CN102455629A - 图像形成设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了图像形成设备。在该图像形成设备中，当校正多个光源的扫描线的畸变时抑制了图像的劣化。图像数据均对于多个光源共同的被沿主扫描方向分割的多个分割区域中的每一个，根据多个光源的扫描线的畸变特性与多个光源相对应地沿副扫描方向被校正，并且多个光源基于均与多个光源相对应地被校正的图像数据被驱动。

Description

图像形成设备

技术领域

本申请涉及如下这样的图像形成设备，该图像形成设备根据图像数据以光束扫描感光部件以在该感光部件上形成潜像，将该感光部件上的潜像显影，并且将经显影的图像转印到图像承载部件上。

背景技术

近年来的电子照相图像形成设备均以根据图像数据发射的激光束在感光部件上形成潜像，以调色剂将感光部件上的潜像显影，然后将感光部件上的调色剂图像转印到记录片材上。诸如设置在激光束的光路上的光学系统的组装误差的各种因素使得照射到感光部件上的激光束的扫描线畸变，例如弯曲或倾斜。

为了校正扫描线的畸变，日本专利申请特开No.2005-304011讨论了如下这样的方法，该方法用于基于激光束的扫描线的畸变特性校正图像数据，并且根据校正后的图像数据发射激光束。在此畸变校正中，主扫描线被分割成多个区域。然后，各区域中的图像数据被沿副扫描方向以行为单位偏移，从而与校正后的图像数据对应的激光束的扫描线与基准线重合。

此外，近年来，已经讨论了均具有多个激光源的图像形成设备。在该图像形成设备中，多个激光源可在感光部件上同时形成多个扫描线，并且缩短了直到图像形成完成所花费的时间(见日本专利申请特开No.2003-312041)。

如果将激光束的扫描线的畸变校正应用于具有多个激光源的图像形成设备，发生以下问题。一般来说，由于来自多个激光源的激光束通过光学部件的位置彼此不同，因此多个激光源的扫描线的畸变特性也彼此不同。

假定根据多个激光源的多个扫描线中的每一扫描线的畸变特性，可对于各扫描线单独地限定分割区域，并且各分割区域的图像数据可沿副扫描方向以行为单位偏移。在这样的情况下，生成图像部分丢失的区域(在图8B中的a(1)和b(1)之间)或者图像部分变厚的区域(图8B中的a(2)和b(2)之间)，并且图像质量劣化。

发明内容

根据本发明的一个方面，一种图像形成设备包括图像形成单元，被配置用于通过根据图像数据从多个光源发射的沿主扫描方向的多个光束的扫描线在沿副扫描方向旋转的感光部件上形成潜像，显影所述感光部件上的所述潜像，并且将所述感光部件上显影的图像转印到图像承载部件上；校正单元，被配置用于根据所述多个光源的扫描线的畸变特性，各与所述多个光源对应地沿副扫描方向校正所述图像数据；以及驱动单元，被配置用于基于由所述校正单元与所述多个光源相对应地校正的图像数据驱动所述多个光源。即使所述多个光源的扫描线的畸变特性彼此不同，所述校正单元仍对于所述多个光源共同的被沿主扫描方向分割的多个分割区域中的每一个校正所述图像数据。

从下文参考附图对示例性实施例的描述，本发明的其它特征将变得清晰。

附图说明

并入说明书并且构成说明书的一部分的附图示出了本发明的示例性实施例、特征和方面，并且与描述一起用于解释本发明的原理。

图1是图像形成设备的截面图。

图2示出激光器单元的示意性配置和理想扫描线。

图3示出激光器单元的示意性配置和畸变的扫描线。

图4是校正扫描线的畸变的图像处理单元的框图。

图5A和5B示出扫描线的畸变。

图6A和6B示出扫描线的畸变的校正。

图7A和7B示出两个扫描线的畸变和校正。

图8A和8B示出比较示例的两个扫描线的畸变和校正。

图9A至9C示出根据本示例性实施例的两个扫描线的畸变和校正。

图10是示出通过分割位置/偏移量计算单元执行的处理的流程图。

具体实施方式

下文将参照附图详细描述本发明的各种示例性实施例、特征和方面。

图1是根据本发明的示例性实施例的图像形成设备100的截面图。图像形成设备100包括处理盒20Y(黄色)、20M(品红色)、20C(青色)和20K(黑色)，每个处理盒包括例如带电装置8、显影装置3、感光部件4以及清洁器9。

各处理盒20Y至20K中的带电装置8Y、8M、8C和8K使各感光部件4Y、4M、4C和4K的表面均匀带电。激光器单元1中的激光源11(见图2)根据从图像处理单元108输入的图像数据发射激光束L。

激光束L通过设置在各激光器单元1中的多面反射镜13、透镜14和反射镜15扫描过感光部件4Y至4K的表面，以在感光部件4Y至4K上形成潜像。感光部件4Y至4K沿箭头“A”的方向旋转。

各处理盒20Y至20K中的显影装置3Y至3K利用相应颜色成分的调色剂将在感光部件4Y至4K上形成的潜像显影。

这里，将详细描述通过处理盒20Y执行的图像形成处理。

感光部件4Y的表面通过带电装置8Y被均匀带电。接下来，激光器单元1根据黄色的图像数据发射激光束L。激光束L扫描过感光部件4Y的表面，以在感光部件4Y上形成黄色静电潜像。

在感光部件4Y上形成的静电潜像被包含黄色调色剂的黄色显影装置3Y显影。然后，感光部件4Y上的调色剂图像在感光部件4Y和中间转印部件5之间的压合部处被一次转印到中间转印部件5上，该中间转印部件5被沿箭头“D”的方向旋转和驱动。

感光部件4Y上的在一次转印期间没有转印到中间转印部件5上的残留调色剂被与感光部件4Y压接触的清洁器9Y的清洁刮片刮掉，并且被废弃调色剂容器回收。

在其它处理盒20M、20C和20K中，实施与上述描述类似的处理。在各显影部件4上形成的各颜色成分的调色剂图像被依次一个叠加在另一个之上并且被转印到中间转印部件5上之后，中间转印部件5上的多种颜色的调色剂图像被二次转印到从片材馈送单元馈送的记录片材6上。具有被二次转印到其上的多种颜色的调色剂图像的记录片材6通过定影装置7被进行定影操作，并且被排出。

在本示例实施例中，图像经作为图像承载部件的中间转印部件5被转印到记录片材上。可替换的，可使用将图像从各感光部件4直接转印到作为图像承载部件的记录片材上的配置。

图2是示出利用从激光源11发射的激光束L扫描感光部件的配置的示意图。

根据图像数据从激光源11发射的激光束L通过被多面反射镜马达12旋转的多面反射镜(可旋转多面反射镜)13被偏转。通过多面反射镜13被偏转的激光束L通过f-θ透镜14，并且进入反射镜15，该透镜14具有保持在感光部件4的表面上的激光束L的线性扫描速度恒定的特性。

被反射镜15反射的激光束L扫描旋转感光部件4。在本示例性实施例中，利用激光束L执行扫描的方向被定义为主扫描方向，并且感光部件4旋转的方向被定义为副扫描方向。副扫描方向与主扫描方向成直角地相交。

根据本示例性实施例的激光器单元1中的用于各颜色Y、M、C和K的各激光源11包括两个激光源11a和11b，该两个激光源11a和11b以激光束照射感光部件4的旋转方向上的不同位置，用于在同一感光部件4上同时形成两个扫描线。

尽管理想地，如图2所示，在感光部件4上形成的扫描线是水平的，但是如图3所示，该扫描线实际上是畸变的，例如弯曲或倾斜。

扫描线的畸变对于各装置是独特的，并且具有个体差异。作为抵抗扫描线的畸变的对策，可使用昂贵的光学组件，或者可精确和精细地调节光学组件。但是，在任一情况下，诸如组件成本和人力成本的成本增加。

在本示例性实施例中，通过以下措施低成本地处理扫描线的畸变。图像处理单元108根据激光束的扫描线的畸变特性执行图像数据的数字校正使得校正扫描线的畸变，并且激光器单元1根据校正后的图像数据发射激光束。

更具体地，弯曲或倾斜的主扫描线被分成多个区域，并且各区域的图像数据沿副扫描方向以图像数据的行为单位偏移，使得当利用主扫描线来扫描感光部件时，主扫描线更接近基准线(基线)，以校正畸变。通过此操作，扫描线的畸变被校正。

图4是示出与关于一个颜色成分的激光源对应的、校正扫描线的畸变的图像处理单元108的框图。图1中示出的图像处理单元108包括用于Y、M、C和K中的每一个的图4中示出的图像处理单元。

激光器单元1包括激光源11和根据输入的图像数据控制激光源11的激光输出控制单元505。与感光部件4Y至4K对应地设置4组激光源11和激光输出控制单元505。激光器单元1还包括轮廓(profile)存储单元504，该轮廓存储单元504存储指示与各激光源对应的扫描线的畸变特性的扫描线轮廓。

图1所示的图像形成设备对于感光部件4Y至4K中的每一个包括两个激光源11a和11b。扫描线轮廓与八个激光源(4(Y、M、C、K)×2(11a、11b))中的每一个对应地被存储在扫描线轮廓存储单元中。

扫描线轮廓是指示当激光束根据指示图5A中所示的水平直线的图像数据被发射时的图5B中的扫描线的畸变特性的数据。代表畸变特性的数据指示在多个主扫描位置的每一位置处相对于基准线的沿副扫描方向的偏离量。

图像处理单元108包括临时存储输入的图像数据的图像存储单元501，基于扫描线轮廓使图像存储单元501中存储的图像数据沿副扫描方向偏移的畸变校正单元502，以及分割位置/偏移量计算单元503。

分割位置/偏移量计算单元503基于轮廓存储单元504中存储的扫描线轮廓计算沿主扫描方向的分割位置以及沿副扫描方向的以行为单位的偏移量，并且将分割位置和偏移量提供给畸变校正单元502。

如图6A所示，基于沿主扫描方向的分割位置以及沿副扫描方向的以行为单位的偏移量，畸变校正单元502使图5A中所示的图像数据对于各区域沿副扫描方向偏移。畸变校正单元502将受到了偏移处理的图像数据输出到激光输出控制单元505。

激光输出控制单元505基于已受到偏移处理的图像数据控制激光源11。如图6B所示，基于已受到图6A中所示的偏移处理的图像数据从激光源11发射的激光束扫描感光部件。

图6B中所示的扫描线被形成为使得沿副扫描方向相对于基准线的偏离量小于1行，并且图6B中所示的扫描线在与图5B中所示的扫描线相比较时与基准线重合。

在扫描线轮廓中，存储有在多个主扫描位置中的每个位置处沿副扫描方向离开基准线的扫描线的在副扫描方向上的偏离量。在图3所示的扫描线的情况下，主扫描位置在距中心-135mm的位置处沿副扫描方向偏离基准线-140μm，主扫描位置在中心的位置(0mm)处沿副扫描方向偏离基准线-25μm，并且主扫描位置在距中心+135mm的位置处沿副扫描方向偏离基准线+70μm。

在主扫描方向上的-135mm、0mm和+135mm的位置处的偏离量被利用专用夹具(jig)测量，并且-140μm、-25μm、+70μm被写入轮廓存储单元504作为和与扫描线对应的激光源对应的扫描线轮廓的偏离量数据。

分割位置/偏移量计算单元503从轮廓存储单元504读出与激光源对应的扫描线轮廓，并且基于主扫描方向上的三个点处的偏离量使用二次函数计算所有主扫描位置的偏离量。但是，这并不局限于二次函数，依赖于扫描线的弯曲或倾斜，还可使用线性函数或诸如三次函数的具有高于二的阶次的多次函数。

此外，扫描线轮廓中存储的偏离量不局限于在三个点处测量的偏离量，而是可使用在两个或更多个点处测量的偏离量。作为从在主扫描方向上的多个位置处的偏离量计算除该多个位置外的位置处的偏离量的替代，主扫描方向上的所有位置处的偏离量可被存储在扫描线轮廓中。

在本示例性实施例中，由于对于一个颜色成分设置两个激光源11a和11b，因此基于各扫描线轮廓校正由各激光源产生的扫描线的畸变。

换句话说，分割位置/偏移量计算单元503a和畸变校正单元502a执行与激光源11a对应的处理，并且分割位置/偏移量计算单元503b和畸变校正单元502b执行与激光源11b对应的处理。

首先，将描述在两个激光源的扫描线的弯曲和倾斜彼此相同的情况下的畸变校正。在激光源11a和11b的扫描线具有图7A所述的倾斜的情况下，与激光源11a和11b对应的分割位置和偏离量变得彼此相同。

因此，通过畸变校正基于代表一条水平线的图像数据的潜像通过对于各分割区域交替地使用激光源11a和激光源11b被形成。

更具体地，在激光源11a扫描线1时形成分割区域1，当激光源11b扫描线2时形成分割区域2，当激光源11a扫描线3时形成分割区域3，当激光源11b扫描线4时形成分割区域4，当激光源11a扫描线5时形成分割区域5，并且当激光源11b扫描线6时形成分割区域6。

这里，由于两个激光源的扫描线的轮廓彼此相同，因此激光源11a的扫描线的分割位置和激光源11b的扫描线的分割位置彼此相同。因此，通过激光源11a扫描的分割区域和通过激光源11b扫描的分割区域是连续的。

一般来说，来自两个激光源的两个激光束通过光学部件的位置彼此不同，这两个激光源的扫描线的轮廓彼此不同(即，这两个激光源的扫描线的畸变特性彼此不同)。这里，将描述在来自两个激光源的扫描线的畸变特性彼此不同的情况下的畸变校正中的问题。

在分割位置和偏移量相对于如图8A所示的具有不同的倾斜的激光源11a和11b被独立地确定的情况下，如图8B所示，激光源11a的分割位置a(1)至a(5)和激光源11b的分割位置b(1)至b(5)被分别确定。

然后，沿副扫描方向以行为单位地偏移分割区域的图像数据的处理对于激光源11a和激光源11b中的每一个被执行，并且交替地被激光源11a和激光源11b转换成激光束。

但是，由于两个激光源的扫描线的分割位置彼此不同，因此可能生成由于未照射激光束而导致图像部分丢失的区域(图8B中的a(1)和b(1)之间)，或者由于激光束以叠加方式照射而导致图像部分地变厚的区域(图8B中的a(2)和b(2)之间)。

在图8B中，未被激光束照射的主扫描区域位于a(1)和b(1)之间、a(3)和b(3)之间、以及a(5)和b(5)之间，并且被激光束以叠加方式照射的主扫描区域位于a(2)和b(2)之间以及a(4)和b(4)之间。

例如，从所关注的水平线的起点到a(1)的区域由激光源11a形成。另一方面，激光源11b在从起点到b(1)的区域中形成与所关注的水平线不同的水平线。然后，从所关注的水平线的b(1)到b(2)的区域由激光源11b形成。即，所关心的水平线的a(1)到b(1)的区域将不被激光源11a和激光源11b中的任一个形成。

因此，在本示例性实施例中，如图9A至9C所示，基于激光源11a的扫描线的分割位置a(n)和激光源11b的扫描线的分割位置b(n)确定激光源11a和11b共同的分割位置m(n)。分割区域的图像数据被沿副扫描方向以行为单位偏移。在图9A至9C中，“n”是从0到6的整数。将参照图4进行详细描述。

分割位置/偏移量计算单元503a基于轮廓存储单元504中存储的激光源11a的扫描线轮廓，计算主扫描方向上的分割位置a(n)以及各分割区域中的沿副扫描方向的以行为单位的偏移量，使得基准线和扫描线之间的沿副扫描方向的误差落在±1行内。

类似的，分割位置/偏移量计算单元503b基于轮廓存储单元504中存储的激光源11b的扫描线轮廓，计算主扫描方向上的分割位置b(n)以及各分割区域中的沿副扫描方向的以行为单位的偏移量。

分割位置/偏移量计算单元503a和503b将沿主扫描方向的分割位置a(n)和b(n)输出给共同分割位置计算单元503c。共同分割位置计算单元503c基于沿主扫描方向的分割位置a(n)和b(n)，计算各“n”的共同分割位置m(n)。

例如，共同分割位置计算单元503c基于m(n)＝(a(n)+b(n))/2确定分割位置a(n)和b(n)的平均值作为共同分割位置m(n)。共同分割位置计算单元503c将共同分割位置m(n)输出到畸变校正单元502a和502b。

分割位置/偏移量计算单元503a将各分割区域中的沿副扫描方向的偏移量输出给畸变校正单元502a。分割位置/偏移量计算单元503b将各分割区域中的沿副扫描方向的偏移量输出给畸变校正单元502b。

畸变校正单元502a从图像存储单元501读出图像数据，并且使由共同分割位置m(n)指示的各分割区域中的每一个的图像数据沿副扫描方向偏移与各分割区域对应的偏移量。然后，在激光源的扫描轮廓指示图9A至9C中所示的畸变特性的情况下，畸变校正单元502a仅将奇数分割区域(在起始位置与分割位置m(1)之间、在分割位置m(2)和分割位置m(3)之间、在分割位置m(4)和分割位置m(5)之间)的图像数据输出到激光输出控制单元505a。

畸变校正单元502b从图像存储单元501读出图像数据，并且使由共同分割位置m(n)指示的各分割区域中的每一个的图像数据沿副扫描方向偏移与各分割区域对应的偏移量。

然后，在激光源的扫描轮廓指示图9A至9C中所示的畸变特性的情况下，畸变校正单元502b仅将偶数分割区域(在分割位置m(1)与分割位置m(2)之间、在分割位置m(3)和分割位置m(4)之间、在分割位置m(5)和结束位置之间)的图像数据输出到激光输出控制单元505b。

图10是示出通过分割位置/偏移量计算单元503a执行的处理的流程图。

首先，在步骤S1中，计算单元503a从轮廓存储单元504读出激光源11a的轮廓信息。然后，在步骤S2中，计算单元503a基于该轮廓信息生成二次函数，并且使用生成的二次函数，计算在主扫描方向上的所有位置(x＝1至X)上相对于基准线沿副扫描方向的偏离量d(x)。

在此情况下，x＝0对应于距主扫描方向的中心的位置-135mm的位置，并且x＝X对应于距主扫描方向的中心的位置+135mm的位置。

接下来，在步骤S3中，计算单元503a将0代入变量“x”和变量“n”。然后，在步骤S4中，计算单元503a将变量“x”加1。然后，在步骤S5中，计算单元503a计算偏移量s(x)＝-1×INT((d(x)+du/2)/du)。这里，INT函数是用于将正或负的数值四舍五入为小于该数值且最接近该数值的整数。此外，du是1行的宽度，在本示例性实施例中为42μm。

接下来，如果变量“x”为1(步骤S6中“是”)，然后在步骤S7中，计算单元503a将x代入分割位置a(n)。然后，如果变量“x”不是“X”(步骤S8中“否”)，则处理返回步骤S4，并且计算单元503a计算下一位置的偏移量s(x)。

如果变量“x”在步骤S6中不是1并且s(x-1)＝s(x)(步骤S7中“是”)，处理前进到步骤S8。如果在步骤S7中s(x-1)≠s(x)(步骤S7中“否”)，则然后在步骤S8中，计算单元503a使变量“n”加1。在步骤S9中，计算单元503a设定x-1为分割位置a(n)，并且处理前进到步骤S8。

如果变量“x”为“X”(步骤S8中“是”)，则然后在步骤S9中，计算单元503a将使变量“n”加1，并且将变量“N”设为“n”。然后，在步骤S10中，计算单元503a设定“X”为分割位置a(n)。

最后，在步骤S11中，计算单元503a将对于x＝1到“X”的偏移量s(x)输入畸变校正单元502a。然后，在步骤S12中，计算单元503a将对于n＝0至“N”的分割位置a(n)输入共同分割位置计算单元503c。

分割位置/偏移量计算单元503b也执行与上述处理类似的处理。共同分割位置计算单元503c对于n＝0至“N”确定分割位置m(n)＝(a(n)+b(n))/2，并且将分割位置m(n)输入畸变校正单元502a和502b。

畸变校正单元502a对于n＝0至N-1使自分割位置m(n)起的分割位置m(n+1)的分割区域的图像数据沿副扫描方向偏移((m(n)+m(n+1))/2)的偏移量。

如上所述，根据本示例性实施例，两个激光源共同的分割位置被确定，并且分割区域的图像数据被沿副扫描方向以行为单位偏移。结果，即使两个激光源的畸变校正根据各自的轮廓被校正，图像也不会部分丢失或者变厚。

特别地，由于两个激光源共同的分割位置被确定为由各激光源的畸变特性确定的分割位置的平均位置，因此可获得在该处可进行适于两个激光源的偏移处理的分割位置。

例如，在由一个激光源的畸变特性确定的分割位置被确定为另一激光源的分割位置的情况下，另一激光源的扫描线相对于基准线的误差可变大。但是，在本示例性实施例中，一个激光源的扫描线相对于基准线的误差将不变大。

在上述示例性实施例中，两个激光源中的每一个的分割位置已被从畸变特性确定。但是，即使在两个激光源中的每一个的分割位置固定的情况下，可通过采用两个激光源共同的分割位置来获得本发明的效果。

此外，在上述示例性实施例中，包括两个激光源的图像形成设备可被应用于包括三个或更多个光源的图像形成设备。

此外，在上述示例性实施例中，通过包含于图像处理单元108中的共同分割位置计算单元503c，已从与激光源11a和11b对应的分割位置计算共同分割位置。可替换地，可从与激光源11a和11b对应的分割位置预先计算共同分割位置，并且将其与各颜色对应地存储在扫描线轮廓存储单元504中。

对应于各颜色的扫描线轮廓在其中存储有共同分割位置和与各光源对应的偏移量。

此外，在上述示例性实施例中，已采用了图像处理单元108被布置在图像形成设备100内的配置。但是，并不局限于此。可替换地，用于执行图像处理单元108的功能的程序被装载到个人计算机内，由此个人计算机可执行图像处理单元108的功能。

虽然已经参考示例实施例描述了本发明，应当理解，本发明不限于公开的示例实施例。下面的权利要求的范围将被给予最宽泛的解释，以便包含所有这些修改以及等同结构和功能。

Claims (9)

1.一种图像形成设备，包括：

图像形成单元，被配置用于通过根据图像数据从多个光源发射的沿主扫描方向的多个光束的扫描线在沿副扫描方向旋转的感光部件上形成潜像，显影所述感光部件上的所述潜像，并且将所述感光部件上显影的图像转印到图像承载部件上；

校正单元，被配置用于根据所述多个光源的扫描线的畸变特性，各与所述多个光源对应地沿副扫描方向校正所述图像数据；以及

驱动单元，被配置用于基于由所述校正单元与所述多个光源相对应地校正的图像数据驱动所述多个光源，

其中，即使所述多个光源的扫描线的畸变特性彼此不同，所述校正单元仍对于所述多个光源共同的被沿主扫描方向分割的多个分割区域中的每一个校正所述图像数据。

2.根据权利要求1所述的图像形成设备，其中

所述校正单元根据所述多个光源的扫描线的畸变特性确定与所述多个光源中的每一个对应的分割区域，并且从与所述多个光源中的每一个对应的分割区域中确定所述多个光源共同的分割区域。

3.根据权利要求2所述的图像形成设备，其中

所述校正单元将与所述多个光源中的每一个对应的分割区域的均值设定为所述多个光源共同的分割区域。

4.根据权利要求1所述的图像形成设备，进一步包括：

存储单元，被配置用于存储所述多个光源的扫描线的畸变特性，

其中所述校正单元根据所述存储单元中存储的所述多个光源的扫描线的畸变特性校正所述图像数据。

5.根据权利要求1所述的图像形成设备，其中所述校正单元沿副扫描方向以所述图像数据的行为单位校正所述图像数据。

6.根据权利要求1所述的图像形成设备，

其中所述畸变特性是所述多个光源的扫描线相对于基准线的畸变的特性，并且

其中所述校正单元校正所述图像数据，使得扫描线相对于基准线的沿副扫描方向的偏离量变得小于所述图像数据的一行。

7.根据权利要求6所述的图像形成设备，

其中所述多个光源的扫描线的畸变特性中的每一个由所述扫描线的在主扫描方向上的多个位置的相对于所述基准线的沿副扫描方向的偏离量表示，并且

其中所述校正单元通过基于所述多个位置的相对于所述基准线的偏离量使用线性函数或多次函数，确定除所述多个位置之外的位置的相对于所述基准线的沿副扫描方向的偏离量。

8.根据权利要求1所述的图像形成设备，

其中所述图像承载部件是所述感光部件上形成的图像被转印到其上并且将转印的图像转印到记录片材上的中间转印部件。

9.根据权利要求1所述的图像形成设备，

其中所述图像承载部件是记录片材。

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