(nèi)部電配置的電路圖。
如圖3所示，圖像形成裝置1包括DSP(數(shù)字信號處理器)50、CPU 51、控制片材進(jìn)給馬達(dá)單元62的片材進(jìn)給馬達(dá)驅(qū)動器61、控制操縱馬達(dá)81的操縱馬達(dá)驅(qū)動器67。
DSP 50與驅(qū)動各種顏色的感光鼓11a、11b、11c、11d的用于各種顏色的鼓驅(qū)動馬達(dá)52、53、54、55、旋動地驅(qū)動轉(zhuǎn)印帶驅(qū)動輥32的轉(zhuǎn)印帶驅(qū)動馬達(dá)56、旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動定影輥41a的定影輥驅(qū)動馬達(dá)57、圖像傳感器單元60、片材進(jìn)給馬達(dá)驅(qū)動器61和操縱馬達(dá)驅(qū)動器67連接。CPU 51與利用光線掃描感光鼓11a、11b、11c、11d的用于各種顏色的掃描儀馬達(dá)單元63、64、65、66、定影單元40以及向初級轉(zhuǎn)印裝置35a、35b、35c、35d和次級轉(zhuǎn)印裝置36施加高電壓的高壓單元59連接。
通過DSP 50控制鼓驅(qū)動馬達(dá)52至55、轉(zhuǎn)印帶驅(qū)動馬達(dá)56、定影輥驅(qū)動馬達(dá)57、圖像傳感器單元60、片材進(jìn)給馬達(dá)驅(qū)動器61、和操縱馬達(dá)驅(qū)動器67。掃描單元63至66、高壓單元59和定影單元40由CPU 51控制。
下面參照圖4，將對由DSP 50控制的鼓驅(qū)動馬達(dá)52至55和轉(zhuǎn)印帶驅(qū)動馬達(dá)56的結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡要描述。鼓驅(qū)動馬達(dá)52至55和轉(zhuǎn)印帶驅(qū)動馬達(dá)56通過其中并入了圖4所示三相直流馬達(dá)404的直流馬達(dá)單元401來實(shí)施。
如圖4所示，直流馬達(dá)單元401具有控制IC 402和驅(qū)動器403以及三相直流馬達(dá)404。控制IC 402具有預(yù)驅(qū)動器405和邏輯電路406。直流馬達(dá)單元401與控制IC 402連接，并包括三個(gè)霍耳傳感器407、408、409和速度檢測MR傳感器410，它們設(shè)置在三相直流馬達(dá)404附近。
DSP 50根據(jù)來自速度檢測MR傳感器410的速度檢測信號413計(jì)算馬達(dá)旋轉(zhuǎn)速度，并控制PWM信號412使得三相直流馬達(dá)404的旋轉(zhuǎn)速度(RPM)可以為目標(biāo)速度。控制IC 402基于來自霍耳傳感器407至409的檢測信號改變要提供給線圈的電流，使得該電流可以以期望的方向通過線圈。從控制IC 402輸出的電流由驅(qū)動器403基于PWM信號412放大，放大的電流提供給三相直流馬達(dá)404的每個(gè)線圈。應(yīng)當(dāng)注意在圖4中，附圖標(biāo)記411表示作為用于啟動三相直流馬達(dá)404的命令的馬達(dá)啟動信號。
下面參照圖5對圖像傳感器單元60的結(jié)構(gòu)進(jìn)行描述。圖5是示意性地示出圖像傳感器單元60的結(jié)構(gòu)的框圖。
如圖1和5所示，圖像傳感器單元60與圖像形成部分10中的中間轉(zhuǎn)印帶31相對設(shè)置，并包括作為發(fā)光部件的LED 601、作為光電轉(zhuǎn)換元件的CMOS傳感器602、透鏡603和圖像形成透鏡604。從LED601發(fā)射的光在傾斜的方向上通過透鏡603照射到中間轉(zhuǎn)印帶31的表面上或轉(zhuǎn)印材料P的表面上。從照射到中間轉(zhuǎn)印帶31或轉(zhuǎn)印材料P上的光反射的光通過圖像形成透鏡604被聚集從而在CMOS傳感器602上形成圖像。以這種方式，圖像傳感器單元60讀取中間轉(zhuǎn)印帶31的表面圖案或轉(zhuǎn)印材料P的表面圖像，以建立對應(yīng)的圖像數(shù)據(jù)。盡管在本實(shí)施例中，使用LED作為照明部件，但是照明部件不必是LED，而可以是任何光源如激光光源。
下面參照圖6描述由圖像傳感器單元60產(chǎn)生的表面圖像。圖6是示出由圖像傳感器單元60產(chǎn)生的中間轉(zhuǎn)印帶31的表面圖像例子的視圖。如圖6所示，利用圖像傳感器單元60，表示中間轉(zhuǎn)印帶31的表面圖案的表面圖像可以由圖像形成透鏡604放大成放大圖像71。在圖6中，附圖標(biāo)記72表示通過由CMOS傳感器602檢測放大圖像71的一部分的色調(diào)而獲得的圖像。
中間轉(zhuǎn)印帶31的表面具有由瑕疵、污點(diǎn)等形成的不平(asperity)。由于以傾斜方向照射到該不平上的光使得在該不平之后產(chǎn)生陰影，因此通過將光以傾斜方向照射到中間轉(zhuǎn)印帶31的表面上容易檢測表面圖案。
而且，通過預(yù)先在中間轉(zhuǎn)印帶31的表面層上形成處于不影響用于圖像形成的轉(zhuǎn)印控制的范圍內(nèi)的不平，可進(jìn)一步給出由CMOS傳感器602讀取的中間轉(zhuǎn)印帶31上的表面圖案的特征。
此外，如果中間轉(zhuǎn)印帶31的表面層由透明材料制成，則通過預(yù)先在中間轉(zhuǎn)印帶31的中間層上形成不平或任意圖案，可以由CMOS傳感器602檢測具有進(jìn)一步的特征的表面圖案而不會影響轉(zhuǎn)印。
圖6所示的圖像72代表在利用具有24×16個(gè)像素的CMOS傳感器602讀取中間轉(zhuǎn)印帶31的表面圖案的情況下產(chǎn)生的表面圖像例子，其中每個(gè)像素具有8位的分辨率。應(yīng)當(dāng)注意，作為圖像傳感器單元60的光電轉(zhuǎn)換元件，可以使用CCD傳感器來代替CMOS傳感器602。
下面參照圖7描述圖像傳感器單元60的電路結(jié)構(gòu)。圖7是示意性地示出圖像傳感器單元60的結(jié)構(gòu)的電路圖。
如圖7所示，圖像傳感器單元60包括具有24×16個(gè)像素的CMOS傳感器602、控制電路611、A/D轉(zhuǎn)換器(A/D轉(zhuǎn)換電路)612、濾波器電路613、輸出電路614和PLL電路615。
參照圖8描述具有圖7所示電路結(jié)構(gòu)的圖像傳感器單元60的電路操作。圖8是用于說明圖像傳感器單元60的電路操作的圖。
DSP 50通過串行通信向控制電路(控制邏輯)611發(fā)送/CS信號S1、CLOCK(時(shí)鐘)信號S2、DATA(數(shù)據(jù))信號S3，并設(shè)置控制參數(shù)如控制電路611的濾波器電路613的濾波器常數(shù)。
通過發(fā)送圖8所示的低電平/CS信號S1，DSP 50將操作模式切換到控制參數(shù)傳輸模式，并發(fā)送8位命令信號作為DATA信號S3。為了響應(yīng)該命令信號，控制電路611控制濾波器電路613以確定CMOS傳感器602的輸出增益。
設(shè)置CMOS傳感器602的輸出增益的目的是為了圖像傳感器單元60不斷地產(chǎn)生最佳表面圖像，因?yàn)橥ㄟ^調(diào)整增益，例如中間轉(zhuǎn)印帶31的反射率根據(jù)其材料而改變。
DSP 50輸出用于將由CMOS傳感器602讀取的中間轉(zhuǎn)印帶31的表面圖案的增益調(diào)整為能實(shí)現(xiàn)下面描述的以高精度進(jìn)行圖像比較過程的電平。例如，DSP 50將CMOS傳感器602的輸出增益調(diào)整到在表示所讀取的表面圖案的圖像中形成特定對比度的電平。
然后如圖8所示，DSP 50發(fā)送高電平/CS信號S1，以將操作模式切換到從CMOS傳感器602傳輸圖像數(shù)據(jù)的圖像數(shù)據(jù)傳輸模式。CLOCK信號S2觸發(fā)輸出電路(輸出邏輯)614，使其向DSP 50逐個(gè)像素地傳輸由CMOS傳感器602的輸出通過A/D轉(zhuǎn)換器612和濾波器電路613轉(zhuǎn)換而來的數(shù)字圖像信息。此時(shí)，PLL電路615基于該CLOCK信號S2產(chǎn)生發(fā)送同步時(shí)鐘TXC S4。按照上述方式，圖像傳感器單元60依次產(chǎn)生24×16個(gè)像素?cái)?shù)據(jù)(PIXEL(像素)0，1，...，8)，而DSP 50依次接收該24×16個(gè)像素?cái)?shù)據(jù)(PIXEL 0，1，...)。
下面參照圖9簡要描述DSP 50的結(jié)構(gòu)。圖9是示意性示出DSP 50的結(jié)構(gòu)的框圖。
如圖9所示，DSP 50包括采樣控制部分501、圖像緩沖器502、圖像存儲器503、圖像比較處理部分504、速度計(jì)算處理部分505、馬達(dá)速度控制部分506、I/O控制部分507和照明控制部分508。
在DSP 50中，采樣控制部分501作為采樣單元工作，其以預(yù)定采樣周期的間隔對從CMOS傳感器602讀取的表示中間轉(zhuǎn)印帶31的表面圖案的表面圖像進(jìn)行采樣。圖像緩沖器502和圖像存儲器503是存儲裝置。該圖像比較處理部分504在下面描述的馬達(dá)速度控制過程和移位控制過程中執(zhí)行圖像比較過程。速度計(jì)算處理部分505在下面將要描述的馬達(dá)速度控制過程和移位控制過程中執(zhí)行各種計(jì)算。速度計(jì)算處理部分505還具有濾波處理部分505a，用于執(zhí)行從檢測數(shù)據(jù)中去除噪聲和其它的濾波處理。
在下面將描述的馬達(dá)速度控制過程中，馬達(dá)速度控制部分506控制轉(zhuǎn)印帶驅(qū)動馬達(dá)56，使得中間轉(zhuǎn)印帶31的運(yùn)行速度可以是目標(biāo)運(yùn)行速度。在下面將描述的移位控制過程中，馬達(dá)速度控制部分506驅(qū)動對齊調(diào)整機(jī)構(gòu)的操縱馬達(dá)81，使得中間轉(zhuǎn)印帶31的移位量可處于預(yù)定范圍內(nèi)。
I/O控制部分507是用于向圖像傳感器單元60發(fā)送并從其中接收諸如圖8所示信號的數(shù)據(jù)的輸入/輸出部分。照明控制部件(邏輯)508是控制來自圖像傳感器單元601的LED 601的照明光量的照明光量控制部分。
在DSP 50中，采用控制部分501、圖像存儲器503、速度計(jì)算處理部分505、濾波處理部分505a、馬達(dá)速度控制部分506和照明控制部分508配置為可編程。
下面描述DSP 50的操作。
DSP 50執(zhí)行下面描述的馬達(dá)速度控制過程和移位控制過程。在馬達(dá)速度控制過程中，DSP 50對以預(yù)定采樣周期的間隔采樣的中間轉(zhuǎn)印帶31的表面圖像執(zhí)行圖像比較過程，以計(jì)算該中間轉(zhuǎn)印帶31的相對運(yùn)動量，而且基于該計(jì)算結(jié)果控制轉(zhuǎn)印帶驅(qū)動馬達(dá)56的旋轉(zhuǎn)速度，使得中間轉(zhuǎn)印帶31的運(yùn)行速度可以等于預(yù)定的目標(biāo)運(yùn)行速度。在移位控制過程中，DSP 50基于計(jì)算的相對運(yùn)動量控制圖2的對齊調(diào)整機(jī)構(gòu)的操縱馬達(dá)81的操作，以將外側(cè)輥80對齊，使得中間轉(zhuǎn)印帶31的移位量可以在預(yù)定的范圍內(nèi)。應(yīng)當(dāng)注意，相對運(yùn)動量表示采樣周期之間的移位量。目標(biāo)運(yùn)行速度表示預(yù)先設(shè)置在圖像形成裝置1中的中間轉(zhuǎn)印帶31的運(yùn)行速度，例如是中間轉(zhuǎn)印帶31的初始運(yùn)行速度。上述預(yù)定范圍的移位量是在圖像形成時(shí)不會出現(xiàn)問題的范圍內(nèi)的中間轉(zhuǎn)印帶31的移位量。例如，預(yù)先通過實(shí)驗(yàn)設(shè)置移位量的預(yù)定范圍。
首先參照圖10至圖13，描述如何計(jì)算中間轉(zhuǎn)印帶31的相對運(yùn)動量。
在本實(shí)施例中，CMOS傳感器602讀取中間轉(zhuǎn)印帶31的表面圖案，以檢測如圖10所示的24×16個(gè)像素的表面圖像72。然后如圖10所示，采樣控制部分501以上述采樣周期的間隔對檢測的表面圖像72中的預(yù)定區(qū)域(如8×8個(gè)像素的表面圖像73)進(jìn)行采樣。然后采樣控制部分501通過在x方向和垂直于x方向的y方向(下面也稱為“移位方向”)上逐個(gè)像素地移位采樣后的表面圖像73來產(chǎn)生移位的表面圖像，其中轉(zhuǎn)印材料P在x方向上傳送到中間轉(zhuǎn)印帶31上。然后在下一個(gè)采樣周期中，執(zhí)行圖像比較處理以計(jì)算相對運(yùn)動量，在該圖像比較處理中，對由采樣控制部分501采樣的來自CMOS傳感器602的表面圖像(參見表面圖像73)和以上述方式產(chǎn)生的移位表面圖像進(jìn)行相互比較。具體地說，按照下面描述的方式計(jì)算中間轉(zhuǎn)印帶31的相對運(yùn)動。
如圖11A所示，CMOS傳感器602讀取中間轉(zhuǎn)印帶31的表面圖案，以檢測表示所讀取的表面圖案的24×16個(gè)像素的表面圖像(例如表面圖像72)。然后如上面參照圖10描述的，采樣控制部分501以預(yù)定的采樣周期對來自所產(chǎn)生的表面圖像72的8×8個(gè)像素的表面圖像(表面圖像73)進(jìn)行采樣，將其捕捉到圖像緩沖器502中，并將其作為參考圖像存儲到圖像存儲器503中。此時(shí)，采樣控制部分501通過在作為中間轉(zhuǎn)印帶31的傳送方向的x方向上逐個(gè)像素地移位所采樣的參考圖像73來產(chǎn)生移位的表面圖像(表面圖像101至108)，并將移位的表面圖像存儲在圖像存儲器503中(參見圖11B至11I)。也就是說，移位的表面圖像101至108是表示在中間轉(zhuǎn)印帶31的傳送方向上逐個(gè)像素地從中間轉(zhuǎn)印帶31的表面上對應(yīng)于表面圖像73的位置移位后的位置處的表面圖案的圖像。例如，移位的表面圖像101是表示在傳送方向上移位一個(gè)像素后的位置處的表面圖案的圖像，移位的表面圖像108是表示在傳送方向上移位八個(gè)像素后的位置處的表面圖案的圖像。
如圖12A至12I和13A至13I所示，采樣控制部分501還通過在x方向和垂直于傳送方向(x方向)的y方向上都逐個(gè)像素地移位采樣的參考圖像73來產(chǎn)生移位的表面圖像111至118和121至128，并將產(chǎn)生的移位表面圖像存儲在圖像存儲器503中。也就是說，移位的表面圖像111至118是表示在x方向和+y方向(朝著前方)上都逐個(gè)像素地從中間轉(zhuǎn)印帶31的表面上對應(yīng)于表面圖像73的位置移位后的位置處的表面圖案的圖像。同樣，移位的表面圖像121至128是表示在x方向和-y方向(朝著后方)上都逐個(gè)像素地從中間轉(zhuǎn)印帶31的表面上對應(yīng)于表面圖像73的位置移位后的位置處的表面圖案的圖像。例如，移位的表面圖像111是表示在傳送方向上移位一個(gè)像素并在移位方向上朝著前方移動一個(gè)像素后的位置處的表面圖案的圖像，移位的表面圖像118是表示在傳送方向上移位八個(gè)像素并在移位方向上朝著前方移位八個(gè)像素后的位置處的表面圖案的圖像，移位的表面圖像121是表示在傳送方向上移位一個(gè)像素并在移位方向上朝著后方移位一個(gè)像素后的位置處的表面圖案的圖像，移位的表面圖像128是表示在傳送方向上移位八個(gè)像素并在移位方向上朝著尾方移位八個(gè)像素后的位置處的表面圖案的圖像。
上述產(chǎn)生移位的表面圖像是為了通過在兩個(gè)方向、即中間轉(zhuǎn)印帶31的傳送方向和移位方向上產(chǎn)生逐個(gè)像素地移位的圖像來檢測在這兩個(gè)方向、即傳送方向和移位方向上的相對運(yùn)動量。應(yīng)當(dāng)注意，中間轉(zhuǎn)印帶31可以朝著圖像形成裝置1的前方或后方運(yùn)動，因此通過在+y方向上朝著前方和在-y方向上朝著后方移位而產(chǎn)生移位的表面圖像。具體地說，產(chǎn)生如圖12B所示的在x方向和+y方向上都逐個(gè)像素地移位的移位表面圖像111至118和如圖13B至13I所示的在x方向和-y方向上都逐個(gè)像素地移位的移位表面圖像121至128。
然后，圖像比較處理部分504執(zhí)行圖像比較過程。具體地說，將由采樣控制部分501新采樣的來自CMOS傳感器602的表面圖像與參考圖像(表面圖像73)和存儲在圖像存儲器503中的移位表面圖像(移位圖像101至108、111至118、121至128)進(jìn)行比較，以查找與該新采樣的表面圖像匹配的圖像。在圖像比較過程中，如果某個(gè)圖像與采樣的表面圖像不完全匹配，但以不小于預(yù)定百分比的程度與該采樣的表面圖像部分匹配，則可以確定它們彼此匹配。然后推導(dǎo)出與該采樣的表面圖像匹配的圖像從參考圖像73移位了多少個(gè)像素。因此，所產(chǎn)生的移位表面圖像與表示其在x和y方向上從參考圖像中移位了多少個(gè)像素的信息(下面稱為“移位像素?cái)?shù)量”)一起存儲在圖像存儲器503中。
接著，速度計(jì)算處理部分505基于圖像比較過程的結(jié)果執(zhí)行計(jì)算過程。在該計(jì)算過程中，假定采樣圖像與在x方向上從參考圖像移位了5個(gè)像素的圖像匹配(參見圖11F)，如果一個(gè)像素的尺寸是10μm，則通過計(jì)算確定中間轉(zhuǎn)印帶31運(yùn)動了50μm。而且，假定采樣周期是1kHz，則通過計(jì)算確定相對于前一次采樣時(shí)中間轉(zhuǎn)印帶31的運(yùn)行速度的相對速度是0.05×1kHz＝50mm/sec。
類似地，對于y方向，假定采樣圖像與在垂直于傳送方向的+y方向上從參考圖像移位了5個(gè)像素的圖像匹配(參見圖12F)，如果一個(gè)像素的尺寸是10μm，則通過計(jì)算確定中間轉(zhuǎn)印帶31朝著前方運(yùn)動了50μm。同樣，假定采樣圖像與在-y方向上從參考圖像移位了5個(gè)像素的圖像匹配(參見圖12F)，如果一個(gè)像素的尺寸是10μm，則通過計(jì)算確定中間轉(zhuǎn)印帶31朝著后方運(yùn)動了50μm。移位量可以根據(jù)這樣計(jì)算的運(yùn)動量來計(jì)算。
具體地說，在本實(shí)施例中，在DSP 50中，采樣控制部分501以預(yù)定采樣周期的間隔對從CMOS傳感器602讀取的中間轉(zhuǎn)印帶31的表面圖像進(jìn)行采樣。然后，采樣控制部分501將所采樣的表面圖像捕捉到內(nèi)部緩沖器502中，并將其作為參考圖像存儲到圖像存儲器503中。接著，圖像比較處理部分504讀取所采樣的表面圖像、在前一個(gè)采樣周期中預(yù)先采樣的參考圖像以及基于來自圖像存儲器503的參考圖像產(chǎn)生的移位的表面圖像，并在圖像比較過程中依次執(zhí)行比較操作。然后，速度計(jì)算處理部分505根據(jù)該圖像比較結(jié)果檢測在中間轉(zhuǎn)印帶31的傳送方向和移位方向上的圖像移位量，并通過推導(dǎo)出在上一個(gè)采樣周期中采樣的參考圖像在下一次采樣時(shí)在傳送方向和移位方向上移位了多少個(gè)像素，來計(jì)算相對運(yùn)動量。然后，速度計(jì)算處理部分505根據(jù)所計(jì)算的相對運(yùn)動量和采樣周期來計(jì)算中間轉(zhuǎn)印帶31的相對速度和中間轉(zhuǎn)印帶31在移位方向上的移位量。
然后，基于該計(jì)算結(jié)果，馬達(dá)速度控制部分506計(jì)算要將馬達(dá)控制到的速度，并在下面要描述的馬達(dá)速度控制過程中執(zhí)行伺服控制。此外，在移位控制過程中，馬達(dá)速度控制部分506發(fā)送在數(shù)量上與對應(yīng)于中間轉(zhuǎn)印帶31的移位量的步進(jìn)數(shù)量對應(yīng)的驅(qū)動脈沖，以旋轉(zhuǎn)操縱馬達(dá)81，由此將中間轉(zhuǎn)印帶31在移位方向上的位置控制在預(yù)定范圍內(nèi)。
應(yīng)當(dāng)注意，通過上述計(jì)算過程推導(dǎo)出的中間轉(zhuǎn)印帶31的相對速度和移位量包括檢測噪聲和/或計(jì)算誤差，因此要通過濾波處理部分505a進(jìn)行濾波，從而可以導(dǎo)出適合于伺服控制馬達(dá)的速度和適合于控制步進(jìn)馬達(dá)的驅(qū)動脈沖。例如，如果中間轉(zhuǎn)印帶31的相對速度由于檢測噪聲而是急劇變化的值，則要將伺服馬達(dá)控制到的速度急劇變化，從而可能導(dǎo)致圖像惡化。此外，在移位控制過程中，如果中間轉(zhuǎn)印帶31的移位量是急劇改變的值，則用于驅(qū)動步進(jìn)馬達(dá)的驅(qū)動脈沖的數(shù)量可能急劇變化，從而可能導(dǎo)致失去與馬達(dá)的同步。
為了避免這些問題，濾波處理部分505a對如上所述檢測的相對速度進(jìn)行濾波，馬達(dá)速度控制部分506計(jì)算要將伺服馬達(dá)控制到的速度。類似地，在移位控制過程中，在濾波處理部分505a對移位量進(jìn)行了濾波之后，馬達(dá)速度控制部分506發(fā)送在數(shù)量上與對應(yīng)于移位量的步進(jìn)數(shù)量對應(yīng)的驅(qū)動脈沖，由此以最佳方式控制步進(jìn)馬達(dá)。
下面參照圖14描述由DSP 50針對中間轉(zhuǎn)印帶31執(zhí)行的馬達(dá)速度控制過程。圖14是由DSP 50執(zhí)行的馬達(dá)速度控制過程的流程圖。在馬達(dá)速度控制過程中，執(zhí)行速度檢測過程和馬達(dá)伺服控制過程。
當(dāng)馬達(dá)速度控制過程開始時(shí)，首先DSP 50使LED 601發(fā)光，并將LED光照射到中間轉(zhuǎn)印帶31的表面上(步驟S131)。接著，DSP50執(zhí)行下面將參照圖15描述的速度檢測過程(步驟S132)。在執(zhí)行了速度檢測過程之后，DSP 50關(guān)閉LED 601(步驟S133)，并設(shè)置轉(zhuǎn)印帶驅(qū)動馬達(dá)56的目標(biāo)速度(步驟S134)。在步驟S134中，根據(jù)在速度檢測過程中計(jì)算的中間轉(zhuǎn)印帶31的平均相對速度，將轉(zhuǎn)印帶驅(qū)動馬達(dá)56的目標(biāo)速度設(shè)置為使得中間轉(zhuǎn)印帶31的運(yùn)行速度可以等于目標(biāo)運(yùn)行速度，并且保持在這一速度。在步驟S134中，由速度計(jì)算處理部分505設(shè)置轉(zhuǎn)印帶驅(qū)動馬達(dá)56的目標(biāo)速度。然后，執(zhí)行下面將參照圖16描述的針對轉(zhuǎn)印帶驅(qū)動馬達(dá)56的馬達(dá)伺服控制過程(步驟S135)，此后該過程結(jié)束。
下面描述在圖14的馬達(dá)速度控制過程的步驟S132中檢測轉(zhuǎn)印帶驅(qū)動馬達(dá)56的速度的速度檢測過程。圖15是在馬達(dá)速度控制過程的步驟S132中執(zhí)行的速度檢測過程的流程圖。
首先，監(jiān)控用于基于時(shí)鐘信號S2來確定采樣周期(例如1ms)的中斷信號(步驟S141)。如果沒有接收到該中斷信號，則該過程結(jié)束。另一方面，如果接收到該中斷信號，則CMOS傳感器602在接收到該中斷信號時(shí)讀取中間轉(zhuǎn)印帶31的表面圖案以產(chǎn)生表面圖像(例如圖10中的圖像72)(步驟S142)。然后，通過A/D轉(zhuǎn)換器612對步驟S142中產(chǎn)生的表面圖像(圖像數(shù)據(jù))進(jìn)行模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換，調(diào)整濾波器電路613的增益，使得可以從由CMOS傳感器602檢測的表面圖案產(chǎn)生最佳的表面圖像(步驟S143)。接著，濾波器電路613對模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換后的表面圖像進(jìn)行濾波(步驟S144)。在濾波時(shí)，將通過CMOS傳感器602檢測的8位256色調(diào)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為16色調(diào)數(shù)據(jù)，并從檢測的數(shù)據(jù)中去除諸如噪聲的分量。然后，采樣控制部分501對濾波后的表面圖像進(jìn)行采樣。
接著，執(zhí)行圖像比較過程，其中將由采樣控制部分501采樣的采樣圖像(參見圖10中的圖像73)與在前一處理中預(yù)先存儲在圖像存儲器503中的對比圖像進(jìn)行比較，以確定是否有任何對比圖像與該采樣圖像匹配(步驟S145)。對比圖像對應(yīng)于上述參考圖像73、移位的表面圖像101至108、111至118、121至128(參見圖11A至11I、圖12A至12I、圖13A至13I)。如果沒有與采樣圖像匹配的對比圖像，則該過程前進(jìn)至步驟S150。另一方面，如果存在與該采樣圖像匹配的對比圖像，則從圖像存儲器503中檢測對比圖像在x方向上的移位像素?cái)?shù)量(步驟S146)。然后，執(zhí)行計(jì)算過程，以基于上述預(yù)定采樣周期和在步驟S146中檢測的移位像素?cái)?shù)量計(jì)算中間轉(zhuǎn)印帶31的相對速度(步驟S147)。
接著，對在預(yù)先設(shè)置的一段時(shí)間期間在步驟S147中計(jì)算的中間轉(zhuǎn)印帶31的相對速度求取平均值，以計(jì)算中間轉(zhuǎn)印帶31的平均相對速度(步驟S148)。將所計(jì)算的平均相對速度存儲在圖像存儲器503中(步驟S149)。
接著，從在當(dāng)前速度檢測過程中產(chǎn)生的采樣圖像產(chǎn)生在下一個(gè)速度檢測過程的步驟S145中使用的對比圖像(步驟S150)，將所產(chǎn)生的對比圖像存儲在圖像存儲器503中，此后該速度檢測過程結(jié)束。
下面描述在圖14的馬達(dá)速度控制過程的步驟S135中執(zhí)行的馬達(dá)伺服控制過程。圖16是在圖14的馬達(dá)速度控制過程的步驟S135中執(zhí)行的馬達(dá)伺服控制過程的流程圖。在該馬達(dá)伺服控制過程中，基于在圖15的速度檢測過程中計(jì)算的中間轉(zhuǎn)印帶31的平均相對速度將轉(zhuǎn)印帶驅(qū)動馬達(dá)56的速度伺服控制為預(yù)定的目標(biāo)速度。
該馬達(dá)伺服控制過程在DSP 50向轉(zhuǎn)印帶驅(qū)動馬達(dá)56發(fā)送了啟動命令411之后(參見圖3)執(zhí)行。首先，設(shè)置表示NOT-READY(未準(zhǔn)備好)狀態(tài)的標(biāo)志，在該狀態(tài)下轉(zhuǎn)印帶驅(qū)動馬達(dá)56的速度還沒有達(dá)到目標(biāo)速度(步驟S161)，并監(jiān)控速度脈沖(步驟S162)。步驟S162中的速度脈沖監(jiān)控是通過檢測圖4所示的速度檢測信號413的邊沿來執(zhí)行的。
接著，計(jì)算轉(zhuǎn)印帶驅(qū)動馬達(dá)56的旋轉(zhuǎn)速度(步驟S163)。該計(jì)算由速度計(jì)算處理部分505執(zhí)行。例如，如果在轉(zhuǎn)印帶驅(qū)動馬達(dá)56轉(zhuǎn)動一圈期間輸出包含30個(gè)脈沖的速度檢測信號413，并且該速度檢測信號413的脈沖寬度為t sec，則轉(zhuǎn)印帶驅(qū)動馬達(dá)56的旋轉(zhuǎn)速度ω可以通過等式ω＝2π/30/t(rad/sec)來表示。
接著，確定在步驟S163中計(jì)算的轉(zhuǎn)印帶驅(qū)動馬達(dá)56的旋轉(zhuǎn)速度ω是否等于或大于圖14的馬達(dá)速度控制過程的步驟S134中設(shè)置的目標(biāo)速度的50％(步驟S164)。
如果該旋轉(zhuǎn)速度ω小于目標(biāo)速度的50％，則將PWM的ON(開)負(fù)荷設(shè)置為80％(步驟S165)，向轉(zhuǎn)印帶驅(qū)動馬達(dá)56輸出具有所設(shè)置的ON負(fù)荷的PWM脈沖(步驟S171)，然后，本過程結(jié)束。
另一方面，如果旋轉(zhuǎn)速度ω等于或大于目標(biāo)速度的50％，則進(jìn)一步確定旋轉(zhuǎn)速度ω是否在目標(biāo)速度上下5％的范圍內(nèi)(步驟S166)。如果旋轉(zhuǎn)速度ω在目標(biāo)速度上下5％的范圍內(nèi)，則設(shè)置READY(準(zhǔn)備好)標(biāo)志(步驟S167)，該標(biāo)志表示轉(zhuǎn)印帶驅(qū)動馬達(dá)56的旋轉(zhuǎn)速度已達(dá)到目標(biāo)速度的狀態(tài)，該過程前進(jìn)到步驟S168。另一方面，如果旋轉(zhuǎn)速度ω不在目標(biāo)速度上下5％的范圍內(nèi)，則該過程直接前進(jìn)到步驟S168。
在步驟S168中，計(jì)算轉(zhuǎn)印帶驅(qū)動馬達(dá)56的目標(biāo)速度和實(shí)際旋轉(zhuǎn)速度ω之差。然后，對計(jì)算的差值進(jìn)行PI計(jì)算(控制)(步驟S169)，并基于該計(jì)算結(jié)果確定這樣的PWM脈沖寬度，根據(jù)該P(yáng)WM脈沖寬度，可以使轉(zhuǎn)印帶驅(qū)動馬達(dá)56的目標(biāo)速度和實(shí)際旋轉(zhuǎn)速度ω之差為0(步驟S170)，向轉(zhuǎn)印帶驅(qū)動馬達(dá)56輸出具有所計(jì)算的脈沖寬度的PWM脈沖(步驟S171)，此后本過程結(jié)束。
通過在上述馬達(dá)速度控制過程中的步驟序列，在圖4所示直流馬達(dá)單元401中根據(jù)輸出的PWM脈沖控制提供給轉(zhuǎn)印帶驅(qū)動馬達(dá)56(三相直流馬達(dá)404)的功率。結(jié)果，對轉(zhuǎn)印帶驅(qū)動馬達(dá)56進(jìn)行伺服控制，使得其旋轉(zhuǎn)速度可以遵循目標(biāo)速度。
下面參照圖17描述由DSP 50執(zhí)行的針對中間轉(zhuǎn)印帶31的移位控制過程。圖17是由DSP 50執(zhí)行的針對中間轉(zhuǎn)印帶31的移位控制過程的流程圖。
當(dāng)移位控制過程開始時(shí)，首先DSP 50使LED 601發(fā)光，并將LED光照射到中間轉(zhuǎn)印帶31的表面上(步驟S181)，然后，執(zhí)行下面將參照圖19描述的移位量檢測過程(步驟S182)。
在結(jié)束移位量檢測過程之后，DSP 50關(guān)閉LED 601(步驟S183)，并設(shè)置用于驅(qū)動操縱馬達(dá)81的脈沖數(shù)量(步驟S184)。具體地說，設(shè)置用于驅(qū)動操縱馬達(dá)81的脈沖數(shù)量使得在步驟S182的移位量檢測過程中計(jì)算的中間轉(zhuǎn)印帶31的移位量可以在上述預(yù)定范圍內(nèi)。然后，向操縱馬達(dá)驅(qū)動器67輸出在步驟S184中設(shè)置的驅(qū)動脈沖以驅(qū)動操縱馬達(dá)81(步驟S185)。結(jié)果，中間轉(zhuǎn)印帶的移位量可以通過對齊調(diào)整結(jié)構(gòu)保持在上述預(yù)定范圍內(nèi)。
下面描述在圖17的移位控制過程的步驟S182中執(zhí)行的移位量檢測過程。圖18是圖17的移位控制過程的步驟S182中執(zhí)行的移位量檢測過程的流程圖。
在移位量檢測過程中，首先，監(jiān)控用于基于時(shí)鐘信號S2來確定預(yù)先設(shè)置的預(yù)定采樣周期(例如1ms)的中斷信號(步驟S191)，如果沒有接收到該中斷信號，則當(dāng)前過程結(jié)束。另一方面，如果接收到該中斷信號，則CMOS傳感器602讀取中間轉(zhuǎn)印帶31的表面圖案以產(chǎn)生表面圖像(例如圖10中的表面圖像72)(步驟S192)。然后，通過A/D轉(zhuǎn)換器612對步驟S192中產(chǎn)生的表面圖像(圖像數(shù)據(jù))進(jìn)行模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換，調(diào)整濾波器電路613的增益使得可以從由CMOS傳感器602檢測的表面圖案產(chǎn)生最佳的表面圖像(步驟S193)。接著，濾波器電路613對模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換后的表面圖像進(jìn)行濾波(步驟S194)。在濾波時(shí)，將通過CMOS傳感器602檢測的8位256色調(diào)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為16色調(diào)數(shù)據(jù)，并從檢測的數(shù)據(jù)中去除諸如噪聲的分量。然后，采樣控制部分501對濾波后的表面圖像進(jìn)行采樣。
接著，執(zhí)行圖像比較過程，其中由采樣控制部分501采樣的采樣圖像(參見圖10中的圖像73)與在前一處理中預(yù)先存儲在圖像存儲器503中的對比圖像進(jìn)行比較，以確定是否有任何對比圖像與該采樣圖像匹配(步驟S195)。對比圖像對應(yīng)于上述參考圖像73、移位的表面圖像101至108、111至118、121至128(參見圖11A至11I、圖12A至12I、圖13A值13I)。如果沒有與采樣圖像匹配的對比圖像，則該過程前進(jìn)到步驟S200。另一方面，如果存在與該采樣圖像匹配的對比圖像，則從圖像存儲器503中檢測對比圖像在x和y方向上的移位像素?cái)?shù)量(步驟S196)。然后，執(zhí)行計(jì)算過程，以基于上述預(yù)定采樣周期和在步驟S196中檢測的移位像素?cái)?shù)量計(jì)算中間轉(zhuǎn)印帶31的移位量(運(yùn)動量)(步驟S197)。
接著，對在預(yù)先設(shè)置的一段時(shí)間期間在步驟S197中計(jì)算的中間轉(zhuǎn)印帶31的移位量求取平均值，以計(jì)算中間轉(zhuǎn)印帶31的平均移位量(步驟S198)。將所計(jì)算的平均移位量存儲在圖像存儲器503中(步驟S199)。
接著，從在當(dāng)前移位量檢測過程中產(chǎn)生的采樣圖像產(chǎn)生在下一個(gè)移位量檢測過程的步驟S195使用的對比圖像(步驟S200)，所產(chǎn)生的對比圖像存儲在圖像存儲器503中(步驟S201)，此后該速度檢測過程結(jié)束。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的圖像形成裝置1在預(yù)定采樣周期中使用CMOS傳感器602來檢測中間轉(zhuǎn)印帶31的表面圖案，以產(chǎn)生表示該表面圖案的采樣圖像。然后，DSP 50將當(dāng)前采樣周期中產(chǎn)生的采樣圖像與預(yù)先基于前一采樣周期中產(chǎn)生的采樣圖像產(chǎn)生的中間轉(zhuǎn)印帶31的表面圖像(參考圖像和移位的表面圖像)進(jìn)行比較，并基于該比較結(jié)果計(jì)算中間轉(zhuǎn)印帶31的相對速度和移位量。然后，DSP 50對中間轉(zhuǎn)印帶驅(qū)動馬達(dá)56進(jìn)行伺服控制，使得計(jì)算出的相對速度可以為0，也就是說，該中間轉(zhuǎn)印帶驅(qū)動馬達(dá)56的旋轉(zhuǎn)速度可以等于目標(biāo)速度。DSP 50還驅(qū)動操縱馬達(dá)81以在移位方向上調(diào)整中間轉(zhuǎn)印帶31的位置，使得所計(jì)算的中間轉(zhuǎn)印帶31的移位量可以在預(yù)定范圍內(nèi)。由此，即使中間轉(zhuǎn)印帶驅(qū)動馬達(dá)56由于裝置中的溫度升高而膨脹，也可以通過上述伺服控制將該中間轉(zhuǎn)印帶驅(qū)動馬達(dá)56的旋轉(zhuǎn)速度控制為目標(biāo)速度。由于這個(gè)原因，可以將中間轉(zhuǎn)印帶31的運(yùn)行速度控制為固定速度(目標(biāo)運(yùn)行速度)，從而可以減少由裝置中的溫度升高而導(dǎo)致的顏色移位和圖像模糊，因此可獲得高質(zhì)量的圖像。相應(yīng)地，由于控制了中間轉(zhuǎn)印帶31的移位，可以進(jìn)一步減小顏色移位和圖像模糊，因此可以獲得更高質(zhì)量的圖像。
應(yīng)當(dāng)注意，盡管在本實(shí)施例中，圖像傳感器單元60設(shè)置在感光鼓11a的附近，但是不用說，圖像傳感器單元60的位置不限于此，而是可以設(shè)置在任何位置，只要它可以獲得中間轉(zhuǎn)印帶31的表面圖像。而且，盡管在本實(shí)施例中，直流馬達(dá)驅(qū)動中間轉(zhuǎn)印帶31，但這不是限制性的，而是示例性的，可以由步進(jìn)馬達(dá)驅(qū)動中間轉(zhuǎn)印帶31。
而且，盡管在本實(shí)施例中CMOS傳感器602具有24×16個(gè)像素，但CMOS傳感器602的配置不限于此。而且，盡管在本實(shí)施例中DSP50產(chǎn)生在每個(gè)方向上移位1至8個(gè)像素的移位表面圖像101至108、111至118、121至128作為移位表面圖像，但像素移位的數(shù)量不必是1至8個(gè)。
應(yīng)當(dāng)注意盡管在上述馬達(dá)速度控制過程中，基于在速度檢測過程中計(jì)算的平均相對速度計(jì)算轉(zhuǎn)印帶驅(qū)動馬達(dá)56的目標(biāo)速度和旋轉(zhuǎn)速度，但可以基于在速度檢測過程中計(jì)算的相對速度來計(jì)算轉(zhuǎn)印帶驅(qū)動馬達(dá)56的目標(biāo)速度和旋轉(zhuǎn)速度。類似地，在移位控制過程中，可以基于在移位量檢測過程中計(jì)算的移位量來計(jì)算向操縱馬達(dá)81輸出的PWM脈沖信號。這可以簡化速度檢測過程和移位量檢測過程。
下面描述根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的圖像形成裝置。根據(jù)第二實(shí)施例的圖像形成裝置沒有中間轉(zhuǎn)印部件。在下面的描述中，那些與上述根據(jù)第一實(shí)施例的圖像形成裝置1對應(yīng)的部件用相同的附圖標(biāo)記表示，并因此省略其描述。下面只描述不同之處。
圖19是示意性示出根據(jù)本實(shí)施例的圖像形成裝置200的主要部分的結(jié)構(gòu)的截面視圖。圖像形成裝置200包括轉(zhuǎn)印帶205作為承載和傳送轉(zhuǎn)印材料P的轉(zhuǎn)印材料承載帶。分別用于黃色(Y)、品紅(M)、青色(C)和黑色(Bk)的處理盒(下面簡稱為“盒”)214、215、216、217以級聯(lián)方式沿著轉(zhuǎn)印帶205的轉(zhuǎn)印材料承載表面布置。在各盒214至217上方，與各盒214至217關(guān)聯(lián)地布置掃描儀單元218、219、220、221。此外，在盒214至217下方，設(shè)置與各盒214至217中的各感光鼓206、207、208、209關(guān)聯(lián)的轉(zhuǎn)印輥210、211、212、213，其中在感光鼓206、207、208、209和轉(zhuǎn)印輥210、211、212、213之間插入了轉(zhuǎn)印帶205。盒214至217分別具有靜電充電輥214a、215a、216a、217a；顯影裝置214b、215b、216b、217b和清潔器214c、215c、216c、217c，它們布置在感光鼓206至209周圍。
轉(zhuǎn)印帶205卷繞在轉(zhuǎn)印帶驅(qū)動輥227和從動輥228上，并在圖19的箭頭指示的方向上隨著轉(zhuǎn)印帶驅(qū)動輥227的旋轉(zhuǎn)而運(yùn)動。
利用上述配置，通過公知的電子照相過程獲得的黃色、品紅、青色和黑色調(diào)色劑圖像以重疊方式轉(zhuǎn)印到從片材盒202通過拾取輥203和片材進(jìn)給及傳送輥對229進(jìn)給轉(zhuǎn)印帶205的轉(zhuǎn)印材料P上。轉(zhuǎn)印到轉(zhuǎn)印材料P上的調(diào)色劑圖像由定影裝置222定影，并通過排出片材傳感器224和片材路徑223從該裝置中排出。應(yīng)當(dāng)注意，定影裝置222主要包括其中合并了加熱器的定影輥222a和加壓輥222b。
為了在轉(zhuǎn)印材料P的反面上也形成調(diào)色劑圖像，又將轉(zhuǎn)印材料P在經(jīng)過定影裝置222之后通過另一個(gè)片材路徑225傳送到轉(zhuǎn)印帶205上，從而按照類似于上面的方式的方式在轉(zhuǎn)印材料P的反面上形成調(diào)色劑圖像。
在圖像形成裝置200中，作為讀取單元的圖像傳感器單元60設(shè)置在最下游側(cè)的用于黑色的盒217和轉(zhuǎn)印帶205附近，并且對著轉(zhuǎn)印帶205。圖像傳感器單元60將光照射到轉(zhuǎn)印帶205的表面上或轉(zhuǎn)印材料P的表面上，并聚集從轉(zhuǎn)印帶205或轉(zhuǎn)印材料P的表面反射的光從而形成圖像，由此檢測表示在轉(zhuǎn)印帶205或轉(zhuǎn)印材料P的指定區(qū)域中的表面圖案的表面圖像。圖像傳感器單元60在結(jié)構(gòu)上與第一實(shí)施例的圖像傳感器單元60相同。應(yīng)當(dāng)注意，圖像傳感器單元60設(shè)置在轉(zhuǎn)印材料傳送方向的下游(即設(shè)置在定影裝置222一側(cè))的原因是轉(zhuǎn)印帶驅(qū)動輥227最容易受到熱量的影響。也就是說，由于轉(zhuǎn)印帶驅(qū)動輥227的直徑最可能由于裝置中的熱量而膨脹，因此必須盡可能快速地檢測到由該膨脹導(dǎo)致的轉(zhuǎn)印帶205的圓周速度的變化。
在如上所述構(gòu)造且沒有中間轉(zhuǎn)印部件的圖像形成裝置200中，像前面在第一實(shí)施例中描述的那樣執(zhí)行馬達(dá)速度控制過程(圖14至16)和移位控制過程(圖17和18)。具體地說，具有CMOS傳感器602并對著轉(zhuǎn)印帶205設(shè)置的圖像傳感器單元60產(chǎn)生轉(zhuǎn)印帶205的表面圖像。然后，DSP 50根據(jù)所產(chǎn)生的表面圖像來確定轉(zhuǎn)印帶205在傳送方向上的相對速度和在垂直于傳送方向的移位方向上的運(yùn)動量。然后，根據(jù)所確定的轉(zhuǎn)印帶205在傳送方向的相對速度來對轉(zhuǎn)印帶驅(qū)動馬達(dá)進(jìn)行伺服控制，使得轉(zhuǎn)印帶205的運(yùn)行速度被持續(xù)控制在固定的目標(biāo)運(yùn)行速度。而且，根據(jù)所獲得的轉(zhuǎn)印帶205的運(yùn)行速度來控制對齊調(diào)整機(jī)構(gòu)的操縱馬達(dá)，使得將轉(zhuǎn)印帶205的移位控制為使轉(zhuǎn)印帶205的移位量可以在預(yù)定范圍內(nèi)。因此，在沒有中間轉(zhuǎn)印部件的圖像形成裝置200中，可以減少由裝置中升高的溫度導(dǎo)致的顏色移位和圖像模糊，因此可以獲得高質(zhì)量的圖像。
應(yīng)當(dāng)注意，馬達(dá)速度控制過程和移位控制過程與第一實(shí)施例中的相同，因此省略其描述。
下面描述根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的圖像形成裝置。
根據(jù)第三實(shí)施例的圖像形成裝置與上述第一實(shí)施例的圖像形成裝置的不同之處在于馬達(dá)速度控制過程和運(yùn)動控制過程。具體地說，不是使用上述第一實(shí)施例中的圖像的圖案匹配來計(jì)算中間轉(zhuǎn)印帶的相對速度和移位量，而是利用質(zhì)心計(jì)算方法來計(jì)算。在下面的描述中，那些與上述根據(jù)第一實(shí)施例對應(yīng)的部件用相同的附圖標(biāo)記表示，因此省略其描述。下面只描述不同之處。
圖20A和20B分別示出作為對CMOS傳感器602讀取的中間轉(zhuǎn)印帶31的表面圖像進(jìn)行二值化的結(jié)果而獲得的各表面圖像161和162。圖21A和21B是示出基于圖20A和20B中的各二值化圖像的質(zhì)心計(jì)算結(jié)果的表格163和164。
在本實(shí)施例中，DSP 50的圖像比較處理部分504基于預(yù)定的閾值對表面圖像73(參見圖10)進(jìn)行二值化，該表面圖像73是CMOS傳感器讀取的中間轉(zhuǎn)印帶31的表面圖像72的一部分。然后，圖像比較處理部分504基于該二值化圖像計(jì)算x和y方向上的質(zhì)心。下面具體描述如何計(jì)算x和y方向上的質(zhì)心。
例如，在x和y方向上將如表格163(圖21A)所示的系數(shù)分配給二值化表面圖像161(圖20A)。在本實(shí)施例中，系數(shù)7、6、...、1、0根據(jù)如圖21A所示的從頂行開始的順序分配給8×8個(gè)像素的圖像的各行。類似地，系數(shù)7、6、...、1、0根據(jù)從左側(cè)開始的順序分配給該圖像的各列。接著，在表格163的行和列中給出二值化表面圖像161的二值化數(shù)據(jù)。具體地說，在表格163中與二值化表面圖像161中濃度(density)高于的上述閾值的像素對應(yīng)的字段中給出二值化數(shù)據(jù)“1”，在表格163中與濃度低于上述閾值的像素對應(yīng)的字段中給出二值化數(shù)據(jù)“0”。
然后，確定在每一行和每一列中存在多少個(gè)具有較高濃度的像素。也就是說，計(jì)算在每一行和每一列中給出的二值化數(shù)據(jù)的總和。在圖21A的表格163中，例如在系數(shù)為7的列中具有較高濃度的像素個(gè)數(shù)是1；在系數(shù)為6的列中是2；在系數(shù)為3的行中是1；在系數(shù)為4的行中是4。接著，基于所計(jì)算的像素個(gè)數(shù)計(jì)算所有行和列的部分和。例如，部分和如下計(jì)算在系數(shù)為7的列中7×1＝7，因?yàn)榫哂懈邼舛鹊南袼貍€(gè)數(shù)是1，在系數(shù)為6的列中6×2＝12，在系數(shù)為3的行中3×1＝3，在系數(shù)為4的行中4×4＝16。
然后，對行和列的部分和求總和。在表格163中，行中的部分和的總和是70，列中的部分和的總和是59。然后，將這些部分和除以具有較高濃度的像素個(gè)數(shù)，從而產(chǎn)生質(zhì)心。在表格163中，x方向的質(zhì)心通過等式70÷14＝5來表示，y方向的質(zhì)心通過等式59÷14＝4.21來表示。
此后，在下一個(gè)采樣周期中，CMOS傳感器602對中間轉(zhuǎn)印帶31的表面圖像進(jìn)行采樣以產(chǎn)生表面圖像，并通過按照與上述方式類似的方式執(zhí)行二值化來產(chǎn)生二值化表面圖像162(圖20B)。然后，按照與上述方式類似的方式計(jì)算質(zhì)心。在此例中，下一次采樣的表面圖像162的質(zhì)心如下計(jì)算x方向的質(zhì)心是2，y方向的質(zhì)心是2.21。
然后，將表格163和表格164相互比較，即在x和y方向上計(jì)算的質(zhì)心相互比較，從而計(jì)算中間轉(zhuǎn)印帶31在x和y方向上從一個(gè)采樣周期到下一個(gè)采樣周期的相對運(yùn)動量。作為表格163和164之間比較的結(jié)果，通過計(jì)算確定中間轉(zhuǎn)印帶31在x方向上運(yùn)動的像素個(gè)數(shù)是3而在y方向上運(yùn)動的像素個(gè)數(shù)是2。
可以從上述計(jì)算的相對運(yùn)動量來計(jì)算該相對運(yùn)動的距離。具體地說，假定采樣圖像相對于前一次采樣的圖像在作為傳送方向的x方向上移位了三個(gè)像素，如果一個(gè)像素的尺寸是10μm，則通過計(jì)算確定中間轉(zhuǎn)印帶31運(yùn)動了30μm。此時(shí)，假定采樣周期是1kHz，通過計(jì)算確定相對速度是0.03mm×1kHz＝30mm/sec。
類似地，對于方向y，假定采樣圖像相對于前一次采樣的圖像在垂直于傳送方向的-y方向上移位了兩個(gè)像素，如果一個(gè)像素的尺寸是10μm，則通過計(jì)算確定中間轉(zhuǎn)印帶在移動方向上朝著后方運(yùn)動了20μm。由此，可以計(jì)算中間轉(zhuǎn)印帶31的移位量。
下面描述由根據(jù)本實(shí)施例的圖像形成裝置使用質(zhì)心計(jì)算方法進(jìn)行的馬達(dá)速度控制過程。圖22是馬達(dá)速度控制過程的流程圖。
當(dāng)馬達(dá)速度控制過程開始時(shí)，首先DSP 50使LED 601發(fā)光，并將LED光照射到中間轉(zhuǎn)印帶31的表面上(步驟S211)。然后，DSP50執(zhí)行下面將參照圖23描述的速度檢測過程(步驟S212)。在執(zhí)行了速度檢測過程之后，DSP 50關(guān)閉LED 601(步驟S213)并設(shè)置轉(zhuǎn)印帶驅(qū)動馬達(dá)56的目標(biāo)速度(步驟S214)。在步驟S214中，根據(jù)在速度檢測過程中計(jì)算的中間轉(zhuǎn)印帶31的平均相對速度，將轉(zhuǎn)印帶驅(qū)動馬達(dá)56的目標(biāo)速度設(shè)置為使得中間轉(zhuǎn)印帶31的運(yùn)行速度等于該目標(biāo)運(yùn)行速度，并且保持在這一速度。然后，對轉(zhuǎn)印帶驅(qū)動馬達(dá)56執(zhí)行馬達(dá)伺服控制過程(步驟S215)。在步驟S215中執(zhí)行的馬達(dá)伺服控制過程與上述第一實(shí)施例中執(zhí)行的馬達(dá)伺服控制過程(圖16)相同，因此省略其描述。
下面描述在圖22的馬達(dá)速度控制過程的步驟S212中檢測轉(zhuǎn)印帶驅(qū)動馬達(dá)56的速度的速度檢測過程。圖23是在馬達(dá)速度控制過程的步驟S212中執(zhí)行的速度檢測過程的流程圖。
首先，監(jiān)控用于基于時(shí)鐘信號S2來確定采樣周期(例如1ms)的中斷信號(步驟S221)。如果沒有接收到該中斷信號，當(dāng)前過程結(jié)束。另一方面，如果接收到該中斷信號，則CMOS傳感器602在接收到該中斷信號時(shí)讀取中間轉(zhuǎn)印帶31的表面圖案以產(chǎn)生表面圖像(例如圖10中的圖像72)(步驟S222)。然后，通過A/D轉(zhuǎn)換器612對步驟S222中產(chǎn)生的表面圖像進(jìn)行模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換，調(diào)整濾波器電路613的增益使得可以從由CMOS傳感器602檢測的表面圖案產(chǎn)生最佳的表面圖像(步驟S223)。接著，濾波器電路613對模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換后的表面圖像進(jìn)行濾波(步驟S224)。在濾波時(shí)，將通過CMOS傳感器602檢測的8位256色調(diào)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為16色調(diào)數(shù)據(jù)，并從檢測的數(shù)據(jù)中去除諸如噪聲的分量。然后，采樣控制部分501對濾波后的表面圖像進(jìn)行采樣。
接著，如上所述對通過采樣控制部分501采樣的采樣圖像(表面圖像73)進(jìn)行二值化，以產(chǎn)生二值化圖像(參見圖20A、20B、21A、21B)(步驟S225)。然后，采用上述質(zhì)心計(jì)算方法計(jì)算所產(chǎn)生的二值化圖像的質(zhì)心(步驟S226)。將所計(jì)算的二值化圖像的質(zhì)心存儲在圖像存儲器503中。從前一處理中計(jì)算的質(zhì)心值和當(dāng)前處理中計(jì)算的質(zhì)心值之差以及采樣周期推導(dǎo)出中間轉(zhuǎn)印帶31的相對速度(步驟S227)。然后，通過在預(yù)先設(shè)置的預(yù)定時(shí)間段上對中間轉(zhuǎn)印帶31的相對速度求取平均值，來計(jì)算中間轉(zhuǎn)印帶31的平均相對速度(步驟S228)。將所計(jì)算的平均相對速度存儲在圖像存儲器503中(步驟S229)，此后速度檢測過程結(jié)束。
應(yīng)當(dāng)注意，就移位控制過程而言，也不是像在第一實(shí)施例中那樣利用圖像的圖案匹配來計(jì)算中間轉(zhuǎn)印帶31的移位量，而是基于如上述馬達(dá)速度控制過程的情況中的二值化數(shù)據(jù)利用質(zhì)心計(jì)算方法來計(jì)算。因?yàn)檫@個(gè)原因，省略移位控制過程的詳細(xì)描述。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的圖像形成裝置使用CMOS傳感器602以預(yù)定的采樣周期檢測中間轉(zhuǎn)印帶31的表面圖案，以產(chǎn)生采樣圖像。然后，DSP 50計(jì)算該采樣圖像的質(zhì)心，并基于所計(jì)算的質(zhì)心和先前采樣的表面圖像的質(zhì)心來計(jì)算中間轉(zhuǎn)印帶31的相對速度和移位量。然后，DSP 50對中間轉(zhuǎn)印帶驅(qū)動馬達(dá)56進(jìn)行伺服控制，使得計(jì)算出的相對速度可以為0，也就是說，該中間轉(zhuǎn)印帶驅(qū)動馬達(dá)56的旋轉(zhuǎn)速度可以等于目標(biāo)速度。DSP 50還驅(qū)動操縱馬達(dá)81以在移位方向上調(diào)整中間轉(zhuǎn)印帶31位置，使得所計(jì)算的中間轉(zhuǎn)印帶31的移位量可以在預(yù)定范圍內(nèi)。由此，即使中間轉(zhuǎn)印帶驅(qū)動馬達(dá)56由于裝置中的溫度升高而膨脹，也可以通過上述伺服控制將該中間轉(zhuǎn)印帶驅(qū)動馬達(dá)56的旋轉(zhuǎn)速度控制為目標(biāo)速度。由于這個(gè)原因，可以將中間轉(zhuǎn)印帶31的運(yùn)行速度控制為固定速度(目標(biāo)運(yùn)行速度)，從而可以減少由裝置中的溫度升高而導(dǎo)致的顏色移位和圖像模糊，因此可獲得高質(zhì)量的圖像。此外，由于還控制中間轉(zhuǎn)印帶31的移位，可以進(jìn)一步減少顏色移位和圖像模糊，由此可以獲得更高質(zhì)量的圖像。
應(yīng)當(dāng)注意在上述第三實(shí)施例中使用質(zhì)心計(jì)算方法的馬達(dá)速度控制過程和移位控制過程還可以應(yīng)用于根據(jù)上述第二實(shí)施例的沒有中間轉(zhuǎn)印部件的圖像形成裝置。
而且，盡管在上述第一至第三實(shí)施例中，給出中間轉(zhuǎn)印帶或轉(zhuǎn)印材料承載帶作為其移動被控制的帶的例子，但其不是限制性的。例如，本發(fā)明可應(yīng)用于對通過施加熱量將調(diào)色劑圖像定影到轉(zhuǎn)印材料上的定影帶的移位控制。
雖然參照示例性實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明不限于所公開的示例性實(shí)施例。所附權(quán)利要求的范圍應(yīng)當(dāng)被賦予最寬泛的解釋，從而涵蓋所有變型、等同結(jié)構(gòu)和功能。
權(quán)利要求
1.一種圖像形成裝置，包括帶；讀取單元，適于讀取所述帶的表面圖案；以及控制器，適于基于由所述讀取單元讀取的所述帶的表面圖案來控制所述帶在垂直于該帶的運(yùn)動方向的橫向方向上的運(yùn)動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像形成裝置，還包括計(jì)算單元，適于基于由所述讀取單元讀取的所述帶的表面圖案來計(jì)算所述帶在垂直于運(yùn)動方向的橫向方向上的運(yùn)動量。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的圖像形成裝置，其中所述計(jì)算單元適于基于由所述讀取單元讀取的所述帶的表面圖案來計(jì)算所述帶在橫向方向上的運(yùn)動量，并計(jì)算所述帶在運(yùn)動方向上的速度。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的圖像形成裝置，其中所述控制器適于根據(jù)由所述計(jì)算單元計(jì)算的所述帶在運(yùn)動方向上的速度來控制所述帶在運(yùn)動方向上的速度。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的圖像形成裝置，還包括采樣單元，適于以預(yù)定采樣周期的間隔對由所述讀取單元讀取的所述帶的表面圖案的圖像進(jìn)行采樣；以及圖像存儲單元，適于存儲至少一個(gè)由所述采樣單元采樣的圖像，其中所述計(jì)算單元適于基于采樣圖像和存儲在所述圖像存儲單元中的圖像計(jì)算所述帶在運(yùn)動方向上的速度以及所述帶在垂直于運(yùn)動方向的橫向方向上的運(yùn)動量。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的圖像形成裝置，其中所述計(jì)算單元適于通過執(zhí)行相對比較操作來計(jì)算所述帶在運(yùn)動方向上的相對速度，在該相對比較操作中，將該采樣圖像和先前采樣的采樣圖像相互進(jìn)行比較。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的圖像形成裝置，還包括采樣單元，適于以預(yù)定采樣周期的間隔對由所述讀取單元讀取的所述帶的表面圖案的圖像進(jìn)行采樣，其中所述計(jì)算單元適于計(jì)算以采樣周期的間隔采樣的所述帶的表面圖案的圖像的質(zhì)心，并執(zhí)行相對比較操作以計(jì)算所述帶在運(yùn)動方向上的速度和所述帶在垂直于運(yùn)動方向的橫向方向上的運(yùn)動量，在該相對比較操作中，將計(jì)算出的質(zhì)心相互比較。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的圖像形成裝置，其中所述計(jì)算單元包括濾波操作部分，適于對由所述讀取單元讀取的所述帶的表面圖案的圖像進(jìn)行濾波。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的圖像形成裝置，其中所述計(jì)算單元適于可變地控制所述濾波操作部分的濾波器常數(shù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像形成裝置，其中所述讀取單元包括照明部件，適于將光照射到所述帶上；光電轉(zhuǎn)換元件，適于將來自由所述照明部件照明的所述帶的光轉(zhuǎn)換為電信號；以及圖像形成透鏡，適于使來自所述帶的光在所述光電轉(zhuǎn)換元件上形成圖像。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的圖像形成裝置，其中所述照明部件包括照明光量控制器，適于可變地控制照明光的量。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的圖像形成裝置，其中所述讀取單元包括作為所述光電轉(zhuǎn)換元件的具有多個(gè)像素的CCD傳感器和CMOS傳感器之一；以及A/D轉(zhuǎn)換器，適于將來自所述CCD傳感器和所述CMOS傳感器之一的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像形成裝置，其中所述帶包括中間轉(zhuǎn)印帶，其中形成在圖像承載部件上的圖像被初級轉(zhuǎn)印到該中間轉(zhuǎn)印帶上。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像形成裝置，其中所述帶包括適于傳送轉(zhuǎn)印材料的轉(zhuǎn)印材料承載帶。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像形成裝置，其中所述帶包括適于通過施加熱量將調(diào)色劑圖像定影到轉(zhuǎn)印材料上的定影帶。
全文摘要
一種圖像形成裝置，其可以減少由該裝置中升高的溫度導(dǎo)致的顏色移位和圖像模糊，并形成高質(zhì)量圖像，而不會導(dǎo)致該裝置成本和尺寸的增加。圖像傳感器單元讀取中間轉(zhuǎn)印帶的表面圖案。數(shù)字信號處理器(DSP)基于由圖像傳感器單元讀取的所述帶的表面圖案來控制帶在垂直于其運(yùn)動方向的橫向方向上的運(yùn)動。
文檔編號G03G15/00GK101046664SQ20071009146
公開日2007年10月3日 申請日期2007年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月31日
發(fā)明者木下秀彥, 山口純, 中川敦司, 森谷正明, 水野學(xué) 申請人:佳能株式會社