УСТРОЙСТВО ФОРМИРОВАНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЯ Российский патент 2009 года по МПК G03G15/00 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к устройству формирования изображения, в котором изображение формируется за счет однородной электризации носителя изображения, экспонирования изображения согласно входным данным изображения и изменения потенциала на носителе изображения. Изобретение также относится к способу корректирования для придания однородности потенциалу электризации носителя изображения и для придания однородности потенциалу экспонирования носителя изображения при экспонировании изображения.

Уровень техники

В настоящее время копировальные машины, лазерные принтеры и пр., в которых используется электрофотографический принцип, являются быстродействующими и формирующими высококачественное изображение устройствами. В последние годы с развитием цифровой техники быстро идет переход с одноцветной к цветной печати, и улучшается качество отпечатываемых изображений. Прежде всего, в области настольных издательских систем имеется насущная потребность в обеспечении стабильности цвета и единообразия поверхности отпечатываемых объектов; и в этих целях разработана различная методика калибровки и стабилизации электрофотографических процессов.

Факторы, отрицательно сказывающиеся на стабильности цвета и поверхностном единообразии отпечатываемой продукции, т.е. на поверхности отпечатываемого изображения, включают в себя, например, следующие: неоднородность толщины пленки, неравномерность чувствительности носителя изображения, продольная неравномерность электризатора, продольная неравномерность и неравномерность вращения цилиндрического контакта проявляющего устройства, и прочие другие виды неравномерности в отношении переноса и термического закрепления. Поскольку эти факторы действуют в сочетании друг с другом, в связи с этим разработаны различные способы корректирования. Прежде всего, много методов корректирования разработано в отношении неравномерности, обусловленной носителем изображения, т.к. характер этой неравномерности является присущей особенностью фотопроводника, и поэтому она относительно стабильная; и по производственным причинам уменьшить неравномерность толщины пленки и неединообразность чувствительности трудно.

В данном изобретении неравномерность, обусловленная носителем изображения, описывается с точки зрения конструкции и способа изготовления носителя изображения.

В качестве носителя изображения используется носитель с разделением функций или однослойный носитель. Тип носителя с разделением функций имеет двухслойную структуру с формирующим электризацию слоем и с транспортирующим электризацию слоем на проводящей несущей основе, являющейся самым нижним слоем. Что касается материала, из которого изготовлен фотопроводник, то для этого можно использовать органический фотопроводник (далее - «ОФП») из органического материала или т.н. неорганический фотопроводник, выполненный из селена (Se) или кремния (Si).

Согласно одному из способов изготовления ОФП: раствор, в котором растворено сырье для ОФП, последовательно наносят на основу. Для изготовления ОФП можно использовать такой способ, как наносимое распылением покрытие, согласно которому раствор наносят распылением; и способ окунания, согласно которому погруженную в раствор основу извлекают для образования пленки на ней. В этом случае толщину пленки и ее качество с точки зрения плотности сырья пленки контролируют путем регулирования вязкости раствора, используемого для формирования пленки, и скорости извлечения при окунании. Если при этом характеристики пленки не являются однородными, то возникает неравномерность потенциала на поверхности фотопроводника после электризации и неравномерность потенциала экспонирования после экспонирования. Помимо этого, если присутствует неоднородность твердости, то возникает неравномерность потенциала электризации и неравномерность потенциала экспонирования по причине неравномерного износа из-за неоднократного отпечатывания.

В качестве способа изготовления неорганического фотопроводника, например - фотопроводника из аморфного кремния, можно использовать такие способы осаждения, как вакуумное испарение, напыление, ионное осаждение, термохимическое осаждение из паровой фазы, фотохимическое осаждение из паровой фазы и плазмохимическое осаждение из паровой фазы согласно публикации патентной заявки Японии №60-035059 (1985). В их числе практически, как целесообразное, применяется плазмохимическое осаждение из паровой фазы, при котором исходный газ разлагают тлеющим разрядом постоянного тока, высокой частоты или СВЧ, с образованием осадка Si на несущей основе. При формировании пленки фотопроводника с помощью этого способа осаждения неравномерность толщины пленки и неоднородность качества пленки также имеют место, как и в случае ОФП. Поэтому на поверхности фотопроводника присутствуют неравномерность потенциала электризации и неравномерность потенциала экспонирования.

Согласно выложенной патентной заявке Японии №60-067951 (1985) обеспечен фотопроводник с такими усовершенствованиями, как повышение прочности пленки за счет нанесения на нее полупрозрачного изолирующего верхнего слоя в целях продления срока службы для неоднократного отпечатывания. В результате этих усовершенствований неравномерность потенциала электризации и неравномерность потенциала экспонирования на поверхности фотопроводника возрастают из-за неравномерности толщины и качества нанесенной пленки.

Как упомянуто выше, неравномерность поверхности носителя изображения является неизбежной, и для решения этой проблемы разработаны различные методы корректирования. Например, выложенные патентные заявки Японии №63-049778 (1988) и 63-049779 (1988) раскрывают методику обеспечения однородности потенциала (потенциала экспонирования) освещаемой лазером части фотопроводника по его продольной оси путем корректирования времени освещения лазера в зависимости от характеристик потенциала экспонируемой части. Это можно сделать путем корректирования ШИМ-сигнала по таблице, соответствующей характеристикам потенциала экспонирования.

Выложенная патентная заявка Японии №2000-267363 раскрывает методику корректирования экспонирования путем выполнения экспонирования постоянным количеством света после электризации, с последующим измерением неравномерности чувствительности в направлении движения фотопроводника датчиком потенциала. Согласно этому способу корректирования: корректирующее экспонирование как 8-битовое значение мощности лазера для каждого пикселя преобразуют в аналоговое напряжение цифроаналоговым преобразователем; и значение напряжения, получаемое сравнением этого напряжения с эталонным напряжением, подают на базу транзистора, тем самым определяя значение тока возбуждения лазера, соответствующее значению мощности лазера. При этом обеспечивают аналогичные эффекты.

Согласно выложенным патентным заявкам Японии №5-188707 (1993) и 2002-067387 изложена методика, в соответствии с которой область скрытого изображения на фотопроводнике подразделяют на двухмерные участки и корректирование выполняют для каждого участка. Согласно выложенным патентным заявкам Японии №5-165295 (1993), 5-224483 (1993), 6-003911 (1994), 6-011931 (1994), 6-130767 (1994), 6-266194 (1994) и 2004-258482 изложены способы измерения неравномерности чувствительности фотопроводника при помощи подвижного датчика потенциала/датчика плотности, нескольких датчиков потенциала/датчиков плотности или т.п. Выложенная патентная заявка Японии №2004-223716 раскрывает способ лазерного регулирования для корректирования неравномерности чувствительности по всей поверхности фотопроводника.

Как упомянуто выше, разработаны многие методы для обеспечения единообразия в плоскости изображения, в частности в отношении неравномерности на носителе изображения. Но в большинстве этих методов корректируют одну неравномерность. Причем, даже в методах, предусматривающих корректирование нескольких видов неравномерности, эти несколько видов корректируют совместно, без отделения друг от друга факторов неравномерности; и в настоящее время удовлетворительное корректирование не реализуется.

Например, согласно Фиг.1: потенциал 101 электризации - постоянный и не зависит от других факторов, и его корректировать не нужно; а потенциал 102 экспонирования - неравномерный, и его нужно корректировать. В этом случае постоянный и не зависящий от других факторов потенциал 202 экспонирования согласно Фиг.2 можно реализовать регулированием интенсивности экспонирования - умножением его на нужный поправочный коэффициент по каждому участку поверхности, чтобы сделать неравномерный потенциал экспонирования однородным.

Согласно Фиг.3 и 4: неравномерность потенциала 401 электризации и неравномерность потенциала 402 экспонирования возникают одновременно. Например, приводится характеристическая кривая (далее - «кривая V-Е»), на которой совместно определены: объединенный потенциал экспонирования (энергия) и потенциал поверхности (напряжение) на горизонтальной и вертикальной осях, соответственно, как показано на чертеже Фиг.5. Чтобы уравнять потенциалы в точке А и точке В как одинаковый потенциал 501: этот желательный потенциал 501 можно получить при одинаковой длительности импульса как точку А, в правой части графика Фиг.5, путем регулирования, например, интенсивности экспонирования лазера. Тем не менее, неравномерность потенциала электризации нужно корректировать отдельно.

Если необходимо среднее корректирование, то также возможно выполнить корректирование с неравномерностью 506 потенциала полутонового участка 505 - типичного указателя наличия неравномерности. Но в этом случае потенциалы экспонирования и электризации невозможно скорректировать с надлежащей степенью согласованности. В левом графике Фиг.5 объединенное экспонирование показано на горизонтальной оси, чтобы показать первоначальную кривую V-Е. В правом графике Фиг.5 показан результат перепостроения вышеизложенного по предполагаемым входным данным.

Согласно Фиг.4: неравномерность разных характеристик в их сочетании имеет место на каждом участке поверхности. В этом случае можно получить данные о неравномерности для всех тонов по каждому участку и сделать коррекцию по каждому участку. Но для этого требуется не только очень большая область памяти для запоминания данных о неравномерности для всех тонов по каждому участку, но также будут нужны и многие измерения для получения данных о неравномерности; и поэтому эти обстоятельства непосредственно скажутся на себестоимости и понизят производительность. То есть простое и хорошо согласованное корректирование нескольких видов неравномерности с разными характеристиками представляет собой очень трудную задачу.

Раскрытие изобретения

Изобретение направлено на решение проблемы неравномерности на носителе изображения, в частности - неравномерности потенциала, т.е. неравномерности потенциала электризации, возникающей во время электризации, и неравномерности потенциала экспонирования, возникающей при экспонировании изображения. Каждая из них имеет простые характеристики, их можно корректировать простым способом. Но если эти виды неравномерности происходят одновременно в сочетании, то формула корректирования намного усложняется.

При этом каждую неравномерность детектируют отдельно, и в отдельных запоминающих устройствах запоминают ее характеристики. Затем выполняют простое корректирование, сообразное каждой неравномерности. В результате этого обеспечивают согласованное и однородное распределение потенциала по всему диапазону тонов по всей площади изображения на поверхности.

Первой особенностью изобретения является формирующее изображение устройство, содержащее: фотопроводящий носитель изображения; электризующее средство, которое электризует носитель изображения; экспонирующее средство, которое экспонирует изображение на поверхности носителя изображения после электризации, чтобы сформировать скрытое электростатическое изображение; проявляющее средство, которое проявляет скрытое электростатическое изображение за счет адгезии тонера к скрытому электростатическому изображению и формирует тонерное изображение; и переносящее средство, которое переносит полученное тонерное изображение на последний носитель, например - на простую бумагу. Формирующее изображение устройство также содержит: измерительное средство, которое измеряет данные о неравномерности по каждой неравномерности из числа нескольких видов поверхностной неравномерности, имеющих разные характеристики; и несколько запоминающих устройств, которые запоминают данные о нескольких видах неравномерности. В этом формирующем изображение устройстве экспонирующее средство выполняет функцию модуляции длительности импульса и модуляции мощности; и несколько видов поверхностной неравномерности одновременно корректируются путем регулирования оптического излучения из экспонирующего средства при помощи корректирующих значений, вычисленных из данных по нескольким видам неравномерности.

Согласно второй особенности изобретения несколькими видами поверхностной неравномерности являются: неравномерность потенциала электризации, возникающая при выполнении электризации; и неравномерность потенциала экспонирования, которая возникает при выполнении экспонирования и при корректировании поверхностной неравномерности.

Согласно третьей особенности изобретения: каждое запоминающее средство для запоминания данных о неравномерности запоминает данные о неравномерности по каждому положению в матрице, сформированной двухмерным разделением поверхности. Исходя их этих данных определяют поправочные коэффициенты для выполнения корректирования.

Согласно четвертой особенности изобретения: каждое запоминающее средство для запоминания данных о неравномерности запоминает одномерные данные о направлении: направлении основного сканирования и направлении субсканирования на поверхности; и данные о неравномерности в каждом положении на поверхности определяются вычислением. Исходя их этих данных определяют поправочные коэффициенты для выполнения корректирования.

Согласно пятой особенности изобретения измерение потенциала используется в качестве измерительного средства, которое измеряет данные о поверхностной неравномерности. Исходя их этих данных определяют поправочные коэффициенты для выполнения корректирования.

Согласно шестой особенности изобретения измерение плотности после адгезии тонера используется в качестве измерительного средства, которое измеряет данные о поверхностной неравномерности. Исходя их этих данных определяют поправочные коэффициенты для выполнения корректирования.

Согласно седьмой особенности изобретения данные о поверхностной неравномерности измеряют в формирующем изображение устройстве; и данные о неравномерности, запомненные в запоминающем средстве, регулярно обновляют. Исходя их этих данных определяют поправочные коэффициенты для выполнения корректирования.

Согласно восьмой особенности настоящего изобретения для носителя изображения используют аморфный кремний.

Согласно изобретению поверхностную неравномерность потенциала носителя изображения можно подавить и получить сформированное изображение с хорошей поверхностной однородностью цвета или т.п.

Прочие признаки изобретения станут очевидными при изучении приводимого ниже описания осуществлений-примеров изобретения (со ссылкой на прилагаемые чертежи).

Краткое описание чертежей

Фиг.1 - схема, поясняющая неравномерность потенциала, являющуюся объектом изобретения;

Фиг.2 - схема, поясняющая неравномерность потенциала, являющуюся объектом изобретения;

Фиг.3 - схема, поясняющая неравномерность потенциала, являющуюся объектом изобретения;

Фиг.4 - схема и график, поясняющие неравномерность потенциала, являющуюся объектом изобретения;

Фиг.5 - графики, поясняющие способ корректирования, являющийся объектом изобретения;

Фиг.6 - принципиальная схема конфигурации формирующего изображение устройства согласно одному из осуществлений изобретения;

Фиг.7 - принципиальная схема конфигурации экспонирующего средства согласно одному из осуществлений изобретения;

Фиг.8 - принципиальная схема конфигурации задающей схемы лазера согласно одному из осуществлений изобретения;

Фиг.9 - блок-схема способа корректирования согласно одному из осуществлений изобретения;

Фиг.10 - принципиальная схема конфигурации измерения потенциала согласно одному из осуществлений изобретения;

Фиг.11 - графики, поясняющие способ корректирования, являющийся объектом изобретения;

Фиг.12А - графики, поясняющие способ корректирования согласно одному из осуществлений изобретения;

Фиг.12В - графики, поясняющие способ корректирования согласно одному из осуществлений изобретения;

Фиг.13 - принципиальная схема конфигурации измерения потенциала согласно одному из осуществлений изобретения;

Фиг.14А - схемы, поясняющие способ корректирования согласно одному из осуществлений изобретения;

Фиг.14В - схемы, поясняющие способ корректирования согласно одному из осуществлений изобретения;

Фиг.15 - принципиальная схема конфигурации устройства измерения потенциала согласно одному из осуществлений изобретения;

Фиг.16 - принципиальная схема конфигурации измерения потенциала согласно одному из осуществлений изобретения; и

Фиг.17 - принципиальная схема конфигурации формирующего изображение устройства согласно одному из осуществлений изобретения.

Осуществление изобретения

Оптимальные варианты осуществления изобретения излагаются подробно ниже с обращением к прилагаемым чертежам.

Фиг.6 показывает принципиальную схему формирующего изображение устройства данного осуществления.

Устройство согласно Фиг.6 является электрофотографическим записывающим устройством, включающим в себя барабан 601 с фотопроводящим слоем, являющийся носителем изображения; электризатор 602, являющийся электризующим средством; устройство 607 экспонирования изображения, которое является экспонирующим средством; проявляющее устройство 609, которое является проявляющим средством; электризатор 604 переноса, который является средством переноса; термический закрепитель 605 и чистящий элемент 606, которые расположены вокруг барабана 601.

В качестве барабана 601 с фотопроводящим слоем, являющегося носителем изображения, можно использовать барабан с разделением функций или барабан однослойного типа. Тип барабана с разделением функций имеет двухслойную структуру с формирующим электризацию слоем и с транспортирующим электризацию слоем на проводящей несущей основе, являющейся самым нижним слоем.

Электризатор 602, являющийся электризующим средством, может быть устройством коронной электризации, в котором коронный электризатор имеет провод и сетку регулирования электрического поля; валиковым электризатором, в котором постоянное смещение или постоянное/переменное налагаемое смещение прилагается к валиковому электризатору, контактирующему с носителем изображения, тем самым выполняя электризацию; инжекционным электризатором, в котором магнитный валик с магнитными частицами на нем, или т.п., вращается в контакте с носителем изображения и смещается, вводя заряды непосредственно на поверхность фотопроводника, тем самым производя электризацию.

Устройство 607 экспонирования изображения, являющееся оптической экспонирующей системой, может быть устройством сканерного типа, использующим полупроводниковый лазер, и в котором изображение экспонируется светодиодом через линзу SELFOC в качестве фокусирующего луч средства; или другой оптической системой, в которой используется электролюминесцентный элемент, плазменного оптического излучения элемент, или т.п.

В качестве способа проявления используется способ магнитного однокомпонентного бесконтактного проявления, согласно которому магнитный тонер переносят силой магнитного поля, и обусловливают пыление тонера, проявляемого на носителе изображения в зоне проявления бесконтактно. Либо используют способ проявления с магнитным контактом, согласно которому проявление выполняют в зоне проявления и проявляющий валик контактирует с носителем изображения, без пыления тонера. Также существует способ немагнитного однокомпонентного бесконтактного проявления, согласно которому немагнитный тонер регулируют и заряжают пластиной, и переносят на проявляющий цилиндрический контакт; и согласно которому обусловливают пыление тонера, проявляемого в зоне проявления бесконтактно. Также существует способ немагнитного однокомпонентного контактного проявления, согласно которому процесс проявления выполняют в зоне проявления проявляющим валиком в контакте с носителем изображения, без пыления тонера. Также существует способ двухкомпонентного проявления, согласно которому немагнитный тонер, смешанный с магнитным порошковым носителем, подают в зону проявления проявляющим цилиндрическим контактом для выполнения проявления. Как упомянуто выше, можно использовать различные способы проявления.

В качестве способа переноса можно использовать способ, согласно которому применяется электрическая или механическая сила. Способы переноса с применением электрической силы включают в себя следующие этапы: коронирующий перенос, согласно которому постоянное смещение с полярностью, противоположной полярности электризации тонера, наносят коронирующим проводом для выполнения переноса; валиковый перенос, согласно которому переносящий валик, содержащий элемент, имеющий электрическое сопротивление от 10⁵ до 10¹² в его поверхностном слое, вводят в контакт с носителем изображения, и прилагают смещение, полярность которого противоположна полярности тонера; и пр.

Далее приводится подробное описание способа измерения поверхностной неравномерности согласно изобретению.

Существующие способы измерения поверхностной неравномерности носителя изображения включают в себя следующие способы: после электризации потенциал носителя изображения измеряют, когда изображение экспонируют на электризованном носителе изображения; и количество тонера, налипшего на скрытом электростатическом изображении, полученном его экспонированием, измеряют как плотность, или т.п.

В каждом из этих способов измерения неравномерность потенциала носителя изображения можно измерять и запоминать в таком запоминающем устройстве, как постоянное ЗУ, заранее перед выпуском из производства формирующего изображение устройства, для выполнения корректирования. Либо можно также использовать и другие способы, например способ, согласно которому, после выпуска из производства, в формирующем изображение устройстве: неравномерность потенциала электризации и неравномерность потенциала экспонирования измеряют и запоминают, с последующим подновлением данных о поверхностной неравномерности в необходимых случаях, на таком перезаписываемом ЗУ, как ЗУПВ.

Способ запоминания данных о неравномерности поверхностного потенциала излагается ниже подробнее.

Согласно одному из способов запоминания данных о распределении неравномерности потенциала: носитель изображения подразделяют на области в виде двухмерной матрицы; и данные о неравномерности потенциала запоминают в каждой области. Еще один способ заключается в том, что данные об одномерной неравномерности потенциала запоминают для направления переноса изображения и для продольного направления носителя изображения, и данные о неравномерности потенциала по одному направлению умножают на данные по другому направлению, чтобы вычислить поправочные значения для всех областей. Обычно в цилиндрическом носителе изображения неравномерности возникают в продольном направлении и по окружности цилиндра по производственным причинам; и также в некоторых случаях характеристику можно определить во всех областях умножением обеих характеристик.

Ниже приводится подробное описание экспонирующего механизма согласно этому осуществлению.

В этом осуществлении для экспонирования изображения в качестве оптического устройства используется сканерная оптическая система.

Согласно Фиг.7: оптическое устройство содержит полупроводниковый лазер 701, вращающееся на высокой скорости многоугольное зеркало 704, коллимирующую линзу 702, которая преобразует пучок лучей из полупроводникового лазера 701 в пучок параллельных лучей на поверхности многоугольного зеркала, и группу 705 линз f-θ, которые направляют отклоняемый многоугольным зеркалом 704 пучок лучей на поверхность барабана с постоянной скоростью.

Полупроводниковый лазер 701 имеет фотодетекторный датчик, детектирующий часть лазерного света. За счет автоматического регулирования мощности полупроводникового лазера при помощи детектирующего сигнала упомянутого фотодетекторного датчика можно обеспечить стабильную запись изображения, с подавлением изменений мощности лазера, вызванных такими нарушениями, как повышение температуры из-за лазерного излучения. Этот полупроводниковый лазер 701 принимает относящийся к временному ряду цифровой сигнал изображения, выводимый из вычислительного устройства сканера изображения или персонального компьютера, и мерцает в соответствии с сигналом излучения, формируемым задающим устройством лазера, описываемым ниже.

Пучок лучей, исходящий из полупроводникового лазера 701, отражается и отклоняется поверхностью вращающегося на постоянной скорости многоугольного зеркала 704, проходит через группу f-θ линз и отражается отклоняющим зеркалом 706. Затем изображение пучка лучей формируется на барабане 707 с фотопроводящим слоем в виде пятна, и это изображение сканируется с постоянной скоростью в заданном направлении 708. Положение начала записи наряду с направлением сканирования определяются детектирующим сигналом фотодетекторного датчика 709 в концевой части области оптического сканирования, и поэтому запись сигнала изображения всегда начинается с одного и того же положения.

В качестве способа приведения в действие лазера согласно этому осуществлению можно использовать т.н. регулирование широтно-импульсной модуляции, согласно которому количество изучаемого света регулируется изменением длительности импульса излучения. Либо можно использовать и другие способы регулирования: регулирование модуляцией мощности, согласно которому количество излучаемого света регулируют изменением мощности лазера; и способ, согласно которому количество излучаемого света регулируют комбинацией этих способов.

Фиг.8 показывает пример задающего устройства лазера.

В этом примере согласно Фиг.8 используется лазерная микросхема 800, содержащая лазер 801 и фотодетекторный датчик 802. В этой конструкции два источника тока, источник 803 тока смещения и источник 804 импульсного тока, запитывают микросхему 800 лазера для улучшения характеристик излучения лазера 801. Для стабилизации излучения лазера 801 выходной сигнал из фотодетекторного датчика 802 подают обратно в источник 803 тока смещения, и таким образом количество тока смещения автоматически регулируется согласно вышеизложенному.

Во время составления изображения, для вводимых в модулятор 805 данных положение начала записи изображения наряду с направлением субсканирования регулируется контроллером 806 очередности. При этом положение начала записи изображения в направлении основного сканирования определяется датчиком детектирования луча (далее ДЛ-датчик: 709 на чертеже Фиг.7) под управлением детектирующего сигнала как эталонного сигнала (далее «ДЛ-сигнал»). Под управлением этих средств лазер 801 мерцает с нужной синхронизацией и при этом выполняет запись изображения.

На чертеже Фиг.9 показан пример блок-схемы согласно изобретению.

С точки зрения корректирования потенциала электризации: в случае если корректирование выполняют фотоэкспонированием, то корректирование невозможно выполнить в направлении увеличения потенциала электризации. По этой причине для уставки абсолютного значения потенциала электризации требуется, чтобы минимальное значение потенциала электризации было выше желательного потенциала. Для этого, при измерении неравномерности потенциала электризации, минимальный потенциал и желательный потенциал сравнивают (этап S902). Если измеренный минимальный потенциал ниже желательного потенциала, то условия электризации задают снова в зависимости от разницы между ними (этап S903), и данные о неравномерности потенциала в отношении потенциала электризации измеряют снова (этап S901).

Согласно Фиг.9: эту последовательность повторяют, и когда минимальное значение потенциала электризации становится выше желательного потенциала, то переходят к следующему этапу: корректированию неравномерности потенциала электризации (этап S904). После этого корректирования выполняют измерение неравномерности потенциала экспонирования (этап S905) и затем переходят к корректированию неравномерности потенциала экспонирования (этап S906).

Ниже приводится подробное описание Примера 1.

Точка А и точка В согласно Фиг.4 показывают две области с разными тенденциями потенциала электризации и потенциала экспонирования. Характеристики потенциала каждой области в этом случае описываются интегрированным количеством света (здесь, интегрированное количество света - входные данные) на горизонтальной оси и потенциалом поверхности носителя изображения - на вертикальной оси.

В этом примере изображение формируется показываемой на чертеже Фиг.6 сканирующей оптической системой 607 (подробно показана на чертеже Фиг.7) и проявляющим устройством 609, выполненным с возможностью вращения. Для измерения данных о неравномерности в целях корректирования неравномерности поверхности используется датчик 600 потенциала (подробно показан на чертеже Фиг.10), который расположен в продольном направлении носителя изображения.

Сначала включают потребляемую от сети мощность формирующего изображение устройства, и устройство входит в режим корректирования потенциала для выполнения процесса без воспроизведения изображения. Носитель изображения поворачивается, чтобы наэлектризоваться от коронного электризатора 602. Электризованная часть носителя изображения не подвергается экспонированию изображения и проходит перед датчиком 600 потенциала в состоянии, в котором проявляющее устройство 609 находится в режиме ожидания в положении, отклоняющемся от положения, противоположного носителю изображения.

Согласно Фиг.10: датчик 600 потенциала имеет девять датчиков потенциала, размещенных в продольном направлении носителя изображения, для одновременного измерения по девяти точкам в продольном направлении. В этом примере потенциал измеряют в каждой из девяти точек в продольном направлении через 10-мм интервалы в направлении вращения. Также в этом примере используется носитель изображения диаметром 80 мм. Это означает, что данные о потенциале получают по 25 точкам в круговом направлении, т.е. всего по 225 точкам на поверхности в направлениях основного сканирования и субсканирования.

Минимальное значение считывают из измеренных по 225 точкам данных о потенциале и сравнивают с задаваемым значением потенциала, которое является желательным значением. Если измеренные данные о потенциале меньше задаваемого желательного значения потенциала, то значение сеточного напряжения коронирующего электризатора 602 регулируют в зависимости от разницы между ними, и потенциал электризации измеряют снова. Эту последовательность повторяют, и если измеряемые данные о потенциале станут задаваемым желательным значением потенциала или превысят его, то процесс переходит к этапу корректирования потенциала электризации, Фиг.9. Причина этого действия в том, что поскольку потенциал электризации невозможно скорректировать вверх корректирующей функцией фотоэкспонирования, поэтому для уставки абсолютного значения потенциала электризации требуется, чтобы минимальное значение потенциала электризации было выше желательного потенциала.

На этапе корректирования неравномерности электризации измеренные данные потенциала запоминают в ЗУПВ (не показано) по каждому положению в направлениях основного сканирования и субсканирования. Для направления основного сканирования данные о положении получают подсчетом тактовых импульсов изображения при помощи ДЛ-сигнала, как указано выше. При этом для направления субсканирования, которое является направлением вращения носителя изображения, данные о положении получают следующим образом: сначала исходное положение носителя изображения определяют детектирующим сигналом отражающего датчика 807, расположенного на боковой поверхности вращающегося носителя изображения; и затем, используя этот сигнал как эталонный сигнал, нужное значение подсчитывают всякий раз по получении ДЛ-сигнала, тем самым получая данные о положении. Получаемые данные по каждому положению и измеряемому поверхностному потенциалу соотносят друг с другом и запоминают в ЗУПВ.

Корректирование неравномерности потенциала электризации выполняют регулированием длительности импульса лазера при 00h. В частности, согласно Фиг.11, если предполагается, что желательный потенциал является потенциалом в точке В, то желательный потенциал можно получить в точке А уставкой длительности лазерного импульса в 1101. Таким образом, задав длительность импульса во время 00h излучения в 1101, оба потенциала в точке А и точке В можно задать при желательном потенциале электризации, когда входные данные - 00h: правый график на Фиг.11.

Корректирование поверхностной неравномерности выполняют переключением корректирующей длительности импульса лазера сканирующей оптической системы по каждым 10 мм в направлении основного сканирования. В этом примере измерение выполняют в девяти точках с шагом в 40 мм в направлении лазерного сканирования, т.е. в продольном направлении носителя изображения. Соответственно, линейную интерполяцию выполняют с использованием этих точек, и по данным о поверхностной неравномерности с 10-мм шагом по 33 точкам поправочные коэффициенты для длительности лазерного импульса получают при помощи описываемого выше способа и запоминают в линейной буферной памяти (ЗУПВ).

Местоположение корректирования определяют при помощи упомянутого способа, и корректирующее значение, соответствующее этому местоположению, вводят из контроллера 806 очередности в контроллер 808 импульсного тока, тем самым реализуя нужное регулирование длительности импульса для каждого положения. В этом примере для направления субсканирования, которое является направлением вращения носителя изображения, т.к. данные о потенциале запоминаются с 10-мм шагом, корректирование выполняют по ширине +/- 5 мм в круговом направлении для каждого положения измерения. При этом для направления основного сканирования поправочные коэффициенты для него последовательно вычисляют из данных о неравномерности, запомненных в ЗУПВ, сообразно вращению носителя изображения, тем самым корректируя длительность лазерного импульса.

При изменении корректирующей длительности импульса, в этот раз используемого с тоном: согласно Фиг.12А в случае 00h, в котором экспонирование не выполняется, прилагают импульс с длительностью, соответствующей разнице между желательным потенциалом электризации и измеренным потенциалом электризации. Путем выполнения линейной интерполяции, чтобы корректирующая длительность импульса стала нулевой при входных данных FFh, т.е. при максимуме, реализуется корректирование длительности импульса с хорошей непротиворечивостью по всем тонам.

После корректирования потенциала электризации изложенным выше образом процесс переходит к этапу корректирования потенциала экспонирования (от S905 к S906, Фиг.9).

При корректировании потенциала экспонирования носитель изображения вращается и электризуется коронным электризатором 602, и при этом изображение экспонируется с максимальной длительностью импульса для FFh. Экспонированная часть носителя изображения проходит перед датчиком 600 потенциала в состоянии, в котором проявляющее устройство 609 находится в режиме ожидания в положении, отклоняющемся от положения, противоположного носителю изображения. Согласно Фиг.109: датчик 600 потенциала имеет девять датчиков потенциала, размещенных в продольном направлении носителя изображения, для одновременного измерения по девяти точкам в продольном направлении.

В этом примере потенциал измеряют в каждой из девяти точек в продольном направлении через 10-мм интервалы в направлении вращения. Также в этом примере используется носитель изображения диаметром 80 мм. Это означает, что данные о потенциале получают по 25 точкам в круговом направлении, т.е. всего по 225 точкам на поверхности в направления основного сканирования и субсканирования. Причина выполнения измерения с максимальной длительностью импульса заключается в том, что неравномерность потенциала была наиболее выражена в результате измерения потенциала для максимальной длительности импульса, и в том, что неравномерность потенциала экспонирования в полутоновой части и неравномерность потенциала экспонирования в FFh-части имели одинаковую тенденцию.

Измеряемые поверхностные потенциалы последовательно запоминают в ЗУПВ с исходным положением носителя изображения в качестве эталона, как при корректировании потенциала электризации. Что касается вычисления поправочных коэффициентов, то в случае, когда кривая V-Е является линейной по отношению к интегрированному экспонированию согласно Фиг.4 в этом примере, тогда: измеренный потенциал электризации и измеренный потенциал экспонирования соединяют прямой линией, ее градиент определяют исходя из того, что изменение между ними линейное, и поправочные коэффициенты для мощности лазера вычисляют по полученному градиенту, корректируют желательную разницу потенциалов. Если линия V-Е носителя изображения является нелинейной, то более предпочтительно вычислять соответствующие поправочные коэффициенты при помощи справочной пересчетной таблицы, в соответствии с ее характеристиками.

Фактическое корректирование поверхностной неравномерности выполняют переключением мощности лазера сканирующей оптической системы по каждым 10 мм в направлении основного сканирования. В этом примере измерение выполняют в девяти точках с 40-мм шагом в направлении основного сканирования, т.е. в продольном направлении носителя изображения. Соответственно, линейную интерполяцию выполняют с использованием этих точек, поправочные коэффициенты для мощности лазера получают упомянутым способом по данным о поверхностной неравномерности с 10-мм шагом по 33 точкам и запоминают в линейной буферной памяти (ЗУПВ).

В этом примере, поскольку данные о потенциале запоминают с 10-мм шагом в направлении субсканирования, которое является направлением вращения носителя изображения, поэтому корректирование выполняют по ширине +/- 5 мм в круговом направлении по каждому положению измерения. При этом для направления основного сканирования, поправочные коэффициенты для направления основного сканирования последовательно вычисляют по данным о неравномерности, запомненным в ЗУПВ, в соответствии с вращением носителя изображения, и запоминают в линейной буферной памяти, тем самым корректируя мощность лазера.

Способ корректирования мощности лазера подробно описывается со ссылкой на Фиг.13.

Как упомянуто выше, положение начала записи в направлении основного сканирования регулируют следующим образом: тактовые импульсы изображения подсчитывают ДЛ-сигналом как эталонным сигналом и запоминают в ЗУ, тем самым получая нужные данные для направления основного сканирования и выполнения регулирования. Для направления субсканирования, которое является направлением вращения носителя изображения, исходное положение носителя изображения детектируют при помощи детектирующего сигнала отражательного датчика 807 или т.п., расположенного на боковой поверхности или т.п. вращающегося носителя изображения. Затем, используя этот детектирующий сигнал как эталон, значение местоположения подсчитывают всякий раз по получении ДЛ-сигнала, тем самым получая данные о местоположении для направления субсканирования. Исходя из этих данных о местоположении для каждого местоположения значение, полученное умножением прилагаемого к лазеру желательного значения напряжения на поправочный коэффициент, вводят из контроллера очередности в схему автоматического управления мощностью для корректирования мощности лазера и таким образом регулируют мощность лазера. Фиг.12В показывает изменение в корректировании мощности лазера, в этот раз - с тоном.

В этом примере в отношении разных видов неравномерности потенциала в точке А и точке В, Фиг.4, выполняют следующие действия. Согласно Фиг.11: при корректировании потенциала электризации - для частей, в которых потенциал электризации выше, чем потенциал эталонного положения, длительность импульса лазера регулируют умножением поправочного коэффициента, полученного преобразованием разницы, отличающейся от потенциала электризации эталонного положения.

Для неравномерности потенциала экспонирования согласно приводимому выше описанию неравномерность потенциала экспонирования измеряют в состоянии, в котором корректируют неравномерность потенциала электризации, тем самым получая данные о неравномерности. Исходя из этих данных о неравномерности затем регулируют мощность лазера для выполнения корректирования.

Как упомянуто выше, корректирование неравномерности потенциала электризации смещающим корректированием длительности лазерного импульса и корректирование неравномерности потенциала экспонирования регулированием мощности лазера обеспечивают возможность имеющего хорошую непротиворечивость корректирования по всем тонам по всей поверхности. Причем это корректирование поверхностной неравномерности можно выполнять в любое время работы формирующего изображение устройства. Хронирование корректирования можно должным образом отладить сообразно равновесию между уменьшением производительности и стабильностью плотности отпечатываемого изображения.

В Примере 2 согласно Фиг.13: неравномерность потенциала электризации и неравномерность потенциала экспонирования измеряли подвижным датчиком потенциала и потенциал электризации и потенциал экспонирования корректировали способом, похожим на способ согласно Примеру 1. В этом примере путем измерения потенциалов шагом в 10 мм в направлении основного сканирования для получения данных о неравномерности: получаемые данные о неравномерности были более точными, чем в способе с линейной интерполяцией в направлении основного сканирования в Примере 1. То есть были получены эффекты, аналогичные эффектам Примера 1.

Нужно отметить, что в этом примере данные о неравномерности в отношении потенциала поверхности были получены сканированием подвижного датчика потенциала согласно Фиг.14А. При выполнении корректирования данные о положении подразделяют для каждого участка, ограничиваемого наклонными линиями на чертеже Фиг.14В, для выполнения корректирования.

В Примере 3 для носителя изображения используется аморфный кремний (a-Si). Перед тем как он будет установлен в формирующем изображением устройстве: неравномерность потенциала электризации и неравномерность потенциала экспонирования носителя изображения измеряют снаружи формирующего изображением устройства. Затем данные о неравномерности носителя изображения запоминают в ПЗУ формирующего изображение устройства.

В частности, согласно Фиг.15 снаружи формирующего изображение устройства при помощи подвижного датчика 600 потенциала неравномерность потенциала электризации измеряют в положении электризации, аналогичном положению во время формирования изображения. Затем экспонирование выполняют в положении экспонирования, аналогичном положению для фактического формирования изображения, тем самым измеряя неравномерность потенциала экспонирования. В этом примере, для упрощения, твердотельный сканер 1500 был использован для экспонирования изображения и изображение было экспонировано с количеством света, аналогичным количеству в формирующем изображение устройстве, и тем самым измеряли неравномерность потенциала экспонирования.

Неравномерность количества света в продольном направлении твердотельного сканера 1500 была скорректирована заранее затеняющим корректированием, чтобы выполнить экспонирование изображения однородным в продольном направлении. Причем в этом примере неравномерность экспонирования измеряли без корректирования неравномерности потенциала заряда. В отношении неравномерности, обусловленной выполнением экспонирования: исходят из того, что кривая V-Е, характеризующая изменение потенциала поверхности носителя изображения в связи с экспонированием, является линейной согласно Фиг.4; неравномерность потенциала экспонирования оценивали на основании разницы между потенциалом электризации и потенциалом экспонирования. В этот раз измерение потенциала выполняют снаружи устройства, и поэтому его можно выполнять неоднократно. В этом примере за счет определения неравномерности потенциала из средних значений результатов измерения для 10 оборотов стало возможным более точное измерение неравномерности потенциала. Нужно отметить, что шаг измерения неравномерности потенциала в этом случае был тот же, что и в Примере 1.

Исходя из полученных данных о неравномерности потенциала неравномерность потенциала электризации и потенциала экспонирования корректируют способом, аналогичным способу согласно Примеру 1. В этом случае данные также нужны и по абсолютному значению потенциала. Соответственно, согласно Фиг.16 при помощи датчика 600 потенциала, неподвижно установленного в продольной центральной части носителя изображения, данные о неравномерности потенциала в круговом направлении измеряют для потенциала электризации и потенциала экспонирования. Исходя из одномерных данных о потенциале, полученных на этот раз при помощи его средних значений, корректирование выполняли таким образом, чтобы измеренные заранее данные о неравномерности потенциала можно было смещать. В результате этого были реализованы эффекты, аналогичные эффектам Примера 1.

В этом примере также применение носителя изображения из аморфного кремния, толщина пленки которого мало изменяется в процессе формирования изображения, дает возможность получать хорошие результаты корректирования в течение длительного времени за счет запоминания данных о поверхностной неравномерности на носителе изображения перед выпуском из производства и путем корректирования данных о поверхностной неравномерности.

В Примере 4 для тандемного формирующего изображение устройства с несколькими носителями изображения согласно Фиг.17 данные о неравномерности потенциала экспонирования вычисляли по результату измерения плотности изображения. При этом были воспроизведены все поверхностные изображения промежуточных плотностей тона, была измерена двухмерная неравномерность плотности изображения каждого воспроизводимого при этом цвета; и значения, соответствующие неравномерности потенциала, вычислялись из значений неравномерности плотности по пересчетной таблице потенциал-плотность. Используя значения, соответствующие неравномерности потенциала, получаемые по неравномерности плотности, и корректируя потенциал экспонирования, также можно скорректировать каждую неравномерность проявляющих устройств и получить хорошие результаты, даже если носитель изображения имеет одно проявляющее устройство, Фиг.17.

В этом примере неравномерность плотности была получена измерением воспроизведенных изображений вне формирующего изображение устройства при помощи колориметра. Но, разумеется, результат детектирования неравномерности плотности по каждому цвету можно использовать датчиком плотности в формирующем изображение устройстве.

Несмотря на то, что изобретение изложено здесь со ссылкой на приводимые в качестве примера осуществления, полагается, что изобретение не ограничивается раскрываемыми приводимыми в качестве примера осуществлениями. Объем приводимой ниже формулы изобретения распространяется на самое широкое истолкование, с охватом всех видоизменений и эквивалентных конструкций и функций.

Данная заявка притязает на приоритет патентной заявки Японии №2006-005153 от 12 января 2006, содержание которой полностью включено в данный документ в качестве ссылки.

Формирующее изображение устройство включает в себя: фотопроводящий носитель изображения; электризующее средство, которое электризует носитель изображения, и экспонирующее средство, которое экспонирует изображение на поверхности носителя изображения после электризации, чтобы сформировать скрытое электростатическое изображение. Также устройство включает проявляющее средство, которое проявляет скрытое электростатическое изображение за счет адгезии тонера со скрытым электростатическим изображением, формируя тонерное изображение; и средство переноса, которое переносит полученное тонерное изображение. Причем формирующее изображение устройство дополнительно содержит: запоминающее средство для запоминания данных о поверхностной неравномерности по каждому из следующих видов неравномерности: неравномерность потенциала электризации, которая возникает при выполнении электризации в различных положениях поверхности носителя изображения; и неравномерность потенциала экспонирования, которая возникает при выполнении экспонирования в различных положениях на поверхности носителя изображения. При этом экспонирующее средство выполнено с возможностью корректировки в каждом из упомянутых положений неравномерности потенциала электризации и неравномерности потенциала экспонирования, регулирующим оптическим излучением из экспонирующего средства при помощи корректирующих значений, вычисленных на основе раздельно сохраненных данных о поверхностной неравномерности. Технический результат - устранение проблемы неравномерности на носителе изображения. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 17 ил.

1. Формирующее изображение устройство, которое включает в себя:
фотопроводящий носитель изображения;
электризующее средство, которое электризует носитель изображения;
экспонирующее средство, которое экспонирует изображение на поверхности носителя изображения после электризации, чтобы сформировать скрытое электростатическое изображение;
проявляющее средство, которое проявляет скрытое электростатическое изображение за счет адгезии тонера со скрытым электростатическим изображением, формируя тонерное изображение; и
средство переноса, которое переносит полученное тонерное изображение;
причем формирующее изображение устройство отличается тем, что содержит:
запоминающее средство для запоминания данных о поверхностной неравномерности по каждому из следующих видов неравномерности:
неравномерность потенциала электризации, которая возникает при выполнении электризации в различных положениях поверхности носителя изображения; и неравномерность потенциала экспонирования, которая возникает при выполнении экспонирования в различных положениях на поверхности носителя изображения; и
при этом экспонирующее средство выполнено с возможностью корректировки в каждом из упомянутых положений неравномерности потенциала электризации и неравномерности потенциала экспонирования, регулирующим оптическим излучением из экспонирующего средства при помощи корректирующих значений, вычисленных на основе раздельно сохраненных данных о поверхностной неравномерности.

2. Формирующее изображение устройство по п.1, дополнительно содержащее измеряющее средство для измерения упомянутой поверхностной неравномерности и получения данных поверхностной неравномерности по каждой из следующих видов неравномерности:
неравномерность потенциала электризации и неравномерность потенциала экспонирования.

3. Формирующее изображение устройство по п.1, в котором упомянутое запоминающее средство запоминает упомянутые данные о поверхностной неравномерности в матрице, сформированной двухмерным разделением поверхности носителя изображения.

4. Формирующее изображение устройство по п.1, в котором упомянутое запоминающее средство запоминает упомянутые данные о поверхностной неравномерности по направлению основного сканирования и направлению субсканирования поверхности носителя изображения; и
данные о неравномерности в каждом положении на поверхности определяются вычислением.

5. Формирующее изображение устройство по п.2, в котором упомянутым измеряющим средством выполняется измерение потенциала для получения данных о поверхностной неравномерности.

6. Формирующее изображение устройство по п.2, в котором упомянутым измеряющим средством выполняется измерение плотности после адгезии тонера для получения данных о поверхностной неравномерности.

7. Формирующее изображение устройство по любому из пп.2-4, в котором данные о поверхностной неравномерности измеряются в формирующем изображение устройстве, и
данные о неравномерности, запомненные в запоминающем средстве, регулярно обновляются.

8. Формирующее изображение устройство по любому из пп.2-4, в котором в качестве носителя изображения используется аморфный кремний.

9. Способ формирования изображения, реализуемый в формирующем изображение устройстве, которое включает в себя:
фотопроводящий носитель изображения;
электризующее средство, которое электризует носитель изображения;
экспонирующее средство, которое экспонирует изображение на поверхности носителя изображения после электризации, чтобы сформировать скрытое электростатическое изображение;
проявляющее средство, которое проявляет скрытое электростатическое изображение за счет адгезии тонера со скрытым электростатическим изображением, формируя тонерное изображение; и
средство переноса, которое переносит полученное тонерное изображение;
при этом упомянутый способ отличается тем, что содержит этапы, на которых:
запоминают данные о поверхностной неравномерности по каждому из следующих видов неравномерности: неравномерность потенциала электризации, которая возникает при выполнении электризации в различных положениях на поверхности носителя изображения; и
неравномерность потенциала экспонирования, которая возникает при выполнении экспонирования в различных положениях на поверхности носителя изображения; и
вычисляют при помощи упомянутого экспонирующего средства корректирующие значения для регулирования оптического излучения из экспонирующего средства для корректировки неравномерности потенциала электризации и неравномерности потенциала экспонирования оптическим излучением из экспонирующего средства, при этом упомянутые корректирующие значения вычисляют на основе раздельно сохраненных данных о поверхностной неравномерности.

10. Способ по п.9, дополнительно содержащий этап измерения для измерения упомянутой поверхностной неравномерности и получения данных о поверхностной неравномерности по каждой из следующих видов неравномерности: неравномерность потенциала электризации и неравномерность потенциала экспонирования.

11. Способ по п.9, в котором упомянутый этап запоминания содержит этап запоминания упомянутых данных о поверхностной неравномерности в матрице, сформированной двухмерным разделением поверхности носителя изображения.

12. Способ по п.9, в котором упомянутый этап запоминания содержит этап запоминания упомянутых данных о поверхностной неравномерности по направлению основного сканирования и направлению субсканирования поверхности носителя изображения; и
данные о неравномерности в каждом положении на поверхности определяются вычислением.

13. Способ по п.10, в котором упомянутый этап измерения содержит этап измерения поверхностной неравномерности для получения данных о поверхностной неравномерности.

14. Способ по п.10, в котором упомянутый этап измерения содержит этап измерения плотности после адгезии тонера средством для получения данных о поверхностной неравномерности.

15. Способ по п.10, в котором упомянутый этап измерения поверхностной неравномерности для получения данных о поверхностной неравномерности выполняется в упомянутом формирующем изображение устройстве, и
способ дополнительно содержит этап регулярного обновления данных о неравномерности, запомненных на этапе запоминания.