CN1928622A - 光学扫描设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及光学扫描设备，其中具体公开了一种图像形成设备，该图像形成设备包括：多个激光扫描单元，具有分别偏转和扫描从多个光源发射的光通量的偏转和扫描装置；多个图像承载部件，在其上通过借助于偏转和扫描装置扫描光通量而形成静电潜像；及多个显影单元，它们用具有不同亮度的颜色的调色剂显影在多个图像承载部件的每一个上形成的静电潜像；其中，基于用来扫描图像承载部件的光通量，分别控制多个偏转和扫描装置的转动相位，其中在该图像承载部件上形成调色剂图像，该调色剂图像的颜色在由偏转和扫描装置扫描的多个图像承载部件中具有较低亮度。

Description

光学扫描设备

技术领域

本发明涉及一种光学扫描设备，如构造复印机、传真机、及计算机等的输出部分的激光束打印机。

背景技术

在用来通过是旋转多面镜的旋转多角镜扫描激光束、并且形成彩色图像的复印机和打印机中，静电潜像通过激光束形成在用于每种颜色的感光鼓上，并且静电潜像由用于每种颜色的多个显影单元显影。然后，形成由诸如黄色(下文简称为Y)、品红色(下文简称为M)、青色(下文简称为C)、及黑色(下文简称为K)之类的单色组成的调色剂图像。然后，把它们分别转印到中间转印部件上并且叠置它们，形成彩色图像。

其次，这将参照图5简要地描述。附图标记101至104分别指示用来在感光鼓上形成Y、M、C、及K的彩色调色剂图像的鼓单元。在每个感光鼓上形成的调色剂图像叠置在作为中间转印部件的转印带113上。然后，未定影调色剂图像由转录装置转印在记录材料上，并且调色剂图像由于热量由定影装置定影在记录材料上。

作为这样一种彩色图像形成设备，有两种类型，即用来在单个感光鼓上形成调色剂图像多于一次的单鼓系统、和用来布置与每种颜色相对应的多个感光鼓并且把调色剂图像集体转印在记录纸或中间转印部件上的所谓级联鼓系统。

在任何类型的彩色图像形成设备中，除非诸如Y、M、C、及K之类的每种颜色的打印位置与记录纸正确地对准，否则产生归因于颜色漂移(color drift)的颜色阴影等，从而显著降低图像质量。

颜色漂移有各种原因，然而，把原因限于由激光扫描设备造成的曝光的颜色漂移，可以考虑归因于环境温度变化的照射位置的偏差、和归因于扫描线的弯曲和旋转多角镜的转动相位的分散等在副扫描方向(记录纸进给方向)上写位置的偏差。

作为一种减小这些曝光颜色漂移的技术，已经知道一种通过当设备正在操作时顺序测量照射位置的偏差和归因于扫描线弯曲的偏差、并且按照偏差量运动或转动透镜和镜来校正颜色漂移的方法。另外，关于由旋转多角镜的转动相位的分散造成的颜色漂移，提出了各种建议，以通过在PLL(锁相环)控制下调节旋转多角镜的转动速度而控制转动相位。

在日本专利申请特开No.9-104132中，公开了一种机构，该机构用来通过从图像形成设备的主体的信号同步信号和激光扫描设备的BD信号识别相对于写位置的相位偏差，并且按照偏差改变基准信号的频率，而将相位偏差抑制在预定值范围内。

因而，根据用来防止由旋转多角镜的转动相位造成的颜色漂移的技术，用于对每个旋转多角镜扫描一个激光束的图像形成设备更具有优势，因为可在各激光中调节旋转多角镜的转动相位，并且在记录纸上可将颜色漂移抑制在几微米内。如果一个旋转多角镜相对于一束激光转动，则以上同样适用于单鼓系统或级联鼓系统。

然而，在最近几年的图像形成设备中，已经要求图像输出的加速，从而上述级联鼓系统正在成为主流。另外，也强烈要求设备的小型化和价格降低，并且优选的是，在级联系统中不为每个感光鼓提供激光扫描设备。因此，如图5中所示，也已经设计了一种图像形成设备B，该图像形成设备B构造成用来通过一个旋转多角镜110扫描所有感光鼓101至104的一体式(all-in-one)机构。

在这样一种一体式机构的激光扫描设备中，在旋转多角镜中进入多个激光束，每个激光束扫描在不同的感光鼓上，从而在原理上不可能使在各颜色中的旋转多角镜的转动相位匹配。

结果，在各激光束中在相对最大的一个扫描线内已经产生由旋转多角镜的相位引起的偏差。当副扫描分辨率为600dpi时，一个扫描线大约为42μm。由于在记录纸上允许的颜色漂移的粗略标准是大约100μm，所以这不是可忽略的量。

因此，根据该机构从而提供用来照射多个激光束的多个激光扫描设备，可减小颜色漂移。

根据这样一种机构，在每个激光扫描设备中，有可能改进激光束的扫描精度，该扫描精度是旋转多角镜的转动相位的标准。然而在多个激光扫描设备中，如果将旋转多角镜的转动相位的标准形成为用于在图像上形成具有模糊亮度的调色剂图像的激光束，则使得用来形成具有在图像上高度可见的低亮度的调色剂图像的激光束的扫描精度较低。结果，颜色漂移在图像上是高度可见的。

因而，当提供多个激光扫描设备时，优选的是，对图像具有主要影响的激光束定义为旋转多角镜的转动相位的控制标准。

发明内容

因此，本发明的一个目的是，提供一种光学扫描设备，即使提供用来照射多束激光的多个激光扫描设备，该光学扫描设备也能够减少在图像上高度可见的颜色漂移。另外，本发明的其它目的通过如下描述将是显然的。

本发明因而提供一种光学扫描设备，该光学扫描设备包括：

第一激光扫描单元，其具有第一旋转多面镜，该第一旋转多面镜偏转和扫描使第一图像承载部件曝光的第一激光束和使第二图像承载部件曝光的第二激光束；

第二激光扫描单元，其具有第二旋转多面镜，该第二旋转多面镜偏转和扫描使第三图像承载部件曝光的第三激光束和使第四图像承载部件曝光的第四激光束；及

控制装置，它基于照射到图像承载部件上的激光束控制第一旋转多面镜的转动相位，该图像承载部件的亮度低于在第一图像承载部件上显影的调色剂的亮度和在第二图像承载部件上显影的调色剂的亮度；并且根据被控制的所述转动相位，基于照射到图像承载部件上的激光束控制第二旋转多面镜的转动相位，该图像承载部件的亮度低于在第三图像承载部件上显影的调色剂的亮度和在第四图像承载部件上显影的调色剂的亮度。

附图说明

通过参照联系附图进行的如下描述，可最好地理解本发明、以及其另外的优点，在附图中：

图1是示出根据本发明的一种图像形成设备的示意结构的典型剖视图；

图2是将根据本发明的一个实施例的激光扫描设备中的扫描光路展开在主扫描平面上的模式图；

图3是示出根据本发明实施例的激光扫描设备的结构的框图；

图4是示出根据本发明的本实施例的每种颜色的亮度的表格；及

图5是根据相关技术的图像形成设备的剖视图。

具体实施方式

参照附图和实施例，下面通过示例详细地描述用来实现本发明的最好模式。然而，本发明的范围不限于在实施例中描述的元件的度量、材料、形状、及其相对位置等，除非另有说明。另外，在如下描述中，曾经描述过的部件的材料和形状等与初始描述的相同，除非另有说明。

(图像形成设备)

图1是示出根据本发明的图像形成设备的示意结构的典型剖视图。根据本实施例的图像形成设备A在图1中示出。为了形成六种颜色即黄色(Y)、品红色(M)、青色(C)、黑色(K)、浅品红色(LM)及浅青色(LC)的调色剂图像，布置作为图像承载部件的感光鼓1至6。这里，浅品红色是与品红色具有相同色相并且具有比品红色高的亮度的颜色，并且浅青色是与青色具有相同色相并且具有比青色高的亮度的颜色。

另外，提供有充电辊100、200、300、400、500、及600，作为与六种颜色调色剂图像的每一种相对应的充电装置。为了曝光这些感光鼓1至6的充电表面，图像形成设备A设有激光扫描设备10、30、及50，作为光学扫描设备。然后，每个激光扫描设备通过由一个旋转多角镜(旋转多面镜)偏转的两个激光束(光通量)可以同时扫描两个感光鼓。

由激光束扫描感光鼓1至6，并且在其上形成静电潜像。然后，形成的静电潜像借助于与各感光鼓1至6相对应的多个显影单元(1100、2100、3100、4100、5100、6100)用具有不同亮度的颜色的调色剂显影成调色剂图像。

在感光鼓1至6上形成的每种颜色的调色剂图像由每个第一转印单元顺序转印在中间转印部件7上。在通过作为输送装置的输送辊53、与图像的形成同步地从设备主体下方的盒52输送到第二转印单元的记录材料上，各颜色的调色剂图像在第二转印单元112处全部二次转印在记录纸上。显然，调色剂图像可以不使用中间转印部件7而直接转印在记录纸上。在这种情况下，调色剂图像由作为第二转印装置112的转印辊转印在记录材料上。此后，调色剂图像由定影装置111通过热量和压力定影在记录材料上。在定影之后，记录材料被排出到排出单元55。

(光学扫描设备)

接着，下面将描述作为光学扫描设备的例子的激光扫描设备。图2是将激光扫描设备10中的扫描光路展开在主扫描平面上的模式图。沿光路解释这种设备，由作为激光束发光源的激光二极管制成的光源11发射的光通量被转换成穿过准直透镜12的平行光通量。然后，通过用来把光通量形成为所希望的形状的孔径光阑13、和仅在副扫描方向上具有焦度的圆柱形透镜14，平行光通量以沿主扫描方向延伸的线的形式聚焦在旋转多角镜15上。而且，由旋转多角镜15偏转的光通量可以以这样一种方式形成静电潜像，即偏转的光通量穿过fθ透镜16、17，并且然后通过图像形成透镜18，偏转的光通量以斑点形式聚焦在感光鼓1的表面上，以被扫描。

另外，反射镜19布置在扫描方向的上游处潜像形成区域的外侧，并且引导光通量穿过BD透镜20到BD传感器21，使曝光的启始点同步。而且，尽管在图2中仅解释在一个站中在一侧处的光路，但在实际中，几乎与穿过旋转多角镜的以前光路对称地形成另一条光路。换句话说，旋转多角镜15可以分别偏转和扫描从多个光源发射的光通量，并且可以与各光通量相对应在多个感光鼓上形成静电潜像。

根据这个实施例的激光扫描单元具有光学元件，如：多个光源；旋转多角镜，用来分别偏转和扫描从多个光源发射的激光束；镜，用来把激光束分别照射到其上形成具有不同亮度的调色剂图像的感光鼓上；及透镜。

根据这个实施例，作为第一扫描单元的激光扫描设备10可以把激光束扫描在其上分别形成黄色调色剂图像和黑色调色剂图像的感光鼓上。第一激光束照射到作为第一图像承载部件的感光鼓1上，并且第二激光束照射到作为第二图像承载部件的感光鼓2上。另外，作为第二扫描单元的激光扫描单元30可以把激光扫描在其上分别形成深品红色调色剂图像和浅品红色调色剂图像的感光鼓上，该浅品红色调色剂与品红色具有相同色相并且与品红色具有不同亮度。第三激光束照射到作为第三图像承载部件的感光鼓3上，并且第四激光束照射到作为第四图像承载部件的感光鼓4上。另外，作为第三扫描单元的激光扫描单元50可以把激光扫描在其上分别形成深青色调色剂图像和浅青色调色剂图像的感光鼓上，该浅青色调色剂图像与青色具有相同色相并且与青色具有不同亮度。第五激光束照射到作为第五图像承载部件的感光鼓5上，并且第六激光束照射到作为第六图像承载部件的感光鼓6上。根据这个实施例，在同一单元中进行用来形成具有相同色相的调色剂图像的激光扫描。

根据本实施例的图像形成设备具有第一至第三激光扫描单元，即三个激光扫描单元；然而，如果它具有两个或更多个激光扫描单元，则也可应用本发明。

(转动相位控制)

接着，参照图3，下面将描述通过旋转多角镜的转动相位的控制。在根据本实施例的图像形成设备中，提供有用来分别调节布置在分离的激光扫描单元中的多个旋转多角镜的转动相位的转动相位调节(控制)装置。而且，在下面要描述的转动相位的控制中，参照要被一个激光扫描单元扫描的两个激光束中的一个激光束，控制各激光扫描单元，并且该转动相位控制的特征在于该控制是基于哪个激光束。下面将描述解释。

图3是示出根据这个实施例的激光扫描设备的结构的框图。激光扫描设备10、30、及50分别设置在上述的第一至第三激光扫描单元(下文称作站)中。在它们中，第一站是基础站，并且在第二和第三站中，使旋转多角镜的相位与第一站的相位相匹配。

首先，使用布置在图像形成设备主体中的写位置传感器106的信号作为触发信号，作为基础的激光扫描单元的基准信号发射器101a可以产生基准脉冲。相位控制电路102a把这个基准脉冲与要从电机驱动电路103a输入的多角电机(polygon motor)相位信号相比较；并且相位控制电路102a把多角电机104a的转动速度控制信号传输到电机驱动电路103a，从而使旋转多角镜的转动相位成为所希望的值。

第二和第三激光扫描单元可以从要由作为与主体分离地布置的颜色漂移检测传感器给出的基准站的颜色漂移量产生每个站的基准脉冲，并且然后，与基准站相同，使旋转多角电机104b和104c的转动相位与所希望的值相匹配。而且，这个基准站是在图像形成设备中发射激光束的站，该激光束用来曝光通过使用具有最低亮度的颜色的调色剂而形成的调色剂图像。

在这个实施例中分别是，第一激光扫描单元由10指示；第二激光扫描单元由30指示；及第三激光扫描单元由50指示。

在这些控制下，在作为要由每个站扫描的两个激光束中的基础的激光束中，旋转多角镜的转动相位在每个站中彼此大致一致。

在这种情况下，图4示出根据本实施例的六种颜色调色剂在作为一个均匀颜色空间的L^*a^*b^*颜色坐标系中具有哪种亮度。在图4中，通过从具有较低亮度的一种开始转动来布置六种颜色调色剂，这可按如下顺序示出。

L^*(K)＜L^*(C)＜L^*(M)＜L^*(LC)＜L^*(LM)＜L^*(Y)

而且，由如下测量方法测量调色剂的亮度L^*。透明和白色具有比黄色高的亮度。

换句话说，粉末状态下的调色剂的亮度L^*通过使用符合JISZ-8722的光谱色差计“SE-2000”(由Nihon Denshoku Kogyosha制造)而测量。按其附属的说明书通过使用光源C目测两次而进行测量。然而，为了满足普通版本的标准，优选的是，在把直径30mm和厚度2mm的玻璃放入在用于粉末测量的可选择单元中的状态下进行测量。

更详细地说，把其中填充样本的单元设置在光谱色差计的用于粉末样本的样本台(附件)上进行测量。在把单元设置在用于粉末样本的样本台上之前，对于单元的内部体积填充不少于80％的粉末样本，并且在振动台上每秒添加一次振动共30秒，测量L^*。

一般地说，根据人类的视觉特征可容易地识别具有较低亮度的颜色。换句话说，即使颜色具有相同的颜色漂移量，具有较低亮度的颜色可容易地识别为清楚的颜色漂移，并且用户容易感觉到图像质量的变坏。

因此，在根据这个实施例的图像形成设备中，如图1中所示，在印刷色依据亮度分类成两种的情况下，分别从较低亮度组K、M、及C；和较高亮度组Y、LM、及LC中选择颜色，以将其划分到每个站。

也就是说，分别地，K和Y分配给第一站；M和LM分配给第二站；及C和LC分配给第三站。根据这个实施例，基础站是用来曝光K的扫描单元10。

在具有低亮度的K、M、及C的基础上执行在上述各站中的旋转多角镜的转动相位控制。由此，在原理上在一次扫描内最大的颜色漂移可能分别发生在LM、LC、及Y中；然而，由人眼可容易识别的在K、M、及C中的颜色漂移被减小，从而当通过感觉估计图像时，图像质量不被大大地降低。

也就是说，根据本发明，有可能使当产生颜色漂移时在图像上高度可见的颜色中的颜色漂移较小。根据这个实施例，有偶数种颜色，并且它们划分成每个站两种；然而，本发明绝不限于此。换句话说，即使当有奇数种颜色，如五种颜色或七种颜色，并且产生仅执行单一激光扫描的站时，如果在进行其它多扫描的站中执行上述旋转多角镜相位控制，则也可得到相同的优点。

关于本实施例，给出了对于六种颜色调色剂的描述；然而，在四种颜色调色剂的情况下在如下结构中可形成相同的优点。也就是说，它是一种把黑色和青色划分到具有较低亮度的组中而把品红色和黄色划分到具有较高亮度的组中，并且然后把这四种颜色划分到两个激光扫描单元中的方法。例如，把黑色和黄色分配到第一激光扫描单元，并把青色和品红色分配到第二激光扫描单元。然后，使在每个激光扫描单元中与具有较低亮度的调色剂相对应的激光束形成为用于旋转多面镜的转动相位控制的基础。

接着，下面将描述具有两个激光扫描单元和六种颜色调色剂的情形。

换句话说，具有较低亮度的组具有L^*(K)、L^*(C)、及L^*(M)，并且具有较高亮度的组具有L^*(LC)、L^*(LM)、及L^*(Y)。分别地，对于第一激光扫描单元，照射L^*(K)、L^*(C)、及L^*(Y)；并且对于第二激光扫描单元，照射L^*(M)、L^*(LC)、及L^*(LM)。在这样一种结构下，作为每个转动相位的基础的激光可减小颜色漂移，除非其亮度是最高的。因此，对于第一激光扫描单元，可以照射L^*(K)或L^*(C)，并且对于第二激光扫描单元，可以照射L^*(M)或L^*(LC)。

而且，为了减小颜色漂移，更优选的是，使与调色剂的最低亮度相对应的激光束成为转动相位的基础，其中该调色剂的调色剂图像由要从一个激光扫描单元照射的激光束形成。

根据本发明的结构，有与旋转多角镜的相位一致的颜色和与旋转多角镜的相位不一致的颜色，从而不必如常规方式那样，着重于颜色漂移提供用于多种颜色的旋转多角镜。由此，即使提供用来照射多束激光的多个激光扫描设备，也可能减小在图像上高度可见的颜色漂移。

另外，即使由一个旋转多角镜扫描多个感光鼓，与常规图像形成设备相比，颜色漂移也不是高度可见的。结果，可简化设备的结构，并且可使设备的尺寸更小。如以上描述的那样，根据本发明，即使当提供有用来照射多个激光束的多个激光扫描设备时，也可能减小在图像上高度可见的颜色漂移。

如以上那样已经描述了根据本发明的实施例；然而，本发明不限于上述实施例，并且不脱离本发明的范围和精神，各种修改是可能的。

Claims (7)

1.一种光学扫描设备，包括：

第一激光扫描单元，其具有第一旋转多面镜，该第一旋转多面镜偏转和扫描使第一图像承载部件曝光的第一激光束和使第二图像承载部件曝光的第二激光束；

第二激光扫描单元，其具有第二旋转多面镜，该第二旋转多面镜偏转和扫描使第三图像承载部件曝光的第三激光束和使第四图像承载部件曝光的第四激光束；及

控制装置，它基于照射到图像承载部件上的激光束控制第一旋转多面镜的转动相位，该图像承载部件的亮度低于在第一图像承载部件上显影的调色剂的亮度和在第二图像承载部件上显影的调色剂的亮度；并且根据被控制的所述转动相位，基于照射到图像承载部件上的激光束控制第二旋转多面镜的转动相位，该图像承载部件的亮度低于在第三图像承载部件上显影的调色剂的亮度和在第四图像承载部件上显影的调色剂的亮度。

2.根据权利要求1所述的光学扫描设备，

其中，在第一激光扫描单元和第二激光扫描单元中作为基础的激光束，是照射要由黑色、品红色、及青色的任何调色剂显影的图像承载部件的一种激光束。

3.根据权利要求1所述的光学扫描设备，具有带有第三旋转多面镜的第三激光扫描单元，该第三旋转多面镜偏转和扫描使第五图像承载部件曝光的第五激光束、和使第六图像承载部件曝光的第六激光束；

其中，所述控制装置根据被控制的所述转动相位，基于照射到图像承载部件上的激光束控制第三旋转多面镜的转动相位，其中该图像承载部件的亮度低于在第五图像承载部件上显影的调色剂的亮度和在第六图像承载部件上显影的调色剂的亮度。

4.根据权利要求3所述的光学扫描设备，

其中，在第一激光扫描单元、第二激光扫描单元、及第三激光扫描单元中作为基础的激光束，是照射要由黑色、品红色、及青色的任何调色剂显影的图像承载部件的一种激光束。

5.根据权利要求4所述的光学扫描设备，

其中，来自第一至第六图像承载部件中的任一个是由与品红色具有相同色相并且与品红色具有不同亮度的调色剂显影的图像承载部件；并且

来自第一至第六图像承载部件中的任一个是由与青色具有相同色相并且与青色具有不同亮度的调色剂显影的图像承载部件。

6.根据权利要求1所述的光学扫描设备，

其中，第一旋转多面镜偏转和扫描使第五图像承载部件曝光的第五激光束，并且第二旋转多面镜偏转和扫描使第六图像承载部件曝光的第六激光束。

7.根据权利要求1所述的光学扫描设备，

其中，来自第一至第六图像承载部件中的任一个是由与品红色具有相同色相并且与品红色具有不同亮度的调色剂显影的图像承载部件；并且

来自第一至第六图像承载部件中的任一个是由与青色具有相同色相并且与青色具有不同亮度的调色剂显影的图像承载部件。

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