CN103837984A - 光学扫描设备、执行光学扫描设备的方法和图像形成设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于光学扫描至少一个扫描目标表面的光学扫描设备，该光学扫描设备包括：光源；光通量分割单元，其设置在从光源发射的主光通量的主光路上，并且光通量分割单元经配置从空间上分割主光通量；光偏转器，其设置在被分割光通量的分割光路上，并且光偏转器经配置偏转分割光路；光路打开/关闭开关单元，其设置在光通量分割单元和光偏转器之间的分割光路上，并且光路打开/关闭开关单元经配置中断或通过至少一个分割光路；以及控制器，其经配置控制由光路打开/关闭开关单元中断或通过至少一个分割光路的操作。

Description

光学扫描设备、执行光学扫描设备的方法和图像形成设备

相关申请的交叉参考

本申请要求2012年11月26日在日本提交的日本专利申请No.2012-257389和2013年2月25日在日本提交的日本专利申请No.2013-035063的优先权，并且其全部内容包括在此以供参考。

技术领域

本发明涉及光学扫描设备、执行光学扫描设备的方法和图像形成设备。

根据本发明的图像形成设备通过电子照相处理执行图像形成。

也就是，根据本发明的图像形成设备可以被实现为光学印刷机，如激光打印机、光学绘图仪、数字电子复印机、普通纸传真机等。

背景技术

近来，对于图像形成设备，如激光打印机、数字电子复印机和普通纸传真机，已经要求形成图像的彩色化、速度的增加以及设备的小型化。

为了响应这样的要求，已经提出和实现使用多个光电导感光器的各种图像形成设备。

作为这样的图像形成设备，已经提出相对于多个感光器的“共享用于光学扫描的光源”的设备（日本专利申请特开No.2012-145667）。

作为图像形成设备中用于光学扫描的光源，一般使用“半导体发光元件”，如半导体激光器或表面发射半导体激光器（所谓的“垂直腔表面发射激光器（VCSEL）”）。

这些“半导体发光元件”的高速驱动已经实现，并且根据图像信息调制曝光能量的信号变成从几个到几十个兆赫兹的“较高频率的调制信号”。

在用于这样的“超高频率的调制信号”的半导体发光元件中，总是为发光功率的发光上升特征和稳定性执行“偏移光发射”。

偏移光发射是指在光学扫描期间，甚至在当光发射不用于基于图像信息的图像写入时的时间期间发射具有恒弱发光强度的光。

当半导体发光元件作为光源由多个感光器共享且通过使用共享的半导体发光元件执行“偏移光发射”时，存在以下问题。

为了具体解释，假设存在一种情况，其中“一个半导体发光元件是由两个感光器共享”，并且图像A在感光器之一上形成而图像B在另一感光器上形成。

图像A和图像B是例如，用于形成彩色图像的青色图像和黑色图像。

在这种情况下，当图像A和图像B形成时，连续执行从半导体发光元件的光发射，并通过写入图像A的调制信号和写入图像B的调制信号交替地执行调制。

当仅图像A形成时，图像A的感光器由“调制光”光学扫描；然而，图像B的感光器由“偏移光发射”光学扫描。

在这种情况下，当图像B的感光器停止以节省驱动该感光器的能量时，该感光器的同一点“由偏移光发射重复地光学扫描”。

因此，在感光器的“重复光学扫描的部分”中出现光诱导的疲劳，并且其感光特性趋于劣化。感光特性的这种劣化“以线形状”出现。

当图像B通过使用“其中感光特性以线形状劣化的感光器”形成时，形成异常图像，以致由于以线形状的感光特性的劣化出现容易变的浓度不均匀性。

因此，需要提供一种有利防止上述异常图像的光学扫描设备。

发明内容

本发明的目的是至少部分地解决传统技术中的问题。

根据本发明的一方面，提供一种光学扫描至少一个扫描目标表面的光学扫描设备。该光学扫描设备包括：光源；光通量分割单元，其设置在从光源发射的主光通量的主光路上，并且光通量分割单元经配置从空间上分割主光通量；光偏转器，其设置在分割光通量的分割光路上，并且光偏转器经配置偏转分割光路；光路打开/关闭开关单元，其设置在光通量分割单元和光偏转器之间的分割光路上，并且光路打开/关闭开关单元经配置中断或通过至少一个分割光路；以及控制器，其经配置控制由光路打开/关闭开关单元中断或通过至少一个分割光路的操作。

根据本发明的另一方面，提供一种图像形成设备。图像形成设备包括：至少一个感光器；如上文所述的光学扫描设备，其用于将静电图像写入至少一个感光器；以及转印单元，其经配置叠加不同颜色的调色剂图像并转印叠加的图像到共同的片状记录介质上，且在其上定影转印的图像。

根据本发明的进一步方面，提供一种执行光学扫描至少一个扫描目标表面的光学扫描设备的方法。该光学扫描设备包括：光源；光通量分割单元，其设置在从光源发射的主光通量的主光路上，并且光通量分割单元经配置从空间上分割主光通量；光偏转器，其设置在分割光通量的分割光路上，并且光偏转器经配置偏转分割光路；光路打开/关闭开关单元，其设置在光通量分割单元和光偏转器之间的分割光路上，并且光路打开/关闭开关单元经配置中断或通过至少一个分割光路；以及控制器，其配置控制由光路打开/关闭开关单元中断或通过至少一个分割光路的操作。该方法包括：从光源发射主光通量；从空间上分割主光通量；中断至少一个分割光路；以及偏转通过光路打开/关闭开关单元的分割光路。

当结合附图考虑时，通过阅读本发明的目前优选实施例的下列详细说明，将更好理解本发明的上述和其他目的、特点、优点以及技术和工业意义。

附图说明

图1是根据本发明的一个实施例的图像形成设备的说明图；

图2是光学扫描设备的说明图；

图3是光学扫描设备的另一说明图；

图4是光学扫描设备的又一说明图；

图5是光通量的分割的说明图；

图6是通过来自光源的光通量光学扫描两个扫描目标表面的说明图；

图7A和图7B是由光路打开/关闭单元打开/关闭光路的示例的说明图；

图8A和图8B是由光路打开/关闭单元打开/关闭光路的另一示例的说明图；

图9A和图9B是由光路打开/关闭单元打开/关闭光路的另一示例的说明图；

图10是由光路打开/关闭单元打开/关闭光路的又一示例的说明图；

图11A和图11B是由光路打开/关闭单元打开/关闭光路的又一示例的说明图；以及

图12A和图12B是作为半导体发光元件的示例的VCSEL的说明图。

具体实施方式

下面解释本发明的示例性实施例。

图1是根据本发明的一个实施例的图像形成设备的说明图。

该图像形成设备是“串联式彩色打印机”。

由参考标记2000表示的彩色打印机是一种多色打印机，其通过叠加四种颜色图像（黑色、青色、品红色和黄色）形成全彩色图像。

彩色打印机2000包括两个光学扫描设备2010a和2010b。

彩色打印机2000还包括感光鼓2030a、2030b、2030c和2030d作为四个感光器。

清洁单元2031a、充电装置2032a、显影辊2033a和调色剂盒2034a布置在感光鼓2030a的周围。

感光鼓2030a、清洁单元2031a、充电装置2032a、显影辊2033a和调色剂盒2034a形成“K站（station K）”。

“K站”是形成黑色图像的图像形成站。

清洁单元2031b、充电装置2032b、显影辊2033b和调色剂盒2034b布置在感光鼓2030b的周围。

感光鼓2030b、清洁单元2031b、充电装置2032b、显影辊2033b和调色剂盒2034b形成“C站”。

“C站”是形成青色图像的图像形成站。

清洁单元2031c、充电装置2032c、显影辊2033c和调色剂盒2034c布置在感光鼓2030c的周围。

感光鼓2030c、清洁单元2031c、充电装置2032c、显影辊2033c和调色剂盒2034c形成“M站”。

“M站”是形成品红色图像的图像形成站。

清洁单元2031d、充电装置2032d、显影辊2033d和调色剂盒2034d布置在感光鼓2030d的周围。

感光鼓2030d、清洁单元2031d、充电装置2032d、显影辊2033d和调色剂盒2034d形成“Y站”。

“Y站”是形成黄色图像的图像形成站。

转印带2040、转印辊对2042和定影装置2050布置在这些K站至Y站的下面。

送纸盘2060、送纸辊2054和定时辊对2056设置在这些K站至Y站的下面。

出纸辊对2058和出纸盘2070布置在图像形成设备主体的上部。

通信控制装置2080、执行各个单元的整体控制的打印机控制装置2090等布置在图像形成设备主体的上部。

通信控制装置2080通过网络控制与“更高级装置（例如，计算机）”的双向通信。

打印机控制装置2090包括CPU、ROM、RAM、AD转换器电路等。

ROM中存储了在CPU可读代码中描述的程序和在执行该程序时使用的各种数据。

RAM是工作存储器，并且AD转换器电路将模拟数据转换为数字数据。

打印机控制装置2090从“更高级装置”传输图像信息至光学扫描设备2010a和2010b。

打印机控制装置2090还执行由光学扫描设备2010a和2010b执行的光学扫描的各种控制。

各个感光鼓2030a至2030d的圆周表面分别形成为光电导感光层。

感光鼓2030a至2030d的感光层的表面是受到光学扫描的“扫描目标表面”。

当全彩色图像形成时，感光鼓2030a至2030d分别由驱动单元（未示出）沿顺时针方向旋转。

各个感光鼓2030a至2030d由相应的充电装置2032a至2032d均匀地充电。

在这个示例性实施例中，以电晕放电充电装置作为示例。然而，充电装置并不限于此，并且可以使用接触/非接触充电装置，如充电辊。

由光学扫描设备对各个均匀充电的感光鼓进行光学扫描。

也就是，感光鼓2030a和2030b由光学扫描设备2010a光学扫描，且感光鼓2030c和2030d由光学扫描设备2010b光学扫描。

“在充电装置和显影辊之间”进行光学扫描。

光学扫描设备2010a根据通过打印机控制装置2090从更高级装置提供的各条黑色和青色图像信息进行光学扫描。

感光鼓2030a和2030b由光学扫描设备光学扫描。

对应于黑色图像信息的“K潜像”由光学扫描设备在感光鼓2030a上形成。

对应于青色图像信息的“C潜像”在感光鼓2030b上形成。

同样地，光学扫描设备2010b根据通过打印机控制装置2090从更高级装置提供的品红色图像信息和黄色图像信息进行光学扫描。

感光鼓2030c和2030d由光学扫描设备光学扫描。

用光学扫描设备，对应于品红色图像信息的“M潜像”在感光鼓2030c上形成，而对应于黄色图像信息的“Y潜像”在感光鼓2030d上形成。

在相应感光鼓2030a至2030d上形成的K至Y潜像分别由相应显影辊2033a至2033d显影。

也就是，调色剂盒2034a提供存储在其中的黑色调色剂到显影辊2033a。

显影辊2033a由提供的黑色调色剂显现在感光鼓2030a上形成的K潜像。

调色剂盒2034b提供存储在其中的青色调色剂到显影辊2033b。

显影辊2033b由提供的青色调色剂显现在感光鼓2030b上形成的C潜像。

调色剂盒2034c提供存储在其中的品红色调色剂到显影辊2033c。

显影辊2033c由提供的品红色调色剂显现在感光鼓2030c上形成的M潜像。

调色剂盒2034d提供存储在其中的黄色调色剂到显影辊2033d。

显影辊2033d由提供的黄色调色剂现象在感光鼓2030d上形成的Y潜像。

以这种方式，黑色图像、青色图像、品红色图像和黄色图像分别在感光鼓2030a至2030d上形成。

也就是，不同的调色剂图像通过电子照相处理在感光鼓2030a至2030d上形成，该感光鼓分别是多个光电导感光器。

如上所述形成的黑色、青色、品红色和黄色的彩色图像在预定的定时相继地转印到转印带2040上。

各个彩色图像到转印带2040上的转印可以由已知的适当转印单元执行，并且转印单元未在图1中示出。

要转印的各个彩色图像相互叠加在转印带2040上，以形成“彩色图像”。

各个彩色图像从各个感光鼓到转印带2040上的转印称为“主转印”。彩色图像转印到且定影在为片状记录介质的记录纸上。

也就是，其上转印和定影彩色图像的记录纸S堆叠并存储在送纸盘2060中，且由送纸辊2054逐个地输送和供给。

供给的记录纸S的前端夹持在定时辊对2056之间。

定时辊对2056朝向“二次转印部分”输送夹持的记录纸S，这是其中在预定的定时转印带2040和转印辊对2042彼此面对的一部分。

当记录纸S通过二次转印部分时，转印带2040上的彩色图像二次转印到记录纸S。

转印至记录纸S的彩色图像由定影装置2050通过热和压力的效果定影在其上，并且记录纸S由出纸辊对2058输送到出纸盘2070上。

各个清洁单元2031a至2031d去除残留在相应感光鼓2030a至2030d的表面上的“转印残留调色剂”。

其中已经去除转印残留调色剂的各个感光鼓的表面再次返回到面对相应充电装置的位置。

接下来解释光学扫描设备2010a和2010b。因为光学扫描设备2010a和2010b具有相同的构造，光学扫描设备2010a作为示例解释如下。

参照图2至图4解释光学扫描设备2010a的示例。

在图2至图4中，参考标记2200A表示作为光源的“单一半导体发光元件”；参考标记QvA、Qa和Qb分别表示“四分之一波片”；以及参考标记2201A表示“耦合透镜”。

参考标记2202A表示“孔径板”；参考标记2203A表示为光通量分割单元的“光通量分割构件”；以及参考标记2204a和2204b分别表示“圆柱形透镜”。

参考标记2104A表示“多面镜”。

参考标记2105a和2105b表示“第一扫描透镜”，以及参考标记2107a和2107b表示“第二扫描透镜”。

参考标记2106a、2106b、2108a和2108b分别表示“光路弯曲镜”。

这些以彼此预定的位置关系布置在“光学壳体”（未示出）中。在图2中及其后，Z方向是副扫描方向，而Y方向是主扫描方向。

“主扫描方向”是其中光学扫描设备2010a和2010b光学扫描相应感光鼓（扫描目标表面）的方向。

此外，“副扫描方向”是在扫描目标表面上与主扫描方向正交的方向。

在下列描述中，对应于主扫描方向和副扫描方向的方向分别称为“主扫描方向”和“副扫描方向”，甚至在从半导体发光元件2200A到每个扫描目标表面延伸的光通量的光轴和光路上。

在图2中，半导体发光元件2200A是“半导体激光器”，并发射具有预定波长（在这个示例中为780nm波段）的线性偏振光通量（单一光通量）。

发射的光通量进入四分之一波片QvA，且提供“四分之一波长的光学相位差”并转换为圆偏振光。

四分之一波片QvA相对于与光通量的行进方向正交的表面倾斜，并且由四分之一波片QvA反射的光通量减少“返回到半导体发光元件2200A的量”。

已通过四分之一波片QvA的光通量由耦合透镜2201A改变为基本平行的光通量，且是通过孔径板2202A开口的所谓的光束形状。

光通量分割构件2203A将光束形状的光通量分成两个光通量。

参照图5解释光通量的分割。

在图5中，参考标记L0表示从孔径板2202A进入光通量分割构件2203A的光通量。光通量L0是“圆偏振光”。

如图5中所示，光通量分割构件2203A通过结合具有直角三角形截面形状的三角棱镜P1和具有平行四边形截面形状的四角棱镜P2形成。

这些棱镜P1和P2的粘合表面形成“偏振分离表面”，从而传输入射到其中的具有光通量L0的P偏振分量的光通量L1，并反射具有S偏振分量的光通量L2。

通过偏振分离表面传输的光通量L1“从光通量分割构件2203A发射，其中入射光通量L0的方向被保持”。

由偏振分离表面反射的光通量L2是由在四角棱镜P2的上表面上“反射镜表面”反射，从光通量L1“平行分离”，且从光通量分割构件2203A发射。

也就是，来自半导体发光元件2200A的光通量L0由光通量分割构件2203A分成在副扫描方向上彼此平行的两个光通量L1和L2。

换句话说，从作为光源的半导体发光元件2200A发射的光通量由光通量分割构件2203A从空间上分成多个（两个），该光通量分割构件2203A是光通量分割单元。

也就是，由光通量分割构件2203A进行的光通量的分割数量是二。

此外，光通量通过使用偏振特性由光通量分割构件2203A分割。

如图3中所示，第一光通量（光通量L1）是从光通量分割构件2203A发射的两个光通量之一，其进入四分之一波片Qa并转换为圆偏振光。

同样地，第二光通量（光通量L2）是从光通量分割构件2203A发射的两个光通量中的另一个，其进入四分之一波片Qb并转换为圆偏振光。

转换为圆偏振光的光通量以这种方式分别进入圆柱形透镜2204a、2204b，并聚焦在副扫描方向（图3中的Z方向）。

在作为“光偏转器”的多面镜2104A中，具有四个偏转反射表面的四面镜“布置在副扫描方向的两个镜台（stage）中”。

如图2至图4中所示，在第一镜台（上镜台）上的四面镜（第一多面镜）中，来自圆柱形透镜2204b的光通量（光通量L2）进入偏转反射表面并偏转。

在第二镜台（下镜台）上的四面镜（第二多面镜）中，来自圆柱形透镜2204a光通量（光通量L1）被偏转。

各个光通量L1和L2在靠近四面镜的偏转反射表面被成像为“在主扫描方向上长的线图像”，其中光通量通过圆柱形透镜2204a和2204b的操作进入四面镜的偏转反射表面。

在形成多面镜2104A的“两镜台四面镜”中，至偏转反射表面的法线与彼此形成45度，并且光学扫描的偏转在第一镜台和第二镜台上进行交替地执行。

换句话说，在第一镜台和第二镜台的四面镜分别“以偏移45度的相位旋转”。

在图2和图4中所示的两个第一扫描透镜2105a和2105b分别具有“fθ函数”。

也就是，第一扫描透镜2105a和2105b具有由随多面镜2104A旋转的等角速度偏转的光通量使相应感光鼓表面上的主扫描速度相等的函数。

如图4中所示，第一扫描透镜2105a和2105b在Z方向（副扫描方向）上重叠。

第一扫描透镜2105a面对“下四面镜”，且第一扫描透镜2105b面对“上四面镜”。

由多面镜2104A的“上四面镜”偏转的光通量传输通过第一扫描透镜2105b，且其光路由光路弯曲镜2106b弯曲。

然后，光通量通过第二扫描透镜2107b和光路弯曲镜2108b发射到感光鼓2030b，以形成光学点。

光学点以与多面镜2104A旋转的恒定速度在主扫描方向上扫描感光鼓2030b，从而写入青色图像。

此外，由多面镜2104A的“下四面镜”偏转的光通量传输通过第一扫描透镜2105a，且其光路由光路弯曲镜2106a弯曲。

然后，光通量通过第二扫描透镜2107a和光路弯曲镜2108a发射到感光鼓2030a，以形成光学点。

光学点以随多面镜2104a旋转的恒定速度在主扫描方向上扫描感光鼓2030a，从而写入黑色图像。

各个光路弯曲镜经设置使得从多面镜2104A至各个感光鼓的各个光路长度彼此匹配。

各个光路弯曲镜还经设置使得各个“光通量至感光鼓的入射位置和入射角度”彼此相等。

圆柱形透镜2204a和2204b和与其对应的第二扫描透镜2107a和2107b形成所谓的“光学面纠缠误差校正系统”。

也就是，由圆柱形透镜2204a形成的上述“线图像”和感光鼓2030a的扫描方向具有在副扫描方向上通过第二扫描透镜2107a的共轭关系。

由圆柱形透镜2204b形成的上述“线图像”和感光鼓2030b的扫描方向也具有在副扫描方向上通过第二扫描透镜2107b的共轭关系。

第一扫描透镜2105a和2105b、第二扫描透镜2107a和2107b以及光路弯曲镜2106a、2106b、2108a和2108b形成扫描光学系统。

上述配置是光学扫描感光鼓2030a和2030b的光学扫描设备2010a的配置。

因此，第一扫描透镜2105a、第二扫描透镜2107a以及光路弯曲镜2106a和2108a形成“K站的扫描光学系统”。

同样地，第一扫描透镜2105b、第二扫描透镜2107b和光路弯曲镜2106b和2108b形成“C站的扫描光学系统”。

如上所述，光学扫描感光鼓2030c和2030d的光学扫描设备2010b具有与光学扫描设备2010a的配置相同的配置。

在其中写入图像信息的每个感光鼓的主扫描方向上的光学扫描区域称为“有效扫描区域”。

在图2中，参考标记2301A表示“同步镜头”，以及参考标记2302A表示“同步检测传感器”。

同步透镜2301A用于检测由多面镜2104A的“下镜台四面镜”偏转的偏转光通量（光通量L1）。

也就是，同步透镜2301A布置在偏转光通量的光路上，偏转光通量在第一扫描透镜2105b的-Y侧的端部通过“在主扫描方向没有功率的无功率部分”传输。

偏转的光通量聚焦到同步检测传感器2302A的光接收表面上。

同步检测传感器2302A输出与光接收的偏转光通量的光量对应的信号至控制光学扫描的打印机控制装置2090。

打印机控制装置2090根据从同步检测传感器2302A输出的信号确定相对于感光鼓2030a和2030b的“写入开始定时”。

同步透镜2301A和同步检测传感器2302A组成“同步检测系统”。

由同步检测传感器2302A光接收的偏转光通量称为“用于同步检测的光通量”。

用于同步检测的光通量通过第一扫描透镜2105a的无功率部分，并且用于同步检测的光通量的光路不改变，无论由于环境温度的变化引起的第一扫描透镜的变形。

在这个示例性实施例中，当来自半导体发光元件2200A的两个光通量L1和L2扫描感光鼓之一时，两个光通量L1和L2未到达另一感光鼓。

当光通量L1光学扫描感光鼓2030a时，“光源驱动单元”（未示出）根据黑色图像信息调制和驱动半导体发光元件2200A。

此外，当光通量L2光学扫描感光鼓2030b时，光源驱动单元根据青色图像信息调制和驱动半导体发光元件2200A。

图6中示出在这种情况下相对于感光鼓2030a和2030b的光学扫描时间图表。在图6中，曝光的“光量”绘制在垂直轴上，以及“时间”绘制在水平轴上。

由黑色图像信息和青色图像信息的曝光由来自作为共同光源的半导体发光元件2200A的光通量进行。

也就是，每个从空间上分离的光听两L1和L2都是“从空间上分离”且可替代地由作为光偏转器的多面镜2104A偏转。

不同感光器的扫描由每个偏转的光通量进行。

时间图显示出当光在感光鼓的有效扫描区域中打开时的定时。

在图6中，实线对应于黑色图像信息的部分，且虚线对应于青色图像信息的部分。

在图6中，“扫描线1”是指由光通量L1进行的扫描线（执行主扫描的光学点的轨迹），且“扫描线2”是指由光通量L2进行的扫描线。

当全彩色图像信息执行时，如上所述由光学扫描设备2010a和2010b进行各个感光鼓2030a至2030d的光学扫描。

图1中的图像形成设备可以执行“仅使用”四个图像形成站的“一部分的图像形成”。

在这种情况下，图像形成不是由四个图像形成站中的至少一个执行。

作为最简单且最具有代表性的情况，解释其中“黑色图像通过仅由K站执行的图像形成而形成为单色图像”的情况。

在这种情况下，仅操作形成黑色图像所需的光学扫描设备2010a，并且停止光学扫描设备2010b的操作。

在由同步检测系统确定黑色图像和青色图像的写入开始定时之后，执行形成黑色图像所需的半导体发光元件2200A的调制驱动。

因此，直到确定写入开始定时，半导体发光元件2200A被强制地点亮和偏转，且用于同步检测的光通量由同步检测传感器2302A接收。

此时，因为半导体发光元件2200A被强制点亮，不仅在同步检测传感器2302A上而且在感光鼓2030a和2030b上进行光学扫描。

如上所述，由半导体发光元件执行偏移光发射，用于提高半导体发光元件2200A的光功率的上升特征和功率稳定性。

由于偏移的光发射，即使在有限的光量中，也总是发射“偏移的光束”。

在写入开始定时的确定之后，当光学扫描感光鼓2030a时，根据黑色图像信息执行半导体发光元件2200A的调制驱动。

在这种情况下，形成青色图像的感光鼓2030b暴露于偏移的光束。

感光鼓2030b对偏移光束的暴露由于光引起的疲劳造成感光鼓2030b的劣化。

特别地，在形成黑色图像的时候，当停止感光鼓2030b的旋转以减少功率消耗时，它变成上面所述的“诸如密度不均匀的异常图像”的原因。

根据本发明，通过“至少一个光路打开/关闭单元和控制单元”解决这个问题。

至少一个光路打开/关闭单元布置在由光通量分割单元分割的光通量的至少一个光路，以单独地单开或关闭光路。

控制单元控制由至少一个光路打开/关闭单元进行的光路的打开/关闭。

图7A和图7B描述光路打开/关闭单元的一个实施例。

在本实施例中，屏蔽构件2109（和驱动单元（未示出））经设置作为光通量分割构件2203A和扫描目标表面之间的光路打开/关闭单元。

屏蔽构件2109经设置打开或关闭分割光通量之一（执行青色图像写入的光通量L2）的光路。

也就是，屏蔽构件2109屏蔽在打开或关闭的光路中引导的光通量L2。

安装屏蔽构件2109的位置可以基本上是任何位置，该任何位置是从在来自半导体发光元件的光通量由光通量分割单元分成两个之后的位置直到感光鼓表面的位置。

然而，在光通量由光偏转器偏转之前的位置鉴于安装空间和成本是有利的，因为可以减小屏蔽构件2109的尺寸。

在这个示例性实施例中，屏蔽构件2109在紧接光通量分割构件2203A之后的位置处布置在光通量L2的光路上。

屏蔽构件2109经驱动平行于与由驱动单元（未示出，由图1中的打印机控制装置2090）的拉动正交的Y方向移动。

因此，屏蔽构件2109和驱动单元（未示出）形成“光路打开/关闭单元”，且打印机控制装置2090形成“控制单元”。

屏蔽构件2109可以根据输入的图像信息切换“光路的打开或关闭状态”。

当输入的图像信息要求所有分割光通量用于图像形成，如全彩色打印时，由屏蔽构件2109“打开两个光通量的光路”。

这种状态示于图7A中。屏蔽构件2109从光通量L2的光路再处理，如虚线所示，且不关闭任何光路。

当输入的图像信息用于形成单色图像（形成黑色图像）时，仅需要分割光通量之一（光通量L1），而不需要另一光通量（光通量L2）。

在这种情况下，屏蔽构件2109由驱动单元（未示出）在Y方向上移动，以便仅屏蔽光通量L2的光路。这种状态示于图7B中。

用这种方法，光通量L2的光路由屏蔽构件2109关闭。因此，感光鼓2030b不由光通量L2（偏移的光束）光学扫描。

因此，可以抑制由于由偏移光束的不必要光学扫描引起的感光鼓2030b的光导致的疲劳，并且可以防止“诸如密度不均匀等异常图像”，从而能够在长时间形成高质量图像。

在图7A和图7B中所示的本实施例中，屏蔽构件2109移进具有简单平行位移的光通量L2的光路并从其移出，以打开或关闭该光路。

也就是，移动和驱动屏蔽构件2109的驱动单元引起屏蔽构件2109进行简单的往复平行位移。

作为引起屏蔽构件2109进行简单平行位移的驱动单元，可以使用“已知的适当平行位移机构”，并且可以根据要形成的图像执行光路的打开/关闭控制。

本发明的另一实施例参照图8A和图8B解释。

在本实施例中，屏蔽单元作为光路打开/关闭单元设置在光通量分割构件2203A和扫描目标表面之间。

屏蔽单元经设置打开或关闭分割光通量之一（执行青色图像写入的光通量L2）的光路。

屏蔽单元包括可摆动的屏蔽构件2110和驱动屏蔽构件2110的驱动单元2111。驱动单元2111是“步进电动机”。

图8A描述光通量L1和L2的光路是打开的状态。图8B描述光通量L2的光路是关闭的状态。

光通量L1和L2在与拉动正交的副扫描方向上重叠在彼此上。

屏蔽构件2110由步进电动机2111从图8A中的状态沿逆时针方向旋转90度，且布置在光通量L2的光路中。

光通量L2的光路通过屏蔽构件2110的布置被关闭。

当屏蔽构件2110从图8B中的状态沿顺时针方向旋转90度时，屏蔽构件2110从光通量L2的光路再处理，以打开光通量L2的光路。

屏蔽构件2110的工作速度可以是这样，打开/关闭操作在从图像信息的输入直到发射同步检测光的时间内完成。

因此，在与时间匹配的同时仅需要操作作为驱动单元的步进电动机2111。

步进电动机2111可以根据输入信号以一定角度旋转，且可以进行打开/关闭操作，而不执行任何复杂的控制。

在图8A和图8B中所示的实施例中，提供了光学传感器2112b和致动器2112a。整体地提供致动器2112a与屏蔽构件2110。

在图8A中所示的状态下，其中光通量L2的光路是打开的，致动器2112a放置光学传感器2112b在屏蔽状态。

如图8B中所示，当屏蔽构件2110关闭光通量L2的光路时，致动器2112a放置光学传感器2112b在打开状态，且光学传感器2112b打开。

因此，检测光通量L2的光路是关闭的。

通过包括致动器2112a，当打开/关闭状态不可以在驱动部件的故障等的时候控制时，可以检测到这种状态，且可以防止由光通量L2的不必要光学扫描。

通过以堆叠的形式使用“发射有光通量的黑色构件”，如屏蔽构件2109和2110，可以增加光吸收，且可以抑制屏蔽光通量的反射和散射。

因此，可以防止对安装在该设备中的感光鼓和光学传感器等的不利影响，从而能够形成高质量图像。

其他实施例的三个示例参照图9A和图9B解释。

在图9A和图9B中，参考标记2203A、2210和2111分别表示如图8A和图8B中所示的光通量分割构件、屏蔽构件和步进电动机。

屏蔽构件2110可以在正向和反向方向旋转，且在正向和反向方向上围绕旋转轴2110A旋转，以打开和关闭光通量L2的光路。图9A描述一种打开状态，而图9B描述一种屏蔽状态。

旋转驱动单元2110B与屏蔽构件2110整体地形成。

在这个示例中，旋转驱动单元2110B是在“U形状”中，且具有平行于其纵向方向的间隙。

固定和设置在驱动构件的臂2120A的末端附近的销2120A1借助齿隙插入间隙。

驱动构件包括整体地形成有臂2120A的另一臂2120B。

由作为驱动单元的步进电动机2111围绕与图9A和图9B的拉动正交的轴在正向和反向方向上旋转驱动构件。

驱动构件的旋转轴与步进电动机2111的驱动轴同轴。

驱动构件的臂2120A、旋转驱动单元2110B和销2120A1组成连杆机构。

从其中光通量L2的光路是打开的图9A中所示的状态，由步进电动机2111沿逆时针方向旋转驱动构件一预定角度。

然后，旋转驱动单元2110B沿顺时针方向旋转，且如图9B中所示，屏蔽构件2110关闭光通量L2的光路。

虽然未示于图8A和图9B中，光通量L1的光路参照图8A和图8B解释。如在图8A和图8B中所示的实施例中，8A和8B未打开或关闭。

在图9A和图9B中，由参考标记2130表示的部件是至步进电动机2111的信号输入单元。

当驱动构件由步进电动机2111沿顺时针方向旋转时，屏蔽构件2110从图9B中的状态沿逆时针方向旋转基本90度，以打开该光路。

屏蔽构件2110的工作速度可以是这样，打开/关闭操作在图像信息的输入直到发射同步检测光的时间内（几百毫秒内）完成。

因此，在与时间匹配的同时，仅需要操作作为驱动单元的步进电动机2111。操作控制也由图1中的打印机控制装置2090执行。

步进电动机2111可以根据输入信号以一定角度旋转，且可以进行打开/关闭操作，而不执行任何复杂的控制。

在图9A和图9B中所示的实施例中，光路打开/关闭单元组成如上所述的“连杆机构”，并且驱动构件和屏蔽构件2110的臂2120A的位移量可以彼此不同地设定。

因此，与其中直接操作屏蔽构件的情况相比，相对于光路打开/关闭单元的设计灵活性和布局灵活性可以通过驱动单元大大改善。

因此，光路打开/关闭单元可以安装在“具有小布局空间的位置”处，如在预偏转光学系统中。

因为连杆机构的配置，在连杆机构中有一个“止点，在该止点，被驱动部件的操作量变得比驱动部件的操作量更小”。

在光路打开/关闭操作中，希望实现：图9A中的状态，其中光通量L2的光路完全打开；和图9B中的状态，其中光路在连杆机构的止点附近完全关闭。

图9A和图9B中所示的实施例实现这种状态。

也就是，在光路完全打开的图9A中的状态下，旋转驱动单元2110B中间隙的纵向方向“由于驱动构件的旋转基本平行于销2120A1的移位方向”。

因此，当驱动构件在图9A中的状态下旋转时，屏蔽构件2110的旋转角度小于驱动构件的旋转角度。

同样地，在光路完全关闭的图9B中的状态下，旋转驱动单元2110B中间隙的纵向方向“由于驱动构件的旋转基本平行于销2120A1的移位方向”。

因此，当驱动构件在图9B中的状态下沿逆时针方向旋转时，屏蔽构件2110的旋转角度小于驱动构件的旋转角度。

也就是，在完全打开/关闭光路的时候由光路打开/关闭构件的驱动构件进行的屏蔽构件2110的位移量小于在半程打开/关闭光路的时候其位移量。

“完全打开/关闭光路”是指光路的打开/关闭是被完全执行的。

“半程打开/关闭光路”是指光路的打开/关闭是不完全的。

用这个配置，当打开/关闭状态通过转动驱动构件切换时，即使目标的转动量发生变化，可以减少屏蔽构件2110的旋转量中的波动。

因此，可以执行光通量L2的光路的可靠打开/关闭。

图10是本发明的另一实施例的说明图。

在参照图9A和图9B解释的实施例中，驱动构件的平面形状与步进电动机2111的旋转轴不是轴对称。

在这种情况下，驱动构件的重力中心远离步进电动机2111的旋转轴。

在这里假设到驱动构件的具体转动惯量为“I”，步进电动机的旋转轴和驱动构件的重力中心之间的距离为“d”，以及驱动构件的质量为“M”。

由步进电动机2111进行的与驱动构件的旋转相关联的转动惯量变成“I+Md²”。

也就是，随着距离“d”增加，转动惯量增加，并且驱动构件旋转所需的转动惯量增加。

在驱动构件旋转的时候作用在驱动构件上的离心力也随着距离“d”的增加而增加，并且其反作用作用在步进电动机2111的旋转轴上。

图10中所示的实施例是考虑到这一点的示例性实施例。

图10描述从步进电动机2111下面观看的状态。为了避免复杂性，与图9A和图9B的那些参考标记相同的参考标记填加到图10中的相同部件，因为不可能发生任何混淆。

在图10中，参考标记2120表示“驱动构件”。

驱动构件2120包括臂2120A和2120D。

臂2120D具有与图9A和图9B中所示的臂2120B不同的形状。

如图10中所示，驱动构件2120具有由参考标记2120C表示的“结构部分”。

机构部分2120C包括“半切中空圆柱形部分”和径向“半切轮轴部分”，且与驱动构件2120整体地形成。

结构部分2120C是相对于臂2120A和2120D的“反平衡部分”。

通过提供结构部分2120C，驱动构件2120的重力中心可以设置在步进电动机2111的旋转轴附近，从而能够减小距离“d”。

理想地，希望形成结构部分2120C，以便“d=0”。然而，当d足够小时，“d”不需要为0。

转动惯量“I+Md²”随着“d”的减小而减小，旋转驱动力将降低，且作为反作用的做用在步进电动机上的离心力也减少。

因此，可以稳定驱动构件2120的旋转，并且也可以稳定屏蔽构件2110的打开/关闭操作。

图11A和图11B中所示的实施例是一个示例，在该示例中，相对于参照图9A和图9B解释的实施例，提供一种由光路打开/关闭单元检测光路的打开/关闭状态的检测单元2140。

如图11A中所示，设置在驱动构件中的臂2120B的末端是弯曲的。

臂2120B的末端基本平行于步进电动机2111的驱动轴弯曲。

弯曲部分是相对于光学传感器2140的屏蔽部分2120B1。

也就是，屏蔽部分2120B1在图11B中所示的光学传感器2140的传感器单元2140A的“光发射部件和光接收部件之间”屏蔽。

在屏蔽构件2110不屏蔽光通量L2的光路的状态（图11A中的状态）下，屏蔽部分2120B位于传感器单元2140A的光发射部件和光接收部件之间。

这种状态是光学传感器2140的“高（Hi）”状态。

当驱动构件由步进电动机2111旋转且变成图11B的状态时，屏蔽光通量L2的光路。

此时，屏蔽部分2120B1从传感器单元2140A的光发射部件和光接收部件之间再处理，并且光学传感器2140处于“低（Lo）”状态。

光学传感器2140的“高”和“低”以这种方式切换，同时由步进电动机2111与驱动构件的旋转相关联。

根据这个配置，可以可靠地检测光通量L2的光路的打开/关闭状态。

通过这种配置，当打开/关闭状态不可以在驱动单元等发生故障的时候控制时，该状态可以被检测，从而能够防止由光通量L2的不必要光学扫描。

即使在图9至图11中所示的实施例中，“发射有屏蔽构件2110的光通量的构件”可以黑色层叠的形式形成，以增加光学吸收，并且屏蔽光通量的反射和散射可以得到抑制。

因此，可以防止对安装在该设备中的感光鼓和光学传感器等的不利影响，从而能够形成高质量图像。

屏蔽部分可以与屏蔽构件2110整体地形成，而不是设置在如图11中所示的驱动构件中，以便可以直接检测屏蔽构件2110的旋转。

在这种情况下，可以更可靠地检测光路的打开/关闭状态。

通过检测光路的打开/关闭状态，可以防止由于光路的不完全屏蔽引起的异常图像的出现，从而能够在长时间形成高质量图像。

在图10中的实施例中，结构部分2120C形成作为驱动构件中的“反平衡”。

不用说明，在图9和图11中所示的实施例中，结构部分2120C可以形成于驱动构件中。

图1中所示的图像形成设备具有四个感光器，且在其上形成形成彩色图像所需的四颜色调色剂图像。

上面解释的各种类型的光学扫描设备可以用作图像形成设备中使用的光学扫描设别2010a和2010b。

本发明并不限于此，且光学扫描设备2010a和2010b中任何一个都可以用于执行形成诸如红色和黑色等两颜色图像的图像形成设备。

“发射单一激光束的半导体激光器”用作光源的情况已经作为示例在上面进行了解释。

然而，光源并不限于此，且也可以使用“包括多个光发射部件且可以独立地发射多个光通量”的光源。

也就是，光源并不限于上面解释的那个，且可以是边缘发射半导体激光器阵列或表面发射半导体激光器（VCSEL）。

在这样的半导体发光元件中，“多个光通量”从单个元件发射。

在这种情况下，技术方案中声称的“从光源发射的光通量”是指要发射的“光通量的合计”。

因此，光通量分割单元在一单元的“光通量的合计”中将光通量分成多个光通量，并且分割的“一单元的光通量”包括多个光通量。

因此，分割的一单元的光通量聚焦作为在要光学扫描的表面上的“两个或更多个光学点”。“多个光束扫描”是由这些多个点执行。

图12A和图12B是作为独立地发射光通量的半导体发光元件的示例的“VCSEL”的说明图。

如图12A中所示，VCSEL100包括二维地布置在同一基板上的“32个光发射部件”，以及经布置和连接环绕这些光发射部件的电极焊盘和布线构件。

图12B描述光发射部件的布置状态。

32个光发射部件经布置使得相邻的光发射部件布置在具有间隙：X的主扫描方向（对应于图12A中的主扫描的方向）上。

此外，光发射部件经布置使得相邻光发射部件布置在具有间隙：d2的副扫描方向（对应于图12B中的副扫描的方向）上。

在主扫描方向的“光发射部件的一条线”中，相邻光发射部件在副扫描方向上“位移”距离：d1。

当所有光发射部件“正投影在副扫描方向上延伸的假想线上”时，设定这个位移，以便光发射部件的投影间隙变成相等的间隙：d1。

根据本发明的光学扫描设备，可以关闭在多个扫描目标表面之间不需要光学扫描的光路至扫描目标表面。

虽然为了完整和清楚的公开已经相对于具体实施例描述了本发明，但是所附权利要求书并不因此被限制，而是应该解释为包含对于本领域中的技术人员来说会出现的所有修改和可替代构造，其相当适合于本文阐述的基本示教。

Claims (12)

1.一种用于光学扫描至少一个扫描目标表面的光学扫描设备，所述光学扫描设备包括：

光源；

光通量分割单元，其设置在从所述光源发射的主光通量的主光路上，并且所述光通量分割单元经配置从空间上分割所述主光通量；

光偏转器，其设置在被分割光通量的分割光路上，并且所述光偏转器经配置偏转所述分割光路；

光路打开/关闭开关单元，其设置在所述光通量分割单元和所述光偏转器之间的所述分割光路上，并且所述光路打开/关闭开关单元经配置中断或通过至少一个所述分割光路；以及

控制器，其经配置控制由所述光路打开/关闭开关单元中断或通过所述至少一个所述分割光路的操作。

2.如权利要求1所述的光学扫描设备，其中

所述光通量分割单元将所述主光通量分成第一光通量和第二光通量，

所述光偏转器具有以相互偏移的相位旋转的第一多面镜和第二多面镜，以及

所述光偏转器分别通过所述第一多面镜偏转所述第一光通量，并通过所述第二多面镜偏转所述第二光通量。

3.如权利要求1所述的光学扫描设备，其中

所述光源包括发光半导体装置，以及

所述光通量分割单元通过使用从所述发光半导体装置发射的光通量的偏振特性分割所述主光通量。

4.如权利要求1所述的光学扫描设备，其中

所述光路打开/关闭开关单元包括中断所述分割光路的屏蔽构件和位移所述屏蔽构件的驱动单元。

5.如权利要求1所述的光学扫描设备，其中

所述光路打开/关闭开关单元包括中断所述分割光路的屏蔽构件、位移所述屏蔽构件的驱动单元和旋转所述驱动单元的旋转驱动单元。

6.如权利要求4所述的光学扫描设备，其中

当所述屏蔽构件在半程移动时所述屏蔽构件的位移量小于当所述屏蔽构件移动接近完全打开或关闭位置时所述屏蔽构件的位移量。

7.如权利要求1至6中任一项所述的光学扫描设备，进一步包括检测单元，其经配置检测由所述光路打开/关闭开关单元实现的所述分割光路的打开/关闭状态。

8.如权利要求1所述的光学扫描设备，其中

所述控制器根据其上的图像信息输入控制由所述光路打开/关闭开关单元中断/通过分割光路的操作。

9.如权利要求1所述的光学扫描设备，其中

所述光源包括多个发光装置，以及

每个所述发光装置独立地发射光通量。

10.如权利要求1所述的光学扫描设备，进一步包括扫描光系统，所述扫描光系统经配置将由所述光偏转器偏转的所述分割光通量聚焦到所述扫描目标表面上作为点状图案。

11.一种图像形成设备，其包括：

至少一个感光器；

如权利要求1所述的光学扫描设备，其用于将静电图像写到所述至少一个感光器上；以及

转印单元，其经配置叠加不同颜色的调色剂图像并转印叠加的图像到共同片状记录介质上，且在所述共同片状记录介质上定影转印的图像。

12.一种执行用于光学扫描至少一个扫描目标表面的光学扫描设备的方法，

所述光学扫描设备包括：

光源；

光通量分割单元，其设置在从所述光源发射的主光通量的主光路上，并且所述光通量分割单元经配置从空间上分割所述主光通量；

光偏转器，其设置在被分割光通量的分割光路上，并且所述光偏转器经配置偏转所述分割光路；

光路打开/关闭开关单元，其设置在所述光通量分割单元和所述光偏转器之间的所述分割光路上，并且所述光路打开/关闭开关单元经配置中断或通过至少一个所述分割光路；以及

控制器，其经配置控制由所述光路打开/关闭开关单元中断或通过所述至少一个所述分割光路的操作，

所述方法包括：

从所述光源发射所述主光通量；

从空间上分割所述主光通量；

中断所述至少一个所述分割光路；以及

偏转所述分割光路通过所述光路打开/关闭开关单元。

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