專利名稱：光掃描設備和圖像形成設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用來偏轉激光束從而激光束掃描感光部件的光掃描設備，和一種具有該光掃描設備的圖像形成設備。
背景技術：
近年來，數(shù)字復印機和數(shù)字打印機已經(jīng)迅速普及，并且各種類型的圖像形成設備已經(jīng)投入實際使用。作為使用電子照相過程的一個圖像形成設備的所謂的激光束打印機根據(jù)圖像信號調(diào)制從半導體激光器輸出的激光束，并且由旋轉多面鏡偏轉激光束。由旋轉多面鏡偏轉的激光束掃描感光鼓等的感光部件。當激光束掃描感光鼓時，靜電潛像形成在感光鼓上。潛像由顯影裝置顯影成調(diào)色劑圖像。在感光鼓上的調(diào)色劑圖像經(jīng)中間轉印部件，如中間轉印帶，轉印到片材上。在片材上的轉印調(diào)色劑圖像然后通過熱處理定影。按這種方式，執(zhí)行圖像形成?，F(xiàn)在，將描述激光束打印機的光掃描設備(激光束掃描系統(tǒng))。圖14表明激光束打印機的激光束掃描系統(tǒng)的示意結構。激光束打印機的激光束掃描系統(tǒng)包括用來發(fā)射激光束作為光束的半導體激光器 1、旋轉多面鏡3和f θ透鏡4，并且根據(jù)圖像數(shù)據(jù)通過將激光束從半導體激光器發(fā)射到感光鼓5上，在感光鼓5上形成靜電潛像。從半導體激光器1發(fā)射的激光束LB通過圓柱形透鏡 2，以到達旋轉多面鏡3。旋轉多面鏡3由驅動電機(未表示)旋轉地驅動。半導體激光器 1供有PWM信號，該PWM信號已經(jīng)經(jīng)受基于圖像時鐘和圖像信號的脈沖寬度調(diào)制，從而半導體激光器1根據(jù)PWM信號發(fā)射激光束LB。已經(jīng)從半導體激光器1發(fā)射的、到達旋轉多面鏡 3的激光束LB由旋轉多面鏡3偏轉，并且由f θ透鏡4變換，從而激光束在感光鼓上的移動速度(掃描速度)可以是恒定的。因此，激光束LB在由圖14的箭頭A指示的方向上，按恒定速度掃描感光鼓5的表面。已經(jīng)通過f θ透鏡4的激光束的一部分由BD(束檢測)反射鏡6反射，該BD反射鏡6布置在不照射感光鼓5的要形成圖像的區(qū)域(以后，稱作圖像區(qū)域)的位置處。激光束然后由BD傳感器7接收。在圖像區(qū)域中，激光束LB在通過f θ透鏡4之后由反射鏡8反射，并且照射感光鼓5。感光鼓5由充電裝置(未表示)充電，并因而當感光鼓用激光束LB照射時形成靜電潛像。隨后，將參照圖15描述在激光束掃描系統(tǒng)中用于驅動電機的速度控制方法。圖15 是控制電路的框圖，其中示意地添加驅動電機9。未表明用來探測BD信號的BD反射鏡6。參照圖15，作為主掃描同步信號的BD信號輸入到分頻電路10。分頻電路10將BD 信號的頻率按與旋轉多面鏡3的鏡面數(shù)量相等的值分頻。在圖15中，鏡面的數(shù)量是“8”。同時，將參照圖16簡要地描述將BD信號的頻率按旋轉多面鏡3的鏡面數(shù)量8分頻的原因。旋轉多面鏡3因為有限的制造精度而不是完全正多邊形。相應地，即使當驅動電機9的旋轉穩(wěn)定時，BD信號的周期也波動，如由圖16的Tl至Τ8指示的那樣。因此，如果基于這個BD信號控制驅動電機9，則不能進行適當控制。
另一方面，當BD信號的頻率按8分頻以產(chǎn)生BD/8信號時，如由圖16的BD/8信號的波形表示的那樣，將BD信號成形為對于驅動電機9的每一轉(revolution)具有單個脈沖的信號。在這種情況下，如果驅動電機9的旋轉速度在目標速度下是穩(wěn)定的，則BD/8信號不受旋轉多面鏡3的表面形狀波動的影響，并且其周期始終是恒定的(Troimd)。按這種方式，可精確地測量驅動電機9的旋轉周期，而不受旋轉多面鏡3的表面形狀波動的影響。 這就是將BD信號按旋轉多面鏡3的鏡面數(shù)量分頻的原因。返回到圖15，將其頻率已經(jīng)由分頻電路10分頻的BD信號(即，BD/8信號)輸入到計數(shù)器11。計數(shù)器11測量BD/8信號的周期，就是說，驅動電機9的旋轉周期。計數(shù)器11的計數(shù)值Tround和在目標值存儲部分12中存儲的目標周期Ttarget輸入到控制信號產(chǎn)生部分13。控制信號產(chǎn)生部分13基于計數(shù)值Troimd和目標周期Ttarget 計算驅動電機9的加速控制量和減速控制量，并且產(chǎn)生ACC信號(加速信號)和DEC信號 (減速信號)。注意，作為目標周期Ttarget，設置與BD/8信號相對應的目標周期。電機驅動部分20根據(jù)從控制信號產(chǎn)生部分13輸入的ACC信號和DEC信號產(chǎn)生電機驅動信號，由此將驅動電機9旋轉地驅動。在激光束打印機中，如上所述掃描激光束，以在感光鼓上形成靜電潛像。然而，實際上，在感光鼓上的激光束的掃描速度每次掃描波動一點，形成的靜電潛像在激光束掃描方向上經(jīng)受倍率波動，這因而降低圖像質(zhì)量。引起激光束的掃描速度波動的一個因素是旋轉多面鏡的旋轉速度的波動。如上所述，通過針對每一轉測量其周期而對旋轉多面鏡進行速度控制，并且甚至在圖像形成期間加速或減速。旋轉速度的波動因而在控制范圍內(nèi)存在，導致激光束的掃描速度波動。即使當旋轉多面鏡的形狀是理想正多邊形時，這樣的波動也存在。為了消除這樣的波動，日本專利申請公開Νο.ΗΙΟ-148773提出了一種方法，在該方法中，探測旋轉多面鏡的旋轉速度，以基于探測結果校正激光束的寫計時，從而減小由旋轉多面鏡的旋轉速度波動引起的圖像對準不良。進一步，引起激光束的掃描速度波動的另一個因素是旋轉多面鏡的表面形狀的精度。希望旋轉多面鏡是理想正多邊形，但實際上具有制造誤差。當鏡面顯現(xiàn)凸出趨勢時，激光束的掃描速度比當鏡面是理想平表面時測得的掃描速度慢，因而導致小的掃描倍率。當鏡面顯現(xiàn)凹進趨勢時，激光束的掃描速度較快，因而導致大的掃描倍率。即使當旋轉多面鏡理想地按恒定速度旋轉時這樣的掃描速度波動也存在，并且隨旋轉多面鏡的旋轉周期地發(fā)生。對于這樣的波動的解決方案在日本專利申請公開NO.H03-110512中提出。日本專利申請公開No. H03-110512提出了一種方法，在該方法中，預先測量每個鏡面的掃描倍率， 以通過利用測量結果校正在每個鏡面上在掃描時激光束的寫計時，從而減小由表面形狀波動引起的圖像對準不良。然而，以上提到的相關技術具有如下問題。如上所述，在激光束打印機的激光束掃描系統(tǒng)中，旋轉多面鏡即使在圖像形成期間也加速或減速，以便控制成使旋轉速度落在給定范圍中。換句話說，更具體地，旋轉多面鏡的旋轉速度隨加速或減速波動，結果是靜電潛像的倍率波動發(fā)生。在日本專利申請公開Νο.ΗΙΟ-148773中提出的方法可消除旋轉多面鏡的旋轉速度的長期波動，但不能消除與旋轉多面鏡的加速或減速相關地發(fā)生的上述短期波動。如上所述，旋轉多面鏡的速度控制通過每轉探測旋轉多面鏡的旋轉周期而進行。然而，與旋轉多面鏡的加速或減速相關的掃描速度波動是掃描速度對于旋轉多面鏡進行的每次掃描而變化的短期波動。例如，在日本專利申請公開No. H10-148773中，雖然旋轉多面鏡的每轉都探測旋轉速度，以校正寫計時，但這不能消除上述短期波動，因而導致控制誤差。進一步，在日本專利申請公開NO.H03-110512中，為了消除由旋轉多面鏡的形狀精度引起的倍率波動，預先測量每個鏡面的倍率，以校正寫計時。然而，在日本專利申請公開NO.H03-110512中，沒有考慮與加速或減速相關地發(fā)生的旋轉多面鏡的旋轉速度的上述波動。在實際中，在鏡面中的倍率波動在當加速和減速旋轉多面鏡時之間顯現(xiàn)差別，因而也導致控制誤差。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述問題，已經(jīng)形成本發(fā)明，并因此其目的是抑制光束的掃描倍率的波動。為了解決上述問題，根據(jù)本發(fā)明的一種光掃描設備包括光源，被配置為發(fā)射光束；光源驅動單元，被配置為根據(jù)圖像數(shù)據(jù)和像素時鐘接通和斷開光源；旋轉多面鏡，被配置為偏轉從光源發(fā)射的光束，從而光束掃描感光部件；電機，被配置為使旋轉多面鏡旋轉； 及控制單元，被配置為產(chǎn)生包括加速控制信號和減速控制信號的信號，用于根據(jù)所述信號控制旋轉多面鏡的旋轉速度和控制電機，其中在控制單元產(chǎn)生加速控制信號的情況下，光源驅動單元校正像素時鐘的頻率，以高于在控制單元根據(jù)加速控制信號控制電機之前產(chǎn)生的像素時鐘的頻率，并且在控制單元產(chǎn)生減速控制信號的情況下，光源驅動單元校正像素時鐘的頻率，以低于在控制單元根據(jù)減速控制信號控制電機之前產(chǎn)生的像素時鐘的頻率。進一步，為了解決上述問題，根據(jù)本發(fā)明的一種圖像形成設備包括上述光掃描設備。根據(jù)本發(fā)明，可抑制光束的掃描倍率(scanning magnification)的波動，從而形成減小圖像對準不良(image misregistration)的高質(zhì)量圖像。本發(fā)明的進一步特征由參照附圖的如下示范實施例描述將成為顯然的。


圖1是在根據(jù)本發(fā)明第一實施例的光掃描設備中提供的驅動電機和半導體激光控制電路的框圖。圖2是示意結構圖，表明根據(jù)第一實施例的光掃描設備。圖3是流程圖，表明控制信號產(chǎn)生部分的操作。圖4是表明電機驅動器的基本操作的圖。圖5是表明電機驅動器的基本操作的圖。圖6是根據(jù)第一實施例的LD驅動控制部分的框圖。圖7是時序圖，表明LD驅動信號。圖8是在根據(jù)本發(fā)明第二實施例的光掃描設備中提供的驅動電機和半導體激光控制電路的框圖。
圖9是旋轉多面鏡的俯視圖。圖10是旋轉多面鏡的側視圖。圖11是時序圖，表明鏡面辨別部分的操作。圖12是根據(jù)第二實施例的LD驅動控制部分的框圖。圖13是曲線圖，表明激光束的掃描倍率波動的例子。圖14是表明激光束打印機的激光束掃描系統(tǒng)的示意結構的圖。圖15是控制電路的框圖。圖16是表明BD信號周期的波動的圖。
具體實施例方式在下面，將描述本發(fā)明的示范實施例。注意，本發(fā)明的技術范圍打算由權利要求書的范圍確定，并因此不應該由如下各個實施例限制。第一實施例圖1是表明根據(jù)本發(fā)明第一實施例的光掃描設備100的圖。光掃描設備100設置在包括通過電子照相過程在記錄介質(zhì)上形成圖像的圖像形成部分的圖像形成設備中。圖2表明根據(jù)第一實施例的光掃描系統(tǒng)的示意結構。注意，在圖2中，在功能上與在圖14中表明的相關技術中的那些部分等效的部分， 由相同附圖標記指示，并因而省略其描述。參照圖2，第一 BD反射鏡15和第一 BD傳感器16在掃描開始側布置在圖像區(qū)域外。進一步，第二 BD反射鏡17和第二 BD傳感器18在掃描結束側布置在圖像區(qū)域外。通過按這種方式測量在通過第一 BD傳感器16的探測與通過第二 BD傳感器18的探測之間的時間間隔，可測量激光束的掃描倍率。返回到圖1，將描述驅動電機9的驅動控制和半導體激光器(光源)1的驅動控制。 圖1是根據(jù)第一實施例的控制框圖，該控制框圖示意地添加驅動電機9。驅動電機9使旋轉多面鏡3旋轉。LD驅動控制部分(光源驅動單元)31按照圖像數(shù)據(jù)和像素時鐘接通和斷開半導體激光器1。半導體激光器1將激光束發(fā)射到旋轉的旋轉多面鏡3。旋轉多面鏡3偏轉和掃描從半導體激光器1發(fā)射的激光束。由旋轉多面鏡3發(fā)射的激光束進入第一 BD傳感器16和第二 BD傳感器18。參照圖1，由第一 BD傳感器16探測的作為第一主掃描同步信號的BD_T信號輸入到LD驅動控制部分31，并且輸入到分頻電路10，該LD驅動控制部分31被配置為接通和斷開半導體激光器1。BDJ^f號的頻率由分頻電路10按旋轉多面鏡3的鏡面數(shù)量(在圖1 中“8”個)分頻，由此產(chǎn)生BD/8信號。BD/8信號輸入到計數(shù)器11，以測量旋轉多面鏡3的旋轉周期！"round。測得周期TroimcK計數(shù)器11的計數(shù)值)和在目標值存儲部分12中存儲的目標周期Ttarget輸入到控制信號產(chǎn)生部分13?？刂菩盘柈a(chǎn)生部分13基于測得周期Troimd和目標周期Ttarget，計算驅動電機9的加速控制量和減速控制量，并且產(chǎn)生ACC信號(加速信號)和DEC信號(減速信號)。注意，作為目標周期Ttarget，設置與BD/8信號相對應的目標周期。圖3是流程圖，表明控制信號產(chǎn)生部分13的操作?？刂菩盘柈a(chǎn)生部分13包括CPU(未表示)和門陣列(未表示)。當更新測得周期Troimd時，控制信號產(chǎn)生部分13開始其操作。首先，在步驟Sl中，控制信號產(chǎn)生部分13計算在測得周期Troimd與目標周期 Ttarget之間的差值ΔΤ( = Ttarget-Tround)。目標周期Ttarget是在目標值存儲部分12 中存儲的目標值。在步驟S2中，控制信號產(chǎn)生部分13評估差值ΔΤ的值。例如，控制信號產(chǎn)生部分 13確定差值ΔΤ的值是否是“O”。當ΔΤ是“O”時，意味著旋轉多面鏡3正在按目標周期 Ttarget旋轉。相應地，當差值Δ T是“O”時，控制信號產(chǎn)生部分13將指示速度保持控制的電機控制信息輸出到LD驅動控制部分31，并且結束操作。在測得周期Troimd的下次更新時，重新開始操作。另一方面，當差值ΔΤ不是“O”時，操作轉到步驟S3。在步驟S3中，控制信號產(chǎn)生部分13再次評估差值ΔΤ的值。例如，控制信號產(chǎn)生部分13確定差值ΔΤ是否是負值。當差值Δ T是負時，意味著測得周期Troimd大于目標周期Ttarget，就是說，驅動電機9正在按比目標速度低的速度旋轉。相應地，在這種情況下，操作轉到步驟S4。在步驟S4中，控制信號產(chǎn)生部分13計算ACC信號的脈沖寬度，該脈沖寬度是用來使ACC信號是有效的時間段。ACC信號的脈沖寬度根據(jù)例如表達式⑴計算。ACC_Pff' = α Acc . Δ T+ β Acc. . . (1)在這個表達式中，α ACC和β ACC是與驅動電機9的特性和電機驅動部分20的特性相關的常數(shù)。另外，將在表達式⑴中計算的ACC_PW'舍入(round)到控制分辨率，以計算 ACC信號的脈沖寬度。在這個例子中，將控制分辨率設置到50納秒，并且將ACC信號的脈沖寬度確定為50納秒的整數(shù)倍。注意，在步驟S4中，將DEC信號的脈沖寬度確定為“O”。另一方面，當在步驟S3中確定差值ΔΤ為正值時，操作轉到步驟S5。當差值ΔΤ 是正值時，意味著測得周期Tround小于目標周期Ttarget，就是說，驅動電機9正在按比目標速度高的速度旋轉。相應地，在步驟S5中，控制信號產(chǎn)生部分13計算DEC信號的脈沖寬度，該脈沖寬度是用來使DEC信號是有效的時間段。DEC信號的脈沖寬度根據(jù)例如表達式 O)計算。DEC_Pff' = aDEC . Δ T+β DEC. · · (2)在這個表達式中，α DEC和β DEC是與驅動電機的特性(控制響應特性)和電機驅動部分20的特性相關的常數(shù)。另外，類似于在步驟S4中的ACC信號，將DEC_PW'舍入到控制分辨率，以計算DEC信號的脈沖寬度。注意，在步驟S5中，將ACC信號的脈沖寬度確定為 “O”。在步驟S6中，控制信號產(chǎn)生部分13使ACC信號或DEC信號在步驟S4或步驟S5中計算的脈沖寬度期間是有效的。按這種方式，控制信號產(chǎn)生部分13基于在目標值存儲部分 12中存儲的目標周期Ttarget和測得周期Troimd計算ACC信號和DEC信號的脈沖寬度，并且輸出計算的脈沖寬度。當輸出ACC信號的計算脈沖寬度(加速控制量)和DEC信號的“O”脈沖寬度時， 控制信號產(chǎn)生部分13將指示加速控制的電機控制信息輸出到LD驅動控制部分31。進一步，當輸出DEC信號的計算脈沖寬度(減速控制量)和ACC信號的“O”脈沖寬度時，控制信號產(chǎn)生部分13將指示減速控制的電機控制信息輸出到LD驅動控制部分31。電機控制信息也包含關于從開始加速控制或減速控制起過去的時間的信息。
注意，由控制信號產(chǎn)生部分13對ACC信號和DEC信號的脈沖寬度進行的計算，可以使用除以上給出的表達式(1)和表達式( 之外的計算表達式?？蛇x擇地，通過由減法器計算差值ΔΤ并以差值ΔΤ作為輸入的情況下參考查閱表，可以確定ACC信號和DEC信號的脈沖寬度。由控制信號產(chǎn)生部分13通過上述操作產(chǎn)生的ACC信號和DEC信號被輸入到電機驅動部分20。電機驅動部分20包括恒流源21和22、切換元件23和24、電荷泵電容器25、 放大器沈和電機驅動器27。恒流源21和22和切換元件23和M —起形成電荷泵電容器25的充電/放電電路。當作為低有效信號的ACC信號成為“低”時，切換元件23被接通，以經(jīng)恒流源21將電荷充電到電荷泵電容器25中。另一方面，當作為低有效信號的DEC信號成為“低”時，切換元件24被接通，以經(jīng)恒流源22使電荷從電荷泵電容器25中放電。因此，電荷泵電容器25 的電壓，在從ACC信號的“低，，電平到DEC信號的“低”電平的范圍內(nèi)增大和減小。電壓經(jīng)在后級提供的放大器26傳輸?shù)诫姍C驅動器27。進一步，當ACC信號為“高”和DEC信號為 “高”時，切換元件23和M被切斷，并且維持電荷泵電容器25的電壓。換句話說，控制信號產(chǎn)生部分13輸出由ACC信號的“低”和DEC信號的“高”的組合得到的控制信號，以便使電機的旋轉速度加速；輸出由ACC信號的“高”和DEC信號的“低”的組合得到的控制信號，以便使電機的旋轉速度減速；及輸出由ACC信號的“高”和DEC信號的“高”的組合得到的控制信號，以便維持電機的旋轉速度。圖4和5是表明電機驅動器27的基本操作的曲線圖。在圖4上側的實線波形是在電機驅動器27內(nèi)產(chǎn)生的三角波形。虛線指示從放大器沈傳輸?shù)碾妷褐?。電壓值被用作閾值電壓。電機驅動器27將三角形信號與由虛線指示的閾值電壓相比較，并且在三角形信號落到閾值電壓以下的時間段期間，將電力供給到驅動電機9。向驅動電機9的電力供給因此由在圖4下側表明的波形代表。圖5的閾值電壓比圖4的閾值電壓低。相應地，如由在圖5下側的波形代表的那樣，向驅動電機9供給電力的時間段比圖4的短。因此，在圖4的情況下，向驅動電機9的電力供給量比圖5的情形大，并因而驅動電機9旋轉得更快。按這種方式，電機驅動器27基于脈沖寬度調(diào)制控制將電力供給到驅動電機9。換句話說，驅動電機9的旋轉速度根據(jù)從放大器沈傳輸?shù)碾妷褐刀兓?。如上所述，電機驅動控制部分30控制驅動電機，從而按在給定范圍中的恒定速度旋轉。作為第一主掃描同步信號的BD_T信號、作為第二主掃描同步信號的BD_E信號、電機控制信息及圖像信號輸入到圖1的LD驅動控制部分31，由此產(chǎn)生LD驅動信號，作為半導體激光器1的驅動信號。圖6是LD驅動控制部分31的框圖。LD驅動控制部分31使用在電機驅動控制部分30中產(chǎn)生的電機控制信息，以校正像素時鐘的頻率。電機控制信息指示驅動電機9的旋轉速度的控制狀態(tài)，該控制狀態(tài)是加速控制、減速控制和速度保持控制中的任一種。在加速控制下，LD驅動控制部分31增大像素時鐘的頻率，以校正要在感光鼓(感光部件)上形成的圖像(靜電潛像)的位置。在減速控制下，LD驅動控制部分31減小像素時鐘的頻率，以校正要在感光鼓上形成的圖像的位置。在速度保持控制下，LD驅動控制部分31沒有任何變化地保持像素時鐘的頻率。BD_T信號和BD_E信號輸入到間隔測量部分51中。包括計數(shù)器電路的間隔測量部分51測量在BD_T信號與BD_E信號之間的時間間隔，并且輸出BD_INT信號作為測量值。BD_INT信號輸入到校正頻率計算部分M。另一方面，從電機驅動控制部分(控制單元)30輸出的電機控制信息輸入到校正值計算部分53。這里，電機控制信息是關于驅動電機9的旋轉速度的控制的信息。電機控制信息包含加速控制、減速控制和速度保持控制中的任一種的控制狀態(tài)；加速控制量或減速控制量；及關于從開始加速控制或減速控制起過去的時間的信息。明確地說，電機控制信息是指示在多少次掃描之前輸出ACC信號或DEC信號的多少個控制單位的信息(在這個例子中，控制分辨率是50納秒，并因而50納秒是控制單位)。例如，電機控制信息是指示在一次掃描之前將ACC信號輸出一個控制單位(50納秒)的信息。校正值計算部分53基于輸入電機控制信息而計算像素CLK (像素時鐘)的頻率的校正量，并且將計算的校正量輸出到校正頻率計算部分M，作為CRCT_VAL信號。電機控制信息包含由控制信號產(chǎn)生部分13計算的ACC信號的脈沖寬度(加速控制量)或DEC信號的脈沖寬度(減速控制量)。隨著加速控制量增大，將像素CLK的頻率校正較大校正量。換句話說，隨著加速控制量增大，將像素CLK的頻率設置得較高。隨著減速控制量增大，將像素CLK的頻率校正較大校正量。換句話說，隨著減速控制量增大，將像素CLK的頻率設置得較低。INT_REF信號也輸入到校正頻率計算部分M。INT_REF信號是在BD_T信號與BD_ E信號之間的時間間隔的基準值，該基準值存儲在基準存儲部分52中。校正頻率計算部分M基于上述三個輸入信號而確定像素CLK的頻率，并且將確定的頻率作為CRCT_F信號輸出到像素CLK產(chǎn)生部分55。當BD_INT信號大于INT_REF信號時，這意味著激光束的掃描速度比基準速度慢，像素CLK的計算頻率比基準頻率低。當電機控制信息指示，例如在一次掃描之前將ACC信號輸出一個控制單位時，期待激光束的掃描速度在下次掃描中較快。要計算的像素CLK的頻率因此設置成比當還未輸出ACC信號時設置的高。換句話說，LD驅動控制部分31通過使用由電機控制信息指示的關于從開始加速控制或減速控制起過去的時間的信息(例如，關于在加速控制或減速控制之后進行了多少次掃描的信息)和驅動電機9的控制響應特性，來確定像素時鐘的頻率。像素CLK產(chǎn)生部分55產(chǎn)生和輸出PCLK信號，該PCLK信號是具有與輸入CRCT_F 信號相對應的頻率的像素CLK信號。BD_E信號也輸入到像素CLK產(chǎn)生部分55，因而使得能夠通過在探測到BD_E信號之后切換像素CLK的頻率，對于每次掃描校正像素CLK的頻率。當電機控制信息指示加速控制時，LD驅動控制部分31校正像素時鐘的頻率，以高于在電機驅動控制部分30根據(jù)指示進行加速控制的電機控制信息控制驅動電機9之前產(chǎn)生的像素時鐘的頻率。當電機控制信息指示減速控制時，LD驅動控制部分31校正像素時鐘的頻率，以低于在電機驅動控制部分30根據(jù)指示進行減速控制的電機控制信息控制驅動電機9之前產(chǎn)生的像素時鐘的頻率。當電機控制信息指示速度保持控制時，LD驅動控制部分31保持在進行速度保持控制之前的像素時鐘頻率而沒有任何變化。LD驅動信號產(chǎn)生部分56基于輸入PCLK信號和輸入圖像信號產(chǎn)生LD驅動信號。
圖7是表明如何產(chǎn)生LD驅動信號的時序圖，其中示意地添加形成的圖像。圖7示范地表示可以形成其像素每個具有五種色調(diào)(包括0)的圖像。像素CLK是與像素同步的時鐘信號。圖像數(shù)據(jù)包含色調(diào)數(shù)據(jù)和位置數(shù)據(jù)，并且將圖像數(shù)據(jù)給予每個像素。色調(diào)數(shù)據(jù)是 0至4的五級數(shù)據(jù)，并且當色調(diào)數(shù)據(jù)是η時，半導體激光器將激光束發(fā)射到像素的η/4的區(qū)域。位置數(shù)據(jù)是0至2的三級數(shù)據(jù)，并且當位置數(shù)據(jù)是0、1和2時，圖像分別形成在像素的中心處、在像素的左側和在像素的右側。LD驅動信號是用來當為高時使半導體激光器發(fā)射激光束的信號。在額外表示在圖7中的形成的圖像中，實心矩形區(qū)域代表像素，與像素CLK的上升沿同步地確定在矩形區(qū)域之間的邊界。在像素中的虛線定義對于色調(diào)表達使用的一個像素的四分之一(劃分區(qū)域)。在像素中的陰影區(qū)域代表這樣一個區(qū)域，其中要通過半導體激光器的發(fā)射而形成靜電潛像。注意，為方便起見，在像素下面給出的數(shù)字用于描述作為像素的編號。在圖7中，給予第一像素“0”的色調(diào)數(shù)據(jù)，并因此不使半導體激光器發(fā)射激光束。 LD驅動信號因而保持低。給予第二像素“4”的色調(diào)數(shù)據(jù)，并因此使半導體激光器將激光束發(fā)射到像素的4/4區(qū)域，就是說，發(fā)射到像素的所有區(qū)域。在第二像素的區(qū)域中，因而將LD 驅動信號設置到高。給予第三像素“2”的色調(diào)數(shù)據(jù)和“1”的位置數(shù)據(jù)，并因此產(chǎn)生LD驅動信號，從而可以使半導體激光器將激光束發(fā)射到在像素左手側的2/4區(qū)域。類似地，在第四像素中，產(chǎn)生LD驅動信號，從而可以使半導體激光器將激光束發(fā)射到在像素右手側的2/4 區(qū)域。按這種方式，使半導體激光器與像素CLK同步地發(fā)射激光束，以形成圖像。當激光束的掃描速度波動時，如果像素CLK保持在固定頻率處，則圖像的位置也波動。為了消除這種波動，校正像素CLK，從而校正掃描速度的波動，以防止圖像的對準不良。根據(jù)以上描述的實施例，基于電機控制信息校正像素CLK的頻率。這種校正使得能夠抑制在圖像形成期間與驅動電機的加速或減速相關的掃描倍率的波動，因而實現(xiàn)高質(zhì)量圖像形成。第二實施例圖8是根據(jù)本發(fā)明第二實施例的控制框圖，示意地添加驅動電機9等。注意，激光束掃描系統(tǒng)的結構與在圖14中表明的相關技術的結構相同，并因而省略其描述。進一步， 不重復地描述與在第一實施例中的那些相似的部分，如電機驅動控制部分30。基準標記探測部分72探測旋轉多面鏡3的基準標記80 (圖9)，以便辨別鏡面。圖 9是旋轉多面鏡3的俯視圖。圖10是旋轉多面鏡3的側視圖。參照圖9，在旋轉多面鏡3的頂部表面上，形成基準標記80，在該基準標記80中， 只有反射圓周的一部分與圓周的其它部分不同。在旋轉多面鏡3被旋轉的情況下，設有發(fā)光部分和光接收部分的光學傳感器81用來探測基準標記80，如在圖10中表明的那樣，以由此在旋轉多面鏡3的每一轉產(chǎn)生指示基準位置的脈沖信號一次?；鶞蕵擞浱綔y部分72包括光學傳感器81。注意，在基準標記80與光學傳感器81之間的位置關系被調(diào)整成，可以在 BD傳感器7探測到由第8表面偏轉的激光束之后和在BD傳感器7探測到由第一表面偏轉的激光束之前輸出脈沖信號。
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由基準標記探測部分72產(chǎn)生的基準標記探測信號輸入到鏡面辨別部分71。在這時，偏轉激光束的鏡面由鏡面辨別部分71辨別。圖11是表明鏡面辨別部分71的操作的時序圖。基準標記探測信號是高有效信號，并因此如上所述在BD傳感器7探測到由第8表面偏轉的激光束之后和在BD傳感器7探測到由第一表面偏轉的激光束之前產(chǎn)生脈沖。
BD信號是低有效信號，并因此每當BD傳感器7探測到由旋轉多面鏡3偏轉的激光束時產(chǎn)生脈沖。在圖11中，為了描述在BD信號的每個脈沖下面給出編號，指示正在偏轉激光束的鏡面的編號。明確地說，被給予“1”的脈沖是由BD傳感器7檢測到由第一表面偏轉的激光束而得到的脈沖。鏡面辨別部分71包括計數(shù)器，并且圖11的BD_cnt信號是其計數(shù)值。構成鏡面辨別部分71的計數(shù)器與基準標記探測信號的上升沿同步地設置到“1”，并且與BD信號的下降沿同步地增大。參照BD_cnt信號(它是按這種方式工作的計數(shù)器的計數(shù)值)使得能夠在產(chǎn)生BD信號的脈沖時，在激光束由哪個鏡面偏轉的方面分辨激光束。鏡面辨別部分71按以上描述的方式分辨正在偏轉激光束的鏡面，并且輸出BD_ cnt信號(它是計數(shù)器的計數(shù)值)作為鏡面信息。由鏡面辨別部分71產(chǎn)生的鏡面信息輸入到LD驅動控制部分70。從電機驅動控制部分(控制單元)30輸出的電機控制信息和圖像信號輸入到LD驅動控制部分70，由此產(chǎn)生 LD驅動信號，作為半導體激光器1的驅動信號。圖12是LD驅動控制部分70的框圖。從電機驅動控制部分30輸出的電機控制信息和從鏡面辨別部分71輸出的鏡面信息輸入到校正頻率選擇部分75。校正頻率選擇部分 75基于兩條輸入信息讀出在校正頻率存儲部分76中存儲的校正頻率信息，并且將讀取的校正頻率信息作為CRCT_F信號輸出到后級。圖13是表明掃描倍率依據(jù)鏡面和驅動電機9的控制狀態(tài)(最新控制狀態(tài))波動的曲線圖。在圖13中，縱軸代表掃描倍率，橫軸代表鏡面編號。如上所述，驅動電機9的速度控制(旋轉速度控制)通過探測旋轉多面鏡3每轉的速度而進行，并進行加速(加速控制)、減速(減速控制)和速度保持(速度保持控制) 的控制。圖13的曲線(a)至(e)指示，當在由鏡面1的掃描完成之后并且在由鏡面2的掃描之前，當進行加速、減速和速度保持時，在旋轉多面鏡3的一轉期間在相應鏡面上的掃描倍率。曲線(a)表示速度保持的情形，曲線(b)表示加速一個控制單位的情形(ACC輸出50 納秒)，及曲線(c)表示加速兩個控制單位的情形(ACC輸出100納秒)。曲線(d)表示減速一個控制單位的情形(DEC輸出50納秒)，并且曲線(e)表示減速兩個控制單位的情形 (DEC輸出100納秒)。注意，曲線是在驅動電機9的相同控制狀態(tài)下關于掃描倍率的平均數(shù)據(jù)。如在圖13中表明的那樣，掃描倍率依據(jù)涉及表面形狀精度的鏡面而波動。進一步，如可由曲線(a)至(e)看到的那樣，掃描倍率依據(jù)驅動電機9的控制狀態(tài)而波動。如上所述，掃描倍率依據(jù)鏡面和驅動電機9的控制狀態(tài)而波動。圖12的校正頻率存儲部分76存儲校正頻率信息，該校正頻率信息用來校正對于每個鏡面和驅動電機9的每個控制狀態(tài)測得的掃描倍率?；谳斎腌R面信息和電機控制信息，校正頻率選擇部分75從校正頻率存儲部分76中讀出校正頻率信息，以由此消除掃描倍率的上述波動。像素CLK產(chǎn)生部分77產(chǎn)生和輸出PCLK信號，該PCLK信號是具有與輸入CRCT_F 信號相對應的頻率的像素CLK信號。BD信號也輸入到像素CLK產(chǎn)生部分77，因而使得能夠通過在從探測到BD信號起已經(jīng)過去預定時間段之后切換像素CLK的頻率，對于每次掃描校正像素CLK的頻率。LD驅動信號產(chǎn)生部分56按與在第一實施例中相同的方式產(chǎn)生LD驅動信號。這里省略其描述。如上所述，在這個實施例中，根據(jù)關于驅動電機的控制信息和關于掃描激光束的鏡面的信息校正像素CLK的頻率。這種校正使得能夠抑制對于每個鏡面的掃描倍率的波動，以及在圖像形成期間與驅動電機的加速或減速相關地發(fā)生的掃描倍率的波動，因而實現(xiàn)高質(zhì)量圖像形成。在上述實施例中，像素CLK的校正通過改變頻率而進行，但本發(fā)明不限于此。例如，像素CLK可以包含每像素多個脈沖，從而掃描倍率可以通過改變像素CLK的每像素脈沖數(shù)量而校正。在這種情況下，校正只需要改變脈沖的數(shù)量，同時保持脈沖的頻率恒定。當電機控制信息指示加速控制時，LD驅動控制部分31校正像素CLK的每像素脈沖數(shù)量，以小于在電機驅動控制部分30根據(jù)指示加速控制的電機控制信息控制電機9之前生成的像素CLK 的每像素脈沖數(shù)量。當電機控制信息指示減速控制時，LD驅動控制部分31校正像素CLK的每像素脈沖數(shù)量，以大于在電機驅動控制部分30根據(jù)指示減速控制的電機控制信息控制電機9之前生成的像素CLK的每像素脈沖數(shù)量。當電機控制信息指示速度保持控制時，LD 驅動控制部分31保持在進行速度保持控制之前的像素CLK的每像素脈沖數(shù)量而沒有任何變化。注意，可通過改變用于一次掃描的像素CLK的脈沖數(shù)量來校正掃描倍率。而且，在這種情況下，當電機控制信息指示加速控制時，LD驅動控制部分31將用于一次掃描的像素 CLK的脈沖數(shù)量校正成較小。當電機控制信息指示減速控制時，LD驅動控制部分31將用于一次掃描的像素CLK的脈沖數(shù)量校正成較大。當電機控制信息指示速度保持控制時，LD驅動控制部分31保持與用于一次掃描相對應的像素CLK的脈沖數(shù)量而沒有任何變化。進一步，本發(fā)明也可以按第一實施例和第二實施例的組合實施，此外，可以按各種形式實施各種概念(包括由這里描述的各個實施例所理解的較寬、中間和較窄概念)。盡管參照示范實施例已經(jīng)描述了本發(fā)明，但要理解，本發(fā)明不限于公開的示范實施例。如下權利要求書要符合最廣義解釋，以便包容所有這樣的修改和等效結構和功能。
權利要求
1.一種光掃描設備，包括 光源，被配置為發(fā)射光束；光源驅動單元，被配置為根據(jù)圖像數(shù)據(jù)和像素時鐘接通和斷開光源； 旋轉多面鏡，被配置為偏轉從光源發(fā)射的光束，從而光束掃描感光部件； 電機，被配置為使旋轉多面鏡旋轉；及控制單元，被配置為產(chǎn)生包括加速控制信號和減速控制信號的信號，用于根據(jù)所述信號控制旋轉多面鏡的旋轉速度和控制電機，其中在控制單元產(chǎn)生加速控制信號的情況下，光源驅動單元校正像素時鐘的頻率，以高于在控制單元根據(jù)加速控制信號控制電機之前產(chǎn)生的像素時鐘的頻率，并且在控制單元產(chǎn)生減速控制信號的情況下，光源驅動單元校正像素時鐘的頻率，以低于在控制單元根據(jù)減速控制信號控制電機之前產(chǎn)生的像素時鐘的頻率。
2.根據(jù)權利要求1所述的光掃描設備，其中，控制單元產(chǎn)生速度保持信號，以便保持驅動電機的旋轉速度恒定，并且在控制單元產(chǎn)生速度保持信號的情況下，光源驅動單元保持在進行速度保持控制之前的像素時鐘的頻率。
3.根據(jù)權利要求1所述的光掃描設備，其中，由控制單元產(chǎn)生的加速控制信號包含加速控制量和關于從開始加速控制起過去的時間的信息，并且由控制單元產(chǎn)生的減速控制信號包含減速控制量和關于從開始減速控制起過去的時間的信息。
4.根據(jù)權利要求3所述的光掃描設備，其中，在控制單元產(chǎn)生加速控制信號的情況下， 隨著加速控制量變大，光源驅動單元將像素時鐘的頻率增加更多，并且在控制單元產(chǎn)生減速控制信號的情況下，隨著減速控制量變大，光源驅動單元將像素時鐘的頻率減小更多。
5.根據(jù)權利要求3所述的光掃描設備，其中，光源驅動單元基于關于從根據(jù)加速控制信號開始加速控制起過去的時間的信息和關于從根據(jù)減速控制信號開始減速控制起過去的時間的信息之一并且基于電機的控制響應特性，確定像素時鐘的頻率。
6.根據(jù)權利要求1所述的光掃描設備，其中，光源驅動單元每次掃描校正像素時鐘的頻率。
7.一種圖像形成設備，包括圖像形成部分，被配置為在記錄介質(zhì)上形成圖像；和根據(jù)權利要求1所述的光掃描設備。
8.一種光掃描設備，包括 光源，被配置為發(fā)射光束；光源驅動單元，被配置為根據(jù)圖像數(shù)據(jù)和像素時鐘接通和斷開光源，所述像素時鐘包含每像素多個脈沖；旋轉多面鏡，被配置為偏轉從光源發(fā)射的光束，從而光束掃描感光部件； 電機，被配置為使旋轉多面鏡旋轉；及控制單元，被配置為產(chǎn)生包括加速控制信號和減速控制信號的信號，用于根據(jù)所述信號控制旋轉多面鏡的旋轉速度和控制電機，其中在控制單元產(chǎn)生加速控制信號的情況下，光源驅動單元校正像素時鐘的每像素脈沖數(shù)量，以小于在控制單元根據(jù)加速控制信號控制電機之前產(chǎn)生的像素時鐘的每像素脈沖數(shù)量，并且在控制單元產(chǎn)生減速控制信號的情況下，光源驅動單元校正像素時鐘的每像素脈沖數(shù)量，以大于在控制單元根據(jù)減速控制信號控制電機之前產(chǎn)生的像素時鐘的每像素脈沖數(shù)量。
9.根據(jù)權利要求8所述的光掃描設備，其中，控制單元產(chǎn)生速度保持信號，以便保持驅動電機的旋轉速度恒定，并且在控制單元產(chǎn)生速度保持信號的情況下，光源驅動單元保持在進行速度保持控制之前的像素時鐘的每像素脈沖數(shù)量。
10.根據(jù)權利要求8所述的光掃描設備，其中，由控制單元產(chǎn)生的加速控制信號包含加速控制量和關于從開始加速控制起過去的時間的信息，并且由控制單元產(chǎn)生的減速控制信號包含減速控制量和關于從開始減速控制起過去的時間的信息。
11.根據(jù)權利要求10所述的光掃描設備，其中，在控制單元產(chǎn)生加速控制信號的情況下，隨著加速控制量變大，光源驅動單元將像素時鐘的每像素脈沖數(shù)量減小更多，并且在控制單元產(chǎn)生減速控制信號的情況下，隨著減速控制量變大，光源驅動單元將像素時鐘的每像素脈沖數(shù)量增大更多。
12.根據(jù)權利要求10所述的光掃描設備，其中，光源驅動單元基于關于從根據(jù)加速控制信號開始加速控制起過去的時間的信息和關于從根據(jù)減速控制信號開始減速控制起過去的時間的信息之一并且基于電機的控制響應特性，確定像素時鐘的每像素脈沖數(shù)量。
13.根據(jù)權利要求8所述的光掃描設備，其中，光源驅動單元每次掃描校正像素時鐘的每像素脈沖數(shù)量。
14.一種圖像形成設備，包括圖像形成部分，被配置為在記錄介質(zhì)上形成圖像；和根據(jù)權利要求8所述的光掃描設備。
全文摘要
本公開涉及光掃描設備和圖像形成設備。所述光掃描設備包括光源，發(fā)射光束；光源驅動單元，根據(jù)圖像信號和像素時鐘接通和斷開光源；旋轉多面鏡，偏轉光束；電機，旋轉地驅動旋轉多面鏡旋轉；及控制單元，控制電機的旋轉速度，以產(chǎn)生用來加速旋轉速度的加速控制信號和用來減速旋轉速度的減速控制信號，其中，對于加速控制信號，驅動單元將像素時鐘的頻率校正成高于在加速控制之前的頻率，并且對于減速控制信號，驅動單元將像素時鐘的頻率校正成低于在減速控制之前的頻率。
文檔編號G03G15/00GK102375231SQ20111022317
公開日2012年3月14日 申請日期2011年8月5日 優(yōu)先權日2010年8月5日
發(fā)明者木山耕太 申請人:佳能株式會社