成象设备的制作方法

专利名称：成象设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种成象设备，具体地，涉及诸如复印机或激光打印机的成象设备，其中通过多条激光束扫描来形成一幅图象。
背景技术：
在诸如复印机和激光打印机这样的成象设备里，激光束扫描感光体或类似于感光体的东西以形成图象，当以高速度和高分辨率处理时，视频时钟和多边形镜面的旋转速度的加速处于一个困难的状态。因此，通过提高光源的数目来尝试获得加速和高分辨率。
其中使用多光束进行扫描且使诸如感光体的扫描体曝光的成象设备已经被申请了专利。关于扫描方法，已提出一种相邻扫描(adjacent scan)，其使用一个主扫描形成多条相邻扫描线，且已提出一种扫描方法使用隔行扫描实现高分辨率，该隔行扫描在一个主扫描中形成多个具有给定距离的扫描线。
图13为一分解透视图，示出相关技术的成象设备的结构。在如图13所示的成像设备中，有一种实现方式，其中通过采用易于形成阵列的半导体激光阵列21来使用多条光束进行光扫描。
在上述的成象设备中，增加了对光学系统的限制，这是因为由于扫描多条光束，图象持有体5(感光体)上的扫描宽度(扫描线间的光束X的数目)被加宽。因此，相邻扫描方法是最容易实现激光扫描的一种方法。
但是，当在一次主扫描中增加光束的数目并加宽副扫描方向的扫描宽度时，产生使用一次主扫描进行曝光的区域和使用两次主扫描进行曝光的区域。
图14为该相邻扫描方法的曝光曲线图，它表示在副扫描方向上的位置的曝光能量。
按照图14，有仅使用一次主扫描进行曝光的区域，和使用两次主扫描进行曝光的区域。具有不同曝光状态的区域的存在使感光体的特性产生了变化。具体地说，在两次主扫描进行曝光的区域内图象密度增加，产生了被观测为条纹的现象。
关于这一现象，众所周知，当使用卤化银胶片作为记录材料用于使用该多条光束进行的曝光时，密度的特征受到互易律、互易律失效(reciprocity law failure)和感光材料的多次曝光的影响，在两次扫描部分中，密度提高，在该部分，为多条光束组的激光束组的端部由于每次副扫描，在感光材料上重叠，并且出现图象条纹(例如，参见日本专利申请公开(JP-A)No.4-149522(日本专利号No.2685345)，JP-ANo.4-149523(日本专利号No.2628934)或者JP-A No.4-149524(日本专利号No.2685346)。
在电子照相设备等的感光体中，当采用激光或者是类似的光作为光源进行曝光时，据报导感光材料的充电特性/抗静电特性随曝光形式的不同而变化，这是由互易律失效引起的。例如在高速扫描和曝光中，比光透镜曝光需要更大强度的能量发射。
对于这个问题，在JP-A No.5-42716中，使用一方法有效地提高了感光体的敏感度，在该方法中，两次曝光以使用一定的时移扫描该两光束的方式形成一条扫描线(以下称为“两次曝光”)。
对于这个现象，在JP-A No.4-149523中，通过加宽第N次扫描和第N+1次扫描的间隔(即接点间隔)来消除图象条纹，这种间隔要比其他扫描间隔要大，如JP-A No.4-149523中的图5所示。在JP-A No.4-149522(日本专利号No.2685345)中，该图象条纹以此种方式消除，即将该m条光束中完成第N次主扫描的至少第m条光束和完成第N+1次主扫描的第一条光束的其中一条的光强度设定为不同于其他光束的光强度以进行扫描和曝光。
在JP-A No.4-149524(日本专利No.2685346)中，当该m条光束中完成第N次主扫描的第m条光束的曝光和完成第N+1次主扫描的光束中的第一条光束的曝光重叠时，该第m条光束和第一条光束中的至少一条的光强度发生变化，当该m条光束中完成第N次主扫描的第m条光束和该光束中完成第N+1次主扫描的第一条光束的其中一条被用于曝光而另一条没有用于曝光时，用于曝光的光束的光强度被保持。因此防止了因光束的光强度的变化而导致的二次故障。
以下将通过图14对一次曝光区域和两次曝光区域进行描述。图14中的水平轴表示感光体的移动方向，垂直轴表示由扫描曝光所给定的曝光能量。虚线轮廓表示当使用密度为2400dpi的扫描线且使用具有50微米斑直径的36个光束(第N次扫描)进行批量扫描(相邻扫描)时的曝光能量分布。点线表示由第N+1次扫描引起的曝光能量分布，36条2400dpi的扫描线可以由虚线切换到点线(感光体的移动)。
每次扫描的曝光能量分布基本上为一个梯形。分布为水平的区域为一次曝光区域，这里在每次扫描中使用整个曝光能量(一次曝光)。虚线区域与点线区域的重叠区域是两次曝光区域，这里在两次扫描中应用该全部能量。两次曝光区域对应于在上述JP-A No.4-149523(日本专利No.2628934)中图5的斜线部分。
在JP-A No.4-149523的图5中，点线的曝光能量分布和虚线的曝光能量分布在一次曝光区域和两次曝光区域中基本上是相同的(恒定的)。但是经确认，实际的图象密度在两次曝光区域内要比一次曝光区域内大。
上述现象的规律说明一次曝光的重新结合概率要比两次扫描的大，在重新结合概率中，感光体的曝光产生的正负电被重新结合来消除电荷。例如一次曝光产生的电荷密度要比两次扫描的大，并且最后被表面电压释放的电量在两次扫描中要比在一次曝光中大。
以下原则被认为是由上述现象产生的原则，即在一次曝光中的重新组合概率高于两次扫描中的重新组合概率，即所产生的电荷密度在一次曝光中比两次扫描中的高，在重新组合中，由感光体的曝光产生的正负电荷(电子/空穴对)被重新组合以消除电荷，且最后使表面电势放电的电荷量在两次扫描中比在一次扫描中的高。
从定性方面来讲，这对应于JP-A No.5-42716中的描述，即两次曝光有效地提高了该感光体的敏感性。
在JP-A No.4-149522(日本专利号2685345)中进行了以下描述以这样一种方式消除图象条纹，即将在m条光束中完成第N次主扫描的第m条光线和在光束中完成第N+1次主扫描的第一条光线中的至少一条的光强度设定为于不同于其它光束的光强度，以进行扫描和曝光。按照这个方法，在图象中仅有在第N次的该第m条光束和在第N+1次的第一条光束的其中一条的情况下，因为互易律失效没有产生，所以对应于光强度的减少产生图象密度降低的问题。因此在JP-A No.4-149524(日本专利No.2685346)中，通过根据图象信号改变光强度以便减少或不减少光束的光强度来解决这个问题。
但是在具有引起这一问题的多束扫描的曝光装置中，难以实现在参考用于高速和高分辨率记录的图像数据的过程中，以高速改变发光强度的模拟电路。而且还需要附加地判断在每个像素上是否需要改变光强度的图象存储和处理电路。更进一步，还有一个问题是还需要一快速光强度调节电路，以便根据打印图象改变每个像素上的激光的光强度；再一个问题是需要极大地改变激光输出，并且激光输出的可变范围要大，以便通过调节接合处的一个激光(第一或第m个激光)或两个激光(第一和第m个激光)的光强度来降低图像条纹。
在JP-A No.4-149523(日本专利No.2628934)中，通过改变检流计镜的速度来改变接合点的间隔，但是，按照这种方法有一个问题就是图象在副扫描方向上被缩小或者扩大。
另一方面，在JP-A No.5-42716中，进行使用两次曝光形成扫描线的两次曝光，目的是为了弥补激光曝光中的感光体的敏感性的降低。但是在JP-A No.5-42716中所描述的成象设备中，该设备的目的是为了解决单元光强度的不足，并且还有一个问题就是当光束的数目提高时在图象交界处产生了密度不均匀。
因为两次扫描区域的密度较高，所以该两次扫描部分被认为是图象条纹，在该现象中，条纹产生的周期就成了一个问题。
图15显示了肉眼的视觉传递函数(VTF)。已知图15的VTF用于表示肉眼的图象分辨率，这在Roger P Dooley和Rodney Shaw的《NoisePerception in Electrophotography》(Journal of AppliedPhotographic Engineering，Volume 5，Number 4，Fall 1979，p190-196)一文中进行了描述。
在JP-A No.8-292384提到，根据肉眼的VTF，肉眼很难识别空间频率高于4lp(线耦)/mm的图象。
在相关技术的使用多元素的曝光中，激光器单元的数量最多是几个单元，并且对空间频率的关注不是必需的。例如，当光束的数目是2而分辨率是600dpi时，在进行相邻扫描时，产生条纹的周期相应于300dpi，就空间频率而言大约是11.8lp/mm，该值不在可视范围内。
在隔行扫描曝光的情况下，由于由不同的主扫描形成相邻扫描线，因此对于每条扫描线来说形成条件基本一致。因此认为没有条纹产生。但是即使是在产生条纹的情况下，条纹产生周期相当于600dpi，空间频率是23.61lp/mm，所以，该条纹是不可视的。
更严格的讲，在影响某一扫描线的相邻扫描线时，有该相邻扫描线预先形成的情况，以及该相邻扫描线随后形成用于主题扫描线的情况。考虑到这一点，即使产生条纹的密度不同，条纹产生的周期相应于300dpi，就空间频率而言大约是11.8lp/mm，并且与相邻扫描类似，该条纹是不可见的。
但是当具有2400dpi扫描密度的扫描线是由例如，36条光束成批扫描(相邻扫描)时，第N次扫描和第N+1次扫描的扫描空间是0.381mm，就空间频率而言大约是2.6lp/mm。这个值在可视度高的范围内，并且扫描空间被观察为沿主扫描方向扩展的条纹，从而该两次扫描部分的图象条纹可以为肉眼所识别。

发明内容
鉴于以上所述，本发明的一个目的就是提供一种成象设备，其中多条光束进行扫描，以便能够形成其图象条纹无法被肉眼所识别的高质量的图象。
为此目的，本发明提供一种成象设备，其包括在副扫描方向上具有m个发光单元的激光阵列，数据移动单元，用于在副扫描方向上输出m行图象数据用于一个主扫描周期，接着读取为下一输出主题的图象数据，这些图像数据被沿副扫描方向移动了n(为m的除数)行，并且重复以上操作，驱动单元，用于基于从所述数据移动单元输出的图像数据，驱动所述激光阵列的每个发光单元发光，扫描单元，对于所述一个主扫描周期，用于使从所述激光阵列发出的光束沿主扫描方向扫描，随后将用于下一个主扫描周期的扫描起始位置沿副扫描方向移动所述的n行，并重复上述操作。
因为在每一行上完成(m/n)次曝光，所以在一次主扫描中激光的光强度可能被极大的降低，并且产生于扫描交界处的密度变化也可降低。更进一步的说，因为对每一行进行多次曝光，且在每一主扫描周期内沿副扫描方向上的移动量降低，所以在图象中条纹产生的周期变成n倍，这使得空间频率得到提高。因此，条纹的可视性降低了。并且由于不针对激光阵列的特定元素进行判断和控制，因此可防止光强度控制电路的复杂性。
在一个实施例中，本发明提供的成象设备进一步包括一个操作模式设置单元，其用于根据操作模式设置所述数据移动单元和所述扫描单元的所述n行的值。
由于根据操作模式设置了n行的值，因此可改变每行的曝光次数，且可提高成象的自由度。当m＝n时，可进行相邻扫描。
例如，作为操作模式，有形成单色图象的单色模式，和形成彩色图象的彩色模式。在这种情况下，彩色模式中n行的值应被设为比单色模式的小。结果，在彩色模式中每行的曝光次数比单色模式中的多，所以可以得到高质量的图象。另一方面，在单色模式中，每行的曝光次数比彩色模式中的少，所以能够提高图象形成速度。
在另一个实施例中，本发明提供了一种成象设备，包括在副扫描方向上具有2m个发光单元的激光阵列，输出2m行图象数据的数据排列单元，其中对于每一个主扫描周期，沿副扫描方向排列有m行图象数据和m行伪数据，使得对于每个主扫描周期，沿所述激光阵列的副扫描方向的奇数发光单元的光照和偶数发光单元的光照被切换，驱动单元，用于基于从所述数据移动单元输出的图象数据，驱动所述激光阵列的每个发光单元发光；扫描单元，对于所述一个主扫描周期，用于使从所述激光阵列发出的光束沿主扫描方向扫描，随后将用于下一个主扫描周期的扫描起始位置沿该副扫描方向移动所述的m行，并且重复以上操作。
每条扫描线的曝光条件的实际均匀度可以这样的方式抑制图象条纹的产生，即在每次扫描中改变发射单元以进行隔行扫描。此外，由于在进行相邻扫描的情况下没有必要改变光学系统，因此对光学设计来说自由度没有减少。
在进一步的实施例中，本发明提供了一种成象设备，其进一步包括用于设定第一或第二操作模式设置的操作模式设置单元，其中，当设置为第一操作模式时，所述数据排列单元输出2m行的图象数据，其中，对于每一主扫描周期，m行图象数据和m行伪数据被沿副扫描方向排列，使得对于每一主扫描周期，沿所述激光阵列的副扫描方向的奇数发光单元的光照和偶数发光单元的光照被切换；当设置为第二操作模式时，所述数据排列单元输出2m行图象数据用于每一主扫描周期；并且当设置为第一操作模式时，对于所述的一次主扫描周期，所述扫描单元使从所述激光阵列发出的光束沿主扫描方向扫描，随后将用于下一个主扫描周期的扫描开始位置沿副扫描方向移动所述的m行，并且重复该操作；又当设置为第二操作模式时，对于所述的一个主扫描周期，所述扫描单元使从所述激光阵列发出的光束沿主扫描方向扫描，随后将用于下一个主扫描周期的扫描起始位置沿副扫描方向移动所述的2m行，并且重复该操作。
由于在第一操作模式的情况下进行的是隔行扫描，而第二操作模式的情况下进行的是相邻扫描，所以成像的自由度能够被提高。
在更进一步的实施例中，本发明提供了一种成象设备，包括进行第一和第二操作模式设置的操作模式设置单元，沿副扫描方向具有2m个发光单元的激光阵列，数据输出单元，当设置为第一设置模式时，对于一主扫描周期，其沿副扫描方向输出2m行图像数据，随后将为下一输出主题的图象数据沿副扫描方向移动n(其为2m的除数)行，并重复以上操作，且当设置为第二设置模式时，对于每一主扫描周期，输出2m行图象数据，其中，m行图象数据和m行伪数据沿副扫描方向排列，使得对于每一主扫描周期，沿所述激光阵列中的副扫描方向的奇数发光单元的光照和偶数发光单元的光照被切换；驱动单元，用于基于从所述的数据输出单元输出的图像数据，驱动所述激光阵列的每个发光单元发光；和扫描单元，当设置为第一操作模式时，对于所述一个主扫描周期，用于使从所述激光阵列发出的光束沿主扫描方向扫描；随后使下一个主扫描周期的扫描起始位置沿副扫描方向移动所述的n行，并且重复该操作，且当设置为第二操作模式时，对于所述一个主扫描周期，用于使从所述激光阵列发出的光束沿主扫描方向扫描，随后使下一个主扫描周期的扫描起始位置沿副扫描方向移动所述的m行，重复该操作。
在第一操作模式的情况下每一行进行多次扫描，在第二操作模式的情况下进行隔行扫描，因此可以提高成像的自由度。


图1示出按照第一实施例的利用电子摄像处理的彩色图像形成设备的结构；图2是一个分解透视图，示出了曝光装置的结构；图3是一个平面图，描述了一个垂直空腔表面发射激光阵列的例子，其中发光单元是两维排列的；图4为示出图象处理单元的结构的框图；图5为示出一行缓冲器/定时控制器的结构的框图；图6是页同步信号PS、扫描数，存取数据(Data_0)、SOS信号、2m行数据(Data_1)的时序图；图7示出在垂直空腔表面发射激光阵列的激光器单元的数目为8时的扫描线；图8是一个曝光轮廓图，描述了副扫描方向上的某一位置的曝光能量；图9示出m和n的结合，其中可进行隔行扫描，m代表光束的数目，n代表隔行扫描周期；图10示出由具有4个激光器单元的垂直空腔表面发射激光阵列实现的隔行扫描的扫描行；图11是一方块图，示出按照第二实施例的图象处理单元40A的结构；图12示出垂直空腔的表面发射激光阵列的激光器单元数目为8时的扫描线；图13是一分解透视图，示出相关技术的成象设备的结构；图14所示为表明副扫描方向的位置的曝光能量的一种相邻扫描方法的曝光轮廓图；图15所示为人眼的VTF；图16是一方块图，描述了按照第三实施例的一图象处理单元和电机控制单元的结构；图17是一方块图，描述了按照第三实施例的一图象处理单元和电机控制单元的结构；图18是一方块图，描述了按照第三实施例的一图象处理单元和电机控制单元的结构。
具体实施例方式
以下将结合附图详细描述本发明的较佳实施例。
(第一实施例)图1示出按照第一实施例的利用了电子摄像处理的彩色图像形成设备的结构。
根据该实施例的彩色图像形成设备包括沿箭头方向旋转的感光体1，对该感光体1的表面进行充电的充电装置2，使感光体1的表面曝光的曝光装置3，使用调色剂进行显影的显影装置4，完成调色剂图像一级传送的一级传送装置5，中间传送带6，通过一级传送装置5将该调色剂图象传送至该中间传送带6，二级传送装置7，其将该中间传送带6的调色剂图象传送至纸张，存储纸张的纸盒8，沿一给定方向输送纸张的纸张输送滚轴9，熔化并固定该调色剂图象的固定装置10，除去残留的调色剂的清理装置11，以及基于图像数据产生用于驱动垂直空腔表面发射激光阵列12的数据的图象处理单元40，激光阵列12将在以后进行说明。
充电装置2对感光体1的表面进行充电。在被充电的感光体1的表面，曝光装置3有选择地对图象部分或背景部分进行曝光以产生静电潜象。显影装置4使用调色剂使该静电潜象可视化以形成调色剂图象。一级传送装置5将在该感光体1上形成的调色剂图象传送至中间传送带6上。
二级传送装置7将中间传输带6上的调色剂图像传送到纸张上，该纸张由纸张输送滚轴9等类似装置从纸盒8输送。固定设备10熔化并固定传送到该纸张上的调色剂图象。在一级传送以后，清理装置11从感光体1的表面上回收残留的调色剂。
彩色图像形成设备以这样一种方式形成以一种方式形成全色图象，即对于Y(黄色)、M(洋红色)、C(青色)、K(黑色)中的每一个反复进行充电/曝光/显影/一级传送。在这一点上，在每个循环内通过90度的旋转，显影装置4改变调色剂的颜色来显影。
四种颜色的调色剂图象重叠于中间传输带6上。因此纸张输送滚轴9不会把纸张输送给二级传送装置7，直到完成这四种颜色的成象。当二级传送装置7与中间传送带6邻接时，在不输送纸张的情况下，该二级传送装置7被缩进以便不触及该中间传送带6。
图2是一个分解透视图，示出了曝光装置3的结构。曝光装置3包括发出多条光束的垂直空腔表面发射激光阵列12和使该多条光束沿主扫描方向扫描的旋转的多边形镜19。
该垂直空腔表面发射激光阵列12产生多条光束。在图2中，为了简明起见只显示两条光束。该垂直空腔表面发射激光阵列12易于形成阵列，且能产生几十条光束。这些光束的阵列不只限于一个柱状物，并且也可以是二维排列。在该实施例中，假设该垂直空腔表面发射激光阵列12是二维排列的且激光器单元的个数是2m。
图3是一个平面图，描述了垂直空腔表面发射激光阵列12的一个例子，其中发光单元是二维排列的。
一个准直透镜13使从垂直空腔表面发射激光阵列12发出的光束基本平行。单向透视玻璃14分离部分光束并通过透镜15将其导向至一检测器，用于检测光强度16。与边缘发射的激光器不同，在该垂直空腔表面发射激光阵列12中，光束不能从谐振器的背部发射出来。因此如上所述，为获得用于控制光强度的监视信号，经分离后，将从垂直空腔表面发射激光阵列12发出的部分光束导向至检测器，用于检测光强度16。
孔17使通过单向透视玻璃14的光束成形。为了平均地成形该多条光束，要求将孔17安排在准直透镜13的焦点位置附近。
通过孔17成形的光束在旋转的多边形镜19的反射面附近沿主扫描方向上形成长的线形图，同时圆柱镜头18仅在副扫描方向上有能量。然后，由反射镜20使光束沿着旋转的多边形镜19的方向反射。
由一未示出的电机使该旋转的多边形镜19旋转，且沿主扫描方向偏转反射该光束。通过旋转的多边形镜19偏转反射的光束沿主扫描方向在感光体1上形成图象，且同时F-θ透镜21和22仅在主扫描方向上具有能量，且光束形成在感光体1上以一个基本恒定的速度移动的图像。通过F-θ透镜21和22的光束在感光体1上形成图象，且圆柱形透镜24和25仅在副扫描方向上具有能量。
因为要求在旋转多边形镜19的每个反射面上的扫描起始同步，曝光装置3具有一拾取镜26，用于在扫描开始之前反射光束，和一光强度检测器，用于检测由该拾取镜26反射的光束。
后述的2m通道LD驱动器30基于输入的图象数据驱动该垂直空腔表面发射激光阵列12，并且使用一未示出的激光驱动控制部分控制每条激光的光强度，以视其达到一给定的量。
图4是一个方块图，描述了图象处理单元40的结构。
图象处理单元40包括输出m行图像数据的图象控制器100，输出2m行位图数据的行缓冲器/定时控制器110，调节该2m通道的数据的定时的2m通道定时调节电路120，以及产生页同步信号PS的M/C控制器130。
M/C控制器130产生指示成像开始的页同步信号。当行缓冲器/定时控制器110检测到该页同步信号时，该行缓冲器/定时控制器110将对应于该检测到的页同步信号的页同步信号PS和对应于曝光装置3提供的同步信号(SOS)的行同步信号LS提供给图象控制器100。该图象控制器响应于该页同步信号PS和行同步信号LS以输出m行图象数据。
行缓冲器/定时控制器110有m行行缓冲器，并输出移动m行的2m行数据。
例如在第N次扫描中，在行缓冲器中前一半的m行数据被第(N-1)次扫描的数据更新，后一半的m行数据被由图象控制器100提供的数据更新。在第(N+1)次扫描中，在行缓冲器中前一半的m行数据被第N次扫描的数据更新，后一半的m行数据被第(N+1)次扫描的数据更新。
图5是一个行缓冲器/定时控制器110的详细结构的方块图。
行缓冲器/定时控制器110包括m行位图接口111，m行X像素FIFO存储器112，第一m-位数据锁存器113以及第二m-位数据锁存器114。
当图象控制器100提供图象数据时，该m行位图接口111提供m行位图数据到m行X像素FIFO存储器112和第二m-位数据锁存器114。同时，该m行X像素FIFO存储器112向第一m-位数据锁存器113输出已写入先前主扫描中的数据。
同步P时钟、第一m-位数据锁存器113、第二m-位数据锁存器114以及输出的每个数据。从第一m-位数据锁存器113和第二m-位数据锁存器114输出的数据被组合成2m行X像素数据提供到输入到2m通道定时调节电路120。
图6是页同步信号PS、扫描数，存取数据(Data_0)、SOS信号、2m行数据(Data_1)的时序图。
m行X像素FIFO存储器112在收到页同步信号PS时复位以开始成像，且当页同步信号PS激活时开始数据传输。
图象控制器100按行同步信号LS0的时序输出从1到m行的图象数据，并且将该相同的位图数据提供给m行位图接口111。当该m行位图接口111将从1到m行的位图数据写到m行X像素FIFO存储器112中时，m行位图接口111将其提供给第二m-位数据锁存器114。同时，该m行X像素FIFO存储器112输出该m行数据至第一m-位数据锁存器113。
第一m-位数据锁存器113和第二m-位数据锁存器114的输出被组合以作为2m行位图数据输出。
在行同步信号LS0的时序上，在该m行X像素FIFO存储器112中不存在数据。因此，该第二m-位数据锁存器114仅输出对应于1到m行的数据。
在下一个行同步信号LS1的时序上，图象控制器100将从(m+1)到2m行的图象数据提供给该m行位图接口111。当该m行位图接口111将(m+1)行到2m行的位图数据写入该m行X像素FIFO存储器112中时，该m行位图接口111将该相同的位图数据提供给第二m-位数据锁存器114。同时，该m行X像素FIFO存储器112将该m行数据输出到第一m-位数据锁存器113。
这就允许在行同步信号LS1的时序上从行缓冲器/定时控制器110输出从1行到2m行的位图数据。
按照上述的结构，行缓冲器/定时控制器110控制2m行数据的后一半使得该2m行数据的后一半总是对应于一条新的扫描线。也就是说，该行缓冲器/定时控制器110输出连续的2m行数据(对于第一次扫描是m行数据)，同时该行缓冲器/定时控制器110对于每个行同步信号LS移动m行数据。具体地说，对于每个主扫描周期，通过输出1到2m行的数据、m+1到3m行的数据、2(m+1)到4m行的数据…，使用相同的数据实现重写。
考虑到垂直空腔表面发射激光阵列12的每个发光点在副扫描方向上不是被排列成一行的，如图4所示的2m个通道定时调节电路120对在每条扫描线的主扫描方向上输出的数据的时序进行调节，并且将其中已调节时序的位图数据提供给曝光装置3中的2m-通道LD驱动器30。
在拥有上述结构的彩色图像形成设备中，假设在感光体1上扫描线之间的距离为q，主扫描由第N次扫描的2m行光束进行，同时该垂直空腔表面发射激光阵列12具有二维排列的2m个激光器单元。假定在副扫描方向上的移动量为P＝m*q，则下2m行光束的主扫描在下第(N+1)次扫描中完成。在这一点上，在以第N次和第(N+1)次扫描被两次曝光的区域中，向相同的扫描线提供相同的数据。
图7示出在垂直空腔表面发射激光阵列12的激光器单元数目为8的情况下的扫描线。
在第N次、第(N+1)次以及第(N+2)次扫描的每次扫描中，均同时形成八行。在这一点上，每个主扫描结束后，沿副扫描方向移动四行，进行下一扫描。因此，以每四行的周期出现被重叠以在扫描间曝光的区域。
图8是一个曝光曲线，描述了沿副扫描方向位置的曝光能量。
在第(N+1)次扫描中，当相对于第N次扫描移动一个扫描宽度(四行)的一半时进行曝光。同样地在第(N+2)次扫描中，当相对于前一次扫描移动一个扫描宽度的一半时进行曝光。因此，总的来说，每条扫描线被扫描两次(两次曝光)。
进一步，如图8所示，在第N次和第(N+2)次扫描之间、第(N+1)次和第(N+3)次扫描之间、第(N+2)次和第(N+4)次扫描之间…，产生了其中在扫描之间曝光相邻重叠的区域，在其中扫描之间的曝光相邻重叠的区域，在第N+1次、N+2次、N+3次…扫描中进一步进行曝光，结果，在扫描线相邻重叠的区域进行三重扫描，尽管总体上，每行进行两次扫描(双扫描)。
由于每以扫描线由两次曝光形成，每次扫描的光束的光强度仅使用一半。在第(N+1)和(N+2)次扫描的重叠曝光区域产生的电荷量也被减少到约相对一半的程度。所以，可降低图象密度的变化。进一步，因为每次扫描之间沿副扫描方向上的移动量也成为一半，而且在扫描之间产生重叠曝光区域的时间也成为一半。
例如，在扫描密度是2400dpi且激光器单元的数目是36的情况下，浓度的变化集中发生在一18扫描线单元。密度变化的空间频率成为约5.2lp/mm，是2.6lp/mm的两倍。考虑图15中所示的VTF，可见度降低至大约2.6lp/mm的15％。也就是说，图象条纹是看不见的，从而可以得到高质量的图象。
正如以上所述，在彩色图像形成设备中，由于进行两次曝光而出现在图象上的条纹浓度的变化得到了降低，且产生条纹的空间频率得到提高，从而可降低出现在图象上的条纹的可视性，因而可获得高质量的图象。因此，也可以在不使用调节机构或在例如JP-A No.4-149523或4-149522中描述的电路的情况下实现该设备的小型化。
尽管，描述的情况是扫描密度为2400dpi，激光器单元的数目是36，本发明并不限于这种情况。
例如，对于扫描密度是1200dpi和激光器单元的数目是36的情况，在进行两次曝光时，浓度变化的空间频率变成2.6lp/mm。因为两次曝光减少了产生于扫描接缝处的浓度变化，所以条纹的可见度也就降低了。
在应进一步改进浓度变化的情况下，每一主扫描沿副扫描方向上的移位可以设置成为扫描宽度的四分之一且相同的扫描线可以通过四次曝光形成。这就使密度变化的空间频率为大约5.2lp/mm(＞4lp/mm)。而且，在扫描接缝中产生的浓度变化可以进一步减少，可视性也可进一步降低。
由此，每一主扫描沿副扫描方向的移位(移动的行数)没有特殊的限制。然而，当垂直空腔表面发射激光阵列12的发光单元的数目为2m时，要求被移动的行数是2m的除数，以便使每条扫描线的曝光次数均匀。当图象质量具有高的优先级时，可从2m的除数中选用较小的值作为待被移动的行数，当成象速度具有高的优先级时可从2m的除数中选用较大的值作为待被移动的行数。
(第二实施例)以下将描述本发明的第二实施例。与第一实施例相同的部分使用相同的编号，且省去重复的说明。
根据本实施例的彩色图像形成设备以几乎与第一实施例相同的方式形成，其使用隔行扫描作为激光扫描方法。
图9示出当波束数被设定为m，隔行周期被设定为n时m和n的组合，在m和n的组合下可进行隔行扫描。根据图9，为进行隔行扫描，要求m和n彼此为自然质数(见JP-A No.5-53068)。
图10示出在垂直空腔表面发射激光器阵列的激光器单元数为4的情况下已进行隔行扫描时的扫描线。
根据图9和10，在垂直空腔表面发射激光器阵列的激光器单元数为4的情况下，隔行周期n必须不小于3(3，5，7，9…)。在此情况下，由于沿副扫描方向的光学放大率必须不小于相邻扫描情况下沿副扫描方向的光学放大率，有一个问题就是象差等提高且在光学设计中产生很大的限制。
由此，根据本实施例的彩色图像形成设备被形成为使得不仅彩色图像形成设备不受到隔行扫描的条件的限制，而且光学设计的自由度也不会丢失。
根据该实施例的彩色图象形成设备采用具有图11所示结构的图象处理单元40A，而不是具有图4中所示的结构的图象处理单元40。
图11为示出根据第二实施例的图象处理单元40A的结构的框图。
该图象处理单元40A包括图象控制器100、行缓冲器/定时控制器110B和M/C控制器130。
图象控制器100将应形成的对应于该扫描线的m行图象数据提供给行缓冲器/定时控制器110B。
该行缓冲器/定时控制器110B包括一数据多路复用器115。该数据多路复用器115综合该m行图象数据和对应于未被打开的激光器单元的m行伪数据(该数据为0)。在这一点，数据多路复用器115控制该m行图象数据和m行伪数据的排列，适当的分类每个数据，且在每一个主扫描中输出该2m行数据。
该行缓冲器/定时控制器110B在每个主扫描周期将该2m行数据提供给曝光装置3中的2m-通道LD驱动器30，所述2m行数据包括m行图象数据和对应于未被打开的激光器单元的m行伪数据。
结果，该2m-通道LD驱动器30打开该垂直空腔表面发光激光阵列12的该m个发光单元，而关闭另外m个发光单元，且在每一个主扫描周期内改变该被打开/关闭的发光单元。
图12示出垂直空腔表面发光激光器阵列的激光器单元的个数为8个单元的情况下的扫描线。
在第一次扫描中，使用单元号为1、3、5或7的光束进行扫描，然后，在第两次扫描中，使用单元号为2、4、6和8的光束从光束沿副扫描方向偏移4行的位置开始进行扫描。
然后，在奇数扫描中，使用单元号为奇数的光束进行扫描，在偶数扫描中，使用单元号为偶数的光束进行扫描。因此，可实现两行隔行扫描的曝光。在此情况下，当在第一次扫描中图象数据从单元号5开始时，可形成没有空隙的图象。
在两行隔行扫描的曝光中，每一扫描行不仅受到相邻扫描行的曝光的影响而且还受到多次曝光的影响。
例如，在与第一实施例相同的条件下，即分辨率为2400dpi，激光器单元数为36的条件下，相邻扫描行影响每一个扫描行。因此，对应于2400dpi，产生条纹的空间频率大约为94.51lp/mm，从而该条纹的可视度。
某些扫描行受到两次曝光的影响，而另外一些受到三次曝光的影响。然而，它们的重复周期与具有18-扫描-行周期的两次曝光相同，空间频率大约为5.2lp/mm，从而可见度很低。
在彩色图像形成设备中，假定在感光体1上各扫描行之间的距离为q，当将从1-2m的号码分配给从扫描的上游至扫描的下游的每个单元时，则通过使用来自第N(奇数)次扫描的奇数单元的光束进行m-行光束的主扫描形成扫描行。假定沿副扫描方向上的运动量为P＝mq，则通过使用来自第N+1(偶数)次扫描的偶数单元的光束由该行m-行光束的主扫描完成该两行隔行扫描的曝光。
如上所述，根据该实施例的彩色图像形成设备具有2m个激光器单元，该隔行扫描以这样的方式进行，即通过使用不同的单元完成第N次扫描和第N+1次扫描，使得每个扫描行的曝光条件基本上一致且可抑制图象条纹的产生。此外，该彩色图像形成设备不受隔行扫描条件的限制且光学设计的自由度不会丢失。
在该彩色图像形成设备中，必须将光强度设定为大约两次曝光的两倍，因为每一扫描行通过不同于两次曝光的一次曝光形成。在每一主扫描中改变打开的单元，每一发光单元的光照时间可被降低至两次曝光的一半以抑制发光单元的负荷。
以与两次曝光情况相同的方式，由于不必调整每一发光单元，因此，不需要用于调节出现在该图象上的条纹的可调节机构和电路。
(第三实施例)以下将描述本发明的第三实施例。
彩色图像形成设备可输出彩色图象和单色(B/W)图象，且具有多种图象质量模式。关于图象质量模式，例如，有其中要求高质量图象而不要求速度的彩色模式，和其中要求生产率(高速)而不是图象质量的单色模式，等等。
尽管，采用第一实施例所示的双扫描方法的成象设备和采用第二实施例所示的隔行扫描方法的成象设备均可形成高质量的图象，由于在副扫描方向上的偏移为相邻扫描的一半，因此双扫描方法和间隔扫描方法就生产率而言不及相邻扫描方法。
因此，根据第三实施例的成象设备进行图象控制和电机控制以便能够应付相邻扫描方法和双扫描方法。图16示出根据该实施例的图象处理单元40C和电机控制单元50。在该例中，根据由模式选择开关107选择的图象质量模式和/或彩色模式/单色模式选择相邻扫描方法或双扫描方法。
电机控制单元109控制用于使感光体1旋转的驱动电机(未示出)，使得沿副扫描方向的移动量适于对应于由模式选择开关107选择的图象质量模式等的扫描方法。而且，当选择双扫描方法时，该电机控制单元109根据由输入装置105输入的移动量n控制用于使感光体1旋转的驱动电机。
当选择相邻扫描方法时，一图象控制器100A输出该2m行图象数据至行缓冲器/定时控制器110。另一方面，当选择双扫描方法时，图象控制器100A根据由输入装置105输入的移动量将该n行数据输出至行缓冲器/定时控制器110。
当选择相邻扫描方法时，该行缓冲/定时控制器110输出2m行图象数据至2m-通道定时调节电路120。另一方面，当选择双扫描方法时，该行缓冲器/定时控制器110如第一实施例中所述进行操作。
通过采用上述结构，在根据本实施例的成象设备中，当选择彩色模式时，可通过选择双扫描形成高质量的图象。当选择单色模式时，可通过选择该相邻扫描使成象速度加倍来改进生产率。具体的，在单色模式，可在不提高图象数据的时钟频率的情况下使该成象速度加倍，使得该成象设备能够应付该相邻扫描的成象速度。
尽管在单色模式中会产生图象条纹，但这没有问题因为对图象质量的要求很低。如在JP-A No.4-149522中所述，可通过校正被置于每个激光束组的端部的单元的光强度来进行使该条纹看起来难以察觉的控制。
可根据所选择的图象质量模式来切换双扫描方法和相邻扫描方法。在这一点，可在要求高质量图象的模式下选择双扫描，在不要求图象质量的模式(高速模式)下选择相邻扫描以便以高速形成图象。
此外，该成象设备可具有第二实施例中的相邻扫描方法和隔行扫描方法，且使用彩色模式/单色模式或图象质量模式来改变曝光形式。图17示出在该例中的图象处理单元40D和电机控制单元50。根据由模式选择开关107选择的图象质量模式，彩色模式/单色模式等进行相邻扫描或隔行扫描。
电机控制单元109控制用于使感光体1旋转的驱动电机，使得副扫描方向的移动量适合于与图象质量模式和/或彩色模式/单色模式对应的扫描方法，所述模式由模式选择开关107选择。
当选择相邻扫描法时，图象控制器100B将该2m行图象数据输出给行缓冲器/定时控制器110B。另一方面，当选择隔行扫描方法时，该图象控制器100B将该m行数据输出至行缓冲器/定时控制器110B。
当选择相邻扫描法时，该行缓冲器/定时控制器110B输出该2m行图象数据至2m通道定时调节电路120。另一方面，当选择隔行扫描方法时，该行缓冲器/定时控制器110B如第二实施例中所述进行操作。
此外，该成象设备可具有第一实施例中所示的双扫描方法和第二实施例中所示的隔行扫描方法作为曝光形式。在此情况下，即使在这两种方法中成象速度相同，因为曝光形式不同，因此图象质量略有不同且在它们之间例如浓淡度的若干特征也不同。因此，可通过选择所期望的图象质量模式确定所期望的图象质量或浓淡度。
图18示出根据该实施例的图象处理单元40E和电机控制单元50。在该例中，根据由模式选择开关107选择的图象质量模式等选择相邻扫描或隔行扫描。
电机控制单元109控制用于使感光体1旋转的驱动电机，使得副扫描方向的移动量适合于对应于由模式选择开关107选择的图象质量模式等的扫描方法。而且，当选择双扫描方法时，该电机控制单元109根据由输入装置105输入的移动量n控制用于使感光体1旋转的驱动电机。当选择双扫描方法时，图象控制器100C根据输入装置105输入的移动量n将该n行图象数据输出至行缓冲器/定时控制器110A。另一方面，当选择隔行扫描方法时，该图象控制器100C根据输入装置105输入的移动量n将该n行数据输出至该行缓冲器/定时控制器110B。
在第三实施例，尽管所示的例子以这样一种方式选择该扫描方法，即模式选择开关107手动地选择模式，例如图象质量模式、彩色模式/单色模式等等，但本发明不限于该例，扫描方法可以是根据图象质量、颜色设定等等自动选择，其在将图象输入图象处理单元40的阶段设定。尽管所示的例子是由输入装置105输入移动量n，本发明并不限于该例，且可根据图象质量、颜色设定等等自动调节移动量n。
如上所述，根据本发明，每一扫描行进行多次扫描可降低在每一扫描行产生的每一光束的光强度和浓度的改变。
此外，根据本发明，当使用多条光束扫描感光体时，可降低图象条纹的可视度，且可通过提高图象条纹的空间频率获得高质量的图象，所述图象条纹由于激光扫描和感光体的互易律失效产生的。
权利要求
1.一种成象设备，包括沿副扫描方向具有m个发光单元的激光阵列；数据移动单元，用于对于一个主扫描周期，沿副扫描方向输出m行图象数据，接着读取为下一个输出的主题的图象数据，该图象数据被沿着副扫描方向移动了n行，n为m的除数，并且重复该操作；驱动单元，用于根据从所述数据移动单元输出的图象数据，驱动所述激光阵列的每个发光单元以使其发出光束；和扫描单元，对于所述一个主扫描周期，用于使从所述激光阵列发出的光束沿一主扫描方向扫描，接着将下一个主扫描周期的扫描起始位置沿该副扫描方向移动所述n行，并重复以上操作。
2.根据权利要求1的成象设备，进一步包括一操作模式设定单元，用于根据操作模式设定用于所述数据移动单元和所述扫描单元的所述n行的值。
3.根据权利要求2的成象设备，其中所述操作模式为单色模式或彩色模式。
4.根据权利要求2的成象设备，其中所述操作模式为图象质量模式。
5.根据权利要求1的成象设备，进一步包括用于设定第一或第二操作模式的操作模式设定单元，其中当设定第一操作模式时，对于一个主扫描周期，所述数据移动单元沿副扫描方向输出m行图象数据，接着读取为下一输出的主题的图象数据，该图象数据被沿着副扫描方向移动了n行，n为m的除数，并且重复以上操作，当设定第二操作模式时，所述数据移动单元输出2m行图象数据用于每一个主扫描周期；且当设定第一操作模式时，对于所述的一个主扫描周期，所述扫描单元使从所述激光阵列发出的光束沿主扫描方向扫描，接着将用于下一个主扫描周期的扫描起始位置沿副扫描方向移动所述n行，并且重复上述操作，且当设定该第二操作模式时，对于所述的一个主扫描周期，所述扫描单元使从所述激光阵列发出的光束沿主扫描方向扫描，接着将用于下一个主扫描周期的扫描起始位置沿该副扫描方向移动所述2m行，并重复上述操作。
6.根据权利要求5的成象设备，其中所述第一操作模式为彩色模式，所述第二操作模式为单色模式。
7.根据权利要求5的成象设备，其中，所述第一操作模式的图象质量比所述第二操作模式的高。
8.一种成象设备，包括沿副扫描方向具有2m个发光单元的激光阵列；数据排列单元，用于对于每一个主扫描周期，输出2m行图象数据，其中m行图象数据和m行伪数据被沿着副扫描方向排列，使得对于每一个主扫描周期，在所述激光阵列的副扫描方向上的奇数发光单元的光照和偶数发光单元的光照被切换；驱动单元，用于基于从所述数据移动单元输出的图象数据，驱动所述激光阵列的每个发光单元以使其发出光束；扫描单元，用于对于使所述的一个主扫描周期，使从所述激光阵列发出的光束沿主扫描方向扫描，接着将用于下一个主扫描周期的扫描起始位置沿该副扫描方向移动所述m行，并重复上述操作。
9.根据权利要求8的成象设备，进一步包括用于设定第一或第二操作模式的操作模式设定单元，其中当设定第一操作模式时，对于每一主扫描周期，所述数据排列单元输出2m行图象数据，其中，m行图象数据和m行伪数据被沿副扫描方向排列，使得对于每一主扫描周期，奇数发光单元的光照和偶数发光单元的光照被切换，且当设定第二操作模式时，所述数据排列单元输出2m行图象数据用于每一个主扫描周期；以及当设定第一操作模式时，对于所述的一个主扫描周期，所述扫描单元使从所述激光阵列发出的光束沿主扫描方向扫描，接着，将用于下一个主扫描周期的扫描起始位置沿副扫描方向移动所述m行，且重复以上操作，当设定该第二操作模式时，对于所述的一个主扫描周期，所述扫描单元使从所述激光阵列发出的光束沿主扫描方向扫描，接着，将用于下一个主扫描周期的扫描起始位置沿副扫描方向移动2m行，并重复上述操作。
10.根据权利要求9的成象设备，其中所述第一操作模式为彩色模式，且所述第二操作模式为单色模式。
11.根据权利要求9的成象设备，其中所述第一操作模式所具有的图象质量比所述第二操作模式的高。
12.一种成象设备，包括用于设定第一或第二操作模式的操作模式设定单元；沿副扫描方向具有2m个发光单元的激光阵列；数据输出单元，当设定第一操作模式时，对于一个主扫描周期，其沿副扫描方向输出2m行图象数据，接着，将为下一输出的主题的图象数据沿副扫描方向移动n行，n为m的除数，且重复该相同的操作，当设定第二操作模式时，对于每一主扫描周期，输出2m行图象数据，其中的m行图像数据和m行伪数据被沿副扫描方向排列，使得对于每个主扫描周期，在所述激光阵列的副扫描方向上的奇数发光单元的光照和偶数发光单元的光照被切换；驱动单元，用于基于从所述数据输出单元输出的图象数据驱动所述激光阵列的每个发光单元以使其发出光束；和扫描单元，当设定第一操作模式时，对于所述的一个主扫描周期，其使从所述激光阵列发出的光束沿主扫描方向扫描，接着将用于下一个主扫描周期的扫描起始位置沿副扫描方向移动所述n行，且重复以上操作，且当设定第二操作模式时，用于使从所述激光阵列发出的光束沿主扫描方向扫描，接着将用于下一个主扫描周期的扫描起始位置沿该副扫描方向移动所述m行，且当重复以上操作。
全文摘要
多条光束扫描感光体等等，使得形成其条纹无法被肉眼识别的高质量的图象。在第N次扫描、N+1次扫描及N+2次扫描中分别同时形成2m行。其中，在一次扫描每次结束时，沿副扫描方向进给m行，并进行下一次扫描。由此，以m行的周期产生一个在扫描之间曝光两次的区域。
文档编号B41J2/44GK1484108SQ031218
公开日2004年3月24日 申请日期2003年4月10日 优先权日2002年9月19日
发明者高松雅広, 石井昭, 高松雅 申请人:富士施乐株式会社