DE60036587T2

DE60036587T2 - Optisches Abtastgerät mit mehreren Strahlen und Vorrichtung zur Bilderzeugung das dasselbe benutzt

Info

Publication number: DE60036587T2
Application number: DE60036587T
Authority: DE
Inventors: Hiroki Ohta-ku Yoshida
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-09-13
Filing date: 2000-09-12
Publication date: 2008-07-24
Anticipated expiration: 2020-09-13
Also published as: US20040090656A1; US6798549B2; US20030025973A1; US6476955B1; KR100374271B1; US6667820B2; EP1085743A1; KR20010067173A; US6825961B2; US20040085602A1; EP1085743B1; US20040109210A1; DE60036587D1; US6795222B2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein optisches Mehrstrahl-Abtastsystem und eine von diesem System Gebrauch machende Bilderzeugungsvorrichtung. Insbesondere eignet sich die Erfindung für die Anwendung bei einer Bilderzeugungsvorrichtung, zum Beispiel bei Laserdruckern, digitalen Kopiergeräten und dergleichen, die in der Lage sind, einen hochqualitativen Druck mit relativ einfachem Aufbau bei gleichzeitig hoher Geschwindigkeit zu erreichen.
Einschlägiger Stand der Technik
Optische Abtastsysteme, die bislang in der Bilderzeugungsvorrichtung, z. B. in Laserdruckern, digitalen Kopiergeräten u. dergl. eingesetzt wurden, haben einen Aufbau, bei dem das Licht einer Lichtquelle von einer optischen Eingangseinrichtung auf eine Ablenkeinrichtung geleitet wird, das von dieser abgelenkte Licht von einer optischen Abtasteinrichtung ab Fleck (nachstehend auch „Punkt" genannt) auf die als Abtastfläche fungierende Oberfläche einer photoempfindlichen Trommel fokussiert wird, und die Oberfläche dieser Trommel von dem Licht optisch abgetastet wird.
Einhergehend mit dem Trend in Richtung höherer Leistungsfähigkeit und höher entwickelter Funktionen der Bilderzeugungsvorrichtungen gibt es einen wachsenden Bedarf an höherer Arbeitsgeschwindigkeit, und es werden mehrere Lichtquellen untersucht, um diesem Bedarf gerecht zu werden. Beispielsweise schlägt die japanische Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift Nr. 09-54263 das optische Mehrstrahl-Abtastsystem mit einem Mehrstrahl-Laserchip als Lichtquelle vor, welches als Lichtquelle eines einzelnen Chips zum Emittieren mehrerer Laserstrahlbündel dient, wobei die Bündel auf einer Geraden ausgerichtet sind.
Bei derartigen optischen Mehrstrahl-Abtastsystemen ist es übliche Praxis, eine Optik zum Detektieren des Synchronismus (eine BD-Optik) unmittelbar vor dem Schreiben von Bildsignalen vorzusehen, um die Startpositionen für die Bilder exakt zu steuern.
22 ist eine Haupt-Schnittansicht in der Hauptabtastrichtung einer herkömmlichen Mehrstrahl-Abtastoptik (es handelt sich um einen Hauptabtastquerschnitt). In dieser Figur bezeichnet 51 eine Lichtquelleneinheit, die beispielsweise zwei Lichtemissionszonen (Lichtquellen) in Form eines Halbleiterlasers aufweist. Die beiden Lichtemissionszonen sind voneinander sowohl in Haupt- als auch in Nebenabtastrichtung beabstandet. 52 bezeichnet eine Aperturblende, die jeden von den Lichtemissionszonen abgegebenen Lichtstrahl in eine optimale Strahlbündelform bringt. 53 bezeichnet eine Kollimatorlinse, die die durch die Aperturblende 52 gelangten Lichtstrahlen in nahezu parallele Strahlbündel umwandelt. 54 steht für eine Zylinderlinse mit vorbestimmter Brechkraft ausschließlich in der Nebenabtastrichtung. Jedes der Elemente wie beispielsweise die Aperturblende 52, die Kollimatorlinse 53 und die Zylinderlinse 54 sind Bestandteil einer optischen Eintrittseinrichtung 62.
55 bezeichnet eine Ablenkeinrichtung, die zum Beispiel einen drehenden Polygonspiegel umfasst und mit konstanter Geschwindigkeit in Pfeilrichtung A von einer Antriebseinrichtung wie beispielsweise einem (nicht dargestellten) Motor gedreht wird. 56 bezeichnet eine Abtastoptik mit fθ-Charakteristik, sie besitzt zwei fθ-Linsen als erste und zweite fθ-Linse. Die Abtastoptik 56 bildet eine konjugierte Beziehung zwischen der Nähe einer Ablenkfacette 55a des optischen Ablenkers 55 und der Nähe der photoempfindlichen Trommeloberfläche 57 als abzutastender Fläche in der Nebenabtastrichtung, besitzt folglich eine Neigungs-Korrekturfunktion.
Bezugszeichen 58 bezeichnet einen Umlenkspiegel (im folgenden als „BD-Spiegel" bezeichnet), der mehrere Lichtstrahlen (BD-Strahlen) zum Detektieren von synchronen Signalen zur Justierung der zeitlichen Lage der Abtast-Startpositionen auf der photoempfindlichen Trommeloberfläche 57 auf einen Synchronismusdetektor 61 lenkt, der weiter unten erläutert wird. Eine (im folgenden als „BD-Schlitzplatte" bezeichnete) Schlitzplatte befindet sich an einer Steile äquivalent zur photoempfindlichen Trommeloberfläche 57. Eine Abbildungslinse (im folgenden als „BD-Linse" bezeichnet) 60 ist so angeordnet, dass sie eine konjugierte Beziehung zwischen dem BD-Spiegel 58 und dem Synchronismusdetektor 61 bildet und eine Oberflächenneigung des BD-Spiegels 58 korrigiert. Ein Photosensor 61 bildet einen Synchronismusdetektor (im folgenden als „BD-Sensor" bezeichnet). Jedes dieser Elemente einschließlich des Umlenkspiegels 58, der BD-Schlitzplatte 59, der BD-Linse 60 und des BD-Sensors 51 bildet einen Teil einer Synchronismusdetektoroptik (oder einer BD-Optik).
Nach dieser Figur erfolgt eine BD-Detektierung für jeden der BD-Strahlen, und die Abtaststartposition für die Bildaufzeichnung auf der photoempfindlichen Trommeloberfläche 57 wird für jeden der BD-Strahlen durch Verwendung des Ausgangssignals des BD-Sensors 61 eingestellt.
Im Fall von optischen Mehrstrahl-Abtastsystemen mit einer Mehrzahl Lichtemissionszonen (Lichtquellen) ergibt sich, wenn der Abstand in der Hauptabtastrichtung zwischen den Lichtquellen beim Verlauf der Abtastung aus unterschiedlichen Gründen schwankt, eine Beeinträchtigung des gedruckten Bilds.
Das Druckbild leidet außerdem unter Beeinträchtigungen, wenn es eine Abweichung zwischen den Schreib-Startpositionen der jeweiligen Lichtemissionszonen gibt, auch ohne Schwankung im Abstand zwischen den Lichtemissionszonen in Hauptabtastrichtung während des Abtastvorgangs. Eine Ursache für das obige Phänomen liegt in der Existenz einer Differenz zwischen dem Defokussierungsmaß der BD-Strahlen an der BD-Schlitzfläche und dem Defokussierungsmaß der Abtaststrahlen auf der abzutastenden Fläche.
Dies soll anhand der 16A und 16B bis 21A, 21B und 21C erläutert werden. Es sei angemerkt, dass die Randstrahlen in den 17A, 18A, 20A und 21A weggelassen sind, um eine Verkomplizierung der Darstellungen zu vermeiden.
16A zeigt einen Zustand, in welchem jeder der Strahlen (in diesem Fall A-Strahl und B-Strahl) gerade an einer Kante der BD-Schlitzplatte in der Hauptabtastrichtung fokussiert ist. Der A-Strahl tastet die Schlitzplatte in der Zeichnung von links nach rechts ab und gelangt direkt an der linken Kante eines Schlitzes in der BD-Schlitzplatte als erstes in den BD-Sensor, woraufhin dieser ein Signal ausgibt, um den Eintritt des A-Strahls anzugeben. Auch der B-Strahl tastet die Schlitzplatte von links nach rechts ab, ebenso wie der A-Strahl, er gelangt direkt an der linken Kante eines Schlitzes in der BD-Schlitzplatte als erstes in den BD-Sensor, woraufhin dieser ein Signal ausgibt, um den Eintritt des B-Strahls zu signalisieren. Die zeitliche Lage der Schreib-Startpositionen für den A- und den B-Strahl wird eingerichtet durch Detektieren der zeitlichen Lage dieser beiden Signale.
Wenn allerdings die Fokusposition in der Hauptabtastrichtung für den A- und den B-Strahl, die durch die BD-Optik hindurchgetreten sind, sich zu dieser Seite hin um δM verschiebt, das heißt in Richtung der Ablenkeinrichtung nach 17A, so kommt es zu dem im folgenden erläuterten Phänomen, bei dem die Differenz zwischen den Startpositionen der A- und B-Strahlen zustande kommt. Der A-Strahl ohne Defokussierung (aktueller A-Strahl) konvergiert an der linken Kante des Schlitzes der BD-Schlitzplatte und ist an diesem Punkt in Begriff, auf den BD-Sensor zu fallen. Im Gegensatz dazu ist der A-Strahl mit Defokussierung (der ursprüngliche A-Strahl) bereits auf die Oberfläche des BD-Sensors gelangt (die rechte gestrichelte Linie in der Figur). Tatsächlich beginnt der Eintritt des A-Strahls in den BD-Sensor dann, wenn der Strahl an der Stelle der linken ausgezogenen Linie in der Figur ankommt. Andererseits gelangt der B-Strahl (der ursprüngliche B-Strahl) nicht in den Sensor aufgrund der Defokussierung, obschon er an der linken gestrichelten Linie beginnen sollte, auf den BD-Sensor zu treffen. Tatsächlich kann der B-Strahl auf den BD-Sensor erst an einer Stelle entsprechend der rechten ausgezogenen Linie (aktueller B-Strahl) auftreffen, demzufolge der Startzeitpunkt des B-Strahls um die Abweichung zwischen der linken gestrichelten Linie und der rechten ausgezogenen Linie später erfolgt. Im Ergebnis weisen die Startpositionen der A- und B-Strahlen eine Differenz auf, die dem Abstand zwischen den zwei gestrichelten Linien an der BD-Schlitzfläche entspricht.
Die Differenz δY zwischen den Startpositionen der A- und B-Strahlen bestimmt sich durch das Maß der Defokussierung δM und dem Einfallwinkel θ [rad] (der Einfallwinkel beträgt 0 [rad], wenn der Strahl parallel zur optischen Achse der BD-Optik auftrifft) und lässt sich annäherungsweise folgendermaßen beschreiben: δY = δM × θ (1)
In ähnlicher Weise bestimmt sich eine maximale Abweichung δYtotal zwischen den Startpositionen der jeweiligen Lichtemissionszonen wie folgt, wenn θmax [rad] die maximale Winkelabweichung zwischen den Einfallwinkeln angibt: δYtotal = δM × θmax (2)
Wenn daher δYmax eine zulässige maximale Differenz zwischen den Startpositionen der jeweiligen Abtastzeilen ist und δMmax eine zulässige maximale Defokussierung ist, die sich aus δYmax ergibt, so muss die Mehrstrahl-Abtastoptik derart konstruiert sein, dass das Defokussierungsmaß δM folgender Beziehung genügt: |δM| ≤ δMmax = δYmax/θmax (3)
Es ist bevorzugt, dass δYmax nicht mehr als etwa der Hälfte der Auflösung in der Nebenabtastrichtung entspricht. Über diesen Bereich hinaus beginnen seitlich benachbarte Zeilen als gegeneinander verschoben auszusehen, und das Druckergebnis lässt sich kaum anschauen.
In diesem Zusammenhang sei angenommen, δYmax = 10 μm (was einem halben Punkt bei einer Dichte von 1.200 dpi entspricht), während θmax = 0,5 [rad] beträgt, so dass dann die folgende maximale Defokussierung gegeben ist: δMmax = 1,15 mm
Allerdings gelten die obigen Gleichungen (1) bis (3) nur, wenn die BD-Optik außer Fokus ist. Wenn eine Defokussierung auch auf der abzutastenden Oberfläche stattfindet, und zwar in gleichem Betrag und in der gleichen Richtung (in Richtung der Ablenkeinrichtung in den 17A und 17B) wie bei der BD-Optik, so kommt es kaum zu der Differenz zwischen den Startpositionen der A- und B-Strahlen, was als Punktverschiebung bezeichnet wird. Es sei angenommen, dass die Fokusposition in der Hauptabtastrichtung für den A- und den B-Strahl nach dem Durchgang durch die BD-Optik um δM zu dieser Seite hin verschoben ist, das heißt in Richtung der Ablenkeinrichtung nach 18A. Jetzt erscheint die Punktverschiebung zwischen den A- und B-Strahlen in der zuvor beschriebenen Weise. Wenn es allerdings eine gleichmäßige Defokussierung δM auf der abzutastenden Fläche gibt, so erscheint die Punktverschiebung an der um δM versetzten Stelle, wie in 18B gezeigt ist.
Allerdings ist die ideale Bildebene (die abzutastende Fläche) um δM zu dieser Seite versetzt, und der Abstand zwischen den beiden A- und B-Strahlen wird nahezu Null, wenn diese Strahlen auf die ideale Bildebene (die abzutastende Fläche) auftreffen. 18C ist eine Darstellung der Lagebeziehung zwischen Strahlen in der Nähe der Achse, und man erkennt, dass die Punktverschiebung aufgehoben wird, bedingt durch den Umstand, dass es eine der Kongruenz nahekommende Relation zwischen einem Dreieck mit schrägen Linien entlang den Hauptstrahlen der A- und B-Strahlen nebst einer Basis längs einer Geraden an der Stelle δM abgesetzt von der abzutastenden Fläche und einem Dreieck mit schrägen Linien entlang den ursprünglichen A- und B-Strahlen gemäß den gestrichelten Linien in 18A und einer Basis entlang der BD-Schlitzfläche gibt. In diesem Fall weicht allerdings die Lage der abzutastenden Fläche von der besten Fleckposition ab, jedoch wird die Bildqualität hierdurch kaum abträglich beeinflusst, solange die Brennpunktlage innerhalb des zulässigen Tiefenbereichs liegt.
Die obige Beschreibung betrifft den Fall, dass die Brennpunktlage zu dieser Seite der BD-Schlitzplatte hin versetzt ist, das gleiche kann aber auch für den Fall gelten, dass die Brennpunktlage zu jener Seite der BD-Schlitzplatte hin verschoben ist, wie aus den 19A und 19B bis 21A, 21B und 21C hervorgeht.
Aus der umgekehrten Betrachtung der obigen Beschreibung ist ersichtlich, dass, wenn es eine gleichmäßige Defokussierung auf der abzutastenden Fläche gibt, das Bild schlechter wird, wenn nicht die Brennpunktlage der BD-Optik in ähnlicher Weise abweicht. Wenn das Defokussierungsmaß auf der abzutastenden Fläche und das Defokussierungsmaß der BD-Optik getrennt voneinander normiert werden, darf erwartet werden, dass es zu einer beträchtlichen Punktverschiebung kommt, wenn die Defokussierungen einander entgegengesetzt sind. Außerdem ist es leicht vorhersehbar, dass, wenn es eine starke Feldkrümmung auf der abzutastenden Fläche gibt, der Abstand zwischen den Strahlen ebenfalls abhängig von der Krümmung schwankt. Damit ist erkennbar, dass die Mehrstrahl-Abtastoptik derart konstruiert sein muss, dass das Defokussierungsmaß δX bei jeder Bildhöhe auf der abzutastenden Fläche die folgende, von der Gleichung (3) abgeleitete Beziehung erfüllt: |δX – δM| ≤ δMmax = δYmax/θmax (4)
Wenn natürlich die Einfallwinkel der einzelnen Strahlen auf der abzutastenden Fläche exakt gleich groß sind, weichen die Startpositionen der Abtastzeilen gleichmäßig voneinander ab, und es gibt keine Abweichung zwischen den Startpositionen der jeweiligen Lichtemissionszonen, weil die Startpositionen insgesamt abweichen.
Jedoch lässt sich die oben erörterte Bedingung nicht realisieren. Davon ausgenommen ist der Fall, dass die Lichtemissionszonen ohne Abweichung in Hauptabtastrichtung angeordnet sind, d. h. auf einer Linie in Nebenabtastrichtung fluchten, oder ausgenommen der Fall, dass die Hauptstrahlen der jeweiligen Strahlbündel sich auf der Polygonspiegeloberfläche mit Hilfe eines optischen Relaissystems kreuzen. Wenn im ersteren Fall die Lichtemissionszonen in der genannten Weise angeordnet sind, insbesondere dann, wenn das System als Vergrößerungssystem in Nebenabtastrichtung ausgelegt ist, so ist normalerweise der Abstand zwischen den Lichtemissionszonen zu kurz, etwa von einigen μm bis zu einigen zehn μm (wobei der Abstand normalerweise etwa 100 μm zwischen den Lichtemissionszonen handelsüblicher Mehrfachlaser liegt), und dies führt zu Nebensprechen und ergibt eine Differenz zwischen den Lichtmengen der jeweiligen Lichtemissionszonen, was stabilem Schwingen entgegensteht und außerdem die Lebensdauer verkürzen kann. Im letzteren Fall erhöht der Einsatz eines optischen Relaissystems die Anzahl benötigter optischer Elemente und ist folglich hinsichtlich Raumbedarf und Kosten nicht zu bevorzugen.
Im Falle optischer Mehrstrahl-Abtastsysteme ohne BD-Schlitz in der BD-Optik führen die Kantenbereiche des BD-Sensors zu einer Funktion als BD-Schlitz, so dass sich die obige Erläuterung auch diesbezüglich verstehen lässt, wenn man die linke Kante des Schlitzes innerhalb der BD-Schlitzplatte ersetzt durch die linke Kante des effektiven Bereichs des BD-Sensors, und die BD-Schlitzfläche ersetzt durch eine photoempfindliche Fläche des BD-Sensors.
Bei der obigen Beschreibung verlief die Abtastrichtung von links nach rechts in der Zeichnung, das Gesagte gilt aber auch für den Fall der entgegengesetzten Abtastrichtung, ausser dass die linke Schlitzkante in der BD-Schlitzplatte zur Bestimmung der zeitlichen Lage des Schreib-Startvorgangs ersetzt wird durch die rechte Kante des Schlitzes in der BD-Schlitzplatte auf der rechten Seite, die in den Figuren nicht dargestellt ist.
Ein Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Mehrstrahl-Abtastoptik, die in der Lage ist, einen qualitativ hochstehenden Druck mit einem relativ einfachen Aufbau bei hoher Druckgeschwindigkeit zu liefern, wobei außerdem eine Bilderzeugungsvorrichtung geschaffen werden soll, die von dem System Gebrauch macht.
In dem optischen Mehrstrahl-Abtastsystem, welches zum Ausführen der BD-Detektierung mit jedem der BD-Strahlen gemäß 22 ausgebildet ist, wo die Fokusstelle der BD-Strahlen von der BD-Schlitzfläche deshalb abweicht, weil es Fertigungsfehler der Linsen, Montagefehler, Fokusfehler der Linsen und dergleichen gibt, ausgenommen in dem Fall, dass die Strahlen parallel zu der optischen Achse der BD-Optik verlaufen (die Strahlen werden dargestellt durch die Hauptstrahlen der jeweiligen Strahlbündel im Zuge der folgenden Beschreibung, weil die Strahlbündel bei Berücksichtigung ihrer Breitenausdehnung das Verständnis der zeitlichen Lage des BD verkomplizieren), unterscheiden sich die zeitlichen Verhältnisse, wenn die Hauptstrahlen der jeweiligen BD-Strahlbündel die Kante des BD-Schlitzes passieren, von denjenigen ohne Defokussierung, was zu dem Problem führt, dass die Startpositionen der Bilder voneinander abweichen.
29A, 29B und 29C sind schematische Grunddiagramme zur Darstellung der Lagebeziehung zwischen den Hauptstrahlen der Teilstrahlbündel (BD-Strahlbündel) der jeweiligen von den beiden Lichtemissionszonen (Lichtquellen) abgegebenen Strahlbündel. 29A zeigt die Lagebeziehung zwischen den Hauptstrahlen aus den jeweiligen Lichtemissionszonen im Idealzustand der BD-Strahlbündel ohne Defokussierung, 29B zeigt die Lagebeziehung zwischen den Hauptstrahlen der jeweiligen Lichtemissionszonen für den Fall des Vorhandenseins einer Defokussierung der BD-Strahlbündel, und 29C zeigt die Lagebeziehung zwischen den Hauptstrahlen aus den jeweiligen Lichtemissionszonen mit einer Verbesserung des Abdeckzustands auf der BD-Schlitzfläche durch ein geeignetes Verfahren.
Die Schreib-Startpositionen auf der abzutastenden Fläche werden in ihrer zeitlichen Lage ursprünglich festgelegt von den Strahlbündeln, die an einer Kante des BD-Schlitzes vorbeilaufen, wie in 29A gezeigt ist, wohingegen bei vorhandener Defokussierung der BD-Strahlbündel nach 29B das ursprüngliche Strahlbündel (in dieser Figur durch die ausgezogene Linie dargestellt) von der BD-Schlitzplatte im Fall des A-Strahls abgefangen wird und die tatsächliche Startposition des A-Strahls bestimmt wird durch den Strahl, der durch die gestrichelte Linie dargestellt ist. In anderen Worten: die Startposition des A-Strahls wird um ein Maß des Übergangs vom Zustand der ausgezogenen Linie in den Zustand der gestrichelten Linie des A-Strahls verschoben. Das gleiche kann auch für den B-Strahl dargestellt werden, so dass dessen Schreibvorgang um die Abweichung zwischen der ausgezogenen und der gestrichelten Linie früher beginnt. Aus diesem Grund weichen die Startpositionen der A- und B-Strahlen voneinander um den Abstand zwischen den ausgezogenen Linien auf der BD-Schlitzoberfläche ab.
Das Abweichungsmaß δY zwischen den Startpositionen der A- und B-Strahlen wird bestimmt anhand des Defokussierungsmaßes δM und dem Einfallwinkel θ (im parallelen Zustand bezüglich der optischen Achse des optischen BD-Systems beträgt dieser Einfallwinkel 0°), und lässt sich angenähert folgendermaßen beschreiben: δY = δM·tan(θ) (5)
In ähnlicher Weise bestimmt sich die Gesamtabweichung δYtotal auf folgende Weise, wenn die maximale Winkelabweichung zwischen den Einfallwinkeln θmax beträgt. δYtotal = δM·tan(θmax) (6)
Wenn δYmax die zulässige maximale Abweichung zwischen den Startpositionen der Abtastzeilen ist und δMmax die zulässige maximale Defokussierung ist, welche sich aus δYmax ableitet, so benötigt das optische Mehrstrahl-Abtastsystem eine derartige Ausgestaltung, dass das Defokussierungsmaß δM folgender Beziehung genügt: |δM| ≤ δMmax = δYmax/tan(θmax) (7)
Als Beispiel seien folgende Werte angenommen: δYmax = 11 μm und θmax = 0,5°; δMmax = 1,26 mm.
Wenn die Einfallwinkel der jeweiligen Strahlbündel auf der abzutastenden Fläche exakt gleich sind, weichen natürlich die Startpositionen der Abtastzeilen in gleichem Maß ab, und es gibt scheinbar keine Abweichung zwischen den Schreib Startpositionen der jeweiligen Lichtemissionszonen, weil die Startpositionen einfach insgesamt voneinander abweichen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Erreicht werden diese Ziele durch ein optisches Mehrstrahl-Abtastsystem nach Anspruch 1 oder 2 bzw. die Bilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 13 und 14. Die übrigen Ansprüche beziehen sich auf weitere Ausgestaltungen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Querschnittansicht entlang der Hauptabtastrichtung der Ausführungsform 1 der Erfindung;
2 ist ein anschauliches Diagramm zur Darstellung der Anordnung der Lichtemissionszonen;
3 ist eine Querschnittansicht entlang der Hauptabtastrichtung der Ausführungsform 2 der Erfindung;
4 ist eine Querschnittansicht entlang der Hauptabtastrichtung der Ausführungsform 3 der Erfindung;
5 ist eine Querschnittansicht entlang der Hauptabtastrichtung der Ausführungsform 4 der Erfindung;
6 ist eine Querschnittansicht entlang der Hauptabtastrichtung der Ausführungsform 5 der Erfindung;
7 ist ein Diagramm zur Darstellung der Winkeleinstelleinrichtung der Ausführungsform 5 der Erfindung;
8A und 8B sind anschauliche Diagramme zur Darstellung der Neigung des Schlitzes und der Druckpositionen (vor der Einstellung) der jeweiligen Strahlbündel in der Ausführungsform 5 der Erfindung;
9A und 9B sind anschauliche Diagramme zur Darstellung der Neigung des Schlitzes und der Druckpositionen (nach der Einstellung) der jeweiligen Strahlbündel in der Ausführungsform 5 der Erfindung;
10 ist eine Querschnittansicht entlang der Hauptabastrichtung der Ausführungsform 6 der Erfindung;
11A, 11B und 11C sind perspektivische Ansichten, die jeweils den Hauptteil des Schlitzes der Ausführungsform 6 der Erfindung veranschaulichen;
12 ist eine Querschnittansicht entlang der Hauptabtastrichtung der Ausführungsform 7 der Erfindung;
13 ist eine Querschnittansicht entlang der Hauptabtastrichtung der Ausführungsform 8 der Erfindung;
14 ist eine Querschnittansicht entlang der Hauptabtastrichtung der Ausführungsform 9 der Erfindung;
15 ist eine Querschnittansicht entlang der Hauptabtastrichtung der Ausführungsform 10 der Erfindung;
16A und 16B anschauliche Diagramme zur Darstellung der Lagebeziehung zwischen Strahlbündeln, bevor der Fokus zu dieser Seite (zu der Ablenkeinrichtung hin) verschoben wird;
17A und 17B anschauliche Diagramme zur Darstellung der Lagebeziehung zwischen Strahlbündeln, nachdem der Fokus zu dieser Seite (zu der Ablenkeinrichtung hin) verschoben wird;
18A, 18B und 18C anschauliche Diagramme zur Darstellung der Lagebeziehung zwischen Strahlbündeln, nachdem der Fokus zu dieser Seite hin (in Richtung der Ablenkeinrichtung) verschoben wird;
19A und 19B anschauliche Diagramme zur Verdeutlichung der Lagebeziehung zwischen Strahlbündeln, bevor der Fokus zu jener Seite hin (weg von der Ablenkeinrichtung) verschoben wird;
20A und 20B anschauliche Diagramme zur Verdeutlichung der Lagebeziehung zwischen Strahlbündeln, nachdem der Brennpunkt zu jener Seite hin verschoben wird (weg von der Ablenkeinrichtung);
21A, 21B und 21C anschauliche Diagramme zur Verdeutlichung de Lagebeziehung zwischen Strahlbündeln, nachdem der Brennpunkt zu jener Seite (weg von der Ablenkeinrichtung) verschoben wird;
22 eine Querschnittansicht entlang der Hauptabtastrichtung des herkömmlichen optischen Mehrstrahl-Abtastsystems;
23 eine Querschnittansicht entlang der Hauptabtastrichtung der Ausführungsform 12 der Erfindung;
24 eine Querschnittansicht entlang der Hauptabtastrichtung der Ausführungsform 13 der Erfindung;
25 eine Querschnittansicht entlang der Hauptabtastrichtung der Ausführungsform 14 der Erfindung;
26 eine Querschnittansicht entlang der Hauptabtastrichtung der Ausführungsform 15 der Erfindung;
27 eine Querschnittansicht entlang der Hauptabtastrichtung der Ausführungsform 16 der Erfindung;
28 eine Querschnittansicht entlang der Hauptabtastrichtung der Ausführungsform 17 der Erfindung;
29A, 29B und 29C anschauliche Diagramme zur Darstellung der Beziehungen zwischen der Defokussierung und jedem der Hauptstrahlen;
30 ein anschauliches Diagramm zur Darstellung der Einstelleinrichtung gemäß der Erfindung; und
31 ein schematisches Diagramm zur Darstellung einer Bilderzeugungsvorrichtung gemäß der Erfindung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die Ausführungsformen 1, 5 bis 7, 11 und 18 bis 20 fallen nicht unter den Schutzumfang der Erfindung, sondern dienen hier nur zur Erläuterung der Erfindung.
[Ausführungsform 1, Bezugsbeispiel außerhalb der Ansprüche]
1 ist die Hauptquerschnittansicht in der Hauptabtastrichtung (Hauptabtast-Schnittansicht) einer Anwendung, bei der das optische Mehrstrahl-Abtastsystem der Ausführungsform 1 der Erfindung Anwendung findet bei einer Bilderzeugungsvorrichtung wie beispielsweise einem Laserdrucker (LBP; laser beam printer) oder dergleichen.
Im vorliegenden Zusammenhang wird eine Ebene, welche gebildet wird durch die optische Achse der optischen Abtasteinrichtung und die von dem optischen Ablenker abgelenkten Strahlen, als Hauptabtastquerschnitt definiert, und eine Ebene, welche die optische Achse der optischen Abtasteinrichtung enthält und rechtwinklig zum Hauptabtastquerschnitt verläuft, wird als Nebenabtastquerschnitt bezeichnet.
In der gleichen Figur bezeichnet 1 eine Lichtquelleneinheit (Lichtquelleneinrichtung), die zum Beispiel zwei Lichtemissionszonen (Lichtquellen) 1a, 1b in Form eines Halbleiterlasers aufweist. Die Lichtquelleneinheit kann drei oder mehr Lichtemissionszonen aufweisen. Die beiden Lichtemissionszonen 1a, 1b sind voneinander in Hauptabtastrichtung und in Nebenabtastrichtung beabstandet, wie in 2 gezeigt ist. Wie in 2 zu sehen ist, ist der Abstand zwischen den Lichtemissionszonen in der Hauptabtastrichtung größer als in der Nebenabtastrichtung. Dies deshalb, weil der tatsächliche Abstand zwischen den Lichtemissionszonen größer ist als der wirklich notwendige Abstand zwischen den Lichtemissionszonen in der Nebenabtastrichtung, und der Abstand zwischen den Lichtemissionszonen in der Nebenabtastrichtung ist durch Drehen der Lichtquelleneinheit mit den beiden Lichtemissionszonen 1a, 1b um einen gewünschten Wert eingestellt. 3 bezeichnet eine Aperturblende, welche die von den jeweiligen Lichtemissionszonen 1a, 1b emittierten Lichtstrahlbündel zu einer passenden optimalen Strahlbündelform (Strahlform) formt. 2 bezeichnet eine Kollimatorlinse, die die durch die Aperturblende 3 gelangten Strahlen in nahezu parallele Strahlbündel umwandelt. 4 bezeichnet eine Zylinderlinse, die vorbestimmte Brechkraft ausschließlich in der Nebenabtastrichtung besitzt. Jedes dieser Elemente in Form der Aperturblende 3, der Kollimatorlinse 2 und der Zylinderlinse 4 bildet ein Element der optischen Eintrittseinrichtung 14.
5 bezeichnet einen optischen Ablenker als Ablenkeinrichtung, der beispielsweise einen Polygon-Drehspiegel aufweist, der mit konstanter Geschwindigkeit in Pfeilrichtung A in der Zeichnung mit Hilfe einer Antriebseinrichtung, zum Beispiel einem (nicht dargestellten) Motor, gedreht wird. 6 bezeichnet eine optische Abtasteinrichtung mit fθ-Charakteristik, bestehend aus zwei optischen Elementen (fθ-Linsen) 6a, 6b als erstes und zweites optisches Element, die mehrere von dem optischen Ablenker abgelenkte Strahlbündel in Fleckform auf die abzutastende Fläche fokussieren, um mehrere Abtastlinien zu bilden. Die optische Abtasteinrichtung 6 bildet eine konjugierte Beziehung zwischen der Nähe der ablenkenden Facette 5a des optischen Ablenkers 5 und der Nähe der photoempfindlichen Trommeloberfläche 7 in der Nebenabtastrichtung, hat folglich die Funktion einer Neigungskorrektur.
8 steht für einen Linsenabschnitt zur Synchronismus-Detektierung, der mehrere Lichtstrahlen (BD-Strahlen) zum Detektieren von Synchronsignalen auf die Oberfläche der Schlitzplatte 9 in der Nähe des Synchronismusdetektors 10, der im folgenden beschrieben wird, fokussiert (oder bündelt). Obschon der Linsenabschnitt 8 bei dieser Ausführungsform integriert mit der optischen Abtasteinrichtung 6 ausgebildet ist, kann der Linsenabschnitt 8 auch unabhängig von der optischen Abtasteinrichtung (Abtastoptik) 6 ausgebildet sein. 12 bezeichnet einen reflektierenden Spiegel (im folgenden als „BD-Spiegel" bezeichnet), der mehrere BD-Strahlen zum Justieren der zeitlichen Lage der Abtast-Startpositionen auf der photoempfindlichen Trommeloberfläche 7 auf den im folgenden zu beschreibenden Synchronismusdetektor 10 reflektiert. Dieser BD- Spiegel 12 befindet sich auf der Seite der optischen Eintrittseinrichtung 14 in bezug auf die optische Achse L der Abtastoptik 6. Bezugszeichen 9 bezeichnet die Schlitzplatte zum Detektieren des Synchronismus (im folgenden als „BD-Schlitzplatte" bezeichnet), welche sich an der Stelle entsprechend der photoempfindlichen Trommeloberfläche 7 befindet und die Schreib-Startpositionen für Bilder festlegt. 11 ist eine Abbildungslinse (im folgenden als „BD-Linse" bezeichnet), die dazu dient, die konjugierte Beziehung zwischen dem BD-Spiegel 12 und dem Synchronismusdetektor 10 herzustellen, und die die Oberflächenneigung des BD-Spiegels 12 korrigiert. 10 steht für einen Photosensor („BD-Sensor” im folgenden) als Synchronismusdetektor, der ein Ausgangssignal von dem BD-Sensor 10 detektiert und die zeitliche Lage der Abtast-Startposition der Bildaufzeichnung auf der photoempfindlichen Trommeloberfläche 7 für jeden der BD-Strahlen detektiert mit Hilfe der Synchronsignale (BD-Signale), die durch die Detektierung gewonnen werden.
Der Linsenteil 8, der BD-Spiegel 12, der BD-Schlitz 9, die BD-Linse 11 und der BD-Sensor 10 bilden gemeinsam ein Element der Synchronismus-Detektieroptik (des optischen BD-Systems).
Bei der vorliegenden Ausführungsform sind die beiden Strahlen, die optisch abhängig von der Bildinformation moduliert und von der Lichtquelleneinheit 1 emittiert werden, in ihrer Größe durch die Aperturblende 3 auf den entsprechenden Strahlquerschnitt beschränkt, sie werden für den Eintritt in die Zylinderlinse 4 von der Kollimatorlinse 2 in nahezu parallele Strahlenbündel umgewandelt. Die in die Zylinderlinse 4 eintretenden Strahlen treten unverändert in der Hauptabtastrichtung aus. In der Nebenabtastrichtung werden die Strahlen konvergiert, um als nahezu lineare Bilder (lineare Längsbilder in der Hauptabtastrichtung) auf die Ablenkfacette 5a des optischen Ablenkers 5 fokussiert zu werden. Die beiden von der Ablenkfacette 5a des optischen Ablenkers 5 abgelenkten Strahlen werden von der optischen Abtasteinrichtung 6 auf der photoempfindlichen Trommeloberfläche 7 zu Fleckform fokussiert und tasten optisch die Trommeloberfläche 7 mit gleichmäßiger Geschwindigkeit in Pfeilrichtung B (in Hauptabtastrichtung) ab, während der optische Ablenker 5 sich in Pfeilrichtung A dreht. Dies bewirkt, dass auf der als Aufzeichnungsmedium fungierenden photoempfindlichen Trommeloberfläche 7 ein Bild aufgezeichnet wird.
Um die zeitliche Lage der Abtast-Startpositionen auf der photoempfindlichen Trommeloberfläche 7 einzurichten, bevor die optische Abtastung der Trommeloberfläche 7 erfolgt, werden Teile der beiden von dem optischen Ablenker 5 reflektierend abgelenkten Strahlen über den BD-Spiegel 12 auf die Oberfläche der BD-Schlitzplatte 9 mit Hilfe des Linsenteils 8 konvergiert, um anschließend durch die BD-Linse 11 auf den BD-Sensor 10 geleitet zu werden. Dann erfolgt die zeitliche Justierung der Abtast-Startposition für die Aufzeichnung eines Bilds auf der photoempfindlichen Trommeloberfläche 7 für jeden der BD-Strahlen durch Verwendung der Synchronsignale (BD-Signale), die durch Detektieren der Ausgangssignale des BD-Sensors 10 erhalten werden.
Gibt es zu dieser Zeit eine Abweichung zwischen der Fokusposition der BD-Strahlen auf der Oberfläche der BD-Schlitzplatte 9 und der Fokusposition der Abtaststrahlen auf der abzutastenden Fläche 7 aus einem der oben geschilderten Gründe, so ergibt sich das Problem der Abweichung zwischen den Startpositionen für den A-Strahl und den B-Strahl, außerdem das Problem, dass die Beabstandung in der Hauptabtastrichtung zwischen A- und B-Strahlen während des Abtastvorgangs variiert und damit das gedruckte Bild schlechter wird, wie es oben diskutiert wurde.
Bei der vorliegenden Ausführungsform sind die Elemente derart eingerichtet, dass die im folgenden erläuterte Bedingung (A) erfüllt ist. Wenn δM das Defokussierungsmaß in dem Hauptabtastquerschnitt der dem BD-Sensor 10 zugeleiteten BD-Strahlen und aus der Sicht des BD-Schlitzes 9 ist, und wenn δX das Defokussierungsmaß für jede Bildhöhe auf der abzutastenden Fläche 7 ist, so ist folgende Bedingung erfüllt: |δX – δM| ≤ δYmax/θmax (A)(wobei δYmax: zulässige Punktverschiebung und
θmax: maximale Winkeldifferenz [rad] zwischen Einfallwinkeln der BD-Strahlen an der BD-Schlitzplatte ist, wenn die BD-Strahlen entsprechend den jeweiligen Lichtemissionszonen beginnen, auf den BD-Sensor aufzutreffen).
Ein Beispiel mit speziellen Zahlenwerten ist folgendes: wenn die Auflösung 1.200 dpi in der Nebenabtastrichtung beträgt, δYmax = 10 μm und θmax = 0,5 [rad], so wird das Maximum von |δX – δM| auf 1,15 mm eingestellt. Dies ermöglicht es der vorliegenden Ausführungsform, einen hochqualitativen Druck bei hoher Geschwindigkeit zu erreichen. Bei dieser Ausführungsform ist die zulässige Punktverschiebung (die Abweichung zwischen den Startpositionen der jeweiligen Abtastlinsen) δYmax auf nicht mehr als die Hälfte der Auflösung in Nebenabtastrichtung eingestellt.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wird jeder der von der Lichtquelleneinheit 1 emittierten Strahlen von der Kollimatorlinse 2 in ein nahezu parallele Strahlbündel umgewandelt, jedoch wird auch ohne Beschränkung hierauf der gleiche Effekt beispielsweise dadurch zu erreichen sein, dass man jeden Strahl in einen konvergierenden oder einen divergierenden Strahl umwandelt.
Im folgenden wird der Grund dafür beschrieben, dass die zulässige Punktverschiebung pro Abtastzeile vorzugsweise nicht mehr als die Hälfte der Auflösung in Nebenabtastrichtung beträgt.
Angenommen, die Anzahl der Lichtquellen beträgt 2 und die Punktverschiebung betrage einen Punkt. Ein Bild einen Punkt vor oder danach wird an der ursprünglichen Druckstelle gedruckt. Dies führt zu einem Druck an Stellen, an denen ursprünglich nicht gedruckt werden soll, und zu einem nicht stattfindenden Druck an solchen Stellen, die an sich bedruckt werden sollen, so dass der Druckzustand sehr schlecht in Erscheinung tritt.
Im Hinblick auf das obige Phänomen beträgt die Punktverschiebung möglichst 0, dies ist allerdings in, der Praxis nur sehr schwer zu erreichen. Wenn die Punktverschiebung gering ist, insbesondere nicht mehr als einem halben Punkt (etwa 10 μm im Fall von 1.200 dpi) beträgt, lässt sich ein in der Praxis erreichbares Druckbild ohne Schwierigkeiten betrachten. Wenn die Punktverschiebung mehr als einen halben Punkt beträgt, so wird es für das Auge immer schwerer zu erkennen, obschon dies abhängig von dem tatsächlich gedruckten Bild ist, und der Druckzustand nicht als guter Zustand bezeichnet werden kann.
Die obige Beschreibung steht unter der Beschränkung, dass die Anzahl der Lichtquellen zwei beträgt, damit die Darstellung nicht zu komplex wird, allerdings kommt es zu diesem Phänomen unabhängig von der Anzahl von Lichtquellen, so dass das Maximum der Punktverschiebung nicht mehr als einen halben Punkt ausmachen darf.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wird eine Zeitspanne zwischen der Erzeugung des Ausgangssignals von dem BD-Sensor 10 beim Auftreffen des A-Strahls auf den Sensor 10 bis zum Start des Druckvorgangs auf der photoempfindlichen Trommel 7 dem Zeitraum zwischen der Erzeugung des Ausgangssignals des BD-Sensors bei Auftreffen des B-Strahls auf den BD-Sensor bis zum Start des Druckvorgangs auf der photoempfindlichen Trommel 7 angeglichen.
Die obige Ausführungsform wurde für den Fall von zwei Laserstrahlen beschrieben, allerdings kann die Anzahl der Laserstrahlen auch drei oder mehr betragen.
Im folgenden wird eine Bilderzeugungsvorrichtung beschrieben, bei der die vorliegende Erfindung angewendet wird.
31 ist eine Prinzip-Schnittdarstellung in Nebenabtastrichtung zur Darstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bilderzeugungsvorrichtung. In 31 bezeichnet 104 die Bilderzeugungsvorrichtung. Codedaten Dc werden von einem externen Gerät 117, beispielsweise einem Personal-Computer oder dergleichen, in die Bilderzeugungsvorrichtung 104 eingegeben. Diese Codedaten Dc werden von einer in der Vorrichtung befindlichen Druckersteuerung 111 in Bilddaten (Punktdaten) Di umgewandelt, und diese Bilddaten Di werden einer optischen Abtasteinheit 100 zugeführt, die eine Struktur gemäß einer der Ausführungsformen 1 bis 6 aufweist. Anschließend emittiert diese optische Abtasteinheit 100 Lichtstrahlen 103, die mit den Bilddaten Di moduliert sind, und die Bilddaten 103 tasten die photoempfindliche Fläche der Trommel 101 in Hauptabtastrichtung ab.
Die photoempfindliche Trommel 101 stellt einen Bildträger für ein elektrostatisches, latentes Bild dar (ein photoempfindliches Element), welches von einem Motor 115 im Uhrzeigersinn gedreht wird. Im Zuge dieser Drehung bewegt sich die photoempfindliche Fläche der Trommel 101 in der Nebenabtastrichtung rechtwinklig zur Hauptabtastrichtung bezüglich der Lichtstrahlen 103. Eine Aufladewalze 102 zur gleichförmigen Aufladung der Oberfläche der photoempfindlichen Trommel 101 befindet sich oberhalb der Trommel 101 in Berührung mit deren Oberfläche. Die Oberfläche der photoempfindlichen Trommel 101, die von der Aufladewalze 102 aufgeladen wurde, wird mit den Lichtstrahlen 103 bei der Abtastung durch die optische Abtasteinheit 100 belichtet.
Wie oben bereits beschrieben wurde, sind die Lichtstrahlen 103 mit den Bilddaten Di moduliert, und auf der Oberfläche der Trommel 101 wird durch deren Belichtung mit den Lichtstrahlen 103 ein elektrostatisches, latentes Bild erzeugt. Dieses Bild wird von einer Entwicklungseinheit 107, die in Berührung mit der Trommel 101 stromabwärts in Drehrichtung der Trommel 101 bezüglich der Belichtungsstelle durch die Lichtstrahlen 103 steht, zu einem Tonerbild entwickelt.
Das von der Entwicklungseinheit 107 entwickelte Tonerbild wird mit Hilfe einer Transferwalze 108 unterhalb der Trommel 101 und dieser gegenüberliegend auf einen Bogen 112 eines Transfermediums übertragen. Die Bögen 112 befinden sich in einer Blattkassette 109 vor der photoempfindlichen Trommel 101 (auf der rechten Seite in 31), allerdings kann man ein Blatt auch manuell zuführen. Eine Vorschubwalze 110 befindet sich am Ende der Blattkassette 109 und befördert jedes einzelne Blatt 110 aus der Blattkassette 109 in den Transferweg.
Ein Blatt 112 wird nach dem Transfer eines noch nicht fixierte Tonerbilds gemäß obiger Beschreibung weitertransportiert zu einer hinter der photoempfindlichen Trommel 101 (links in 31) liegenden Fixiereinheit transportiert. Die Fixiereinheit setzt sich zusammen aus einer Fixierwalze 113 mit einer (nicht dargestellten) Fixierheizung im Inneren, und einer Andrückwalze 114 in Druckkontakt mit der Fixierwalze 113. Das von dem Transferbereich her transportierte Blatt 102 wird unter dem Druck des Walzenspalts zwischen der Fixierwalze 113 und der Andrückwalze 114 erhitzt, wodurch das nicht fixierte Tonerbild an dem Blatt 112 fixiert wird. Weiter hinter der Fixierwalze 113 befinden sich Austragwalzen 116, die das Blatt 112 nach der Fixierung aus der Bilderzeugungsvorrichtung heraustransportieren.
Obschon in 31 nicht dargestellt, führt die Drucksteuerung 111 außerdem die Steuerung jedes der Teile der Bilderzeugungsvorrichtung durch, einschließlich dem Motor 115, dem Polygonspiegel etc. innerhalb der im folgenden zu beschreibenden optischen Abtasteinheit, zusätzlich zu der oben beschriebenen Datenumwandlung.
[Ausführungsform 2]
3 ist eine Prinzip-Schnittansicht in Hauptabtastrichtung (Hauptabtastquerschnitt) einer Anwendung, bei der das optische Mehrstrahl-Abtastsystem der Ausführungsform 2 der Erfindung Anwendung findet bei einer Bilderzeugungsvorrichtung wie zum Beispiel einem Laserdrucker (LBP) oder dergleichen. In dieser Figur sind gleiche Elemente wie in 1 mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Die vorliegende Ausführungsform unterscheidet sich von der oben beschriebenen Ausführungsform 1 dadurch, dass die Bedingung (A) erfüllt wird durch relatives Verschieben der Fokusstelle in Hauptabtastrichtung der BD-Strahlen, die in Richtung der optischen Achse des optischen BD-Systems von der BD-Schlitzplatte 9 auf den BD-Sensor 10 geführt werden. Der übrige Aufbau und die optische Wirkungsweise sind nahezu die gleichen wie bei der Ausführungsform 1, so dass der gleiche Effekt erzielt wird.
Wenn die Grade der Feldkrümmung der optischen Abtasteinrichtung 6 unter den einzelnen Produkten hinlänglich stabil sind und die Differenz |δX – δM| in der Bedingung (A) als nicht vernachlässigbarer Wert bei Anordnung der BD-Schlitzplatte 9 an der Fokusstelle zu betrachten ist, so wird die BD-Schlitzplatte 9 gegenüber der Fokusstelle in die Richtung der optischen Achse des optischen BD-Systems von Beginn an mit Hilfe einer Justiereinrichtung (30) in der in 3 gezeigten Weise verschoben, wodurch die Bedingung (A) erfüllt wird. Dies macht es möglich, dass die vorliegende Ausführungsform einen hochqualitativen Druck bei hoher Geschwindigkeit liefert.
Im folgenden wird die Punktverschiebungs-Justiereinrichtung beschrieben, von der die vorliegende Erfindung Gebrauch macht.
Die BD-Schlitzplatte 9 kann in die Richtung der optischen Achse der Zylinderlinse 11 mit Hilfe der Justiereinrichtung 220 bewegt werden, die das erfindungsgemäße optische Mehrstrahl-Abtastsystem bildet. Insbesondere ist gemäß 30 die BD-Schlitzplatte 9 an einem Trägerglied 221 mit Klebstoff oder dergleichen fixiert. Das Trägerglied 221 sitzt auf einer Führung 222, so dass es in Richtung der optischen Achse verfahrbar ist. Ein Halter 223 ist an der Bilderzeugungsvorrichtung fixiert.
Die Führung 222 ist an dem „U-förmigen" Halter 223 fixiert, der seinerseits an einem ortsfesten Teil des Geräts befestigt ist. Zwischen dem Halter 223 und dem Träger 221 befindet sich eine Druckfeder 224, die eine elastische Kraft nach rechts in der Zeichnung auf den Träger 221 ausübt. Eine Stellschraube 225 steht mit dem Halter 223 in Eingriff und hält die mögliche Bewegung des Trägerglieds durch die elastische Kraft der Feder 224 an, wobei die Spitze der Schraube von rechts her in Berührung mit der Justiereinrichtung 220 tritt. Aus diesem Grund kann das Trägerglied 221 nach links in der Zeichnung dadurch verlagert werden, dass die Justierschraube 225 angezogen wird, und kann nach rechts bewegt werden, indem die Justierschraube 225 gelockert wird. Die Lage der BD-Schlitzplatte 9 wird durch diese Bewegung in Richtung der optischen Achse einjustiert, um die Bedingung (A) zu erfüllen, basierend auf der gemessenen Abweichung δY zwischen den Startpositionen der A- und B-Strahlen auf der abzutastenden Fläche.
[Ausführungsform 3]
4 ist eine Haupt-Schnittansicht in der Hauptabtastrichtung (Hauptabtastquerschnitt) einer Anwendung, bei der das optische Mehrstrahl-Abtastsystem der Ausführungsform 3 der Erfindung Anwendung findet bei einer Bilderzeugungsvorrichtung wie zum Beispiel einem Laserdrucker (LBP) oder dergleichen. In dieser Figur sind gleiche Elemente wie in 1 mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Die vorliegende Ausführungsform unterscheidet sich von der oben beschriebenen Ausführungsform 1 dadurch, dass die Bedingung (A) dadurch erfüllt wird, dass eine Einheit 13, die die BD-Schlitzplatte 9 enthält, in Richtung der optischen Achse des optischen BD-Systems bewegt wird, und dass der optische Ablenker so ausgebildet ist, dass er sich in die entgegengesetzte Drehrichtung (Pfeilrichtung C in der Zeichnung) dreht. Der übrige Aufbau und die optische Wirkungsweise sind nahezu die gleichen wie bei der Ausführungsform 1, so dass der gleiche Effekt erzielt wird.
Bei dieser Ausführungsform wird der optische Ablenker 5 mit konstanter Geschwindigkeit in Pfeilrichtung C in der Zeichnung entgegen der Drehrichtung der Ausführungsform 1 mit Hilfe einer Antriebseinrichtung wie beispielsweise einem (nicht gezeigten) Motor oder dergleichen gedreht. Es ist dies eine Lösung eines Raumproblems insofern, als die optische Synchronismus-Detektoreinrichtung (das optische BD-System) nicht zwischen der optischen Abtasteinrichtung 6 und der optischen Eintrittseinrichtung 14 angeordnet werden kann.
Wenn es jetzt eine Abweichung zwischen der Fokusstelle jedes BD-Strahls auf der Oberfläche der BD-Schlitzplatte 9 und der Fokusposition der Abtaststrahlen auf der abzutastenden Fläche 7 wie bei der Ausführungsform 1 gibt, so stellt sich das Problem, dass eine Abweichung auftritt zwischen den Startpositionen der A- und der B-Strahlen, außerdem das Problem, dass der Abstand in der Hauptabtastrichtung zwischen den A- und den B-Strahlen bei der Abtastung variiert, was das Druckbild verschlechtert.
Da insbesondere bei der vorliegenden Ausführungsform die Beziehungen δYmax = 6 μm und θmax = 0,5 [rad] gelten, um eine höhere Bildqualität zu erreichen, muss die Differenz |δX – δM| in der Bedingung (A) auf nicht mehr als 0,69 mm eingestellt werden, so dass es äußerst schwierig ist, optische Mehrstrahl-Abtastsysteme mit einer solchen optischen Leistung ohne Justierung auf einer stabilen Basis auszubilden.
Aus diesem Grund wird bei dieser Ausführungsform der Konvergierungszustand in dem Hauptabtastquerschnitt der BD-Strahlen auf der Oberfläche der BD-Schlitzplatte 9 dadurch justiert, dass die Einheit 13 mit der BD-Schlitzplatte 9 in Richtung der optischen Achse des optischen BD-Systems bewegt wird, wie in 4 durch die Pfeile D dargestellt ist, und zwar mit Hilfe einer Justiereinrichtung (30), wodurch sich der Konvergierungszustand beispielsweise von dem in 17B dargestellten Zustand in den in 18B dargestellten Zustand verbessert. Dies ermöglicht, dass das System die obige Spezifikation erfüllt, das heißt die Bedingung (A), und damit einen Druck hoher Qualität bei hoher Geschwindigkeit erreicht.
[Ausführungsform 4]
5 ist eine Haupt-Schnittansicht in der Hauptabtastrichtung (Hauptabtastquerschnitt) einer Anwendung, bei der das optische Mehrstrahl-Abtastsystem der Ausführungsform 4 der Erfindung Anwendung findet bei einer Bilderzeugungsvorrichtung wie zum Beispiel einem Laserdrucker (LBP) oder dergleichen. In der Figur sind gleiche Elemente wie in 4 mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Die vorliegende Ausführungsform unterscheidet sich von der oben beschriebenen Ausführungsform 3 dadurch, dass die BD-Schlitzplatte 9 und die die Schlitzplatte 9 enthaltende Einheit 13 fixiert sind, dass der Linsenteil 8 unabhängig ausgebildet ist, ohne mit dem optischen Abtastsystem 6 integriert zu sein, um die Form in der Hauptabtastrichtung des ersten und des zweiten optischen Elements (fθ-Linsen) 6a, 6b der optischen Abtasteinrichtung 6 zu verkürzen, und die Bedingung (A) dadurch erfüllt wird, dass der Linsenteil 8 in Richtung der optischen Achse des optischen BD-Systems verschoben wird. Der übrige Aufbau und die optische Wirkungsweise sind nahezu die gleichen wie bei der Ausführungsform nach 3, so dass der gleiche Effekt erzielt wird.
Bei der vorliegenden Ausführungsform sind die BD-Schlitzplatte 9 und die die Schlitzplatte 9 enthaltende Einheit 13 fixiert, und der Linsenteil 8, der aus einer Einzellinse besteht, separat vorgesehen ist, anstatt mit der optischen Abtasteinrichtung 6 integriert zu sein. Wenn es nun zu einer Abweichung zwischen der Fokusstelle jedes BD-Strahls auf der Oberfläche der BD-Schlitzplatte 9 und der Fokusstelle der Abtaststrahlen auf der abzutastenden Fläche 7 wie bei der Ausführungsform 1 kommt, ergibt sich das Problem, dass die Abweichung zwischen den Startpositionen der A- und B-Strahlen stattfindet, außerdem das Problem, dass der Abstand in der Hauptabtastrichtung zwischen den A- und B-Strahlen bei dem Abtastvorgang variiert, was das Druckbild beeinträchtigt, wie oben erläutert wurde.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wird daher der Konvergierungszustand im Hauptabtastquerschnitt der BD-Strahlen auf der Oberfläche der BD-Schlitzplatte 9 dadurch justiert, dass der Linsenteil 8 in Richtung der optischen Achse des optischen BD-Systems bewegt wird, wie in der Zeichnung durch Pfeile F angedeutet ist, wozu die Justiereinrichtung (30) verwendet wird, demzufolge die obige Bedingung (A) erfüllt wird und man einen Druck hoher Qualität erzielt.
Wenn das Maß des Krümmungsfelds der optischen Abtasteinrichtung 6 bei diesen verschiedenen Produkten stabil ausfällt und die Abweichung |δX – δM| in der Bedingung (A) ein nicht vernachlässigbarer Wert ist, wenn die BD-Schlitzplatte 9 sich an der Fokusstelle dieser Ausführungsform befindet, lässt sich die Fokusstelle in dem Hauptabtastquerschnitt dadurch ändern, dass man die Position des Linsenteils 8 auf der optischen Achse vorläufig verschiebt, um die Bedingung (A) zu erfüllen.
[Ausführungsform 5, Referenzbeispiel außerhalb der Ansprüche]
6 ist eine Haupt-Schnittansicht in der Hauptabtastrichtung (Hauptabtastquerschnitt) einer Anwendung, bei der das optische Mehrstrahl-Abtastsystem der Ausführungsform 5 gemäß der Erfindung angewendet wird bei einer Bilderzeugungsvorrichtung wie zum Beispiel einem Laserdrucker (LBP) oder dergleichen. In dieser Figur sind gleiche Elemente wie in 1 mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Bei dieser Ausführungsform wird die Punktverschiebung aufgrund der Differenz zwischen den beiden Defokussierungsmaßen δM, δX, wobei es sich um das Defokussierungsmaß δM im Hauptabtastquerschnitt der dem BD-Sensor 10 zugeleiteten BD-Strahlen bei Sicht aus der BD-Schlitzplatte 9 bzw. um das Defokussierungsmaß δX jeder Bildhöhe auf der abzutastenden Fläche 7 handelt, korrigiert durch Dreh-Justierung der BD-Schlitzplatte 9 oder einer Einheit 16, welche die BD-Schlitzplatte 9 enthält, um die optische Achse des BD-Systems mit Hilfe einer Winkeljustiereinrichtung 15, die als die in 7 gezeigte Korrektureinrichtung fungiert.
Insbesondere wird die Lichtquelleneinheit 1 der vorliegenden Ausführungsform derart ausgebildet, dass die Lichtemissionszonen 1a, 1b auch in der Nebenabtastrichtung voneinander beabstandet sind, wie dies in 2 gezeigt ist, und die A- und B-Strahlen entsprechend den Lichtemissionszonen 1a, 1b durch verschiedene Stellen in der Nebenabtastrichtung gelangen.
Bei dieser Ausführungsform wird daher die BD-Schlitzplatte 9 gemäß den 8A, 8B und den 9A, 9B mit Hilfe der Winkeljustiereinrichtung 15 gedreht, um dadurch die Zeit zu variieren, zu der der B-Strahl den Eintritt in den BD-Sensor 10 beginnt, bezogen auf den A-Strahl. 8A, 8B sind beispielhafte Diagramme zur Veranschaulichung der Neigung der BD-Schlitzplatte 9 und der Druckpositionen (vor der Justierung) für die jeweiligen Strahlen, und 9A und 9B zeigen Veranschaulichungs-Diagramme für die Neigung der BD-Schlitzplatte und der Druckpositionen (nach der Justierung) der jeweiligen Strahlen.
Bei dieser Ausführungsform wird gemäß obiger Erläuterung die Punktverschiebung, die unvermeidlich in Erscheinung tritt aufgrund der Differenz zwischen den beiden Defokussierungsbeträgen δM, δX, das ist der Defokussierungsbetrag δM im Hauptabtastquerschnitt jedes dem BD-Sensor 10 zugeführten BD-Strahls bzw. der Defokussierungsbetrag δX in jeder Bildhöhe auf der abzutastenden Fläche 7, wie oben erläutert wurde, dadurch korrigiert (oder aufgehoben), dass die BD-Schlitzplatte 9 mit Hilfe der Winkeljustiereinrichtung 15 einer Drehjustierung unterzogen wird. Dies macht es möglich, dass die vorliegende Ausführungsform einen Druck hoher Qualität bei hoher Druckgeschwindigkeit liefert.
Die optische Wirkungsweise bei der Erzeugung eines Bildes mit dem optischen Mehrstrahl-Abtastsystem dieser Ausführungsform ist im wesentlichen die gleiche wie bei der bereits beschriebenen Ausführungsform 1.
[Ausführungsform 6, Bezugsbeispiel außerhalb der Ansprüche]
10 ist eine Haupt-Querschnittansicht in der Hauptabtastrichtung (Hauptabtastquerschnitt) einer Anwendung, bei der das optische Mehrstrahl-Abtastsystem der Ausführungsform 6 der Erfindung angewendet wird bei einer Bilderzeugungsvorrichtung wie zum Beispiel einem Laserdrucker (LBP) oder dergleichen, und 11A bis 11C sind perspektivische Ansichten des Hauptteils der BD-Schlitzplatte 9 aus 10. In 10 und 11A bis 11C sind gleiche Elemente wie in 6 mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Die vorliegende Ausführungsform unterscheidet sich von der oben beschriebenen Ausführungsform 5 dadurch, dass das System nicht mit der Winkeljustiereinrichtung ausgestattet ist, und dass die Punktverschiebung korrigiert (oder aufgehoben) wird durch Neigen der BD-Schlitzplatte 9 oder einer diese Schlitzplatte 9 enthaltenden Einheit 16 in die Nebenabtastrichtung, und zwar von Beginn an. Der übrige Aufbau und die optische Wirkungsweise sind nahezu die gleichen wie bei der Ausführungsform 5, so dass der gleiche Effekt erzielt wird.
Für den Fall, dass die Grade der Feldkrümmung der optischen Abtasteinrichtung 6 von Produkt zu Produkt stabil sind und die Differenz |δX – δM| der Bedingung (A) einen nicht vernachlässigbaren Wert bei der Anordnung der BD-Schlitzplatte 9 an der Fokusstelle darstellt, so wird die Punktverschiebung korrigiert (oder aufgehoben) durch Neigen der BD-Schlitzplatte 9 in der Nebenabtastrichtung von Beginn an, wie dies in den 10 und 11A bis 11C dargestellt ist. Dies ermöglicht es der vorliegenden Ausführungsform, einen qualitativ hochstehenden Druck bei hoher Geschwindigkeit auszuführen.
[Ausführungsformen 7, 8, 9 und 10]
12, 13, 14 und 15 sind Haupt-Schnittansichten in Hauptabtastrichtung (Hauptquerschnitt) von Anwendungen, bei denen die optischen Mehrstrahl-Abtastsysteme der Ausführungsformen 7, 8, 9 und 10 der Erfindung angewendet werden bei einer Bilderzeugungsvorrichtung wie beispielsweise einem Laserdrucker (LBP) oder dergleichen. In den 12, 13, 14 und 15 sind gleiche Elemente wie in den 1, 3, 4 und 5 mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Die Ausführungsform 7 ist ein Referenzbeispiel außerhalb der Ansprüche und entspricht der Ausführungsform 1. Die Ausführungsform 8 entspricht Ausführungsform 2, die Ausführungsform 9 entspricht der Ausführungsform 3 und die Ausführungsform 10 entspricht der Ausführungsform 4. Ein diesen Ausführungsformen 7, 8, 9 und 10 gemeinsamer Unterschiedspunkt gegenüber den Ausführungsformen 1, 2, 3 und 4 besteht darin, dass das System ohne die Verwendung der BD-Schlitzplatte und der BD-Linse 11 aufgebaut ist, um die Struktur der gesamten Vorrichtung zu vereinfachen und die Kosten zu senken. Der übrige Aufbau und die optische Wirkungsweise sind nahezu die gleichen wie bei den Ausführungsformen 1, 2, 3 und 4, so dass der gleiche Effekt erzielt wird.
Insbesondere haben bei jeder der Ausführungsformen 7, 8, 9 und 10 die wirksamen Ränder des BD-Sensors 10 eine Funktion äquivalent zu der des Schlitzes in der BD-Schlitzplatte 9 der Ausführungsbeispiele 1, 2, 3 und 4, die oben erläutert wurden. Bei jeder der Ausführungsformen 7, 8, 9 und 10 wird daher die gleiche Wirkungsweise erzielt wie bei den entsprechenden Ausführungsformen 1, 2, 3 und 4, indem die Oberfläche der BD-Schlitzplatte 9 ersetzt wird durch die photoempfindliche Fläche des BD-Sensors 10. Dies macht es möglich, dass jede Ausführungsform den gleichen Effekt erzielt wie das frühere entsprechende Ausführungsbeispiel.
Bei jeder der Ausführungsformen 7, 8, 9 und 10 ist, wie oben erläutert wurde, das System ohne den Einsatz der BD-Schlitzplatte und der BD-Linse ausgebildet, wobei jedes Ausführungsbeispiel den hochqualitativen Druck mit einer relativ einfachen Ausgestaltung bei gleichzeitig hoher Druckgeschwindigkeit erreicht, während gleichzeitig die gesamte Vorrichtung vereinfacht und verbilligt ist.
[Ausführungsform 11, Bezugsbeispiel außerhalb der Ansprüche]
1 ist eine Haupt-Querschnittansicht in der Hauptabtastrichtung (Hauptabtastquerschnitt) einer Anwendung, bei der das optische Mehrstrahl-Abtastsystem der Ausführungsform 11 der Erfindung angewendet wird bei einer Bilderzeugungsvorrichtung wie beispielsweise einem Laserdrucker (LBP) oder dergleichen.
Wenn die Fokusposition jedes BD-Strahls von der Oberfläche der BD-Schlitzplatte 9 aus Gründen von Montagefehlern, Fokusfehlern der Linsen etc., wie es oben erläutert wurde, verschoben wird, ist, weil die Lichtemissionszonen 1a, 1b ebenfalls voneinander in der Hauptabtastrichtung beabstandet sind, insbesondere bei der in 2 gezeigten Ausführungsform, die Zeit, zu der der Hauptstrahl jedes BD-Strahlbündels an einer Kante der BD-Schlitzplatte 9 vorbeigeht, verschieden von der Zeit vor dem Auftreten der Defokussierung, so dass die Schreib-Startpositionen für Bilder durch die jeweiligen Lichtemissionszonen 1a, 1b voneinander abweichen.
Bei der vorliegenden Ausführungsform sind daher sämtliche Elemente so angeordnet, dass die folgende Bedingung (B) erfüllt ist: |δM| ≤ δYmax/tan(θmax) (B)(wobei δM: Abstand entlang der Richtung der optischen Achse des optischen BD-Systems von der BD-Schlitzfläche zu dem Sammelpunkt im Hauptabtastquerschnitt der BD-Strahlen, die für die Synchronismus-Detektierung verwendet werden;
δYmax: zulässiger Abweichungsbetrag (Punktverschiebung) zwischen Startpositionen der jeweiligen Abtastlinien;
δmax: maximale Winkelabweichung zwischen Einfallwinkeln der jeweiligen BD-Strahlen, die für das Detektieren des Synchronismus verwendet werden, auf der BD-Schlitzfläche).
Als spezielle numerische Beispiele sollen dienen: δYmax = 11 μm und θmax = 0,5°, |δM| = δMmax = 1,26 mm. Dies macht es möglich, dass die vorliegende Ausführungsform einen hochqualitativen Druck bei hoher Geschwindigkeit liefert.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die zulässige Punktverschiebung δYmax auf nicht mehr als die Hälfte der Auflösung in Nebenabtastrichtung eingestellt.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wird jedes von der Lichtquelleneinheit 1 emittierte Strahlbündel durch die Kollimatorlinse 2 in ein nahezu paralleles Strahlbündel umgewandelt, ohne dass dies aber beschränkend zu verstehen ist, kann der gleiche Effekt auch beispielsweise dadurch erzielt werden, dass man jedes Strahlbündel in einen konvergierenden oder einen divergierenden Strahl umwandelt.
[Ausführungsform 12]
23 ist eine Haupt-Querschnittansicht in der Hauptabtastrichtung (Hauptabtastquerschnitt) einer Anwendung, bei der das optische Mehrstrahl-Abtastsystem der Ausführung 12 der Erfindung angewendet wird bei einer Bilderzeugungsvorrichtung wie beispielsweise einem Laserdrucker (LBP) oder dergleichen. In dieser Figur sind gleiche Elemente wie in 1 mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wird der optische Ablenker 5 mit konstanter Geschwindigkeit in Pfeilrichtung C der Zeichnung gedreht, entgegen zur Drehrichtung nach Ausführungsform 1, und zwar mit Hilfe einer Antriebseinrichtung wie einem (nicht gezeigten) Motor oder dergleichen. Es ist dies eine Lösung des Raumproblems, wonach die optische Synchronismus-Detektoreinrichtung (das optische BD-System) nicht zwischen der optischen Abtasteinrichtung 6 und der optischen Eintrittseinrichtung angeordnet werden kann.
Wenn die Fokusposition jedes BD-Strahls gegenüber der Oberfläche der BD-Schlitzplatte 9 verschoben ist, wie es für die Ausführungsform 11 erläutert wurde, wird, da die Lichtemissionszonen 1a, 1b auch voneinander in Hauptabtastrichtung beabstandet sind, wie in 2 gezeigt ist, insbesondere bei der vorliegenden Ausführungsform die Zeit, zu der der Hauptstrahl jedes BD-Strahlbündels an der Kante der BD-Schlitzplatte 9 vorbeigeht, verschieden sein von der Zeit, zu der die Defokussierung in Erscheinung tritt, so dass die Startpositionen der Bilder der jeweiligen Lichtemissionszonen 1a, 1b voneinander abweichen. Da für die vorliegende Ausführungsform eine viel höhere Bildqualität gefordert ist, stellt die oben erwähnte Abweichung der Startpositionen ein Problem dar.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wird daher der Konvergierungs-Zustand im Hauptabtastquerschnitt des BD-Strahls auf der Oberfläche der BD-Schlitzplatte 9 eingestellt, indem die BD-Schlitzplatte 9 in Richtung der optischen Achse des optischen BD-Systems bewegt wird, wie in 23 durch die Pfeile D angedeutet ist, und zwar mit Hilfe einer Justiereinrichtung (30), wodurch der Konvergierungs-Zustand gegenüber dem Zustand nach 29B verbessert wird in den Zustand nach 29C, wodurch ein qualitativ hochstehender Druck bei hoher Geschwindigkeit erreicht wird.
Bei der vorliegenden Ausführungsform sind sämtliche Elemente so eingerichtet, dass die obige Bedingung (B) erfüllt ist, numerische Beispiele sind: δYmax = 7 μm und θmax = 0,5°, |δM| = δMmax = 0,80 mm.
Die optische Wirkung bei der Ausbildung eines Bilds mit dem optischen Mehrstrahl-Abtastsystem dieser Ausführungsform ist nahezu die gleiche wie bei der oben beschriebenen Ausführungsform 11.
Als nächstes soll die Punktverschiebungs-Einstelleinrichtung beschrieben werden, die im Rahmen der Erfindung verwendet wird.
Die Schlitzplatte 9 lässt sich in Richtung der optischen Achse der Zylinderlinse 11 mit Hilfe der Justiereinrichtung 220 des erfindungsgemäßen optischen Mehrstrahl-Abtastsystems bewegen und justieren. Die BD-Schlitzplatte 9 ist an dem Trägerelement 221 mit einem Klebstoff oder dergleichen fixiert, wie in 30 dargestellt ist. Das Trägerglied 221 ist an der Führung 222 in Richtung der optischen Achse beweglich befestigt. Der Halter 223 ist an der Bilderzeugungsvorrichtung fixiert.
Die Führung 222 ist an dem „U-förmigen" Halter 223 fixiert, der sich an dem ortsfesten Teil der Vorrichtung befindet. Die Druckfeder 224 befindet sich zwischen dem Halter 223 und dem Trägerglied 221, um eine nachgiebige Kraft nach rechts in der Zeichnung auf das Trägerglied 221 auszuüben. Die Stellschraube 225 steht in Gewindeeingriff mit dem Halter 223 und besitzt eine Spitze in Berührung mit der Justiereinrichtung 220 von der rechten Seite her, um die Bewegung des Trägerglieds aufgrund der elastischen Kraft der Feder 224 anzuhalten. Aus diesem Grund lässt sich das Trägerglied 221 in der Zeichnung dadurch nach links bewegen, dass die Stellschraube 225 angezogen wird, und lässt sich nach rechts bewegen, indem die Stellschraube 225 gelockert wird, wobei die Lage der BD-Schlitzplatte 9 sich bewegt und justiert wird in Richtung der optischen Achse, um die Bedingung (B) zu erfüllen, basierend auf der Messabweichung δY zwischen den Startpositionen der A- und B-Strahlen auf der abzutastenden Fläche.
[Ausführungsform 13]
24 ist eine Haupt-Schnittansicht in Hauptabtastrichtung (Hauptabtastquerschnitt) einer Anwendung, bei der das optische Mehrstrahl-Abtastsystem der Ausführung 13 der Erfindung angewendet wird bei einer Bilderzeugungsvorrichtung wie beispielsweise einem Laserdrucker (LBP) oder dergleichen. In dieser Figur sind gleiche Elemente wie in 1 mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Die vorliegende Erfindung unterscheidet sich von der obigen Ausführungsform 12 dadurch, dass ein einzelnes Halteglied 13 die BD-Schlitzplatte 9 hält, das optische Element (die BD-Linse) 11 sich zwischen der BD-Schlitzplatte 9 und dem BD-Sensor 10 befindet, und dass das Halteglied 13 durch die Justiereinrichtung in Richtung der optischen Achse des optischen BD-Systems bewegt wird, um eine Einstellung des Konvergierungs-Zustands im Hauptabtastquerschnitt jedes BD-Strahlbündels auf der Oberfläche der BD-Schlitzplatte 9 zu ermöglichen. Der übrige Aufbau sowie die optische Wirkungsweise ist nahezu der gleiche wie bei der Ausführungsform 12, so dass der gleiche Effekt erzielt wird.
Speziell wird bei der vorliegenden Ausführungsform ebenso wie bei der oben beschriebenen Ausführungsform 11 die BD-Linse 11 hinter der BD-Schlitzplatte 9 platziert, um eine konjugierte Lagebeziehung zwischen dem Nahbereich der reflektierenden Fläche des BD-Spiegels 12 und dem Nahbereich des BD-Sensors 10 und mithin eine Neigungs-Korrekturfunktion zu erreichen. Besonders wichtig ist es allerdings, exakt den Abstand zwischen der BD-Linse 11 und dem BD-Sensor 10 zu bestimmen, um die oben angesprochene Neigungs-Korrekturfunktion zu realisieren. Dies deshalb, weil der Abstand K von dem BD-Spiegel 12 zu dem BD-Sensor 10 definiert ist durch K = S + T, wobei S der Abstand zwischen dem BD-Spiegel 12 und der BD-Linse 11 ist und T der Abstand zwischen der BD-Linse 11 und dem BD-Sensor 10 ist.
Zu Vergleichszwecken sei angenommen, das Halteglied 13 werde um δS mit der BD-Linse 11 in Richtung auf den BD-Sensor 10 bewegt, um den Konvergierungs-Zustand der BD-Strahlbündel auf der Oberfläche der BD-Schlitzplatte 9 zu erreichen. Dann ist der Abstand K' von dem BD-Spiegel 12 zu dem BD-Sensor 10 durch folgende Gleichung gegeben: K' = S + T + (1 – f2/(S – f)2)·δS
In dieser Gleichung ist f die Brennweite der BD-Linse 11.
Im allgemeinen ist die Brennweite f der BD-Linse 11 relativ klein im Vergleich zu dem Abstand S zwischen dem BD-Spiegel 12 und der BD-Linse 11, so dass der Abstand K' durch folgende Gleichung angenähert werden kann: K' = S + T + δS
Es gibt eine geringfügige Änderung des Abstands T zwischen der BD-Linse 11 und dem BD-Sensor 10. Damit ist es notwendig, immer den ursprünglichen Abstand aufrecht zu erhalten, um die Neigungs-Korrekturfunktion zu realisieren. Wenn die Lage der BD-Schlitzplatte 9 selbst abweicht, so dass es zu einer Differenz zwischen den Startpositionen der Abtastlinie kommt, so führt dies in unerwünschter Weise zu dem oben beschriebenen Phänomen. Da ferner der Abstand von der BD-Schlitzplatte 9 zu dem BD-Sensor 10 tatsächlich sehr klein ist, wird bei Zusammenbau der BD-Schlitzplatte 9, der BD-Linse 11 und dem BD-Sensor 10 an einem einzelnen Halteglied 13 ein größerer Vorteil erzielt aufgrund höherer Genauigkeit der Lagebeziehung.
Deshalb hält bei dieser Ausführungsform ein und dasselbe Halteglied 13 die BD-Schlitzplatte 9, die BD-Linse 11 und den BD-Sensor 10, wie es oben erläutert wurde, und das Halteglied 13 wird von der (nicht gezeigten) Justiereinrichtung in Richtung der optischen Achse des optischen BD-Systems gemäß den Pfeilen E in 24 bewegt, um dadurch den Konvergierungs-Zustand im Hauptabtastquerschnitt jedes BD-Strahlbündels auf der Oberfläche der BD-Schlitzplatte 9 einzustellen. Dies ermöglicht es der vorliegenden Ausführungsform, für einen hochqualitativen Druck mit hoher Geschwindigkeit zu sorgen.
[Ausführungsform 14]
25 ist eine Haupt-Querschnittansicht in der Hauptabtastrichtung (Hauptabtastquerschnitt) einer Anwendung, bei der das optische Mehrstrahl- Abtastsystem der Ausführung 14 der Erfindung angewendet wird bei einer Bilderzeugungsvorrichtung wie beispielsweise einem Laserdrucker (LBP) oder dergleichen. In dieser Figur sind gleiche Elemente wie in 23 mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Die vorliegende Ausführungsform unterscheidet sich von der obigen Ausführungsform 12 dadurch, dass der Linsenteil 8 unabhängig vorgesehen ist, also nicht integriert ist mit der optischen Abtasteinrichtung 6, dass die BD-Schlitzplatte 9 fixiert ist, und dass der Linsenteil 8 in Richtung der optischen Achse der BD-Optik mit Hilfe der Justiereinrichtung bewegt wird, um eine Justierung des Konvergierungs-Zustands im Hauptabtastquerschnitt jedes BD-Strahls auf der Oberfläche der BD-Schlitzplatte 9 zu erreichen. Der übrige Aufbau und die optische Wirkungsweise sind nahezu die gleichen wie bei der Ausführungsform 12, so dass der gleiche Effekt erzielt wird.
Insbesondere ist bei dieser Ausführungsform der Linsenteil 8 in Form einer Einzellinse separat angeordnet und ist nicht mit der optischen Abtasteinrichtung 6 integriert, und der Linsenteil 8 wird gemäß den Pfeilen F in 25 durch die Justiereinrichtung (30) in Richtung der optischen Achse des optischen BD-Systems bewegt, um dadurch den Konvergierungszustand im Hauptabtastquerschnitt jedes BD-Strahlbündels auf der Oberfläche der BD-Schlitzplatte 9 zu justieren. Dies ermöglicht eine Verbesserung gegenüber dem Zustand nach 29B in den in 29A gezeigten Zustand.
[Ausführungsform 15]
26 ist eine Haupt-Querschnittansicht in Hauptabtastrichtung (Hauptabtastquerschnitt) einer Anwendung, bei der das optische Mehrstrahl-Abtastsystem der Ausführung 15 der Erfindung angewendet wird bei einer Bilderzeugungsvorrichtung wie beispielsweise einem Laserdrucker (LBP) oder dergleichen. in dieser Figur sind gleiche Elemente wie in 23 mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Die vorliegende Ausführungsform unterscheidet sich von der obigen Ausführungsform 12 dadurch, dass mindestens ein Teil der den Linsenteil 8 bildenden Linsen mit der optischen Abtasteinrichtung 6 integriert sind, so dass mindestens ein Teil des Linsenteils 8 nicht mit der optischen Abtasteinrichtung 6 integriert ist, nämlich hier die Linse 8a, und dass die BD-Schlitzplatte 9 von der Einstelleinrichtung in Richtung der optischen Achse des optischen BD-Systems bewegt wird, um eine Einstellung des Konvergierungs-Zustands im Hauptabtastquerschnitt jedes BD-Strahls auf der Oberfläche der BD-Schlitzplatte 9 zu ermöglichen. Der übrige Aufbau und die optische Wirkungsweise sind nahezu die gleichen wie bei der Ausführungsform 12, so dass der gleiche Effekt erzielt wird.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist nämlich zumindest ein Teil der den Linsenteil 8 bildenden Linse mit der optischen Abtasteinrichtung 6 integriert, und ein Teil des Linsenteils 8 ist nicht mit der optischen Abtasteinrichtung 6 integriert, nämlich hier die Linse 8a, und die BD-Schlitzplatte 9 wird in Richtung der optischen Achse des optischen BD-Systems von der Justiereinrichtung (30) bewegt, um dadurch den Konvergierungs-Zustand im Hauptabtastquerschnitt jedes BD-Strahls auf der Oberfläche der BD-Schlitzplatte 9 zu justieren. Dies ermöglicht die Verbesserung des in 29B dargestellten Zustands in den in 29C dargestellten Zustand.
Die vorliegende Ausführungsform erreicht die Verbesserung dadurch, dass sowohl die Linse 8a des Linsenteils 8 als auch die BD-Schlitzplatte 9 bewegt werden, allerdings kann die Erfindung auch angewendet werden durch Bewegen nur eines der beiden Teile wie bei der oben beschriebenen Ausführungsform 5.
[Ausführungsform 16]
27 ist eine Haupt-Querschnittansicht in der Hauptabtastrichtung (Hauptabtastquerschnitt) einer Anwendung, bei der das optische Mehrstrahl-Abtastsystem der Ausführung 16 der Erfindung bei einer Bilderzeugungsvorrichtung wie beispielsweise dem Laserdrucker (LBP) oder dergleichen angewendet wird. In dieser Figur sind gleiche Elemente wie in 23 mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Die vorliegende Ausführungsform unterscheidet sich von der obigen Ausführungsform 12 dadurch, dass zumindest ein Teil der optischen Abtasteinrichtung 6 mit dem Linsenteil 8 integriert ist, das heißt, das optische Element (die fθ-Linse) wird in Richtung der optischen Achse der optischen Abtasteinrichtung 6 bewegt, und die BD-Schlitzplatte 9 wird in die Richtung der optischen Achse des optischen BD-Systems bewegt, um dadurch eine Justierung des Konvergierungs-Zustands in dem Hauptabtastquerschnitt dieses BD-Strahls auf der Oberfläche der BD-Schlitzplatte 9 zu ermöglichen. Der übrige Aufbau und die optische Wirkungsweise sind nahezu die gleichen wie bei der Ausführungsform 12, so dass der gleiche Effekt erzielt wird.
Speziell ist die vorliegende Ausführungsform derart ausgebildet, dass innerhalb eines Bereichs, in welchem die Form der Flecken auf der abzutastenden Fläche 7 nicht viel ändert, das erste optische Element (die fθ-Linse) 6a, welches die optische Abtasteinrichtung 6 bildet, in Richtung der Pfeile G in der Zeichnung (das ist die Richtung der optischen Achse der optischen Abtasteinrichtung 6) mit Hilfe der Justiereinrichtung (30) bewegt wird und die BD-Schlitzplatte 9 in Richtung der Pfeile D in der Zeichnung (das ist die Richtung der optischen Achse des optischen BD-Systems) bewegt wird, um dadurch den Konvergierungs-Zustand im Hauptabtastquerschnitt jedes BD-Strahls auf der Oberfläche der BD-Schlitzplatte 9 zu justieren. Dies ermöglicht der vorliegenden Ausführungsform, die Verbesserung des Zustands nach 29B in den Zustand nach 29C zu erreichen.
Das erste optische Element 6a wird bei der vorliegenden Ausführungsform bewegt, möglich ist aber auch eine Bewegung des zweiten optischen Elements (der fθ-Linse) 6b oder sowohl des ersten als auch des zweiten optischen Elements 6a, 6b.
Die vorliegende Ausführungsform war so konfiguriert, dass sowohl das erste optische Element 6a als auch die BD-Schlitzplatte 9 bewegt wurden, die Erfindung kann aber auch angewendet werden bei einer Bewegung nur eines der beiden Teile, so wie bei der Ausführungsform 6.
[Ausführungsform 17]
28 ist eine Haupt-Querschnittansicht in der Hauptabtastrichtung (Hauptschnittansicht) einer Anwendung, bei der das optische Mehrstrahl-Abtastsystem der Ausführung 17 der Erfindung bei einer Bilderzeugungsvorrichtung wie beispielsweise dem Laserdrucker (LBP) oder dergleichen angewendet wird. In dieser Figur sind gleiche Elemente wie in der 1 mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Die vorliegende Ausführungsform unterscheidet sich von der obigen Ausführungsform 12 dadurch, dass die BD-Schlitzplatte 9 fixiert ist, dass mindestens ein optisches Element (fθ-Linse), welches Teil der optischen Abtasteinrichtung 6 ist, mit dem Linsenteil 8 integriert ist und in der Hauptabtastrichtung bewegt wird, um dadurch eine Justierung des Konvergierungs-Zustands im Hauptabtastquerschnitt jedes BD-Strahls auf der Oberfläche der BD-Schlitzplatte 9 zu ermöglichen, und dass die Drehrichtung des optischen Ablenkers entgegengesetzt ist (oder der Richtung des Pfeils A in der Zeichnung entspricht). Der übrige Aufbau und die optische Wirkung sind nahezu die gleichen wie bei der Ausführungsform 12, so dass der gleiche Effekt erzielt wird.
Speziell wird bei der vorliegenden Ausführungsform die BD-Schlitzplatte 9 fixiert, und das erste optische Element 6a mit einer plötzlichen Änderung in der lokalen Krümmung in Hauptabtastrichtung, insbesondere im peripheren Bereich, wird von den mehreren Linsen, die die optische Abtasteinrichtung 6 integriert mit dem Linsenteil 8 bilden, in der Hauptabtastrichtung bewegt, wie in der Zeichnung durch die Pfeile H angedeutet ist, und zwar innerhalb des Bereichs, in welchem die Form der Flecken sich auf der abzutastenden Fläche 7 nicht viel ändert, was mit Hilfe der Justiereinrichtung (30) geschieht, um dadurch die Längsvergrößerung in der Hauptabtastrichtung jedes der BD-Strahlen zu ändern und auf diese Weise den Konvergierungs-Zustand in dem Hauptabtastquerschnitt jedes BD-Strahls auf der Oberfläche der BD-Schlitzplatte 9 zu justieren. Dies ermöglicht es der vorliegenden Ausführungsform, eine Verbesserung des in 29B dargestellten Zustands in den in 29A dargestellten Zustand zu erreichen.
Das erste optische Element 6a wird bei der vorliegenden Ausführungsform in der Hauptabtastrichtung bewegt, möglich ist aber auch, das zweite optische Element (die fθ-Linse) 6b zu bewegen, oder beide optische Elemente 6a, 6b zu bewegen.
[Ausführungsform 18, Bezugsbeispiel außerhalb der Ansprüche]
Bei dieser Ausführungsform 18 wird die Punktverschiebung auf der abzutastenden Fläche, die deshalb entsteht, weil die Defokussierung δX im Hauptabtastquerschnitt der dem BD-Sensor 10 zugeleiteten BD-Strahlbündel und aus der Sicht der BD-Schlitzplatte 9 auftritt, korrigiert durch eine Drehverstellung der BD-Schlitzplatte 9 oder der diese enthaltenen Einheit 16 um die optische Achse des optischen BD-Systems mit Hilfe einer Winkeleinstelleinrichtung 15, die als die in 7 dargestellte Korrektureinrichtung fungiert.
Die Lichtquelleneinheit 1 dieser Ausführungsform besitzt Lichtemissionszonen 1a, 1b, die ebenfalls in Nebenabtastrichtung voneinander beabstandet sind, wie in der bereits erläuterten 2 zu sehen ist, wobei die A- und B-Strahlbündel entsprechend den jeweiligen Lichtemissionszonen 1a, 1b verschiedene Stellen in Nebenabtastrichtung durchlaufen.
Bei dieser Ausführungsform wird also die BD-Schlitzplatte 9 gedreht, wie dies in den 8A, 8B und 9A, 9B gezeigt ist, wozu die Winkeleinstelleinrichtung 15 verwendet wird, um dadurch die Zeit zu ändern, zu der der B-Strahl mit dem Eintritt in den BD-Sensor 10 beginnt, bezogen auf den A-Strahl. 8A und 8B sind anschauliche Diagramme zur Darstellung der Neigung der BD-Schlitzplatte 9 und der Druckpositionen (vor der Justierung) der jeweiligen Strahlbündel, 9A und 9B sind anschauliche Diagramme zum Erläutern der Neigung der BD-Schlitzplatte 9 und der Druckpositionen (nach der Justierung) der jeweiligen Strahlbündel.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wird, wie oben erläutert wurde, die Punktverschiebung auf der abzutastenden Fläche, die zuvor unvermeidlich zustande kam aufgrund der Defokussierung δX im Hauptabtastquerschnitt jedes dem BD-Sensor 10 zugeleiteten BD-Strahlbündels, korrigiert (oder aufgehoben) durch die Dreh-Einstellung der BD-Schlitzplatte 9 mit Hilfe der Winkeleinstelleinrichtung 15. Dies ermöglicht es der vorliegenden Ausführungsform, einen Druck hoher Qualität bei hoher Geschwindigkeit zu erreichen.
Die optische Wirkungsweise bei der Erzeugung eines Bilds unter Verwendung des optischen Mehrstrahl-Abtastsystems dieser Ausführungsform ist nahezu die gleiche wie bei der oben erläuterten Ausführungsform 11.
[Ausführungsform 19, Bezugsbeispiel außerhalb der Ansprüche]
10 ist eine Haupt-Querschnittansicht in der Hauptabtastrichtung (Hauptabtastquerschnitt) einer Anwendung, bei der das optische Mehrstrahl-Abtastsystem der Ausführungsform 19 der Erfindung bei einer Bilderzeugungsvorrichtung wie zum Beispiel einem Laserdrucker (LBP) oder dergleichen angewendet wird, 11A bis 11C sind perspektivische Ansichten des Hauptteils der BD-Schlitzplatte 9 aus 10. In 10 und den 11A bis 11C sind gleiche Elemente wie in 9 mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Die vorliegende Ausführungsform unterscheidet sich von der obigen Ausführungsform 18 dadurch, dass das System nicht mit der Winkeleinstelleinrichtung ausgestattet ist, und dass die Punktverschiebung auf der abzutastenden Fläche dadurch korrigiert (oder aufgehoben) wird, dass die BD-Schlitzplatte 9 oder die diese enthaltende Einheit 16 von Beginn an in der Nebenabtastrichtung geneigt wird. Der übrige Aufbau und die optische Wirkungsweise sind nahezu die gleichen wie bei der Ausführungsform 18, so dass der gleiche Effekt erzielt wird.
Für den Fall, dass die Grade der Feldkrümmung der optischen Abtasteinrichtung 6 von Produkt zu Produkt hinlänglich stabil sind und die Differenz |δX| in der Bedingung (B) ein nicht vernachlässigbarer Wert bei der Platzierung der BD-Schlitzplatte 9 an der Fokusstelle ist, wird die Punktverschiebung auf der abzutastenden Fläche korrigiert (oder aufgehoben), indem die BD-Schlitzplatte 9 von Anfang an in der Nebenabtastrichtung geneigt wird, wie dies in den 10, 11A bis 11C dargestellt ist. Dies macht es möglich, dass die vorliegende Ausführungsform einen Druck hoher Qualität bei hoher Geschwindigkeit erzielt.
[Ausführungsformen 20, 21, 22, 23, 24, 25 und 26]
Die Ausführungsform 20 ist ein Referenzbeispiel außerhalb der Ansprüche. Die Ausführungsbeispiele 20, 21, 22, 23, 24, 25 und 26 entsprechen den Ausführungsformen 11, 12, 13, 14, 15, 16 bzw. 17, und ein diesen Ausführungsformen 20, 21, 22, 23, 24, 25 und 26 gemeinsamer Unterschiedspunkt gegenüber den Ausführungsformen 11, 12, 13, 14, 15, 16 und 17 besteht darin, dass das System ohne den Einsatz der BD-Schlitzplatte 9 und der BD-Linse 11 aufgebaut ist, um den Aufbau der gesamten Vorrichtung zu vereinfachen und die Kosten zu senken. Der übrige Aufbau und die optische Wirkungsweise sind nahezu die gleichen wie bei den entsprechenden Ausführungsformen 11, 12, 13, 14, 15, 16 und 17, wodurch der gleiche Effekt erzielt wird.
Bei jedem der Ausführungsbeispiele 20, 21, 22, 23, 24, 25 und 26 haben die wirksamen Kanten des BD-Sensors 10 eine Funktion, die äquivalent ist zu der des Schlitzes in der BD-Schlitzplatte 9 jedes der entsprechenden Ausführungsbeispiele 11, 12, 13, 14, 15, 16 und 17, die oben erläutert wurden. Bei jeder der Ausführungsformen 20, 21, 22, 23, 24, 25 und 26 wird also die Wirkungsweise, die bei den Ausführungsformen 11, 12, 13, 14, 15, 16 und 17 erreicht wird, dadurch erzielt, dass die Oberfläche der BD-Schlitzplatte 9 ersetzt wird durch die photoempfindliche Oberfläche des BD-Sensors 10. Dies macht es möglich, dass jede Ausführungsform den gleichen Effekt wie bei der entsprechenden, oben beschriebenen Ausführungsform errreicht.
Bei jeder der Ausführungsformen 20, 21, 22, 23, 24, 25 und 26, die oben beschrieben wurden, ist das System ohne den Einsatz der BD-Schlitzplatte und der BD-Linse aufgebaut, wodurch diese Ausführungsformen einen Druck hoher Qualität mit einer relativ einfachen Struktur bei hoher Geschwindigkeit erreichen, während gleichzeitig die gesamte Vorrichtung vereinfacht und verbilligt ist.
Bei der vorliegenden Ausführungsform, bei der gemäß obiger Erläuterung δM der Defokussierungsbetrag im Hauptabtastquerschnitt der Strahlbündel ist, die dem Synchronismusdetektor zugeführt werden, betrachtet aus der Sicht der BD-Schlitzplatte (oder der photoempfindlichen Fläche des Synchronismusdetektors, wenn keine BD-Schlitzplatte verwendet wird), und bei der δX der Defokussierungsbetrag jeder Bildhöhe auf der abzutastenden Fläche ist, sind die Elemente derart eingestellt, dass der Defokussierungsbetrag δX die Bedingung (A) erfüllt, wodurch die Erfindung ein optisches Mehrstrahl-Abtastsystem schafft, welches in der Lage ist, einen Druck hoher Qualität mit einer relativ einfachen Struktur bei hoher Geschwindigkeit erreicht, wobei außerdem eine das System verwendende Bilderzeugungsvorrichtung geschaffen wird.
Weiterhin wird erfindungsgemäß die Punktverschiebung, die zustande kommt aufgrund der Differenz zwischen den beiden Defokussierungsbeträgen δM, δX, das heißt durch den Defokussierungsbetrag δM im Hauptabtastquerschnitt der dem Synchronismusdetektor zugeführten Strahlbündel aus der Sicht der BD-Schlitzplatte, und dem Defokussierungsbetrag δX in jeder Bildhöhe auf der abzutastenden Oberfläche 7, wie es oben erläutert wurde, korrigiert durch die Korrektureinrichtung, wodurch die vorliegende Erfindung ein optisches Mehrstrahl-Abtastsystem schafft, welches einen Druck hoher Qualität mit einer relativ einfachen Struktur und hoher Geschwindigkeit erreicht, außerdem eine entsprechende Bilderzeugungsvorrichtung, die von dem System Gebrauch macht.
Die vorliegende Erfindung schafft ein optisches Mehrstrahl-Abtastsystem mit einer optischen Eintrittseinrichtung zum Leiten mehrerer von der mit mehreren Lichtemissionszonen ausgestatteten Lichtquelleneinrichtung emittierten Lichtstrahlbündel auf die Ablenkeinrichtung, mit einer optischen Abtasteinrichtung zum Fokussieren einer Mehrzahl von Strahlbündeln, die von der Ablenkeinrichtung abgelenkt wurden, auf die abzutastende Fläche, um mehrere Abtastzeilen zu bilden, und mit der Synchronismus-Detektoroptik zum Umwandeln eines Teils der mehreren von der Ablenkeinrichtung abgelenkten Strahlbündel über einen Reflexionsspiegel auf die Schlitzfläche mit Hilfe des Linsenteils, um anschließend die Strahlbündel auf den Synchronismusdetektor zu leiten, wobei die zeitliche Lage der Abtast-Startposition auf der abzutastenden Fläche für jedes der mehreren Strahlbündel unter Verwendung des Signals von dem Synchronismusdetektor gesteuert wird, wie es oben beschrieben wird, wobei die Elemente so eingestellt sind, dass die Bedingung (B) erfüllt ist, oder wobei der Konvergierungs-Zustand der mehreren Strahlbündel im Hauptabtastquerschnitt auf der Schlitzfläche mit Hilfe der Einstelleinrichtung justierbar ist. Au diese Weise kann die vorliegende Erfindung ein optisches Mehrstrahl-Abtastsystem schaffen, welches in der Lage ist, einen Druck hoher Qualität mit einer relativ einfachen Struktur bei hoher Arbeitsgeschwindigkeit zu erreichen, und sie kann außerdem eine von dem System Gebrauch machende Bilderzeugungsvorrichtung schaffen.

Claims

Optische Mehrstrahl-Abtastvorrichtung, umfassend: eine optische Eintrittseinrichtung (2, 3, 4) zum Leiten mehrerer Strahlen, die von einer Lichtquelleneinrichtung (1), die mehrere voneinander in einer Hauptabtastquerschnitt beabstandete Lichtemissionszonen (1a, 1b) aufweist, emittiert werden, zu einer Ablenkeinrichtung; eine optische Abtasteinrichtung (6a, 6b) zum Fokussieren der mehreren, von der Ablenkeinrichtung abgelenkten Strahlen auf eine abzutastende Fläche, um mehrere Abtastzeilen zu bilden; und eine optische Synchronismus-Detektoreinrichtung (8, 11, 12) zum Konvergieren eines Teils der mehreren von der Ablenkeinrichtung abgelenkten Strahlen auf eine Schlitzfläche (9), um danach die Strahlen zu einem Synchronismusdetektor (10) zu leiten, und zum Steuern der zeitlichen Lage einer Abtast-Startposition auf der abzutastenden Fläche für die mehreren Strahlen unter Verwendung eines von dem Synchronismusdetektor kommenden Signals, gekennzeichnet durch eine Korrektureinrichtung (220), ausgebildet zum Bewegen der Stelle der Schlitzfläche oder einer die Schlitzfläche enthaltenden Einheit in eine Richtung der optischen Achse der optischen Synchronismus-Detektoreinrichtung, um eine Dotverschiebung (nachstehend auch „Punktverschiebung" genannt) pro Abtastzeile in dem Hauptabtastquerschnitt auf der abzutastenden Fläche zu korrigieren, die entsteht aufgrund einer Defokussierung δM1 in dem Hauptabtastquerschnitt von Strahlen, die dem Synchronismusdetektor zugeführt werden, betrachtet von der Schlitzfläche aus, wobei die Punktverschiebung nicht mehr beträgt als ein zulässiger Punktverschiebungsbetrag pro Abtastzeile, welche nicht mehr als der halben Auflösung in einer Nebenabtastrichtung entspricht.
Optische Mehrstrahl-Abtastvorrichtung, umfassend: eine optische Eintrittseinrichtung (2, 3, 4) zum Leiten mehrerer Strahlen, die von einer Lichtquelleneinrichtung (1), die mehrere voneinander in einer Hauptabtastrichtung beabstandete Lichtemissionszonen (1a, 1b) aufweist, emittiert werden, zu einer Ablenkeinrichtung; eine optische Abtasteinrichtung (6a, 6b) zum Fokussieren der mehreren, von der Ablenkeinrichtung abgelenkten Strahlen auf eine abzutastende Fläche, um mehrere Abtastzeilen zu bilden; und eine optische Synchronismus-Detektoreinrichtung (8, 11, 12) zum Konvergieren eines Teils der mehreren von der Ablenkeinrichtung abgelenkten Strahlen auf eine Schlitzfläche (9), um danach die Strahlen zu einem Synchronismusdetektor (10) zu leiten, und zum Steuern der zeitlichen Lage einer Abtast-Startposition auf der abzutastenden Fläche für die mehreren Strahlen unter Verwendung eines von dem Synchronismusdetektor kommenden Signals, wobei eine optische Fokussiereinrichtung (8) sich in einem optischen Weg zwischen der Ablenkeinrichtung und der Schlitzfläche befindet, gekennzeichnet durch eine Korrektureinrichtung (220), ausgebildet zum Bewegen der optischen Fokussiereinrichtung in eine Richtung der optischen Achse der optischen Synchronismus-Detektoreinrichtung, um eine Dotverschiebung (nachstehend auch „Punktverschiebung" genannt) pro Abtastzeile in der Hauptabtastrichtung auf der abzutastenden Fläche zu korrigieren, die entsteht aufgrund einer Defokussierung δM1 in einem Hauptabtastquerschnitt der dem Synchronismusdetektor zugeleiteten Strahlen und betrachtet von der Schlitzfläche aus, wobei die Punktverschiebung nicht mehr beträgt als eine zulässige Punktverschiebung pro Abtastzeile, die nicht mehr als die halbe Auflösung in einer Nebenabtastrichtung ausmacht.
Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der mindestens eine Linse, die die optische Fokussiereinrichtung bildet, nicht mit der optischen Abtasteinrichtung integriert ist, und die Korrektureinrichtung dazu ausgebildet ist, die besagte mindestens eine Linse und die Schlitzfläche in einer Richtung der optischen Achse der optischen Synchronismus-Detektoreinrichtung zu bewegen.
Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der die optische Fokussiereinrichtung mit der optischen Abtasteinrichtung integriert ist, und die Korrektureinrichtung dazu ausgebildet ist, zumindest ein optisches Element der optischen Abtasteinrichtung in einer Richtung der optischen Achse der optischen Abtasteinrichtung zu bewegen und die Schlitzfläche in einer Richtung der optischen Achse der optischen Synchronismus-Detektoreinrichtung zu bewegen.
System nach Anspruch 2, bei dem mindestens eine Linse, die die optische Fokussiereinrichtung bildet, mit der optischen Abtasteinrichtung integriert ist, und die Korrektureinrichtung dazu ausgebildet ist, mindestens eine die optische Abtasteinrichtung bildende Linse in der Hauptabtastrichtung zu bewegen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der die folgende Bedingung erfüllt ist: |δM1| ≤ δYmax/tan(θmax)worin bedeuten δYmax: zulässige Punktverschiebung pro Abtastzeile in Hautabtastrichtung; und θmax: maximaler Winkelunterschied zwischen Einfallwinkeln zur Schlitzfläche der zur Synchronismusdetektierung in der Hauptabtastrichtung verwendeten Strahlen.
Vorrichtung nach Anspruch 6, bei der folgende Bedingung erfüllt ist: |δM1| ≤ 11 μm/tan(θmax).
Vorrichtung nach Anspruch 7, bei der die folgende Bedingung erfüllt ist: |δM1| ≤ 7 μm/tan(θmax).
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der δX ein Defokussierungsbetrag in der Hauptabtastrichtung bei jeder Bildhöhe auf der abzutastenden Fläche ist, wobei die Korrektureinrichtung sich dazu eignet, eine Punktverschiebung pro Abtastzeile auf der abzutastenden Fläche zu korrigieren, die zustande kommt aufgrund einer Differenz zwischen den beiden Defokussierungsbeträgen δM1 und δX.
Vorrichtung nach Anspruch 9, bei der die folgende Bedingung erfüllt ist: |δX – δM1| ≤ δYmax/θmax worin bedeuten δYmax: zulässige Punktverschiebung pro Abtastzeile in Hautabtastrichtung; und θmax: maximaler Winkelunterschied zwischen Einfallwinkeln der Schlitzfläche der zur Synchronismusdetektierung in der Hauptabtastrichtung verwendeten Strahlen.
System nach Anspruch 10, bei dem die folgende Bedingung erfüllt ist: |δX – δM1| ≤ 10 μm/θmax.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei der die mehreren Lichtemissionszonen voneinander in Hauptabtastrichtung und in Nebenabtastrichtung beabstandet sind.
Bilderzeugungsvorrichtung, umfassend: ein optisches Mehrstrahl-Abtastsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 12; ein photoempfindliches Element, welches auf der abzutastenden Fläche plaziert ist; eine Entwicklungseinheit zum Entwickeln eines elektrostatischen, latenten Bilds, welches auf dem photoempfindlichen Element mit dem Abtastlicht von der optischen Mehrstrahl-Abtastvorrichtung erzeugt wurde, zu einem Tonerbild; eine Transfereinheit zum Übertragen des entwickelten Tonerbilds auf ein Transfermedium; und eine Fixiereinheit zum Fixieren des übertragenen Tonerbilds auf dem Transfermedium.
Bilderzeugungsvorrichtung, umfassend die optische Mehrstrahl-Abtastvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12 und eine Druckersteuerung zum Umwandeln von seitens einer externen Vorrichtung gelieferten Kodedaten in ein Bildsignal und zum Eingeben des Bildsignals in die optische Mehrstrahl-Abtastvorrichtung.