多光束掃描裝置和成像裝置的製作方法
2023-09-19 07:39:00
專利名稱：多光束掃描裝置和成像裝置的製作方法
背景技術：
發明領域本發明涉及成像裝置和多光束掃描裝置，前者例如為複合機，這種複合機具有複製機和印刷機的複製作用和印刷作用，後者在該成像裝置上。本發明具體涉及多光束掃描裝置和成像裝置，前者採用多個光束將潛像寫在一個感光鼓上。
相關技術說明用光學掃描裝置掃描感光鼓上被掃描表面的情況下，當光束垂直入射到感光鼓上時，一部分入射到感光鼓上的光束將反射回到光偏轉裝置。該反射的光束又反射，形成為次級反射光，返回到被掃描的表面，形成不變的散射光。因此一般說來，使光束相對於掃描方向垂直以傾斜的角度入射到感光鼓上。在這種情況下，一個光束不會引起問題，但是當用多個光束來寫潛像時，從偏轉器到成像表面的距離將隨不同的光束而發生變化。因此，fθ參數的數值「f」將隨光束的不同而不同，當用一種像頻率寫像時，水平掃描方向的位置將偏移。
在圖18的圓圈A中，放大了垂直掃描方向兩個光束LBa和LBb的常規發射位置，而在圖18的圓圈B中，放大了在水平掃描方向一個掃描端點的兩個光束LBa和LBb的常規發射位置。因為從光束LBa到被掃描表面(感光鼓的表面)SUR的光路小於光束LBb到被掃描表面的光路，所以如圖18的圓圈B中所示，按照光路長度差ΔD，即使在同一偏轉角的水平掃描方向，在兩個光束LBa和LBb之間也發生位移ΔH。
在美國專利公告NO.3003/0043441A1中公開一種解決水平掃描方向位移的這種方法。
在此公告公開的方法中，兩束光採用不同的波長，由光路差引起的放大率的差由偏轉後光學成像系統的放大色差抵消，因而可以消除這種位移。水平同步信號直接輸入到傳感器，而不通過偏轉後的光學成像系統，當光束匯聚到被掃描表面上的同一位置時，檢測這些光束。
然而在此公告公開的方法中，像的寫入時刻根據檢測光束的水平同步傳感器的輸出確定，該檢測光束沒通過偏轉後的光學成像系統。因此產生以下三個問題。
(1)為了使不通過偏轉後光學系統的光束進入檢測光束的傳感器，產生水平同步信號，必須確保在水平掃描方向從一個光束到另一個光束有足夠大的距離，前一光束通過偏轉後的光學成像系統，從而成像在成像有效區域上，後一光束用於得到水平同步(因為不採用光學系統的邊緣部分，所以應使水平同步的光束穿過邊緣的外側)。結果，必須增加多角形反射鏡的尺寸，或者降低多角形反射鏡的表面數目。當增加多角形反射鏡的尺寸時，增加了風阻，並且產生的熱量和噪音增大。另一方面，當降低多角形反射鏡的表面數目時，必須提高轉動速度，以便解決均勻的運行速度。結果風阻增大，產生的熱量和噪聲增加。
(2)在偏轉後光學成像系統中的光學部件的配置，或者從偏轉前光學系統射出的主光線有時會偏離設計值。在這種情況下，多個光束達到水平同步傳感器的時間差不同於光束達到被掃描表面預定位置的時間差。
(3)在水平同步傳感器的表面上不保持光束在被掃描表面上的相對位置關係，進入該水平同步傳感器表面上的光束不通過偏轉後的光學成像系統。即，水平同步傳感器不具有檢測相對位置的作用，而且不能根據光束相對位置的信息，用驅動器進行控制。
發明概要本發明的目的是提供一種多光束掃描裝置和一種採用這種多光束掃描裝置的成像裝置，前者可以消除在水平掃描方向的位移，即使與射到被掃描表面光束類似的光束射到水平同步傳感器以及用多個傾斜於被掃描表面的光束將潛像寫在被掃描表面上時，也是這樣。
本發明的多光束掃描裝置的特徵在於包括多個光源；偏轉裝置，用於偏轉光源射來的光束；偏轉後光學裝置，用於使偏轉裝置偏轉的光束沿垂直掃描方向進入被掃描表面，該垂直掃描方向與被掃描表面的法線方向形成預定角度；水平同步檢測裝置，用於使水平掃描方向的光束同步；光路彎折裝置，用於使射到被掃描表面的光束彎折到水平同步檢測裝置。該多光束掃描裝置的特徵在於，當光束沒有由光路彎折裝置彎折，表現為達到被掃描表面時，使水平同步檢測裝置的光接收表面傾斜，因而在光束沿水平掃描方向射到被掃描表面上的同一位置時，輸出水平同步信號。
另外，另一發明的多光束掃描裝置其特徵在於包括多個光源；偏轉裝置，用於偏轉光源的光束；偏轉後光學裝置，用於使偏轉裝置偏轉的光束沿垂直掃描方向進入被掃描表面，該垂直掃描方向與被掃描表面的法線方向形成預定角度；水平同步檢測裝置，用於使水平掃描方向的光束同步；光路彎折裝置，用於使射向被掃描表面的光束彎折到水平同步檢測裝置；光學屏蔽件，該屏蔽件具有傾斜面，使得當光束假定為達到被掃描表面而沒有由光路彎折裝置彎折時，當光束射到被掃描表面的同一位置時，光束以不變的程度射到水平同步檢測裝置的光接收表面。
另外，另一發明的多光束掃描裝置其特徵在於包括多個光源；偏轉裝置，用於偏轉光源的光束；偏轉後光學系統，用於使偏轉裝置偏轉的光束沿垂直掃描方向進入被掃描表面，該垂直掃描方向與被掃描表面的法線方向形成預定角度；水平同步檢測裝置，用於使光束在水平掃描方向同步；光路彎折裝置，用於使射向被子掃描表面的光束彎折到水平同步檢測裝置。該多光束掃描裝置的特徵在於，根據光源發射光束的波長差別改變發射角的光學部件，配置在偏轉裝置和水平同步檢測裝置之間的光路上。
另外，另一發明的多光束掃描裝置的特徵在於包括多個光源；偏轉裝置，用於偏轉光源的光束；偏轉後光學裝置，用於使偏轉裝置偏轉的光束沿垂直掃描方向進入被掃描表面，該垂直掃描方向與被掃描表面的法線方向形成預定角度；水平同步檢測裝置，用於使光束在水平掃描方向同步；光路彎折裝置，用於使射向被掃描表面的光束彎折到水平同步檢測裝置。該多光束掃描裝置的特徵在於，光路彎折裝置按照光源發射的光束波長的不同改變發射角。
附圖的簡要說明圖1是示意截面圖，示出本發明第一實施例的彩色成像裝置；圖2是示意平面圖，示出第一實施例的多光束掃描裝置；圖3是說明圖，示出第一實施例多光束掃描裝置中，偏轉後光學系統的部件；圖4是說明圖，示出第一實施例多光束掃描裝置中，偏轉前光學系統的部件；圖5A-5C是示意圖，示出本發明第一實施例的由水平同步傳感器檢測的多個光束；圖6A-6C是示意圖，示出本發明第一實施例的水平同步傳感器第一姿態的例子；圖7A-7C是示意圖，示出本發明第一實施例的水平同步傳感器第二姿態的例子；圖8A-8C是示意圖，示出本發明第一實施例的水平同步傳感器第三姿態的例子；圖9A和9B是示意圖，示出第一實施例水平同步傳感器的第一檢測系統；圖10是示意圖，示出第一實施例水平同步傳感器的第二檢測系統；圖11是示意平面圖，示出第二實施例多光束掃描裝置主要部分的組成；圖12A-12C是示意圖，示出第二實施例光屏蔽件的作用；圖13是示意平面圖，示出第三實施例的將光路彎折到水平同步傳感器的彎折反射鏡和水平同步傳感器之間的光路；圖14是示意圖(1)，說明第三實施例光路校正部件的必要性；
圖15是示意圖(2)，示出第三實施例光路校正部件的必要性；圖16是平面圖，示出第三實施例光路校正部件的特殊例子；圖17是示意平面圖，示出第三實施例改型例子中的光路，該光路位於將光路彎折到水平同步傳感器的反射式衍射光柵和水平同步傳感器之間；圖18是示意圖，說明常規技術中光束之間在水平掃描方向發生的位移原因。
發明的詳細說明下面參考
本發明優選實施例的多光束掃描裝置和成像裝置。
(A)第一實施例圖1是示意圖，示出其中裝有本發明第一實施例多光束掃描裝置的彩色成像裝置。這種彩色成像裝置利用四組不同的裝置，這四組裝置形成四種像信息，該像信息分成為顏色分量信息Y(黃色)、M(深紅色)、C(深藍色)和B(黑色)以及形成對應於Y、M、C和B相應顏色分量的像。為此，可以將Y、M、C和B加在相應的編號上，由此區分相應顏色分量的成像信息和裝置。
如圖1所示，成像裝置100具有第一至第四成像部分50Y、50M、50C和50B，用於形成各個分開顏色分量的像。
該成像部分50Y、50M、50C和50B以此順序配置在光學掃描裝置1的下面，對應於射出雷射束L(Y、M、C和B)的位置。採用雷射束作顏色分量的光學掃描像信息，採用多光束掃描裝置1的第一彎折反射鏡33B和第三彎折反射鏡37Y、37M、37C，如圖2和3所示。
傳送轉印材料的傳送帶52配置在成像部分50(Y、M、C和B)的下面，像通過成像部分50(Y、M、C和B)轉印到該轉印材料上。
傳送帶52配置在傳送帶驅動輥56和張緊輥54之間，這些輥可以利用未示出的馬達沿箭頭所示的方向轉動。該傳送帶52可以在傳送帶驅動輥56轉動的方向以預定速度轉動。
成像部分50(Y、M、C和B)具有感光鼓58Y、58M、58C和58B，這些鼓輪為圓筒形，可以分別沿箭頭的方向轉動。在感光鼓上形成靜電潛像，這種潛像對應於由光學掃描裝置1曝光的像。
充電裝置60(Y、M、C和B)、顯像影裝置62(Y、M、C和B)、轉印裝置64(Y、M、C和B)、清潔裝置66(Y、M、C和B)和放電裝置68(Y、M、C和B)分別以這種次序圍繞感光鼓58(Y、M、C和B)的四周沿感光鼓58(Y、M、C和B)轉動的方向配置。充電裝置60(Y、M、C和B)將預定的電位加到感光鼓58(Y、M、C和B)的表面上。顯影裝置62(Y、M、C和B)提供顯色料，該顯色料的顏色對應於在感光鼓58(Y、M、C和B)表面上形成靜電潛像，從而使像顯現出來。在傳送帶52的後表面上配置轉印裝置64(Y、M、C和B)，使其對著感光鼓58(Y、M、C和B)，該傳送帶52位於轉印裝置和感光鼓的中間。該轉印裝置64(Y、M、C和B)將感光鼓58(Y、M、C和B)上的顯影圖像轉印到由傳送帶52傳送的記錄介質上，即轉印到記錄紙P上。該清潔裝置66(Y、M、C和B)清除掉在感光鼓58(Y、M、C和B)上的，在轉印裝置64(Y、M、C和B)將顯影圖像轉移到紙P上時、沒有轉印的剩餘調色劑。放電裝置68(Y、M、C和B)除去轉印裝置64(Y、M、C和B)轉印顯影圖像以後留在感光鼓58(Y、M、C和B)上的剩餘電位。
用於放入記錄紙P的紙盒70配置在傳送帶52的下面。像由成像部分50(Y、M、C和B)形成在該記錄紙上。
送紙輥72配置在紙盒70的靠近張緊輥54的一個端部，該送紙輥主要形成為半月形，可以將紙盒70中的紙P從頂部開始，一張一張地送出去。
在送紙輥72和張緊輥54之間配置對準輥74，該對準輥使離開紙盒70的一張記錄紙P的前端部與形成在成像部分50B(黑色)感光鼓58B上的顯影圖像的前端對齊。
吸引輥76配置在張緊輥54的附近，位於對準輥74和第一成像部分50Y之間的位置，基本上對著傳送帶的外邊緣，對應於張緊輥54與傳送帶52相接觸的位置。該吸收輥76在預定時刻向對準輥74輸送的一張紙P提供預定的靜電吸引力。
對準傳感器78和80配置在傳送帶52一端的傳送帶52外邊緣上，該外邊緣貼近傳送帶驅動輥56，對準傳感器78和80配置在傳送帶52的外邊緣上，該邊緣是傳送帶52的一端，貼近皮帶驅動輥56，該對齊傳感器基本上與傳送帶驅動輥56接觸，但在傳送帶驅動輥56的軸向方向隔開預定距離(因為圖1是前視截面圖，所以看不到位於圖1紙面前側的第一傳感器78)。該對準傳感器78和80檢測形成在傳送帶52上的像的位置，或者檢測轉印到紙P上的像的位置。
傳送帶清潔裝置82配置在一個位置，該位置位於傳送帶52的外邊緣，與傳送帶驅動輥56接觸，但不接觸由傳送帶52傳送的紙P。該傳送帶清潔裝置82可以除去粘在傳送帶52上紙的顯色體或者防止紙的滑移。
定影裝置84沿一個方向配置傳送帶52傳送的紙P沿該方向與傳送帶驅動輥56分開，並進一步被傳送。該定影裝置84使轉印在紙P上的顯影圖像定影在該紙P上。
圖2和3是示意圖，示出裝在圖1所示成像裝置中的多光束掃描裝置。
該多光束掃描裝置1具有光源3Y、3M、3C和3B以及作為偏轉器的光偏轉裝置7。該光源3Y、3M、3C和3B分別向圖1所示的第一至第四成像部分50Y、50M、50C和50B射出光束。該光偏轉器7以預定的線速度使光源3(Y、M、C和B)發射的光束(雷射)偏向(掃描)配置在預定位置的成像表面，即偏向圖1所示第一至第四成像單元50Y、50M、50C和50B的感光鼓58Y、58M、58C和58B的外周面上。偏轉前的光學系統5(Y、M、C和B)配置在光偏轉器7和光源3(Y、M、C和B)之間。偏轉後的光學系統9配置在光偏轉裝置7和成像表面之間。
光偏轉裝置7偏轉(掃描)雷射束的方向稱為水平掃描方向。與水平掃描方向和作為偏轉操作基線的軸線相交的方向稱為垂直掃描方向，該光偏轉裝置偏轉雷射束而執行偏轉操作，使得由偏轉裝置掃描(偏轉)的雷射射到水平掃描方向。
形成相應顏色分量的光源3(Y、M、C和B)，將4對半導體雷射部件3Ya和3Yb、3Ma和3Mb、3Ca和3Cb以及3Ba和3Bb配置在預定位置。
在偏轉前的光學系統5中，成對的半導體雷射部件3Ya和3Yb、3Ma和3Mb、3Ca和3Cb以及3Ba和3Bb發射的相應顏色分量的雷射束LYa和LYb、LMa和LMb、LCa和LCb以及LBa和LBb將由分組合成光學部件15Y、15M、15C和15B合成到各個顏色分量的一個光路中，該組合成部件用於將相同的顏色分量合成到一個光路上。另外，利用顏色合成光學部件19M、19C和19B將各個顏色分量的光路合成到一個光路中，將以這種方式合成的雷射束((LYa+LYb)＝LY，(LMa+LMb)＝LM，(LCa+LCb)＝LC，(LBa+LBb)＝LB)引到光偏轉裝置7。在構成相應光源的雷射源3Ya、3Ma、3Ca和3Ba發射的雷射束LYa、LMa、LCa和LBa由分組合成光學部分15Y、15M、15C和15B與雷射束LYb、LMb、LCb和LBb合成之前，將相應電流計反射鏡18Y、18M、18C和18B的偏轉角調到預定角度。結果，將垂直掃描方向的間隔調到預定間隔。
如圖4所示，(作為代表，示出任意的雷射束L)，偏轉前的光學系統5具有確定焦距的透鏡13、遮光板14、一組合成光學部件15和圓柱透鏡17。焦距確定的透鏡13對於半導體雷射部件3發射的雷射L具有預定的聚焦特性，該遮光板14可以使穿過焦距確定的透鏡13的雷射束L具有任意的光束截面形狀。該圓柱透鏡17還使由分組合成光學部件15在垂直掃描方向合成的雷射束具有預定的聚焦特性。偏轉前的光學系統5使雷射源3發射的雷射束L的光束截面形狀形成為預定形狀，以便使雷射束L射向光偏轉裝置7的反射表面。在圖4中，省去了電流計反射鏡18和顏色合成光學部件19。
光偏轉裝置7具有多角形反射鏡7a和馬達7b，該反射鏡的例如8個平面反射面(平面反射鏡)配置成規則的多角形形狀，該馬達7b使該多角形反射鏡7a向水平掃描方向以預定速度轉動。
偏轉後的光學系統9具有一對成像透鏡21(21a和21b)、水平同步傳感器、水平同步彎折反射鏡29、多個反射鏡33Y、35Y、37Y(黃色)、33M、35M、37M(深紅色)、33C、35C、37C(深藍色)和33B(黑色)等。一對成像透鏡21可以優化在成像表面上由多角形反射鏡7a偏轉(掃描)的雷射束L(Y、M、C和B)的形狀和位置。水平同步檢測器檢測雷射束或者代表性雷射束(例如LB)，以便協調穿過一對成像透鏡21的雷射束L(Y、M、C和B)的水平同步。
水平同步彎折反射鏡29將雷射束L折向水平同步傳感器23。反射鏡33Y、35Y、37Y、33M、35M、37M、33C、35C、37C和33B將穿過一對成像透鏡21的相應顏色分量的雷射束L(Y、M、C和B)引向相應的感光鼓58(Y、M、C和B)。
在第一實施例中，如下面說明的，水平同步傳感器23不同於常規傳感器，其特徵在於以傾斜方式安裝該傳感器。
圖5A-5C是放大示意圖，示出同一種顏色分量的兩個雷射束(圖中的LBa和LBb)的掃描線寬度準直的狀態，該寬度用於檢測在同一偏轉角的水平同步。圖5A是在水平掃描方向的放大示意圖，示出在感光鼓58上雷射束LBa和LBb的放大發射位置(用虛線表示光路)，該位置通過將光束射到水平同步傳感器23的彎折反射鏡29使光路出現的彎折以及利用圖3所示反射鏡33Y、35Y、37Y、33M、35M、37M、33C、35C、37C和33B使光路出現的彎折表示出來。圖5B和5C是沿水平掃描方向的放大示意圖，示出在感光鼓58上雷射束LBa和LBb(由點畫線表示的主光路光路)的發射位置，該位置靠近最大偏轉角和最小偏轉角，該位置通過將光束引到水平傳感器23的彎折反射鏡29使光路出現的彎折以及利用圖2所示的反射鏡33Y、35Y、37Y、33M、35M、37M、33C、35C、37C和33B使光路出現的彎折表示出來。圖5B和5C對應於圖6所示的下面說明的使水平同步傳感器傾斜的情況。
在圖5A中，上下方向是垂直掃描方向，法線方向是水平掃描方向，而左右方向是與水平掃描方向和垂直掃描方向垂直相交的方向(以後稱為第三方向)。在圖5B和5C中，上下方向是水平掃描方向，法線方向是垂直掃描方向，而左右方向是第三方向。
如圖5A所示，在第一實施例中，水平同步傳感器23是傾斜的，因此即使在與感光鼓58的法線方向傾斜的兩個雷射束LBa和LBb射到感光鼓58時，其檢測信號從水平傳感器23輸出的雷射束LBa和LBb，在水平掃描方向的兩個位置也是準直的。
例如，水平同步傳感器23配置在相當於成像表面的位置，而雷射束LBa和LBb的光路長度是準直的。結果，在雷射束LBa和LBb水平掃描的方向位置，在水平同步信號輸出的時刻彼此不同。
雷射束LBa和LBb在被掃描的表面上，處於水平掃描方向的同一位置，從而可以避免上述的缺陷。在此時，為了輸出水平同步信號，如圖6A-6C、7A-7C或者8A-8C所示，首先確定水平同步傳感器23的安裝姿態。由連接相應光束交點的線確定的直線，可以是水平同步信號輸出的位置。
在圖6A-8C中，6A、7A和8A是示意圖，示出水平同步傳感器23的檢測表面，在這些示意圖中，上下方向是水平掃描方向，左右方向是垂直掃描方向，而法線方向是第三方向。在圖6A、7A和8A中粗線表示起檢測作用的部分(以後稱為檢測條)，圖中還示出了雷射束LBa和LBb水平掃描方向的掃描軌跡。在圖6B、7B、8B、6C、7C和8C中，可以從另一方向看到水平同步傳感器23的檢測條並畫出了該條。在圖6B、7B和8B中，上下方向是水平掃描方向，而左右方向是第三方向，法線方向是垂直掃描方向。在圖6C、7C和8C中，上下方向是垂直掃描方向，左右方向是第三方向，而法線方向是水平掃描方向。
圖6A-6C所示的例子示出檢測條的傾斜與作為被掃描表面的感光鼓上垂直掃描方向的傾斜相同的情況。在這種情況下，因為雷射束LBa和LBb的光路長度與感光鼓上的長度相同，所以在被掃描表面上，光束LBa和LBb之間在水平掃描方向和垂直掃描方向上的位置關係是相同的。圖7A-7C所示的例子是檢測條不在垂直掃描方向傾斜的情況。該檢測條在水平掃描方向是傾斜的，因而當雷射束LBa和LBb射到水平掃描方向的同一位置時，雷射束將相交於檢測條。圖8A-8C所示的例子是圖6A-7C所示例子的中間例子，該檢測條在所有方向均是傾斜的。
圖9A和9B是說明性示意圖，示出水平同步傳感器23的第一檢測系統。當某個光束(光束斑點)，如圖9A所示，在光電傳感器(水平同步傳感器)23上直線移動時，在光電轉換後的輸出將變化，如圖9B所示。預定位置可以確定在輸出的上升邊緣。因此在這種檢測系統的情況下，圖9A所示的左邊緣部分(粗線部分)對應圖6A-8C中的檢測條。
圖10是說明示意圖，示出水平同步傳感23的第二檢測系統。如圖10所示，兩個光電傳感器23-1和23-2具有間隙，該間隙小於光斑的直徑。在這種情況下，當某個束(光斑)線性移動，並且光斑的中心射到光電傳感器23-1和23-2之間的間隙上時，光電傳感器23-1和23-2的輸出將彼此相等。結果，可以確定預定位置。因此在這種檢測系統的情況下，示於圖10的光電傳感器23-1和23-2之間的間隙對應於圖6A-8C所示的檢測條。
在圖6A-6C所示水平同步傳感器23的傾斜配置例子中，與被掃描表面上光束類似的雷射束LBa和LBb之間的位置關係，可以重新出現在水平同步傳感器23上。因此，這種例子可以有效地應用於在水平同步傳感器23上形成光束位置檢測功能的情況，而且其結果可以反饋到驅動器(例如電流計反射鏡18Y、18M、18C和18B的驅動器)。
圖7A-8C所示水平同步傳感器23的傾斜配置例子，可以有效用於在水平掃描方向不需要光束相對位置信息的情況。圖7A-7C所示的傾斜配置例子可有效用於傳感器表面沒有調到垂直於光軸的情況，例如外殼由鋁鑄件形成和水平同步傳感器的固定標準表面由後處理刮去的情況。相反，圖8A-8C所示的傾斜配置例子可有效地用於在垂直掃描方向具有預定傾斜的情況，例如在用作模製外殼的標準表面上具有預定梯度(drift taper)的情況，該傾斜角可以隨意選定。
在圖6A-8C所示水平同步傳感器23傾斜配置例子中的任何一個例子中，每一個的掃描時間可以是各個光束寫入潛像的標準時間。在除垂直掃描方向有效區域外的區域中，可以測量相應光束射到被掃描表面同一水平掃描方向位置的時間差別。當實際寫入潛像時，水平同步傳感器23隻檢測一個光束的每次掃描，利用這種時間差別，可以位移其他光束的掃描時間。
當設法傾斜水平同步傳感器23時，傳感器表面相對於覆蓋傳感器表面的盒子的外部形狀的位置準確度和角度準確度將很不充分。這應當加以考慮。在不要求太高的準確度情況下，可以這樣安裝水平同步傳感器23，使得該傳感器23具有與外殼形成一體的標準表面，並將密封裝置壓在其標準表面上。
按照第一實施例的多光束掃描裝置和成像裝置，水平同步傳感器基本上是傾斜安裝的，與射到被掃描表面的光束相同的光束射到該水平同步傳感器上。因為這樣，即使用傾斜於被掃描表面的多個光束將潛像寫在被掃描表面上，也可以抑制在水平掃描方向的位移。因此提高了成像的質量。
(B)第二實施例圖11是示意圖，示出第二實施例多光束掃描裝置主要部分的組成。
在第二實施例的情況下，其中包含多光束掃描裝置的成像裝置的結構與圖1所示成像裝置的結構相同。然而第二實施例多光束掃描裝置，如圖11所示，在以下方面不同與第一實施例。在將光束引到水平同步傳感器23的彎折反鏡29和水平同步傳感器23之間配置光屏蔽件25。
另外，在第二實施例的多光束掃描裝置中，其他部分結構與第一實施例相同。第二實施例2類似於第一實施例之處在於，偏轉後的光學系統9具有以下結構。由光偏轉裝置7偏轉的並通過偏轉後光學系統9的多個光束，沿垂直掃描方向，以預定角度進入被掃描表面的法線方向。對於同樣的光偏轉裝置7的偏轉角度，光束沿水平掃描方向的移動量是彼此的相同的。
如第一實施例中所述，當設法傾斜安裝水平同步傳感器23時，傳感器表面相對於密封裝置覆蓋傳感器表面的外部形狀的位置準確度和角度準確度將達不到要求。對於這種情況，配置光屏蔽件25的方法是有效的。
配置光屏蔽件25，使得產生的狀態(等效狀態)類似於在第一實施例說明的水平同步傳感器23的傾斜狀態，而不依賴於水平同步傳感器的角度。
圖12A、12B和12C是說明性示意圖，示出光屏蔽件25的姿態，該屏蔽件產生的狀態(等效狀態)類似於在第一實施例中說明的示於圖6A-6C的水平同步傳感器23的傾斜狀態。圖12A-12C對應於圖6A-6C。在圖12A中，上下方向是水平掃描方向，左右方向是垂直掃描方向，而法線方向是第三方向。在圖12B中，上下方向是水平掃描方向，左右方向是第三方向，而法線方向是垂直掃描方向。在圖12C中，上下方向是垂直掃描方向，而左右方向是第三方向，法線方向是水平掃描方向。
在圖12A-12C中，邊緣的粗線部分是水平同步傳感器23從不接收光的狀態(由於利用光屏蔽件25屏蔽)轉變到接收光狀態的邊界邊緣。水平同步傳感器23可以根據狀態的變化檢測預定位置。在這種情況下，應該配置足夠大的水平同步傳感器23，使得即使在其安裝位置有一定程度漂移，掃描的雷射束也能從光屏蔽件25的粗線部分達到傳感器23的光接收表面。
當水平同步傳感器23具有可以在垂直掃描方向檢測光束相對位置的功能時，如圖12A-12C所示，水平同步傳感器23被配置成具有飾面，該飾面與被掃描表面的飾面相同，結果，在被掃描表面上，光束之間的傾角和傳感器表面上光束之間的傾角彼此相等。如圖11所示，當光屏蔽件25與支承偏轉後光學系統的盒子形成一體時，可以避免由於其結合產生的誤差，因而可以容易提高準確度。
圖12A-12C是示意圖，示出光屏蔽件25的姿態，該屏蔽件產生的狀態(等效狀態)類似於在第一實施例中說明的圖6A-6C所示的水平同步傳感器23的傾斜狀態。然而可以按照安裝條件，調節光屏蔽件25的姿態，使得產生的狀態(等效狀態)類似於第一實施例中說明的如圖7A-8C所示的水平同步傳感器的傾斜狀態。這些狀態圖中未示出。
中間插入光屏蔽件25的技術思想適用於光源3(Y、M、C和B)的波長彼此不同的情況，因此應當配置光路校正部件27(見第三實施例，下面說明)。
按照第二實施例的多光束掃描裝置和成像裝置，在水平同步傳感器的前面配置作為邊緣部分的光屏蔽件，與射到被掃描表面光束類似的光束射在該水平同步傳感器上。因此，即使用傾斜於被掃描表面的光束將潛像錄在被掃描表面上時，也可以消去在水平掃描方向的位移。結果，成像質量得到改進。
(C)第三實施例圖13是示意圖，僅示出第三實施例多光束掃描裝置中在彎折反射擊鏡29和水平同步傳感器之間的光路，該光路不同與第一和第二實施例中的光路。在第三實施例中，該多光束掃描裝置具有圖16所示的光路校正部件27，該部件位於將光束射向水平同步傳感器23的彎折反射鏡29和水平同步傳感器23之間。在第一和第二實施例中，除使具有不同光路的光束之間的掃描寬度在同樣偏轉角達到一致外，還使光源的波長彼此不同的方法可以與例如改變偏轉後光學元件的入射角的方法聯用。然而在第三實施例中，當發射光束產生同樣潛像的光源3(3Ya、3Yb、3Ma、3Mb、3Ca、3Cb、3Ba和3Bb)波長不同時，具有不同光路的光束之間的掃描寬度彼此準直。
下面說明光路校正部件27的作用。該光路校正部件27用於這樣一種系統，該系統可以使光源3(Y、M、C和B)的波長彼此不同，並可以消除偏轉後光學系統的放大的色差。
說明一種情況(見圖14)，這種情況是感光鼓58的入射角α為15°，在垂直掃描方向的掃描線線密度為600dpi，而用步距為42.33微米掃描兩個光束。在光軸上兩個光束之間的光路差一般用Δ＝P×sinα(P是被掃描表面上光束之間的距離，而α為被掃描表面(光敏感鼓輪))上光束的入射角。在這種情況下，光路之間的差Δ為0.010956673mm。當掃描端部的角度(偏轉角)為30°時，掃描位置由於光路差在水平掃描方向產生的漂移為Δ×tan30°＝0.006325838。
圖15是曲線圖，示出雷射束位置的變化，該雷射束穿過一對成像透鏡21a和21b，並在半導體雷射部件(光源)發射的雷射波長變化時，按照水平掃描方向的相對位置成像在成像表面上。當用波長為680nm的雷射束作標準(曲線a)時，圖中示出了在水平掃描方向的波長為665nm(曲線b)、670nm(曲線c)、675nm(曲線d)、685nm(曲線e)、690nm(曲線f)和695nm(曲線g)的雷射束的位置。按照該曲線圖，當採用波長差為5nm的光源時，可以消除由於光路差產生的光束位移和由于波長差產生的光束位移。
當設定這種波長差，並消除位移時，在水平同步傳感器23的前面配置光路校正部件27，從而不是使波長而是使水平同步傳感器23上的光束位置不變。結果，即使這樣配置水平同步傳感器23，使其不象常規方式那樣，在水平掃描方向和垂直掃描方向傾斜，但是在光敏傳感器上水平掃描方向的位置彼此相同時，該光束也能射到水平同步傳感器23上的檢測條。
該光路校正部件27配置在成像透鏡21和水平同步傳感器23之間的光路上，該部件由三稜鏡或者衍射光柵構成，這種稜鏡或者衍射光柵可以根據光源光束波長的變化改變在水平掃描方向的發射角，並且能夠偏移光束位置，偏移量與成像透鏡因波長差生成的位移量相同，並與該位移量反方向。即使在雷射束的波長波動時，也能將該光束引導到水平同步傳感器23檢測表面的同一位置。
作為光路校正部件27可以採用圖16所示的截面形狀為等到腰三角形的三稜鏡。在採用圖16所示稜鏡情況下，作為選擇各種參數方法，可以採用在日本專利申請公告No.11-194285(1999)中說明的方法。
配置光路校正部件27，使得將光束沿水平掃描方向引到水平同步傳感器23檢測表面上的相同位置，而不管波長的波動如何。結果，即使在掃描線的長度準直時，由於溫度變化造成狀態跳躍等引起波長差波動時，也能夠將相對印刷位置的漂移減小到二分之一。如圖1所示，可以採用多個光束，將4個潛像寫在4個感光鼓(或者光敏帶，感光鼓上的4個區域)58(Y、M、C和B)上。即使在垂直掃描方向光束入射到感光鼓的角度彼此不同，但是，即使在採用共用部件或者各組部件時，包含光路校正部件27的結構也能消除在水平掃描方向光束的位移。
圖17是示意圖，示出反射式衍射光柵129，在這種光柵中，圖13所示的彎折反射鏡29的作用與光路校正部件27的作用形成一體。該反射式衍射光柵129使光束射到水平同步傳感器23上。其作用和效果與配置光路校正部件27時的作用和效果相同。
按照第三實施例的多光束掃描裝置和成像裝置，採用使光源的波長不同的系統，由此可以消除偏轉後光學系統的放大色差。在這種情況下，配置光路校正部件，使得即使由於溫度變化造成波長波動時，也能使光束髮射到水平同步傳感器的同一位置上。因此可以消除水平掃描方向的位移，因而可以改進成像質量。
(D)其他實施例第三實施例的配置光路校正部件和反射式衍射光柵的技術思想可以與第一和第二實施例中的技術思想聯用。
本發明可以廣泛應用於多光束掃描裝置和成像裝置，前者包括部件，用於使垂直掃描方向的光束傾斜於被掃描表面法線方向，並使該光束射到被掃描表面，後者包括這種多光束掃描裝置。因此本發明適合於各種彩色和單色制式的各種裝置，以及適合於採用一種結構的彩色制式的裝置，這種結構用多個光束掃描黑色。
權利要求
1.一種多光束掃描裝置，包括多個光源；偏轉裝置，用於偏轉光源射出的光束；偏轉後光學裝置，用於使偏轉裝置偏轉的光束沿垂直掃描方向進入被掃描表面，該垂直掃描方向相對於被掃描表面的法線方向形成預定角度；水平同步檢測裝置，用於使水平掃描方向的光束同步；光路彎折裝置，用於使射向被掃描表面的光束折向水平同步檢測裝置；其中，當光束在沒有由光路彎折裝置彎折的狀態射到被掃描表面時，使水平同步檢測裝置的光接收表面傾斜，從而在各光束沿水平掃描方向達到被掃描表面的同一位置時，輸出水平同步信號。
2.如權利要求1所述的多光束掃描裝置，其特徵在於，使水平同步檢測裝置的光接收表面在垂直掃描方向傾斜一個角度，該角度等於被掃描表面的角度。
3.如權利要求1所述的多光束掃描裝置，其特徵在於，當水平同步檢測裝置的光接收表面的傾斜方向表現為位於在垂直掃描方向和水平掃描方向形成的一個平面中，並且光束達到被掃描表面，而光束沒有由光路彎折裝置彎折時，該傾斜角是一個方向，使得當光束在水平掃描方向位於被掃描表面上的同一位置時，輸出水平同步信號。
4.如權利要求1所述的多光束掃描裝置，其特徵在於，水平同步檢測裝置光接收表面的傾斜角包括水平掃描方向、垂直掃描方向和垂直於水平掃描方向和垂直掃描方向的方向。
5.如權利要求1所述的多光束掃描裝置，其特徵在於設定光源光束波長之間的關係，使得光束在水平方向相對於偏轉角的移動量是不變的；在偏轉裝置和水平同步檢測裝置之間的光路上配置光學元件，從而按照光源發射光束波長的波動改變發射角。
6.一種多光束掃描裝置，包括多個光源；偏轉裝置，用於偏轉光源的光束；偏轉後的光學裝置，用於使偏轉裝置偏轉的光束沿垂直掃描方向進入被掃描表面，該垂直掃描方向與被掃描表面的法線方向形成預定角度；水平同步檢測裝置，用於使水平掃描方向的光束同步；光路彎折裝置，用於將射向被掃描表面的光束彎折到水平掃描檢測裝置；光屏蔽件，該屏蔽件這樣傾斜，使得各光束達到被掃描表面而光束又不由光路彎折裝置彎折時，各光束在射到被掃描表面時，光束以不變的比率射到水平同步檢測裝置的光接收表面。
7.如權利要求6所述的多光束掃描裝置，其特徵在於，配置光屏蔽件，使得各光束在水平掃描方向射到被掃描表面的同一位置時，各光束射到光屏蔽部分和非光屏蔽部分之間的邊界區域上。
8.如權利要求6所述的多光束掃描裝置，其特徵在於，光屏蔽件與支承偏轉後光學裝置的外殼形成一體。
9.如權利要求6所述的多光束掃描裝置，其特徵在於設定光源各光束波長之間的關係，使得在水平方向對於偏轉角的移動量是不變的；在偏轉裝置和水平同步檢測裝置之間的光路上配置光學部件，用於按照光源發射光束波長的波動改變發射角。
10.一種多光束掃描裝置，包括多個光源；偏轉裝置，用於偏轉光源的光束；偏轉後的光學裝置，用於使偏轉裝置偏轉的光束沿垂直掃描方向入射到被掃描表面上，該垂直掃描光束與被掃描表面的法線方向形成一定角度；水平同步檢測裝置，用於使水平掃描方向的光束同步；光路彎折裝置，用於射向被掃描表面的光束彎折到水平同步檢測裝置；其中，在偏轉裝置和水平同步檢測裝置之間的光路上配置光學部件，以便根據光源發射的各光束波長的波動改變發射角。
11.如權利要求10所述的多光束掃描裝置，其特徵在於，根據光束波長波動改變發射角的光學部件具有這樣的波長特性，使得光束在水平同步檢測裝置上的位置即使在波長變化時也不改變。
12.一種多光束掃描裝置，包括多個光源；偏轉裝置，用於偏轉光源的光束；偏轉後的光學裝置，用於使偏轉裝置偏轉的光束沿垂直掃描方向入射到被掃描表面，該垂直掃描方向與被掃描表面的法線方向形成預定角；水平同步檢測裝置，用於使水平掃描方向的光束同步；光路彎折裝置，用於使射向被掃描表面的光束彎折到水平同步檢測裝置；其中，該光路彎折裝置可以根據光源發射的光束波長的波動改變發射角。
13.如權利要求12所述的多光束掃描裝置，其特徵在於，光路彎折裝置具有這樣的波長特性，使得即使在波長改變時，光束在水平同步檢測裝置上的位置不會改變。
14.一種成像裝置，包括如權利要求1所述的多光束掃描裝置；光接收器，具有被掃描表面，在該表面上根據多光束掃描裝置射出的光束形成潛像。
15.一種成像裝置，包括如權利要求6所述的多光束掃描裝置；光接收器，具有被掃描表面，根據多光束掃描裝置射出的光束，在該表面上形成潛像。
16.一種成像裝置，包括如權利要求10所述的多光束掃描裝置；光接收器，具有被掃描表面，根據多光束掃描裝置射出的光束，在該表面上形成潛像。
17.一種成像裝置，包括如權利要求12所述的多光束掃描裝置；光接收器，具有被掃描表面，根據多光束掃描裝置射出的光束，在該表面上形成潛像。
全文摘要
本發明的目的是提供一種多光束掃描裝置和成像裝置，該成像裝置採用水平同步檢測器，並且即使在用多個傾斜於被掃描表面的光束在被掃描表面上寫入潛像時，也可以消除在水平掃描方向的位移。在本發明的多光束掃描裝置中，當光束達到被掃描表面，而不被彎折時，使水平同步傳感器傾斜，從而在光束沿水平掃描方向射到掃描表面的同一位置時，輸出水平同步信號。在另一種方法中，水平同步檢測器不傾斜，可以通過調節光屏蔽部件的屏蔽部分和非屏蔽部分之間的邊界位置執行同樣的功能，該屏蔽部件配置在上遊側。本發明的成像裝置採用本發明的多光束掃描裝置。
文檔編號G02B26/10GK1677159SQ20051000780
公開日2005年10月5日 申請日期2005年2月2日 優先權日2004年3月29日
發明者白石貴志 申請人:株式會社東芝, 東芝泰格有限公司