DE19632089A1

DE19632089A1 - Laserbündel-Abtastvorrichtung

Info

Publication number: DE19632089A1
Application number: DE19632089A
Authority: DE
Inventors: Kazuhiro Akatsu; Susumu Saito; Keiji Kataoka; Shuho Yokokawa; Koji Doi; Masahiro Mizuno
Original assignee: Hitachi Koki Co Ltd
Current assignee: Ricoh Printing Systems Ltd
Priority date: 1995-08-11
Filing date: 1996-08-08
Publication date: 1997-02-13
Anticipated expiration: 2016-08-09
Also published as: US5995130A; JPH09109458A; DE19632089C2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Laserbündel-Abtastvorrichtung, die beispielsweise in Laserdrucker und -kopierer verwendet wird und insbesonde re eine elektrophotographische Vorrichtung mit einer Funktion zum Schalten oder Wechseln ihrer Auflösung (Druckpunktdichte).

Eine elektrographische Vorrichtung mit einer Funktion zum Schalten ihrer Auflösung (Druckpunktdichte) ist beispielsweise in der japanischen Patentan meldung mit der Offenlegungsnummer 60-169820, der japanischen Patentan meldung mit der Offenlegungsnummer 6-11657 und der USP 5,006,705 offenbart.

Die japanische Patentanmeldung der Offenlegungsnummer 60-169820 offenbart eine Technologie, bei der eine Bündelteilung einer Mehrzahl von Licht bündeln und ein Durchmesser des Lichtbündels durch Einstellen einer in einem optischen System vorgesehenen Zoomlinse eingestellt werden, um ein Bild mit einer gewünschten Auflösung zu bilden.

Die japanische Patentanmeldung der Offenlegungsnummer 6-11657 offenbart eine Technologie, bei der eine Bilderzeugungsposition eingestellt wird oder eine Teilung von Lichtbündeln, die von einer Mehrzahl von Lichtquellen emittiert werden, durch Bewegen einer Eigenlinse in die Richtung der optischen Achse eingestellt wird.

USP 5,006,705 offenbart eine Technologie, bei der eine Teilung zwischen zwei Lichtbündeln in Abhängigkeit von einer gewünschten Punktdichte variiert wird.

Die oben angegebenen konventionellen Technologien weisen die folgenden Nachteile auf.

Die Konstruktionen sind komplex, da die Zoomlinse für das Einstellen der Bündelteilung und des Bündeldurchmessers in dem Fall der japanischen Patentanmeldung der Offenlegungsnummer 60-169820 benötigt wird, und da ein Linsenbewegungsmechanismus zur Bewegung der Linse in die Richtung der optischen Achse in dem Fall der japanischen Patentanmeldung der Offenlegungsnummer 6-11657 benötigt wird. Ferner besteht in dem Fall der USP 5,006,705 eine Begrenzung in einem Eigenänderungsbereich der Punkt dichte, da der Lichtbündelfleckdurchmesser konstant ist, und deshalb die Konstruktion nicht geeignet ist, um die Druckpunktdichte über einen weiten Bereich zu ändern.

Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Laserbündel-Abtastvor richtung zu schaffen, die die Druckpunktdichte unter Verwendung einer einfachen Konstruktion schalten oder wechseln kann.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Laserbündel-Abtast vorrichtung zu schaffen, die den Fleckdurchmesser und die Bündelteilung genau schalten beziehungsweise einstellen kann, sogar dann, wenn eine Mehrzahl von Lichtbündeln verwendet wird.

Das Ziel der vorliegenden Erfindung kann erreicht werden durch Schaffung einer Laserbündel-Abtastvorrichtung, die aufweist einen Modulator zum Modulieren eines Lichtbündels; einen Rotationspolygonspiegel zum ablen kungsmäßigen Abtasten eines Lichtbündels, das den Modulator durchlaufen hat; eine Linseneinheit zum Tragen von Eigenlinsen, die auf einer optischen Achse hin- und wegbewegbar zu/von der optischen Achse angeordnet sind; und ein Steuermittel zum Schalten einer Modulationstaktfrequenz des Modula tors und einer Rotationsgeschwindgkeit des Rotationspolygonspiegels gemein sam mit dem Schalten der Eigenlinseneinstellung auf/neben der optischen Achse.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren in der Zeichnung erläutert. In dieser zeigt:

Fig. 1 eine schematische Ansicht, die die Konstruktion einer ersten Aus führungsform einer Laserbündel-Abtastvorrichtung gemäß der vor liegenden Erfindung zeigt,

Fig. 2 eine schematische Ansicht einer Konstruktion, die das Prinzip der vorliegenden Erfindung erläutert,

Fig. 3 eine Seitenschnittansicht eines Lichtwegs, die das Prinzip der vorliegenden Erfindung erläutert,

Fig. 4 eine Grundrißschnittansicht eines Lichtwegs, die das Prinzip der vorliegenden Erfindung erläutert,

Fig. 5 eine Ansicht, die das Merkmal eines Flecks erläutert,

Fig. 6 eine Ansicht, die das Merkmal eines Flecks erläutert, wenn die Brennweite verändert wird,

Fig. 7 eine Ansicht, die einen Zustand zeigt, in dem eine Linseneinheit aus der optischen Achse in der ersten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung herausbewegt wird,

Fig. 8 eine Ansicht, die einen Zustand zeigt, in dem eine Linseneinheit auf eine optische Achse in der ersten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung eingestellt wird,

Fig. 9 eine Ansicht, die die Linsenkonstruktion der ersten Ausführungs form gemäß der vorliegenden Erfindung erläutert,

Fig. 10 eine Ansicht, die ein Beispiel der ersten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung erläutert,

Fig. 11 eine schematische Ansicht, die die Konstruktion einer zweiten Aus führungsform gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt,

Fig. 12 eine schematische Ansicht, die die Konstruktion einer dritten Aus führungsform gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt,

Fig. 13 eine Ansicht, die die Linsenkonstruktion der dritten Ausführungs form gemäß der vorliegenden Erfindung erläutert,

Fig. 14 eine schematische Ansicht, die die Konstruktion einer vierten Aus führungsform gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt,

Fig. 15 eine Ansicht, die die Linsenkonstruktion der vierten Ausführungs form gemäß der vorliegenden Erfindung erläutert,

Fig. 16 eine Ansicht, die ein Beispiel der vierten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung erläutert,

Fig. 17 eine Ansicht, die einen Weg/Hin-Mechanismus einer Linseneinheit gemäß der vorliegenden Erfindung erläutert,

Fig. 18 eine Ansicht, die einen Weg/Hin-Mechanismus einer Linseneinheit gemäß der vorliegenden Erfindung erläutert,

Fig. 19 eine Ansicht, die einen Weg/Hin-Mechanismus einer Linseneinheit gemäß der vorliegenden Erfindung erläutert,

Fig. 20 eine Ansicht, die einen Weg/Hin-Mechanismus gemäß der vorlie genden Erfindung erläutert,

Fig. 21 eine Ansicht, die einen Weg/Hin-Mechanismus einer Linseneinheit gemäß der vorliegenden Erfindung erläutert,

Fig. 22 eine Ansicht, die einen Weg/Hin-Mechanismus einer Linseneinheit gemäß der vorliegenden Erfindung erläutert,

Fig. 23 eine Ansicht, die einen Weg/Hin-Mechanismus einer Linseneinheit gemäß der vorliegenden Erfindung erläutert, und

Fig. 24 ein Blockdiagramm, das die interne Konstruktion der Steuereinheit der ersten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.

Zunächst wird das Prinzip der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Fig. 2 nachstehend beschrieben. Fig. 2 zeigt eine Laserbündel-Abtastvor richtung, die vier Laserbündel verwendet. Dies zeigt lediglich ein Beispiel, und die Anzahl der verwendeten Laserbündel kann eins oder mehr als vier betragen.

Ein von einer Lichtquelle 1, wie beispielsweise einem lasererzeugten Licht bündel wird von einem Mehrfachbündel-Erzeugungselement 2, wie beispiels weise einem Beugungsgitter in vier Lichtbündel gespalten, und dann werden die vier Lichtbündel einem Modulator 4 mit Modulationselementen entspre chend jedem der Lichtbündel durch eine Kondensorlinse 3 zugeführt.

Die von dem Modulator 4 modulierten und abgegebenen Lichtbündel werden von einem optischen System 5 zu parallelen Lichtbündeln gebildet, dann von einem Drehelement, wie beispielsweise einem Daubresse-Prisma, in einem gegebenen Umfang gedreht, so daß die vier Lichtbündel eine richtige Bün delbeabstandung auf einem photoempfindlichen Körper aufweisen.

Danach werden die Lichtbündel durch eine Zylinderlinse 8 geschickt und die Lichtbündel werden jeweils nur in einer Unterabtastrichtung auf einen Rotationspolygonspiegel 9 konvergiert, die konvergierten Lichtbündel werden von dem Polygon 9 ablenkungsmäßig abgetastet und dann bilden die abgeta steten Lichtbündel ein Bild auf dem photoempfindlichen Körper 11 durch eine Fθ-Linse 10.

Die vier Lichtbündel sind zu der Abtastrichtung diagonal angeordnet und werden zusammen über den photoempfindlichen Körper getastet. Hier wird eine Berechnung des Fleckdurchmessers und der Teilung des Lichtbündels auf dem photoempfindlichen Körper 11 durchgeführt, wenn die Brennweite des optischen Systems 5 geändert wird. Fig. 3 ist eine Seitenschnittansicht eines einzelnen Lichtbündels unter den vier Lichtbündeln in Fig. 2. Fig. 4 ist eine Grundrißansicht des einzelnen Lichtbündels.

Zunächst wird der Fleckdurchmesser berechnet. Der Fleckdurchmesser an der Position des Modulators 4 wird in der Unterabtastrichtung als α und in der Abtastrichtung als β angenommen. Es wird ferner angenommen, daß das optische System 5, die Zylinderlinse 8 und die Fθ-Linse 10 so eingestellt sind, daß der Fleckdurchmesser in der Unterabtastrichtung auf dem photo empfindlichen Körper 11 α wird, das heißt, daß die Vergrößerung 1 (eins) beträgt. Ferner wird angenommen, daß die Brennweite des optischen Systems 5 und die Brennweite der Fθ-Linse 10 auf dem photoempfindlichen Körper 11 so bestimmt sind, daß der Fleckdurchmesser in der Abtastrichtung β wird.

Hier soll die Brennweite des optischen Systems 5 g sein und das Konver tierungsverhältnis der Druckpunktdichte h sein. Wenn die Brennweite des optischen Systems 5 auf g × h geändert wird, wird der Fleckdurchmesser in der Unterabtastrichtung α/h und der Fleckdurchmesser in der Abtastrichtung wird β/h.

Nachfolgend wird die Bündelteilung berechnet. Die Bündelteilung soll an einem Ort des Modulators 4R sein. Wenn die Vergrößerung als 1 (eins) gleich wie bei der obigen Berechnung des Fleckdurchmessers angenommen wird, wird die Teilung auf dem photoempfindlichen Körper 11 ebenfalls R. Dieses Merkmal ist in Fig. 5 dargestellt. Fig. 5 erläutert das Merkmal der Flecken, wenn eine Mehrzahl von Lichtbündeln unter einem Winkel θ zu der Abtastrichtung angeordnet sind und zusammen getastet werden. Hier, wenn die Brennweite des optischen Systems von g auf g × h geändert wird, wird die Lichtbündelteilung auf dem photoempfindlichen Körper 11 R/h. Dieses Merkmal ist in Fig. 6 dargestellt.

Das Vorstehende kann wie folgt zusammengefaßt werden. Fig. 5 zeigt das Merkmal der Flecken, bei dem die Teilung eingestellt ist, um P entspre chend der Druckpunktdichte einer Abtastteilung P zu sein. Wenn die Flecken unter einem Winkel θ unter Verwendung des Rotationselements 6, wie beispielsweise Daubresse-Prismen diagonal angeordnet sind, ist die Beziehung P=Rsin θ erfüllt, so daß die Flecken bei einer gegebenen Teilung P an geordnet sind. Wenn die Brennweite des optischen Systems von g zu g × h geändert wird, ändert sich die Lichtbündelteilung auf dem photoempfindlichen Körper 11, wie dies in Fig. 6 gezeigt ist. Das heißt, daß sowohl der Fleckdurchmesser als auch die Teilung um das 1/h-fache vergrößert werden. In diesem Moment wird auch die Teilungsdistanz von Abtastlinien zwischen der Mehrzahl der Lichtbündel um das 1/h-fache vergrößert, sogar wenn der Winkel θ nicht geändert wird.

Wenn die Bewegungsgeschwindigkeit des photoempfindlichen Körpers konstant gehalten wird und die Rotationsgeschwindigkeit des Rotationspolygonspiegels 9 um das h-fache erhöht wird, kann die Druckpunktdichte geändert werden, so daß die Abtastlinienteilung einheitlich (h-fach) über der gesamten Druck oberfläche wird. Ferner kann durch Ändern der Modulationsfrequenz auf das h²-fache die Druckpunktdichte geändert werden.

Obgleich das Vorstehende zum Zwecke der einfacheren Verständlichkeit der Erläuterung für den Fall beschrieben wurde, in dem der Fleckdurchmesser und die Teilung an der Position des Modulators auf den gleichen Werten auf dem photoempfindlichen Körper 11 aufrechterhalten werden, das heißt in dem Fall der Vergrößerung von 1 (eins), kann die vorstehend erwähnte Beziehung sogar in einem Fall einer unterschiedlichen Vergrößerung erfüllt sein. Ferner ist es möglich, verschiedene Druckpunktdichten durch Aus stattung des optischen Systems mit vielen Änderungsstufen zu verändern.

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden im folgenden be schrieben.

Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsform einer Laserbündel-Abtastvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung. Die Laserbündel-Abtastvorrichtung der Fig. 1 druckt ein Bild unter Verwendung von vier Lichtbündeln.

Das Bezugszeichen 1 in Fig. 1 ist eine Lichtquelle, die ein Lichtbündel erzeugt. Ein von einer Lichtquelle 1 erzeugtes Lichtbündel wird von einem Mehrfachbündel-Erzeugungselement 2, wie beispielsweise einem Beugungs gitter in vier Lichtbündel aufgespalten. Die Mehrzahl der Lichtbündel wer den einem Modulator 4, wie beispielsweise einem AO-Konverter, durch eine Kondensorlinse 3 zugeführt. Jedes der in dem Modulator 4 modulierten Lichtbündel wird durch Linsen 12, 13, die eine Linseneinheit 14 zusammen stellen, eine feststehende Linse 5, einen Spiegel 7, ein aus Daubresse-Pris men zusainmengesetztes Drehelement, und einer Zylinderlinse 8 hindurch geschickt und dann in einem nur in einer Unterabtastrichtung konvergierten Zustand auf einen Rotationspolygonspiegel 9 geführt. Die geführten Licht bündel werden durch das Polygon 9 ablenkungsmäßig abgetastet und dann werden die abgetasteten Lichtbündel durch eine Fθ-Linse 10 auf dem photoempfindlichen Körper 11 fokussiert. Die vier Lichtbündel sind in der Abtastrichtung diagonal angeordnet und überstreichen den photoempfindlichen Körper gemeinsam beziehungsweise tasten diesen gemeinsam ab.

Wie in Fig. 1 gezeigt, ist der Modulator 4 mit einem Modulatorschaltkreis 16 verbunden, der die Modulationstaktfrequenz des Modulators 4 schaltet, und die Linseneinheit 14 ist mit einem Linseneinheitantriebsmechanismus 17 verbunden, der die gesamte Linseneinheit 14 von der optischen Achse weg- und zu ihr hinbewegt, und ein Antriebsmotor 15 zum Rotieren des Rota tionspolygonspiegels 9 ist mit einem Rotationspolygonspiegelantrieb 18 verbunden, der die Rotationsgeschwindigkeit des Rotationspolygonspiegels 9 schalten kann. Der Modulationsschatkreis 16, der Linseneinheitantriebsmecha nismus 17 und der Rotationspolygonspiegelantrieb 18 werden durch eine Steuerung 19 gesteuert, um eine vorgegebene Beziehung entsprechend dem Schalten (der Wahl) der Druckpunktdichte aufrechtzuerhalten.

Bei der Konstruktion der Fig. 1 wird die Beziehung zwischen einem Fall, in dem die Linsen 12, 13 der Linseneinheit 14 nicht in der Position vor der feststehenden Linse 5 eingestellt ist, das heißt die Linseneinheit 14 von der optischen Achse weg bewegt ist, und einen Fall, in dem die Linsen 12, 13 in der Position vor der feststehenden Linse 5 eingestellt sind, das heißt die Linseneinheit 14 zu der optischen Achse hin bewegt ist, unter Bezugnah me auf die Fig. 7 und die Fig. 8 beschrieben. Fig. 8 zeigt einen Zustand, in dem die Linse 12 mit einer Brennweite a und die Linse 13 mit einer Brennweite b zwischen den Modulator 4 und die feststehende Linse 5 mit einer Brennweite g eingestellt ist, um die Druckpunktdichte zu verändern. Die in der Figur angegebene Distanz ist eine Distanz zwischen Positionen von Linsenhauptpunkten. Hier wird ein Fall beschrieben, in dem die Druck punktdichte geändert wird, beispielsweise von D Punkten/lnches (dpi: dots per inch) auf h × D (dpi). Hierfür wird das optische System durch Hinzufü gen der Linsen 12, 13 in der Position vor der feststehenden Linse 5 gebil det, so daß die Bündelbreite des durch die feststehende Linse 5 hindurch getretenen Lichts h × L wird.

Die Bündelbreite an der Position der Linse 13 soll y, wie in Fig. 8 ge zeigt, sein. Der Wert y kann als Gleichung (1) aus h, d und g erhalten werden.

y = hL-hLd/g (1)

Der Bündeldurchmesser an der Position der Linse 12 wird, wie in Fig. 9 gezeigt, als cL/g erhalten.

Da die Brennweite der Linse 12 a ist und das Licht an der Position des Modulators 4 auf einen Punkt B von Fig. 9 durch die Linse 12 fokussiert wird, erfüllt eine Distanz X zwischen der Linse 12 und dem Punkt B die Beziehung der Gleichung (2).

a² = (c-a) × (X-a) (2)

Durch Umschreiben dieser Gleichung kann Gleichung (3) abgeleitet werden.

X = ca/(c-a) (3)

Aus den obigen Ergebnissen kann die Anordnung des optischen Systems, wie in Fig. 9 gezeigt, ausgedrückt werden.

Der Wert y in Fig. 9 kann als Gleichung (4) unter Verwendung von a, c, g und d ausgedrückt werden.

y = L × (c-a) × {ca/(c-a)-g+d+c}/ag (4)

Da die Brennweite der Linse 13 b ist, kann die Gleichung (5) erfüllt werden.

b²=(g-d+b)×{ca/c-a)-g+d+c+b} (5)

Von Gleichung (1) und Gleichung (4) kann Gleichung (6) erhalten werden.

a=c×(c+d-g)/{(1-h)×(d-g)} (6)

Als ein Ergebnis kann eine Änderung der Druckpunktdichte durch Auswahl der Brennweiten a und b und der Linseanordnungspositionen c und d, die Gleichung (5) und Gleichung (6) für gegebene Werte g und h erfüllen, durchgeführt werden.

In einem Fall, in dem die Druckpunktdichte verändert wird, wird ein Schalten oder Wählen der Druckpunktdichte durch Einstellen der Linsen einheit 14 auf eine vorbestimmte Position zwischen dem Modulator 4 und der feststehenden Linse 5 und durch Änderung der Rotationsgeschwindigkeit des Rotationspolygonspiegels und der Modulationsfrequenz des Modulators entsprechend einem Signal von der Steuerung 19 durchgeführt, um die Brennweite durch Kombination mit der feststehenden Linse 5 zu ändern.

Hier wird das Schalten der Rotationsgeschwindigkeit des Rotationspolygon spiegels und der Modulationsfrequenz des Modulators beschrieben.

Soll eine Druckpunktdichte vor einer Änderung D1 sein, eine Druckpunkt dichte nach einer Änderung D2 sein, ein Änderungsverhältnis der Druck punktdichte N sein, eine Modulationstaktfrequenz vor einer Änderung S1 sein, eine Modulationstaktfrequenz nach einer Änderung S2 sein, eine Rotationsgeschwindigkeit des Rotationspolygonspiegels vor einer Änderung M1 sein, und eine Rotationsgeschwindigkeit des Polygonspiegels nach einer Änderung M2 sein, sind Gleichung (7), Gleichung (8) und Gleichung (9) erfüllt.

N=D2/D1 (7)
S2=S1×(D2/D1)²=S1×N² (8)
M2=M1×(D2/D1)=M1×N² (9)

Ein Schalten der Druckpunktdichte in der obigen Konstuktion wird im einzelnen numerisch diskutiert. In einem Fall, in dem die Druckpunktdichte von 600 dpi auf 480 dpi, wie in Fig. 10 gezeigt, geschaltet wird, sind Gleichung (5) und Gleichung (6) erfüllt, wenn h =480/600, g =472,95 mm, a=134,06 mm, b=-124,13 mm und d=63,71 mm. Der Rotationspolygon spiegel wird mit dem 480/600fachen rotiert, das heißt 0,8-mal so schnell wie die Geschwindigkeit in einem Fall der Druckpunktdichte von 600 dpi. Das optische System in einem Fall, in dem die Linsen 12, 13 nicht auf die optische Achse gesetzt sind, entspricht der Druckpunktdichte 600 dpi, und das optische System in einem Fall, in dem die Linsen 12, 13 auf die optische Achse gesetzt sind, entspricht der Druckpunktdichte 480 dpi.

Wenn die Rotationsgeschwindigkeit des Rotationspolygonspiegels bei 600 dpi als 19800 UpM angenommen wird, beträgt die Rotationsgeschwindigkeit bei 480 dpi das 480/600-tache davon, das heißt 15840 UpM. Ähnlich, wenn die Modulationsfrequenz des Modulators bei 600 dpi 38,6 MHz beträgt, wird die Modulationsfrequenz bei 480 dpi (480/600)²-fach, das heißt 24,7 MHz. In Fig. 10 gibt das Zeichen fl eine Brennweite an.

Eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf Fig. 11 beschrieben. Eine Brennweite eines ersten Linsensystems 20 soll g betragen. Die Druckpunktdichte wird von D (dpi) auf h×D (dpi) geschaltet. Das obige Schalten kann durchgeführt werden, indem das erste Linsensystem 20 von der optischen Achse wegbewegt wird, und ein zweites Linsensystem 21 mit einer Brennweite g×h an eine Position g×h entfernt von dem Modulator 4 eingestellt wird.

Die folgende Diskussion betrifft einen Fall, in dem die Druckpunktdichte von 600 dpi auf 480 dpi in der zweiten Ausführungsform geschaltet wird. Da h=480/600 und unter der Annahme, daß g=472,95 mm wird die Brennweite a des ersten Linsensystems 20 472,95×480/600=378,36 mm. Wenn dieses Linsensystem auf eine Position 378,36 mm entfernt von dem Modulator 4 eingestellt wird, kann ein optisches System für 480 dpi erhalten werden.

Eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf Fig. 12 beschrieben. Wenn nur die feststehende Linse 5 verwendet wird, beträgt die Druckpunktdichte D (dpi) genauso wie in der ersten Ausführungsform. Wenn die Druckpunktdichte auf h×D (dpi) ge schaltet wird, wird eine Linse 22 zwischen den Modulator 4 und die feststehende Linse 5 gesetzt, und eine Linse 23 wird an eine hintere Posi tion der feststehenden Linse 5 gesetzt. Eine Weg- und Hinbewegung der Linsen 22 und 23 von/zu der optischen Achse wird durchgeführt, indem eine einzelne Linseneinheit 24, die die beiden Linsen 22 und 23 trägt, angetrieben wird. Ein Beispiel einer Kombination der Anordnung und der Brennweiten ist in Fig. 13 gezeigt.

Eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Fig. 14 beschrieben. In dieser Ausführungsform wird die Druckpunktdichte durch eine Weg- und Hinbewegung von/zu der optischen Achse der Linsen 25 und 26 an der hinteren Position der fest stehenden Linse 5 geändert. Wenn die an eine Linseneinheit 27 angebrachten Linsen 25 und 26 nicht auf die optische Achse gesetzt sind, beträgt die Druckpunktdichte D (dpi). Wenn die an die Linseneinheit 27 angebrachten Linsen 25 und 26 auf die optische Achse gesetzt sind, beträgt die Druck punktdichte h×D (dpi).

Anordnung und Brennweiten der Linsen 25 und 26 werden unter Bezugnah me auf Fig. 15 und Fig. 16 im einzelnen beschrieben. Wenn die Anordnung und die Brennweiten, wie in Fig. 15 gezeigt, bestimmt werden, ist Glei chung (10) erfüllt.

d=b-bL/h (10)

Die Brennweite a der Linse 25 kann ausgedrückt werden als d-b. Es ist erforderlich, die Linsen 25 und 26 so anzuordnen, um die obigen Beziehun gen zu erfüllen. Eine Berechnung wird für einen Fall durchgeführt, in dem die Brennweite der feststehenden Linse 5 472,95 mm beträgt und die Druckpunktdichte von 600 dpi auf 480 dpi geändert wird. In diesem Fall beträgt h 480/600. Wenn die Brennweite b der Linse 26 als -100 mm angenommen wird, beträgt d=25 mm aus der Gleichung (10). Demzufolge gilt a=25+100=125 mm.

Obwohl die vorstehenden Ausführungsformen auf der Basis erläutert wurden, daß die Mehrzahl der Lichtbündel unter Anordnung der Bündel diagonal zu der Abtastrichtung auf dem photoempfindlichen Körper abgetastet werden, können die gleichen Ergebnisse in einem Fall erhalten werden, in dem die Mehrzahl der Lichtbündel unter Anordnung der Bündel senkrecht zu der Abtastrichtung abgetastet werden.

Die folgende Beschreibung ist im einzelnen auf Ausführungsformen des Weg- und Hinantriebsmechanismus für die Linseneinheit oder das Linsensy stem gerichtet, die bei der ersten Ausführungsform zu der vierten Aus führungsform gemäß der vorliegenden Erfindung angewendet werden.

Beispielsweise können die folgenden vier Typen für den Erh- und Hinan triebsmechanismus der ersten Ausführungsform, der dritten Ausführungsform und der vierten Ausführungsform in Betracht gezogen werden.

Die Konstruktion eines ersten Typs besteht, wie in Fig. 17 gezeigt, darin, daß eine die Linsen 28 und 29 tragende Linseneinheit 30 um einen Tragkör per 33 als einem Gelenkpunkt durch eine exzentrische Nocke 32, die an einer Drehwelle eines Motors 31 vorgesehen ist, gedreht wird und somit die Linsen 28, 29 von/zu der optischen Achse weg- und hinbewegt werden. Der Motor 31 wird von einem Ausgangssignal einer Steuerung 19 angetrieben.

Die Linsen 28, 29 entsprechen den Linsen 12, 13 der Fig. 1 in der ersten Ausführungsform, entsprechen den Linsen 22, 23 der Fig. 12 in der dritten Ausführungsform und entsprechen den Linsen 25, 26 der Fig. 14 in der vierten Ausführungsform. Die Linseneinheit 30 entspricht der Linseneinheit 14 der Fig. 1 in der ersten Ausführungsform, entspricht der Linse 24 der Fig. 12 in der dritten Ausführungsform und entspricht der Linseneinheit 27 der Fig. 14 in der vierten Ausführungsform.

Die Konstruktion eines zweiten Typs besteht, wie in Fig. 18 gezeigt, darin, daß ein an einer Drehwelle eines Motors 31 vorgesehenes Zahnrad oder Getriebe 34 mit einer in einer Linseneinheit 30 vorgesehenen Verzahnung oder Zahnstange in Eingriff steht, und daß die Linsen 28, 29 zu der optischen Achse durch Gleiten der Linseneinheit weg- und hinbewegt wer den.

Die Konstruktion eines dritten Typs besteht, wie in Fig. 19 gezeigt, darin, daß eine Linseneinheit 30 in der horizontalen Richtung drehbar angeordnet ist, indem die Linseneinheit 30 an einer Drehwelle eines Motors 31 befestigt ist. Wenn die Linsen 28, 29 auf die optische Achse gesetzt sind, ist die Mittellinie der Linsen 28, 29 in einer Position festgelegt, in der die optische Achse verläuft, wie dies in Fig. 19 gezeigt ist. Wenn die Linsen 28, 29 aus der optischen Achse entfernt werden, wird die Linseneinheit 30 gedreht, beispielsweise um 90° unter Verwendung des Motors 31.

Die Konstuktion eines vierten Typs besteht, wie in Fig. 20 gezeigt, darin, daß eine Linseneinheit 30 an einer Drehwelle eines Motors 31 befestigt ist. Wenn die Linsen 28, 29 auf die optische Achse gesetzt sind, ist die Mittel linie der Linsen 28, 29 an einer Position festgelegt, wo die optische Achse hindurchläuft, wie dies in Fig. 20 gezeigt ist. Wenn die Linsen 28, 29 aus der optischen Achse entfernt werden, wird die Linseneinheit 30 unter Verwendung des Motors 31 gedreht und an einer Position festgelegt, an der die optische Achse nicht existiert.

Die folgenden drei Typen können für den Weg- und Hinantriebsmechanismus der zweiten Ausführungsform in Betracht gezogen werden.

Die Konstruktion eines ersten Typs besteht, wie in Fig. 21 gezeigt, darin, daß eine die Linsen 28 und 29 tragende Linseneinheit 37 um einen Tragkör per 33 als einem Gelenkpunkt durch eine an einer Drehwelle eines Motors 31 vorgesehene exzentrische Nocke 32 gedreht wird. Infolgedessen, wenn eine der Linsen 28, 29 auf die optische Achse gesetzt wird, wird die andere von der optischen Achse entfernt.

Die Linsen 35, 36 entsprechen den Linsen 20, 21 der Fig. 11 in der zweiten Ausführungsform.

Die Konstruktion eines zweiten Typs besteht, wie in Fig. 22 gezeigt, darin, daß ein an einer Drehwelle eines Motors 31 vorgesehenes Zahnrad oder Getriebe 34 mit einer in einer Linseneinheit 37 vorgesehenen Verzahnung oder Zahnstange in Eingriff steht, und infolgedessen, wenn eine der Linsen 28, 29 auf die optische Achse gesetzt wird, die andere durch Gleiten der Linseneinheit durch Drehung des Zahnrades 34 von der optischen Achse entfernt wird.

Die Konstruktion eines dritten Typs besteht, wie in Fig. 23 gezeigt, darin, daß eine Linseneinheit 37 an einer Drehwelle eines Motors 31 befestigt ist. Infolgedessen, wenn eine der Linsen 28, 29 auf die optische Achse gesetzt wird, wird die andere von der optischen Achse entfernt.

Obwohl in den voranstehenden Erläuterungen beschrieben ist, daß ein Schal ten der Linsen durch einen einzelnen Motor durchgeführt wird, ist es möglich, die Konstruktion mit mehreren Motoren auszubilden.

Im folgenden wird die Beschreibung auf die interne Konstruktion der in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigten Steuerung 19 unter Bezugnahme auf die Fig. 24 gerichtet.

Ein Zentralrechner 40 enthält einen Druckpunktdichte-Erzeugungsschaltkreis 41 und einen Druckdatensignal-Erzeugungsschaltkreis 42. Die Steuerung 19 enthält einen Rotationspolygonspiegel-Referenztakterzeugungsschaltkreis 43, einen Datenmodulations-Referenztakterzeugungsschaltkreis 44 und Teilverhält nis-Wechselschaltkreise 45, 46 zum Teilen des Rotationspolygonspiegel- Referenztakterzeugungsschaltkreises 43 beziehungsweise des Datenmodulations- Referenztakterzeugungsschaltkreises 44.

Ein von dem Rotationspolygonspiegel-Referenztakterzeugungsschaltkreis 43 erzeugtes Taktsignal schaltet oder wechselt das Teilverhältnis entsprechend einem Druckpunktdichtensignal unter Verwendung des Teilverhältnis-Wechsel schaltkreises 45, um ein Rotationspolygonspiegel-Antriebstaktsignal zu erzeu gen, das für die Druckpunktdichte geeignet ist. Das Signal wird zu dem Rotationspolygonspiegelantrieb 18 übertragen.

Ein von dem Datenmodulations-Referenztakterzeugungsschaltkreis 44 erzeugtes Taktsignal schaltet das Teilverhältnis entsprechend einem Druckpunktdichtesi gnal unter Verwendung des Teilverhältnis-Wechselschaltkreises 46, um ein Datenmodulations-Taktsignal zu erzeugen, das für die Druckpunktdichte geeignet ist. Das Signal wird zu einem Modulationsschaltkreis 16 übertragen. Gleichzeitig wird ein Druckdatensignal von dem Zentralrechner 40 ebenfalls zu dem Modulationsschaltkreis 16 übertragen. Das Druckpunktdichtesignal von dem Zentralrechner 40 wird ebenfalls zu dem Linseneinheitantriebs mechanismus 17 übertragen.

Das heißt, daß die Steuerung dadurch gekennzeichnet ist, daß das Teil verhältnis in mehreren Schritten geändert wird, um zwei oder mehrere Arten von den Rotationspolygonspiegel-Antriebstaktsignalen und den Datenmodula tions-Taktsignalen zu erzeugen.

Die gleiche Steuerung kann von einer Konstuktion durchgeführt werden, bei der vier oder mehr Referenztakterzeugungsschaltkreise und vier oder mehr Teilerschaltkreise in der Steuerung 19 vorgesehen sind oder durch eine Konstuktion, bei der eine Mehrzahl von Steuerungen vorgesehen ist, die lediglich ein einzelnes Taktsignal erzeugen können.

Wie voranstehend beschrieben wurde, ist es gemäß der vorliegenden Erfin dung möglich, eine Laserbündel-Abtastvorrichtung zu schaffen, die die Druckpunktdichte unter Verwendung einer einfachen Konstuktion schalten oder wechseln kann. Ferner ist es nach der vorliegenden Erfindung ebenfalls möglich, eine Laserbündel-Abtastvorrichtung zu schaffen, die den Fleckdurch messer und die Bündelteilung genau schalten oder wechseln kann, sogar dann, wenn eine Mehrzahl von Lichtbündeln verwendet werden.

Claims

1. Laserbündel-Abtastvorrichtung, die aufweist:
einen Modulator zum Modulieren eines Lichtbündels;
einen Rotationspolygonspiegel zum ablenkungsmäßigen Abtasten eines Lichtbündels, das den Modulator durchlaufen hat;
eine Linseneinheit zum Tragen von Eigenlinsen, die auf einer optischen Achse weg- und hinbewegbar von/zu der optischen Achse angeordnet sind; und
Steuermittel zum Schalten einer Modulationstaktfrequenz des Modu lators und einer Rotationsgeschwindigkeit des Rotationspolygonspiegels gemeinsam mit dem Schalten der Eigenlinseneinstellung auf/neben der optischen Achse.

2. Laserbündel-Abtastvorrichtung, die aufweist:
einen Modulator zum Modulieren einer Mehrzahl von Lichtbündeln;
einen Rotationspolygonspiegel zum ablenkungsmäßigen Abtasten eines Lichtbündels, das den Modulator durchlaufen hat;
eine Linseneinheit zum Tragen von Eigenlinsen, die auf einer optischen Achse weg- und hinbewegbaren von/zu der optischen Achse angeordnet sind; und
Steuermittel zum Schalten einer Modulationstaktfrequenz des Modu lators und einer Drehgeschwindigkeit des Rotationspolygonspiegels gemeinsam mit dem Schalten der Eigenlinseneinstellung auf/neben der optischen Achse.

3. Laserbündel-Abtastvorrichtung, die aufweist:
einen Modulator zum Modulieren einer Mehrzahl von Lichtbündeln;
einen Rotationspolygonspiegel zum ablenkungsmäßigen Abtasten eines Lichtbündels, das den Modulator durchlaufen hat;
eine feststehende Linse, die auf einer optischen Achse festgelegt ist;
Linseneinheiten zum Tragen von Linsensystemen, die in einer Position vor und/oder in einer Position hinter der feststehenden Linse weg- und hinbewegbar von/zu der optischen Achse angeordnet sind; und
Steuermittel zum Schalten einer Modulationstaktfrequenz des Modu lators und einer Rotationsgeschwindigkeit des Rotationspolygonspiegels in Abhängigkeit davon, ob die Eigenlinsen auf die optische Achse gesetzt sind.

4. Laserbündel-Abtastvorrichtung, die aufweist:
einen Modulator zum Modulieren einer Mehrzahl von Lichtbündeln;
einen Rotationspolygonspiegel zum ablenkungsmäßigen Abtasten eines Lichtbündels, das den Modulator durchlaufen hat;
eine feststehende Linse, die auf einer optischen Achse festgelegt ist;
eine einzelne Linseneinheit zum Tragen von Linsensystemen, die in einer Position vor und/oder in einer Position hinter der feststehenden Linse weg- und hinbewegbar von/zu der optischen Achse angeordnet sind; und
Steuermittel zum Schalten einer Modulationstaktfreuquenz des Modulators und einer Rotationsgeschwindigkeit des Rotationspolygon spiegels gemeinsam mit dem Schalten der Eigenlinseneinstellung auf/ neben der optischen Achse.

5. Laserbündel-Abtastvorrichtung, die aufweist:
einen Modulator zum Modulieren einer Mehrzahl von Lichtbündeln;
einen Rotationspolygonspiegel zum ablenkungsmäßigen Abtasten eines Lichtbündels, das den Modulator durchlaufen hat;
eine Linseneinheit mit einem ersten Linsensystem und einem zwei ten Linsensystem, die weg- und hinbewegbar von/zu einer optischen Achse getragen sind, wobei das erste Linsensystem und das zweite Linsensystem so getragen sind, daß sie auf der optischen Achse nicht miteinander überlappen; und
Steuermittel zum Schalten einer Modulationstaktfrequenz des Modulators und einer Rotationsgeschwindigkeit des Rotationspolygon spiegels gemeinsam mit dem Schalten zwischen dem ersten Linsensystem und dem zweiten Linsensystem.

6. Laserbündel-Abtastvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Schalten von einer ersten Druckpunkt dichte D1 (dpi) zu einer zweiten Druckpunktdichte D2 (dpi) durch Schalten der Rotationsgeschwindigkeit des Rotationspolygonspiegels auf D2/D1 und der Modulationstaktfrequenz des Modulators auf (D2/D1)² durchgeführt wird.