CN101373348A - 图像形成装置和其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供图像形成装置和其控制方法。本发明的图像形成装置包括:光源;多个感光体;调制驱动部;单个多面反射镜,沿旋转方向排列有对应于所述各个颜色的多个不同倾斜角的反射面,将从所述光源发出的光经由对应于所述各倾斜角的多条不同光路,沿所述各感光体的主扫描方向依次按所述每个颜色进行扫描;多个光检测器,邻接于所述各感光体,设置在所述各感光体的主扫描方向的上游侧;以及图像时钟/数据切换部,为了使由所述光路的每个颜色的光程确定的每个颜色的图像的倍率相等,针对每个颜色生成频率不同的所述图像时钟,对生成的每个颜色的所述图像时钟和每个颜色的所述图像数据的至少一个,与从所述各光检测器输出的检测信号同步地进行切换。
Description
技术领域
本发明涉及图像形成装置和其控制方法,特别涉及使用电子照相方式形成图像的图像形成装置和其控制方法。
背景技术
现有技术中,在复印机、打印机、复合机(MFP(Multi-FunctionalPeripheral:多功能外围设备))等图像形成装置中,广泛使用在感光鼓上照射激光等,在感光鼓上形成静电潜像,以色调剂对该静电潜像进行显影的电子照相方式。
在使用电子照相方式的图像形成装置中,作为能够进行彩色印刷的方式,已知被称为串联型的方式。串联型的图像形成装置中,通常具有与黄(Y)、品红(M)、青色(C)、黑(K)这四色对应的四个感光鼓。在各个感光鼓中并列形成与各个颜色对应的色调剂图像,之后将各个颜色的色调剂图像重叠在纸张上进行转印,由此形成全彩色的图像。因为四色的图像是并列且大致同时进行处理的,所以能够进行全彩色图像的高速印刷。
一般地,在电子照相方式中,使从激光二极管等光源发射的激光在感光鼓的主扫描方向进行扫描,在感光鼓的表面上形成静电潜像。在主扫描方向的扫描中,通常使用被称为多面反射镜的旋转多面反射体。
如前所述,在串联型图像形成装置中,具有与Y、M、C、K这四色对应的四个感光鼓,在现有的串联型图像形成装置中,一般采用具有与各个颜色对应的四个光源、四个多面反射镜的结构。从而,与黑白印刷专用的图像形成装置相比,硬件规模较大。
于是,提出了使光源和多面反射镜共用化(使用一个光源、一个多面反射镜),达到装置的小型化的技术(例如US2007/0279723A1)。
在US2007/0279723 A1中公开了在多面反射镜的旋转方向上排列的反射面上具有四种不同的倾斜角(相对旋转轴的倾斜角)的技术。利用倾斜角不同的反射面,将从同一光源入射的激光在与主扫描方向正交的方向(仰角方向)中,针对每种颜色向不同的方向进行反射,朝向配置在不同位置的四个感光鼓照射激光。在US2007/0279723 A1公开的技术中,配置在多面反射镜和各感光鼓之间的光学透镜(f-θ透镜等)共用化,能够大幅减少硬件规模。
于是,在如上所述使多面反射镜共用化的情况下,从多面反射镜到各感光鼓的光路各不相同。因此,从多面反射镜到各感光鼓的光路的光程并不一定相同。
虽然通过多面反射镜的旋转而被扫描的主扫描方向的扫描角度范围在任一种颜色中均相同,但如果从多面反射镜到各感光鼓的光程不同,则各感光鼓上的主扫描方向的图像的倍率(图像的大小)在每一种颜色中不同。因此,在重叠各个颜色的像时产生颜色偏差(out of color registration(颜色未配准)等)问题。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而提出的,其目的在于提供一种图像形成装置和其控制方法,在通过具有相对每个颜色倾斜角不同的反射面的单个多面反射镜,在与各个颜色对应的多个感光鼓上进行激光扫描的图像形成装置中,能够减少在每个颜色中发生的主扫描方向的图像的倍率的偏差,不会产生颜色偏差。
为了达成上述目的,本发明的一个方面的图像形成装置,包括:光源;多个感光体,分别对应于多个颜色;调制驱动部,对上述每一种颜色的图像数据,通过以上述图像数据的像素长为周期的图像时钟进行脉冲宽度调制,驱动上述光源;单个多面反射镜,沿旋转方向排列有对应于上述各个颜色的多个不同倾斜角的反射面,将从上述光源发出的光经由对应于上述各倾斜角的多条不同光路,沿上述各感光体的主扫描方向依次按上述每个颜色进行扫描;多个光检测器,邻接于上述各感光体,设置在上述各感光体的主扫描方向的上游侧;以及图像时钟/数据切换部,为了使由上述光路的每个颜色的光程确定的每个颜色的图像的倍率相等,针对每个颜色生成频率不同的上述图像时钟,对生成的每个颜色的上述图像时钟和每个颜色的上述图像数据的至少一个,与从上述各光检测器输出的检测信号同步地进行切换。
此外,本发明的另一方面的图像形成装置的控制方法,包括下述步骤:(a)利用基于每个颜色的图像数据和每个颜色的图像时钟已进行了脉冲宽度调制的信号来驱动光源;(b)利用沿旋转方向排列有针对上述每个颜色而具有不同倾斜角的反射面的单个多面反射镜,将从上述光源发出的光经由对应于上述各倾斜角的多条不同光路,沿与上述多个颜色分别对应的各感光体的主扫描方向依次按上述每个颜色进行扫描;(c)利用邻接于上述各感光体,设置在上述各感光体的主扫描方向的上游侧的多个光检测器检测上述主扫描方向的扫描定时;以及,(d)为了使由上述光路的每个颜色的光程确定的每个颜色的图像的倍率相等,针对每个颜色生成频率不同的上述图像时钟,对生成的每个颜色的上述图像时钟和每个颜色的上述图像数据的至少一个,与从上述各光检测器输出的检测信号同步地进行切换。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施方式的图像形成装置的外观例的立体图;
图2是表示第一实施方式的图像形成装置的图像形成部的结构例的示意的截面图;
图3A~图3C是表示本实施方式的多面反射镜的特征的图;
图4是表示利用多面反射镜的主扫描方向的扫描的状况的图;
图5是用于说明通过使每个颜色的光程不同而使每个颜色的图像倍率不同的情况的图;
图6是主要表示第一实施方式的图像时钟/数据切换部和调制驱动部的细节部分结构例的框图;
图7是表示第一实施方式的PLL电路的结构例的框图;
图8是主要表示第一实施方式的图像时钟/数据切换部和调制驱动部的处理定时的时序图;
图9是主要表示第二实施方式的图像时钟/数据切换部和调制驱动部的细节部分结构例的框图;
图10是主要表示第二实施方式的图像时钟/数据切换部和调制驱动部的处理定时的时序图;
图11是主要表示第三实施方式的图像时钟/数据切换部和调制驱动部的细节部分结构例的框图;
图12是主要表示第三实施方式的图像时钟/数据切换部和调制驱动部的处理定时的时序图;
图13是主要表示第四实施方式的图像时钟/数据切换部和调制驱动部的细节部分结构例的框图;
图14是主要表示第四实施方式的图像时钟/数据切换部和调制驱动部的处理定时的时序图;
图15是主要表示第五实施方式的图像时钟/数据切换部和调制驱动部的细节部分结构例的框图;
图16是主要表示第五实施方式的图像时钟/数据切换部和调制驱动部的处理定时的时序图;
图17是主要表示第六实施方式的图像时钟/数据切换部和调制驱动部的细节部分结构例的框图;以及
图18是主要表示第六实施方式的图像时钟/数据切换部和调制驱动部的处理定时的时序图。
具体实施方式
参照附图,说明本发明的图像形成装置和其控制方法的实施方式。
(1)图像形成装置的结构
图1是表示作为本实施方式的图像形成装置1的典型例的复印机(或MFP)的外观例的图。
图像形成装置1具有读取部2、图像形成部3、供纸部4等。
在读取部2中,光学读取载置在原稿台上的原稿或从ADF(Auto Document Feeder:自动输稿器)输入的原稿,生成图像数据。
图像形成部3在从供纸部4供给的纸张上使用电子照相方式印刷图像数据。此外,在图像形成部3上设置有用户进行各种操作的控制面板5、显示各种信息的显示面板6。
图2是主要表示图像形成部3的内部结构例的示意的截面图。本实施方式的图像形成装置1采用能够通过串联型的电子照相方式进行彩色印刷的结构。
如图2所示,与黄(Y)、品红(M)、青色(C)、黑(B)这四色对应的四个感光鼓10在纸张的输送方向上排列配置。在各感光鼓10的周围,从旋转的上游朝向下游,依次分别配置有带电装置11、显影装置12、转印辊13、清洁器14等。在各显影装置12中内置有各个不同颜色的色调剂,但因为结构本身全是相同的,所以附加相同的参照符号。
通过带电装置11,各感光鼓10的表面带有一样的规定的电位。之后,根据Y、M、C、K的各个颜色的图像数据的电平而进行脉冲宽度调制的激光照射在各个颜色用的感光鼓10的表面上。当被照射激光时,该部分的电位下降,在感光鼓10的表面上形成静电潜像。
显影装置12利用与各个颜色对应的色调剂使各个感光鼓10的静电潜像显影。利用该显影,在各感光鼓10上形成Y、M、C、K的各个颜色的色调剂图像。
另一方面,纸张从供纸部4被拾取,在输送带30上从图2中的右侧向左侧输送。在该输送过程中,首先,在Y用的感光鼓10和Y用的转印辊13相对的位置(Y的转印位置)上,Y色调剂图像从感光鼓10转印到纸张上。
接着,在M用的感光鼓10和M用的转印辊13相对的位置(M的转印位置)上,M色调剂图像从感光鼓10转印到纸张上。此时,以其位置与已经转印在纸张上的Y色调剂图像重合的方式转印M色调剂图像。
以下,同样的,在纸张上依次重叠C色调剂图像和K色调剂图像,在纸张上形成全彩色的色调剂图像。该全彩色的色调剂图像通过定影装置33被加热、加压,并定影在纸张上。之后,通过排纸部34排出至图像形成装置1的外部。
而且,对完成了纸张转印的各感光鼓10,通过清洁器14除去残留在表面上的色调剂,准备下一纸张的印刷。通过重复以上的处理,能够进行连续的印刷。
图像形成部3的控制部40在进行图像形成装置1整体的控制之外,也进行各种图像处理、后述的图像数据的切换处理、图像时钟的生成、切换处理等。
在本发明的第一实施方式的图像形成装置1中,如图2所示,利用单个光源20和单个多面反射镜21,将激光分配到配置在不同位置的四个感光鼓10上。
从光源20(激光源)发射的激光,在多面反射镜21以相对每个颜色不同的仰角被反射,之后,经由每个颜色不同的光路传导至各感光鼓的曝光位置。具体而言,由多面反射镜21反射的激光在透过f-θ透镜22之后,经由针对每个颜色设置的主反射镜23a、次反射镜23b(在黑(K)的情况下没有次反射镜23b)和柱面透镜24,到达各感光鼓的曝光位置。
图3A~图3C是说明本实施方式的图像形成装置1中使用的多面反射镜21的特征的图。图3A是多面反射镜21的平面图,图3B是侧面图。图3C是例示多面反射镜21的各边的倾斜角的图。
此外,图4是表示通过多面反射镜21使激光在感光鼓10的主扫描方向进行扫描的状况的图。在图4中,将主反射镜23a和次反射镜23b的反射在水平方向上展开,图示主扫描方向的扫描范围。
如图3A所示,本实施方式的多面反射镜21具有颜色数的倍数的多边形,在本实施方式中是4色的两倍,为八边形的多面反射镜21。
与八边形的各边对应的面与Y、M、C、K的各个颜色对应,各面成为图3C所示的具有相对每个颜色不同的四种仰角的倾斜面。在图3C所示的例子中,以Y的仰角最大的方式形成倾斜面,以仰角按照M、C、K的顺序变小的方式形成各倾斜面。Y面和M面的仰角为正,C面和K面的仰角为负。
在多面反射镜21的一个面上反射的光具有依据每个颜色确定的仰角,并通过多面反射镜21的旋转而在感光鼓10的主扫描方向(水平方向)上扫描。例如,在多面反射镜21的Y面上,激光具有正的最大的仰角,被多面反射镜21反射,之后经由主反射镜23a、次反射镜23b和柱面透镜24到达Y用的感光鼓10的曝光位置。然后通过多面反射镜21的旋转对感光鼓10在主扫描方向水平地进行扫描。
如果多面反射镜21的反射面从Y面向M面移动,则激光以比Y用的仰角小的仰角被反射,经由与Y用的光路不同的光路到达M用的感光鼓10。然后,通过多面反射镜21的旋转,激光对M用的感光鼓10的主扫描方向进行扫描。
在多面反射镜21的反射面移动至C面、K面时也是同样的,以各个不同的仰角被反射,经由各自不同的光路到达C用和K用的感光鼓10。然后,对C用和K用的感光鼓10的主扫描方向依次进行扫描。
通过使多面反射镜21旋转半周,能够相对Y、M、C、K各感光鼓10进行一条线的量的主扫描方向扫描。如果多面反射镜21旋转一周,则相对Y、M、C、K各感光鼓10进行两条线的量的主扫描方向扫描。
现有的典型的串联型的电子照相方式中,使用与Y、M、C、K的各个颜色对应的四个光源和四个多面反射镜,相对四个感光鼓分别进行曝光处理。
与此相对,在本发明的第一实施方式的图像形成装置1中,利用单个光源20和单个多面反射镜21,对配置在不同位置的四个感光鼓10进行曝光处理。因此,曝光处理所需的硬件规模大幅减少,能够实现低成体。此外,伴随硬件规模的减少能够实现装置的小型化。
另一方面,因为来自光源20的光路在每个颜色中不同,所以各个颜色的光程(从光源20到各个颜色用的感光鼓10的光路的长度)并不一定相同。如果光程在每个颜色中不同,则在各感光鼓的主扫描方向的扫描距离中产生差异,主扫描方向的像的倍率在每个颜色中不同。
图5是说明该情况的示意图。设一个颜色的感光鼓A的表面位于POS1的位置,另一颜色的感光鼓B的表面位于POS2的位置。POS1和POS2的距离的差ΔD相当于从光源的光程的差异。在该情况下,相对感光鼓A的主扫描方向的扫描角范围和相对感光鼓B的主扫描方向的扫描角范围相同,因此如图5所示,位于POS2的位置的感光鼓B在相比之下,图像的大小要大2ΔL。即,使感光鼓A的主扫描方向的图像的大小为L时,感光鼓B的主扫描方向的像的大小为L+2ΔL。相比于感光鼓A,感光鼓B的相对相同图像的像的倍率要大(L+2ΔL)/L。结果,在重叠两个颜色时发生颜色偏差,画质下降。
本来,在单个光源20和单个多面反射镜21的结构中,通过在主反射镜23a、次反射镜23b的数目、配置上下工夫,并且高精度地进行它们的位置调整,则在理论上能够确保每个颜色的光程的均匀性。但是,如果优先光程的均匀性而确定主反射镜23a、次反射镜23的数目、配置,则有可能成为与装置的小型化相反的结果。此外,如果高精度地进行配置位置的调整,则调整时间变长,会增加装置的成本。
于是,在本实施方式的图像形成装置1中,允许每个颜色的光程的不同,采用在光源20的驱动源中针对每个颜色调整图像的倍率,防止颜色偏差的方式。具体而言,使传送图像数据的图像时钟的频率在每个颜色中为不同的值,通过调整各图像时钟的频率使感光鼓10上的图像的倍率相同。
图像的倍率与感光鼓10上的像素的大小相对应,当使像素变大时倍率变高,当使像素变小时倍率变低。此外,感光鼓10上的图像的大小依赖于以像素单位传送图像数据的图像时钟的频率。当使图像时钟的频率低时感光鼓10上的像素变大,相反的,当使时钟频率高时感光鼓10上的像素变小。这样,通过调整图像时钟的频率,能够调整感光鼓10的图像的倍率。
如上所述,在本实施方式中,采用在每次切换多面反射镜21的反射面时切换颜色的方式。因为多面反射镜21高速旋转,所以Y、M、C、K的各个颜色也高速地切换。因此,必需使每个颜色的图像时钟频率的切换与各颜色用的图像数据颜色的切换同步并高速进行。
在本实施方式中,图像数据和图像时钟的切换处理在图像时钟/数据切换部60进行,此外,基于已切换的图像数据和图像时钟在调整驱动部80进行脉冲宽度调制处理和光源的驱动处理(参照图6等)。图像时钟/数据切换部60、调整驱动部80均是控制部40的内部结构单元。以下,对各种实施方式的图像时钟/数据切换部60和调整驱动部80的结构和动作进行说明。
(2)第一实施方式
图6是表示第一实施方式的图像时钟/数据切换部60和调制驱动部80的细节部分结构例和其周边结构例的框图。
图像时钟/数据切换部60包括:切换定时生成部61、四个图像处理部((Y用)62a、(M用)62b、(C用)62c、(K用)62d)、图像数据选择电路63、图像时钟频率选择电路64、PLL电路65、基准时钟振荡器66等,此外,还具有保存频率数据(Y_FS_DAT、M_FS_DAT、C_FS_DAT、K_FS_DAT)的存储器(未图示)。其中,PLL电路65和基准时钟振荡器66构成时钟生成部。
此外,调制驱动部80具有PWM电路81、激光驱动电路82等。
对图6所示的各单元的动作进行说明。
光源20内置有激光二极管等发光元件。从光源20发射的激光束在多面反射镜21反射,到达与每个反射面相对应的颜色的感光鼓10,进行各感光鼓10的主扫描方向的扫描。通过多面反射镜21的旋转,在每次改变面时依次改变被照射的感光鼓10。
在各感光鼓10的上游侧邻接有光检测器50,在开始感光鼓10上的有效图像区域的主扫描方向的扫描之前,从各光检测器50依次输出每个颜色的水平同步脉冲(HSYNC_Y、HSYNC_M、HSYNC_C、HSYNC_K)。
水平同步脉冲(HSYNC_Y、HSYNC_M、HSYNC_C、HSYNC_K)作为选择信号被输入四个图像处理部((Y用)62a、(M用)62b、(C用)62c、(K用)62d)和图像时钟频率选择电路64,并且,为了生成各种切换定时信号,还被输入切换定时生成部61。
另一方面,由读取部2读取的图像数据输入图像处理部(非同步)51中,进行不依赖于图像时钟的各种图像处理。图像处理部(非同步)51的输出作为每个颜色的图像数据(图像数据_Y、图像数据_M、图像数据_C、图像数据_K)输入与各个颜色对应的图像处理部((Y用)62a、(M用)62b、(C用)62c、(K用)62d)。
另一方面,在PLL电路75中,基于从基准时钟振荡器76输出的基准时钟,以像素单位为一个周期,生成图像时钟。如上所述,本实施方式的图像形成装置1中,针对每个颜色调整图像时钟的频率,使得能够减小由每个颜色的光程的差异产生的主扫描方向的图像的倍率的偏差,使感光鼓10上的图像的倍率在任一种颜色中均相等。
图7是说明图像时钟的频率调整的结构方式的图。生成图像时钟的PLL电路65包括相位比较器651、LPF(低通滤波器)652、VCO(Voltage Controlled Oscillator:电压控制振荡器)653、和1/N分频器654。
生成图像时钟的VCO653以使图像时钟频率的1/N的频率与基准时钟的频率一致的方式以锁相环路控制图像时钟的频率。通过该PLL电路65,生成频率为基准时钟(CLKI)的频率的N倍的图像时钟(CLKO)。
如果使图像时钟的频率变高,则像素尺寸变小,相反的,如果使图像时钟的频率变低,则像素尺寸变大。因此,通过针对每个颜色调整图像时钟频率,能够以使图像的倍率在任一个颜色中均相等的方式进行调整。
如图6和图7所示,在图像时钟频率选择电路64中,根据每个颜色的水平同步脉冲(HSYNC_Y、HSYNC_M、HSYNC_C、HSYNC_K)选择每个颜色的图像时钟频率数据(Y_FS_DAT、M_FS_DAT、C_FS_DAT、K_FS_DAT),并输出至PLL电路65的1/N分频器654。
每个颜色的图像时钟频率数据(Y_FS_DAT、M_FS_DAT、C_FS_DAT、K_FS_DAT)是与倍数N对应的数据,以使每个颜色的图像的倍率相等的方式预先确定,并保存在适当的存储器中。
如图6所示,从PLL电路65输出的图像时钟输出至图像处理部((Y用)62a、(M用)62b、(C用)62c、(K用)62d)和PWM电路81。
图像处理部((Y用)62a、(M用)62b、(C用)62c、(K用)62d)中,对各颜色用的图像数据进行与图像时钟同步的图像处理,并输出至图像数据选择电路63。
在图像数据选择电路63中,利用从切换定时生成电路61输出的定时信号(例如HDEN_Y、HDEN_M、HDEN_C、HDEN_K等每个颜色的允许信号)依次选择各颜色用的图像数据,并输入PWM电路81。
在PWM电路81中,生成根据图像数据(图像数据_Y、图像数据_M、图像数据_C、图像数据_K)的像素单位的电平已调制脉冲宽度的脉冲宽度调制信号(VIDEO),与图像时钟同步并输出至激光驱动电路82。
脉冲宽度调制信号在激光驱动电路82中变换为已进行脉冲宽度调制的驱动电流,驱动光源20(激光二极管)。
在由多面反射镜21的Y面反射的期间,首先,从黄色用的光检测器50输出水平同步脉冲HSYNC_Y,根据该信号选择黄色用的图像数据_Y和频率数据Y_FS_DAT。之后,通过基于频率数据Y_FS_DAT的频率的图像时钟进行图像处理,进而生成脉冲宽度调制信号。然后,通过利用脉冲宽度调制信号进行脉冲宽度调制激光,进行黄色用的感光鼓10的主扫描方向的扫描。
之后,当多面反射镜21的反射面从Y面移至M面时,从品红色用的光检测器50输出水平同步脉冲HSYNC_M,根据该信号选择品红色用的图像数据_M和频率数据M_FS_DAT。以下同样地进行品红色用的感光鼓10的主扫描方向的扫描。
相对青色、黑进行同样的处理,通过多面反射镜21的半周旋转在各个颜色的感光鼓10上分别形成一条线的量的静电潜像。通过与各感光鼓10的旋转动作连动地重复进行该处理,基于各个颜色的图像数据的静电潜像形成在各感光鼓10上。
图8是关于第一实施方式的图像时钟/数据切换部60和调制驱动部80的处理的时序图。
每个颜色的水平同步脉冲(HSYNC_Y、HSYNC_M、HSYNC_C、HSYNC_K)在每次通过多面反射镜21的旋转切换反射面时依次输出(图8(a))。
利用该水平同期脉冲,依次选择每个颜色的图像时钟频率数据(Y_FS_DAT、M_FS_DAT、C_FS_DAT、K_FS_DAT)(图8(b))。基于选择的图像时钟频率数据,从PLL电路65依次输出具有每个颜色的图像时钟的频率(fy、fm、fc、fk)的图像时钟CLKO(图8(c))。
另一方面,在图像处理部((Y用)62a、(M用)62b、(C用)62c、(K用)62d)中,相对各个颜色用的图像数据依次进行与从PLL电路65输出的图像时钟同步的图像处理(图8(d)、图8(f)、图8(h)、图8(j))。
从图像处理部((Y用)62a、(M用)62b、(C用)62c、(K用)62d)输出的图像数据,根据从切换定时生成电路61输出的各允许信号(HDEN_Y、HDEN_M、HDEN_C、HDEN_K)被依次取出(图8(e)、图8(g)、图8(i)、图8(k)),并输入至PWM电路81(图8(1))。
在PWM电路81中,根据每个颜色的图像数据(Y_IMG_DAT、M_IMG_DAT、C_IMG_DAT、K_IMG_DAT)生成脉冲宽度调制信号(图8(m)),进而从光源20输出激光(LD_OUT)(图8(n))。
这样,在第一实施方式的图像形成装置1中,根据针对每个多面反射镜21的反射面切换的每个颜色的图像时钟频率数据(Y_FS_DAT、M_FS_DAT、C_FS_DAT、K_FS_DAT)切换图像时钟的频率,排除由各个颜色的光程的差引起的像的倍率的偏差。结果,能够形成没有颜色偏差的彩色图像。
(3)第二实施方式
图9是表示第二实施方式的图像时钟/数据切换部60a和调制驱动部80的细节部分结构例和其周边结构例的框图。
此外,图10是关于第二实施方式的图像时钟/数据切换部60a和调制驱动部80的处理的时序图。
在第一实施方式中,针对每个颜色个别地设置与图像时钟同步地进行图像处理的图像处理部。与此相对,在每二实施方式中,如图9所示,在各个颜色共用的单个图像处理部68中,进行与图像时钟同步的图像处理。从图像处理部(非同步)51输出的各个颜色的图像数据由图像数据选择电路67依次选择,并输出至图像处理部68。作为选择信号,与第一实施方式同样地使用从切换定时生成电路61输出的各允许信号(HDEN_Y、HDEN_M、HDEN_C、HDEN_K)。图像数据选择电路67和图像处理部68以外的结构基本与第一实施方式相同。
如图10所示,从图像数据选择电路67输出的各图像数据(图像数据_Y、图像数据_M、图像数据_C、图像数据_K)通过各允许信号(HDEN_Y、HDEN_M、HDEN_C、HDEN_K)被依次取出,在图像处理部68进行图像处理之后,输入PWM电路81(图10(d)~图10(m))。在PWM电路81中,与第一实施方式同样,根据每个颜色的图像数据(Y_IMG_DAT、M_IMG_DAT、C_IMG_DAT、K_IMG_DAT)生成脉冲宽度调制信号(图10(n)),进而从光源20输出激光(LD_OUT)(图10(o))。
在第二实施方式中,除了能够得到与第一实施方式同样的效果,硬件规模也比第一实施方式小。但是,图像处理部68的内部处理本身需要针对每个颜色切换图像处理参数等控制,因此相比于第一实施方式的各图像处理的处理更为复杂。
(4)第三实施方式
在第一和第二实施方式中,通过使用锁相环路的PLL电路65生成图像时钟,通过在每次由多面反射镜21的旋转变换颜色时切换频率数据,使图像时钟的频率在每个颜色中改变。
一般地,在使用锁相环路的振荡器中,在切换频率数据的情况下,需要在得到稳定的频率的时钟之前的一定的过度期间。如果使用在过渡期间结束之前的图像时钟进行图像形成,则像素尺寸改变,不能够得到良好的图像。
于是,在第一和第二实施方式中,如图8(c)和图10(c)所示,将过渡期间设置在利用水平同步脉冲切换频率数据之后,在图像时钟数据为稳定状态之后,开始有效图像区域的图像形成。
在希望进一步提高图像形成速度的情况下,该过渡期间成为制约。
于是,在第三实施方式中,个别地设置分别固定为与Y、M、C、K这四色对应的频率的四个图像时钟振荡器,针对每个颜色切换从各图像时钟振荡器输出的图像时钟信号。根据该方式,不需要上述过渡期间,因此能够进一步使图像形成高速化。
图11是表示第三实施方式的图像时钟/数据切换部60b和调制驱动部80b的细节部分结构例和其周边结构例的框图。
此外,图12是关于第三实施方式的图像时钟/数据切换部60b和调制驱动部80b的处理的时序图。
如图11所示,在第三实施方式中,个别设置有与Y、M、C、K这四色对应的四个时钟生成部(71a、71b、71c、71d)。
此外,与Y、M、C、K这四色对应的四个图像生成部(62a、62b、62c、62d)和四个PWM电路(81a、81b、81c、81d)均个别设置。
从各时钟生成部(71a、71b、71c、71d)输出每个颜色不同的固定的频率(fy、fm、fc、fk)的图像时钟(参照图12(c))。时钟生成的方式本身并无特别限定,可以是使水晶振荡源增倍的方式,此外,也可以构成为PLL方式的振荡器。在为PLL方式的情况下,如图12(b)所示,其频率数据不受利用多面反射镜21的颜色的切换的影响,在各个颜色中均为总是固定的值。
从时钟生成部(71a、71b、71c、71d)输出的各图像时钟,分别输入对应的颜色的图像处理部(62a、62b、62c、62d)和PWM电路(81a、81b、81c、81d)。
在各图像处理部(62a、62b、62c、62d)中,进行与输入的图像数据同步的图像处理(图12(d))。此外,在各PWM电路(81a、81b、81c、81d)中,与图像时钟同步地生成已根据图像数据的像素电平进行脉冲宽度调制的信号(图12(e))。
PWM电路(81a、81b、81c、81d)的各个输出,由图像数据选择电路70依次进行选择,并输出至激光驱动电路82(图12(f))。然后,基于从激光驱动电路82输出的驱动信号从光源20输出激光(图12(g))。
(5)第四实施方式
图13是表示第四实施方式的图像时钟/数据切换部60c和调制驱动部80的细节部分结构例和其周边结构例的框图。
此外,图14是关于第四实施方式的图像时钟/数据切换部60c和调制驱动部80的处理的时序图。
在第四实施方式中,不是针对每个颜色个别地设置PWM电路,而采用具有各个颜色共用的单个PWM电路81的结构。
在各图像处理部(62a、62b、62c、62d)中,已进行与图像时钟同步的图像处理的图像数据,在图像数据选择电路71中依次进行选择,并输入共用的PWM电路81(图14(d)、(e))。
此外,从时钟生成部(71a、71b、71c、71d)输出的各图像时钟也在图像数据选择电路71中依次进行选择,并输入共用的PWM电路81中。
在PWM电路81中,根据图像数据的像素电平已进行脉冲宽度调制的信号,与在图像数据选择电路71中选择的每个颜色的图像时钟同步地生成(图14(f))。PWM电路81的输出被输出至激光驱动电路82,基于从激光驱动电路82输出的驱动信号,从光源20输出激光(图14(g))。
在第四实施方式中,除了得到与第三实施方式同样的效果,还因为PWM电路81为在各个颜色中共用的单个结构,所以相比于第三实施方式能够削减硬件规模。但是,在图像数据选择电路71中,除了图像数据以外还需要选择各图像时钟,所以图像数据选择电路71本身的处理相比于第三实施方式变得稍复杂。
(6)第五实施方式
图15是表示第五实施方式的图像时钟/数据切换部60d和调制驱动部80d的细节部分结构例和其周边结构例的框图。
此外,图16是关于第五实施方式的图像时钟/数据切换部60d和调制驱动部80d的处理的时序图。
在第五实施方式中,具有生成Y(第一色)用的图像时钟和C(第三色)用的图像时钟的PLL电路(1)65a,以及生成M(第二色)用的图像时钟和K(第四色)用的图像时钟的PLL电路(2)65b这两个PLL电路。
相对PLL电路(1)65a,通过图像时钟频率选择电路(1)64a选择并设定Y用的频率数据(Y_FS_DAT)和C用的频率数据(C_FS_DAT)。此外,相对PLL电路(2)65b,通过图像时钟频率选择电路(2)64b选择并设定M用的频率数据(M_FS_DAT)和K用的频率数据(K_FS_DAT)。
此外,PWM电路也有两个,具有相对Y用的图像数据和C用的图像数据生成脉冲宽度调制信号的PWM电路(1)81e,以及相对M用的图像数据和K用的图像数据生成脉冲宽度调制信号的PWM电路(2)81f。
而且,作为图像处理部,为具有相对Y、M、C、K各个颜色的四个图像处理部(62a、62b、62c、62d)的结构。
在图像数据选择电路72中,如图16(e)所示,通过与Y色和C色的扫描期间对应的允许信号HDEN_Y和HDEN_C(HDEN_Y/C)选择图像处理部(Y用)62a和图像处理部(C用)62c的输出,并输出至PWM电路(1)。此外,在图像数据选择电路72中,如图16(i)所示,通过与M色和K色的扫描期间对应的允许信号HDEN_M和HDEN_K(HDEN_M/K)选择图像处理部(M用)62c和图像处理部(K用)62d的输出,并输出至PWM电路(2)。
另一方面,将PLL电路(1)65a的图像时钟从Y用的图像时钟切换为C用的图像时钟的定时,设定于在感光鼓10上形成了一条线的量的Y色的图像之后,直至由图像数据选择电路72选择C色的图像数据并输出至PWM电路(1)的期间。此外,将PLL电路(1)65a的图像时钟从C用的图像时钟切换为Y用的图像时钟的定时,设定于在感光鼓10上形成了一条线的量的C色的图像之后,直至由图像数据选择电路72选择Y色的图像数据并输出至PWM电路(1)的期间(参照图16(c)、(d))。
同样的,将PLL电路(2)65b的图像时钟从M用的图像时钟切换为K用的图像时钟的定时,设定于在感光鼓10上形成了一条线的量的M色的图像之后,直至由图像数据选择电路72选择K色的图像数据并输出至PWM电路(1)的期间。此外,将PLL电路(2)65b的图像时钟从K用的图像时钟切换为M用的图像时钟的定时,设定为在感光鼓10上形成了一条线的量的K色的图像之后,直至由图像数据选择电路72选择M色的图像数据并输出至PWM电路(2)的期间(参照图16(g)、(h))。
在调制信号选择电路73中,以Y、M、C、K的顺序依次选择从PWM电路(1)和PWM电路(2)输出的脉冲宽度调制信号,并输出至激光驱动电路82。
这样,对第五实施方式的PLL电路(1)和PLL电路(2),在Y、M、C、K的各个颜色的切换周期为T时,以2倍的周期2T设定频率数据。因此,在设定频率数据之后,能够充分确保过度期间,能够使用频率稳定的图像时钟。因此,能够缩短各个颜色的切换周期T,达到图像形成的高速化。
此外,相对在第三、第四实施方式中设置四个独立的时钟生成部,第五实施方式中采用两个时钟生成部的结构,因此相比于第三、第四实施方式能够减小硬件规模。
(7)第六实施方式
图17是表示第六实施方式的图像时钟/数据切换部60e和调制驱动部80e的细节部分结构例和其周边结构例的框图。
此外,图18是关于第六实施方式的图像时钟/数据切换部60e和调制驱动部80e的处理的时序图。
在第五实施方式中,为具有各个颜色用的四个图像处理部(62a、62b、62c、62d)的结构。与此相对,在第六实施方式中,以两个图像处理部进行四色的图像处理。在图像处理部(1)62e进行Y色和C色的图像处理,在图像处理部(2)62f进行M色和C色的图像处理。
在图像数据选择电路74中,如图18(e)所示,通过与Y色和C色的扫描期间对应的允许信号HDEN_Y和HDEN_C(HDEN_Y/C)选择从图像处理部(非同步)51输出的Y色的图像数据和C色的图像数据,并输出至图像处理部(1)62e。此外,在图像数据选择电路74中,如图18(i)所示,通过与M色和K色的扫描期间对应的允许信号HDEN_M和HDEN_K(HDEN_M/K)选择M色的图像数据和K色的图像数据,并输出至图像处理部(2)62f。
在图像处理部(1)62e和PWM电路(1)81e中,进行与从PLL电路(1)以2T的周期交替输出的Y用的图像时钟和C用的图像时钟同步的处理,从PWM电路(1)81e输出的脉冲宽度调制信号输入至调制信号选择电路73。同样的,在图像处理部(2)62f和PWM电路(2)81f中,进行与从PLL电路(2)以2T的周期交替输出的M用的图像时钟和K用的图像时钟同步的处理,从PWM电路(2)81f输出的脉冲宽度调制信号输入至调制信号选择电路73。
在调制信号选择电路73中,以Y、M、C、K的顺序依次选择从PWM电路(1)和PWM电路(2)输出的脉冲宽度调制信号,并输出至激光驱动电路82。
在第六实施方式中,除了能够得到与第五实施方式同样的效果,还因为能够将图像处理部的数目从4减到2,所以能够削减整体的硬件规模。
如上述所说明的,根据本发明的各实施方式的图像形成装置和其控制方法,能够利用具有针对每个颜色倾斜角不同的反射面的单个多面反射镜,在与各个颜色对应的多个感光鼓上进行激光扫描的图像形成装置中,减少对于每个颜色发生的主扫描方向的图像的倍率的偏差,能够防止颜色偏差。
而且,本发明并不限定于上述各实施方式,在实施阶段,能够在不脱离其主旨的范围内变形结构要素进行具体化。此外,能够利用上述各实施方式公开的多个结构要素的适当的组合,形成各种实施方式的发明。例如,也可以从实施方式所示的全部结构要素中删除几个结构要素。进而,也可以跨越不同的实施方式适当地组合结构要素。
Claims (20)
1.一种图像形成装置,其特征在于,包括:
光源;
多个感光体,分别对应于多个颜色;
调制驱动部,对所述每个颜色的图像数据,通过以所述图像数据的像素长为周期的图像时钟进行脉冲宽度调制,驱动所述光源;
单个多面反射镜,沿旋转方向排列有对应于所述各个颜色的多个不同倾斜角的反射面,将从所述光源发出的光经由对应于所述各倾斜角的多条不同光路,沿所述各感光体的主扫描方向依次按所述每个颜色进行扫描;
多个光检测器,邻接于所述各感光体,设置在所述各感光体的主扫描方向的上游侧;以及
图像时钟/数据切换部,为了使由所述光路的每个颜色的光程确定的每个颜色的图像的倍率相等,针对每个颜色生成频率不同的所述图像时钟,对生成的每个颜色的所述图像时钟和每个颜色的所述图像数据的至少一个,与从所述各光检测器输出的检测信号同步地进行切换。
2.根据权利要求1所述的图像形成装置,其特征在于,
所述图像时钟/数据切换部包括多个时钟生成部,用于输出固定频率的图像时钟;所述图像时钟/数据切换部在所述多个时钟生成部中生成针对每个颜色而频率不同的所述图像时钟。
3.根据权利要求2所述的图像形成装置,其特征在于,
还包括多个针对每个颜色的图像处理部,以在所述各时钟生成部生成的每个颜色的图像时钟对所述每个颜色的图像数据进行图像处理,
所述调制驱动部包括针对每个颜色进行脉冲宽度调制的多个脉冲宽度调制部,
所述图像时钟/数据切换部对在所述各图像处理部已进行图像处理、进而在所述各脉冲宽度调制部已进行脉冲宽度调制的每个颜色的光源驱动信号,与所述检测信号同步地进行切换。
4.根据权利要求2所述的图像形成装置,其特征在于,
还包括多个针对每个颜色的图像处理部,以在所述各时钟生成部生成的每个颜色的图像时钟对所述每个颜色的图像数据进行图像处理,
所述图像时钟/数据切换部对在所述各图像处理部已进行图像处理的图像数据和针对所述每个颜色而频率不同的图像时钟,与所述检测信号同步地进行切换,并输出至所述调制驱动部。
5.根据权利要求1所述的图像形成装置,其特征在于,
所述图像时钟/数据切换部包括时钟生成部,通过锁相环路,基于每个颜色的频率数据生成图像时钟,
所述图像时钟/数据切换部对所述每个颜色的频率数据,与所述检测信号同步地进行切换,并设定到所述时钟生成部。
6.根据权利要求5所述的图像形成装置,其特征在于,
还包括多个针对每个颜色的图像处理部,以在所述时钟生成部生成的每个颜色的图像时钟对所述每个颜色的图像数据进行图像处理,
所述图像时钟/数据切换部对从所述多个图像处理部输出的图像处理后的每个颜色的图像数据,与所述检测信号同步地进行切换,并输出至所述调制驱动部。
7.根据权利要求5所述的图像形成装置,其特征在于,
还包括单个图像处理部,以在所述时钟生成部生成的每个颜色的图像时钟对所述每个颜色的图像数据进行图像处理,
所述图像时钟/数据切换部对所述每个颜色的图像数据,与所述检测信号同步地进行切换,之后输出至所述图像处理部。
8.根据权利要求1所述的图像形成装置,其特征在于,
所述图像时钟/数据切换部在依次切换第一、第二、第三和第四颜色的情况下,包括:
第一时钟生成部,以所述各个颜色的切换周期的2倍的周期设定与第一颜色对应的第一频率数据和与第三颜色对应的第三频率数据,通过锁相环路,生成所述第一颜色用的图像时钟和所述第三颜色用的图像时钟,
第二时钟生成部,以所述各个颜色的切换周期的2倍的周期设定与第二颜色对应的第二频率数据和与第四颜色对应的第四频率数据,通过锁相环路,生成所述第二颜色用的图像时钟和所述第四颜色用的图像时钟。
9.根据权利要求8所述的图像形成装置,其特征在于,
还包括四个针对每个颜色的图像处理部,以在所述第一和第二时钟生成部中生成的每个颜色的图像时钟对所述每个颜色的图像数据进行图像处理,
所述图像时钟/数据切换部对从所述各图像处理部输出的图像处理后的每个颜色的图像数据,与所述检测信号同步地进行切换,并输出至所述调制驱动部。
10.根据权利要求8所述的图像形成装置,其特征在于,
还包括第一图像处理部,以在所述第一时钟生成部中生成的第一和第三图像时钟对所述每个颜色的图像数据进行图像处理;以及第二图像处理部,以在所述第二时钟生成部中生成的第二和第四图像时钟对所述每个颜色的图像数据进行图像处理,
所述图像时钟/数据切换部对所述每个颜色的图像数据,与所述检测信号同步地进行切换,将第一和第三颜色用的图像数据输出至所述第一图像处理部,将第二和第四颜色用的图像数据输出至所述第二图像处理部。
11.一种图像形成装置的控制方法,其特征在于,包括以下步骤:
a利用基于每个颜色的图像数据和每个颜色的图像时钟进行了脉冲宽度调制的信号来驱动光源;
b利用沿旋转方向排列有针对所述每个颜色而具有不同倾斜角的反射面的单个多面反射镜,将从所述光源发出的光经由对应于所述各倾斜角的多条不同光路,沿与所述多个颜色分别对应的各感光体的主扫描方向依次按所述每个颜色进行扫描;
c利用邻接于所述各感光体,设置在所述各感光体的主扫描方向的上游侧的多个光检测器检测所述主扫描方向的扫描定时;以及
d为了使由所述光路的每个颜色的光程确定的每个颜色的图像的倍率相等,针对每个颜色生成频率不同的所述图像时钟,对生成的每个颜色的所述图像时钟和每个颜色的所述图像数据的至少一个,与从所述各光检测器输出的检测信号同步地进行切换。
12.根据权利要求11所述的控制方法,其特征在于,
在步骤d中,在多个时钟生成部中分别生成每个颜色不同的固定频率的图像时钟。
13.根据权利要求12所述的控制方法,其特征在于,
还包括e步骤,通过多个针对每个颜色的图像处理部,以在所述各时钟生成部中生成的每个颜色的图像时钟对所述每个颜色的图像数据进行图像处理,
在步骤a中,通过多个脉冲宽度调制部针对每个颜色进行脉冲宽度调制,
在步骤d中,对在所述各图像处理部进行了图像处理、进而在所述各脉冲宽度调制部中已进行脉冲宽度调制的每个颜色的光源驱动信号,与所述检测信号同步地进行切换。
14.根据权利要求12所述的控制方法,其特征在于,
还包括e步骤,通过多个针对每个颜色的图像处理部,以在所述各时钟生成部中生成的每个颜色的图像时钟对所述每个颜色的图像数据进行图像处理,
在步骤d中,对在所述各图像处理部已进行图像处理的图像数据和针对所述每个颜色而频率不同的图像时钟,与所述检测信号同步地进行切换。
15.根据权利要求11所述的控制方法,其特征在于,
在步骤d中,对所述每个颜色的频率数据与所述检测信号同步地进行切换,
通过使用锁相环路的时钟生成部,基于已进行切换的所述每个颜色的频率数据生成图像时钟。
16.根据权利要求15所述的控制方法,其特征在于,
还包括e步骤,通过多个针对每个颜色的图像处理部,以在所述时钟生成部中生成的每个颜色的图像时钟对所述每个颜色的图像数据进行图像处理,
在步骤d中,对从所述多个图像处理部输出的图像处理后的每个颜色的图像数据,与所述检测信号同步地进行切换。
17.根据权利要求15所述的控制方法,其特征在于,
在步骤d中,对所述每个颜色的图像数据与所述检测信号同步地进行切换,
还包括e步骤,通过单个图像处理部,以所述时钟生成部生成的每个颜色的图像时钟对所述每个颜色的图像数据进行图像处理。
18.根据权利要求11所述的控制方法,其特征在于,
在步骤d中,在依次切换第一、第二、第三和第四颜色的情况下,
以所述各个颜色的切换周期的2倍的周期设定与第一颜色对应的第一频率数据和与第三颜色对应的第三频率数据,通过使用锁相环路的第一时钟生成部,生成所述第一颜色用的图像时钟和所述第三颜色用的图像时钟,
以所述各个颜色的切换周期的2倍的周期设定与第二颜色对应的第二频率数据和与第四颜色对应的第四频率数据,通过使用锁相环路的第二时钟生成部,生成所述第二颜色用的图像时钟和所述第四颜色用的图像时钟。
19.根据权利要求18所述的控制方法,其特征在于,
还包括通过四个针对每个颜色的图像处理部,以在所述第一和第二时钟生成部中生成的每个颜色的图像时钟对所述每个颜色的图像数据进行图像处理的步骤,
在步骤d中,对从所述各图像处理部输出的图像处理后的每个颜色的图像数据,与所述检测信号同步地进行切换。
20.根据权利要求18所述的控制方法,其特征在于,
还包括通过第一图像处理部,以在所述第一时钟生成部中生成的第一和第三图像时钟对第一和第三颜色用的图像数据进行图像处理;以及通过第二图像处理部,以在所述第二时钟生成部中生成的第二和第四图像时钟对第二和第四颜色用的图像数据进行图像处理的步骤,
在步骤d中,对所述每个颜色的图像数据与所述检测信号同步地进行切换,将第一和第三颜色用的图像数据输出至所述第一图像处理部,将第二和第四颜色用的图像数据输出至所述第二图像处理部。
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