CN101373355A - 图像形成装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及图像形成装置及其控制方法，包括：光源；光源控制部，根据图像数据控制所述光源；分别对应于多种颜色的多个感光体；单个多面反射镜，沿其旋转方向排列有对应于各种颜色的多个不同倾斜角的反射面，多面反射镜将从光源发出的光经由对应于各倾斜角的多条不同光路，沿各感光体的主扫描方向依次按各种颜色进行扫描；多个光检测器，邻接于各感光体，设置在各感光体的主扫描方向的上游侧；以及调整数据控制部，用于与从所述光检测器输出的检测信号同步地切换每种颜色的调整数据，然后输出到光源控制部，其中，每种颜色的调整数据用于调整由每种颜色的所述光路和感光体的不同引起的画质参数的偏差。

Description

图像形成装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种图像形成装置及其控制方法，尤其涉及一种利用电子照相方式形成图像的图像形成装置及其控制方法。

背景技术

一直以来，在复印机、印刷机以及复合机(MFP:多功能外围设备Multi-Functional Peripheral)等图像形成装置中，电子照相方式被人们广泛使用，所述电子照相方式是指将激光等照射在感光鼓上从而在感光鼓上形成静电潜像，然后用色调剂使该静电潜像显影。

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，众所周知的是一种被称为串联型的方式。串联型的图像形成装置通常具有对应于黄色(Y)、品红(M)、青色(C)、黑色(K)四种颜色的四个感光鼓。通过在各自的感光鼓上并列形成对应于各种颜色的色调剂图像，然后将各种颜色的色调剂图像重叠转印于纸张上，从而形成全彩图像。由于四种颜色的图像几乎同时并列处理，因此能够实现全彩图像的高速印刷。

一般，在电子照相方式中，将从激光二极管等光源发出的激光沿感光鼓的主扫描方向进行扫描从而在感光鼓的表面形成静电潜像。在主扫描方向上的扫描中，常用的是一种被称为多面反射镜的旋转多面反射体。

如上所述，串联型图像形成装置具有对应于Y、M、C、K四种颜色的四个感光鼓，而且以前的串联型图像形成装置一般被设置成具有对应于各种颜色的四个光源以及四个多面反射镜的结构。因此，和专用于单色印刷的图像形成装置相比，硬件规模必定变大。

因此，提出了一种共享光源和多面反射镜(设为一个光源和一个多面反射镜)、实现装置小型化的技术(例如专利文献US2007/0279723A1)。

在专利文献US 2007/0279723A1中公开了在沿多面反射镜的旋转方向排列的反射面上形成四种不同的倾斜角(相对于旋转轴的倾斜角)的技术。根据不同倾斜角的反射面，将从同一个光源入射的激光在与主扫描方向垂直相交的方向(仰角方向)上反射到各种颜色不同的方向，然后将激光照向配置在不同位置上的感光鼓。在专利文献US 2007/0279723A1公开的技术中，设置在多面反射镜和各感光鼓之间的光学透镜(f-θ透镜等)也被共享，由此能够大幅度地减小硬件规模。

即使在如上所述共享多面反射镜的情况下，多面反射镜到各感光鼓的光路还是各自不同的。因此，多面反射镜到各感光鼓的光路的长度也未必一致。

通过多面反射镜的旋转进行扫描的主扫描方向的扫描角度范围在各种颜色上是相同的，但是如果多面反射镜到各感光鼓的光路长度不同，各感光鼓上的主扫描方向的图像倍率(图像大小)就会各种颜色互不相同。因此，在叠加各种颜色的图像时会引发色差问题。

此外，为了改变光路方向而在多面反射镜到各感光鼓的光路上设置了多面反射镜，但是这些反射镜的反射特性也因各种颜色的光路不同而多少有些差异。而且，激光射入f-θ透镜的入射角也因多面反射镜的倾斜角的不同而互不相同，因此，f-θ透镜在主扫描方向上的衰减特性也会各种颜色多少有些差异。

当反射镜的反射特性和f-θ透镜的衰减特性等光学特性因色而异时，各感光鼓面上接收的激光强度也会各种颜色互不相同，这样合成后的全彩图像的颜色就会和本来意想中的颜色产生差异，并且会降低颜色的再现性。

发明内容

鉴于上述情况，本发明的目的在于提供一种图像形成装置及其控制方法，在通过具有每种颜色各不相同的倾斜角的反射面的单个多面反射镜在对应于各种颜色的多个感光鼓上进行激光扫描的图像形成装置中，可以降低每种颜色会发生的主扫描方向的图像倍率的偏差以及每种颜色会发生的感光鼓上的受光电平的偏差等各种画质参数的偏差，可以杜绝色差，并且能够提高颜色的再现性。

为了达成上述目的，与本发明的一个方面有关的图像形成装置包括:光源；光源控制部，用于根据图像数据控制所述光源；分别对应于多种颜色的多个感光体；单个多面反射镜，沿其旋转方向排列有对应于所述各种颜色的多个不同倾斜角的反射面，所述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所述各感光体的主扫描方向依次按所述各种颜色进行扫描；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；以及调整数据控制部，用于与从所述光检测器输出的检测信号同步地切换每种颜色的调整数据，并输出到所述光源控制部，所述每种颜色的调整数据用于调整(adjust)由每种颜色的所述光路的不同以及每种颜色的所述感光体的不同而引起的画质参数的偏差。

另外，与本发明的另一方面有关的图像形成装置的控制方法包括下列步骤：(a)根据图像数据和每种颜色的调整数据控制光源；(b)通过单个多面反射镜，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分别对应于所述多种颜色的感光体的主扫描方向依次对所述每种颜色进行扫描，在所述多面反射镜的旋转方向上排列有对应于多种颜色的多个不同倾斜角的反射面；(c)通过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(timing)；(d)与从所述光检测器输出的检测信号同步地切换所述每种颜色的调整数据，所述每种颜色的调整数据用于调整由每种颜色的所述光路的不同以及每种颜色的所述感光体的不同而引起的画质参数的偏差。

附图说明

图1是表示与本发明第1实施例有关的图像形成装置的外观例的立体图；

图2是表示与第1实施例有关的图像形成装置中的图像形成部的结构例的示意性剖面图；

图3A～图3C是本实施例的多面反射镜的特征示意图；

图4是由多面反射镜进行的主扫描方向的扫描情况示意图；

图5是由于各种颜色的光路长度不同从而各种颜色的图像倍率也不同的说明图；

图6是与第1实施例有关的光源控制部和调整数据控制部的细节结构例的结构示意图；

图7是与第1实施例有关的PLL电路结构例的框图；

图8是与各种颜色的图像时钟频率变更有关的时序图；

图9是激光驱动电路以及光源的细节结构例的示意图；

图10是与第1实施例中的各种颜色的各种调整数据的切换有关的时序图；

图11是与第1实施例的第1变形例中的各种颜色的各种调整数据的切换有关的时序图(在HSYNC之前实施APC)；

图12是第1实施例的第1变形例中的光源控制部和调整数据控制部的细节结构例的框图；

图13是与第1实施例的第2变形例中的各种颜色的各种调整数据的切换有关的时序图(PLL稳定后使用图像时钟)；

图14是与第1实施例的第3变形例中的图像时钟频率的切换有关的时序图(有效图像区域的扫描结束之后，切换为下一种颜色的图像时钟)；

图15是第1实施例的第3变形例中的光源控制部和调整数据控制部的细节结构例的框图；

图16是与第2实施例(多光束)有关的光源控制部和调整数据控制部的细节结构例的框图；

图17是与第2实施例(多光束)中的各种颜色的各种调整数据的切换有关的时序图(二光束的情况下)。

具体实施方式

参照附图，对本发明所涉及的图像形成装置及其控制方法的实施方式进行说明。

(1)图像形成装置的结构(第1实施例)

图1是作为与本实施例有关的图像形成装置1的典型例的复印机(或MFP)的外观例示意图。

图像形成装置1包括读取部2、图像形成部3以及供纸部4等。

在读取部2中，光学读取放置于原稿台上的原稿或输入ADF(Auto Document Feeder:自动原稿输送装置)的原稿，生成图像数据。

在图像形成部3中，利用电子照相方式将图像数据印刷于由供纸部4提供的纸张上。而且，图像形成部3中设有用于使用户进行各种操作的控制面板5和用于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性的剖面图。与本实施例有关的图像形成装置1被设置成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，对应于黄色(Y)、品红(M)、青色(C)、黑色(K)四种颜色的四个感光鼓10排列设置在纸张的输送方向上。在各感光鼓10的周围，从旋转的上游至下游依次分别设置有带电装置11、显影装置12、转印辊13以及清洁器14等。各显影装置12中内置有各个不同颜色的色调剂，但是由于其结构本身总体相同，因此使用同一个附图标记。

通过带电装置11，各感光鼓10的表面带上相同的规定电压。此后，根据Y、M、C、K各种颜色的图像数据的电平，将调制脉宽后的激光照射于用于各种颜色的感光鼓10的表面。一有激光照射，被激光照射的那部分的电位就会下降，并在感光鼓10的表面形成静电潜像。

显影装置12通过对应于各种颜色的色调剂使各个感光鼓10上的静电潜像显影。通过该显影，在各感光鼓10上形成Y、M、C、K各种颜色的色调剂图像。

另一方面，如图2所示，供纸部4拾取纸张，并在输送带30上从右向左输送纸张。在该输送过程中，首先在Y用感光鼓10和Y用转印辊13对面的位置(Y的转印位置)将Y色调剂图像从感光鼓10转印到纸张上。

然后，在M用感光鼓10和M用转印辊13对面的位置(M的转印位置)将M色调剂图像从感光鼓10转印到纸张上。此时，如此转印M色调剂图像:使其位置与已经转印于纸上的Y色调剂图像的位置相重叠。

接着同样地将C色调剂图像和K色调剂图像依次重叠转印于纸张上，从而在纸张上形成全彩色色调剂图像。将该全彩色色调剂图像在定影装置33中加热、加压，定影于纸上。随后，通过排纸部34排出至图像形成装置1的外部。

完成向纸张转印的各感光鼓10通过清洁器14将残留于其表面的色调剂清除，以准备下一张纸张的印刷。通过重复以上的处理操作，可以进行连续印刷。

如图2所示，在与本发明的第1实施例有关的图像形成装置1中，通过单个光源20和单个多面反射镜21将激光分给配置在四个不同位置的各感光鼓10。

从光源20(激光光源)发出的激光经多面反射镜21以每种颜色各自不同的仰角进行反射，随后，以每种颜色各自不同的光路被导向各感光鼓的曝光位置。具体地，被多面反射镜21反射的激光透过f-θ透镜22后，经过为每种颜色设置的主反射镜23a、次反射镜23b(黑色(K)没有次反射镜23b)以及柱面透镜24到达各感光鼓的曝光位置。

图3A至图3C是与本实施例有关的图像形成装置1所使用的多面反射镜21的特征说明图。图3A是多面反射镜21的平面图，图3B是侧面图。图3C是多面反射镜21各边的倾斜角的示例图。

图4是通过多面反射镜21将激光沿感光鼓10的主扫描方向进行扫描的情况示意图。在图4中，在水平方向上展开主反射镜23a和次反射镜23b的反射，示出了主扫描方向的扫描范围。

如图3A所示，与本实施例有关的多面反射镜21具有颜色数量的一倍的边数的多边形，在本实施例中为四种颜色的一倍，即八边形多面反射镜21。

对应于八边形各边的面分别对应于Y、M、C、K各种颜色，如图3C所示，各面为倾斜面，并具有每种颜色各自不同的四种仰角。在图3C所示的例子中，形成各个倾斜面，以使Y的仰角最大，并且按照M、C、K的顺序仰角依次变小。Y面和M面的仰角为正，C面和K面的仰角为负。

被多面反射镜21的一个面反射的光一边保持每种颜色固定的仰角，一边通过多面反射镜21的旋转沿感光鼓10的主扫描方向(水平方向)进行扫描。例如，在多面反射镜21的Y面上，激光保持正的最大仰角而被多面反射镜21反射后，经过主反射镜23a、次反射镜23b以及柱面透镜24，到达Y用感光鼓10的曝光位置。然后，通过多面反射镜21的旋转，沿主扫描方向水平地扫描感光鼓10。

当多面反射镜21的反射面从Y面移至M面时，激光以小于Y用仰角的仰角被反射，并经由与Y用光路不同的光路到达M用感光鼓10。然后，通过多面反射镜21的旋转，激光在M用感光鼓10的主扫描方向上进行扫描。

当多面反射镜21的反射面移至C面或K面时，也同样以各自不同的仰角被反射，并分别经由不同的光路到达C用和K用感光鼓10。然后，依次在C用和K用感光鼓10的主扫描方向上进行扫描。

通过多面反射镜21旋转半圈，可以在主扫描方向上对Y、M、C、K各感光鼓10进行一条线的扫描。当多面反射镜21旋转一圈，则在主扫描方向上对Y、M、C、K各感光鼓10进行两条线的扫描。

在现有技术典型的串联型电子照相方式中，利用对应于Y、M、C、K各种颜色的四个光源和四个多面反射镜，分别进行对四个感光鼓的曝光处理。

与此相对，而在与本发明第1实施例有关的图像形成装置1中，通过单个光源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，与曝光处理有关的硬件规模得以大幅度减小，低成本化的实现成为可能。而且，伴随着硬件规模的减小，装置的小型化也得以实现。

(2)每种颜色的画质参数

另一方面，由于使光源和多面反射镜单一化(共享化)、追求小型化，因此确保本来应该一致的每种颜色的特性(画质参数)的一致性稍难于以前的方式。

具体地，由于来自光源20的光路因每种颜色而异，因此确保每种颜色的光路长度的一致性就变得很困难。如果每种颜色的光路长度互不相同，那么各感光鼓的主扫描方向上的扫描距离就会产生差异，并且主扫描方向上的图像倍率(第一画质参数)会每种颜色互不相同。

图5是说明该情况的示意图。某种颜色的感光鼓A的表面位于POS1的位置，其他颜色的感光鼓B的表面位于POS2的位置。POS1和POS2之间的距离差△D相当于来自光源的光路长度的差异。在这种情况下，由于对感光鼓A的主扫描方向的扫描角度范围和对感光鼓B的主扫描方向的扫描角度范围相同，因此如图5所示，位于POS2的位置的感光鼓B的图像大小会大2△L。也就是说，对于相同的图像，感光鼓B的图像倍率大于感光鼓A的图像倍率。由此，在重叠两种颜色时，会产生色差，并且降低画质。

不过，即使是单个光源20和单个多面反射镜21的结构，通过在主反射镜23a和次反射镜23b的数量和配置上想办法，并且高精度地对其位置进行调整，在理论上可以确保每种颜色的光路长度的一致性。但是，如果优先考虑光路长度的一致性再决定主反射镜23a和次反射镜23b的数量和配置，那么可能会得到和装置小型化相反的结果。而且，要想高精度地对配置位置进行调整，调整时间会很长，会增加装置的成本。

因此，与本实施例有关的图像形成装置1采用了在光源20的驱动源上调整每种颜色的图像倍率从而防止色差的方法。关于具体的方法将在下文中阐述。

除了图像倍率的差异，各种颜色的各感光鼓10上的主扫描方向的图像起始位置(第二画质参数)的不同也会引起色差。

通常，感光鼓上的主扫描方向的图像起始位置(writingposition)根据水平同步脉冲(或光束检测脉冲:Beam Detected pulse)来确定。如图4所示，光检测器邻接感光鼓设置于感光鼓的主扫描上游侧。当激光通过该光检测器时，从光检测器输出水平同步脉冲，从水平同步脉冲经过规定的延迟时间后，开始向感光鼓写出图像数据。

在串联型的图像形成装置中，对应于各种颜色的四个光检测器邻接于各种颜色的感光鼓。当光检测器和感光鼓之间的间隔因安装误差等原因而引起每种颜色各不相同时，如果根据相同的延迟时间来确定主扫描方向的图像起始位置，那么就会从每种颜色各不相同的位置开始写出图像。结果将会引起色差。

此外，由于每种颜色的光路不同，严格来讲，光路上的光衰减量(第三画质参数)也会每种颜色各不相同。在每个光路上个别地设置有光路上的反射镜和柱面透镜等光学设备，由于这些光学设备的光反射率和光透过率的个体差异，光路上的光衰减量会每种颜色各不相同。因此，即使激光从单个光源20发出，各感光鼓10表面的受光电平也会产生偏差。这样，在叠加各种颜色时，会形成和本来意想中的颜色不同的颜色，并会降低颜色的再现性。

另外，在多面反射镜21的后段设有f-θ透镜22，但是主扫描方向的f-θ透镜22的透过率分布相对于主扫描方向并非是相同的分布。距离f-θ透镜22的中心越远，透过率越低。为了校正这种透过率的非一致性，经常使用的一种处理是使激光的光强在主扫描方向上发生改变，使透过f-θ透镜22之后的光量一致。在与本实施例有关的图像形成装置1中，该f-θ透镜22也作为单个结构，和光源20及多面反射镜21共同实现部件的共享化。但是，由于来自多面反射镜21的激光的每种颜色的仰角各不相同，因此f-θ透镜22在仰角方向上的入射角也是每种颜色各不相同。因此，严格来讲，f-θ透镜22在主扫描方向上的透过率分布(第四画质参数)也是因每种颜色而异的，结果将会降低颜色的再现性。

如上所述，当主扫描方向的图像起始位置、光路上的光衰减量、主扫描方向的透过率分布这些画质参数因每种颜色而异时，会引起画质劣化，例如引起色差或降低颜色的再现性。

因此，在与本实施例有关的图像形成装置中设有一个单元，所述单元在前文所述的调整图像倍率的同时，还对每种颜色的这些画质参数实施调整。具体来讲，由下文所述的光源控制部和调整数据控制部对每种颜色的画质参数实施调整。

(3)光源控制部和调整数据控制部

图6是主要表示光源控制部70和调整数据控制部80的细节结构例的框图。光源控制部70和调整数据控制部80包含在控制部40中(参考附图2)。此外，控制部40还包括图像处理部89，并对图像形成装置1整体进行控制。

光源控制部70由OR电路71、同步电路72、PWM电路73、激光驱动电路74、PLL电路75、基准时钟振荡器76以及图像数据选择电路77等构成。

调整数据控制部80包括基准时钟频率选择电路81、主扫描方向起始位置数据选择电路82、激光量数据选择电路83以及主扫描方向光量校正数据选择电路84等，此外还具有用于保存各种调整数据的存储器(未图示)。

首先对光源控制部70的操作进行说明。

从光源20发出的激光光束被多面反射镜21反射后，到达对应于各反射面的各种颜色的感光鼓10，进行各感光鼓10主扫描方向的扫描。每次通过多面反射镜21的旋转发生面的改变时，依次变换被照射的感光鼓10。

光检测器50邻接于各感光鼓10的上游侧，在感光鼓10主扫描方向上的扫描开始之前，从各光检测器50依次输出每种颜色的水平同步脉冲(Y_HSYNC、M_HSYNC、C_HSYNC、K_HSYNC)。

水平同步脉冲(Y_HSYNC、M_HSYNC、C_HSYNC、K_HSYNC)作为选择信号被输入各选择电路77、81、82、83、84，并在OR电路71中取得OR，成为水平同步脉冲HSYNC。

另一方面，经过图像处理的每种颜色的图像数据(Y_IMG_DAT、M_IMG_DAT、C_IMG_DAT、K_IMG_DAT)从图像处理部89输入至图像数据选择电路77。在图像数据选择电路77中，将每种颜色的水平同步脉冲作为选择信号选择对应颜色的图像数据，并作为图像数据IMG_DAT输出到PWM电路73。例如，在作为每种颜色的水平同步脉冲输入Y_HSYNC的情况下，选择Y_IMG_DAT输出到PMW电路73，然后在输入M_HSYNC时，选择M_IMG_DAT输出到PMW电路73。

另一方面，在PLL电路75中，根据从基准时钟振荡器76输出的基准时钟，生成以一个像素单位为一周期的图像时钟。该图像时钟在同步电路72中与水平同步脉冲HSYNC取得同步后，被输出到PWM电路73。

在PWM电路73中，根据图像数据IMG-DAT的一个像素单位的电平生成调制脉宽后的调制视频信号VIDEO，并与图像时钟同步将调制视频信号VIDEO输出到激光驱动电路74。

调制视频信号VIEDO在激光驱动电路74中被转换为调制脉宽后的驱动电流，驱动激光二极管。

在以多面反射镜21的Y面反射的期间，首先，从黄色用光检测器50输出水平同步脉冲Y_HSYNC，通过该信号选择黄色用图像数据Y_IMG_DAT。然后，通过根据图像数据Y_IMG_DAT调制脉宽后的激光，对黄色用感光鼓10进行主扫描方向上的扫描。接着，当多面反射镜21的反射面从Y面移至M面时，首先从品红用光检测器50输出水平同步脉冲M_HSYNC，通过该信号选择品红用图像数据M_IMG_DAT。然后，通过根据图像数据M_IMG_DAT调制脉宽后的激光，对品红用感光鼓10进行主扫描方向上的扫描。然后同样地，对青色用感光鼓10和黑色用感光鼓10进行主扫描方向上的扫描，通过多面反射镜21的半圈旋转，分别在各种颜色的感光鼓10上形成一条线的静电潜像。通过将该处理和各感光鼓10的旋转操作联动重复进行，从而在各感光鼓10上形成基于各种颜色的图像数据的静电潜像。

(4)调整每种颜色的图像倍率

如前文所述，在与本实施例有关的图像形成装置1中，调整由每种颜色的光路长度的差异引起的主扫描方向上的图像倍率的偏差，以使各种颜色的图像倍率相同。具体是指，通过调整每种颜色的图像时钟频率来进行图像倍率的调整。

图7是调整图像时钟频率的结构方式说明图。生成图像时钟的PLL电路75包括相位比较器751、LPF(低通滤波器)752、VCO(Voltage Controlled Oscillator:电压控制振荡器)753以及1/N分频器754。

生成图像时钟的VCO 753在锁相环路中控制图像时钟的频率，以使图像时钟频率的1/N频率与基准时钟的频率一致。通过该PLL电路75，生成基准时钟频率的N倍频率的图像时钟。

当图像时钟的频率增大时，像素尺寸变小，相反，图像时钟的频率减小时，像素尺寸变大。因此，通过调整每种颜色的图像时钟频率可以将各种颜色的图像倍率调整为相等。

如图6和图7所示，在图像时钟频率选择电路81中，根据每种颜色的水平同步脉冲(Y_HSYNC、M_HSYNC、C_HSYNC、K_HSYNC)选择每种颜色的图像时钟频率数据(Y_FS_DAT、M_FS_DAT、C_FS_DAT、K_FS_DAT)并输出到PLL电路75的1/N分频器754。

每种颜色的图像时钟频率数据(Y_FS_DAT、M_FS_DAT、C_FS_DAT、K_FS_DAT)是对应于倍数N的数据，并且是为使每种颜色的图像倍率相等被预先确定、保存于适当的存储器中的数据。

图8是与图像时钟频率的切换处理有关的时序图。在本实施例中，根据多面反射镜21的各个反射面切换颜色，并依次输出每种颜色的水平同步脉冲(Y_HSYNC、M_HSYNC、C_HSYNC、K_HSYNC)(图8(a))。根据该水平同步脉冲，依次选择每种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(c))。根据选择的图像时钟频率数据，切换每种颜色的图像时钟频率(fy、fm、fc、fk)(图8(d))。和切换的图像时钟同步每种颜色的图像数据(Y_IMG_DAT、M_IMG_DAT、C_IMG_DAT、K_IMG_DAT)被输出到PWM电路73(图8(e))，并成为从光源20输出的激光(LD_OUT)。

由此，在与本实施例有关的图像形成装置1中，通过根据多面反射镜21的各个反射面切换的每种颜色的图像时钟频率数据(Y_FS_DAT、M_FS_DAT、C_FS_DAT、K_FS_DAT)来切换图像时钟的频率，排除由各种颜色的光路长度的差异引起的图像倍率的偏差。从而可以形成没有色差的全彩图像。

(5)调整每种颜色的主扫描方向起始位置

如前文所述，当光检测器50和感光鼓10之间的间隔因各种颜色而异时，各种颜色的主扫描方向起始位置会产生偏差。

为了校正该偏差，可以根据每种颜色调整PWM电路73中的调制视频信号VIDEO的输出开始定时(timing)。

具体为，可以根据每种颜色设定从各水平同步脉冲到图像起始位置的延迟量，并根据设定的每种颜色的延迟量确定调制视频信号VIDEO的输出定时。

在与本实施例有关的PWM电路73中，可以以1像素单位和1像素以下的单位调整延迟量，并将前者的延迟量数据称为LM-DAT，将后者的延迟量数据称为SFT_DAT。而且，对应于此，将各种颜色的延迟量数据称为(Y_LM_DAT，Y_SFT_DAT)、(M_LM_DAT，M_SFT_DAT)、(C_LM_DAT，C_SFT_DAT)、(K_LM_DAT，K_SFT_DAT)。

如图6所示，在主扫描方向起始位置数据选择电路82中，根据每种颜色的水平同步脉冲(Y_HSYNC、M_HSYNC、C_HSYNC、K_HSYNC)选择这些每种颜色的延迟量输出到PWM电路73。在PWM电路中，由于根据每种颜色的延迟量来调整调制视频信号VIDEO的输出定时，因此可以在各感光鼓10中对每种颜色从相同的位置开始写出图像数据。

(6)调整每种颜色的激光量以及调整主扫描方向光量校正数据

图9是光源20以及激光驱动电路74的细节结构例的示意图。

光源20内置有激光二极管201、光强检测二极管202以及光强检测电阻器203。通过激光驱动电路74输出的驱动电流，激光二极管201发出激光，并将激光向多面反射镜21输出。并且，通过光强检测二极管202和光强检测电阻器203将发出的激光光强作为电压值检测出来，并将该光强检测电压值反馈于激光驱动电路74。

激光驱动电路74包括DA转换器(1)741、差动放大器742、开关743、PWM/驱动器744、DA转换器(2)745、缓冲放大器746、分压电阻器747以及保持电容器748等。

PWM/驱动器744根据经由像素的振幅电平调制脉宽后的调制视频信号VIDEO开启、关闭输入电压，并将其转换为驱动电流来驱动激光二极管201。

调制脉宽后的激光的峰值、即激光量由PWM/驱动器744的输入电压确定，该输入电压由APC(Auto Power Control：自动功率控制)操作控制，以使激光二极管201的输出光量与期望的基准光量值一致。

从激光量数据选择电路83输出的激光量数据VR_DAT相当于所述基准光量值。差动放大器742进行操作，以使由DA转换器(1)741将激光量数据VR_DAT进行DA转换后的电压值VR与从光源20反馈来的光强检测电压值相一致，然后进行APC操作。

APC操作在APC控制脉冲开启的期间进行。在APC控制脉冲开启的期间，开关743关闭，保持电容器748的电荷电压即PWM/驱动器744的输入电压发生变化，当激光二极管201的输出光量与期望的基准光量值一致时稳定下来。

在APC控制脉冲的关闭期间，开关743开启，保持电容器748的电压(APC电压)保持不变。在这种状态下对感光鼓10进行主扫描方向上的扫描。因此，在主扫描方向的扫描期间，以与期望基准光量一致的最大光强输出激光，所述期望基准光量由APC操作确定。

此外，在与本实施例有关的激光驱动电路74中，还进行主扫描方向的光量校正。如前文所述，f-θ透镜22的主扫描方向的透过率分布相对于主扫描方向并非是相同的分布，距离f-θ透镜22的中心越远，透过率越低。因此，在主扫描方向上改变激光二极管201的光量，以形成和f-θ透镜22在主扫描方向上的透过分布形状相反的分布形状。从而，使f-θ透镜22输出的光量形成不依存于主扫描角度的相同分布。

主扫描方向的光量校正数据PM_DAT从主扫描方向光量校正数据选择电路84被输出，由DA转换器(2)745进行DA转换。DA转换后的电压(主扫描方向光量校正电压PM)通过缓冲放大器746和分压电阻器747被施加到保持电容器748的一个端子。

在主扫描方向的扫描期间，APC操作结束，将保持电容器748所保持的APC电压和分压后的主扫描方向光量校正电压加在一起施加到PWM/驱动器744的输入中。

与本实施例有关的图像形成装置1被设置成可以根据各种颜色调整相当于APC操作的基准光量值的激光量数据VR_DAT和主扫描方向的光量校正数据PM_DAT。

如图6所示，在激光量数据选择电路83中，根据每种颜色的水平同步脉冲(Y_HSYNC、M_HSYNC、C_HSYNC、K_HSYNC)选择对应于Y、M、C、K的各种颜色的激光量数据Y-VR-DAT、M-VR-DAT、C-VR-DAT、K-VR-DAT输出到激光驱动电路74。在激光驱动电路74中，根据每种颜色的激光量数据进行APC操作。因此，如果预先知晓各种颜色的光路衰减量，那么通过设定激光量数据以校正该衰减量的偏差，可以使各感光鼓10表面的受光电平一致。可以根据预先获取的衰减量数据将每种颜色的激光量数据Y-VR-DAT、M-VR-DAT、C-VR-DAT、K-VR-DAT保存在适当的存储器中。

此外，可以在正规的图像印刷期间以外的期间内通过实施测试模式的印刷操作，获取每种颜色的激光量数据。用传感器检测转印带上所转印的各种颜色的测试模式的浓度，然后设定每种颜色的激光量数据，以使检测出的浓度在各种颜色上一致。通过这种方法，不仅可以校正光路上的光学衰减量，还可以对包括各感光鼓10的灵敏度和显影特性在内的广义的每种颜色的衰减量的偏差进行校正。而且，通过设置成在适当的周期实施测试模式的印刷操作，并且每次印刷都更新每种颜色的激光量数据，可以对由温度和湿度等环境变化或时间推移引起的广义的每种颜色的衰减量的偏差进行校正。

此外，如图6所示，在主扫描方向光量校正数据选择电路84中，根据每种颜色的水平同步脉冲(Y_HSYNC、M_HSYNC、C_HSYNC、K_HSYNC)选择对应于Y、M、C、K的各种颜色的主扫描方向光量校正数据Y-PM-DAT、M-PM-DAT、C-PM-DAT、K-PM-DAT并输出到激光驱动电路74。在激光驱动电路74中，根据每种颜色的主扫描方向光量校正数据在主扫描方向上发生改变，并且在f-θ透镜22的输出中，各种颜色的透过率分布几乎相同。

图10是与每种颜色的调整数据的切换有关的时序图，所述调整数据的切换包括每种颜色的激光量调整和主扫描方向光量校正。

每种颜色的激光量数据VR_DAT(图10(e))根据水平同步脉冲HSYNC来选择，然后成为DA转换后的基准光量电压VR(图10(f))。然后，在紧跟着水平同步脉冲HSYNC被输出的APC控制脉冲(图10(g))的开启期间内，进行APC操作。APC操作结束后，将基准光量电压VR保持在该颜色的扫描期间中，当多面反射镜21的反射面发生改变时，转换为下一种颜色的基准光量电压VR。

同样，每种颜色的主扫描方向光量校正数据PM_DAT根据水平同步脉冲HSYNC来选择(图10(j))，然后成为DA转换后的主扫描方向光量校正电压PM(图10(k))。

将基于基准光量电压VR的光量和基于主扫描方向光量校正电压PM的光量加在一起，成为从激光二极管201输出的光量LD_OUT(图10(1))。

(7)第1实施例的第1变形例

在前文所述的第1实施例中，APC操作是在某种颜色的水平同步脉冲HSYNC输出后并且在该颜色的感光鼓10中的图像形成开始之前进行(参考图10(g))。也就是说，APC操作在光检测器50和与其邻接的感光鼓10的图像形成区域之间的中间位置进行。通常，在APC操作中，会发出相当强的激光。因此，用于APC操作的激光有可能会漏泄到图像形成区域，给图像带来恶劣影响。

为了解决该问题，在第1变形例中，在某种颜色的感光鼓10中的图像形成结束并经过规定的富余时间后，下一种颜色的水平同步脉冲HSYNC输出前的期间内进行APC操作。在该第1变形例中，由于APC操作在远离感光鼓10的图像形成区域的位置进行，因此用于APC操作的激光不会漏泄到图像形成区域，从而不会给图像带来恶劣影响。

图11是第1变形例的时序图，示出了APC控制脉冲(图11(g))在即将输出水平同步脉冲HSYNC之前被输出。

在第1变形例中，如图11(e)、图11(f)所示，从前一种颜色(例如Y)的水平同步脉冲HSYNC被输入开始，例如通过适当的计数器求出该颜色(Y)的图像形成结束后并经过规定的富余时间之后的定时，然后将下一种颜色(M)的激光量数据M_VR_DAT输出到激光驱动电路74。之后马上实施APC操作。

为了可实现这种转换，在与第1变形例有关的激光量数据选择电路91中，如图12所示，根据一个转换的颜色的水平同步脉冲HSNYC选择各种颜色的激光量数据Y-VR-DAT、M-VR-DAT、C-VR-DAT、K-VR-DAT。

(8)第1实施例的第2变形例

在与第1实施例有关的图像形成装置1中，通过使用锁相环路的PLL电路75生成图像时钟。一般在锁相环路中，在设定输出频率后到频率稳定需要一定程度的稳定时间。如果在各种颜色的图像时钟频率稳定前开始对有效图像区域进行处理，那么像素大小会在主扫描方向上发生变化，引起画质劣化。

如前文所述，在本实施例中，通过切换多面反射镜21的反射面从而根据各种颜色切换输出频率(图像时钟频率)。具体地，根据水平同步脉冲(Y_HSYNC、M_HSYNC、C_HSYNC、K_HSYNC)选择每种颜色的图像时钟频率数据(Y_FS_DAT、M_FS_DAT、C_FS_DAT、K_FS_DAT)输出到PLL电路75。在PLL电路75中，一接收到选择的图像时钟频率数据FS_DAT，就马上开始频率切换操作，但是到频率稳定需要规定的稳定时间。

因此，在第2变形例中，通过将输出水平同步脉冲的光检测器50和与其邻接的感光鼓10之间的距离L拉长一定程度，从而确保稳定时间。

具体地，将光检测器50和感光鼓10中的图像形成区域(有效图像区域)的上游侧端部之间的距离设为L1，将感光鼓10上的主扫描方向的扫描速度设为V，并将锁相环路的稳定时间设为T时，将光检测器50设置在满足L1>V×T的位置。

图13是与第2变形例有关的时序图。图13示出了:从光检测器50输出水平同步脉冲HSYNC后，在激光到达有效图像区域的距离L1的时间之前稳定锁相环路，从而能够以稳定的频率形成图像(图13(c))。

(9)第1实施例的第3变形例

在第2变形例中，通过将光检测器50和感光鼓10之间的距离拉开一定程度来确保锁相环路的稳定时间。但是，这种方法有可能会增大物理装置的大小，并且由于主扫描方向的扫描范围扩大，因此会引起光学系统配置上的限制。

因此，在第3变形例中，确保锁相环路的稳定时间，但不扩大光检测器50和感光鼓10之间的距离。

图14是关于第3变形例的时序图。在第3变形例中，如图14(c)所示，在一个感光鼓10(例如Y)的图像形成区域(有效图像区域)的扫描结束后，下一种颜色(M)的水平同步脉冲HSNYC到来之前切换为用于下一种颜色(M)的图像时钟频率，开始进行锁相环路的牵引(pulling)操作。然后，在用于下一个扫描(M)的感光鼓10上的图像形成区域(有效图像区域)的扫描开始之前，结束锁相环路的牵引操作，从而稳定时间(过渡时间)结束。

更具体地，输入前一种颜色(例如Y)的水平同步脉冲HSNYC之后，例如通过适当的计数器求出该颜色(Y)的图像形成结束的定时，然后将下一种颜色(M)的图像时钟频率数据M_FS_DAT输出到PLL电路75。在PLL电路75中，根据输入的图像时钟频率数据马上开始锁相环路的牵引操作。

为了实现这种转换，在与第3变形例有关的图像时钟频率选择电路92中，如图15所示，根据一个转换的颜色的水平同步脉冲HSNYC选择各种颜色的图像时钟频率数据Y-FS-DAT、M-FS-DAT、C-FS-DAT、K-FS-DAT。

(10)第2实施例

与第1实施例有关的图像形成装置1具有使用单个光源20的单光束结构。而第2实施例将第1实施例变形，设置成使用多个光源的多光束型图像形成装置1a。

多光束型图像形成装置1a可以通过多条激光光束在感光鼓10上同时形成多条线，从而可以实现印刷速度的高速化以及提高分辨率。

在第2实施例的图像形成装置1a中，也采用单个多面反射镜21，并且和第1实施例一样，也是采用根据多面反射镜21的各个面切换颜色的方法。

图16是二光束情况下的结构例示意图。在图16所示的结构例中，对每种颜色分别设置一个感光鼓10和一个光检测器50，多面反射镜21和OR电路71分别是单个结构。除此以外的单元(电路)对应于光束数分别为2个。由于各电路的操作本身和第1实施例相同，因此省略说明。

图17是与二光束情况下的各调整数据的切换有关的时序图。图17中，关于第一光束的信号名标记为后缀“1”，关于第二光束的信号名标记为后缀“2”。由于基本的时间关系和第1实施例相同，因此省略说明。

与第2实施例有关的图像形成装置1a除了可以实现和第1实施例相同的效果，还能实现印刷速度的高速化以及图像的高分辨率化。

如上所述，根据与上述各实施例及其变形例有关的图像形成装置及其控制方法，可以降低每种颜色会发生的主扫描方向的图像倍率的偏差以及每种颜色会发生的感光鼓上的受光电平的偏差等各种画质参数的偏差，可以杜绝色差，并且能够提高颜色的再现性。

此外，本发明并不限于上述各实施例，在实施阶段，可以在不脱离其主旨的范围内将构成要素变形并具体化。而且，根据上述各实施例公开的多个构成要素的适当组合，可以形成各种实施方式的发明。例如，可以从实施例中所体现的所有构成要素之中，删除几个构成要素。还可以对不同实施例涉及的构成要素进行适当组合。

Claims (20)

1.一种图像形成装置，其特征在于，包括：

光源；

光源控制部，用于根据图像数据控制所述光源；

多个感光体，分别对应于多种颜色；

单个多面反射镜，沿旋转方向排列有对应于所述各种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各种颜色进行扫描；

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

调整数据控制部，用于与从所述光检测器输出的检测信号同步地切换每种颜色的调整数据，并输出到所述光源控制部，其中，所述每种颜色的调整数据用于调整由每种颜色的所述光路的不同以及每种颜色的所述感光体的不同而引起的画质参数的偏差。

2.根据权利要求1所述的图像形成装置，其特征在于，

所述画质参数是从所述多面反射镜到所述各感光体的光路长度的不同而引起的所述各感光体的主扫描方向的图像倍率；

所述光源控制部通过基于频率调整数据的时钟频率生成以所述主扫描方向的一个像素为一周期的图像时钟，根据与生成的所述图像时钟同步的所述图像数据驱动所述光源；以及

所述调整数据控制部将对所述每种颜色设定的所述频率调整数据进行转换后输出到所述光源控制部，以使所述各感光体的主扫描方向的图像倍率相同。

3.根据权利要求2所述的图像形成装置，其特征在于，

所述光源控制部通过锁相环路生成所述图像时钟，

所述锁相环路通过将规定频率的基准时钟乘以基于所述频率调整数据的倍数，从而生成所述图像时钟。

4.根据权利要求3所述的图像形成装置，其特征在于，将所述光检测器和所述感光体上的图像形成区域的上游侧端部之间的距离设为L、各感光体上的主扫描方向的扫描速度设为V、所述锁相环路的稳定时间设为T时，所述光检测器被设置在满足L>V×T的位置上。

5.根据权利要求3所述的图像形成装置，其特征在于，在一个感光体上的图像形成区域的扫描结束后，所述光源控制部开始所述锁相环路的牵引操作，并在下一个进行扫描的感光体上的图像形成区域的扫描开始之前结束所述锁相环路的牵引操作。

6.根据权利要求1所述的图像形成装置，其特征在于，

所述画质参数是从所述多面反射镜到所述各感光体的光路中的光衰减量；

所述光源控制部调整输出光量，以使所述光源的所述输出光量和基于光量调整数据的光量基准值一致，从而驱动所述光源；以及

所述调整数据控制部将对所述每种颜色设定的所述光量调整数据进行转换后输出到所述光源控制部，以使依照所述衰减量分别发生衰减的所述各感光体上的受光量相同。

7.根据权利要求6所述的图像形成装置，其特征在于，在一个感光体上的图像形成区域的扫描结束之后，并且从邻接于下一个应当进行扫描的感光体的所述光检测器输出所述检测信号之前的期间内，所述光源控制部对所述输出光量进行调整。

8.根据权利要求1所述的图像形成装置，其特征在于，

所述画质参数是所述感光体和所述光检测器之间的距离；

所述光源控制部根据基于位置调整数据的延迟量对所述主扫描方向的图像数据起始位置进行调整；

所述调整数据控制部将对所述每种颜色设定的所述位置调整数据进行转换后输出到所述光源控制部，以使所述各感光体上的主扫描方向的图像数据起始位置相同。

9.根据权利要求1所述的图像形成装置，其特征在于，

所述画质参数是主扫描方向的光量分布；

所述光源控制部根据主扫描校正数据控制所述光源的输出光量，以使所述主扫描方向的光量分布大致相同；

所述调整数据控制部将对所述每种颜色设定的所述主扫描校正数据进行转换后输出到所述光源控制部，以使所述各感光体上的主扫描方向的光量分布相同。

10.根据权利要求1所述的图像形成装置，其特征在于，所述光检测器分别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。

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，根据图像数据和每种颜色的调整数据控制光源；

b，通过在旋转方向上排列有对应于多种颜色的多个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，沿分别对应于所述多种颜色的感光体的主扫描方向依次按所述每种颜色进行扫描；

c，通过邻接于所述各感光体而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，与从所述各光检测器输出的检测信号同步地切换所述每种颜色的调整数据，其中，所述每种颜色的调整数据用于调整由每种颜色的所述光路的不同以及每种颜色的所述感光体的不同而引起的画质参数的偏差。

12.根据权利要求11所述的控制方法，其特征在于，

所述画质参数是从所述多面反射镜到所述各感光体的光路长度的不同而引起的所述各感光体的主扫描方向的图像倍率；

在步骤a中，通过基于频率调整数据的时钟频率生成以所述主扫描方向的一个像素为一周期的图像时钟，根据与生成的所述图像时钟同步的所述图像数据驱动所述光源；以及

在步骤d中，将对所述每种颜色设定的所述频率调整数据进行转换，以使所述各感光体的主扫描方向的图像倍率相同。

13.根据权利要求12所述的控制方法，其特征在于，

在步骤a中，通过锁相环路生成所述图像时钟，

所述锁相环路通过将规定频率的基准时钟乘以基于所述频率调整数据的倍数，从而生成所述图像时钟。

14.根据权利要求13所述的控制方法，其特征在于，将所述各光检测器和所述各感光体上的图像形成区域的上游侧端部之间的距离设为L、各感光体上的主扫描方向的扫描速度设为V、所述锁相环路的稳定时间设为T时，所述各光检测器被设置在满足L>V×T的位置上。

15.根据权利要求13所述的控制方法，其特征在于，在步骤a中，在一个感光体上的图像形成区域的扫描结束后，开始所述锁相环路的牵引操作，并在下一个进行扫描的感光体上的图像形成区域的扫描开始之前结束所述锁相环路的牵引操作。

16.根据权利要求11所述的控制方法，其特征在于，

所述画质参数是从所述多面反射镜到所述各感光体的光路中的光衰减量；

在步骤a中，调整输出光量，以使所述光源的所述输出光量和基于光量调整数据的光量基准值一致，从而驱动所述光源；以及

在步骤d中，将对所述每种颜色设定的所述光量调整数据进行转换，以使依照所述衰减量分别发生衰减的所述各感光体上的受光量相同。

17.根据权利要求16所述的控制方法，其特征在于，在一个感光体上的图像形成区域的扫描结束之后，并且从邻接于下一个应当进行扫描的感光体的所述光检测器输出所述检测信号之前的期间内，所述光源控制部对所述输出光量进行调整。

18.根据权利要求11所述的控制方法，其特征在于，

所述画质参数是所述感光体和所述光检测器之间的距离；

在步骤a中，根据基于位置调整数据的延迟量对所述主扫描方向的图像数据起始位置进行调整；

在步骤d中，将对所述每种颜色设定的所述位置调整数据进行转换，以使所述各感光体上的主扫描方向的图像数据起始位置相同。

19.根据权利要求11所述的控制方法，其特征在于，

所述画质参数是主扫描方向的光量分布；

在步骤a中，根据主扫描校正数据控制所述光源的输出光量，以使所述主扫描方向的光量分布大致相同；

在步骤d中，将对所述每种颜色设定的所述主扫描校正数据进行转换，以使所述各感光体上的主扫描方向的光量分布相同。

20.根据权利要求11所述的控制方法，其特征在于，所述光检测器分别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。

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