CN102193192B - 光写入器、图像形成设备以及光写入器的控制方法 - Google Patents

光写入器、图像形成设备以及光写入器的控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种光写入器、图像形成设备以及光写入器的控制方法。该光写入器包括：使来自光源的光束在感光体上扫描的扫描部、获取图像中的图像信息的图像信息获取部、获取所述图像中的抖动信息的抖动信息获取部、产生像素时钟信号的像素时钟生成部和基于所获得的所述图像信息根据所述像素时钟信号来控制所述光源的光发射控制部。所述像素时钟生成部根据用于校正感光体上的主扫描线上的扫描速率变化的相移信息来调制像素时钟信号的时钟频率，并且基于以主扫描线为基础的抖动信息确定时钟频率的所述调制时刻，从而使主扫描线之间的时钟频率的调制时刻不同。

Description

光写入器、图像形成设备以及光写入器的控制方法
相关申请的交叉引用
本申请是基于在2010年3月16日提出的特愿第2010-059563号日本专利申请并主张该申请的优先权权益，通过参考引入其全文。
技术领域
本发明涉及光写入器、图像形成设备以及光写入器的控制方法，更特别地涉及基于相移数据的像素时钟信号的相位校正。
背景技术
近来有推广数字信息的趋势，因此图像处理设备，例如用于输出数字化信息的打印机和传真机以及用于数字化文件的扫描仪是必不可少的。上述图像处理设备通过纳入图像捕捉功能、成像功能、通讯功能而通常被配置为用作打印机、传真机、扫描仪和复印机的多功能外部设备。
在上述图像处理设备中，对于用于输出数字化文件的设备，电子照相图像形成设备得到广泛应用。在电子照相图像形成设备中，通过使感光体曝光从而形成静电潜像，通过对静电潜像利用显影剂例如调色剂进行显影从而形成由调色剂形成的图像，该由调色剂形成的图像被转印至纸上，并将纸输出。
在该电子照相图像形成设备中，使感光体曝光的光写入器包括光源(该光源被配置为发射出用于曝光感光体的光束)和偏转器(该偏转器用于使所发射的光束偏转以扫描感光体的表面，例如多面体扫描器(polygon scanner))。在上述光写入器中，反射面与偏转器的旋转轴之间的距离的变化导致光斑的扫描速率的变化，该光斑是发射至扫描面上的光束的位置。
详细描述该扫描速率的变化。在普通的光写入器中，根据像素时钟信号通过使感光体暴露于光束而写入静电潜像。也就是说，根据像素时钟信号变换(决定)光束发射的有无，该光束发射的有无是基于像素基础中颜色的有无。原则上，该像素时钟信号的频率是恒定的。因此，要求主扫描线上的光斑扫描速率也应恒定。
然而，只要使用多面体扫描器就会自然造成反射面与偏转器的旋转轴之间的距离的变化。因此，上述的速率变化是不可避免的。也就是说，在一条主扫描线上，在有些部分光斑移动迅速而在另一些部分光斑移动缓慢。除非扫描速率变动得到适当校正，否则在主扫描方向上的点位置会发生位移从而导致图像波动，这使图像质量劣化。
为了校正扫描速率的这一变动，根据扫描速率所产生的变动使扫描线上的像素时钟信号的相位发生相移。此处，由于在每条扫描线上均产生扫描速率的变动，需要在每条扫描线上进行上述相移。然而，如果同时使上述扫描线发生相移，则在副扫描方向上相移后的像素时钟脉冲连续，从而产生具有垂直条纹的图像，这使图像质量劣化。
为了避免因垂直条纹图像所导致的图像质量的劣化，使扫描线与扫描线之间的开始校正的时刻不同的技术被提出来(例如，参考以下列出的专利文献1和2)。根据专利文献1和2所公开的技术，由于相移而开始校正的时刻是随机的或基于随机数而确定的，从而使扫描线与扫描线之间的开始校正的时刻不同以避免产生垂直条纹。
专利文献1：日本特开第2007-203739号公报
专利文献2：日本特开第2003-211723号公报
发明内容
根据本发明的一个方面是被配置为通过向感光体照射光束而在所述感光体上形成静电潜像的光写入器，包括：用于发射光束的光源，被配置为将所发射的光束引导至所述感光体并使所述光束在所述感光体上扫描的扫描部，被配置为获取将被形成为静电潜像的图像的图像信息的图像信息获取部，被配置为获取图像中的抖动的抖动信息的抖动信息获取部，被配置为产生像素时钟信号的像素时钟生成部，以及被配置为基于所获得的图像信息根据所产生的像素时钟信号控制光源从而使光源发射光束的光发射控制部；其中，所述像素时钟生成部被配置为根据用于校正光束在感光体上的主扫描线上扫描速度的变化的相移信息调制像素时钟信号的时钟频率，并基于以主扫描线为基础所获得的抖动信息来确定时钟频率的调制时刻，从而使主扫描线之间的时钟频率的调制时刻不同。
根据本发明的一个方面，图像形成设备包括上述光写入器。
根据本发明的一个方面是光写入器的控制方法，该光写入器被配置为通过向感光体照射光束而在所述感光体上形成静电潜像，该控制方法包括以下步骤：从光源发射光束，将所发射的光束引导至感光体并使所述光束通过扫描部在所述感光体上扫描，通过图像信息获取部获取将被形成为静电潜像的图像中的图像信息，通过抖动信息获取部获取图像中的抖动的抖动信息，通过像素时钟生成部生成像素时钟信号，通过光发射控制部根据所产生的像素时钟信号基于所获得的图像信息来控制光源从而使光源发出光束，通过像素时钟生成部根据用于校正光束在所述感光体上的主扫描线上的扫描速度的变化的相移信息来调制像素时钟信号的时钟频率，以及通过像素时钟生成部基于以主扫描线为基础所获得的抖动信息来确定时钟频率的调制时刻，从而使主扫描线之间的时钟频率的调制时刻不同。
实施方式的目的和优点可以通过权利要求所特别指出的要素及组合而理解和得到。
需要强调的是，可以理解的是上述普通描述和下述详细描述只是示例和解释，本发明不受此限制。
附图说明
本发明的其他目的、特征和优点通过结合附图的下述详细描述将变得更加清楚，其中：
图1是说明根据本发明第一实施方式的图像形成设备的硬件配置的框图；
图2是说明根据本发明第一实施方式的图像形成设备的功能配置的框图；
图3是说明根据本发明第一实施方式的打印引擎的示意图；
图4是根据本发明第一实施方式的光写入器及其配置的平面图；
图5是根据本发明第一实施方式的光写入器的剖视图；
图6是说明根据本发明第一实施方式的光写入器的相移特性的图；
图7是说明根据本发明第一实施方式的光写入器的框图；
图8是说明根据本发明第一实施方式在相移中的莫尔纹的产生的示意图；
图9是说明根据本发明第一实施方式在相移中的莫尔纹的产生的示意图；
图10是说明根据本发明第一实施方式在相移中的莫尔纹的消除的示意图；
图11是说明根据本发明第一实施方式在相移中的莫尔纹的消除的示意图；
图12是说明根据本发明第一实施方式在相移中的莫尔纹的消除的示意图；
图13是说明根据本发明第一实施方式在相移中的莫尔纹的消除的示意图；
图14是说明根据本发明第二实施方式在相移中的莫尔纹的产生的示意图；
图15是说明根据本发明第二实施方式在相移中的莫尔纹的产生的示意图；
图16是说明根据本发明第二实施方式在相移中的莫尔纹的消除的示意图；
图17是说明根据本发明第二实施方式在相移中的莫尔纹的消除的示意图；
图18是说明根据本发明第二实施方式在相移中的莫尔纹的消除的示意图；
图19是说明根据本发明第二实施方式在相移中的莫尔纹的消除的示意图；
图20是说明根据本发明第三实施方式在相移中的莫尔纹的产生的示意图；
图21是说明根据本发明第三实施方式在相移中的莫尔纹的产生的示意图；
图22是说明根据本发明第三实施方式在相移中的莫尔纹的消除的示意图；
图23是说明根据本发明第三实施方式在相移中的莫尔纹的消除的示意图；
图24是说明根据本发明第三实施方式在相移中的莫尔纹的消除的示意图；
图25是说明根据本发明第三实施方式在相移中的莫尔纹的消除的示意图。
具体实施方式
在数字电路中，事实上不可能进行彻底的随机控制，且在利用专利文献1和2所公开的技术的情况下，已相移的像素时钟脉冲在副扫描方向上即使不连续也具有周期性。减少该周期性以更接近随机控制的方式进行控制则导致控制电路的成本增加。
另一方面，如上所述，已相移的像素时钟脉冲不会导致垂直条纹。另外，已相移的像素时钟脉冲不会导致在单色图像或无规则图像中产生图像劣化，因为已相移的像素时钟脉冲在副扫描方向上被分散而不连续。然而，在抖动的图像的情况下，在点排列上存在诸如2×2或3×3的周期性。
取决于抖动图像的周期和已相移像素时钟脉冲的周期之间的关系，有可能发生莫尔纹。如果由于已相移像素时钟脉冲而产生莫尔纹，则几十条线路中的单元的已相移像素时钟脉冲的分布密度发生变化，这导致比上述垂直条纹强的图像质量劣化。
根据本发明的一个方面，以较低成本校正光写入器中扫描速率的变动从而可以避免图像的劣化。
下面参考附图描述本发明的实施方式。
第一实施方式
在第一实施方式中，作为图像形成设备的例子描述多功能外部设备(MFP)。根据本实施方式的图像形成设备是电子照相多功能外部设备，且被配置为为了在感光体上形成静电潜像、基于光写入器中的相移数据来控制相移的模式。该图像形成设备可以是多功能外部设备之外的其他设备，例如复印机，打印机或传真机。
图1是说明根据本实施方式的图像形成设备的硬件配置的框图。
参考图1，根据本实施方式的图像形成设备1除了与信息处理终端例如公用服务器或私人电脑(PC)相同的配置之外还包括引擎，其被配置为执行图像生成。
也就是说，根据本实施方式的图像形成设备1包括中央处理单元(CPU)10、随机存储器(RAM)11、只读存储器(ROM)12、引擎13、硬盘驱动器(HDD)14和接口(I/F)15、上述部分彼此通过总线18相连接。另外，该图像形成设备1包括液晶显示器(LCD)16和操作部17，液晶显示器(LCD)16和操作部17与I/F15相连。
该CPU10是处理单元(处理器)且控制整个图像形成设备1的操作。该RAM11是允许高速信息读取和写入的易失性存储介质且当CPU处理信息时被用作工作区域。该ROM12是仅限于读取的非易失性存储介质且具有类似防火墙的程序。该引擎13是被配置为在图像形成设备1内确实地形成图像的机构。
该HDD14是允许信息读取和写入的非易失性存储介质且具有操作系统和各种控制程序和应用程序。该I/F15连接并控制各种硬件元件及网络。该LCD16是可视用户界面，用于由用户确认图像形成设备1的状况。该操作部17，其包括键盘和鼠标，是用于由用户对图像形成设备1输入信息的用户界面。
根据该硬件配置，存储于ROM12、HDD14或写入介质例如光盘(未图示)中的程序被读入RAM11并由CPU10执行以根据CPU10的控制使将要进行的操作发生，从而实施软件控制部。功能模块通过联合软件控制部和硬件实施根据本实施方式图像形成设备1的功能。
接下来，参考图2描述根据本实施方式的图像形成设备1的功能配置。图2是说明根据本实施方式的图像形成设备1的功能配置的框图。
参考图2，根据本实施方式的图像形成设备1包括控制器20、原稿自动输送器(ADF)21、扫描单元22、纸张输出托盘23、显示面板24、纸张输送盘25、打印引擎26、纸张输出托盘27和网络I/F28.
另外，该控制器20包括主控制部30、引擎控制部31、输入/输出控制部32、图像处理部33和操作显示控制部34。如图2所示出，根据本实施方式的图像设备1被配置为包括扫描单元22和打印引擎26的多功能外部设备。在图2中，电连接由实线箭头表示，而纸张流动由虚线箭头示出。
该显示面板24是输出界面，其被配置为可视地显示图像形成设备1的状况，并且作为触摸屏面板，还是一个用于由用户直接操作图像形成设备1或在图像形成设备1中输入信息的输入界面(操作部)。该网络I/F28是用于通过网络使图像形成设备1与其他设备进行通讯的接口。Ethernet(注册商标)接口或通用串行总线(USB)接口被用作网络I/F28.
由软件和硬件联合执行控制器20。例如，在非易失性存储器例如ROM12、HDD14或非易失性写入介质例如光盘中存有的控制程序(例如防火墙)被调入于易失性存储器(此后称作“存储器”)例如RAM11，从而由根据CPU10的控制而实施的软件控制部和包括集成电路的硬件来执行控制器20。该控制器20作为控制部被配置为控制整个图像形成设备1。
该主控制部30被配置为控制控制器20的各个部分并向控制器20的各个部分发出指令。该引擎控制部31作为驱动部被配置为控制或驱动打印引擎26、扫描单元22等。该输入/输出控制部32被配置为通过网络I/F28向主控制部30输入信号或指令。另外，该主控制部30被配置为控制该输入/输出控制部32并通过网络I/F28访问其他设备。
该图像处理部33被配置为根据主控制部30的控制而基于在输入的打印任务中所包含的打印信息而产生图形信息。该图形信息是用于打印引擎26(其为成像部)描画图像的信息，该图像是要在成像操作中形成的图像。另外，打印任务中包含的该打印信息是通过安装在信息处理器例如PC中的打印驱动器而转化为图像形成设备1可识别的格式的图像信息。该操作显示控制部34被配置为在显示面板24上显示信息并通过显示面板24通知主控制部30输入信息。
在图像形成设备1作为打印机工作时，首先输入/输出控制部32通过网络I/F28接收打印任务。该输入/输出控制部32将所接收的打印任务传递给主控制部30。响应于打印任务接收，主控制部30控制图像处理部33以使图像处理部33基于打印任务中包含的打印信息产生图形信息。
一旦图像处理部33产生图形信息，引擎控制部31基于所产生的图形信息在由纸张输送盘25输送的纸上形成图像。也就是说，打印引擎26作为成像部而工作。在其上由打印引擎26形成了图像的该纸张被输出(排出)至纸张输出托盘27上。
在图像形成设备1作为扫描仪而工作的情况下，该操作显示控制部34或输入/输出控制部32根据用户对显示面板的操作或经由网络I/F28的来自外部电脑等的扫描执行指令而将扫描执行信号传递至主控制部30。该主控制部30基于所接收的扫描执行信号控制引擎控制部31。
该引擎控制部31驱动ADF21对作为图像采集对象的设置在ADF21中的原文(例如文件)进行传送。继而，引擎控制部31驱动扫描单元22对由ADF21传送来的原文进行扫描以获取图像。该扫描后的原文此后被输出(排出)至纸张输出托盘23上。如果原文不是设置在ADF21中而是直接在扫描单元22内，该扫描单元22根据引擎控制部31的控制对设置的原文进行扫描以采集图像。也就是说，扫描单元22做为图像采集部而工作。
在图像采集操作中，扫描单元22中包含的图像采集装置，例如电荷耦合器(CCD)，对原文进行光学地扫描并基于光学信息产生采集的图像信息。引擎控制部31将由扫描单元22产生的采集的图像信息传送至图像处理部33。图像处理部33根据主控制部30的控制基于从引擎控制部31接收的采集图像信息而产生图像信息。由图像处理部33产生的该图像信息可以保存于与图像形成设备1相连或图像形成设备1中所包含的存储介质，例如HDD40中。也就是说，扫描单元22、引擎控制部31和图像处理部33彼此相结合作为原文(文件)读取部而工作。
由图像处理部33产生的该图像信息直接保存于HDD40等中，或根据用户的指示通过输入/输出控制部32和网络I/F28而被转送至外部设备。也就是说，ADF21和引擎控制部31作为图像输入部而工作。
在图像形成设备1作为复印机而工作的情况下，图像处理部33基于通过引擎控制部31而从扫描单元22接收的采集图像信息或由图像处理部33所产生的图像信息而产生图形信息。引擎控制部31以与打印机操作的情况下相同的方式基于图形信息驱动打印引擎26。
接着参考图3描述根据本实施方式的打印引擎26的配置。
参考图3，根据本实施方式的打印引擎26是所谓的串联型，且包括传动带(其是永动部)105和沿着传动带105排列的各自颜色的多个成像部(电子照相处理部)106BK、106M、106C和106Y。也就是说，成像部106BK、106M、106C和106Y以从传送带105的传送方向上的上游侧沿着传送带105的顺序排列，从而将纸(或纸张)104(写入介质的一个例子)通过输纸压辊102和分离辊103与进纸托盘101分离并进纸。
成像部106BK、106M、106C和106Y仅在将要形成的由调色剂形成的图像的颜色上不同，它们具有相同的内部结构。成像部106BK、106M、106C和106Y分别形成黑色图像、品红图像、青(cyan)色图像和黄色图像。下面具体描述成像部106BK，其他成像部106M、106C和106Y与成像部106BK的结构相同，在图3中只给出了他们的代表性数码，分别以“M”、“C”和“Y”代替成像部106BK中的对应部件“BK”，并且省略说明。
传送带105是一个没有终端的带，其环绕在被驱动而转动的传动辊107和从动辊108。传动辊107通过驱动马达(未图示)被驱动旋转。该驱动马达、传动辊107和从动辊108用作使传送带105移动的驱动部分，该传送带105是无止境的运动部。
在成像过程中，蓄存在进纸托盘101中的纸104的纸张被从最上端开始连续进纸。接着，进给来的纸104由于静电引力被吸附在传送带105上，该纸104将通过传送带105的转动而被传送至第1成像部106BK，在第1成像部106BK黑色的由调色剂形成的图像被转印至纸104上。也就是说，该传送带作为传送体被配置为传送写入介质(例如纸)，且图像将被转印至该写入介质上。
成像部106BK包括作为感光体的感光鼓109BK。成像部106BK还包括充电器110BK、光写入器111、显影单元112BK、感光体清洁器(未图示)和放电器113BK，这些装置围绕感光鼓109BK而配置。光写入器111被配置为分别向感光鼓109BK、109M、109C和109Y发射激光束。
在成像过程中，在黑暗处利用充电器110BK使感光鼓109BK的外周面均匀带电，此后，利用激光束在感光鼓109BK的外周面形成静电潜像，其相当于来自光写入器111的黑色图像。显影单元112BK利用黑色调色剂使该静电潜像显像，从而在感光鼓109BK上形成黑色的由调色剂形成的图像。
在位于感光鼓109BK和位于传送带105上的纸相接触的位置(转印位置)处，通过转印单元115BK的动作使该由调色剂形成的图像被转印至纸104上。作为该转印的结果，该黑色的由调色剂形成的图像被形成在纸104上。当由调色剂形成的图像的转印结束后，通过感光体清洁器除去感光鼓109BK表面上的不必要的残余的调色剂，此后由放电器113K进行放电并等待下次成像。
在成像部106BK处黑色的由调色剂形成的图像被转印至该纸104上后，由传送带105将纸104传动至下一个成像部106M。在成像部106M，品红色的由调色剂形成的图像通过与成像部106BK中相同的成像过程而被成像在感光鼓109M上，且被转印覆盖至在所述纸104上形成的黑色的由调色剂形成的图像上。
所述纸104继而被传送至下一成像部106C和106Y，并且在同样的操作中，在感光鼓109C上形成的青色的由调色剂形成的图像与在感光鼓109Y上形成的黄色的由调色剂形成的图像以覆盖的方式被转印至纸104上。因此，在纸104上形成了全色图像。在其上形成有全色复合图像的纸104被从传送带105移开且所述图像在定影单元116中被定影。此后，该纸104被从图像形成设备1输出(排出)。
接下来根据本实施方式描述光写入器111。
图4是根据本实施方式的光写入器111的平面视图，另外图5为根据本实施方式的光写入器111的剖视图。
如图4和图5所示，分别从光源单元281BK、281M、281C和281Y(以下统称为“光源单元281”)(它们是光源)发出用于在感光鼓109BK、109M、109C和109Y上写入各自的颜色的激光束。根据本实施方式每个光源单元281包括半导体激光器、准直透镜、狭缝、棱镜和柱面透镜。
从光源单元281所发射的该激光束被反射镜280反射。所述激光束被各自的光学系统例如fθ棱镜(未图示)导向镜子282BK、282M、282C和282Y(以下统称为“镜子282”)，并通过其他光学系统被进一步导向感光鼓109BK、109M、109C和109Y以扫描它们的表面。也就是说，该反射镜280和镜子282用作扫描部。
反射镜280(为六面体多角镜)被配置为旋转以允许激光束对多角镜的每个镜子表面上的主扫描方向上的一条线进行扫描。根据本实施方式的光写入器111将四个光源单元281分成组，每组两种颜色，也就是说，该光源单元281BK和281M以及光源单元281C和261Y，且用该反射镜280的不同反射面进行扫描。由此可以通过相比于仅使用一个反射面的扫描系统而言更紧凑的配置同时在四个不同的感光鼓109BK、109M、109C和109Y上进行写入。
另外，水平同步检测感应器283被设置在接近通过反射镜280激光束进行扫描的范围(区域)内的扫描开始位置。由光源单元281发射的激光束进入对应的水平同步检测感应器283的入口处来临时检测主扫描线的所述扫描开始位置，从而使对光源单元281进行控制的控制单元和反射镜280同步。
在该光写入器111中，如上所述，通过反射镜280的旋转使激光束在主扫描方向上进行扫描。由于反射镜280是六面体，每个反射激光束的该反射面是平(平坦)表面。在平表面上，各部分至旋转轴线的距离不同，在通过激光束对主扫描线从一端向另一端进行扫描时，光斑(激光束到达扫描面上的点)的移动速率(以下称作“扫描速率”)变化。根据本发明的一个方面，对所述主扫描线上的所述扫描速率的该变动进行校正。所述扫描速率的该变动除了光束之间的光程长不同之外还有可能由安装误差或镜子282的制造公差造成。
参考图6描述由上述扫描速率变动造成的问题。如果在主扫描线扫描速率恒定，只要写入是基于恒定的像素时钟信号进行的，在所述主扫描线上像素以规则间隔分布。而在扫描速率变化的情况下，然而，如果写入是基于恒定的像素时钟信号而进行的，在扫描速率较高处像素之间的间隔较宽，而在扫描速率较低处像素之间的间隔较窄。因此，因此需要根据所述扫描速率的变动对像素之间的间隔进行校正。
图6是说明根据所述主扫描线上的位置而所需(数量)的校正的图。换言之，图6所说明的信息被用作相移信息，用于将光写入器111中扫描速率校正为大体恒定。如图6所示，根据所述主扫描线上的位置对所述扫描速率的变动导致所需的校正变化。图6中标记为“在所述负方向上较大校正”的区域是需要进行校正以使像素间的间隔变窄(减小)的区域，也就是说，是扫描速率高于参考速率的区域。另外，该区域是所述扫描速率与参考速率间存在较大区别的区域，因为校正较大。
另一方面，图6中标记为“在所述正方向上较小校正”的区域是需要进行校正以使像素间的间隔变宽(增加)的区域，也就是说，是扫描速率低于参考速率的区域。另外，该区域是所述扫描速率与参考速率间存在较小区别的区域，因为校正较小。根据本实施方式，基于这样的校正特性，通过使像素时钟信号的相位移动，也就是说，像素时钟信号的频率变化，所述像素间隔被校正为适当的间隔。取决于光写入器111中光学系统，如图6所示的所需的校正特性不同。
接下来，参考图7描述根据本实施方式中的光写入器的控制模块。图7是说明光写入器控制部120的功能配置的示意图，光写入器控制部120被配置为控制根据本实施方式的该光写入器111和光写入器控制部120与光源单元281之间的连接。如图7所示，光写入器控制部120包括光发射控制部121、相移部122、图像信息获取部123和抖动信息获取部124.
根据本实施方式的光写入器111包括信息处理机构，该信息处理机构具有类似参考图1说明的CPU10、RAM11、ROM12和HDD14的CPU、RAM、ROM和HDD(未图示)。类似图像形成设备1的控制器20，如图7所示的根据本实施方式的光写入器控制部120具有由软件控制部和硬件联合实施的功能模块，所述软件控制部通过将存储于所述ROM或所述HDD中的控制程序加载至RAM中并产生在CPU的控制下将被实施的操作来实施。
光发射控制部121是光源控制部，其被配置为基于来自控制器20的引擎控制部31的图像信息输入根据由水平同步检测感应器283产生的同步识别信号来控制光源单元281的光发射。光发射控制部121被配置为根据像素时钟信号控制光源单元281在像素基础上的ON/OFF。
相移部122被配置为产生像素时钟信号，根据在主扫描线上的位置并基于图6所说明的相移信息和输入图像上的抖动的特性来改变该像素时钟信号的相位，并向光发射控制部121输入所产生的“已相移的”像素时钟信号(脉冲信号)。也就是说，所述相移部122用作像素时钟生成部。
图像信息获取部123被配置为获取由控制器20输入的图像信息并向所述光发射控制部121输出所获得的图像信息。另外，图像信息获取部123被配置为同时也向抖动信息获取部124输入所述图像信息以获取如下所述的抖动信息。抖动信息获取部124被配置为获取将要被写入的图像中的抖动的信息，并向相移部122输入所获取的抖动信息。
抖动信息获取部124可以通过参考由图像信息获取部123所输入的图像信息来确定抖动特性进而获取所述抖动信息。或者，抖动信息获取部124还可以从控制器20获取表示抖动特性的信息。在从控制器20获取表示抖动特性的信息的情况下，可以获取抖动特性中的信息本身。或者，抖动信息获取部124可以具有包含各种特性的抖动的信息的数据库，并且从控制器20获取用于识别抖动特性的识别信息和从所述数据库获取对应于识别信息的抖动特性。
接下来，描述根据本实施方式的相移部122的功能。
图8是说明通过相移部122使输出图像作为相移对象的示意图，该输出图像是单色图像。在图8所示的所述输出图像中，像素区B为不是相移目标的带墨的像素。另外，像素区S为是相移目标的带墨的相素。
在图8所示的情况下，在主扫描方向上的相移周期，T1，是“4”。也就是说，对每4个像素进行相移。相移部122包括像素时钟计数器(未图示)，并且当光发射控制部121控制光源单元281的所述光发射时对像素时钟脉冲进行计数。每当像素时钟脉冲的计数值达到T1值，则相移部122对输入光发射控制部121的像素时钟信号的相位进行调制。该T1的值基于参考图6描述的所述相移特性而决定。
由于相移的影响，所述“已相移的”的像素区S(相移的对象)与像素区B(不是相移的对象)之间的像素的视觉特性不同。此处，所不同的视觉特性主要是图像密度。因此，相移部122通过改变主扫描线间的像素时钟计数器的原始值来避免“已相移的”像素在副扫描方向上连续而产生垂直条纹。图8中每个主扫描线上的像素时钟计数器的原始值的变化量α为“1”。作为结果，如图8所示，在每条主扫描线上所述“已相移的”像素偏移(移动)1个像素。在像素区S和像素区B之间视觉特性不同的状态因不同的相移模式而不同。
如图6所说明的，在主扫描线上的位置之间的校正(由于相移)不同。因此，如果上述α值累积从而作为相移对象的像素的位置距离其原始位置太远，则扫描速率校正的准确性减小。因此，像素时钟计数器的原始值的变化量α存在一个上限值β。在图8中，上限值β是“3”。也就是说，像素区S的位置移动距离其默认位置(位于第一条线上的位置)小于三个像素。在图8的情况下，α是“1”。因此，如图8所示，每当所述位置被移动2个像素，也就是说，每3条线，则“已相移的”像素的位置返回到其原来位置。
如图8所示，在单色图像中，所述“已相移的”像素被以大体均匀的密度分散在整个图像上，因此“已相移的”像素不太会被人类视觉认作图像质量劣化。另一方面，在抖动的图像的情况下，取决于抖动的特性和相移的特性，所述“已相移的”像素有可能会被人类视觉认作图像质量劣化。图9示出了该情况。
图9是说明被提供2×2抖动的图像的示意图，也就是说，在所述主扫描方向和所述副扫描方向上带墨像素(也就是说，着色像素)和不带墨像素(也就是说，未着色像素)处的抖动被每间隔2个像素而交替进行。在图9中，除了像素区B和像素区S之外，还存在像素区W，该像素区W不带墨。如图9所示，对像素区W的2×2附加抖动使得所述像素区B和像素区S的部分像素移至像素区W。
由于像素区W是未带墨区，在“已相移的像素”和未作为相移对象的像素之间没有视觉差异。另一方面，如上所述，像素区B和像素区S之间的视觉特性不同。因此，如果像素区S的密度(也就是说，像素区S的数量的比例)依赖于在所述图像区域中的位置而不同，则整个图像的视觉特性发生变化。通常，这类视觉特性的变化被称作“未校准”(misalignment)或“莫尔纹”。在图9的情况下，“包括所述像素区S的区域”和“不包括像素区S的区域”在副扫描方向上交替。因此，图像密度的变化作为一个整体呈现为在所述图像上的水平条纹。这是由于上述T1，α和β值的关系(也就是说相移模式)和2×2(也就是说抖动特性)所导致的。
为了避免上述“未校准”，根据本实施方式的相移部122对应抖动特性通过调节上述的α和β值来改变相移模式。根据本实施方式的α和β需要满足的条件说明如下。基于抖动特性和T1来确定α和β需要满足的条件。在本实施方式中，对于D1(其为在主扫描方向上的抖动图案的周期(以下称作“抖动周期”))和T1满足“D1＝T1/n”(式中n为自然数)的情况进行描述。
在这种情况下，根据下述式(1)至(3)确定α和β的值：
D1＝αD2(1)，
D2＝β/α(当β/α为整数时)(2)，和
D2＝β(当β/α不是整数时)(3)。
此处，式(1)至(3)中，“D2”是副扫描方向上的抖动图案的周期。式(1)是一个条件表达式，其表示在抖动中由着色像素或未着色像素形成的角(下面称作“抖动角”)与图像中被作为相移对象(下面称作“已相移的”图像)的像素区S所形成的角(下面称作“相移角”)，也就是说α，一致。
另外，式(2)和(3)是条件表达式，其表示在副扫描方向上的抖动图案的周期和在副扫描方向上的相移的周期T2一致。此处，在副扫描方向上的相移的周期T2，当β的整除部分是α时其为“β/α”，当β的整除部分不是α时其为“β”。
在图9的情况下，D1和D2均为“4”。相移部122包括上述式(1)至(3)的条件，并基于由抖动信息获取部123输入的抖动信息确定α和β的值，也就是D1和D2的值。在图9中2×2抖动图案的情况下，相移部122根据式(1)确定α是1，作为结果，根据式(2)和(3)确定β是4。
图10和图11说明了当α和β的值为所选定的值时作为其结果的图像输出。图10说明了在基于如上所述通过相移部122所确定的α和β的值并使单色图像进行如图8所示的相移的情况下的图像。如图10所示，整个图像中像素区S(其是被进行相移的区域)以大体均匀的密度分散，因此像素区S对于人类视觉来说不太会被认为是图像品质劣化。
图11说明了在基于如上所述通过相移部122所确定的α和β的值并使施加2×2抖动的图案进行如图9所示的相移的情况下的图像。图11表明作为基于通过相移部122所确定的α和β的值进行相移的结果，整个图像中像素区S以大体均匀的密度分散，从而在图9中没有出现“未校准”。
如上所述，如果满足关系式“D1＝T1/n”(式中n是自然数)，优选使上述式(1)至(3)均满足。然而，式(1)的条件，也就是说，所述抖动角和所述相移角必需一致的条件可以省略。在此情况下，基于如参考图6所描述的相移特性所预先确定的值被用作α值。参考图12和图13描述上述情况。
图12说明了在基于通过相移部122所确定的β的值并使单色图像进行如图8所示的相移的情况下的图像。在图12的情况下，忽略了上述式(1)的条件，且以基于相移特性所预先确定的“2”作为α值。如图12所示，在单色图像的情况下，整个图像中像素区S以大体均匀的密度分散，因此像素区S对于人类视觉来说不太会被认为是图像品质劣化。
图13说明了在对经过如图9所示的2×2抖动图像进行图12所示的相移的情况下的图像。在图12和图13的情况下，基于上述式(2)的条件选β值为“4”。在此情况下，如图13所示，在副扫描方向上包括像素区S的区域和不包括像素区S的区域被以4个像素的周期交替重复。这可被认为是良好的水平条纹。然而，因为周期短于图9的情况，像素区S可以被描述为在整个图像中在更广区域视图中以大体均匀的密度分散。因此，即使没有式(1)的条件也可以减少”未校准”。
如上所述，根据本实施方式的光写入器111，当主扫描方向上的抖动周期和相移周期一致时，基于抖动特性和相移特性之间的关系，使副扫描方向上的抖动周期和相移周期一致，较优选地，使抖动角和相移角一致，从而使得避免较大的图像品质劣化(例如莫尔纹)变为可能。
在上述实施方式中，描述了抖动信息获取部124向相移部122输入作为抖动信息的D1和D2的情形。这是对应于上述式(1)至(3)的模式。也就是说，在上述实施方式中，相移部122基于D1和D2来确定α和β的值，因此相移部122所需要的信息是D1和D2。因此，抖动信息获取部124向相移部122输入D1和D2的值。
然而，根据本发明的一个方面，当光发射部121控制光源单元281时相移部122基于抖动信息来调制像素时钟脉冲信号，此时相移部122所参考的信息不限于D1和D2的值。由相移部122所参考的所述抖动信息的其他例子可以包括表示抖动模式例如如上所述的“2×2”的信息。
另外，图8至图13通过例子说明了在整个图像中T1、α和β均为恒定时的情形。然而，实际图像中的像素区在数量上远大于图8至图13所示。另外，如以上参考图6所述，在该图中在主扫描方向上一部分与另一部分的扫描速率所需(量的)校正不同。因此，相移部122优选为将图像中的主扫描线分为多个区，且以每个区为基础(在每一区上)相互独立地进行上述相移。这使得满足如图6所示的在主扫描方向上一部分、一部分的相移校正变为可能。
另外，从图6可知，在主扫描方向上所需校正的变化在一些区域急剧而在另一些区域平缓。因此，相移部122优选将主扫描线在所需校正的变化急剧的区域分为更细的区。换言之，保持“T1＝D1×n”条件，同时相移部122改变区的尺寸，使得在主扫描方向上从第一(开始)端开始实施位置移动校正，从而位置移动特性保持在理想位置(也就是说，图6中的“0”值)，并使区在主扫描方向上排列至第二(终端)端。
另外，该图像中一部分与另一部分的抖动模式可能不同。也就是说，该图像中一部分与另一部分的抖动的分布特性可能不同。换言之，取决于在所述主扫描方向上的位置，上述D1和D2的值可能不同。另一方面，由于相移部122基于D1和D2的值来确定α和β的值，在一个区如果抖动的分布特性不同则相移部122不能适当地确定α和β的值。根据抖动的分布特性而通过相移部122进行上述分区，则可以根据各种抖动模式进行相移。
第二实施方式
在第二实施方式中，对如下情形进行描述：主扫描方向上的抖动周期D1和主扫描方向上的相移周期T1满足关系式“D1＝T1±n(式中n是大于或等于2的自然数)”，也就是说，在主扫描方向上所述抖动周期和相移周期不同且差异大于或等于2个像素。
在上述情况下，根据下述式(4)和(5)确定α和β的值：
D 2 = β α ± m - - - ( 4 )
(当β/α为整数时，m是大于或等于2的自然数)，
D2＝β±m          (5)
(当β/α不是整数时，m是大于或等于2的自然数)。
式(4)和(5)是条件表达式，其决定副扫描方向上的抖动周期和副扫描方向上的相移周期不一致且需要相差两个以上像素。
图14说明根据本实施方式条件的单色图像的情形。在图14的情况下，主扫描方向上的相移周期T1为“7”，也就是说，每7个像素进行一次相移。另外，α和β的默认值分别为“1”和“4”。图15说明了对图14进行如第一实施方式的2×2抖动时的图像。在图15的情况下，在主扫描方向上反复出现“不包括像素区S的区域”，因此图像密度改变，其表现为整个图像上的垂直条纹。
接下来，描述相移部122根据上述式(4)和(5)的条件来调节α和β的值的情形。在图15的图像的情况下，D2为“4”且α的默认值为“1”。因此，基于式(5)，服从于条件“β＝4±m(式中m是大于或等于2的自然数)”。此处，β被确定为“7”。
在本实施方式中决定取β为“7”的原因之一在于，“β”值优选为尽可能接近T1值。此处，“β”值表示像素区S从默认位置移动的像素数量的上限值。例如，在图14的图像的情况下，“β”值比T1小“3”。其结果，如图14所示在所述3个像素中没有潜在地形成像素区S。因此，即使在如图14所示的单色图像的情况下，以7个像素为周期产生了3个像素的量的垂直条纹。另一方面，如果“β”值接近T1值，可以防止上述没有潜在地形成像素区S的区域的产生。
接下来，图16和图17说明了如上所述确定β为“7”时的图像。图16说明了使单色图像进行如图14那样但以β为“7”的相移时的图像。图17说明了在图16的情况下在进行2×2抖动时的图像。在图17的情况下，如图15所示的垂直条纹被消除，因此可以确认相移部122的所述处理的作用。
此处，在图17的情况下，所述垂直条纹如上所述被消除，但在该图像中像素区S在倾斜的方向上，尤其从左上方至右下方连续产生。该像素排列可能被认作倾斜条纹，而且可能被认为是图像品质劣化，尽管其图像品质好于图15中的图像。
该图像品质劣化可以通过在上述式(4)和(5)之外增加下述式(6)而被消除。
D1≠αD2.               (6)
式(6)对应于第一实施方式中的式(1)，是一个条件表达式，其决定抖动角和相移角不能一致。
在本实施方式中，所述抖动角为“1”且所述相移角α也为“1”。因此，不满足上述式(6)的条件。因此，如参考图17的描述，产生了轻微的倾斜条纹。另一方面，对下述情况进行描述：例如，根据上述式(6)的条件所述相移部122决定α为“2”。
图18说明了对单色图像进行如图16那样但以β为“7”且α为“2”的相移时的图像。图19说明了在图18的情况下在进行2×2抖动时的图像。在图19的情况下，像素区S分散在整个图像上且没有产生如图15那样的垂直条纹。另外，如图17的所述倾斜条纹被消除。因此可以确认相移部122基于式(6)以及式(4)和(5)的所述处理的作用。
如上所述，根据本实施方式的光写入器111，如果主扫描方向上的所述抖动周期和所述相移周期不同且该差异大于或等于2个像素时，则使副扫描方向上的所述抖动周期和所述相移周期相差2个以上像素，优选地，使抖动角和相移角不同，从而基于抖动特性和相移特性的关系可以避免较大的图像品质劣化，例如莫尔纹。
如上所述，所述抖动角和所述相移角有可能一致。在此情况下，有可能产生如图17那样的倾斜条纹。然而，由于电子照相的特性，该倾斜条纹不太可能被视觉确认，除非像素区S在水平方向或垂直方向上也就是说主扫描方向或副扫描方向上连续。因此，即使在图17的情况下，图像品质也得到了提高。
第三实施方式
在第三实施方式中，对如下情形进行描述：在主扫描方向上的抖动周期D1和在主扫描方向上的相移周期T1满足关系式“D1＝T1±1”，也就是说，在主扫描方向上所述抖动周期和相移周期不同且差异为1个像素。
在本实施方式中，也如在第二实施方式中同样地根据式(4)和(5)确定α和β的值。图20说明了根据本实施方式的条件的单色图像。在图20的情况下，在主扫描方向上的所述相移周期T1为“5”，也就是说，也就是每5个像素进行一次相移。另外，α和β的默认值分别为“1”和“4”。图21说明了对图20的单色图像如第一实施方式进行2×2的抖动的图像。
在图21的情况下，出现了“不包括像素区S的区域”的垂直条纹。在更大的图像中，该“不包括像素区S的区域”在主扫描方向上重复，因此在整个图像上出现了图像密度改变的垂直条纹。接下来，对下述情形进行描述：所述相移部122根据上述式(4)和(5)的条件来调节α和β的值。
在图21的图像情况下，D2为“4”且α的默认值为“1”。因此，基于式(5)，遵循“β＝4±m(式中m为大于或等于2的自然数)”的条件。此处，β被确定为“6”。在本实施方式中确定β为“6”的原因如在第二实施方式中所述。
接下来，图22和图23在如上所述确定β为“6”的情况下的图像。图22说明了使单色图像进行如图22那样但以β为“6”的相移时的图像。图23说明了在图22的情况下在进行2×2抖动时的图像。在图23的情况下，如图21所示的垂直条纹被消除，因此可以确认相移部122的所述处理的作用。
然而，在图23的情况下同样地，如在第二实施方式中图17中的情况那样可以确认到微弱的倾斜条纹。另一方面，通过增加上述式(6)的条件来确定α可以进一步改善图像品质。此处，对下述情形进行描述：相移部122根据上述式(6)的条件确定α为“3”。
图24说明了对单色图像进行如图22那样但以β为“6”且α为“3”的相移时的图像。图25说明了在图22的情况下在进行2×2抖动时的图像。在图25的情况下，像素区S分散在整个图像上而没有产生如图21那样的垂直条纹。另外，如图23的所述倾斜条纹被消除。因此可以确认相移部122基于式(6)以及式(4)和(5)的所述处理的作用。
如上所述，根据本实施方式的光写入器111，如果在主扫描方向上的抖动周期和相移周期不同且该不同是一个像素，则使副扫描方向上的抖动周期和相移周期相差两个或更多像素，较为优选地，基于抖动的特性和相移的特性的关系使抖动角和相移角不同，由此可以避免较大的图像品质劣化，例如莫尔纹。
在图24和图25中确定α为“3”的原因之一在于，除了考虑像素区S从图像中左上方至右下方的角度之外还考虑像素区S从图像中右上方至左下方的角度。在2×2抖动的情况下，关于所述抖动角从左上方至右下方的角度和从右上方至左下方的角度均为“1”。因此，关于像素区S的角度优选考虑上述的两个角度。
例如，在图24的情况下，如果α为“4”，从所述图像中右上方至左下方的角度为“1”，其与所述抖动角一致。其结果，像素区S的分布是倾斜的，从而图像品质可能降低。因此，在确定α值时，相移部122优选除了考虑像素区S从图像中左上方至右下方的角度之外还考虑像素区S从图像中右上方至左下方的角度。像素区S从图像中的右上方至左下方的所述角度可以表示为，例如，“(T1-α)”。由于该式的值所述抖动角有所改变，可以避免像素区S的分布发生倾斜。
此处所有的例子和条件性语言是为了教学目所用，以帮助读者理解本发明和发明者的思想从而促进所述技术，且被视为不局限于所述例子和条件，并且本说明书中这些例子的组织与本发明的优势或劣势无关。尽管对本发明的实施方式进行了详细的描述，需要理解的是在不脱离本发明的精神和范围的情况下可以进行各种变化、替换和变形。

Claims (11)

1.一种光写入器，其被配置为通过使光束照射到感光体而在所述感光体上形成静电潜像，所述光写入器包括：
光源，其被配置为发射光束；
扫描部，其被配置为将所发射的光束引导至所述感光体并使所述光束在所述感光体上扫描；
图像信息获取部，其被配置为获取将被形成为静电潜像的图像的图像信息；
抖动信息获取部，其被配置为获取图像中的抖动的抖动信息；
像素时钟生成部，其被配置为生成像素时钟信号；和
光发射控制部，其被配置为基于所获得的图像信息根据所产生的像素时钟信号来控制所述光源从而使所述光源发射光束，
其中，所述像素时钟生成部被配置为根据用于校正所述光束在所述感光体上的主扫描线上的扫描速率的变化的相移信息来调制像素时钟信号的时钟频率，并被配置为基于以主扫描线为基础所获得的抖动信息来确定时钟频率的调制时刻，从而使所述主扫描线之间的时钟频率的调制时刻不同。
2.根据权利要求1所述的光写入器，其中所述像素时钟生成部被配置为确定时钟频率的调制时刻，以便使得如果主扫描调制周期与主扫描线上的抖动的周期一致，则使副扫描调制周期与副扫描线上的抖动的周期一致，所述副扫描调制周期是副扫描线上的时钟频率的调制时刻的周期，所述主扫描调制周期是其中一条主扫描线上的时钟频率的调制时刻的周期。
3.根据权利要求2所述的光写入器，其中，所述像素时钟生成部被配置为通过针对每条主扫描线使时钟频率的调制时刻移动预定像素数目α，且被设置为响应于时钟频率的调制时刻已移动的像素数目到达预定上限值β，将所述时刻返回到初始值，并且
所述像素时钟生成部配置为，如果主扫描调制周期和主扫描线上的抖动的周期一致，则通过确定所述α和所述β的值来确定所述时钟频率的调制时刻，从而使得对于副扫描线上的抖动的周期，当β/α为整数时式成立，当β/α不是整数时式D2＝β成立，其中D2是副扫描线上的抖动的周期。
4.根据权利要求3所述的光写入器，其中，所述像素时钟生成部被设置为如果主扫描调制周期和主扫描线上的抖动的周期一致，则通过确定所述α的值来确定所述时钟频率的调制时刻，从而使得对于主扫描线上的抖动的周期，关系式D1=αD2成立，其中Dl是主扫描线上的抖动的周期。
5.根据权利要求1所述的光写入器，其中，所述像素时钟生成部被配置为如果主扫描调制周期和主扫描线上的抖动的周期不同，则确定所述时钟频率的调制时刻，从而使副扫描调制周期和副扫描线上的抖动的周期不同，所述副扫描调制周期是副扫描线上的时钟频率的调制时刻的周期，所述主扫描调制周期是其中一条主扫描线上的时钟频率的调制时刻的周期。
6.根据权利要求5所述的光写入器，其中，所述像素时钟生成部被配置为通过针对每条主扫描线使时钟频率的调制时刻移动预定像素数目α，且被设置为响应于时钟频率的调制时刻已移动的像素数目到达预定上限值β将所述时刻返回初始值，并且
所述像素时钟生成部配置为，如果主扫描调制周期和主扫描线上的抖动的周期不同，则通过确定所述α和所述β的值来确定所述时钟频率的调制时刻，从而使得对于副扫描线上的抖动的周期，当β/α为整数时式成立，当β/α不是整数时式D2＝β±m成立，其中D2表示副扫描线上的抖动的周期，m是大于或等于2的自然数。
7.根据权利要求6所述的光写入器，其中，所述像素时钟生成部被配置为如果主扫描调制周期和主扫描线上的抖动的周期不同，则通过确定所述α的值来确定所述时钟频率的调制时刻，从而使得对于主扫描线上的抖动周期，关系式D1≠αD2成立，其中Dl表示主扫描线上的抖动的周期。
8.根据权利要求7所述的光写入器，其中，所述像素时钟生成部被配置为将每条主扫描线分割为多个区且以每个区为基础以预定的像素周期对所述时钟频率进行调制，并且
所述像素时钟生成部被配置为以所述每个区为基础确定时钟频率的调制时刻。
9.根据权利要求7所述的光写入器，其中，所述像素时钟生成部被配置为基于所获得的抖动信息中的抖动的分布特性将每条主扫描线分割为多个区，来以区为基础改变像素数目。
10.一种图像形成设备，包括根据权利要求1所述的光写入器。
11.一种光写入器的控制方法，所述光写入器被配置为通过使光束照射到感光体而在所述感光体上形成静电潜像，所述控制方法包括以下步骤：
从光源发射光束；
将所发射的光束引导至感光体并利用扫描部使所述光束在所述感光体上扫描；
通过图像信息获取部获取将被形成为静电潜像的图像中的图像信息；
通过抖动信息获取部获取所述图像中的抖动的抖动信息；
通过像素时钟生成部生成像素时钟信号；
通过光发射控制部根据所产生的像素时钟信号基于所述获取的图像信息来控制光源从而使所述光源发出光束；
通过所述像素时钟生成部根据用于校正所述光束在所述感光体上的主扫描线上的扫描速率的变化的相移信息来调制像素时钟信号的时钟频率；和
通过所述像素时钟生成部基于以主扫描线为基础所获得的抖动信息来确定时钟频率的调制时刻，从而使所述主扫描线之间的时钟频率的调制时刻不同。
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