CN102269950B

CN102269950B - 图像形成设备

Info

Publication number: CN102269950B
Application number: CN201110150329.2A
Authority: CN
Inventors: 古田泰友
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2010-06-03
Filing date: 2011-06-03
Publication date: 2014-07-09
Anticipated expiration: 2031-06-03
Also published as: JP5804773B2; US8493425B2; US20110298884A1; CN102269950A; JP2012014162A

Abstract

一种图像形成设备，其能够降低在多面镜的转动速度改变时输出图像中发生的浓度变化。光源发射用于在感光鼓上形成静电潜像的光束。多面镜偏转光束，以使得光束在感光鼓上沿着预定方向移动。多面镜控制电路控制多面镜，以使得与要以第二倍率形成调色剂图像时相比，在要以第一倍率形成调色剂图像时，多面镜的转动速度较高，其中，第二倍率大于第一倍率。与要以第二倍率形成调色剂图像时相比，当要以第一倍率形成调色剂图像时，光束的光量较小。

Description

图像形成设备

技术领域

本发明涉及一种通过曝光感光构件来形成图像的图像形成设备。

背景技术

通常已知诸如复印机或打印机等的使用电子照相处理来进行图像形成的图像形成设备。近年来，要求这类图像形成设备在多种类型的记录薄片(转印薄片)上高精度、高速度地形成高质量的图像。

使用电子照相处理的图像形成设备设置有曝光装置，其中曝光装置发射光束(例如，激光束)，并且通过从曝光装置发射的激光束曝光感光构件，从而在感光构件上形成静电潜像。通过由驱动马达(以下称为“扫描器马达”)驱动的旋转多面镜(以下简称为“多面镜”)来使激光束偏转。在通过多面镜偏转激光束时，激光束所形成的光斑在感光构件上沿着预定方向移动。因而，通过偏转后的激光束曝光感光构件，从而在感光构件上形成静电潜像。通过调色剂将感光构件上形成的静电潜像可视化为调色剂图像，并且将调色剂图像转印到记录介质上。通过定影装置加热记录介质上的调色剂图像，从而将调色剂定影到记录介质上。

在对调色剂图像加热并将其定影在记录介质上时，记录介质中包含的水分蒸发。当记录介质中包含的水分量降低时，记录介质的大小也缩小。在进行双面打印的情况下，对记录介质的正面上的图像进行定影，然后在记录介质的背面上进行图像形成。因此，在记录介质的正面和背面之间出现图像大小的不同。此外，当放置记录介质的环境的湿度上升时，记录介质中包含的水分量增加，因此记录介质的大小也增大。为此，出现如下问题：高湿度状态下所形成的图像和低湿度状态下所形成的图像的大小相对于记录介质的大小而相互不同。

近来，为了实现高图像质量，要求图像形成设备能够高精度地对齐记录介质上的图像形成位置(例如，提高在记录介质上定位图像的精度，以及减小彩色图像形成设备中叠加多种颜色时发生的色偏移)。

为满足该要求，例如，在记录介质的背面上形成图像之前，根据记录介质的正面所形成的图像的放大/缩小来校正图像倍率，从而使得记录介质的背面上的图像大小与其正面上的图像大小一致(参考日本特开2004-25841号公报)。在日本特开2004-25841号公报所公开的图像形成设备中，控制扫描器马达的转动速度，从而控制多面镜的转动速度。通过改变多面镜的转动速度，改变图像在副扫描方向(即，感光构件的转动方向)上的倍率，从而校正图像偏移。在双面打印中，如上所述调整(校正)图像倍率，从而使得正面输出图像和背面输出图像各自的图像大小彼此相同。

然而，当利用日本特开2004-25841号公报所公开的方法在感光构件上形成静电潜像时，发生下面的问题。

图22A和22B是示出在传统图像形成设备中在改变多面镜的转动速度前后，扫描光斑(曝光光斑)在副扫描方向上的间距间隔的图。图22A示出通过从设置在曝光装置中的单个光源所发射的激光束(单光束)曝光感光构件的设备中的扫描光斑间隔。图22B示出通过从设置在曝光装置中的多个光源所发射的多个激光束(多光束)曝光感光构件的设备中的扫描光斑间隔。

当在通过单光束曝光感光构件的设备(参考图22A)中增大多面镜的转动速度以校正副扫描方向上的图像倍率时，感光构件上所形成的扫描线之间的空间间隔均匀地缩小。因此，随着多面镜的转动速度的增大，图像浓度也增大。因而，当使用相同图像数据在记录介质的正面和背面上形成图像时，在正面图像和背面图像之间引起浓度的不同。

另一方面，当在通过多个光束(多光束)曝光感光构件的设备(参考图22B)中增大多面镜的转动速度以校正副扫描方向上的图像倍率时，在一次扫描中形成在感光构件上的最后一个扫描线和下一扫描中形成在感光构件上的第一个扫描线之间的空间间隔(下面将该空间间隔称为“扫描间的线间隔”)不同于在单个扫描中形成在感光构件上的扫描线之间的空间间隔。简而言之，无论何时改变多面镜的转动速度，都根据多面镜的转动速度减小或增大扫描间的间隔。因而，感光构件上所形成的扫描线之间的空间间隔由于多面镜的转动速度的变化而不均匀。更具体地，缩小的倍率使得一些扫描线间隔变窄，并且增大的倍率使得一些扫描线间隔变宽。这使得输出图像浓度发生变化。

因而，当多面镜的转动速度改变时，在记录介质上形成的图像的质量下降。

发明内容

本发明提供一种图像形成设备，其通过使用光束曝光感光构件来进行图像形成，并且能够降低在多面镜或感光构件的转动速度改变时发生的图像质量的劣化。

在本发明的第一方面，提供一种图像形成设备，用于使用调色剂对形成在正转动的感光构件上的静电潜像进行显影，从而形成调色剂图像，所述图像形成设备包括：光源，用于发射用于在所述感光构件上形成所述静电潜像的光束；旋转多面镜，用于偏转所述光束，以使得所述光束在所述感光构件上沿着预定方向移动；速度控制单元，用于控制所述旋转多面镜的转动速度，从而以第一倍率或者以大于所述第一倍率的第二倍率形成所述调色剂图像，由此使得以所述第一倍率形成所述调色剂图像时所述旋转多面镜的转动速度高于以所述第二倍率形成所述调色剂图像时所述旋转多面镜的转动速度；以及光源控制单元，用于控制所述光源，以使得以所述第一倍率形成所述调色剂图像时所述光束的光量小于以所述第二倍率形成所述调色剂图像时所述光束的光量。

在本发明的第二方面，提供一种图像形成设备，用于使用调色剂对形成在正转动的感光构件上的静电潜像进行显影，从而形成调色剂图像，所述图像形成设备包括：光源，用于发射用于在所述感光构件上形成所述静电潜像的光束；旋转多面镜，用于偏转所述光束，以使得所述光束在所述感光构件上沿着预定方向移动；以及光源控制单元，用于控制所述光源，其中，所述光源包括用于发射所述光束的多个发光点，其中以从所述发光点发射、并通过所述旋转多面镜偏转的光束分别照射在所述感光构件上的在所述感光构件的转动方向上的不同位置的方式来配置所述发光点，以及所述光源控制单元控制所述光源，以使得所述旋转多面镜以第一速度转动时所述光束中位于所述感光构件的转动方向上的两端的最外侧光束中的一个或两个光束的光量小于所述旋转多面镜以低于所述第一速度的第二速度转动时所述一个或两个光束的光量。

在本发明的第三方面，提供一种图像形成设备，用于使用调色剂对形成在正转动的感光构件上的静电潜像进行显影，从而形成调色剂图像，所述图像形成设备包括：光源，用于发射用于在所述感光构件上形成所述静电潜像的光束；速度控制单元，用于控制所述感光构件的转动速度，从而以第一倍率或者以大于所述第一倍率的第二倍率形成所述调色剂图像，由此使得与以所述第二倍率形成所述调色剂图像时相比，当以所述第一倍率形成所述调色剂图像时，所述感光构件的转动速度较高；以及光源控制单元，用于控制所述光源，以使得以所述第一倍率形成所述调色剂图像时所述光束的光量小于以所述第二倍率形成所述调色剂图像时所述光束的光量。

在本发明的第四方面，提供一种图像形成设备，用于使用调色剂对形成在正转动的感光构件上的静电潜像进行显影，从而形成调色剂图像，所述图像形成设备包括：光源，用于发射用于在所述感光构件上形成所述静电潜像的光束；旋转多面镜，用于偏转所述光束，以使得所述光束在所述感光构件上沿着预定方向移动；速度控制单元，用于在以第一倍率或者以大于所述第一倍率的第二倍率形成所述调色剂图像时，将所述感光构件的转动速度控制成第一速度，从而以所述第一倍率形成所述调色剂图像，以及将所述感光构件的转动速度控制成低于所述第一速度的第二速度，从而以所述第二倍率形成所述调色剂图像；以及光源控制单元，用于控制所述光源，其中，所述光源包括用于发射所述光束的多个发光点，其中以从所述发光点发射、并通过所述旋转多面镜偏转的光束分别照射在所述感光构件上的在所述感光构件的转动方向上的不同位置的方式来配置所述发光点，以及所述光源控制单元控制所述光源，以使得所述感光构件被控制成所述第一速度时所述光束中位于所述感光构件的转动方向上的两端的最外侧光束中的一个或两个光束的光量小于所述感光构件被控制成所述第二速度时所述一个或两个光束的光量。

通过以下结合附图的详细说明，本发明的特征和优点将变得更明显。

附图说明

图1是根据本发明第一实施例的图像形成设备的示意性纵断面图；

图2是图1中的曝光控制部中所使用的光学系统的透视图；

图3A是用于解释图2中出现的半导体激光器的结构的图；

图3B是示出在图2中出现的感光鼓上所形成的激光光斑的配置的例子的图；

图4是图1中出现的曝光控制部中所使用的控制器的框图；

图5是用于解释使图4中出现的激光器元件发光的发光定时的图；

图6是示出在通过图4中出现的多面镜控制电路改变旋转多面镜的转动速度时激光光斑如何移动的图；

图7是图1中出现的曝光控制部中所使用的控制器的变形例的框图；

图8是示出在图像大小通过利用图4中出现的多面镜控制电路对副扫描倍率的校正而在副扫描方向上缩小时激光光斑如何移动的图；

图9是示出分别在执行图8的图像大小校正前后所获得的感光构件上的光量分布的图；

图10是示出在图像大小通过图5中出现的多面镜控制电路而在副扫描方向上增大时激光光斑如何移动的图；

图11是示出分别在执行图10的图像大小校正前后所获得的感光构件上的光量分布的图；

图12A～12C是通过CPU所执行的控制处理的流程图；

图13是根据本发明第二实施例的图像形成设备的曝光控制部中所使用的控制器的框图；

图14是图13中的控制器所执行的用于与图像倍率相对应的光量校正(图像倍率校正)的倍率校正处理的流程图；

图15是在通过根据本发明第二实施例的图像形成设备的曝光控制部的变形例进行曝光时，在对于双面打印所进行的倍率校正前后的记录薄片上的激光光斑的图；

图16是示出分别在以下情况下所获得的感光构件上的光量分布的图：在倍率校正时均匀缩窄所有激光光斑之间的间距的情况以及仅缩窄扫描之间的激光束间隔(扫描间的线间隔)的情况；

图17是图13中的控制器所执行的用于与图像倍率相对应的光量校正(图像倍率校正)的另一倍率校正处理的流程图；

图18是示出图13中的控制器对每一激光器元件都进行了逐级光量校正之后所形成的激光光斑的图；

图19是示出通过执行图18所示的光量校正所获得的感光构件上的光量分布的图；

图20是根据本发明第三实施例的图像形成设备的曝光控制部中所使用的控制器的框图；

图21A、21B和21C是示出通过图20中出现的图像处理单元所执行的FFT处理所获得的结果的例子的图，其中，图21A示出在空间频率不高于预定阈值时通过FFT处理所获得的结果的例子，图21B示出在空间频率高于预定阈值时通过FFT处理所获得的结果的例子，并且图21C示出通过设置多个阈值所获得的结果；

图22A是示出在传统图像形成设备中的多面镜的转动速度改变前后，通过单光束扫描所形成的扫描光斑(曝光光斑)在副扫描方向上的间距间隔的图；

图22B是示出在传统图像形成设备中的多面镜的转动速度前后改变，通过多光束扫描所形成的扫描光斑(曝光光斑)在副扫描方向上的间距间隔的图；

图23是示出在传统图像形成设备中改变多面镜的转动速度以进行多光束曝光时所获得的感光构件上的光量分布的图。

具体实施方式

下面参考示出本发明实施例的附图详细说明本发明。

图1是根据本发明第一实施例的图像形成设备的示意性纵断面图。注意，图1所示的图像形成设备1A是通过将青色(C)、品红色(M)、黄色(Y)和黑色(K)这四种颜色逐个叠加在一起来形成彩色图像的彩色图像形成设备。

图像形成设备1A具有四个感光鼓(感光构件)14、15、16和17。感光鼓14、15、16和17均具有用作曝光面的表面。与感光鼓14、15、16和17相对地配置作为中间转印构件的中间转印带(环形带)13。中间转印带13围绕驱动辊13a、二次转印相对辊13b和张力辊(从动辊)13c伸展，从而使得中间转印带13的断面图的大体形状呈三角形。中间转印带13在如图1观察的顺时针方向上(即，在图1中的实线箭头所示的方向上)转动。

感光鼓14、15、16和17配置在中间转印带13的转动方向上。在图1所示的例子中，从中间转印带13的转动的最上游侧开始，依次配置感光鼓14、15、16和17。在感光鼓14周围，配置有静电充电器27、显影装置23和清洁器31。类似地，在感光鼓15、16和17每一个周围，配置有静电充电器28、29和30中相关联的一个、显影装置24、25和26中相关联的一个、以及清洁器32、33和34中相关联的一个。

静电充电器27、28、29和30分别使感光鼓14、15、16和17的表面均匀带电。曝光控制器(以下还称为“曝光控制部”)22被配置在感光鼓14、15、16和17的上方，并且通过激光束(光束)扫描各个感光鼓14、15、16和17的表面，后面将对此进行说明。注意，在图1所示的例子中，感光鼓14、15、16和17分别对应于品红色(M)调色剂、青色(C)调色剂、黄色(Y)调色剂和黑色(K)调色剂。

现在将说明通过图1所示的图像形成设备1A所进行的图像形成(打印)操作。图1所示的图像形成设备1A具有两个盒式薄片进给器1和2以及手动薄片进给器3。从盒式薄片进给器1和2及手动薄片进给器3选择性地进给记录薄片(转印薄片)S。盒式薄片进给器1和2分别具有盒4和5，并且手动薄片进给器3具有托盘6。将转印薄片S堆叠在盒4或5中的一个以及托盘6上，并且通过相关联的拾取辊7从最上面的转印薄片S开始顺次进行拾取。然后，通过由进给辊8A和阻尼辊8B所构成的分离辊对8，仅将最上面的转印薄片S与其它拾取薄片S分离。

经由输送辊对9和/或输送辊对10以及输送辊对11，将从盒式薄片进给器1或2进给的转印薄片S输送到定位辊对12。另一方面，将从手动薄片进给器3进给的转印薄片S直接输送到定位辊对12。然后，通过定位辊对12临时停止转印薄片S的输送，并且校正转印薄片S的歪斜。

图像形成设备1A设置有原稿进给器18，并且原稿进给器18将堆叠在其上的原稿逐一顺次进给到原稿平板玻璃19上。当将原稿输送到原稿平板玻璃19上的预定位置时，扫描器单元4A照射原稿的表面，并且经由镜子等(未示出)将来自原稿的反射光引导到透镜(未示出)。然后，反射光在图像传感器单元(未示出)上形成光学图像。

图像传感器单元将所形成的光学图像光电转换成电信号。将该电信号输入给图像处理部(以下还称为“图像处理单元”；图1中未示出)。图像处理部将电信号转换成数字信号，然后对数字信号进行所需的图像处理，从而生成图像数据。直接或者在被临时存储在图像存储器(未示出)中之后将图像数据输入给曝光控制器22。曝光控制器22根据图像数据，如下所述驱动半导体激光器。因而，通过半导体激光器发射激光束(光束)。

经由后面所述的包括旋转多面镜(以下简称为“多面镜”)的扫描系统，将每一激光束照射到感光鼓14、15、16和17中相关联的一个的表面上。通过多面镜偏转激光束，以在主扫描方向上(即，沿感光鼓14、15、16和17各自的转动轴)扫描感光鼓14、15、16和17中相关联的一个的表面。感光鼓14、15、16和17均在由图1的实线箭头所示的方向(副扫描方向)上转动，从而使得同样通过激光束在副扫描方向上分别扫描感光鼓14、15、16和17。通过激光束的扫描，根据图像数据在各个感光鼓14、15、16和17上形成静电潜像。

在图1所示的例子中，首先，基于图像数据的品红色成分，通过激光束LM曝光最上游的感光鼓14。结果，在感光鼓14上形成静电潜像。然后，通过显影装置23将感光鼓14上的静电潜像显影成品红色(M)调色剂图像。然后，当在感光鼓14的曝光开始后过去了预定时间段时，基于图像数据的青色成分，通过激光束LC曝光感光鼓15。结果，在感光鼓15上形成静电潜像。通过显影装置24将感光鼓15上的静电潜像显影成青色(C)调色剂图像。

此外，当在感光鼓15的曝光开始后过去了预定时间段时，基于图像数据的黄色成分，通过激光束LY曝光感光鼓16。结果，在感光鼓16上形成静电潜像。通过显影装置25将感光鼓16上的静电潜像显影成黄色(Y)调色剂图像。然后，当在感光鼓16的曝光开始后过去了预定时间段时，基于图像数据的黑色成分，通过激光束LB曝光感光鼓17。结果，在感光鼓17上形成静电潜像。通过显影装置26将感光鼓17上的静电潜像显影成黑色(K)调色剂图像。

通过转印充电器90将感光鼓14上的M调色剂图像转印到中间转印带13上。类似地，通过转印充电器91、92和93，分别将C调色剂图像、Y调色剂图像和K调色剂图像从感光鼓15、16和17转印到中间转印带13上。结果，以叠加方式将M调色剂图像、C调色剂图像、Y调色剂图像和K调色剂图像转印到中间转印带13上，从而形成彩色调色剂图像作为中间转印带13上的一次转印图像。注意，通过清洁器31、32、33和34分别清洁调色剂图像转印后残留在各个感光鼓14、15、16和17上的调色剂。

通过被驱动的定位辊对12，将临时停止在定位辊对12处的转印薄片S输送至二次转印位置T2。此时，在与中间转印带13上的彩色调色剂图像和转印薄片S的前边缘之间的对齐同步的时刻驱动定位辊对12进行转动，从而将转印薄片S输送到二次转印位置T2。在二次转印位置T2处，设置有二次转印辊40和二次转印相对辊13b，并且在二次转印位置T2处，将中间转印带13上的彩色调色剂图像作为二次转印图像转印到转印薄片S上。

将穿过二次转印位置T2的转印薄片S输送到定影装置35。定影装置35具有定影辊35A和加压辊35B。在穿过由定影辊35A和加压辊35B所形成的夹持部期间，通过定影辊35A对转印薄片S进行加热，并且通过加压辊35B对转印薄片S进行加压。结果，将二次转印图像定影到转印薄片S上。通过输送辊对36将经过了定影处理的转印薄片S输送到排出辊对37，并且通过排出辊对37将转印薄片S排出到排出托盘38上。这样完成了单面打印。

图1所示的图像形成设备1A能够以所谓的双面打印模式进行图像形成。更具体地，图像形成设备1A具有双面打印功能，并且在双面打印模式下使用双面打印功能。

在双面打印模式下，经由垂直路径58将通过定影装置35进行了定影处理的转印薄片S输送到反转路径59中。此时，挡板60处于保持垂直路径58打开的状态，从而使得通过输送辊对36、输送辊对61和62以及反转辊对63，将经过了定影处理的转印薄片S输送到反转路径59。在经过了定影处理并且在箭头“a”所示的方向上进行输送的转印薄片S的后端穿过点P的时刻，驱动反转辊对63反向转动，从而使经过了定影处理的转印薄片S的后端处于前头位置的情况下，沿着箭头“b”所示的方向进行输送。结果，使得经过了定影处理的转印薄片S的形成了二次转印图像的表面面朝上。注意，在点P处，配置有针对柔软的转印薄片所设置的挡板64。挡板64使得转印薄片S可以从垂直路径58进入反转路径59，但是不能使转印薄片S从反转路径59进入垂直路径58。此外，在点P处，配置有检测杆65。检测杆65检测转印薄片S的后端是否通过点P。

将如上所述经过了定影处理并通过反转辊对63的反向转动沿箭头“b”所示的方向进行输送的转印薄片S输送到再进给路径67。然后，经由输送辊对11和再进给路径中的多个输送辊对68，将经过了定影处理的转印薄片S再次输送到定位辊对12。经过了定影处理的转印薄片S通过定位辊对12校正其歪斜，然后被输送到二次转印位置T2。然后，基于经过了主扫描方向和副扫描方向上的倍率校正的图像数据，在转印薄片S上进行第二次图像形成，并且通过与对于上述单面图像形成的处理相同的处理，将转印薄片S排出到排出托盘38。

图2是图1中出现的曝光控制部22中所使用的光学系统的透视图。在下面的说明中，“感光鼓(感光构件)上所形成的扫描线之间的空间间隔”相当于“激光束之间的间距间隔”。激光束之间的间距间隔(即，感光鼓上所形成的扫描线之间的空间间隔)对应于用于扫描多面镜的相同面(同一反射面：同一多面镜表面)的激光束在副扫描方向(感光鼓的转动方向)上的空间间隔。此外，“扫描间的线间隔”是指“一次扫描中的最后一个扫描线和下一扫描中的第一个扫描线之间的空间间隔”，并且扫描间的线间隔相当于多面镜表面之间的间距间隔。多面镜表面之间的间距间隔对应于通过多面镜的一个反射面进行扫描的激光束和通过多面镜的下一反射面进行扫描的激光束在副扫描方向上的空间间隔。

参考图2，在所示的例子中，为了便于说明，仅示出与一个感光鼓相关联的光学系统。在图2中，以附图标记408表示感光鼓。曝光控制部22具有半导体激光器108，并且半导体激光器108包括多个激光器元件(光源)(未示出)。通过所施加的驱动电流来驱动每一激光器元件，并且每一激光器元件输出与驱动电流相对应的激光束(光束)。因此，如下所述，曝光控制部22通过利用多面镜同时扫描多个激光束，能够在感光鼓的转动方向上形成多个扫描线。

半导体激光器108包含下述的未示出的光电二极管(PD)。基于光电二极管所接收到的光量来控制驱动电流，从而使激光器元件分别发光，并且从每一激光器元件所发射的激光束的光量等于预定光量。下面将说明这一点。

每一激光器元件输出发散光作为激光束。每一激光束经由准直透镜402、孔径光阑403和柱面透镜404进入以图2中的附图标记405所示的多面镜。然后，激光束在多面镜405的反射面(多面镜表面)405-a上进行反射，并且穿过复曲面透镜406-a和衍射光学元件406-b，以在感光鼓408上形成图像。

准直透镜402将从激光器元件发射的激光束转换成大体平行的光通量。孔径光阑403限制穿过孔径光阑403的光通量。柱面透镜404仅在副扫描方向上具有预定折射力。柱面透镜404使穿过孔径光阑403的激光束在副扫描断面内将图像形成在多面镜405的反射面405-a上。在该处理期间，通过马达等的驱动源(未示出)旋转多面镜405。多面镜405偏转并扫描在其反射面405-a上形成了图像的激光束。复曲面透镜406-a和衍射光学元件406-b构成了具有f-θ特性的光学元件406。光学元件406包括折射单元和衍射单元。通过复曲面透镜406-a来规定折射单元。复曲面透镜406-a在主扫描方向和副扫描方向上分别具有不同的能力。使复曲面透镜406-a在主扫描方向上的透镜表面形成为具有非球面形状。另一方面，通过衍射光学元件406-b来规定衍射单元。衍射光学元件406-b为长方形，并且在主扫描方向和副扫描方向上分别具有不同的能力。注意，束检测传感器(BD传感器)101被配置在与后述的图像形成时间段相对应的图像区域外部的、与后述的非图像形成时间段相对应的束扫描区域(以下称为“非图像区域”)中。

在反射镜409上反射由多面镜405进行偏转并扫描的激光束，并且将该激光束照射在BD传感器101的光接收面上。BD传感器101检测入射的激光束，并且输出BD检测信号。根据检测到激光束的束检测时刻，即根据BD检测信号来控制感光鼓408的曝光定时。注意，基于多个激光束中的任一个进行BD传感器101对激光束的检测。在本实施例中，将BD传感器101的检测中使用的激光束设置为基准光束，并且通过使其它激光束的曝光时间相对于与基准光束相关联的曝光时间提前或延迟了预定时间段，来控制曝光定时。

这里，在说明根据本发明的实施例的图像形成设备所进行的曝光控制之前，说明传统图像形成设备中发生的浓度变化。图22A和22B是示出在传统图像形成设备中改变多面镜的转动速度前后、扫描光斑(曝光斑点)在副扫描方向上的间距间隔的图。图22A示出单光束扫描的情况，而图22B示出多光束扫描的情况。

参考图22A和22B，在通过单光束曝光和扫描感光鼓的情况下(参考图22A)，在多面镜的转动速度增大时，感光鼓上所形成的扫描线之间的空间间隔均匀缩小，而在多面镜的转动速度减小时，感光鼓上所形成的扫描线之间的空间间隔均匀增大。另一方面，在通过多个光束(多光束)扫描感光鼓的情况下，在多面镜的转动速度改变时(参考图22B)，一次扫描中形成在感光鼓上的最后一个扫描线和下一扫描中形成在感光鼓上的第一个扫描线之间的空间间隔(以下将该空间间隔称为“扫描间的线间隔”)不同于在一次扫描中形成在感光鼓上的扫描线之间的空间间隔。简而言之，无论何时改变多面镜的转动速度，扫描间的间隔都根据多面镜的转动速度缩小或增大。因而，感光鼓上所形成的扫描线之间的空间间隔由于多面镜的转动速度的变化而不均匀。更具体地，缩小的倍率使得一些扫描线间隔变窄，并且增大的倍率使得一些扫描线间隔变宽。这使得输出图像的浓度发生变化。

图23是示出在将多面镜的转动速度控制成比基准速度更高的速度时连续发射多光束的情况下所获得的感光鼓上的累积光量分布的图。该累积光量分布对应于感光鼓上的电位分布。如图23所示，当将多面镜的转动速度控制成比基准速度更高的速度时，累积光量分布不均匀。结果，输出图像的浓度局部改变，这使得在输出图像中发生浓度变化。

本实施例的图像形成设备的特征在于：通过调节从半导体激光器108所发射的光量，使多面镜的转动速度相对于基准速度改变时所发生的浓度变化降低。

首先说明本发明的本实施例的图像形成设备中所使用的半导体激光器108的结构。图3A是用于解释图2中出现的半导体激光器108的结构的例子的图。

参考图3A，半导体激光器108具有八个激光器元件(光源)LD1～LD8。激光器元件LD1～LD8排列在同一芯片的预定方向上。图3A示出各个激光器元件LD1～LD8的发光点在该芯片表面上的位置(配置)。激光器元件LD1～LD8、即发光点以相等的空间间隔(束间距间隔)排列成一行。

图3B是示出形成在图2中出现的感光鼓408上的激光光斑的配置的例子的图。参考图3B，以与激光器元件的附图标记相同的附图标记表示与各个激光器元件LD1～LD8相关联的激光束和激光光斑。在图3B所示的例子中，通过上述八个激光束LD1～LD8来扫描和曝光感光鼓408。如参考图3A所述，将发光点排列成一行，并且通过多面镜405(参考图2)的转动速度来调整感光鼓408在副扫描方向上的束间距间隔(更具体地，调整形成在感光鼓408上的扫描线之间的空间间隔)。

在该例子中，根据图像形成设备1A(参考图1)的分辨率，进行形成在感光鼓408上的扫描线之间的空间间隔的调整(还称为“束间距间隔的调整”)。例如，当副扫描方向上的分辨率为600dpi时，如下所述选择性地使激光器元件LD1～LD8中的四个发光，从而将扫描线间隔(束间距间隔)调整成例如约42μm。此外，当副扫描方向上的分辨率为1200dpi时，如下所述使激光器元件LD1～LD8都发光，从而形成图像。

如上所述，通过多面镜405偏转激光束，从而根据多面镜405的转动来扫描感光鼓408。此时，如图3B所示，在一次扫描中，激光束在保持预定空间间隔的状态(位置关系)下扫描感光鼓408。

图4是用于解释图1中出现的曝光控制部22中所使用的控制器22A的例子的框图。控制器22A包括存储器104和CPU(中央处理单元：光量设置单元)105。CPU 105根据存储在例如存储器104中的控制程序，控制下述元件。此外，控制器22A包括图像处理单元114、PWM(脉冲宽度调制)信号生成部116、激光器驱动电路103和多面镜控制电路(转动速度控制单元)102。

CPU 105指示图像处理单元114对输入的图像数据进行预定图像处理。图像处理单元114基于来自CPU 105的指示，对输入的图像数据进行预定图像处理，并且将处理后的图像数据输出给PWM信号生成部116。

CPU 105基于从图像处理单元114接收到的图像数据，指示PWM信号生成部116生成用于接通(on)或切断(off)开关SW108-1～SW108-8的PWM信号。CPU 105接收由BD传感器101所生成的BD检测信号。CPU 105基于BD传感器101生成BD检测信号的定时，控制用于将PWM信号输出至开关SW108-1～SW108-8的定时。

激光器元件LD1～LD8经由各自的开关SW108-1～SW108-8与电流源107-1～107-8连接。当开关SW108-1～SW108-8接通时，从各自的电流源107-1～107-8向激光器元件LD1～LD8提供驱动电流。

此外，CPU 105指示多面镜控制电路102控制多面镜的转动速度，以使得BD检测信号的生成的重复周期成为依赖于图像倍率的重复周期。多面镜控制电路102基于来自CPU 105的指示驱动控制多面镜马达(未示出)，从而调整多面镜405的转动速度。在以大于第一倍率的第二倍率在转印材料的正面形成图像的情况下，本实施例的图像形成设备以与第二倍率相对应的基准速度(第二速度)转动多面镜。此时，多面镜控制电路102控制多面镜405的转动速度，以使得BD检测信号的生成的重复周期等于与基准速度相对应的重复周期(第二重复周期)。此外，在以第一倍率在转印材料的背面形成图像的情况下，多面镜控制电路102将多面镜405的转动速度控制成高于基准速度的第一速度(与第一倍率相对应)。此时，多面镜控制电路102控制多面镜405的转动速度，以使得BD检测信号的生成的重复周期等于第一重复周期，从而使得在转印材料的背面上所形成的图像的大小小于在转印材料的正面上所形成的图像的大小，其中，第一重复周期短于与基准速度相对应的第二重复周期。

注意，尽管在上述说明中，将与第二倍率相对应的第二速度设置为基准速度，但是基准速度也可以是第一速度。换句话说，多个图像倍率中的一个可以作为基准倍率。例如，可以将普通纸质薄片或特殊薄片的正面形成图像的情况下要使用的图像倍率设置为基准倍率(100％)，并且普通纸质薄片的背面形成图像的情况下要使用的图像倍率可以相对于基准倍率而增大或缩小。多面镜控制电路102根据要形成的图像的倍率来控制多面镜405的转动速度。

接着说明对要提供给激光器元件LD1～LD8的驱动电流的控制。CPU 105与BD检测信号同步地操作自动功率控制(APC)电路106，并且根据PWM信号控制要从各个激光器元件LD1～LD8发射的激光束的光量。在本实施例中，CPU 105在非图像形成时间段内执行自动功率控制。如图5所示，BD检测信号的一个重复周期包括非图像形成时间段和图像形成时间段。图像形成时间段是用于基于图像数据在感光鼓上形成静电潜像的时间段，而非图像形成时间段是单个重复周期中除图像形成时间段以外的时间段。在图像形成时间段内，从电流源107-1～107-8向各自的激光器元件LD1～LD8提供驱动电流，从而激光器元件LD1～LD8发射光。

CPU 105控制PWM信号生成部116，以与BD检测信号同步地生成用于使激光器元件LD1～LD8在非图像形成时间段中在不同时刻发射光的PWM信号。开关SW108-1～SW108-8根据来自PWM信号生成部116的PWM信号，在不同时刻接通，并且与处于ON状态的开关相关联的激光器元件发射光。图4中以附图标记109所示的发光二极管接收来自每一激光器元件LD1～LD8的激光束。

注意，图4中出现的光电二极管109用于检测从各个激光器元件LD1～LD8所发射的激光束的光量。例如，将光电二极管109设置在半导体激光器108中，以接收在与激光束向着感光鼓408前进的方向相反的方向所发射的激光束。在使用垂直腔面发射激光器的情况下，在向着感光鼓408前进的激光束的光路上配置半透半反镜。在用于接收由半透半反镜所反射的每一激光束的一部分的位置处配置光电二极管109。光电二极管109将表示与接收到的激光束的光量相对应的电流值的光量检测信号传送给电流-电压转换器110。

另一方面，电流-电压转换器110将通过检测来自每一激光器元件LD1～LD8的激光束所生成的光量检测信号转换成电压信号(以下还称为“检测到的光量电压值”)，并且将电压信号传送给比较器111。选择器113与比较器111连接。选择器113包括未示出的存储器，并且该存储器存储目标值M1～M8。目标值M1～M8分别是表示与激光器元件LD1～LD8中相关联的一个有关的光量的目标值的电压值。选择器113与各个激光器元件LD1～LD8相对应地选择目标值M1～M8。更具体地，基于来自CPU 105的指示，选择器113在从电流-电压转换器110输出与来自激光器元件LD1的激光束相对应的电压信号的时刻，选择目标值M1。类似地，基于来自CPU 105的指示，选择器113在从电流-电压转换器110输出与来自激光器元件LD2～LD8中相关联的一个的激光束相对应的电压信号的时刻，分别选择目标值M2～M8。然后，选择器113将目标值M1～M8输出给比较器111。比较器111在各个目标值M1～M8的电位和与各个激光器元件LD1～LD8相关联的电压信号的电位之间进行比较，并且将所获得的电位差作为比较结果输出给自动功率控制电路106。自动功率控制电路106根据BD检测信号和比较结果，设置(控制)要从电流源107-1～107-8提供给各个激光器元件LD1～LD8的驱动电流的值，从而使电位差减小。更具体地，如果电压信号的电压值小于目标值，则表示相关联的激光束的光量低于其目标光量，因而增大要提供给相关联的激光器元件LD的驱动电流，从而使该激光器元件LD发射与目标光量相对应的光量。另一方面，如果电压信号的电压值高于目标值，则表示相关联的激光束的光量高于其目标光量，因而减小要提供给相关联的激光器元件LD的驱动电流，从而使该激光器元件LD发射与目标光量相对应的光量。

当利用来自PWM信号生成部116的PWM信号接通开关SW108-1～SW108-8时，从电流源107-1～107-8分别向激光器元件LD1～LD8施加所设置的驱动电流。

图5是用于解释使图4中的激光器元件LD1～LD8发光的定时的图。

如图5所示，BD检测信号是在单个扫描周期内生成一次的低电平信号。自动功率控制电路106基于BD检测信号，在非图像形成时间段顺次控制激光器元件LD1～LD8的发光(自动功率控制时序)。在这种情况下，自动功率控制电路106控制要从每一电流源107-1～107-8输出给激光器元件LD1～LD8中相关联的一个的驱动电流的值，从而使得从激光器元件LD1～LD8中相关联的一个所输出的激光束的光量等于预定值。另一方面，在图像形成时间段内，基于图像数据(即，PWM信号)接通和切断开关SW108-1～SW108-8，从而向各个激光器元件LD1～LD8提供各自具有在非图像形成时间段内驱动电流被控制成的值的驱动电流，并且激光器元件LD1～LD8发射光(图像数据发光)。

如图5所示，根据本实施例的图像形成设备，在为了生成BD检测信号而从激光器元件LD8所发射的激光束进入BD传感器101的时刻，使激光器元件LD8发光。此外，基于来自接收到了此时所发射的激光束的光电二极管109的输出，控制在图像形成时间段内要提供给激光器元件LD8的驱动电流。在使激光器元件LD8发光之前，在同一非图像形成时间段内使其它激光器元件LD1～LD7发光。然后，执行自动功率控制，从而控制在随后的图像形成时间段内要提供给各个激光器元件LD1～LD7的驱动电流的值。

在校正图像倍率的情况下，为了校正副扫描方向的图像倍率(以下称为“副扫描倍率”)，图4中出现的多面镜控制电路102进行控制以改变多面镜405(参考图2)的转动速度。例如，在使副扫描倍率减小1％的情况下，将多面镜405的转动速度增大1％。另一方面，在使副扫描倍率增大1％的情况下，将多面镜405的转动速度减小1％。

注意，如图7所示，可以通过设置作为用于校正图像倍率的部件的感光鼓控制部701并且通过感光鼓控制部701控制感光鼓的转动速度，来控制图像倍率。在以比基准倍率高的倍率形成图像的情况下，CPU 105指示感光鼓控制部701，以使感光鼓的转动速度低于与基准倍率相对应的转动速度。另一方面，在以比基准倍率低的倍率形成图像的情况下，CPU 105指示感光鼓控制部701，以使感光鼓的转动速度高于与基准倍率相对应的转动速度。

图6是示出在通过图4中出现的多面镜控制电路102改变多面镜405的转动速度时激光光斑如何移动的图。尽管在图6中，为了简化解释，仅使用激光器元件LD1和LD2，但是在设置有两个以上激光器元件的图像形成设备中也发生相同问题。参考图6，假定在以基准倍率形成图像的情况下，将多面镜405(参考图2)的转动速度设置为基准转动速度(第一速度)。此外，将通过激光器元件LD1和LD2在感光鼓上所形成的激光光斑分别称为“LD1光斑”和“LD2光斑”。在多面镜405以基准转动速度转动时，在第一次扫描、第二次扫描和第三次扫描中，感光鼓上的LD1光斑和LD2光斑之间的空间间隔是均匀的。另一方面，在缩小倍率(缩小的倍率)时，即在使多面镜405的转动速度高于基准转动速度时(多面镜转动速度增大)，在感光鼓上所形成的扫描线之间(即，在多面镜的反射面之间)，LD2光斑和LD1光斑部分相互重叠。此外，在增大倍率(增大的倍率)时，即在使多面镜405的转动速度低于基准转动速度时(多面镜转动速度减小)，在感光鼓上所形成的扫描线之间，LD2光斑和LD1光斑相互分开。因而，在多面镜405的转动速度相对于基准转动速度改变时，感光鼓上LD1光斑和LD2光斑之间的空间间隔不均匀。这导致下述问题。

图8是示出在通过利用图4中出现的多面镜控制电路102对副扫描倍率的校正来缩小副扫描方向上的图像大小时激光光斑如何移动的图。图9是示出在执行图8的图像大小校正前后分别获得的光量分布的图。

如图8所示，当使多面镜405的转动速度高于基准速度以缩小图像大小时，LD1光斑和在副扫描方向上与LD1光斑邻接的LD8光斑之间的空间间隔窄于其它LD光斑中邻接的两个LD光斑之间的空间间隔。结果，产生扫描线之间的空间间隔在副扫描方向上局部缩窄的区域。如图9中以虚线示出的部分所示，在该区域中，累积光量增大。这一光量变化使得形成在感光鼓上的图像中发生浓度变化。

在本实施例的图像形成设备中，降低与形成在感光鼓上的扫描线中、感光鼓的转动方向上的最外侧扫描线中的一个或两个相对应的一个激光束或两个激光束的光量，以抑制感光鼓上的光量变化的发生。在该例子中，降低形成各个扫描线的激光束中位于最外侧的两个激光束的光量，从而校正光量变化。

图10是示出在通过图4中出现的多面镜控制电路102在副扫描方向上增大图像大小时在何处形成激光光斑的图。图11是示出在执行图10的图像大小校正前后分别获得的光量分布的图。

如图10所示，当使得多面镜的转动速度低于基准速度以增大图像大小时，LD1光斑和在副扫描方向上与LD1邻接的LD8光斑之间的空间间隔宽于其它LD光斑中邻接的两个LD光斑之间的空间间隔。结果，产生扫描线之间的空间间隔在副扫描方向上局部增大的区域。如图11中以虚线示出的部分所示，在该区域中，累积光量降低。这一光量变化使得形成在感光鼓上的图像中发生浓度变化。

在本实施例的图像形成设备中，在增大图像大小时，增大与形成在感光鼓上的扫描线中、感光鼓的转动方向上的最外侧扫描线中的一个或两个相对应的一个激光束或两个激光束的光量，以抑制感光鼓上的光量变化的发生。在该例子中，增大形成各个扫描线的激光束中位于最外侧的两个激光束的光量，从而校正光量变化。

与要形成的各个图像的倍率相对应地存储目标值。更具体地，设置在选择器113中的存储器存储与第二倍率相对应的目标值M1～M8和与第一倍率相对应的目标值M1’～M8’。在要以第二倍率形成图像时，选择器113选择目标值M1～M8，并且将这些目标值输出给比较器111。另一方面，在要以第一倍率形成图像时，选择器113选择目标值M1’～M8’，并且将这些目标值输出给比较器111。简而言之，将本实施例的图像形成设备配置成能够通过在下面的情况之间切换目标值来改变激光束的光量：以第一倍率进行图像形成的情况和以第二倍率进行图像形成的情况。

例如，设置在选择器113中的存储器存储诸如以下示出的表1和表2等的光量校正表，在每一个表中，与第一倍率和第二倍率相对应地设置目标值。选择器113基于来自CPU 105的指示，从光量校正表中选择基于图像倍率的目标值。

表1和表2是以第二倍率作为基准倍率(100％)所设置的光量校正表。表1是在第一倍率(99％)小于第二倍率时所使用的光量校正表。表2是在第一倍率(101％)大于第二倍率时所使用的光量校正表。CPU 105使选择器113选择与想要的倍率相对应的目标值。注意，将目标值保持为数字值(例如，8位数字值)，并且将与基准倍率相对应的目标值设置为200。

表1

表2

图12A、12B和12C是由CPU 105执行的控制处理的流程图。响应于图像数据的输入，开始该控制处理。参考图12A，CPU 105识别基于输入的图像数据要形成的图像的倍率(步骤S1201)。然后，CPU 105判断在步骤S1201识别出的图像倍率是否大于基准倍率(步骤S1202)。如果图像倍率大于基准倍率，则处理进入图12B中的步骤S1208。如果在步骤S1202判断为图像倍率不大于基准倍率，则CPU 105判断图像倍率是否小于基准倍率(步骤S1203)。如果在步骤S1203判断为图像倍率小于基准倍率，则处理进入图12C的步骤S1211。

在执行步骤S1203之后，CPU 105将多面镜的转动速度控制成与基准倍率相对应的转动速度(步骤S1204)，并且将光源的光量控制成与基准倍率相对应的光量(步骤S1205)。此后，CPU 105执行图像形成(步骤S1206)，然后判断是否要在下一记录介质上形成图像(步骤S1207)。如果在步骤S1207判断为要在下一记录介质上形成图像，则处理返回到步骤S1201。如果在步骤S1207判断为不在下一记录介质上形成图像，则终止该控制处理。

如果在步骤S1202判断为图像倍率大于基准倍率，则CPU105将多面镜的转动速度控制成与在步骤S1201识别出的图像倍率相对应的转动速度(＜基准速度)(步骤S1208)，并且将光源的光量控制成与在步骤S1201识别出的图像倍率相对应的光量(步骤S1209)。尤其在设置有多个激光器元件LD的图像形成设备中，CPU 105执行用于增大在扫描线的两端在感光鼓上移动的光束中至少一个光束的光量的控制处理。然后，CPU 105执行图像形成(步骤S1210)，然后使处理返回到步骤S1207。

如果在步骤S1203判断为图像倍率小于基准倍率，则CPU105将多面镜的转动速度控制成与在步骤S1201识别出的图像倍率相对应的转动速度(＞基准速度)(步骤S1211)，并且将光源的光量控制成与在步骤S1201识别出的图像倍率相对应的光量(步骤S1212)。尤其在设置有多个激光器元件LD的图像形成设备中，CPU 105执行用于降低在扫描线的两端在感光鼓上移动的光束中至少一个光束的光量的控制处理。然后，CPU 105执行图像形成(步骤S1213)，然后使处理返回到步骤S1207。注意，按照以下方式进行图像的倍率的识别：当用户从未示出的操作部指定倍率时，CPU 105基于与从操作部输入的倍率有关的数据来识别倍率。此外，当要将图像形成在记录介质(转印薄片)的背面上时，CPU 105基于该记录介质的类型来确定要形成在该背面上的图像的倍率。可以将记录介质穿过定影装置35之后的缩小量或伸长量预先存储在存储器104等中。因此，通过识别该记录介质的类型，可以确定要形成在该记录介质上的图像的倍率。用户从操作部输入存储在盒4和5中的记录介质的类型。CPU 105使从操作部输入的记录介质的类型的数据存储在存储器104中。CPU 105基于通过参考用户对盒4或5的选择的设置而确定出的记录介质的类型，来识别要形成在记录介质的背面上的图像的倍率。

如上所述，在进行自动功率控制的情况下，在以第一倍率进行图像形成的情况和以第二倍率进行图像形成的情况之间，改变用于激光器元件LD1和激光器元件LD8的目标值。结果，使激光器元件LD1和LD8在图像形成时间段内的光量在这两个情况之间不同，这使得可以抑制如图9和11所示的感光鼓上的光量分布的不均匀。

接着说明根据本发明第二实施例的图像形成设备。第二实施例的图像形成设备的组成元件与第一实施例的图像形成设备的组成元件相同，因此省略对其的说明，其中，分别以相同附图标记表示相同组成元件。图13是根据本发明第二实施例的图像形成设备的曝光控制部22中所使用的控制器的框图。使用图13所示的控制器来执行类似于第一实施例的光量校正。

图13所示的控制器在结构上不同于图4所示的控制器22A。因此，以附图标记22B表示图13所示的控制器。此外，以相同附图标记表示与控制器22A的组成元件相对应的控制器22B的组成元件，并且省略对其的说明。

控制器22B具有存储器104、CPU(中央处理单元)(光量设置单元)105和计算元件112。CPU 105根据存储在例如存储器104中的程序来进行操作。在图12所示的例子中，CPU 105将表示根据图像倍率所指定的转动速度的转动速度指定信号传送给多面镜控制电路102。此外，CPU 105将表示光量比率的光量比率信号传送给计算元件112。在图13所示的例子中，CPU 105与各个激光器元件LD1～LD8相对应地输出第一光量比率信号～第八光量比率信号。如参考图4所述，激光器驱动电路103与BD信号同步进行操作。激光器驱动电路103在非图像形成时间段内进行自动功率控制，并且在图像形成时间段内根据图像数据控制激光器元件LD1～LD8的发光。

如上所述，在自动功率控制中，激光器驱动电路103控制电流源107-1～107-8中每一个的输出电流，从而使得相关联的激光束的光量等于预定值。电流-电压转换器110将检测到的、表示光电二极管109所检测到的各个光量的光量电压值传送给比较器111。在该例子中，与各个激光器元件LD1～LD8相对应地从电流-电压转换器110输出检测到的第一光量电压值～第八光量电压值。

第二实施例的图像形成设备与第一实施例的图像形成设备的区别在于：在选择器113和比较器111之间设置计算元件112。计算元件112根据倍率从选择器113接收目标值M1～M8或M1’～M8’。例如，CPU 105与各个激光器元件LD1～LD8相对应地输出第一光量比率信号～第八光量比率信号。选择器113根据第一光量比率信号～第八光量比率信号的其中一个光量比率信号，选择性地输出目标值M1～M8中相关联的一个。更具体地，当接收到第一光量比率信号时，选择器113选择目标值M1，并且将目标值M1传送给计算元件112。计算元件112将目标值M1～M8分别乘以通过第一光量比率信号～第八光量比率信号所表示的第一光量比率～第八光量比率，从而获得第一乘积～第八乘积，并且输出表示第一乘积～第八乘积的第一乘积信号～第八乘积信号。将第一乘积信号～第八乘积信号传送给比较器111。比较器111将检测到的第一光量电压值～第八光量电压值与各自的第一乘积～第八乘积进行比较，并且将第一比较结果～第八比较结果传送给自动功率控制电路106。

自动功率控制电路106基于第一～第八比较结果的其中一个比较结果，控制电流源107-1～107-8中相关联的一个电流源的输出电流，从而使得光电二极管109的输出(即，检测到的第一光量～第八光量)等于各自的第一乘积～第八乘积。简而言之，自动功率控制电路106根据第一比较结果～第八比较结果的其中一个比较结果，控制从激光器元件LD1～LD8中相关联的一个激光器元件所发射的光量。结果，将来自各个激光器元件LD1～LD8的激光束的光量分别调整成目标值M1～M8，此后，根据第一光量比率～第八光量比率的其中一个光量比率，设置相关联的一个激光器元件的激光功率。注意，在工厂调整与各个激光器元件LD1～LD8相关联的目标光量M1～M8，以使得要照射在感光鼓408(参考图2)上的光量等于想要的值。

这样，在经由光学系统将激光束照射到感光鼓408上的情况下，激光束在传输效率上不同。这使得照射在感光鼓408上的光量相对于从激光器芯片表面所发射的光量的比率发生变化。因此，在工厂进行调整时，使激光器元件LD1～LD8分别发光，并且在感光鼓408上的每一激光束照射位置处测量光量。然后，设置目标值M1～M8，以使得每一激光束的光量等于想要的值。

此外，在工厂进行组装时，由于产品的偏差和各个零部件的装配公差，束间距间隔在副扫描方向上相对于理想间距间隔改变。为此，在该例子中，根据组装后的束间距间隔进行光量控制。例如，将表示束间距间隔的束间距数据预先存储在存储器104中。在这种情况下，在工厂中进行组装和调整之后，测量束间距间隔。在进行测量时，在激光器元件LD1～LD8保持发光状态的情况下进行曝光和扫描。然后，通过CCD(电荷耦合装置)照相机监视每一扫描光(激光束)，从而测量扫描位置。然后，将与排列在副扫描方向上的激光束的两端相对应的各激光束之间的距离存储在存储器104中。

如上所述，CPU 105设置多面镜405(参考图2)的转动速度以及与各个激光器元件LD1～LD8相关联的目标光量M1～M8。为此，CPU 105基于多面镜405的转动速度和从存储器104读出的束间距数据，计算一次扫描中的最后一个扫描线和下一扫描中的第一个扫描线之间的空间间隔(即，扫描间的线间隔)。然后，CPU 105根据计算出的扫描间的线间隔，设置扫描边界的激光功率。更具体地，在多面镜以不同于基准速度的转动速度进行转动的情况下，CPU 105不是利用用于激光器元件LD1的目标光量M1，而是利用光量Mcor1形成图像。类似地，在多面镜以不同于基准速度的转动速度进行转动的情况下，CPU 105不是利用用于激光器元件LD8的目标光量M8，而是利用光量Mcor8形成图像。

图14是由图13中的控制器22B所执行的用于与图像倍率相对应的光量校正(图像倍率校正)的倍率校正处理的流程图。当开始图像倍率校正时，CPU 105根据副扫描方向上的倍率的改变比率，改变多面镜405(参考图2)的转动速度(步骤S1402)。然后，CPU 105从存储器104读出激光束之间的副扫描间距信息(束间距数据)(步骤S1403)。如上所述，副扫描间距信息表示要照射在感光鼓408(参考图2)上的激光束在副扫描方向上的束间距离。通过在工厂进行调整之后的测量，获得了副扫描间距信息，并且将该副扫描间距信息存储在存储器104中。

CPU 105使用下面的等式(1)和(2)，基于多面镜405的转动速度和束间距数据计算副扫描方向上的扫描之间的扫描线间隔(即，扫描间的线间隔(间距))(步骤S1404)：

扫描间的线间隔的变化量＝(理想间距×束计数)×倍率改变比率-(束间间距×束计数)(1)

扫描间的线间隔＝理想间距-扫描间的线间隔的变化量

(2)

术语“理想间距”是指在假定不存在例如由于零部件的偏差引起间距间隔变化时所确定出的激光束之间的空间间隔。

然后，CPU 105确定扫描间的线间隔和束间间距之间的比率，并且使用下面的等式(3)计算扫描边界中各个激光束的光量比率(即，第一光量比率和第八光量比率)(步骤S1405)：

光量比率(束间间距变化率)＝扫描间的线间隔/束间间距

(3)

然后，CPU 105设置如上计算出的光量比率(步骤S1406)。因而，CPU 105根据光量比率设置扫描间的激光束光量，从而控制扫描间的激光束光量。注意，形成各个扫描线的激光束中位于最外侧的激光束对应于排列在副扫描方向(即，感光鼓的转动方向)上的激光束中位于两端的激光束。在端部激光束的光量比率改变的情况下，如果激光束之间的光量的差大，则在由具有较大光量的激光束所形成的点和由具有较小光量的激光束所形成的点之间，点浓度极大不同。

为此，在形成所谓的孤立点时，点之间的浓度差尤其明显。此外，当通过光量不同的多个激光束形成单个点时，点的重心位置向着具有较大光量的激光束的曝光位置移动。结果，点的位置偏移。为防止这一情况，在所示例子中，将位于两端的激光束的光量改变相同量。这使得与仅改变位于一端的激光束的光量的情况相比，激光束光量的变化率较小。尽管在所示例子中，控制位于两端的两个激光束的光量，但是可以控制位于两端的两个以上激光束的光量。

因此，在上述例子中，根据倍率的变化来控制扫描之间的激光束的光量。这使得在通过控制多面镜的速度进行倍率改变的情况下，可以降低由于扫描之间的扫描线间隔(即，扫描间的线间隔)的变化而引起的浓度变化。此外，根据在工厂进行组装时所设置的副扫描方向上的束间距间隔，控制每一激光束的光量。这也使得可以降低由于曝光控制器22的产品在副扫描方向上的束间距间隔的变化而引起的浓度变化。此外，在上述例子中，通过将位于两端的激光束的光量改变相同量来进行光量控制。这能使得能够与各个激光束相对应地设置光量，从而使得激光束之间的差最小化，因而可以最小化每一个点的浓度的变化和重心位置的变化。

接着说明根据本发明第二实施例的图像形成设备的曝光控制器的变形例。在本变形例中，在双面打印模式下，改变记录薄片的正面和背面各自的图像倍率，从而防止在记录薄片的正面和背面之间发生浓度差。注意，曝光控制器的变形例中所使用的控制器在结构上与图13中的控制器22B相同，但是与控制器22B的区别在于CPU 105的操作。

图15是示出在通过图2中出现的曝光控制器22进行曝光时，在对于双面打印所进行的倍率校正前后记录薄片上的激光光斑的图。此外，图16是示出分别在下面的情况下所获得的光量分布的图：在倍率校正时均匀缩窄所有激光光斑之间的间距的情况以及仅缩窄扫描之间的激光束光斑间距的情况。

参考图15和16，使用多个激光束(即，激光器元件LD1～LD8)曝光和扫描感光鼓408。此时，通过控制多面镜405的转动速度相对于记录薄片的正面的图像倍率来校正第二面(背面)的图像倍率，以放大或缩小记录薄片的第二面(背面)上的图像。在这种情况下，在控制多面镜405的转动速度时，扫描之间的激光束间隔缩窄。另一方面，激光束之间的间距固定，因此保持不变。结果，与通过使用单个激光束进行扫描来均匀地进行倍率改变的情况相比，在扫描间的边界区域和除该边界区域以外的其它区域之间发生浓度差。在双面打印中，如第一实施例中所述，在倍率改变时通过仅改变靠近扫描边界的区域中的光量，使光量平滑，从而降低浓度变化。然而，使得记录薄片的正面上整个图像的浓度不同于记录薄片的背面上整个图像的浓度。

在本变形例中，在记录薄片上的背面打印期间，根据多面镜405的转动速度控制靠近扫描边界的区域中的激光束的光量，从而降低浓度变化。此外，还可以控制除靠近扫描边界的区域以外的其它区域中的激光束的光量，从而使得记录薄片的背面上整个图像的浓度与正面的浓度相同。下面主要说明与上述第一实施例的不同点。在该变形例中，根据扫描间激光束间隔的变化，不仅控制位于两端处的激光束的光量，还控制非端部激光束的光量。因而，使得通过相加所有激光束的光量所获得的总光量在记录薄片的正面和背面之间均匀。

图17是由图13中的控制器所执行的用于与图像倍率相对应的光量校正(图像倍率校正)的倍率校正处理的流程图。

参考图17，当开始图像倍率校正时，CPU 105根据副扫描方向上的倍率的变化率改变多面镜405(参考图2)的转动速度(步骤S1702)。然后，CPU 105从存储器104读出副扫描间距信息(束间距数据)(束间距信息的读出)(步骤S1703)。CPU 105使用上述等式(1)和(2)计算扫描间的线间隔(步骤S1704)。然后，CPU105根据上述等式(3)计算扫描边界中各个激光束的光量比率(步骤S1705)。

此后，CPU 105判断光量设置是否为on(步骤S1706)。如果光量设置为on(步骤S1706为“是”)，则CPU 105设置如上计算出的光量比率(步骤S1707)。然后，CPU 105根据该光量比率来设置扫描间的激光束光量，并且在控制扫描间的激光束光量的同时开始图像形成。另一方面，如果光量设置为off(步骤S1706为“否”)，则CPU 105对于所有激光束都设置相同值(步骤S1708)，然后开始图像形成。

如上所述，CPU 105使用等式(1)～(3)计算位于两端的激光束的光量比率。然后，CPU 105设置端部激光束的光量和非端部激光束的光量，从而满足所计算出的光量比率，并且在执行倍率校正前后保持上述总光量恒定。例如，CPU 105基于下面的等式(4)计算光量变化率，并且基于下面的等式(5)和(6)确定端部光束的光量和非端部光束的光量：

光量变化率＝1+{(端部光束光量设置比率-1)×(端部束计数/总束计数)}(4)

端部光束光量＝初始光量×端部光束光量设置比率/光量变化率(5)

非端部光束光量＝初始光量/光量变化率(6)

当利用使用等式(1)～(3)所获得的端部光束光量设置比率来设置端部光束光量时，端部激光束的光量改变。结果，所有激光束的总光量改变。上述等式(4)表示总光量的变化率。基于端部激光束的光量比率和端部激光束的数量的积，获得总光量的变化率。此外，通过将总光量除以所有激光束的总数，可以获得通过所有激光束平均后得到的光量变化率。

通过等式(5)获得端部光束光量，并且将通过利用下面的值除以光量变化率所获得的值设置为光量值，其中，该值是通过将用于记录薄片的正面的预先设置的光量(初始光量)乘以端部激光束的光量比率而获得的。通过等式(6)获得非端部光束光量，并且将通过用于记录薄片的正面的预先设置的光量(初始光量)除以光量变化率所获得的值设置为非端部光束光量。

如上所述，在进行双面打印的情况下，CPU 105设置用于记录薄片的背面的端部光束光量和非端部光束光量。当由此设置光束光量时，在记录薄片的正面和背面之间，将所有激光束的总光量设置成相等。

在减小记录薄片的背面的倍率的情况下，CPU 105设置各个激光束的光量，从而降低位于两端的光束的光量，并且增大非端部光束光量。更具体地，在减小记录薄片的背面的倍率的情况下，CPU 105使位于两端的光束的光量小于预定基准光量，并且使非端部光束光量大于预定基准光量。另一方面，在增大记录薄片的背面的倍率的情况下，CPU 105设置各个激光束的光量，从而增大位于两端的光束的光量，并且减小非端部光束光量。更具体地，CPU 105使位于两端的光束的光量大于预定基准光量，并且使非端部光束光量小于预定基准光量。在这两种情况的任一情况下，按照如上所述设置端部光束光量和非端部光束光量，从而使所有激光束的总光量在记录薄片的正面和背面上相同。这使得可以在记录薄片的正面和背面上以均匀的浓度进行图像形成。

图18是示出在图13中的控制器22B对每一激光器元件LD1～LD8进行了逐级光量校正之后所形成的激光光斑的图。图19是示出在执行图18所示的光量校正之后所获得的光量分布的图。

参考图18和19，在该例子中，CPU 105逐级设置多个激光束(即，激光器元件LD1～LD8)的光量，以使得在副扫描方向上连续的像素的累积光量平滑。在进行曝光和扫描以使得激光光斑相互重叠时，通过对激光束执行逐级光量校正可以使光量平滑。结果，可以进一步降低图像形成中的浓度变化。

如上所述，在第二实施例中，对非端部激光束也进行光量控制，从而使得所有激光束的总光量等于预定值(光量)。这使得在双面打印期间可以在记录薄片的正面和背面这两者上保持图像浓度均匀。此外，在进行曝光和扫描以使得激光光斑相互重叠的情况下，如果进行逐级光量设置(光量校正)，则可以在图像形成中降低浓度变化。

现说明根据本发明第三实施例的图像形成设备。第三实施例的图像形成设备与第一实施例和第二实施例的图像形成设备的区别在于曝光控制器。第三实施例的图像形成设备的其它组成元件与第一实施例的图像形成设备的组成元件相同，因此省略对其的说明，其中，分别以相同附图标记表示相同组成元件。在第三实施例中，在倍率改变的同时进行光量校正时，防止在特定图像图案中发生图像缺陷。为此，将第三实施例中的曝光控制器配置成根据图像图案对光量校正进行on-off控制。在上述第一实施例和第二实施例中，在进行光量校正时，在具有特定频率成分的图像中发生图像缺陷。可以通过下面的等式(7)表示导致图像缺陷的频率成分。下面，将具有特定频率成分的图像称为“特定图像图案”。

空间频率A＝n×束计数×束间距间隔/2(7)

其中，n为奇数。

如上所述，在从激光器元件LD1～LD8所发射的位于端部位置的激光束和位于中央部分的激光束之间，束光量不同。因此，以在单个扫描中所形成的所有扫描线的半重复周期的间隔，将激光束光量改变成不同值。在以一个扫描周期所重复形成的图像的情况下，以相同光量持续进行曝光。因此，不会发生浓度变化。另一方面，在以半扫描周期的奇数倍的间隔重复的图像的情况下，在副扫描方向上交替增大和减小用于形成各个点的激光束的光量的同时进行曝光。

在等式(7)中，通过将由单个扫描所形成的所有扫描线的半重复周期乘以奇数，来计算空间频率A。至于考虑具有通过等式(7)所表示的空间频率A的图像数据(图像图案)，由于通过光量大的激光束所形成的点和通过光量小的激光束所形成的点交替形成，因而不可避免地发生浓度变化。

图20是根据第三实施例的图像形成设备的曝光控制部22中所使用的控制器的框图。

图20所示的控制器在结构上不同于图13所示的、根据第二实施例的图像形成设备的曝光控制部22的控制器22B。因此，以附图标记22C表示图20所示的控制器。此外，以相同附图标记表示与图13中的控制器22B的组成元件相对应的控制器22C的组成元件，并且省略对其的说明。

在控制器22C中，CPU 105和图像处理单元114相互连接。图像处理单元114根据副扫描方向上的图像图案，输出用于执行光量校正的光量校正信号(ON/OFF信号)。将光量校正信号传送给CPU 105。当光量校正信号为on时，CPU 105根据图像倍率设置各个激光束、即各个激光器元件LD1～LD8的光量。另一方面，当光量校正信号为off时，CPU 105控制要施加至每一激光器元件LD1～LD8的驱动电流，从而使得所有激光束的光量相同。图20中出现的图像处理单元114(图像分离单元)具有用于以页为单位存储图像数据的存储器(未示出)。图像处理单元114对例如存储在存储器中的图像数据进行副扫描方向上的FFT(快速傅立叶变换)处理，从而确定副扫描方向上的频率成分。

图21A～21C是通过图20中出现的图像处理单元114执行的FFT处理所获得的结果的例子的图。图21A示出在空间频率A不高于预定阈值时通过FFT处理所获得的结果的例子，并且图21B示出在空间频率A高于预定阈值时通过FFT处理所获得的结果的例子。图21C示出通过设置多个阈值所获得的结果。

如图21A所示，当作为通过FFT处理所获得的频率成分的其中之一的空间频率A的强度(峰值强度)不高于预定阈值K时，图像处理单元114输出表示ON的光量校正信号。在这种情况下，CPU 105启动光量校正。另一方面，如图21B所示，当作为通过FFT处理所获得的频率成分的其中之一的空间频率A的强度(峰值强度)高于预定阈值K时，图像处理单元114输出表示OFF的光量校正信号。在这种情况下，CPU 105关闭光量校正。

如上所述，CPU 105基于空间频率A的峰值强度是否高于预定阈值K，判断是否对存储在存储器中的图像数据(特定图像数据)进行光量校正。在处理导致图像缺陷的特定图像图案的情况下，CPU 105关闭光量校正控制，从而防止由于光量校正而发生图像缺陷。注意，可以对通过上述等式(7)所获得的空间频率(频率成分)中的每一个分别设置阈值K。例如，如图21C所示，对于空间频率中人眼高度敏感的频率成分设置低阈值K2，并且对于人眼不大敏感的频率成分设置高于阈值K2的阈值K1。人眼高度敏感的频率成分使所谓的光量变化明显。因此，通过设置低阈值，可以容易地提取特别使图像缺陷明显的图像图案，从而可靠地防止由光量校正所引起的图像缺陷的发生。

如上所述，根据本发明的实施例的图像形成设备，在进行双面打印的情况下，根据倍率变化，不仅控制位于两端的激光束的光量，还控制非端部激光束的光量。这样，使得浓度在记录薄片的正面和背面上都均匀，从而校正了正面和背面之间的图像浓度的差。

此外，在本发明的实施例的图像形成设备中，对于双面打印，设置激光束的光量，以使得所有激光束的总光量在记录薄片的正面和背面上都均匀。这使得图像浓度在记录薄片的正面和背面上均匀。此外，对于下面的图像图案(特定图像图案)关闭光量校正，其中，对于该图像图案，使位于两端的激光束和非端部激光束周期性地交替发光。这样，控制位于两端的激光束和非端部激光束，以使其光量均匀，从而防止由于光量校正所引起的浓度变化的发生。

另外，在本发明实施例的图像形成设备中，对于下面的图像图案(特定图像图案)分别设置阈值，其中，对于该图像图案，使位于两端的激光束和非端部激光束周期性地交替发光。例如，对于具有使浓度变化在视觉上明显的频率成分的图像图案，设置较高的阈值，从而对于具有使浓度变化在视觉上明显的频率成分的这类图像图案，关闭光量控制，由此防止浓度变化的发生。

注意，通过上述说明显而易见，多面镜控制电路102用作转动速度控制单元，并且CPU 105和激光器驱动电路103用作光量控制单元。此外，尽管在上述实施例中，校正了用于形成位于感光鼓的转动方向(即，副扫描方向)的两端的扫描线的激光束的光量，但是可以仅校正用于形成位于副扫描方向的一端的扫描线的激光束的光量。这也使得可以校正光量变化。

还可以利用读出并执行记录在存储器装置上的程序以进行上述实施例的功能的系统或设备的计算机(或者CPU或MPU等装置)和通过下面的方法实现本发明的各方面，其中，利用系统或设备的计算机通过例如读出并执行记录在存储器装置上的程序以进行上述实施例的功能来进行上述方法的各步骤。由于该目的，例如通过网络或者从用作存储器装置的各种类型的记录介质(例如，计算机可读介质)将该程序提供给计算机。

尽管已经参考典型实施例说明了本发明，但是应该理解，本发明不局限于所公开的典型实施例。所附权利要求书的范围符合最宽的解释，以包含所有这类修改、等同结构和功能。

本申请要求2010年6月3日提交的日本专利申请2010-127785和2011年5月27日提交的日本专利申请2011-119162的优先权，其全部内容通过引用包含于此。

Claims

1.一种图像形成设备，用于使用调色剂对形成在正转动的感光构件上的静电潜像进行显影，从而形成调色剂图像，所述图像形成设备包括：

光源，用于发射用于在所述感光构件上形成所述静电潜像的光束；

旋转多面镜，用于偏转所述光束，以使得所述光束在所述感光构件上沿着预定方向移动；以及

光源控制单元，用于控制所述光源，其中，

所述光源包括用于发射所述光束的多个发光点，其中以从所述发光点发射、并通过所述旋转多面镜偏转的光束分别照射在所述感光构件上的在所述感光构件的转动方向上的不同位置的方式来配置所述发光点，以及

所述光源控制单元控制所述光源，以使得所述旋转多面镜以第一速度转动时所述光束中位于所述感光构件的转动方向上的两端的最外侧光束中的一个或两个光束的光量小于所述旋转多面镜以低于所述第一速度的第二速度转动时所述一个或两个光束的光量。

2.根据权利要求1所述的图像形成设备，其特征在于，还包括速度控制单元，所述速度控制单元将所述旋转多面镜的转动速度控制成所述第一速度，从而以第一倍率形成所述调色剂图像，以及将所述旋转多面镜的转动速度控制成所述第二速度，从而以大于所述第一倍率的第二倍率形成所述调色剂图像。

3.根据权利要求2所述的图像形成设备，其特征在于，还包括：

转印单元，用于将所述调色剂图像从所述感光构件转印到记录介质上；

定影单元，用于加热所转印的所述调色剂图像并将所述调色剂图像定影到所述记录介质上；以及

输送单元，用于将已通过所述定影单元的记录介质从所述定影单元定影了所述调色剂图像的第一面反转成作为所述第一面的背面的第二面，并且再次将所述记录介质输送到所述转印单元以在所述第二面上形成调色剂图像，

其中，当在所述第一面上形成所述调色剂图像时，所述速度控制单元将所述旋转多面镜的转动速度控制成所述第二速度，并且当在所述第二面上形成所述调色剂图像时，所述速度控制单元将所述旋转多面镜的转动速度控制成所述第一速度。

4.根据权利要求2所述的图像形成设备，其特征在于，所述光源控制单元基于所述第一倍率和所述第二倍率之间的差，对以所述第一倍率形成所述调色剂图像时所述一个或两个光束的光量和以所述第二倍率形成所述调色剂图像时所述一个或两个光束的光量进行控制。

5.一种图像形成设备，用于使用调色剂对形成在正转动的感光构件上的静电潜像进行显影，从而形成调色剂图像，所述图像形成设备包括：

旋转多面镜，用于偏转所述光束，以使得所述光束在所述感光构件上沿着预定方向移动；

速度控制单元，用于在以第一倍率或者以大于所述第一倍率的第二倍率形成所述调色剂图像时，将所述感光构件的转动速度控制成第一速度，从而以所述第一倍率形成所述调色剂图像，以及将所述感光构件的转动速度控制成低于所述第一速度的第二速度，从而以所述第二倍率形成所述调色剂图像；以及

光源控制单元，用于控制所述光源，其中，

所述光源控制单元控制所述光源，以使得所述感光构件被控制成所述第一速度时所述光束中位于所述感光构件的转动方向上的两端的最外侧光束中的一个或两个光束的光量小于所述感光构件被控制成所述第二速度时所述一个或两个光束的光量。

6.根据权利要求5所述的图像形成设备，其特征在于，还包括：

显影单元，用于使用所述调色剂对所述静电潜像进行显影；

其中，当在所述第一面上形成所述调色剂图像时，所述速度控制单元将所述感光构件的转动速度控制成所述第二速度，并且当在所述第二面上形成所述调色剂图像时，所述速度控制单元将所述感光构件的转动速度控制成所述第一速度。

7.根据权利要求6所述的图像形成设备，其特征在于，所述光源控制单元基于所述第一倍率和所述第二倍率之间的差，对以所述第一倍率形成所述调色剂图像时所述一个或两个光束的光量和以所述第二倍率形成所述调色剂图像时所述一个或两个光束的光量进行控制。