專利名稱：多束光掃描光學(xué)裝置以及使用它的圖像形成裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及多束光掃描光學(xué)裝置以及使用它的圖像形成裝置，特別適用于使用具有多個(gè)發(fā)光單元的光源裝置實(shí)現(xiàn)高速、高記錄密度的，例如具有電子照相程序的激光打印機(jī)以及數(shù)字復(fù)印機(jī)、多功能打印機(jī)等圖像形成裝置。
背景技術(shù)：
圖23是以往的多束光掃描光學(xué)裝置的主掃描光學(xué)裝置的主掃描方向的主要部分截面圖(主掃描截面圖)。在同一圖中，具有多個(gè)發(fā)光單元(發(fā)光點(diǎn))的，例如從多光束半導(dǎo)體激光器91射出的多條光束由視準(zhǔn)透鏡92變換為大致平行光束或者收斂光束，由光孔光闌93限制該光束截面的大小，入射到圓柱透鏡94。入射到圓柱透鏡94的光束在主掃描截面內(nèi)以原來的狀態(tài)出射，在副掃描截面內(nèi)收斂并在作為光偏向器的多面反射鏡95的偏向面95a附近成像為在主掃描方向上延伸的焦線形狀。而后通過在圖中箭頭A方向上以一定角速度轉(zhuǎn)動(dòng)的多面反射鏡95的偏向面95a反射后偏向掃描的各個(gè)光束，由fθ透鏡96聚光在由感光磁鼓等組成的被掃描面97上聚光成點(diǎn)狀，在圖中箭頭B方向上以一定速度掃描。由此在作為記錄介質(zhì)的感光磁鼓面97上進(jìn)行圖像記錄。
在這樣的多束光掃描光學(xué)裝置中，為了正確地控制圖像的寫出位置，一般是在寫出圖像信號之前設(shè)置寫出位置同步信號檢測裝置。
在此在圖23中，78是折返鏡(BD反射鏡)，把用于檢測感光磁鼓97上的掃描開始位置的定時(shí)的寫出位置同步信號檢測用的光束(BD光束)反射到后述的BD傳感器81一側(cè)。79是縫隙狀部件(BD縫隙)，被配置在與感光磁鼓面97光學(xué)等效的位置上。80是BD透鏡，是用于把BD反射鏡78和BD傳感器81設(shè)置為光學(xué)共軛關(guān)系的透鏡，修正BD反射鏡78的偏移。81是作為寫出位置同步信號檢測元件的光傳感器(BD傳感器)。在此，BD反射鏡78、BD縫隙79、BD透鏡80、BD傳感器81等各要素構(gòu)成寫出位置同步信號檢測裝置(BD光學(xué)系統(tǒng))的一要素。在同一圖中，檢測來自BD傳感器81的輸出信號，調(diào)整向感光磁鼓面97上記錄圖像時(shí)的寫出位置的定時(shí)。
在這樣的多束光掃描光學(xué)裝置中，如圖24所示那樣，如果把多個(gè)發(fā)光單元A、B(在同一圖中為了方便表示了2個(gè)發(fā)光單元A，B，但3個(gè)以上也一樣)在縱向上排列配置在副掃描方向上，則因?yàn)樵诒粧呙杳嫔系母睊呙璺较蚋髯缘膾呙杈€的間隔比記錄密度還大幅度打開，所以通常如圖25所示把多個(gè)發(fā)光單元A、B傾斜配置在主掃描方向上，通過調(diào)整其傾斜角度δ，使在被掃描面上的副掃描方向各自的掃描線間隔與記錄密度一致地正確進(jìn)行調(diào)整。
在上述以往的各種構(gòu)成的多束光掃描光學(xué)裝置中，因?yàn)榘讯鄠€(gè)發(fā)光單元A、B傾斜配置在主掃描方向上，所以如圖26所示，從多個(gè)發(fā)光單元A、B射出的各光束到達(dá)在多面反射鏡95的偏向面95上離開主掃描方向的位置，并且因?yàn)閺亩嗝娣瓷溏R95的偏向面95反射的各光束的角度也各自不同，所以在被掃描面97上在相互偏離主掃描方向的位置上成像為點(diǎn)(光線A和光線B)。
因而，在這樣構(gòu)成的多束光掃描光學(xué)裝置中，只以規(guī)定時(shí)間δT錯(cuò)開定時(shí)發(fā)送圖像信號，使得從某一基準(zhǔn)發(fā)光單元射出的光束在被掃描面上成像的位置上與從另一發(fā)光單元射出的光束的成像位置一致。
只錯(cuò)開δT時(shí)間時(shí)的偏向面被設(shè)定為圖的95a’的角度，此時(shí)被反射的光線由于被反射到B’方向，即與光線A相同的方向(角度)，因而相互的點(diǎn)的成像位置一致。
但是，這時(shí)因某種原因，例如當(dāng)因保持光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)單元和被掃描面的位置誤差、在該光學(xué)單元上可以組裝光學(xué)零件時(shí)的組裝誤差等，發(fā)生了主掃描焦點(diǎn)偏離(fθ透鏡96的光軸方向的焦點(diǎn)偏離)的情況下，例如在此如果假設(shè)被掃描面97從正確位置偏離到97’的位置，則從同一圖中可知，各個(gè)光線的成像位置在主掃描方向上只產(chǎn)生δY1的偏離。
以往，由于來自具有多個(gè)這樣的發(fā)光單元的多光源(光源裝置)的光束產(chǎn)生主掃描方向的成像位置的偏移δY1，因而存在引起印字精度降低、畫質(zhì)劣化的問題。
作為解決這樣的問題的方法，本申請人在前面提到的專利文獻(xiàn)1中，公開了通過最佳地設(shè)定視準(zhǔn)透鏡的焦點(diǎn)距離、從可變光闌到多面反射鏡的偏向面的距離、fθ透鏡的主掃描方向的焦點(diǎn)距離、多光源的主掃描方向的發(fā)光點(diǎn)間隔等，有效地減輕來自上述多光源的光束在主掃描方向的成像位置的偏移δY1的技術(shù)。
通過采取上述專利文獻(xiàn)1的方式，可以把來自多光源的光束的主掃描方向的成像位置偏移δY1減輕到使用上沒有問題的水平。
USP6489982公報(bào)另一方面，如果入射到感光磁鼓面上的多條光束在感光磁鼓面上被正反射再次返回到半導(dǎo)體激光器等發(fā)光單元，則激光發(fā)振不穩(wěn)定。另外，當(dāng)上述正反射光返回光學(xué)系統(tǒng)時(shí)，由于光學(xué)系統(tǒng)的表面反射，反射光有可能再次回到感光磁鼓面產(chǎn)生重影現(xiàn)象。
因此，如圖27所示那樣設(shè)定為入射到感光磁鼓面的多條光束的主光線和該感光磁鼓面的法線所成的副掃描方向的角度成規(guī)定的角度α。由此取得在感光磁鼓面上的正反射光不返回到半導(dǎo)體激光器和光學(xué)系統(tǒng)那樣的構(gòu)成。圖27是使用以往的多光源的多束光掃描光學(xué)裝置的副掃描方向的主要部分截面圖(副掃描截面圖)。
在多束光掃描光學(xué)裝置中，當(dāng)采取這樣的構(gòu)成的情況下，如圖28所示在感光磁鼓面上的多個(gè)掃描線的長度不同。由此，在感光磁鼓面上的特別是主掃描方方向的端部上，在多個(gè)成像點(diǎn)的成像位置上產(chǎn)生主掃描方向的偏移。
該成像位置的主掃描方向的偏移依存于副掃描截面內(nèi)的入射到感光磁鼓面上的上述多光束的主光線和該感光磁鼓面的法線所成的角度的平均角α、入射到主掃描截面內(nèi)的任意的掃描位置的感光磁鼓面上的多光束的主光線和該感光磁鼓面的法線所成的角度的平均值β、副掃描方向的分辨率(掃描線間距)、同時(shí)掃描的掃描線數(shù)(光源裝置的發(fā)光單元的數(shù))。
即，被掃描面97上的主掃描方向的成像位置偏移是將以下值相加的值因?yàn)榘焉鲜龆鄺l發(fā)光單元相對于主掃描方向在副掃描方向上傾斜配置而產(chǎn)生的位置偏移δY1、因?yàn)榘讶肷涞礁泄獯殴拿嫔系亩鄺l光束的主光線和該感光磁鼓面的法線所成的副掃描方向的角度設(shè)置成規(guī)定的角度α而產(chǎn)生的位置偏移δYD的偏移，因而存在引起印字精度減低、畫質(zhì)劣化的問題。
即，采用在上述專利文獻(xiàn)1中公開的方法可以理解為不僅減輕來自多光源的光束的主掃描方向的成像位置的偏移δY1，而且還需要考慮因?yàn)榘讶肷涞缴鲜龈泄獯殴拿嫔系亩鄺l光束的主光線和該感光磁鼓面的法線所成的副掃描方向的角度設(shè)定為規(guī)定的角度α而產(chǎn)生的位置偏移δYD。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種不需要復(fù)雜的調(diào)整就能有效地降低從具有多個(gè)發(fā)光單元的光源裝置射出的各光束的成像位置的偏移，最適宜高速并且高畫質(zhì)的多束光掃描光學(xué)裝置及使用它的圖像形成裝置。
具有本發(fā)明的特征的多束光掃描光學(xué)裝置是包含具有在主掃描方向上具有間隔的3個(gè)或3個(gè)以上的發(fā)光單元的光源裝置；改變從該光源裝置射出的3條或3條以上的發(fā)散光束的狀態(tài)的第1光學(xué)系統(tǒng)；限制通過該第1光學(xué)系統(tǒng)的3條或3條以上的光束的至少主掃描方向的光束寬度的光闌；反射通過該光闌的3條或3條以上的光束的偏向裝置；把在該偏向裝置上反射的3條或3條以上的光束成像在被掃描面上的第2光學(xué)系統(tǒng)；控制該被掃描面上的掃描開始位置的定時(shí)的寫出位置同步信號檢測裝置的多束光掃描光學(xué)裝置，其特征在于該寫出位置同步信號檢測裝置具有寫出位置同步信號檢測元件、被配置在該寫出位置同步信號檢測元件和該偏向裝置的光路之間的縫隙狀部件，使用在該偏向裝置上反射的、通過該縫隙狀部件的光束，控制該被掃描面上的掃描開始位置的定時(shí)，把該3個(gè)或3個(gè)以上的發(fā)光單元中的兩端的發(fā)光單元的主掃描方向的間隔設(shè)置為S1；把該第1光學(xué)系統(tǒng)的焦點(diǎn)距離設(shè)置為f1；把從該光闌到該偏向裝置的偏向面的距離設(shè)置為L1；把該第2光學(xué)系統(tǒng)的主掃描方向的焦點(diǎn)距離設(shè)置為f2；把入射到在該副掃描截面內(nèi)的該被掃描面上的3條或3條以上的光束的主光線和該被掃描面的法線所成角度的平均值設(shè)置為α；把入射到主掃描截面內(nèi)的任意掃描位置的該被掃描面上的3條或3條以上的光束的主光線和該被掃描面的法線所成角度的平均值設(shè)置為β；把作為該平均值β的掃描位置中的主掃描的焦點(diǎn)偏移量設(shè)置為δM(β)；把該3條或3條以上的光束通過該縫隙狀部件時(shí)的掃描位置中的主掃描的焦點(diǎn)偏移量設(shè)置為δM(BD)；把根據(jù)該被掃描面上的主掃描方向的分辨率確定的主掃描方向的每1英寸的像素?cái)?shù)設(shè)置為NM；把從該3個(gè)或3個(gè)以上的發(fā)光單元中的兩端的發(fā)光單元射出的各光束在該被掃描面上的成像點(diǎn)的副掃描方向的間隔設(shè)置為P時(shí)，滿足以下公式的條件。
|Psinαtanβ+S1L1f1f2(δM(β)-δM(BD))|≤25.43NM]]>具有本發(fā)明的特征的多束光掃描光學(xué)裝置是包含具有在主掃描方向上具有間隔的3個(gè)或3個(gè)以上的發(fā)光單元的光源裝置；改變從該光源裝置射出的3條或3條以上的發(fā)散光束的狀態(tài)的第1光學(xué)系統(tǒng)；限制通過該第1光學(xué)系統(tǒng)的3條或3條以上的光束的至少主掃描方向的光束寬度的光闌；反射通過該光闌的3條或3條以上的光束的偏向裝置；把在該偏向裝置上反射的3條或3條以上的光束成像在被掃描面上的第2光學(xué)系統(tǒng)；控制該被掃描面上的掃描開始位置的定時(shí)的寫出位置同步信號檢測裝置的多束光掃描光學(xué)裝置，其特征在于該寫出位置同步信號檢測裝置具有與第2光學(xué)系統(tǒng)獨(dú)立的第3光學(xué)系統(tǒng)、寫出位置同步信號檢測元件、被配置在該寫出位置同步信號檢測元件和第3光學(xué)系統(tǒng)的光路之間的縫隙狀部件，使用在該偏向裝置上反射的光束，控制該被掃描面上的掃描開始位置的定時(shí)，在把該3個(gè)或3個(gè)以上的發(fā)光單元中的兩端的發(fā)光單元的主掃描方向的間隔設(shè)置為S1；把該第1光學(xué)系統(tǒng)的焦點(diǎn)距離設(shè)置為f1；把從該光闌到該偏向裝置的偏向面的距離設(shè)置為L1；把該第2光學(xué)系統(tǒng)的主掃描方向的焦點(diǎn)距離設(shè)置為f2；把該第3光學(xué)系統(tǒng)的主掃描方向的焦點(diǎn)距離設(shè)置為f3；把入射到副掃描截面內(nèi)的該被掃描面上的3條或3條以上的光束的主光線和該被掃描面的法線所成角度的平均值設(shè)置為α；把入射到主掃描截面內(nèi)的任意掃描位置的該被掃描面上的3條或3條以上的光束的主光線和該被掃描面的法線所成角度的平均值設(shè)置為β；把作為該平均值β的掃描位置中的主掃描的焦點(diǎn)偏移量設(shè)置為δM(β)；把該3條或3條以上的光束通過該縫隙狀部件時(shí)的掃描位置中的主掃描的焦點(diǎn)偏移量設(shè)置為δM(BD)；把根據(jù)該被掃描面上的主掃描方向的分辨率確定的主掃描方向的每1英寸的像素?cái)?shù)設(shè)置為NM；把從該3個(gè)或3個(gè)以上的發(fā)光單元中的兩端的發(fā)光單元射出的各光束在該被掃描面上的成像點(diǎn)的副掃描方向的間隔設(shè)置為P時(shí)，滿足以下公式的條件。
|Psinαtanβ+S1L1f1f2δM(β)-S1L1f1f3δM(BD)|≤25.43NM]]>另外，上述寫出位置同步信號檢測裝置使用在上述偏向裝置上反射的所有3條或3條以上的光束，控制上述被掃描面上的掃描開始位置的定時(shí)。
另外，上述縫隙狀部件可以沿著入射到該縫隙狀部件的3條或3條以上的光束的行進(jìn)方向移動(dòng)。
另外，上述縫隙狀部件可以在相對于入射到該縫隙狀部件的3條或3條以上的光束的行進(jìn)方向大致垂直的截面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。
另外，在上述偏向裝置上反射的、入射到上述寫出位置同步信號檢測元件的光束通過第2光學(xué)系統(tǒng)。
具有本發(fā)明的特征的圖像形成裝置的特征在于包含上述的多束光掃描光學(xué)裝置；被配置在上述被掃描面上的感光體；通過由上述多束光掃描光學(xué)裝置掃描的光束，把被形成在上述感光體上的靜電潛像作為調(diào)色劑像進(jìn)行顯像的顯像器；把顯像出的調(diào)色劑像轉(zhuǎn)印到被轉(zhuǎn)印材料上的轉(zhuǎn)印器；把被轉(zhuǎn)印的調(diào)色劑像定影在被轉(zhuǎn)印材料上的定影器。
具有本發(fā)明的特征的圖像形成裝置的特征在于包含上述的多束光掃描光學(xué)裝置；把從外部機(jī)器輸入的代碼數(shù)據(jù)變換為圖像信號輸入到上述多束光掃描光學(xué)裝置中的打印機(jī)控制器。
具有本發(fā)明的特征的彩色圖像形成裝置的特征在于包含被配置在上述多束光掃描光學(xué)裝置的被掃描面上，形成相互不同顏色圖像的多個(gè)像承載體。
另外上述彩色圖像形成裝置包含把從外部機(jī)器輸入的彩色信號變換為不同顏色的圖像數(shù)據(jù)，輸入到各個(gè)多束光掃描光學(xué)裝置的打印機(jī)控制器。
另外，具有本發(fā)明的特征的多束光掃描光學(xué)裝置是包含具有在主掃描方向上具有間隔的3個(gè)或3個(gè)以上的發(fā)光單元的光源裝置；改變從該光源裝置射出的3條或3條以上的發(fā)散光束的狀態(tài)的第1光學(xué)系統(tǒng)；限制通過該第1光學(xué)系統(tǒng)的3條或3條以上的光束的至少主掃描方向的光束寬度的光闌；反射通過該光闌的3條或3條以上的光束的偏向裝置；把在該偏向裝置上反射的3條或3條以上的光束成像在被掃描面上的第2光學(xué)系統(tǒng)；控制該被掃描面上的掃描開始位置的定時(shí)的寫出位置同步信號檢測裝置的多束光掃描光學(xué)裝置，其特征在于該寫出位置同步信號檢測裝置具有寫出位置同步信號檢測元件；把該3個(gè)或3個(gè)以上的發(fā)光單元中的兩端的發(fā)光單元的主掃描方向的間隔設(shè)置為S1；把該第1光學(xué)系統(tǒng)的焦點(diǎn)距離設(shè)置為f1；把從該光闌到該偏向裝置的偏向面的距離設(shè)置為L1；把該第2光學(xué)系統(tǒng)的主掃描方向的焦點(diǎn)距離設(shè)置為f2；把入射到該副掃描截面內(nèi)的該被掃描面上的3條或3條以上的光束的主光線和該被掃描面的法線所成的角度的平均值設(shè)置為α；把入射到主掃描截面內(nèi)的任意掃描位置的該被掃描面上的3條或3條以上的光束的主光線和該被掃描面的法線所成的角度的平均值設(shè)置為β；把作為該平均值β的掃描位置中的主掃描的焦點(diǎn)偏移量設(shè)置為δM(β)；把該3條或3條以上的光束在該寫出位置同步信號檢測元件的受光面上的主掃描的焦點(diǎn)偏移量設(shè)置為δM(BD)；把根據(jù)該被掃描面上的主掃描方向的分辨率確定的主掃描方向的每1英寸的像素?cái)?shù)設(shè)置為NM；把從該3個(gè)或3個(gè)以上的發(fā)光單元中的兩端的發(fā)光單元射出的各光束在該被掃描面上的成像點(diǎn)的副掃描方向的間隔設(shè)置為P時(shí)，滿足以下公式的條件。
|Psinαtanβ+S1L1f1f2(δM(β)-δM(BD))|≤25.43NM]]>具有本發(fā)明的特征的多束光掃描光學(xué)裝置是包含具有在主掃描方向上具有間隔的3個(gè)或3個(gè)以上的發(fā)光單元的光源裝置；改變從該光源裝置射出的3條或3條以上的發(fā)散光束的狀態(tài)的第1光學(xué)系統(tǒng)；限制通過該第1光學(xué)系統(tǒng)的3條或3條以上的光束的至少主掃描方向的光束寬度的光闌；反射通過該光闌的3條或3條以上的光束的偏向裝置；把在該偏向裝置上反射的3條或3條以上的光束成像在被掃描面上的第2光學(xué)系統(tǒng)；控制該被掃描面上的掃描開始位置的定時(shí)的寫出位置同步信號檢測裝置的多束光掃描光學(xué)裝置，其特征在于該寫出位置同步信號檢測裝置具有與第2光學(xué)系統(tǒng)獨(dú)立的第3光學(xué)系統(tǒng)、寫出位置同步信號檢測元件，把該3個(gè)或3個(gè)以上的發(fā)光單元中的兩端的發(fā)光單元的主掃描方向的間隔設(shè)置為S1；把該第1光學(xué)系統(tǒng)的焦點(diǎn)距離設(shè)置為f1；把從該光闌到該偏向裝置的偏向面的距離設(shè)置為L1；把該第2光學(xué)系統(tǒng)的主掃描方向的焦點(diǎn)距離設(shè)置為f2；把該第3光學(xué)系統(tǒng)的主掃描方向的焦點(diǎn)距離設(shè)置為f3；把入射到副掃描截面內(nèi)的該被掃描面上的3條或3條以上的光束的主光線和該被掃描面的法線所成角度的平均值設(shè)置為α；把入射到主掃描截面內(nèi)的任意掃描位置的該被掃描面上的3條或3條以上的光束的主光線和該被掃描面的法線所成角度的平均值設(shè)置為β；把作為該平均值β的掃描位置中的主掃描的焦點(diǎn)偏移量設(shè)置為δM(β)；把該3條或3條以上的光束在該寫出位置同步信號檢測元件的受光面上的主掃描的焦點(diǎn)偏移量設(shè)置為δM(BD)；把根據(jù)該被掃描面上的主掃描方向的分辨率確定的主掃描方向的每1英寸的像素?cái)?shù)設(shè)置為NM；
把從該3個(gè)或3個(gè)以上的發(fā)光單元中的兩端的發(fā)光單元射出的各光束在該被掃描面上的成像點(diǎn)的副掃描方向的間隔設(shè)置為P時(shí)，滿足以下公式的條件。
|Psinαtanβ+S1L1f1f2δM(β)-S1L1f1f3δM(BD)|≤25.43NM]]>另外，上述寫出位置同步信號檢測裝置使用在上述偏向裝置上反射的所有3條或3條以上的光束，控制上述被掃描面上的掃描開始位置的定時(shí)。
另外在上述偏向裝置上反射的、入射到上述寫出位置同步信號檢測元件的光束通過第2光學(xué)系統(tǒng)。
具有本發(fā)明特征的圖像形成裝置的特征在于包含上述的多束光掃描光學(xué)裝置；被配置在上述被掃描面上的感光體；通過用上述多束光掃描光學(xué)裝置掃描的光束把被形成在上述感光體上的靜電潛像作為調(diào)色劑像進(jìn)行顯像的顯像器；把被顯像的調(diào)色劑像轉(zhuǎn)印到被轉(zhuǎn)印材料上的轉(zhuǎn)印器；把被轉(zhuǎn)印的調(diào)色劑像定影在被轉(zhuǎn)印材料上的定影器。
另外，圖像形成裝置包含上述的多束光掃描光學(xué)裝置；把從外部機(jī)器輸入的代碼數(shù)據(jù)變換為圖像信號，輸入到上述多束光掃描光學(xué)裝置中的打印機(jī)控制器。
作為本發(fā)明特征的彩色圖像形成裝置，其特征在于包含各自被配置在上述的多束光掃描光學(xué)裝置的被掃描面，形成相互不同顏色的圖像的多個(gè)像承載體。
另外，彩色圖像形成裝置包含把從外部機(jī)器輸入的顏色信號變換為不同顏色的圖像數(shù)據(jù)，輸入到各個(gè)多束光掃描光學(xué)裝置的打印機(jī)控制器。
可以從以下的附圖、說明中知道進(jìn)一步的特征。


圖1是本發(fā)明的實(shí)施例1的主掃描截面圖。
圖2是展示本發(fā)明的實(shí)施例1的多光束的掃描形態(tài)的主掃描截面圖。
圖3是展示本發(fā)明的實(shí)施例1的比較例子的主掃描截面圖。
圖4是本發(fā)明的實(shí)施例1的副掃描截面圖。
圖5是展示感光磁鼓面上的2條掃描線平行掃描狀態(tài)的圖。
圖6是展示本發(fā)明的實(shí)施例1中的焦點(diǎn)偏移量δM(β)的圖。
圖7是展示本發(fā)明的實(shí)施例1中的焦點(diǎn)偏移量δM(β)的圖。
圖8是展示本發(fā)明的實(shí)施例1中的各數(shù)值數(shù)據(jù)的表。
圖9是以β為橫軸曲線化本發(fā)明的實(shí)施例1中的偏移量δYfocus的曲線圖。
圖10是以β為橫軸曲線化本發(fā)明的實(shí)施例1中的偏移量δYD的曲線圖。
圖11是以β為橫軸曲線化將圖9和圖10所示的偏移量相加后的偏移量δY的曲線圖。
圖12是本發(fā)明的實(shí)施例2的主掃描截面圖。
圖13是展示本發(fā)明的實(shí)施例2中的焦點(diǎn)偏移量δM(β)的圖。
圖14是展示本發(fā)明的實(shí)施例2中的焦點(diǎn)偏移量δM(β)的圖。
圖15是展示本發(fā)明的實(shí)施例2中的各數(shù)值數(shù)據(jù)的表。
圖16是以β為橫軸曲線化本發(fā)明的實(shí)施例2中的偏移量δYfocus的曲線圖。
圖17是以β為橫軸曲線化本發(fā)明的實(shí)施例2中的偏移量δYD的曲線圖。
圖18以25.4/3NM為橫軸曲線化將圖16和圖17所示的主掃描方向的成像位置的偏移量相加后的偏移量δY的曲線圖。
圖19是本發(fā)明的實(shí)施例3的主掃描截面圖。
圖20是展示本發(fā)明的實(shí)施例4的寫出位置同步信號檢測裝置的放大圖。
圖21是展示本發(fā)明的圖像形成裝置的實(shí)施例的圖。
圖22是展示本發(fā)明的彩色圖像形成裝置的實(shí)施例的主要部分概略圖。
圖23是以往的多束光掃描光學(xué)裝置的主掃描截面圖。
圖24是展示在以往的多束光掃描光學(xué)裝置中的多光源的配置的圖。
圖25是展示在以往的多束光掃描光學(xué)裝置中的多光源的配置的圖。
圖26是在以往的多束光掃描光學(xué)系統(tǒng)中產(chǎn)生了焦點(diǎn)偏移的情況下的說明圖。
圖27是說明入射到感光磁鼓上的光束和磁鼓法線的副掃描方向的配置的圖。
圖28是說明把入射到感光磁鼓的光束和磁鼓法線在副掃描方向上形成規(guī)定角度地配置的情況下掃描倍率不同的圖。
具體實(shí)施例方式圖1是本發(fā)明的實(shí)施例1的多束光掃描光學(xué)裝置的主掃描方向的主要部分截面圖(主掃描截面)。
在此，所謂主掃描方向是指和偏向裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)軸以及掃描光學(xué)元件的光軸垂直的方向(在偏向裝置中是光束被反射(偏向掃描)的方向)，所謂副掃描方向是指和偏向裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)軸平行的方向。另外，所謂主掃描截面是指與主掃描方向平行并且包含掃描光學(xué)系統(tǒng)的光軸的平面。另外，所謂副掃描截面表示和主掃描截面垂直的截面。
在同一圖中1是光源裝置，由在主掃描方向和副掃描方向上具有間隔的多個(gè)發(fā)光單元組成，在同一圖中由具有3個(gè)發(fā)光單元(發(fā)光點(diǎn))1a、1b、1c的例如單片多光束半導(dǎo)體激光器等構(gòu)成。但是，在同一圖中為了簡化圖而省略了發(fā)光單元1b。假設(shè)發(fā)光單元1b存在于發(fā)光單元1a和發(fā)光單元1c之間的任意位置。在此，發(fā)光單元數(shù)不限于3個(gè)，也可以是4個(gè)以上。
2是作為第1光學(xué)系統(tǒng)的變換光學(xué)元件(視準(zhǔn)透鏡)，改變從多束半導(dǎo)體激光器1射出的3條發(fā)散光束的聚光狀態(tài)。進(jìn)而，所謂改變發(fā)散光束的聚光狀態(tài)就是改變發(fā)散程度，或者把發(fā)散光束改變?yōu)槠叫泄馐?，或者改變?yōu)槭諗抗馐?br> 4是圓柱透鏡，只在副掃描截面內(nèi)具有規(guī)定的折射力。3是光孔光闌(光闌)，被配置在視準(zhǔn)透鏡2和光偏向器5之間，限制入射光束的光束寬度。
5是作為偏向裝置的光偏向器，例如由多面反射鏡(旋轉(zhuǎn)多面鏡)構(gòu)成，由多面反射鏡電機(jī)等驅(qū)動(dòng)裝置(未圖示)驅(qū)動(dòng)而在圖中箭頭A方向上以一定速度轉(zhuǎn)動(dòng)，由此把入射光束反射到主掃描方向上。
6是作為具有fθ特性的第2光學(xué)系統(tǒng)的fθ透鏡系統(tǒng)(成像光學(xué)系統(tǒng))，由第1、第2fθ透鏡6a、6b的2塊透鏡組成，在副掃描截面內(nèi)在使偏向面5a和被掃描面7具有大致共軛關(guān)系的同時(shí)，把基于由光偏向器5反射的圖像信息的光束成像在作為被掃描面的感光磁鼓面7上。進(jìn)而，fθ透鏡系統(tǒng)可以由單一或者3塊以上的透鏡構(gòu)成，也可以包含衍射光學(xué)元件構(gòu)成，另外，不僅是透鏡系統(tǒng)，也可以是反射光學(xué)系統(tǒng)。
7是作為被掃描面的感光磁鼓面。
8是折返鏡(BD反射鏡)，把用于檢測感光磁鼓面7上的掃描開始位置的定時(shí)的寫出位置同步信號檢測用的光束(BD光束)反射到后述的BD傳感器11。
9是縫隙狀部件(BD縫隙)，被配置在和感光磁鼓面7光學(xué)等效的位置或者其附近上。
10是同步檢測用的成像透鏡(BD透鏡)，其構(gòu)成是通過使BD反射鏡8和BD傳感器11處于共軛關(guān)系，即使BD反射鏡8的反射面失去作用也始終使光束入射到BD傳感器。
11是同步檢測元件(BD傳感器)，在本實(shí)施例中，使用檢測來自BD傳感器11的輸出信號得到的同步信號(BD信號)，控制對感光磁鼓面7上的圖像記錄的掃描開始位置的定時(shí)。
進(jìn)而，BD反射鏡8、BD縫隙9、BD透鏡10還有BD傳感器11等各要素構(gòu)成寫出位置同步信號檢測裝置(BD光學(xué)系統(tǒng))的一個(gè)要素。寫出位置同步信號檢測裝置使用經(jīng)由光學(xué)偏向器5通過fθ透鏡系列6的光束，控制被掃描面上的掃描開始位置的定時(shí)。
在本實(shí)施例中，對應(yīng)于圖像信息從多束半導(dǎo)體激光器1射出的3條發(fā)散光束由視準(zhǔn)透鏡2變換聚光狀態(tài)，入射到圓柱透鏡4。入射到圓柱透鏡4的3條光束在主掃描截面內(nèi)以原狀態(tài)射出，在副掃描截面內(nèi)收斂并由光孔光闌3限制其截面形狀，在光偏向器5的偏向面5a附近成像為在主掃描方向上拉長延伸的焦線狀。
因?yàn)樵诙嗍雽?dǎo)體激光器1上至少各自在主掃描方向上隔開配置3條光束，所以3條光束在主掃描截面內(nèi)以各自不同的角度入射到偏向面5a。
而后，在光偏向器5的偏向面5a上被發(fā)射的3條光束由fθ透鏡系統(tǒng)6在感光磁鼓面7上成像為點(diǎn)，通過使該光偏向器5在箭頭A方向轉(zhuǎn)動(dòng)，使該感光磁鼓面7在箭頭B方向(主掃描方向)上等速光掃描。由此在作為記錄介質(zhì)的感光磁鼓面7上進(jìn)行圖像記錄。
在本實(shí)施例中，如以下那樣進(jìn)行在各光束各自在感光磁鼓面7上的寫出開始點(diǎn)的確定。
檢測多條光束到達(dá)被設(shè)置在感光磁鼓面7的主掃描方向的上游一側(cè)的BD傳感器11的定時(shí)(BD檢測)，對各光束各自獨(dú)立地進(jìn)行該BD檢測，把從該BD檢測開始到規(guī)定的延遲時(shí)間后作為寫出開始。
為了更正確地檢測各光束到達(dá)BD傳感器11的定時(shí)，在BD傳感器11的前方，在各光束的成像位置(相當(dāng)于感光磁鼓面7的位置)上設(shè)置BD縫隙9，在各光束通過BD縫隙9時(shí)從BD傳感器11的輸出達(dá)到一定值以上時(shí)輸出BD信號，從此時(shí)開始到一定的延遲時(shí)間T1后發(fā)送圖像信號。
通過對各個(gè)光束進(jìn)行該動(dòng)作，各光束(掃描光束)的寫出位置一致。
進(jìn)而，在圖1中，描繪出從發(fā)光單元1a射出在偏向反射面5a上向右反射的光線、從發(fā)光單元1c射出在偏向反射面5a上向右反射的光線大致平行地在同一方向上反射，但如對以往技術(shù)的說明的那樣，相對從發(fā)光單元1a射出在偏向反射面5a上向右方向反射的光線，從發(fā)光單元1c射出在偏向反射面5a上向右方向反射的光線僅延遲規(guī)定時(shí)間δT。在圖1中，沒有注意描繪僅錯(cuò)開δT時(shí)間的光線。
圖2是展示在本發(fā)明的實(shí)施例1中，3條光線掃描感光磁鼓面7上的主掃描方向的大致中央部分時(shí)的狀態(tài)的主掃描截面圖。和上述圖1一樣，為了簡化圖而省略了發(fā)光單元1b。假設(shè)發(fā)光單元1b存在于發(fā)光單元1a和發(fā)光單元1c中間。
在同一圖中，如果把兩端的發(fā)光單元1a、1c的主掃描方向的間隔設(shè)置為S1，把視準(zhǔn)透鏡2的焦點(diǎn)距離設(shè)置為f2，把從光闌3到光偏向器5的偏向面5a的距離設(shè)置為L1，把從視準(zhǔn)透鏡2到光偏向器5的偏向面5a的距離設(shè)置為L2，把fθ透鏡系統(tǒng)6的主掃描方向的焦點(diǎn)距離設(shè)置為f2，則從偏向面5a上的各發(fā)光單元1a、1c射出的各光束的主光線的隔開量h可以用下式表示。
h=S1×L1f1]]>在偏向面5a上反射的各個(gè)光束以與上述同樣的角度入射到fθ透鏡系統(tǒng)6中。因而射出fθ透鏡系統(tǒng)6后的各個(gè)光束的主光線形成的角度的正切可以用下式近似。
hf2=S1f2×L1f1]]>上式右邊的值可以容易地理解為表示主掃描的焦點(diǎn)(fθ透鏡系統(tǒng)6的光軸方向的焦點(diǎn))偏離1(mm)時(shí)的從發(fā)光單元1a、1c射出的各光束在感光磁鼓面7上的主掃描方向的成像位置的偏移量。
因而，當(dāng)把圖2的主掃描位置的實(shí)際主掃描的焦點(diǎn)偏移量設(shè)置為δM時(shí)，這時(shí)從發(fā)光單元1a、1c射出的各光束在感光磁鼓面7上的主掃描方向的成像位置的偏移量δY1可以用下式表示。

δY1=S1L1f1f2δM]]>式(1)因而，當(dāng)存在主掃描的焦點(diǎn)偏移量(在此所謂的焦點(diǎn)偏移量，定義為從多個(gè)發(fā)光單元中的被配置在距離視準(zhǔn)透鏡2的光軸最近的位置上的發(fā)光單元射出的光束的焦點(diǎn)偏移量。在本實(shí)施例中，是從發(fā)光單元1b射出的光束的焦點(diǎn)偏移量。)δM的情況下，如上所述，即使用被設(shè)置在感光磁鼓面7的主掃描方向上游一側(cè)的BD傳感器11對各光束分別獨(dú)立地進(jìn)行BD檢測，在從發(fā)光單元1a、1c射出的各光束在感光磁鼓面7上的主掃描方向的成像位置也產(chǎn)生δY1的偏移。
在此說明的現(xiàn)象適合于各光束通過BD縫隙9時(shí)。如果把在各光束通過BD縫隙9時(shí)的掃描位置中的主掃描的焦點(diǎn)偏移量(在此所謂的焦點(diǎn)偏移量，定義為從多個(gè)發(fā)光單元中的被配置在距離視準(zhǔn)透鏡2的光軸最近的位置上的發(fā)光單元射出的光束的焦點(diǎn)偏移量。在本實(shí)施例中，是從發(fā)光單元1b射出的光束的焦點(diǎn)偏移量。)設(shè)置為δM(BD)，則此時(shí)從發(fā)光單元1a、1c射出的各光束的BD縫隙9中的主掃描方向的成像位置的偏移量δYBD可以用下式表示。
δYBD=S1L1f1f2δM(BD)]]>式(2)因而，當(dāng)在各光束通過BD縫隙9時(shí)的掃描位置上存在主掃描的焦點(diǎn)偏移量δM(BD)的情況下，在從發(fā)光單元1a、1c射出的各光束的BD檢測中只以上述偏移量δYBD產(chǎn)生相對偏移。
由此，在對感光磁鼓面7進(jìn)行圖像記錄的有效掃描區(qū)域中，例如即使沒有主掃描焦點(diǎn)偏移，當(dāng)通過BD縫隙9時(shí)的掃描位置，即在BD檢測位置中存在主掃描的焦點(diǎn)偏移δM(BD)的情況下，只以上述δYBD的量在從發(fā)光單元1a、1c射出的各光束的BD檢測定時(shí)產(chǎn)生偏移。因此，作為其結(jié)果，容易地理解為在有效掃描區(qū)域中從發(fā)光單元1a、1c射出的各光束在感光磁鼓面7上的主掃描方向的成像位置產(chǎn)生如式(2)所示的δYBD的偏移。
進(jìn)而在對感光磁鼓面7進(jìn)行圖像記錄的有效掃描區(qū)域中存在主掃描的焦點(diǎn)偏移δM，并且在BD檢測位置中存在主掃描的焦點(diǎn)偏移δM(BD)的情況下，在有效掃描區(qū)域中從發(fā)光單元1a、1c射出的各光束的在感光磁鼓面7上的主掃描方向的成像位置在產(chǎn)生式(1)所示的δY1的偏移的同時(shí)，因?yàn)樵谥灰允?2)所示的δYBD的量從發(fā)光單元1a、1c射出的各光束的BD檢測定時(shí)產(chǎn)生偏移，所以作為其結(jié)果，容易地理解為在有效掃描區(qū)域中在BD檢測定時(shí)的偏移量被抵消，最終剩下只有δY1-δYBD量的成像位置偏移。
即，當(dāng)把3個(gè)發(fā)光單元1a、1b、1c中的兩端的發(fā)光單元1a、1c的主掃描方向的間隔設(shè)置為S1；把視準(zhǔn)透鏡2的焦點(diǎn)距離設(shè)置為f1；把從光闌3到偏向器5的偏向面5a的距離設(shè)置為L1；把fθ透鏡系統(tǒng)6的主掃描方向的焦點(diǎn)距離設(shè)置為f2；把入射到感光磁鼓面7的3條光束的主光線和該感光磁鼓面7的法線所成的角度的平均值是β的任意的掃描位置中的，主掃描的焦點(diǎn)偏移量設(shè)置為δM(β)，把該3條光束通過縫隙9時(shí)在掃描位置中的主掃描的焦點(diǎn)偏移量設(shè)置為δM(BD)時(shí)，在對感光磁鼓面7進(jìn)行圖像記錄的有效掃描區(qū)域中的主掃描方向的成像位置的偏移量δYfocus可以用下式表示。
δYfocus=δY1-δYBD=S1L1f1f2δM(β)-S1L1f1f2δM(BD)=S1L1f1f2(δM(β)-δM(BD))]]>式(3)從式(3)可以理解為，如果在對感光磁鼓面7進(jìn)行圖像記錄的有效掃描區(qū)域中的主掃描的焦點(diǎn)偏移量δM(β)與在BD檢測位置中主掃描的焦點(diǎn)偏移量δM(BD)是相同的量，則主掃描方向的成像位置的偏移量δYfocus變?yōu)榱恪?br> 在此作為比較例，圖3是展示光孔光闌3存在于視準(zhǔn)透鏡2的位置時(shí)的和圖2同樣的主掃描截面圖。和圖2一樣，為了簡化圖而省略了發(fā)光單元1b。假設(shè)發(fā)光單元1b存在于發(fā)光單元1a和發(fā)光單元1c中間。
這種情況下在偏向面5a上從發(fā)光單元1a、1c射出的各光束的主光線的隔開量h’可以用下式表示。
h′=S1×L2f1]]>因而，當(dāng)把圖3的掃描位置中的實(shí)際主掃描的焦點(diǎn)偏移量設(shè)置為δM的情況下，此時(shí)從發(fā)光單元1a、1c射出的各光束在感光磁鼓面7上的主掃描方向的成像位置的偏移量δY1’可以用下式表示。
δY1′=S1L2f1f2δM]]>同樣，如果把各光束在通過BD縫隙9時(shí)的掃描位置中的主掃描的焦點(diǎn)偏移量設(shè)置為δM(BD)，則此時(shí)從發(fā)光單元1a、1c射出的各光束在BD縫隙9上的主掃描方向的成像位置的偏移量δYBD’，可以用下式表示。
δYBD′=S1L21f1f2δM(BD)]]>因而，如圖3，所示當(dāng)光孔光闌3存在于視準(zhǔn)透鏡2的位置上的情況下，在對感光磁鼓面7進(jìn)行圖像記錄的有效掃描區(qū)域中的主掃描方向的成像位置的偏移量δYfocus’可以用下式表示。
δYfocus′=δY1′-δYBD′=S1L2f1f2(δM(β)-δM(BD))]]>式(4)在此，如果比較式(3)和式(4)，則可以理解為下式的關(guān)系成立。

δYfocus=L1L2δYfocus′]]>這表示與如圖3所示的光孔光闌3存在于視準(zhǔn)透鏡2的位置上的情況相比，如圖2所示把光孔光闌3配置在接近偏向面5a的一方，可以把在對感光磁鼓面7進(jìn)行圖像記錄的有效掃描區(qū)域中的主掃描方向的成像位置的偏移量抑制為很小。
在本實(shí)施例中，通過把光孔光闌3配置在靠近偏向面5a的位置上，即使存在有效掃描區(qū)域中的主掃描的焦點(diǎn)偏移、進(jìn)行BD檢測時(shí)的掃描位置上的主掃描的焦點(diǎn)偏移等，也可以有效地抑制在對感光磁鼓面7上進(jìn)行圖像記錄的有效掃描區(qū)域中的主掃描方向的成像位置的偏移量，由此實(shí)現(xiàn)適宜高速并且高畫質(zhì)的多束光掃描光學(xué)裝置。
圖4是本發(fā)明的實(shí)施例1的多束光掃描光學(xué)裝置的副掃描截面圖。在同一圖中在和圖1所示的要素相同的要素上標(biāo)注同一符號。
在本實(shí)施例中，如來自感光磁鼓面7的正反射光不再次返回光學(xué)系統(tǒng)那樣，在副掃描截面內(nèi)，設(shè)定成入射到感光磁鼓面7的多條(在本實(shí)施例中是3條)光束的主光線和該感光磁鼓面7的法線所成的角度為不是零的規(guī)定的角度(平均值)。
在采取這樣的構(gòu)成的情況下，如上所述如圖28所示，在感光磁鼓面上的3條掃描線的長度不同。因而，在感光磁鼓面上的特別是主掃描方向的端部上，在3個(gè)成像點(diǎn)的成像位置上產(chǎn)生主掃描方向的偏移。
該成像位置的主掃描方向的偏移依存于入射到副掃描截面內(nèi)的感光磁鼓面7的3條光束的主光線和該感光磁鼓面7的法線所成角度的平均值α、入射到主掃描截面內(nèi)的任意的掃描位置的該感光磁鼓面7上的3條光束的主光線和該感光磁鼓面7的法線所成角度的平均值β、從3個(gè)發(fā)光單元1a、1b、1c中的兩端的發(fā)光單元1a、1c射出的各光束在感光磁鼓面7上的成像點(diǎn)的副掃描方向的間隔P、還有副掃描方向的分辨率。
圖5是表示在感光磁鼓面7上2條掃描線平行掃描狀態(tài)的主要部分斜視圖。進(jìn)而，在同一圖中為了簡化圖而省略了來自發(fā)光單元1b的光束。
在同一圖中考慮把主掃描方向設(shè)置為Y軸，把副掃描方向，即感光磁鼓移動(dòng)的方向設(shè)置為Z軸，把感光磁鼓面7的法線方向設(shè)置為X軸的正交坐標(biāo)系。
假設(shè)XY平面和主掃描面所成角度(入射到副掃描截面內(nèi)的感光磁鼓7的光束的主光線和感光磁鼓面的法線所成角度)為α。這時(shí)，基于由從兩端的發(fā)光單元1a、1c的2個(gè)發(fā)光單元射出的2條光束產(chǎn)生的成像點(diǎn)掃描被掃描面上的2條掃描線在光束的行進(jìn)方向上產(chǎn)生光路長度差δL，在把同時(shí)掃描感光磁鼓面7上的各掃描線的副掃描方向的間隔設(shè)置為P時(shí)，可以用下式表示該光路長度差δL。
δL＝Psinα以下，如果假設(shè)入射到任意掃描位置上的感光磁鼓面7上的光束的主光線和fθ透鏡系統(tǒng)的光軸所成角度(入射到主掃描截面內(nèi)的任意的掃描位置的感光磁鼓面7上的光束的主光線和該感光磁鼓面7的法線所成角度)為β，則在同一圖中的感光磁鼓面7上的主掃描方向的成像位置的偏移量δYD可以用下式表示。
δYD＝Psinαtanβ 式(5)因而，在本實(shí)施例中的感光磁鼓7面上的主掃描方向的成像位置的偏移量δY的總絕對值為將用式(3)表示的δYfocus和用式(5)表示的δYD相加的量，可以用下式表示。
|δY|=|S1L1f1f2(δM(β)-δM(BD))+Psinαtanβ|]]>一般主掃描方向的成像點(diǎn)的位置偏移容易通過根據(jù)感光磁鼓面7上的主掃描方向的分辨率確定的主掃描方向的每1英寸(25.4mm)的像素間距超過1/3來確認(rèn)，不能忽略對圖像的影響。
因而，當(dāng)把根據(jù)感光磁鼓7面上的主掃描方向的分辨率確定的主掃描方向的每1英寸的像素?cái)?shù)設(shè)置為NM時(shí)，上述δY必須滿足以下條件的式(6)。
|δY|=|Psinαtanβ+S1L1f1f2(δM(β)-δM(BD))|≤25.43NM]]>式(6)在本實(shí)施例中的構(gòu)成是，設(shè)3個(gè)發(fā)光單元1a、1b、1c中的兩端的發(fā)光單元1a、1c的主掃描方向的間隔為S1；視準(zhǔn)透鏡2的焦點(diǎn)距離為f1；從光闌3到偏向器5的偏向面5a的距離為L1；fθ透鏡系統(tǒng)6的主掃描方向的焦點(diǎn)距離為f2；入射到副掃描截面內(nèi)的感光磁鼓面7的3條光束的主光線和該感光磁鼓面7的法線所成的角度的平均值為α；入射到主掃描截面內(nèi)的任意掃描位置的感光磁鼓面7上的3條光束的主光線和該感光磁鼓面7的法線所成的角度的平均值為β；作為該平均值β的掃描位置中的主掃描的焦點(diǎn)偏移量為δM(β)；3條光束通過縫隙9時(shí)在掃描位置中的主掃描的焦點(diǎn)偏移量為δM(BD)，如滿足上述式(6)那樣，根據(jù)由感光磁鼓面7上的主掃描方向的分辨率確定的主掃描方向的每1英寸的像素?cái)?shù)NM、從3個(gè)發(fā)光單元1a、1b、1c中的兩端的發(fā)光單元1a、1c射出的各光束在感光磁鼓面7上的成像點(diǎn)的副掃描方向的間隔P，最適宜地確定上述各值。
由此，有效地抑制在感光磁鼓面7上進(jìn)行圖像記錄的有效掃描區(qū)域中的主掃描方向的成像位置的偏移量，由此實(shí)現(xiàn)適宜高速并且高畫質(zhì)的多束光掃描光學(xué)裝置。
表1、表2展示了本發(fā)明的實(shí)施例1的多束光掃描光學(xué)裝置的諸特性。
表1
表2

其中，fθ透鏡主掃描截面的非球面形狀(母線截面非球面形狀)，在以各透鏡面和光軸的交點(diǎn)為原點(diǎn)，以光軸方向?yàn)閄軸，以在主掃描截面內(nèi)和光軸正交的軸為Y軸，以在副掃描截面內(nèi)和光軸正交的軸為Z軸時(shí)，可以用下式表示。
x=y2/R1+(1-(1+k)(y/R)2)1/2+B4y4+B6y6+B8y8+B10y10+B12y12+B14y14---(a)]]>進(jìn)而，R是近軸曲率半徑，k、B4～B10是非球面系數(shù)。
另一方面，副掃描截面形狀是與(子線截面形狀)主掃描方向的透鏡面坐標(biāo)是y的地方的母線非球面垂直的截面內(nèi)的曲率半徑r’用下式表示的形狀。
r’＝r(1+D2y2+D4y4+D6y6+D10y10)……(b)即，是根據(jù)透鏡長度方向的位置，子線截面的曲率半徑連續(xù)變化的形狀。
進(jìn)而，r是光軸上的曲率半徑，D2～D10是各系數(shù)。
在此當(dāng)各系數(shù)因y的值的正負(fù)而不同的情況下，在y的值是正值時(shí)，是作為系數(shù)使用帶下標(biāo)u的D2u～D10u計(jì)算出的曲率半徑，當(dāng)y值是負(fù)值時(shí)，是作為系數(shù)使用下標(biāo)i的D2i～D10i計(jì)算出的曲率半徑r’。
圖6是展示以像高(mm)為橫軸，把入射到本實(shí)施例的主掃描截面內(nèi)的任意掃描位置的感光磁鼓面7上的3條光束的主光線和該感光磁鼓面7的法線所成角度的平均值是β的在掃描位置上的主掃描的交點(diǎn)偏移量δM(β)以曲線表示的曲線圖。在此，作為曲線的右端的像高114.1mm是進(jìn)行BD檢測的像高，這里的交點(diǎn)偏移量是δM(BD)，該量為0.99047mm。
圖7是設(shè)上述曲線的橫軸為入射到主掃描截面內(nèi)的任意的掃描位置的感光磁鼓面7上的3條光束的主光線和該感光磁鼓面7的法線所成角度的平均值β的圖。在此，作為曲線右端的角度β是在28.78度進(jìn)行BD檢測的像高，這里的交點(diǎn)偏移量是δM(BD)，該量為0.99047mm。
圖8是本實(shí)施例中的感光磁鼓面7上的光束的掃描像高、入射到主掃描截面內(nèi)的任意的掃描位置的感光磁鼓面7上的3條光束的主光線和感光磁鼓面7的法線所成角度的平均值β、上述δM(β)等的數(shù)值數(shù)據(jù)。
圖9是以β為橫軸把本實(shí)施例的上述式(3)的值，即在感光磁鼓面7上進(jìn)行圖像記錄的有效掃描區(qū)域中的主掃描方向的成像位置的偏移量δYfocus曲線化的曲線圖。
在本實(shí)施例中，多個(gè)發(fā)光單元的個(gè)數(shù)是3，入射到副掃描截面內(nèi)的感光磁鼓面7上的3條光束的主光線和感光磁鼓面7的法線所成角度的平均值α是6度，根據(jù)感光磁鼓面7上的副掃描方向的分辨率確定的副掃描方向的每1英寸的像素?cái)?shù)Ns是600。圖10是以β為橫軸，把通過將這時(shí)的上述式(5)的值，即在副掃描截面內(nèi)入射到感光磁鼓面7上的3條光束的主光線和感光磁鼓面7的法線所成的角度設(shè)定為不是零的規(guī)定的角度α所產(chǎn)生的在有效掃描區(qū)域中的主掃描方向的成像位置的偏移量δYD曲線化的曲線圖。
將圖9和圖10所示的主掃描方向的成像位置的偏移量相加，取其絕對值的量是上述條件式(6)的左邊，[公式21]把該量|δY|=|Psinαtanβ+S1L1f1f2(δM(β)-δM(BD))|]]>和上述條件式的右邊的值25.4/3NM以β為橫軸曲線化的曲線圖如圖11所示。
在本實(shí)施例中，如圖11所示，通過滿足上述條件式(6)，以有效地抑制在感光磁鼓面7上進(jìn)行圖像記錄的有效掃描區(qū)域中的主掃描方向的成像位置的偏移量。由此實(shí)現(xiàn)適宜高速并且高畫質(zhì)的多束光掃描光學(xué)裝置。
在本實(shí)施例中，通過使用在光源裝置中具有3個(gè)以上的發(fā)光單元的光源裝置，實(shí)現(xiàn)能夠與更高速化對應(yīng)的形式。如果進(jìn)一步增加發(fā)光單元的個(gè)數(shù)則對進(jìn)一步高速化有利。但是，對于在本實(shí)施例中使用的單片多束半導(dǎo)體激光器，如果把多個(gè)發(fā)光單元的間隔設(shè)定得小，則因?yàn)樗p、交調(diào)失真等特性容易劣化，所以現(xiàn)行的發(fā)光單元的間隔大多是0.1mm。因而，發(fā)光單元的個(gè)數(shù)越增加，則上述的S1的值越大，δYfocus、δYD的量容易增大，即在有效掃描區(qū)域中的主掃描方向的成像位置的偏移量容易增大，難以得到高畫質(zhì)的圖像輸出，但在本實(shí)施例中，通過滿足上述條件式(6)來降低光束的成像位置的偏移，可以得到高畫質(zhì)的圖像。上述條件式(6)是為了得到在發(fā)光單元的個(gè)數(shù)特別是在3個(gè)以上的情況下的高畫質(zhì)的圖像輸出的重要條件。
進(jìn)而，在本實(shí)施例中，說明了把BD縫隙9配置在BD透鏡10的跟前一側(cè)的構(gòu)成，但不是必須另外設(shè)置BD縫隙9，也可以省略BD透鏡10，在BD縫隙9的位置上，即在各光束的成像位置(相當(dāng)于感光磁鼓7的位置)上直接配置作為寫出位置同步信號檢測元件的BD傳感器11。這種情況下，BD傳感器11的傳感器一面(受光面)的端部邊緣當(dāng)然可以起到和BD縫隙9同樣的效果。
圖12是本發(fā)明的實(shí)施例2的多束光掃描光學(xué)裝置的主掃描截面圖。在同一圖中，在與圖1所示的要素相同的要素上標(biāo)注了同一符號。
在本實(shí)施例中與上述實(shí)施例1不同之處在于，由3個(gè)發(fā)光單元1a、1b、1c構(gòu)成光源裝置12，并且由BD透鏡13、BD縫隙14、還有BD傳感器11等構(gòu)成寫出位置同步信號檢測裝置，通過滿足后述的條件式(11)來降低從各發(fā)光單元1a、1b、1c射出的各光束的成像位置的偏移。其他的構(gòu)成以及光學(xué)作用與實(shí)施例1大致相同，由此可以得到同樣的效果。
即，在同一圖中，12是光源裝置，具有在主掃描方向和副掃描方向上具有間隔的3個(gè)發(fā)光單元1a、1b、1c，例如由多束半導(dǎo)體激光器構(gòu)成。進(jìn)而，省略3個(gè)發(fā)光單元1a、1b、1c的描述。在此，發(fā)光單元的數(shù)并不限于3個(gè)，也可以是4個(gè)以上。
13是作為第3光學(xué)系統(tǒng)的同步檢測用的成像透鏡(BD透鏡)，把在光偏向器5上反射的BD光束導(dǎo)入到BD傳感器11。14是縫隙(BD縫隙)，被配置在BD透鏡13的成像位置或者其附近。
本實(shí)施例的多束光掃描光學(xué)裝置和實(shí)施例1不同，用于檢測感光磁鼓7上的掃描開始位置定時(shí)的寫出位置同步信號檢測用的光束(BD光束)，其構(gòu)成是通過用于把未通過fθ透鏡6的BD光束導(dǎo)入BD傳感器11的另一BD透鏡13進(jìn)行BD檢測。該BD透鏡13由使在偏向面5a反射的光束在主掃描截面內(nèi)的BD縫隙14的位置上成像，在副掃描截面內(nèi)使偏向面5a和BD縫隙14處于共軛關(guān)系的畸變透鏡構(gòu)成。
在本實(shí)施例的多束光掃描光學(xué)裝置中，因?yàn)锽D光束通過與fθ透鏡6不同的另一BD透鏡13，所以容易地理解為即使在感光磁鼓面7上進(jìn)行圖像記錄的有效掃描區(qū)域中的主掃描的交點(diǎn)偏移δM、在BD檢測位置上主掃描的焦點(diǎn)偏移δM(BD)是相同的量，主掃描方向的成像位置的偏移量δYfocus也不為零。
本實(shí)施例和上述的實(shí)施例1一樣，當(dāng)把入射到在感光磁鼓面7上進(jìn)行圖像記錄的有效掃描區(qū)域中的感光磁鼓面7上的3條光束的主光束和該感光磁鼓面7的法線所成的角度的平均值是β的任意掃描位置上的主掃描的焦點(diǎn)偏移量設(shè)置為δM(β)的情況下，這時(shí)從發(fā)光單元1a、1b、1c射出的各光束在感光磁鼓7面上的主掃描方向的成像位置的偏移量δY1可以用下式表示。
δY1=S1L1f1f2δM(β)]]>-式(7)另外，同樣如果把各光束通過BD縫隙9時(shí)的在掃描位置中的主掃描的焦點(diǎn)偏移量設(shè)置為δM(BD)，把BD透鏡13的主掃描方向的焦點(diǎn)距離設(shè)置為f3，則此時(shí)從發(fā)光單元1a、1b、1c射出的各光束的在BD縫隙9上的主掃描方向的成像位置的偏移量δYBD可以用下式表示。
δYBD=S1L1f1f3δM(BD)]]>-式(8)因而，本實(shí)施例和上述的實(shí)施例1一樣，
在把3個(gè)以上的發(fā)光單元1a、1b、1c中的兩端的發(fā)光單元的主掃描方向的間隔設(shè)置為S1；把視準(zhǔn)透鏡2的焦點(diǎn)距離設(shè)置為f1；把從光闌3到偏向器5的偏向面5a的距離設(shè)置為L1；把fθ透鏡6的主掃描方向的焦點(diǎn)距離設(shè)置為f2；把BD透鏡13的主掃描方向的交點(diǎn)距離設(shè)置為f3；把入射到主掃描截面內(nèi)的任意掃描位置的感光磁鼓面7上的3條以上的光束的主光線和該感光磁鼓面7的法線所成角度的平均值是β的掃描位置上的主掃描的焦點(diǎn)偏移量設(shè)置為δM(β)；把2條光束通過縫隙9時(shí)的掃描位置中的主掃描的焦點(diǎn)偏移量設(shè)置為δM(BD)時(shí)，在感光磁鼓面7上進(jìn)行圖像記錄的有效掃描區(qū)域中的主掃描方向的成像位置的偏移量δYfocus可以用以下公式表示。
δYfocus=δY1-δYBD=S1L1f1f2δM(β)-S1L1f1f3δM(BD)]]>-式(9)從式(9)可知，在本實(shí)施例中，可以理解為即使在感光磁鼓面7上進(jìn)行圖像記錄的有效掃描區(qū)域中的主掃描的交點(diǎn)偏移量δM(β)、在BD檢測位置上主掃描的焦點(diǎn)偏移量δM(BD)是相同的量，主掃描方向的成像位置的偏移量δYfocus也不為零。
以下，因入射到副掃描截面內(nèi)的感光磁鼓面7上的3條光束的主光線和該感光磁鼓面7的法線所成角度的平均值α產(chǎn)生的主掃描方向的偏移量δYD和上述實(shí)施例1一樣，可以用下式表示。
δYD＝P sinαtanβ -式(10)因而，本實(shí)施例中的感光磁鼓面7上的主掃描方向的成像位置的偏移量δY的總絕對值是將用式(9)表示的δYfocus和用式(10)表示的δYD相加后的量，可以用下式表示。
|δY|=|S1L1f1f2δM(β)-S1L1f1f3δM(BD)+Psinαtanβ|]]>一般主掃描方向的成像點(diǎn)的位置偏移容易根據(jù)由感光磁鼓面7上的主掃描方向的分辨率確定的主掃描方向的每1英寸(25.4mm)的像素間距超過1/3來確認(rèn)，對圖像的影響不能忽視。
因而，當(dāng)把根據(jù)感光磁鼓面7上的主掃描方向的分辨率確定的主掃描方向的每1英寸的像素?cái)?shù)設(shè)置為NM時(shí)，上述δY必須滿足以下的條件式(11)。
|δY|=|Psinαtanβ+S1L1f1f2δM(β)-S1L1f1f3δM(BD)|≤25.43NM]]>式(11)在本實(shí)施例中，設(shè)3個(gè)以上的發(fā)光單元1a、1b、1c中的兩端的發(fā)光單元1a、1c的主掃描方向的間隔為S1；視準(zhǔn)透鏡2的焦點(diǎn)距離為f1；從該光闌3到偏向器5的偏向面5a的距離為L1；fθ透鏡6的主掃描方向的焦點(diǎn)距離為f2；BD透鏡13的主掃描方向的焦點(diǎn)距離為f3；入射到副掃描截面內(nèi)的感光磁鼓面7的3條光束的主光線和該感光磁鼓面7的法線所成的角度的平均值為α；入射到主掃描截面內(nèi)的任意掃描位置的感光磁鼓面7上的3條光束的主光線和該被掃描面的法線所成的角度的平均值為β；作為該平均值β的掃描位置上的主掃描的焦點(diǎn)偏移量為δM(β)；3條光束通過縫隙14時(shí)在掃描位置中的主掃描的焦點(diǎn)偏移量為δM(BD)，如滿足上述式(11)那樣，根據(jù)由感光磁鼓面7上的主掃描方向的分辨率確定的主掃描方向的每1英寸的像素?cái)?shù)NM、從3個(gè)發(fā)光單元1a、1b、1c射出的各光束在感光磁鼓面7上的成像點(diǎn)的副掃描方向的間隔P，最適宜地確定上述各值。
由此，有效地抑制在感光磁鼓面7上進(jìn)行圖像記錄的有效掃描區(qū)域中的主掃描方向的成像位置的偏移量，由此實(shí)現(xiàn)適宜高速并且高畫質(zhì)的多束光掃描光學(xué)裝置。
表3、表4展示了本發(fā)明的實(shí)施例2的多束光掃描光學(xué)裝置的諸特性。
表3
表4

進(jìn)而，可以用上述的式(a)、(b)表示本實(shí)施例中的fθ透鏡的主掃描截面的非球面形狀(母線截面非球面形狀)以及副掃描截面的形狀(子線截面形狀)。
圖13是展示以像高(mm)為橫軸，把入射到本實(shí)施例的主掃描截面內(nèi)的任意掃描位置的感光磁鼓面7上的3條光束的主光線和該感光磁鼓面7的法線所成角度的平均值是β的掃描位置中的主掃描的焦點(diǎn)偏移量δM(β)曲線化的曲線圖。
圖14是以入射到主掃描截面內(nèi)的任意的掃描位置的感光磁鼓面7上的3條光束的主光線和該感光磁鼓面7的法線所成角度的平均值β為上述曲線的橫軸的圖。
圖15是本實(shí)施例中的感光磁鼓面7上的光束的掃描像高、入射到主掃描截面內(nèi)的任意掃描位置的感光磁鼓面7上的3條光束的主光線和感光磁鼓面7的法線所成角度的平均值β、上述δM(β)等的數(shù)值數(shù)據(jù)。
另外，BD檢測把由光偏向器5的偏向面5a反射的光束設(shè)定在以75度反射的角度上，其中的焦點(diǎn)偏移量δM(BD)為0.3mm。
圖16是以β為橫軸，把本實(shí)施例的上述(9)式的值，即在感光磁鼓面7上進(jìn)行圖像記錄的有效掃描區(qū)域中的主掃描方向的成像位置的偏移量δYfocus曲線化的曲線圖。
在本實(shí)施例中，多個(gè)發(fā)光單元的個(gè)數(shù)是3，入射到副掃描截面內(nèi)的感光磁鼓面7上的3條光束的主光線和該感光磁鼓面7的法線所成角度的平均值α是10度，根據(jù)感光磁鼓面7上的副掃描方向的分辨率確定的副掃描方向的每1英寸的像素?cái)?shù)Ns是600。圖17是展示以β為橫軸，通過把這時(shí)的上述式(10)的值，即在副掃描截面內(nèi)入射到感光磁鼓面7上的3條光束的主光線和該感光磁鼓面7的法線形成的角度設(shè)置成不是零的規(guī)定的角度而產(chǎn)生的、有效掃描區(qū)域上的主掃描方向的成像位置的偏移量δYD曲線化的曲線圖。
加算圖16和圖17所示的主掃描方向的成像位置的偏移量相加，取得其絕對值的量是上述條件式(11)的左邊， |δY|=|S1L1f1f2δM(β)-S1L1f1f3δM(BD)+Psinαtanβ|]]>把該量 和上述條件式的右邊的值25.4/3NM以β為橫軸曲線化的圖如圖18所示。
在本實(shí)施例中，如圖18所示，通過滿足上述條件式(11)，可以有效地抑制在感光磁鼓面7上進(jìn)行圖像記錄的有效掃描區(qū)域中的主掃描方向的成像位置的偏移量δY。由此實(shí)現(xiàn)適宜高速并且高畫質(zhì)的多束光掃描光學(xué)裝置。
進(jìn)而，在本實(shí)施例中，說明了把BD縫隙14配置在BD傳感器11的跟前的構(gòu)成，但不是必須另外設(shè)置BD縫隙14，也可以在BD縫隙9的位置上，即在各光束的成像位置(相當(dāng)于感光磁鼓7的位置)上直接配置作為寫出位置同步信號檢測元件的BD傳感器11。這種情況下，BD傳感器11的傳感器一面(受光面)的端部邊緣當(dāng)然可以起到與BD縫隙9同樣的功能。
進(jìn)而，在以上的各實(shí)施例1、2中，作為光源裝置1雖然說明了使用1個(gè)多束單片半導(dǎo)體激光器的實(shí)施例，但本發(fā)明并不限于此，例如使用多束半導(dǎo)體激光器，用光束合成棱鏡等裝置進(jìn)行光束合成的形式也可以適用。
這種情況下，兩端的發(fā)光單元1a、1c的主掃描方向的間隔S1，取在用各個(gè)多束半導(dǎo)體激光器的光束合成棱鏡合成的前面的虛像位置上存在發(fā)光單元的情況的S1的值是不言而喻的。
另外，作為單片半導(dǎo)體激光器，端面發(fā)光型的半導(dǎo)體激光器和主掃描方向以及副掃描方向上都隔開地2維地配置發(fā)光單元的面發(fā)光型的半導(dǎo)體激光器可以適用于本發(fā)明。
另外，作為具有fθ特性的第2發(fā)光系統(tǒng)的成像光學(xué)系統(tǒng)6由第1、第2的fθ透鏡6a、6b的2塊透鏡構(gòu)成，但本發(fā)明并不限于此。例如，也可以是1塊透鏡、3塊以上的透鏡，也可以是把曲面反射鏡和衍射光學(xué)元件組合為透鏡的狀式。
圖19是本發(fā)明的實(shí)施例3的多束光掃描光學(xué)裝置的主掃描截面圖。在同一圖中，在與圖1所示的主要要素相同的要素上標(biāo)注相同號碼。
在本實(shí)施例中與上述實(shí)施例1不同之處在于把BD縫隙19設(shè)置成沿著入射到該BD縫隙19的多光束的行進(jìn)方向可以移動(dòng)。其他構(gòu)成以及光學(xué)作用和實(shí)施例1大致相同，由此可以得到同樣效果。
即，在同一圖中，19是BD縫隙，形成可以沿著入射到該BD縫隙19的多束光的行進(jìn)方向移動(dòng)的構(gòu)成。
在本實(shí)施例中，BD像高因?yàn)楸辉O(shè)定在圖像有效區(qū)域的外側(cè)，所以fθ透鏡的BD光束通過的部分位于透鏡的端部位置。因此，一般在fθ透鏡的加工時(shí)特別在端部加工誤差容易增大，還容易產(chǎn)生焦點(diǎn)偏移。
另外，當(dāng)用塑料成型形成fθ透鏡的情況等下，特別容易產(chǎn)生透鏡端部的性能離散，還容易產(chǎn)生焦點(diǎn)偏差。
在本實(shí)施例中，如上所述當(dāng)產(chǎn)生BD像高的焦點(diǎn)偏移的情況下，通過根據(jù)該焦點(diǎn)偏移量使BD縫隙19沿著光束的行進(jìn)方向移動(dòng)，來修正該BD縫隙19上的主掃描方向的成像位置的偏移量δYBD。
由此，有效地抑制在感光磁鼓面7上進(jìn)行圖像記錄的有效掃描區(qū)域中的主掃描方向成像位置的偏移量，由此實(shí)現(xiàn)適宜高速并且高畫質(zhì)的多束光光學(xué)掃描裝置。
進(jìn)而，在本實(shí)施例中，說明了把BD縫隙9配置在BD透鏡10的跟前的構(gòu)成，但不必須另外設(shè)置BD縫隙9，也可以省略BD透鏡10，在BD縫隙9的位置上，即、各光束的成像位置(相當(dāng)于感光磁鼓面7的位置)上直接配置BD傳感器11。這種情況下，BD傳感器11的傳感器面端部的邊緣起到與BD縫隙9同樣的功能。在這樣的構(gòu)成的情況下，通過使BD傳感器11自身沿著光束行進(jìn)方向移動(dòng)，可以得到同樣的效果。
進(jìn)而，本實(shí)施例當(dāng)然也可以適用于上述的實(shí)施例2中。
圖20是本發(fā)明的實(shí)施例4的多束光掃描光學(xué)裝置的寫出位置同步信號檢測裝置的放大圖。在同一圖中，在與圖1所示的要素相同的要素上標(biāo)注了相同符號。
在本實(shí)施例中與上述實(shí)施例1的不同之處在于把BD縫隙29設(shè)置成在相對于入射到該BD縫隙29的多光束的行進(jìn)方向大致垂直的截面內(nèi)可以轉(zhuǎn)動(dòng)的構(gòu)成。其他的構(gòu)成以及光學(xué)作用與實(shí)施例1大致相同，由此可以得到同樣的效果。
即，在同一圖中，29是BD縫隙，形成相對于入射到該縫隙29的多光束的行進(jìn)方向大致垂直的截面內(nèi)可以轉(zhuǎn)動(dòng)的構(gòu)成。
相對于上述實(shí)施例3中所述的BD像高的焦點(diǎn)偏移，在本實(shí)施例中設(shè)置成通過使BD縫隙29在相對于入射到該BD縫隙29的多光束的行進(jìn)方向大致垂直的截面內(nèi)旋轉(zhuǎn)，來修正該BD縫隙29上的主掃描方向的成像位置的偏移量δYBD的構(gòu)成。
由此，有效地抑制在感光磁鼓面7上進(jìn)行圖像記錄的有效掃描區(qū)域中的主掃描方向的成像位置的偏移量，由此實(shí)現(xiàn)適宜高速并且高畫質(zhì)的多束光光學(xué)掃描裝置。
進(jìn)而，在本實(shí)施例中，說明了把BD縫隙9配置在BD透鏡10的跟前的構(gòu)成，但不必須另外設(shè)置BD縫隙9，也可以省略BD透鏡10，在BD縫隙9的位置上，即、各光束的成像位置(相當(dāng)于感光磁鼓面7的位置)上直接配置BD傳感器11。這種情況下，BD傳感器11的傳感器面端部的邊緣起到與BD縫隙9同樣的功能。在這樣的構(gòu)成的情況下，通過使BD傳感器11自身在沿著光束行進(jìn)方向大致垂直面內(nèi)旋轉(zhuǎn)，可以得到同樣的效果。
進(jìn)而，本實(shí)施例當(dāng)然也可以適用于上述的實(shí)施例2中。
(圖像形成裝置)圖21是展示本發(fā)明的圖像形成裝置的實(shí)施例的副掃描方向的主要截面圖。在圖中，符號104表示圖像形成裝置。在該圖像形成裝置104中，從個(gè)人計(jì)算機(jī)等外部機(jī)器117輸入代碼數(shù)據(jù)Dc。該代碼數(shù)據(jù)Dc由裝置內(nèi)的打印機(jī)控制器111變換為圖像數(shù)據(jù)(點(diǎn)數(shù)據(jù))Di。該圖像數(shù)據(jù)Di被輸入到具有實(shí)施例1～4所示之一的構(gòu)成的多束光掃描光學(xué)裝置100。而后，從該多束光掃描光學(xué)裝置100射出根據(jù)圖像數(shù)據(jù)Di調(diào)制的光束103，由該光束103在主掃描方向上掃描感光磁鼓101的感光面。
作為靜電潛像載體(感光體)的感光磁鼓101由電機(jī)115驅(qū)動(dòng)而順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。而后，隨著該轉(zhuǎn)動(dòng)，感光磁鼓101的感光面相對于光束103，在與主掃描方向正交的副掃描方向上移動(dòng)。在感光磁鼓101的上方，設(shè)置使感光磁鼓101的表面與一樣帶電的帶電滾輪102表面接觸。而后，向通過帶電滾輪102帶電的感光磁鼓101的表面上，照射由上述多束光掃描光學(xué)裝置100掃描的光束103。
如上所述，根據(jù)圖像數(shù)據(jù)Di調(diào)制光束103，通過照射該光束103使感光磁鼓101的表面形成靜電潛像。由比上述光束103的照射位置還在感光磁鼓101的轉(zhuǎn)動(dòng)方向的下游一側(cè)與感光磁鼓101接觸那樣地設(shè)置的顯像器107，把該靜電潛像作為調(diào)色劑像進(jìn)行顯像。
在感光磁鼓101的下方，由被配置成與感光磁鼓101相對的轉(zhuǎn)印滾輪108把由顯像器101顯像的調(diào)色劑像轉(zhuǎn)印到作為被轉(zhuǎn)印材料的紙張112上。紙張112被收納在感光磁鼓101的前方(圖21中右側(cè))的紙盒109內(nèi)，但也可以手動(dòng)供紙。在紙盒109端部上配設(shè)供紙滾輪110，把紙盒109內(nèi)的紙張112送入傳送路。
由此，轉(zhuǎn)印有未定影調(diào)色劑像的紙張112進(jìn)一步被搬送到感光磁鼓101后方(圖21中左側(cè))的定影器。定影器在內(nèi)部由具有定影加熱器(未圖示)的定影滾輪113和壓接在該定影滾輪113上那樣配置的加壓滾輪114構(gòu)成，從轉(zhuǎn)印單元搬送來的紙張112在定影滾輪113和加壓滾輪114的壓接單元上被加壓并加熱，由此定影紙張112上的未定影調(diào)色劑像。進(jìn)而在定影滾輪113的后方配設(shè)排紙滾輪116，把定影的紙張112排出到圖像形成裝置外。
雖然在圖21中未圖示，但打印機(jī)控制器111不只是進(jìn)行前面說明的數(shù)據(jù)變換，還進(jìn)行包含電機(jī)115在內(nèi)的圖像形成裝置內(nèi)的各單元、上述的多束光掃描光學(xué)裝置內(nèi)的多面反射鏡電機(jī)等的控制。
(彩色圖像形成裝置)圖22是展示本發(fā)明的彩色圖像形成裝置的實(shí)施例的主要部分概略圖。本實(shí)施例是并行排列4個(gè)多束光掃描光學(xué)裝置，在作為像承載體的感光磁鼓面上記錄圖像信息的復(fù)式的彩色圖像形成裝置。在圖22中，60是彩色圖像形成裝置，61、62、63、64是具有各實(shí)施例1～4所示之一構(gòu)成的多束光掃描光學(xué)裝置，21、22、23、24是作為各種像承載體的感光磁鼓，32、32、33、34是各顯像器、51是輸送帶。進(jìn)而，在圖22中具有把在顯像器中顯像的調(diào)色劑像轉(zhuǎn)印到被轉(zhuǎn)印材料上的轉(zhuǎn)印器(未圖示)、把被轉(zhuǎn)印的調(diào)色劑像定影在被轉(zhuǎn)印材料上的定影器(未圖示)。
在圖22中，從個(gè)人計(jì)算機(jī)等外部機(jī)器52向彩色圖像形成裝置60輸入R(紅)、G(綠)、B(藍(lán))的各顏色信號。這些顏色信號由裝置內(nèi)的打印機(jī)控制器53變換為C(藍(lán)綠色)、M(洋紅)、Y(黃)、B(黑)的各圖像數(shù)據(jù)(點(diǎn)數(shù)據(jù))。這些圖像數(shù)據(jù)被分別輸入到多束光掃描光學(xué)裝置61、62、63、64。而后，從這些多束光掃描光學(xué)裝置射出根據(jù)各圖像數(shù)據(jù)調(diào)制的光束41、42、43、44，由這些光束在主掃描方向掃描感光磁鼓21、22、23、24的感光磁鼓面。
本實(shí)施例中的彩色圖像形成裝置排列4個(gè)多束光掃描光學(xué)裝置(61，62，63，64)，各自與C(藍(lán)綠色)、M(洋紅)、Y(黃)、B(黑)的各顏色對應(yīng)，各自平行地在感光磁鼓21、22、23、24面上記錄圖像信號(圖像信息)，高速印刷彩色圖像。
本實(shí)施例中的彩色圖像形成裝置如上所述，由4個(gè)多束光掃描光學(xué)裝置61、62、63、64使用基于各個(gè)圖像數(shù)據(jù)的光束，把各顏色的潛像形成在與各個(gè)對應(yīng)的感光磁鼓21、22、23、24面上。其后，多重轉(zhuǎn)印在記錄材料上形成1張全顏色的圖像。
作為上述外部機(jī)器52，也可以使用具備例如CCD傳感器的彩色圖像讀取裝置。這種情況下，由該彩色圖像讀取裝置、彩色圖像形成裝置60構(gòu)成彩色數(shù)字復(fù)印機(jī)。
如果采用本發(fā)明，則通過適宜地設(shè)定各要素的值使得滿足條件式(6)或者條件式(11)，不需要復(fù)雜的調(diào)整就可以有效地降低從具有多個(gè)發(fā)光單元的光源裝置射出的多條光束的成像位置的偏移，由此可以適宜于高速并且高畫質(zhì)的多束光掃描光學(xué)裝置以及使用它的圖像形成裝置。
權(quán)利要求
1.一種多束光掃描光學(xué)裝置，是包含具有在主掃描方向上具有間隔的3個(gè)或3個(gè)以上的發(fā)光單元的光源裝置；改變從該光源裝置射出的3條或3條以上的發(fā)散光束的狀態(tài)的第1光學(xué)系統(tǒng)；限制通過該第1光學(xué)系統(tǒng)的3條或3條以上的光束的至少主掃描方向的光束寬度的光闌；反射通過該光闌的3條或3條以上的光束的偏向裝置；把在該偏向裝置上反射的3條或3條以上的光束成像在被掃描面上的第2光學(xué)系統(tǒng)；控制該被掃描面上的掃描開始位置的定時(shí)的寫出位置同步信號檢測裝置的多束光掃描光學(xué)裝置，其特征在于該寫出位置同步信號檢測裝置具有寫出位置同步信號檢測元件、被配置在該寫出位置同步信號檢測元件和該偏向裝置的光路之間的縫隙狀部件，使用在該偏向裝置上反射的通過該縫隙狀部件的光束，控制該被掃描面上的掃描開始位置的定時(shí)，把該3個(gè)或3個(gè)以上的發(fā)光單元中的兩端的發(fā)光單元的主掃描方向的間隔設(shè)置為S1；把該第1光學(xué)系統(tǒng)的焦點(diǎn)距離設(shè)置為f1；把從該光闌到該偏向裝置的偏向面的距離設(shè)置為L1；把該第2光學(xué)系統(tǒng)的主掃描方向的焦點(diǎn)距離設(shè)置為f2；把入射到該副掃描截面內(nèi)的該被掃描面上的3條或3條以上的光束的主光線和該被掃描面的法線所成角度的平均值設(shè)置為α；把入射到主掃描截面內(nèi)的任意掃描位置的該被掃描面上的3條或3條以上的光束的主光線和該被掃描面的法線所成角度的平均值設(shè)置為β；把作為該平均值β的掃描位置中的主掃描的焦點(diǎn)偏移量設(shè)置為δM(β)；把該3條或3條以上的光束通過該縫隙裝狀部件時(shí)的掃描位置中的主掃描的焦點(diǎn)偏移量設(shè)置為δM(BD)；把根據(jù)在該被掃描面上的主掃描方向的分辨率確定的主掃描方向的每1英寸的像素?cái)?shù)設(shè)置為NM；把從該3個(gè)或3個(gè)以上的發(fā)光單元的兩端的發(fā)光單元射出的各光束的該被掃描面上的成像點(diǎn)的副掃描方向的間隔設(shè)置為P時(shí)，滿足下式的條件Psinαtanβ+S1L1f1f2(δM(β)-δM(BD))|≤25.43NM.]]>
2.一種多束光掃描光學(xué)裝置，是包含具有在主掃描方向上具有間隔的3個(gè)或3個(gè)以上的發(fā)光單元的光源裝置；改變從該光源裝置射出的3條或3條以上的發(fā)散光束的狀態(tài)的第1光學(xué)系統(tǒng)；限制通過該第1光學(xué)系統(tǒng)的3條或3條以上的光束的至少主掃描方向的光束寬度的光闌；反射通過該光闌的3條或3條以上的光束的偏向裝置；把在該偏向裝置上反射的3條或3條以上的光束成像在被掃描面上的第2光學(xué)系統(tǒng)；控制該被掃描面上的掃描開始位置的定時(shí)的寫出位置同步信號檢測裝置的多束光掃描光學(xué)裝置，其特征在于該寫出位置同步信號檢測裝置具有與第2光學(xué)系統(tǒng)獨(dú)立的第3光學(xué)系統(tǒng)、寫出位置同步信號檢測元件、配置在該寫出位置同步信號檢測元件和第3光學(xué)系統(tǒng)的光路之間的縫隙狀部件，使用在該偏向裝置上反射的光束，控制該被掃描面上的掃描開始位置的定時(shí)，把該3個(gè)或3個(gè)以上的發(fā)光單元中的兩端的發(fā)光單元的主掃描方向的間隔設(shè)置為S1；把該第1光學(xué)系統(tǒng)的焦點(diǎn)距離設(shè)置為f1；把從該光闌到該偏向裝置的偏向面的距離設(shè)置為L1；把該第2光學(xué)系統(tǒng)的主掃描方向的焦點(diǎn)距離設(shè)置為f2；把該第3光學(xué)系統(tǒng)的主掃描方向的焦點(diǎn)距離設(shè)置為f3；把入射到副掃描截面內(nèi)的該被掃描面上的3條或3條以上的光束的主光線和該被掃描面的法線所成角度的平均值設(shè)置為α；把入射到主掃描截面內(nèi)的任意掃描位置的該被掃描面上的3條或3條以上的光束的主光線和該被掃描面的法線所成角度的平均值設(shè)置為β；把作為該平均值β的掃描位置中的主掃描的焦點(diǎn)偏移量設(shè)置為δM(β)；把該3條或3條以上的光束通過該縫隙狀部件時(shí)的掃描位置中的主掃描的焦點(diǎn)偏移量設(shè)置為δM(BD)；把根據(jù)在該被掃描面上的主掃描方向的分辨率確定的主掃描方向的每1英寸的像素?cái)?shù)設(shè)置為NM；把從該3個(gè)或3個(gè)以上發(fā)光單元的兩端的發(fā)光單元射出的各光束的該被掃描面上的成像點(diǎn)的副掃描方向的間隔設(shè)置為P時(shí)，滿足下式的條件|Psinαtanβ+S1L1f1f2δM(β)-S1L1f1f3δM(BD)|≤25.43NM.]]>
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多束光掃描光學(xué)裝置，其特征在于上述寫出位置同步信號檢測裝置使用在上述偏向裝置中反射的3條或3條以上的光束的全部，控制上述被掃描面上的掃描開始位置的定時(shí)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多束光掃描光學(xué)裝置，其特征在于上述寫出位置同步信號檢測裝置使用由上述偏向裝置發(fā)射的3條或3條以上的光束的全部，控制上述被掃描面上的掃描開始位置的定時(shí)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多束光掃描光學(xué)裝置，其特征在于上述縫隙狀部件能夠沿著入射到該縫隙狀部件中的3條或3條以上的光束的行進(jìn)方向移動(dòng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多束光掃描光學(xué)裝置，其特征在于上述縫隙狀部件能夠沿著入射到該縫隙狀部件中的3條或3條以上的光束的行進(jìn)方向轉(zhuǎn)動(dòng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多束光掃描光學(xué)裝置，其特征在于上述縫隙狀部件能夠在相對于入射到該縫隙狀部件的3條或3條以上的光束的行進(jìn)方向大致垂直的截面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多束光掃描光學(xué)裝置，其特征在于上述縫隙狀部件能夠在相對于入射到該縫隙狀部件的3條或3條以上的光束的行進(jìn)方向大致垂直的截面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多束光掃描光學(xué)裝置，其特征在于在上述偏向裝置上反射的入射到上述寫出位置同步信號檢測元件的光束通過第2光學(xué)系統(tǒng)。
10.一種圖像形成裝置，其特征在于包括權(quán)利要求1至9的任意1項(xiàng)所述的多束光掃描光學(xué)裝置；被配置在上述被掃描面上的感光體；通過由上述多束光掃描光學(xué)裝置掃描的光束，把被形成在上述感光體上的靜電潛像作為調(diào)色劑像進(jìn)行顯像的顯像器；把被顯像的調(diào)色劑像轉(zhuǎn)印到被轉(zhuǎn)印材料上的轉(zhuǎn)印器；把被轉(zhuǎn)印的調(diào)色劑像定影在被轉(zhuǎn)印材料上的定影器。
11.一種圖像形成裝置，其特征在于包括權(quán)利要求10所述的多束光掃描光學(xué)裝置；把從外部機(jī)器輸入的代碼數(shù)據(jù)變換為圖像信號，輸入到上述多束光掃描光學(xué)裝置的打印機(jī)控制器。
12.一種彩色圖像形成裝置，其特征在于包括各自被配置在權(quán)利要求1至9的任意1項(xiàng)所述的多束光掃描光學(xué)裝置的被掃描面上，形成相互不同顏色的圖像的多個(gè)像承載體。
13.權(quán)利要求12所述的彩色圖像形成裝置，其特征在于把從外部機(jī)器輸入的顏色信號變換為不同顏色的圖像數(shù)據(jù)，輸入到各個(gè)多束光掃描光學(xué)裝置的打印機(jī)控制器。
14.一種多束光掃描光學(xué)裝置，是包含具有在主掃描方向上具有間隔的3個(gè)或3個(gè)以上的發(fā)光單元的光源裝置；改變從該光源裝置射出的3條3條以上的發(fā)散光束的狀態(tài)的第1光學(xué)系統(tǒng)；限制通過該第1光學(xué)系統(tǒng)的3條或3條以上的光束的至少主掃描方向的光束寬度的光闌；反射通過該光闌的3條或3條以上的光束的偏向裝置；把在該偏向裝置上反射的3條或3條以上的光束成像在被掃描面上的第2光學(xué)系統(tǒng)；控制該被掃描面上的掃描開始位置的定時(shí)的寫出位置同步信號檢測裝置的多束光掃描光學(xué)裝置，其特征在于該寫出位置同步信號檢測裝置具有寫出位置同步信號檢測元件，在把該3個(gè)或3個(gè)以上的發(fā)光單元中的兩端的發(fā)光單元的主掃描方向的間隔設(shè)置為S1；把該第1光學(xué)系統(tǒng)的焦點(diǎn)距離設(shè)置為f1；把從該光闌到該偏向裝置的偏向面的距離設(shè)置為L1；把該第2光學(xué)系統(tǒng)的主掃描方向的焦點(diǎn)距離設(shè)置為f2；把入射到副掃描截面內(nèi)的該被掃描面上的3條或3條以上的光束的主光線和該被掃描面的法線所成角度的平均值設(shè)置為α；把入射到主掃描截面內(nèi)的任意掃描位置的該被掃描面上的3條或3條以上的光束的主光線和該被掃描面的法線所成角度的平均值設(shè)置為β；把作為該平均值β的掃描位置中的主掃描的焦點(diǎn)偏移量設(shè)置為δM(β)；把該3條或3條以上的光束在該寫出位置同步信號檢測元件的受光面中的主掃描的焦點(diǎn)偏移量設(shè)置為δM(BD)；把根據(jù)該被掃描面上的主掃描方向的分辨率確定的主掃描方向的每1英寸的像素?cái)?shù)設(shè)置為NM；把從該3個(gè)或3個(gè)以上的發(fā)光單元中的兩端的發(fā)光單元射出的各光束的在該被掃描面上的成像點(diǎn)的副掃描方向的間隔設(shè)置為P時(shí)，滿足以下公式的條件|Psinαtanβ+S1L1f1f2(δM(β)-δM(BD))|≤25.43NM.]]>
15.一種多束光掃描光學(xué)裝置，是包含具有在主掃描方向上具有間隔的3個(gè)或3個(gè)以上的發(fā)光單元的光源裝置；改變從該光源裝置射出的3條或3條以上的發(fā)散光束的狀態(tài)的第1光學(xué)系統(tǒng)；限制通過該第1光學(xué)系統(tǒng)的3條或3條以上的光束的至少主掃描方向的光束寬度的光闌；反射通過該光闌的3條或3條以上的光束的偏向裝置；把在該偏向裝置上反射的3條或3條以上的光束成像在被掃描面上的第2光學(xué)系統(tǒng)；控制該被掃描面上的掃描開始位置的定時(shí)的寫出位置同步信號檢測裝置的多束光掃描光學(xué)裝置，其特征在于該寫出位置同步信號檢測裝置具有與第2光學(xué)系統(tǒng)獨(dú)立的第3光學(xué)系統(tǒng)、寫出位置同步信號檢測元件，把該3個(gè)或3個(gè)以上的發(fā)光單元中的兩端的發(fā)光單元的主掃描方向的間隔設(shè)置為S1；把該第1光學(xué)系統(tǒng)的焦點(diǎn)距離設(shè)置為f1；把從該光闌到該偏向裝置的偏向面的距離設(shè)置為L1；把該第2光學(xué)系統(tǒng)的主掃描方向的焦點(diǎn)距離設(shè)置為f2；把該第3光學(xué)系統(tǒng)的主掃描方向的焦點(diǎn)距離設(shè)置為f3；把入射到副掃描截面內(nèi)的該被掃描面上的3條或3條以上的光束的主光線和該被掃描面的法線所成角度的平均值設(shè)置為α；把入射到主掃描截面內(nèi)的任意掃描位置的該被掃描面上的3條或3條以上的光束的主光線和該被掃描面的法線所成角度的平均值設(shè)置為β；把作為該平均值β的掃描位置中的主掃描的焦點(diǎn)偏移量設(shè)置為δM(β)；把該3條或3條以上的光束在該寫出位置同步信號檢測元件的受光面中的主掃描的焦點(diǎn)偏移量設(shè)置為δM(BD)；把根據(jù)在該被掃描面上的主掃描方向的分辨率確定的主掃描方向的每1英寸的像素?cái)?shù)設(shè)置為NM；把從該3個(gè)或3個(gè)以上的發(fā)光單元中的兩端的發(fā)光單元射出的各光束的該被掃描面上的成像點(diǎn)的副掃描方向的間隔設(shè)置為P時(shí)，滿足下式的條件|Psinαtanβ+S1L1f1f2δM(β)-S1L1f1f3δM(BD)|≤25.43NM.]]>
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的多束光掃描光學(xué)裝置，其特征在于上述寫出位置同步信號檢測裝置使用在上述偏向裝置上反射的3條或3條以上的光束的全部，控制上述被掃描面上的掃描開始位置的定時(shí)。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的多束光掃描光學(xué)裝置，其特征在于上述寫出位置同步信號檢測裝置使用在上述偏向裝置上反射的3條或3條以上的光束的全部，控制上述被掃描面上的掃描開始位置的定時(shí)。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的多束光掃描光學(xué)裝置，其特征在于在上述偏向裝置上反射的入射到上述寫出位置同步信號檢測元件上的光束通過第2光學(xué)系統(tǒng)。
19.一種圖像形成裝置，其特征在于包括權(quán)利要求14至18的任意1項(xiàng)所述的多束光掃描光學(xué)裝置；被配置在上述被掃描面上的感光體；通過由上述多束光掃描光學(xué)裝置掃描的光束，把形成在上述感光體上的靜電潛像作為調(diào)色劑像進(jìn)行顯像的顯像器；把被顯像的調(diào)色劑像轉(zhuǎn)印到被轉(zhuǎn)印材料上的轉(zhuǎn)印器；把被轉(zhuǎn)印的調(diào)色劑像定影在被轉(zhuǎn)印材料上的定影器。
20.一種圖像形成裝置，其特征在于包括權(quán)利要求19所述的多束光掃描光學(xué)裝置；把從外部機(jī)器輸入的代碼數(shù)據(jù)變換為圖像信號，輸入到上述多束光掃描光學(xué)裝置中的打印機(jī)控制器。
21.一種彩色圖像形成裝置，其特征在于包括各自被配置在權(quán)利要求14至18的任意1項(xiàng)所述的多束光掃描光學(xué)裝置的被掃描面上，形成相互不同顏色的圖像的多個(gè)像承載體。
22.權(quán)利要求21所述的彩色圖像形成裝置，其特征在于包含把從外部輸入的顏色信號變換為不同顏色的圖像數(shù)據(jù)輸入到各個(gè)多束光掃描光學(xué)裝置中的打印機(jī)控制器。
全文摘要
本發(fā)明提供降低從多個(gè)發(fā)光單元射出的各光束的成像位置的偏移，最適宜高速并且高畫質(zhì)的多束光掃描光學(xué)裝置以及使用它的圖像形成裝置。在包含具有在主掃描方向上具有間隔的多個(gè)發(fā)光單元的光源裝置(1)；改變從該光源裝置射出的多條發(fā)散光束的狀態(tài)的第1光學(xué)系統(tǒng)(2)；限制通過該第1光學(xué)系統(tǒng)的多條光束的光束寬度的光闌(3)；反射被該光闌限制的多條光束的偏向裝置(5)；把在該偏向裝置上反射的多條光束成像在被掃描面(7)上的第2光學(xué)系統(tǒng)(6)；控制該被掃描面上的掃描開始位置的定時(shí)的寫出位置同步信號檢測裝置的多束光掃描光學(xué)裝置中，如滿足規(guī)定條件式那樣地設(shè)定各要素。
文檔編號H04N1/113GK1591081SQ20041003190
公開日2005年3月9日 申請日期2004年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月4日
發(fā)明者石部芳浩 申請人:佳能株式會社