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Technischer Bereich
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen in einem Laserstrahldrucker,
einem Laser-Faksimilegerät,
einem digitalen Kopierer, usw. verwendeten optischen Scanner.
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Hintergrundtechnik
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Viele
optische Scanner, die in Laserstrahldruckern und ähnlichen
Geräten
verwendet werden, weisen einen Halbleiterlaser als Lichtquelle,
ein erstes optisches Bilderzeugungssystem zum linearen Fokussieren
eines Laserstrahls von der Lichtquelle auf einen optischen Deflektor
zum Kompensieren der Neigung einer Ablenkfläche des optischen Deflektors,
einen Polygonspiegel als optischen Deflektor und ein zweites optisches Bilderzeugungssystem
zum Erzeugen gleichmäßiger Lichtflecken
auf einer mit einer konstanten Geschwindigkeit zu scannenden Oberfläche auf.
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Ein
zweites optisches Bilderzeugungssystem eines herkömmlichen
optischen Scanners weist mehrere als "fθ-Linse" bezeichnete große Glaslinsen
auf, so dass Probleme oder Schwierigkeiten hinsichtlich einer Reduzierung
der Größe und hoher
Kosten auftraten. Um die Größe zu reduzieren
und die Kosten zu senken, ist in der
JP-A-11-30710 ein optischer Scanner mit einem
als zweites optisches Bilderzeugungssystem verwendeten gekrümmten Spiegel
vorgeschlagen worden.
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Es
wird schematisch beschrieben, dass ein Lichtstrahl vom gekrümmten Spiegel
direkt zu einer Bildfläche
des vor stehend erwähnten
optischen Scanners geleitet wird. Im optischen Scanner ist jedoch
der Reflexionswinkel eines durch den gekrümmten Spiegel reflektierten
Lichtstrahls klein, so dass es erforderlich war, einen Reflexionsspiegel
zwischen dem gekrümmten
Spiegel und einer fotoleitenden Trommel anzuordnen, um einen Lichtstrahl
zur fotoleitenden Trommel zu leiten. Außerdem sind, weil eine Querschnittsform
in einer Sub- oder Nebenscanrichtung des in der
JP-A-11-30710 beschriebenen
gekrümmten
Spiegels keine Kreisbogenform ist, sondern der Form eines quadratischen
Polynoms entspricht, die Herstellung und Vermessung des gekrümmten Spiegels
schwierig.
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In
der
JP-A-11-153764 ist
ein optischer Scanner mit einem zweiten optischen Bilderzeugungssystem beschrieben,
das nur aus einem gekrümmten
Spiegel besteht, ohne dass ein Reflexionsspiegel erforderlich ist. Geeignete
Bedingungen zum direkten Leiten eines Lichtstrahls zu einer zu scannenden
Oberfläche
sind jedoch unklar. Außerdem
ist es erforderlich, zu ermöglichen,
dass ein Lichtstrahl unter einem großen Winkel schräg auf den
gekrümmten
Spiegel auftrifft, um den Lichtstrahl direkt zur zu scannenden Oberfläche zu leiten, hierdurch
wird jedoch eine wesentliche Strahlaberration an die Spiegelebene
verursacht. Es werden jedoch keine ausreichenden Gegenmaßnahmen
gegen eine derartige wesentliche Strahlaberration vorgeschlagen.
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Kurze Beschreibung der Erfindung
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Hinsichtlich
der vorstehend erwähnten
Probleme ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen optischen
Scanner mit einer ausgezeichneten optischen Leistungsfähigkeit
bereitzustellen, wobei ein Lichtstrahl von einem gekrümmten Spiegel
direkt zu einer fotoleitenden Trommel geleitet wird, ohne dass ein
Reflexionsspiegel erforderlich ist, und wobei der gekrümmte Spiegel
eine Form haben kann, gemäß der er
leicht herstellbar und vermessbar ist.
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Eine
Basiskonfiguration eines erfindungsgemäßen optischen Scanners weist
auf: eine Lichtquelleneinheit zum Emittieren eines Lichtstrahls;
einen optischen Deflektor zum Ablenken des Lichtstrahls von der Lichtquelleneinheit
derart, dass ein Scanvorgang ausgeführt wird; ein erstes optisches
Bilderzeugungssystem zum Erzeugen eines Zeilenbildes auf einer Ablenkfläche des
optischen Deflektors; und ein aus einem gekrümmten Spiegel bestehendes zweites
optisches Bilderzeugungssystem. Das erste optische Bilderzeugungssystem
ist zwischen der Lichtquelleneinheit und dem optischen Deflektor
angeordnet. Das zweite optische Bilderzeugungssystem ist zwischen
dem optischen Deflektor und einer zu scannenden Oberfläche angeordnet.
Ein Lichtstrahl vom ersten optischen Bilderzeugungssystem trifft
schräg
auf eine Ebene auf, die parallel zu einer Hauptscanrichtung angeordnet
ist und sich eine senkrecht zur Ablenkfläche des optischen Deflektors erstreckende
Linie enthält.
Ein Lichtstrahl vom optischen Deflektor trifft schräg auf eine
Ebene (nachstehend als "YZ-Ebene" bezeichnet) auf,
die parallel zur Hauptscanrichtung angeordnet ist und eine sich
senkrecht zu einem Scheitelpunkt des gekrümmten Spiegels erstreckende
Linie enthält.
Außerdem
ist eine Bedingungsformel 10 < θM < 35 erfüllt, wobei θM einen
Winkel (in Grad) zwischen der YZ-Ebene und einer Mittelachse eines Lichtstrahls
bezeichnet, der sich vom optischen Deflektor zum gekrümmten Spiegel
hin ausbreitet.
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Gemäß dieser
Konfiguration besteht das zweite optische Bilderzeugungssystem aus
einem Spiegel, der einen Lichtstrahl unter einem großen Reflexionswinkel
reflektiert, wobei die Beziehung 10 < θM
erfüllt
ist. Daher wird der Freiheitsgrad der Anordnung erhöht, ist
kein Reflexionsspiegel erforderlich und kann ein Lichtstrahl direkt
zur zu scannen den Oberfläche
geleitet werden. Der obere Grenzwert der vorstehend erwähnten Bedingungsformel
definiert einen Bereich, in dem Strahlaberration unterdrückt werden
kann.
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In
der vorstehend erwähnten
Konfiguration trifft ein Lichtstrahl unter einem großen Winkel,
der die Beziehung 10 < θM erfüllt, schräg auf den
gekrümmten
Spiegel auf. Dadurch wird eine große Strahlaberration an einer
Spiegelebene verursacht. Um diese Aberration zu kompensieren, kann
ein Lichtstrahl vom ersten optischen Bilderzeugungssystem im erfindungsgemäßen optischen
Scanner schräg
auf eine Ebene auftreffen, die parallel zur Hauptscanrichtung angeordnet
ist und die sich senkrecht zur Ablenkfläche des optischen Deflektors
erstreckende Linie enthält,
und ist der Neigungswinkel des Lichtstrahls auf einen Bereich beschränkt, in dem
die Strahlaberration kompensiert werden kann.
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Um
in der vorstehend erwähnten
Konfiguration einen ausgezeichneten Strahlfleck zu erhalten, wird
in einem Querschnitt in einer Nebenscanrichtung ein Winkel zwischen
einem durch den gekrümmten
Spiegel reflektierten Lichtstrahl und einem eintreffenden Lichtstrahl
von der Ablenkfläche
auf einen negativen Wert gesetzt, wenn eine Richtung eines Winkels
zwischen einem durch die Ablenkfläche reflektierten Lichtstrahl
und einem eintreffenden Lichtstrahl vom ersten optischen Bilderzeugungssystem
als positiv betrachtet wird. Mit dieser Konfiguration sind der reflektierte
Lichtstrahl und der eintreffende Lichtstrahl in einer positiven
bzw. negativen Richtung ausgerichtet. Daher wird die durch den schrägen Einfall
verursachte Strahlaberration kompensiert, so dass ein ausgezeichneter
Strahlfleck erhalten werden kann. Erfindungsgemäß ist, um in der vorstehend
erwähnten
Konfiguration einen ausgezeichneten Strahlfleck zu erhalten, die
folgende Formel (1) erfüllt: 1,6 < θM/θP + 0,98L/(L
+ D) < 2,2 (1) wobei θP einen
Winkel (in Grad) zwischen der sich senkrecht zur Ablenkfläche erstreckenden
Linie und dem Lichtstrahl vom ersten optischen Bilderzeugungssystem,
L einen Abstand von der Ablenkfläche
zum Scheitelpunkt des gekrümmten
Spiegels und D einen Abstand vom gekrümmten Spiegel zur zu scannenden
Oberfläche
bezeichnen.
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Wenn
die Positionsbeziehung zwischen dem ersten optischen Bilderzeugungssystem,
dem optischen Deflektor und dem zweiten optischen Bilderzeugungssystem
die vorstehend erwähnte
Bedingungsformel erfüllt,
kann die durch den schrägen
Einfall eines Lichtstrahls verursachte Strahlaberration geeignet
kompensiert werden. Die Aberration wird in einer schrägen Richtung
erzeugt, wenn die Bedingungsformel nicht erfüllt ist.
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Erfindungsgemäß ist, um
eine höhere
Auflösung
zu erzielen, die folgende Formel (2) erfüllt: 0,48 < L/(L
+ D) < 0,75 (2)
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Wenn
die Bedingungsformel (2) erfüllt
ist, kann die Strahlaberration auch bei einem Reflexionswinkel kompensiert
werden, der die Beziehung 10 < θM erfüllt. Wenn
der untere Grenzwert nicht erfüllt
ist, tritt die Strahlaberration auf. Wenn der obere Grenzwert nicht
erfüllt
ist, ändert
sich dagegen der Strahldurchmesser in der Nebenscanrichtung zwischen
der Scanmitte und dem Scanumfang. In diesen Fällen ist es schwierig, eine
hohe Auflösung
zu erzielen.
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Um
eine höhere
Auflösung
zu erzielen, ist es wünschenswert,
dass die folgende Bedingungsformel (3) erfüllt ist: 1,86 < θM/θP + 0,98L/(L
+ D) < 1,94 (3)
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Wenn
die Bedingungsformel (3) erfüllt
ist, kann die durch den schrägen
Einfall eines Lichtstrahls verursachte Strahlaberration noch geeigneter
kompensiert werden.
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Im
optischen Scanner mit der vorstehend erwähnten Basiskonfiguration hat
der gekrümmte
Spiegel in der Nebenscanrichtung einen kreisbogenförmigen Querschnitt.
Mit dieser Konfiguration kann der gekrümmte Spiegel eine Form haben,
gemäß der er
leicht hergestellt und vermessen werden kann.
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Es
kann in Betracht gezogen werden, dem gekrümmten Spiegel eine Form mit
verschiedenen Radien für
die Haupt- und die
Nebenkrümmung
zu geben, wodurch die Feldkrümmung,
ein Fehler in fθ,
und eine Krümmung
einer Scanzeile kompensiert werden können, und zu ermöglichen,
dass der gekrümmte
Spiegel eine frei gekrümmte
Ebene mit senkrecht zu einer Erzeugenden an jeweiligen Punkten darauf
angeordneten schrägen
Linien aufweist.
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D.
h., es ist bevorzugt, wenn der gekrümmte Spiegel eine Form hat,
gemäß der die
durch einen schrägen
Lichteinfall verursachte Scanzeilenkrümmung kompensiert wird. Außerdem kann
der gekrümmte
Spiegel bezüglich
der YZ-Ebene asymmetrisch ausgebildet sein. Darüber hinaus kann der gekrümmte Spiegel
eine schräge
Form haben, gemäß der eine
Linie, die sich zu jedem Punkt senkrecht erstreckt, die vom Scheitelpunkt
einer gekrümmten
Linie (nachstehend als "Erzeugende" bezeichnet) verschieden
sind, auf der die YZ-Ebene und eine gekrümmte Ebene des gekrümmten Spiegels
sich schneiden, nicht in der YZ-Ebene enthalten ist. Mit derartigen
Konfigurationen kann das optische System eine einfache Konfiguration
haben, und die Scanzeilenkrümmung
kann kompensiert werden, während
die durch einen schrägen
Einfall eines Lichtstrahls verursachte Strahlaberration kompensiert
werden kann.
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Im
gekrümmten
Spiegel mit der schrägen
Form wird ein Winkel (in Grad) zwischen der YZ-Ebene und der sich
senkrecht zu jedem Punkt auf der Erzeugenden erstreckenden Linie
vorzugsweise derart festgelegt, dass er mit zunehmendem Ab stand
vom Scheitelpunkt zunimmt. Außerdem
wird im gekrümmten
Spiegel mit der schrägen
Form vorzugsweise eine Richtung eines Winkels zwischen der sich
senkrecht zu jedem Punkt auf der Erzeugenden erstreckenden Linie
und der YZ-Ebene auf einen positiven Wert gesetzt, wenn ein Winkel zwischen
einem durch den gekrümmten
Spiegel reflektierten Lichtstrahl und einem ankommenden Lichtstrahl von
der Ablenkfläche
als positiv betrachtet wird.
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Im
optischen Scanner mit der vorstehend erwähnten Basiskonfiguration ist
der gekrümmte
Spiegel vorzugsweise ein anamorpher Spiegel mit verschiedenen Krümmungsradien
in der Haupt- und Nebenscannrichtung am Scheitelpunkt. Der gekrümmte Spiegel
kann eine Spiegelebene mit konkaven Formen sowohl in der Haupt-
als auch in der Nebenscanrichtung aufweisen. Außerdem kann der gekrümmte Spiegel
eine Spiegelebene aufweisen, deren Brechkraft in der Nebenscanrichtung
sich zwischen der Mitte und dem Umfang in der Hauptscanrichtung ändert. Außerdem kann
der gekrümmte
Spiegel einen Querschnitt in der Nebenscanrichtung haben, dessen
Krümmungsradius
von seiner Querschnittsform in der Hauptscanrichtung unabhängig ist.
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Im
optischen Scanner mit der vorstehend erwähnten Basiskonfiguration kann
das erste optische Bilderzeugungssystem derart konfiguriert sein,
dasss der Lichtstrahl von der Lichtquelleneinheit in einen konvergenten
Lichtstrahl bezüglich
der Hauptscanrichtung umgewandelt wird.
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Durch
die vorstehend erwähnten
Konfigurationen kann eine ausgezeichnete Leistungsfähigkeit
bezüglich
der Feldkrümmungen
in der Haupt- und Nebenscanrichtung und der fθ-Charakteristik erzielt werden.
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Im
optischen Scanner mit der vorstehend erwähnten Basiskonfiguration kann
die Lichtquelleneinheit außerdem
eine Lichtquelle mit variabler Wellenlänge und einen Wellenlän gencontroller
aufweisen. Gemäß dieser
Konfiguration kann, weil die Größe eines
Strahlflecks zur verwendeten Wellenlänge im Wesentlichen proportional
ist, durch die Steuerung der Wellenlänge die Größe eines auf der fotoleitenden
Trommel erzeugten Strahlflecks frei gesteuert werden. Außerdem tritt,
weil das zweite optische Bilderzeugungssystem nur aus dem Reflexionsspiegel
besteht, keine chromatische Aberration auf, so dass die Auflösung frei
geändert
werden kann, ohne dass die anderen Eigenschaften, wie beispielsweise
die fθ-Charakteristik, verschlechtert
werden.
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In
einem optischen Scanner mit einer anderen Basiskonfiguration, die
einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung entspricht, weist die Lichtquelleneinheit
mindestens zwei Lichtquellen auf und ist ein Lichtmischelement zum
Mischen der Lichtstrahlen von den mindestens zwei Lichtquellen zwischen
der Lichtquelleneinheit und dem optischen Deflektor angeordnet.
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Gemäß dieser
Konfiguration können,
weil mindestens zwei Lichtstrahlen gleichzeitig gescannt werden können, mindestens
doppelt so viele Zeilenbilddaten wie in dem Fall gescannt werden,
indem nur eine Lichtquelle für
die zu scannende Oberfläche
verwendet wird. Außerdem
nimmt, weil das zweite optische Bilderzeugungssystem aus einem Spiegel
besteht und ein Lichtstrahl unter einem großen Reflexionswinkel reflektiert wird,
der die Beziehung 10 < θM erfüllt, der
Freiheitsgrad für
die Anordnung zu, wodurch ein Lichtstrahl direkt zu der zu scannenden
Oberfläche
geleitet werden kann, ohne dass ein Reflexionsspiegel erforderlich
ist.
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Beispielsweise
kann ein dichroitischer Spiegel als Lichtmischelement verwendet
werden. Der dichroitische Spiegel reflektiert und transmittiert
Licht selektiv durch eine Wellenlängenauswahl und kann daher
Licht effektiv mischen. Außerdem
kann ein halbdurchlässiger
Spiegel verwendet wer den. Der halbdurchlässige Spiegel kann leicht hergestellt
werden, so dass Licht kostengünstig
gemischt werden kann.
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Der
optische Scanner mit der vorstehend erwähnten Konfiguration kann ein
Lichttrennelement zum Trennen eines zwischen dem optischen Deflektor
und der zu scannenden Oberfläche
vorhandenen Lichtstrahls aufweisen. Wenn das Lichttrennelement zum
Trennen eines Lichtstrahls zwischen dem optischen Deflektor und
der zu scannenden Oberfläche
angeordnet ist, können
durch einen einzigen Scanvorgang mindestens zwei Zeilenbilder gleichzeitig
auf. der zu scannenden Oberfläche
erzeugt werden. Daher kann die Bilderzeugungs- oder Bildlesegeschwindigkeit
mindestens verdoppelt werden.
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Es
ist beispielsweise vorteilhaft, wenn als Lichttrennelement ein Diffraktionsgitter
oder ein dichroitischer Spiegel verwendet wird. Mit dem Diffraktionsgitter
wird ein einfallender Lichtstrahl unter einem von der Wellenlänge abhängigen Brechungswinkel
gebrochen, so dass Licht kostengünstig
und effizient getrennt werden kann. Der dichroitische Spiegel reflektiert
oder transmittiert Licht durch eine Wellenlängenauswahl, so dass Licht
effizient getrennt werden kann.
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Im
optischen Scanner mit der vorstehend erwähnten Konfiguration können außerdem die
von den mindestens zwei Lichtquellen in der Lichtquelleneinheit
emittierten Lichtstrahlen verschiedene Wellenlängen haben. Auch wenn Lichtstrahlen
mit verschiedenen Wellenlängen
verwendet werden, tritt die im Allgemeinen auftretende chromatische
Aberration nicht auf, weil das zweite optische Bilderzeugungssystem
nur aus dem Reflexionsspiegel besteht. Dadurch kann ein Farbbild
mit einer hohen Auflösung
erzeugt oder gelesen werden.
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Wenn
ein Bildlesegerät
oder eine Bilderzeugungsvorrichtung unter Verwendung eines optischen Scanners
mit einer der vorstehend erwähnten
Konfigurationen hergestellt wird, kann ein kostengünstiges
kleinformatiges hochauflösendes
Hoch geschwindigkeits-Bildlesegerät
oder Bilderzeugungsgerät
erhalten werden.
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Ein
Farbbilderzeugungsgerät
weist ein Transportelement, ein Übertragungselement
und einen optischen Scanner auf. Im Transportelement sind mehrere
Bilderzeugungseinheiten, die mehreren Farben zugeordnet sind, im
Wesentlichen in einer zylinderförmigen
Konfiguration montiert. Jede der Bilderzeugungseinheiten weist eine
Entwicklungseinheit und ein fotoleitendes Element auf. Die jeweiligen
Bilderzeugungseinheiten sind in der Umfangsrichtung der im Wesentlichen
zylinderförmigen
Konfiguration angeordnet. Das Transportelement dreht die mehreren
Bilderzeugungseinheiten gleichzeitig um eine Mittelachse der im
Wesentlichen zylinderförmigen
Konfiguration, um jede der jeweiligen Bilderzeugungseinheiten zwischen
einer Bilderzeugungsposition und einer Bereitschaftsposition zu
bewegen. Das Übertragungselement
weist einen Übertragungskörper auf,
der dazu geeignet ist, mit dem fotoleitenden Element einer an der
Bilderzeugungsposition angeordneten Bilderzeugungseinheit in Kontakt
zu kommen, und überträgt Tonerbilder
jeweiliger Farben, die auf den jeweiligen fotoleitenden Elementen
ausgebildet sind, sequenziell auf den Übertragungskörper, wenn
die Bilderzeugungseinheiten an der Bilderzeugungsposition aufeinanderfolgend
gewechselt werden, und überlagert
die Tonerbilder der jeweiligen Farben, um ein Farbtonerbild auf
dem Übertragungskörper zu
erzeugen. Der optische Scanner weist eine der vorstehend erwähnten Konfigurationen
auf und setzt das fotoleitende Element jeder der Bilderzeugungseinheiten
Licht aus.
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Gemäß dieser
Konfiguration kann durch Optimieren der Anordnung des gekrümmten Spiegels
und des Reflexionswinkels eines Lichtstrahls eine kostengünstige kleinformatige
Farbbilderzeugungsvorrichtung erhalten werden.
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In
der Farbbilderzeugungsvorrichtung mit der vorstehend erwähnten Konfiguration
kann der gekrümmte
Spiegel des zweiten optischen Bilderzeugungssystems im optischen
Scanner in der Nähe
der Mittelachse der zylinderförmigen
Konfiguration angeordnet sein.
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Außerdem ist
es in der Farbbilderzeugungsvorrichtung mit der vorstehend erwähnten Konfiguration vorteilhaft,
wenn der optische Scanner derart konfiguriert ist, dass folgende
Bedingungen erfüllt
sind: ein Lichtstrahl vom ersten optischen Bilderzeugungssystem
trifft schräg
auf eine Ebene auf, die parallel zur Hauptscanrichtung angeordnet
ist und eine sich senkrecht zur Ablenkfläche des optischen Deflektors
erstreckende Linie enthält,
ein Lichtstrahl vom optischen Deflektor trifft schräg auf eine
Ebene (YZ-Ebene) auf, die parallel zur Hauptscanrichtung angeordnet
ist und eine sich senkrecht zum Scheitelpunkt des gekrümmten Spiegels
erstreckende Linie enthält,
und eine Bedingungsformel 12,5 < θM < 17,5 ist erfüllt, wobei θM einen
Winkel (in Grad) zwischen der YZ-Ebene und einer Mittelachse eines
sich zum gekrümmten
Spiegel hin ausbreitenden Lichtstrahls bezeichnet.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 zeigt
ein schematisches Blockdiagramm zum Darstellen einer ersten Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen optischen
Scanners;
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2 zeigt
eine Querschnittansicht der ersten Ausführungsform des optischen Scanners
in einer parallel zu einer Nebenscanrichtung angeordneten Ebene;
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3A, 3B und 3C zeigen
Graphen zum Darstellen von Charakteristiken der ersten Ausführungsform
des optischen Scanners für
ein numerisches Beispiel 1, wobei 3A einen
Fehler in fθ, 3B einen
Feldkrümmungswert
und 3C einen Restkrümmungswert einer Scanzeile
zeigen;
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4A, 4B und 4C zeigen
Graphen zum Darstellen von Charakteristiken der ersten Ausführungsform
des optischen Scanners für
ein numerisches Beispiel 2, wobei 4A einen
Fehler in fθ, 4B einen
Feldkrümmungswert
und 4C einen Restkrümmungswert einer Scanzeile
zeigen;
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5A, 5B und 5C zeigen
Graphen zum Darstellen von Charakteristiken der ersten Ausführungsform
des optischen Scanners für
ein numerisches Beispiel 3, wobei 5A einen
Fehler in fθ, 5B einen
Feldkrümmungswert
und 5C einen Restkrümmungswert einer Scanzeile
zeigen;
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6A, 6B und 6C zeigen
Graphen zum Darstellen von Charakteristiken der ersten Ausführungsform
des optischen Scanners für
ein numerisches Beispiel 4, wobei 6A einen
Fehler in fθ, 6B einen
Feldkrümmungswert
und 6C einen Restkrümmungswert einer Scanzeile
zeigen;
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7A, 7B und 7C zeigen
Graphen zum Darstellen von Charakteristiken der ersten Ausführungsform
des optischen Scanners für
ein numerisches Beispiel 5, wobei 7A einen
Fehler in fθ, 7B einen
Feldkrümmungswert
und 7C einen Restkrümmungswert einer Scanzeile
zeigen;
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8A, 8B und 8C zeigen
Graphen zum Darstellen von Charakteristiken der ersten Ausführungsform
des optischen Scanners für
ein numerisches Beispiel 6, wobei 8A einen
Fehler in fθ, 8B einen
Feldkrümmungswert
und 8C einen Restkrümmungswert einer Scanzeile
zeigen;
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9A, 9B und 9C zeigen
Graphen zum Darstellen von Charakteristiken der ersten Ausführungsform
des optischen Scanners für
ein numerisches Beispiel 7, wobei 9A einen
Fehler in fθ, 9B einen
Feldkrümmungswert
und 9C einen Restkrümmungswert einer Scanzeile
zeigen;
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10 zeigt
eine Strukturansicht zum Darstellen einer zweiten Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen optischen
Scanners;
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11 zeigt
eine Strukturansicht eines Bildlesegeräts mit einem erfindungsgemäßen optischen
Scanner;
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12 zeigt
eine schematische Querschnittansicht einer Bilderzeugungsvorrichtung
mit einem erfindungsgemäßen optischen
Scanner; und
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13 zeigt
eine schematische Querschnittansicht einer Farbbilderzeugungsvorrichtung
mit einem erfindungsgemäßen optischen
Scanner.
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Beste Technik zum Implementieren der Erfindung
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Nachstehend
werden Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung unter Bezug auf die 1 bis 8 beschrieben.
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Erste Ausführungsform
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1 zeigt
eine perspektivische Ansicht zum Darstellen der Konfiguration der
ersten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen optischen
Scanners. In 1 bezeichnen Bezugszeichen 1 einen
Halbleiterlaser, 2 eine achsensymmetrische Linse, 3 eine
zylindrische Linse, die nur in einer Nebenscanrichtung eine Brechkraft
aufweist, 4 einen Reflexionsspiegel, 5 einen Polygonspiegel, 7 einen
gekrümmten
Spiegel und 8 eine fotoleitende Trommel als zu scannende
Oberfläche.
Bezugszeichen 6 bezeichnet eine Dreh-Mittelachse des Polygonspiegels 5.
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2 zeigt
eine Querschnittansicht in einer Ebene, die parallel zu einer Nebenscanrichtung
angeordnet ist und eine Scanmittelachse des in 1 dargestellten
optischen Scanners enthält.
Der Reflexionsspiegel 4 ist bezüglich der Nebenscanrichtung
schräg
angeordnet, so dass ein Lichtstrahl vom Reflexionsspiegel 4 schräg auf eine
Ablenkfläche
des Po lygonspiegels 5 auftrifft und ein Lichtstrahl vom
Polygonspiegel 5 schräg auf
den gekrümmten
Spiegel 7 auftrifft.
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In
der Figur bezeichnen r einen Radius eines eingeschriebenen Kreises
des Polygonspiegels 5, L den Abstand zwischen einem Ablenk-Reflexionspunkt
und dem gekrümmten
Spiegel 7, D den Abstand zwischen dem gekrümmten Spiegel 7 und
der fotoleitenden Trommel 8, θP einen Winkel (in Grad) zwischen
einer optischen Achse des Lichts vom Reflexionsspiegel 4 und
einer sich senkrecht zu einer Ablenk-Reflexionsfläche erstreckenden Linie und θM einen
Winkel (in Grad) zwischen einer optischen Achse des Lichts von der
Ablenk-Reflexionsfläche
und einer sich senkrecht zum Scheitelpunkt des gekrümmten Spiegels 7 erstreckenden Linie.
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Das
Ebenenprofil des in jedem der später
beschriebenen Beispiele verwendeten gekrümmten Spiegels wird durch die
folgende Formel (4) dargestellt:
wobei
der Scheitelpunkt der Ebene als Ursprung betrachtet wird, ein Durchhangmaß vom Scheitelpunkt
an einer durch x (mm) und y (mm) bezeichneten Position auf den Koordinaten
in der Neben- bzw. in der Hauptscanrichtung durch z (mm) bezeichnet
wird, wobei die Richtung, in die ein einfallender Lichtstrahl sich
ausbreitet, als positiv betrachtet wird. In der vorstehenden Formel
(4) gelten die folgenden Formeln:
g(y) = RDx(1 + BCy2 +
BDy4 + BEy6 + BFy8 + BGy10) (6) θ(y)
= ECy2 + EDy4 +
EEy6 (7) -
Die
vorstehende Formel f(y) stellt einen nicht-kreisförmigen Bogen als Form einer
Erzeugenden dar, g(y) bezeichnet einen Krümmungsradius an der Position
y in der Nebenscanrichtung (x-Richtung) und θ(y) ein Neigungsmaß an der
Position y. Außerdem
bezeichnen RDy (mm) einen Krümmungsradius
am Scheitelpunkt in der Hauptscanrichtung, RDx (mm) einen Krümmungsradius
in der Nebenscanrichtung, K eine eine Form der Erzeugenden darstellende
Kegelkonstante, AD, AE, AF und AG Konstanten höherer Ordnung zum Darstellen der
Form der Erzeugenden, BC, BD, BE, BF und BG Konstanten zum Bestimmen
des Krümmungsradius
an der Position y in der Nebenscanrichtung und EC, ED und EE Neigungskonstanten
zum Bestimmen des Neigungsmaßes
an der Position y.
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Nachstehend
werden spezifische Beispiele dargestellt. Im Folgenden wird die
maximale Bildhöhe durch
Ymax und ein dieser entsprechender Polygondrehwinkel durch αmax bezeichnet. Tabelle 1 Numerisches Beispiel 1
| Ymax | 110 | amax | 23,171 | | |
| θP | 10 | θM | 15 | | |
| L | 120,0 | D | 57,51 | R | 17,32 |
| RDy | –334,92 | K | 0,00000E-00 | AD | –3,62302E-09 | AE | –2,73024E-13 |
| AF | 0,00000E-00 | AG | 0,00000E-00 | | | | |
| RDx | –80,52 | BC | –2,89732E-05 | BD | –4,28918E-11 | BE | 0,00000E-00 |
| BF | 0,00000E-00 | BG | 0,00000E-00 | | | | |
| | | EC | –5,82583E-06 | ED | –1,13810E-10 | EE | –1,19931E-14 |
Tabelle 2 Numerisches Beispiel 2
| Ymax | 110 | αmax | 23,171 | | |
| θP | 12 | θM | 15 | | |
| L | 120,0 | D | 59,83 | R | 17,32 |
| RDy | –336,80 | K | 0,00000E-00 | AD | –3,49531E-09 | AE | –2,57312E-13 |
| AF | 0,00000E-00 | AG | 0,00000E-00 | | | | |
| RDx | –82,69 | BC | –2,82629E-05 | BD | –3,28026E-11 | BE | 0,00000E-00 |
| BF | 0,00000E-00 | BG | 0,00000E-00 | | | | |
| | | EC | –5,60722E-06 | ED | –1,15858E-10 | EE | –1,03247E-14 |
Tabelle 3 Numerisches Beispiel 3
| Ymax | 110 | αmax | 23,171 | | |
| θP | 15 | θM | 15 | | |
| L | 120,0 | D | 63,66 | R | 17,32 |
| RDy | –341,34 | K | 0,00000E-00 | AD | –3,24365E-09 | AE | –2,24859E-13 |
| AF | 0,00000E-00 | AG | 0,00000E-00 | | | | |
| RDx | –86,15 | BC | –2,70059E-05 | BD | –1,46493E-11 | BE | 0,00000E-00 |
| BF | 0,00000E-00 | BG | 0,00000E-00 | | | | |
| | | EC | –5,26775E-06 | ED | –1,17342E-10 | EE | –8,03818E-15 |
Tabelle 4 Numerisches Beispiel 4
| Ymax | 110 | αmax | 23,171 | | |
| θP | 10,6 | θM | 15 | | |
| L | 100,0 | D | 104,63 | R | 17,32 |
| RDy | –303,46 | K | 0,00000E-00 | AD | 1,80096E-09 | AE | –1.24638E-13 |
| AF | 0,00000E-00 | AG | 0,00000E-00 | | | | |
| RDx | –105,92 | BC | –1,91645E-05 | BD | 9,15253E-11 | BE | 0,00000E-00 |
| BF | 0,00000E-00 | BG | 0,00000E-00 | | | | |
| | | EC | –5,30805E-06 | ED | –7,70761E-11 | EE | –1,93654E-15 |
Tabelle 5 Numerisches Beispiel 5
| Ymax | 110 | αmax | 23,171 | | |
| θP | 8,6 | θM | 10 | | |
| L | 125,0 | D | 42,51 | R | 17,32 |
| RDy | –344,03 | K | 0,00000E-00 | AD | –4,60135E-09 | AE | –4,72521E-13 |
| AF | 0,00000E-00 | AG | 0,00000E-00 | | | | |
| RDx | –64,44 | BC | –3,67525E-05 | BD | –2,00372E-10 | BE | 0,00000E-00 |
| BF | 0,00000E-00 | BG | 0,00000E-00 | | | | |
| | | EC | –4,70394E-06 | ED | –1,02999E-11 | EE | –2,59942E-14 |
Tabelle 6 Numerisches Beispiel 6
| Ymax | 110 | αmax | 23,171 | | |
| θP | 24,8 | θM | 30 | | |
| L | 130,0 | D | 57,85 | R | 17,32 |
| RDy | –337,35 | K | 0,00000E-00 | AD | –6,04413E-09 | AE | –7,15054E-13 |
| AF | 0,00000E-00 | AG | 0,00000E-00 | | | | |
| RDx | –92,49 | BC | –3,34619E-05 | BD | –3,90448E-10 | BE | 3,46428E-14 |
| BF | 0,00000E-00 | BG | 0,00000E-00 | | | | |
| | | EC | –1,06790E-05 | ED | –3,11321E-10 | EE | –2,48477E-14 |
Tabelle 7 Numerisches Beispiel 7
| Ymax | 110 | αmax | 17,484 | | |
| θP | 12 | θM | 15 | | |
| L | 164,0 | D | 75,27 | R | 20 |
| RDy | –432,18 | K | 0,00000E-00 | AD | –2,05312E-09 | AE | –6,01611E-14 |
| AF | 0,00000E-00 | AG | 0,00000E-00 | | | | |
| RDx | –106,80 | BC | –1,71971E-05 | BD | –1,09012E-11 | BE | 0,00000E-00 |
| BF | 0,00000E-00 | BG | 0,00000E-00 | | | | |
| | | EC | –3,19258E-06 | ED | –7,70809E-11 | EE | 0,00000E-00 |
-
Nachstehend
werden die Arbeitsweisen der optischen Scanner mit den vorstehend
beschriebenen Konfigurationen unter Bezug auf die 1 und 2 beschrieben.
-
Ein
Lichtstrahl vom Halbleiterlaser 1 wird durch die achsensymmetrische
Linse 2 in konvergentes Licht umgewandelt. Das konvergente
Licht wird durch die zylindrische Linse 2 nur in der Nebenscanrichtung
konvergent ausgerichtet und wird dann durch den Reflexionsspiegel 4 reflektiert,
wodurch ein Zeilenbild auf einer Reflexionsfläche des Polygonspiegels 5 erzeugt
wird. Der Polygonspiegel 5 dreht sich um die Dreh-Mittelachse 6,
so dass ein Lichtstrahl gescannt und durch den gekrümmten Spiegel 7 reflektiert
wird, um ein Bild auf der zu scannenden Oberfläche 8 zu erzeugen.
Hinsichtlich der Form des gekrümmten
Spiegels 7 sind die von einem Kreisbogen verschiedene Querschnittsform
in der Hauptscanrichtung und die Feldkrümmung in der Nebenscanrichtung,
die der jeweiligen Bildhöhe
entspricht, derart festgelegt, dass die Krümmung der Haupt- und Nebenfelder
und der Fehler in fθ kompensiert
werden, und außerdem
ist der Neigungswert in der Ebene an einer der jeweiligen Bildhöhe entsprechenden
Posi tion derart festgelegt, dass die Scanzeilenkrümmung kompensiert
wird.
-
Tabelle
8 zeigt Wellenfrontaberrationen in der Scanmitte und die maximale
Bildhöhe
für jedes
der Beispiele. Tabelle 8
| Numerisches
Beispiel | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| θM/θP + 0,98
L/(L + D) | 2,163 | 1,904 | 1,640 | 1,894 | 1,894 | 1,888 | 1,922 |
| Wellenfrontabberation (mλ) | Mitte | 2 | 2 | 2 | 5 | 4 | 5 | 2 |
| Maximale Bildhöhe | 54 | 7 | 68 | 16 | 11 | 12 | 6 |
-
Die
numerischen Beispiele 1 bis 3 sind für die Bedingungen L = 120 und θM = 15 spezifiziert,
wobei θP
variabel ist. Numerisches Beispiel 2 ist ein Beispiel für eine optimale
Konstruktion, in der die durch schrägen Einfall verursachte Strahlaberration
kompensiert werden kann. Die numerischen Beispiele 1 und 3 sind
Konstruktionsbeispiele mit Werten in der Nähe des oberen bzw. unteren
Grenzwertes der folgenden Bedingungsformel (1): 1,6 < θM/θP + 0,98L/(L
+ D) < 2,2 (1)
-
Die
numerischen Beispiele 4 bis 7 sind Konstruktionsbeispiele mit einem
bezüglich
L bzw. θM
bestimmten optimalen Wert θP,
wobei die folgende Bedingungsformel (3) erfüllt ist: 1,86 < θM/θP + 0,98L/(L
+ D) < 1,94 (3)
-
Tabelle
9 zeigt das Verhältnis
eines Strahldurchmessers (für
einen Strahl mit einer Intensität
1/e
2) in der Nebenscanrichtung in der Scanmitte
zu demjenigen an der maximalen Bildhöhe für jedes der numerischen Beispiele. Tabelle 9
| Numerisches
Beispiel | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| L/(L
+ D) | 0,68 | 0,67 | 0,65 | 0,49 | 0,75 | 0,69 | 0,69 |
| Strahldurchmesserverhältnis in
der Nebenscanrichtung | 0,65 | 0,62 | 0,78 | 0,72 | 0,45 | 0,54 | 0,72 |
-
Die
jeweiligen numerischen Beispiele erfüllen die folgende Bedingungsformel
(2): 0,48 < L/(L + D) < 0,75 (2)
-
Die 3 bis 9 zeigen
Charakteristiken für
die numerischen Beispiele 1 bis 7. In den jeweiligen Figuren zeigen
die Figuren A, B und C einen Fehler in fθ, einen Feldkrümmungswert
bzw. einen Wert einer Restkrümmung
einer Scanzeile.
-
Der
Fehler in fθ(ΔY) ist ein
Wert, der durch die folgende Formel (8) dargestellt wird: ΔY
= Y – V·α (8) wobei V
(mm/Grad) eine Scangeschwindigkeit (eine Geschwindigkeit, mit der
ein Lichtstrahl auf der fotoleitenden Trommeloberfläche gescannt
wird) pro Drehwinkeleinheit des Polygons in der Nähe der Scanmitte, α (Grad) einen
Polygondrehwinkel und Y (mm) die Bildhöhe bezeichnen.
-
Wenn
ein Laser mit variabler Wellenlänge
als Halbleiterlaser 1 verwendet wird, wird seine Wellenlänge derart
gesteuert, dass die Größe eines
auf der fotoleitenden Trommel 8 erzeugten Strahlflecks
frei steuerbar ist.
-
In
der vorliegenden Ausführungsform
wurde Formel (4) zum Darstellen des gekrümmten Spiegelprofil verwendet,
es können
jedoch auch andere Formeln verwendet werden, so lange sie die gleiche
Form darstellen können.
-
Zweite Ausführungsform
-
10 zeigt
eine Strukturansicht der zweiten Ausführungsform des optischen Scanners
mit der Konfiguration gemäß Anspruch
15.
-
In 10 bezeichnen
Bezugszeichen 9 eine erste Lichtquelle zum Emittieren eines
Lichtstrahls mit einer Wellenlänge λ1, Bezugszeichen 10 eine
zweite Lichtquelle zum Emittieren eines Lichtstrahls mit einer Wellenlänge λ2, Bezugszeichen 11 eine
erste achsensymmetrische Linse zum Umwandeln des Lichts von der ersten
Lichtquelle 9 in konvergentes Licht und Bezugszeichen 12 eine
zweite achsensymmetrische Linse zum Umwandeln von Licht von der
zweiten Lichtquelle 10 in konvergentes Licht. Bezugszeichen 13 bezeichnet
eine erste zylindrische Linse, die ausschließlich eine Brechkraft in der
Nebenscanrichtung aufweist, zum Fokussieren des Lichtstrahls von
der ersten Lichtquelle 9 als Zeilenbild auf die Ablenkfläche. Bezugszeichen 14 bezeichnet
eine zweite zylindrische Linse, die ausschließlich eine Brechkraft in der
Nebenscanrichtung aufweist, zum Fokussieren des Lichtstrahls von
der zweiten Lichtquelle 10 als Zeilenbild auf die Ablenkfläche. Bezugszeichen 15 bezeichnet
einen dichroitischen Spiegel zum Transmittieren von Lichtstrahlen
mit der Wellenlänge λ1 und zum
Reflektieren von Lichtstrahlen mit der Wellenlänge λ2, Bezugszeichen 16 bezeichnet
einen Reflexionsspiegel, Bezugszeichen 17 einen Polygonspiegel
und Bezugszeichen 18 eine Dreh-Mittelachse des Polygonspiegels 17.
Bezugszeichen 19 bezeichnet einen gekrümmten Spiegel. Der gekrümmte Spiegel 19 hat eine
Form und eine Anordnung, die gemäß den numerischen
Beispielen 1 bis 4 der ersten Ausführungsform definiert sind.
Bezugszeichen 20 bezeichnet ein Diffraktionsgitter zum
Trennen der Lichtstrahlen mit den Wellenlängen λ1 und λ2 voneinander. Bezugszeichen 21 bezeichnet
eine fotoleitende Trommel.
-
Nachstehend
wird eine Funktionsweise des optischen Scanners mit der vorstehend
erwähnten
Konfiguration beschrieben. Lichtstrahlen mit zwei verschiedenen
Wellenlängen,
die durch den dichroitischen Spiegel 15 gemischt werden,
werden durch den Polygonspiegel 17 gescannt und durch den
gekrümmten
Spiegel 19 in konvergentes Licht umgewandelt. Ein auf das
Diffraktionsgitter 20 auftreffender Lichtstrahl wird durch
das Diffraktionsgitter in zwei Lichtstrahlen getrennt, und die beiden
Lichtstrahlen erzeugen Bilder auf der fotoleitenden Trommel 21.
Dadurch können
in einem Scanvorgang zwei Zeilen gleichzeitig gescannt werden. In
diesem Fall tritt im gekrümmten
Spiegel 19 keine chromatische Aberration auf. Daher erzeugen
beide durch das Diffraktionsgitter 20 getrennte Lichtstrahlen
ausgezeichnete Bilder auf der fotoleitenden Trommel 21.
In der vorliegenden Ausführungsform
wurde als Mischeinrichtung der dichroitische Spiegel verwendet,
es kann jedoch auch ein halbdurchlässiger Spiegel verwendet werden.
Außerdem
wurde als Lichttrenneinrichtung das Diffraktionsgitter verwendet,
es kann jedoch auch ein dichroitischer Spiegel verwendet werden.
-
In
der vorstehend beschriebenen Ausführungsform wurde mit Hilfe
einer Lichttrenneinrichtung ein zweizeiliger Scanvorgang ausgeführt, es
kann jedoch auch ein Mehrwellen-Scanvorgang
ohne Verwendung der Lichttrenneinrichtung ausgeführt werden.
-
Dritte Ausführungsform
-
11 zeigt
eine Strukturansicht eines Bildlesegeräts gemäß einer dritten Ausführungsform
mit der Konfiguration gemäß Patentanspruch
18.
-
In 11 bezeichnen
die Bezugszeichen 1 bis 7 die gleichen Elemente
wie im in 1 dargestellten optischen Scanner.
Bezugszeichen 22 bezeichnet eine Oberfläche, bezüglich der ein Lesevorgang ausgeführt wird,
Bezugszeichen 23 bezeichnet einen halbdurchlässigen Spiegel
zum Transmittieren von Lichtstrahlen von einer Lichtquelle 1 und
zum Reflektieren von von der Oberfläche 22 zurückkehrendem
Licht zu einem Erfassungssystem, Bezugszeichen 24 bezeichnet
einen Detektor und Bezugszeichen 25 ein optisches Erfassungssystem
zum Leiten von zurückkehrendem
Licht zum Detektor 24.
-
Wie
vorstehend beschrieben wurde, kann mit der vorliegenden Ausführungsform
des optischen Scanners ein kostengünstiges kleinformatiges Bildlesegerät mit hoher
Auflösung
erhalten werden.
-
Vierte Ausführungsform
-
12 zeigt
eine schematische Querschnittansicht zum Darstellen einer Bilderzeugungsvorrichtung mit
einem optischen Scanner der ersten oder zweiten Ausführungsform.
In 12 bezeichnet Bezugszeichen 26 eine fotoleitende
Trommel, deren Oberfläche
mit einer fotoleitenden Schicht bedeckt ist, in der sich die Ladungsmenge
bei Lichtbestrahlung ändert,
Bezugszeichen 27 bezeichnet eine primäre Ladeeinrichtung zum Bereitstellen
elektrostatischer Ionen auf der aufzuladenden Oberfläche der
lichtempfindlichen Schicht, Bezugszeichen 28 bezeichnet
eine Entwicklungseinheit zum Ermöglichen,
dass geladener Toner an einem Druckabschnitt anhaften kann, Bezugszeichen 29 bezeichnet
eine Ladungsübertragungseinrichtung
zum Übertragen
des derart anhaftenden Tonermaterials auf ein Papier, Bezugszeichen 30 bezeichnet
eine Reinigungseinrichtung zum Entfernen von Resttonermaterial,
Bezugszeichen 31 bezeichnet eine Fixiereinrichtung zum
Fixieren des auf das Papier übertragenen
Tonermaterials, Be zugszeichen 32 bezeichnet eine Papiervorratskassette,
Bezugszeichen 33 bezeichnet einen Lichtquellenblock mit
einem Halbleiterlaser, einer achsensymmetrischen Linse und einer
zylindrischen Linse, Bezugszeichen 34 bezeichnet einen
Polygonspiegel und Bezugszeichen 35 bezeichnet einen in
Verbindung mit der ersten Ausführungsform
beschriebenen gekrümmten
Spiegel.
-
Wie
vorstehend beschrieben wurde, kann unter Verwendung dieser Ausführungsform
des optischen Scanners eine kostengünstige und kleinformatige Bilderzeugungsvorrichtung
erhalten werden.
-
Fünfte
Ausführungsform
-
13 zeigt
eine schematische Querschnittansicht zum Darstellen einer Farbbilderzeugungsvorrichtung
mit einem optischen Scanner der ersten oder zweiten Ausführungsform.
-
In 13 bezeichnen
Bezugszeichen 36Y, 36M, 36C und 36B Bilderzeugungseinheiten,
die den Farben Gelb, Magenta, Cyan bzw. Schwarz zugeordnet sind.
Die Bilderzeugungseinheit 36Y weist auf: eine fotoleitende
Trommel 37Y, deren Oberfläche mit einer fotoleitenden
Schicht bedeckt ist, in der sich eine Ladungsmenge durch Lichtbestrahlung ändert, eine
primäre
Ladeeinrichtung 38Y zum Bereitstellen elektrostatischer Ionen
auf der Oberfläche
der aufzuladenden fotoleitenden Schicht, eine Entwicklungseinheit 39Y zum
Ermöglichen,
dass geladenes Tonermaterial an einem Druckabschnitt anhaftet, und
eine Reinigungseinrichtung 40Y zum Entfernen von Resttonermaterial.
Die Bilderzeugungseinheiten 36M, 36C und 36B für die anderen
Farben haben die gleiche Konfiguration wie die Bilderzeugungseinheit 36Y.
-
Bezugszeichen 41 bezeichnet
ein Übertragungsband
zum Übertragen
von auf den fotoleitenden Trommeln 37Y, 37M, 37C und 37B für die jeweiligen
Farben erzeugten Tonerbildern, Bezugszeichen 42 eine Tranfer-Charger-Einrichtung
zum Übertragen
des am Transportband 41 anhaftenden Tonermaterials auf
ein Papier, Bezugzeichen 43 eine Fixiervorrichtung zum
Fixieren des derart übertragenen
Tonermaterials auf dem Papier und Bezugszeichen 44 eine
Papiervorratskassette. Bezugszeichen 45 bezeichnet einen
Lichtquellenblock mit einem Halbleiterlaser, einer achsensymmetrischen
Linse und einer zylindrischen Linse, Bezugszeichen 46 einen
Polygonspiegel und Bezugszeichen 47 einen gekrümmten Spiegel,
für den
ein in Verbindung mit der ersten Ausführungsform beschriebener gekrümmter Spiegel
verwendet werden kann.
-
Wie
in 13 ersichtlich ist, sind die Bilderzeugungseinheit 36Y und
die anderen Bilderzeugungseinheiten, die den vier Farben zugeordnet
sind, in einer zylindrischen Konfiguration angeordnet. Die Bilderzeugungseinheit 36Y und
die anderen Bilderzeugungseinheiten werden jeweils gleichzeitig
um eine Mittelachse der zylindrischen Konfiguration gedreht, so
dass die fotoleitende Trommel 37Y und die anderen fotoleitenden Trommeln
nacheinander mit dem Übertragungsband 41 in
Kontakt kommen können.
Wenn die Bilderzeugungseinheit 36Y und die anderen Bilderzeugungseinheiten
aufeinanderfolgend gewechselt werden, wird auf der fotoleitenden
Trommel 37Y und die anderen fotoleitenden Trommeln unter
Verwendung des Lichtquellenblocks 45, des Polygonspiegels 46 und
des gekrümmten
Spiegels 47 ein elektrostatisches latentes Bild erzeugt.
Außerdem
werden durch die Entwicklungseinheit 39Y und die anderen
Entwicklungseinheiten jeweils Tonerbilder ezeugt. Die auf der fotoleitenden
Trommel 37Y und den anderen fotoleitenden Trommeln erzeugten
Tonerbilder der jeweiligen Farben werden sequenziell auf das Übertragungsband 41 übertragen.
Dadurch werden die Tonerbilder der jeweiligen Farben auf dem Übertragungsband überlagert,
und es wird ein Farbtonerbild erzeugt.
-
Der
optische Scanner mit dem Lichtquellenblock 45, dem Polygonspiegel 46 und
dem gekrümmten Spiegel 47 ist
derart konstruiert, dass der Reflexionswinkel des durch den gekrümmten Spiegel
reflektierten Lichtstrahls 30 Grad beträgt, was den optimalen Winkel
für die
vorliegende Ausführungsform
der Farbbilderzeugungsvorrichtung darstellt. Daher ist nur der gekrümmte Spiegel 47 in
der Nähe
der Mittelachse der zylindrischen Konfiguration angeordnet, und
der durch den gekrümmten
Spiegel 47 reflektierte Lichtstrahl wird direkt zur fotoleitenden
Trommel 37Y und zu den anderen fotoleitenden Trommeln geleitet.
-
Mit
der vorstehend beschriebenen Konfiguration kann eine kostengünstige,
kleinformatige Farbbilderzeugungsvorrichtung erhalten werden.
-
Industrielle Anwendbarkeit
-
Unter
Verwendung des erfindungsgemäßen optischen
Scanners besteht das zweite optische Bilderzeugssystem nur aus einem
gekrümmten
Spiegel, wobei der optische Scanner einen Lichtstrahl vom gekrümmten Spiegel
direkt zur fotoleitenden Trommel leitet, ohne dass ein Reflexionsspiegel
erforderlich ist, und wobei der gekrümmte Spiegel eine Form haben
kann, gemäß der er
relativ leicht herstellbar und vermessbar ist, so dass ein optischer
Scanner mit einer ausgezeichneten optischen Leistungsfähigkeit
erhalten werden kann.
