專(zhuān)利名稱(chēng)：級(jí)聯(lián)掃描光學(xué)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種級(jí)聯(lián)掃描光學(xué)系統(tǒng)，它具有沿著主掃描方向串聯(lián)設(shè)置并受控同步工作以實(shí)現(xiàn)寬掃描線的多個(gè)激光掃描光學(xué)系統(tǒng)。
已知有一種級(jí)聯(lián)掃描光學(xué)系統(tǒng)，它具有沿著主掃描方向串聯(lián)設(shè)置以實(shí)現(xiàn)寬掃描線的多個(gè)激光掃描光學(xué)系統(tǒng)。此類(lèi)型的掃描光學(xué)系統(tǒng)公開(kāi)在1986年1月20日出版的日本專(zhuān)利公開(kāi)說(shuō)明書(shū)No.61-11720中。此說(shuō)明書(shū)公開(kāi)了一種具有一對(duì)激光掃描光學(xué)系統(tǒng)的級(jí)聯(lián)掃描光學(xué)系統(tǒng)，每個(gè)激光掃描光學(xué)系統(tǒng)都有一個(gè)激光束發(fā)射器，一個(gè)用作偏轉(zhuǎn)裝置的多角鏡，一個(gè)fθ透鏡，等等。這對(duì)激光掃描光學(xué)系統(tǒng)被同步地驅(qū)動(dòng)，以便沿著光電導(dǎo)表面上的與感光鼓軸向平行延伸的公共線，向感光鼓的光電導(dǎo)表面(掃描表面)發(fā)射相應(yīng)的掃描激光束。這對(duì)掃描激光束分別掃描光電導(dǎo)表面上所述公共線的兩個(gè)相鄰區(qū)域，從而在一個(gè)寬的區(qū)域內(nèi)沿著主掃描方向掃描感光鼓的光電導(dǎo)表面。
在這種類(lèi)型的級(jí)聯(lián)掃描光學(xué)系統(tǒng)中存在著一個(gè)重要問(wèn)題，有待解決。也即從級(jí)聯(lián)掃描光學(xué)系統(tǒng)的一個(gè)激光掃描光學(xué)系統(tǒng)發(fā)射的掃描激光束在感光鼓上產(chǎn)生的一條掃描線，與從級(jí)聯(lián)掃描光學(xué)系統(tǒng)的另一個(gè)激光掃描光學(xué)系統(tǒng)發(fā)射的掃描激光束在感光鼓上產(chǎn)生的另一條掃描線，如何能夠精確地聯(lián)合，以使之在主掃描方向或分掃描方向上既不互相分離又不互相重疊，也即實(shí)現(xiàn)利用上述獨(dú)立掃描線的組合形成一條直的連續(xù)掃描線。
本發(fā)明的主要目的在于提供一種具有一調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的級(jí)聯(lián)掃描光學(xué)系統(tǒng)，該調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)用于在分掃描方向上調(diào)節(jié)入射在掃描表面上的每個(gè)掃描激光束的入射位置，以使一個(gè)激光掃描光學(xué)系統(tǒng)發(fā)出的掃描激光束產(chǎn)生的一條掃描線，與另一個(gè)激光掃描光學(xué)系統(tǒng)發(fā)出的激光束產(chǎn)生的另一掃描線沿著主掃描方向?qū)?zhǔn)，從而形成一條由所述兩條掃描線組合而成的直的連續(xù)寬掃描線。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種級(jí)聯(lián)掃描光學(xué)系統(tǒng)，它包括一對(duì)激光掃描光學(xué)系統(tǒng)，各具有一個(gè)激光束發(fā)射器和一個(gè)激光束偏轉(zhuǎn)器的，其中激光束發(fā)射器發(fā)出的激光束進(jìn)入激光束偏轉(zhuǎn)器，該激光束偏轉(zhuǎn)器使激光束進(jìn)行偏轉(zhuǎn)以?huà)呙枰粋€(gè)部件的表面，從而使該激光束在該表面上沿其上的公共線掃過(guò)此公共線上的各自區(qū)間；一對(duì)反射鏡，分別設(shè)置在這對(duì)激光掃描光學(xué)系統(tǒng)中，每個(gè)反射鏡都置于激光束偏轉(zhuǎn)器與所述部件之間的相應(yīng)光路中，以將入射到其上的激光束反射向所述表面；一對(duì)柱面透鏡，在分掃描方向上具有光焦度，分別設(shè)置在這對(duì)激光掃描光學(xué)系統(tǒng)中，每個(gè)柱面透鏡分別置于激光束發(fā)射器與激光束偏轉(zhuǎn)器之間的相應(yīng)光路中；第一機(jī)構(gòu)，用于調(diào)節(jié)該對(duì)反射鏡至少其一相對(duì)于該表面的角度；和第二機(jī)構(gòu)，用于調(diào)節(jié)該對(duì)柱面透鏡至少其一相對(duì)于相應(yīng)的一個(gè)激光束偏轉(zhuǎn)器的位置。通過(guò)這種設(shè)置，入射到所述部件表面的該對(duì)激光束至少其一的入射位置，可以分別用第一機(jī)構(gòu)和第二機(jī)構(gòu)在分掃描方向上進(jìn)行粗調(diào)和細(xì)調(diào)，以使這對(duì)激光掃描光學(xué)系統(tǒng)之一發(fā)出的激光束產(chǎn)生的一條掃描線，與這對(duì)激光掃描光學(xué)系統(tǒng)另一個(gè)發(fā)出的激光束產(chǎn)生的另一條掃描線，沿主掃描方向?qū)?zhǔn)，從而形成一條由所述兩條掃描線組合而成的直的連續(xù)寬掃描線。
優(yōu)選地，第一機(jī)構(gòu)用于在分掃描方向上調(diào)節(jié)由所述一對(duì)反射鏡至少其一所反射的激光束入射到所述表面上的入射位置，而第二機(jī)構(gòu)用于在分掃描方向上調(diào)節(jié)由所述一對(duì)柱面透鏡至少其一發(fā)出的激光束入射到相應(yīng)一個(gè)激光束偏轉(zhuǎn)器上的入射位置。
優(yōu)選地，設(shè)置在這對(duì)掃描光學(xué)系統(tǒng)每個(gè)中從激光束偏轉(zhuǎn)器到所述部件之間的相應(yīng)光路中的整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)的橫向放大率，預(yù)先設(shè)定為使得此橫向放大率的絕對(duì)值小于1。
優(yōu)選地，第一機(jī)構(gòu)用于調(diào)節(jié)該對(duì)反射鏡僅其一相對(duì)于所述表面的角度，而其中第二機(jī)構(gòu)用于調(diào)節(jié)每個(gè)柱面透鏡相對(duì)于激光束偏轉(zhuǎn)器相應(yīng)之一的位置。
優(yōu)選地，第二機(jī)構(gòu)用于通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)至少該對(duì)柱面透鏡之一，而調(diào)節(jié)該對(duì)柱面透鏡至少其一相對(duì)于相應(yīng)一個(gè)激光束偏轉(zhuǎn)器的傾斜角位置。
優(yōu)選地，第二機(jī)構(gòu)用于通過(guò)沿分掃描方向移動(dòng)至少該對(duì)柱面透鏡之一，而調(diào)節(jié)上述位置。
優(yōu)選地，所述部件是一個(gè)鼓，其外圍具有所述表面，其中多角鏡使激光束偏轉(zhuǎn)以?huà)呙杷霰砻?，從而使該激光束在所述表面上的沿該鼓軸向延伸的公共線上掃過(guò)各自的公共線區(qū)間。
優(yōu)選地，所述激光束偏轉(zhuǎn)器是一個(gè)多角鏡。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種級(jí)聯(lián)掃描光學(xué)系統(tǒng)，它包括一對(duì)激光掃描光學(xué)系統(tǒng)，各有一個(gè)激光束發(fā)射器和一個(gè)多角鏡，其中激光束發(fā)射器發(fā)出的激光束進(jìn)入多角鏡，而該多角鏡使此激光束偏轉(zhuǎn)以?huà)呙枰粋€(gè)鼓的表面，從而使該激光束在該表面上的沿該鼓軸向延伸的公共線上掃過(guò)各自的公共線區(qū)間；一對(duì)反射鏡，分別設(shè)置在這對(duì)激光掃描光學(xué)系統(tǒng)中，每個(gè)反射鏡都置于多角鏡與該鼓之間的相應(yīng)光路中，以將入射到其上的激光束反射向所述表面；一對(duì)柱面透鏡，在分掃描方向上具有光焦度，分別設(shè)置在這對(duì)激光掃描光學(xué)系統(tǒng)中，每個(gè)柱面透鏡分別置于激光束發(fā)射器與多角鏡之間的相應(yīng)光路中；第一調(diào)節(jié)裝置，用于調(diào)節(jié)該對(duì)反射鏡之一相對(duì)于該表面的角度；第二調(diào)節(jié)裝置，用于調(diào)節(jié)該對(duì)柱面透鏡之一相對(duì)于相應(yīng)一個(gè)激光束偏轉(zhuǎn)器的位置；和第三調(diào)節(jié)裝置，用于調(diào)節(jié)另一柱面透鏡相對(duì)于另一多角鏡的位置。
下面參照附圖對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)描述，附圖中相同的標(biāo)記表示相同的部件，其中

圖1為采用本發(fā)明的級(jí)聯(lián)掃描光學(xué)系統(tǒng)的第一實(shí)施例的透視圖，其中只畫(huà)出了主要元件；圖2是采用本發(fā)明的級(jí)聯(lián)掃描光學(xué)系統(tǒng)的第二實(shí)施例的透視圖，其中只畫(huà)出了主要元件；圖3是圖2所示級(jí)聯(lián)掃描光學(xué)系統(tǒng)從圖2左側(cè)觀看的側(cè)視圖；圖4是圖1或2所示級(jí)聯(lián)掃描光學(xué)系統(tǒng)中設(shè)置的每個(gè)激光掃描光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)圖；圖5是反射鏡角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的一個(gè)實(shí)施例的透視圖；圖6是圖5所示機(jī)構(gòu)的剖視圖，沿著圖5所示VI-VI線剖開(kāi)；圖7是一個(gè)柱面透鏡位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的透視圖；以及圖8是設(shè)置在圖1或圖2所示級(jí)聯(lián)掃描光學(xué)系統(tǒng)中的激光準(zhǔn)直單元的剖面圖。
圖1顯示了級(jí)聯(lián)掃描光學(xué)系統(tǒng)的第一實(shí)施例，它用于掃描設(shè)置在激光打印機(jī)中的感光鼓(轉(zhuǎn)動(dòng)部件)10的光電導(dǎo)表面。該級(jí)聯(lián)掃描光學(xué)系統(tǒng)具有一對(duì)激光掃描光學(xué)系統(tǒng)，即第一掃描光學(xué)系統(tǒng)20A和第二掃描光學(xué)系統(tǒng)20B。第一和第二光學(xué)系統(tǒng)20A和20B都設(shè)計(jì)為非遠(yuǎn)心系統(tǒng)，以使第一和第二光學(xué)系統(tǒng)20A和20B每個(gè)發(fā)出的掃描激光束相對(duì)于感光鼓10的光電導(dǎo)表面的入射角，隨著掃描激光束的掃描光斑在光電導(dǎo)表面上沿主掃描方向位置的變化而改變。第一和第二掃描光學(xué)系統(tǒng)20A和20B設(shè)置有相同的光學(xué)元件或部件，即第一掃描光學(xué)系統(tǒng)20A設(shè)置有一個(gè)用作激光束發(fā)射器的激光準(zhǔn)直單元21A，一個(gè)柱面透鏡23A，一個(gè)多角鏡(激光束偏轉(zhuǎn)器)24A，一個(gè)fθ透鏡組25A，一個(gè)輔助透鏡26A和一個(gè)反射鏡27A；而第二掃描光學(xué)系統(tǒng)20B設(shè)置有一個(gè)用作激光束發(fā)射器的激光準(zhǔn)直單元21B，一個(gè)柱面透鏡23B，一個(gè)多角鏡(激光束偏轉(zhuǎn)器)24B，一個(gè)fθ透鏡組25B，一個(gè)輔助透鏡26B和一個(gè)反射鏡27B。fθ透鏡組25A和25B分別包括兩個(gè)透鏡元件，如圖1所示。第一和第二掃描光學(xué)系統(tǒng)20A和20B沿平行于感光鼓10軸向的方向并排設(shè)置，并由公共殼體35支撐在其內(nèi)部平面表面上。
激光準(zhǔn)直單元21A和21B是相同的。圖8顯示了激光準(zhǔn)直單元21A(21B)。單元21A和21B各具有一個(gè)激光二極管LD和一個(gè)含有一對(duì)透鏡元件的準(zhǔn)直透鏡組22A和22B。
在第一和第二掃描光學(xué)系統(tǒng)20A和20B每一個(gè)中，激光二極管LD發(fā)出的激光束通過(guò)準(zhǔn)直透鏡組22A或22B準(zhǔn)直。之后，該準(zhǔn)直激光束入射到位于相應(yīng)激光準(zhǔn)直單元21A或21B前方的柱面透鏡23A和23B上。激光準(zhǔn)直透鏡23A和23B在分掃描方向上具有光焦度，以使入射于其上的激光束光斑沿該方向拉長(zhǎng)，進(jìn)而入射到相應(yīng)的多角鏡24A或24B上。分別驅(qū)動(dòng)多角鏡24A或24B進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使入射其上的激光束在主掃描方向上偏轉(zhuǎn)，分別通過(guò)fθ透鏡組25A和25B以及輔助透鏡26A和26B投射向反射鏡27A和27B。隨后，投射到反射鏡27A和27B的激光束由其反射向感光鼓10，從而沿主掃描方向?qū)ζ鋻呙琛?br> 每個(gè)輔助透鏡26A和26B主要在分掃描方向上具有光焦度。為了減小級(jí)聯(lián)掃描光學(xué)系統(tǒng)的尺寸，可以省略掉每個(gè)輔助透鏡26A和26B。在此情況下，fθ透鏡組25A和25B分別被設(shè)計(jì)成具有與輔助透鏡26A和26B光焦度相似的光焦度。
多角鏡24A沿順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，而多角鏡24B沿逆時(shí)針?lè)较?，如圖1所示。也即多角鏡24A和24B沿相反的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，以使其從感光鼓10光電導(dǎo)表面的大致中心沿相反的方向向著相對(duì)兩端掃描該感光鼓的光電導(dǎo)表面。反射鏡28A固定設(shè)置在殼體35中，其位置為，當(dāng)多角鏡24A旋轉(zhuǎn)時(shí)，在每一次掃描中掃描激光束通過(guò)輔助透鏡26A和反射鏡27A而入射到感光鼓10的光電導(dǎo)表面之前，它能夠接收到來(lái)自fθ透鏡組25A的掃描激光束。由反射鏡28A反射的激光束入射到一激光束探測(cè)器29A上，該探測(cè)器固定設(shè)置在殼體35中與反射鏡28A相對(duì)的位置處。類(lèi)似地，反射鏡28B固定設(shè)置在殼體35中，其位置為，當(dāng)多角鏡24B旋轉(zhuǎn)時(shí)，在每一次掃描中掃描激光束通過(guò)輔助透鏡26B和反射鏡27B而入射到感光鼓10的光電導(dǎo)表面之前，它能夠接收到來(lái)自fθ透鏡組25B的掃描激光束。由反射鏡28B反射的激光束入射到一激光束探測(cè)器29B上，該探測(cè)器固定設(shè)置在殼體35中與反射鏡28B相對(duì)的位置處。
圖2和3顯示了一個(gè)與第一實(shí)施例類(lèi)似的，用于掃描感光鼓10光電導(dǎo)表面的級(jí)聯(lián)掃描光學(xué)系統(tǒng)的第二實(shí)施例。該級(jí)聯(lián)掃描光學(xué)系統(tǒng)的第二實(shí)施例也設(shè)置有一對(duì)激光掃描光學(xué)系統(tǒng)，即第一掃描光學(xué)系統(tǒng)20A和第二掃描光學(xué)系統(tǒng)20B。第一和第二光學(xué)系統(tǒng)20A和20B都被設(shè)計(jì)成遠(yuǎn)心系統(tǒng)，以使第一和第二光學(xué)系統(tǒng)20A和20B每個(gè)所發(fā)出的掃描激光束，總是沿著垂直于感光鼓10旋轉(zhuǎn)軸10a的方向(即垂直于感光鼓10軸向的方向)，特別是沿正交于感光鼓10母線的方向，入射到感光鼓10的光電導(dǎo)表面上。
該第一和第二光學(xué)系統(tǒng)20A和20B分別由殼體35A和35B支撐，該兩殼體彼此平行設(shè)置，并且既在垂直方向(圖3所示垂直方向)上也在感光鼓10的軸向上彼此分離。而且，殼體35A和35B設(shè)置在如圖3所示水平方向的不同位置處。
在此第二實(shí)施例中，沒(méi)有設(shè)置第一實(shí)施例中所采用的輔助透鏡26A和26B。替代地，在第一和第二掃描光學(xué)系統(tǒng)20A和20B中，分別設(shè)置有聚焦透鏡30A和30B。
這里提供了一個(gè)用作分束器的狹長(zhǎng)且固定的半反射鏡31，它在主掃描方向上沿著第一和第二掃描光學(xué)系統(tǒng)20A和20B延伸。該半反射鏡31位于聚焦透鏡30A之前，并使之相對(duì)于聚焦透鏡30A和半反射鏡31之間的激光束光路成近似45°角傾斜設(shè)置，從而使來(lái)自于聚焦透鏡30A的激光束入射到半反射鏡31的一面(第一面)。來(lái)自聚焦透鏡30A的激光束直接入射在半反射鏡31上，此入射激光束的一部分透過(guò)半反射鏡31，而其余部分經(jīng)半反射鏡31反射而入射到感光鼓10的光電導(dǎo)表面上。
這里提供了一個(gè)固定的狹長(zhǎng)反射鏡32，它沿主掃描方向平行于半反射鏡31延伸，位于聚焦透鏡30B之前半反射鏡31的上方，并使之相對(duì)于聚焦透鏡30B和反射鏡32之間的激光束光路成近45°角傾斜設(shè)置，以便使反射鏡32反射的激光束入射到半反射鏡31的另一面(第二面)。來(lái)自于聚焦透鏡30B的激光束直接入射到反射鏡32上，經(jīng)其全部反射后入射到半反射鏡31上。來(lái)自于聚焦透鏡30B并由反射鏡32全部反射的激光束，沿著正交于來(lái)自聚焦透鏡30A的激光束(即第一掃描光學(xué)系統(tǒng)20A發(fā)出的激光束)入射到半反射鏡31的方向，入射到半反射鏡31上。反射鏡32由殼體35B支撐，而半反射鏡31由相對(duì)于兩殼體35A和35B固定的支撐部件(未示出)支撐。
如圖2所示，反射鏡32的長(zhǎng)度應(yīng)足以接收從聚焦透鏡30B發(fā)出的激光束，而半反射鏡31的長(zhǎng)度比反射鏡32要長(zhǎng)得多，約為反射鏡32長(zhǎng)度的兩倍，以接收從第一和第二掃描光學(xué)系統(tǒng)20A和20B發(fā)出的全部激光束。
由激光準(zhǔn)直單元21A發(fā)出并隨后由多角鏡24A反射的激光束，由fθ透鏡組25A會(huì)聚在主掃描和分掃描方向上。此會(huì)聚激光束然后由聚焦透鏡30A準(zhǔn)直成一條準(zhǔn)直激光束，在表示fθ透鏡特征的等式“y＝fθ”中的“θ”等于零(θ＝0)情況下，該準(zhǔn)直激光束沿著平行于fθ透鏡組25A與聚焦透鏡30A之間的最短光路40A的方向傳播。此準(zhǔn)直激光束入射在半反射鏡31上。
類(lèi)似地，由激光準(zhǔn)直單元21B發(fā)出并隨后由多角鏡24B反射的激光束，由fθ透鏡組25B會(huì)聚在主掃描和分掃描方向上。然后，此會(huì)聚激光束由聚焦透鏡30B準(zhǔn)直成一條準(zhǔn)直激光束，在表示fθ透鏡特征的等式“y＝fθ”中的“θ”等于零(θ＝0)情況下，該準(zhǔn)直激光束沿著平行于fθ透鏡組25B與聚焦透鏡30B之間的最短光路40B的方向傳播。此準(zhǔn)直激光束入射在反射鏡32上。
按照上述設(shè)置，由聚焦透鏡30A發(fā)出并由半反射鏡31部分反射的激光束，和由聚焦透鏡30B發(fā)出并由反射鏡32反射進(jìn)而部分透過(guò)半反射鏡31的另一激光束，在一共同的平面內(nèi)分別傳播，并總是以垂直于感光鼓10旋轉(zhuǎn)軸10a的方向，特別是以正交于感光鼓10母線的方向，入射在感光鼓10的光電導(dǎo)表面上，并且相應(yīng)地，第一和第二掃描光學(xué)系統(tǒng)20A和20B都是遠(yuǎn)心系統(tǒng)。
在此第二實(shí)施例中，與第一實(shí)施例類(lèi)似，多角鏡24A以順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，而多角鏡24B以逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。也就是說(shuō)，多角鏡24A和24B以相反的旋轉(zhuǎn)方向進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，以便從感光鼓10光電導(dǎo)表面的大致中心，沿著相反方向朝著相應(yīng)的相對(duì)兩端對(duì)其進(jìn)行掃描。而且，反射鏡28A和28B及激光束探測(cè)器29A和29B，分別設(shè)置在殼體35A和35B中，類(lèi)似于第一實(shí)施例。
根據(jù)給定的圖象數(shù)據(jù)分別控制激光束發(fā)射器21A和21B，以對(duì)其激光發(fā)射進(jìn)行開(kāi)或關(guān)，從而在感光鼓10的光電導(dǎo)表面上產(chǎn)生一相應(yīng)圖象(電荷潛象)，然后根據(jù)電子照相方法將產(chǎn)生在感光鼓10光電導(dǎo)表面上的該圖象轉(zhuǎn)印到平面紙張上。
在第一和第二實(shí)施例中，第一掃描光學(xué)系統(tǒng)20A發(fā)出的掃描激光束和第二掃描光學(xué)系統(tǒng)20B發(fā)出的另一掃描激光束，分別投射到感光鼓10的光電導(dǎo)表面上，最好是投射到沿感光鼓10軸向延伸的公共線上并位于此公共線上相應(yīng)的不同相鄰區(qū)間，從而在感光鼓10的光電導(dǎo)表面上形成一條直的連續(xù)的寬掃描線。就是說(shuō)，利用激光束探測(cè)器29A和29B等同步地控制多角鏡24A和24B，使第一掃描光學(xué)系統(tǒng)20A發(fā)出的掃描激光束光斑的掃描起始點(diǎn)與第二掃描光學(xué)系統(tǒng)發(fā)出的掃描激光束光斑的掃描起始點(diǎn)，在感光鼓10的光電導(dǎo)表面上恰當(dāng)而精確地鄰接；并使這兩個(gè)光斑沿主掃描方向彼此分離地反方向移動(dòng)，從而在感光鼓10的光電導(dǎo)表面上形成一條寬的掃描線。通過(guò)感光鼓10與各多角鏡24A，24B的轉(zhuǎn)動(dòng)同步地進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，在感光鼓10的光電導(dǎo)表面上產(chǎn)生一組寬掃描線，從而在感光鼓10的光電導(dǎo)表面上獲得一定圖象(電荷潛象)。
級(jí)聯(lián)掃描光學(xué)系統(tǒng)的第一和第二實(shí)施例都具有一個(gè)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，用于調(diào)節(jié)入射到感光鼓10光電導(dǎo)表面上的各掃描激光束(即第一和第二掃描光學(xué)系統(tǒng)20A和20B發(fā)出的激光束)沿分掃描方向的入射位置，以使第一掃描光學(xué)系統(tǒng)20A發(fā)出的激光束產(chǎn)生的一條掃描線，與第二掃描光學(xué)系統(tǒng)20B發(fā)出的激光束產(chǎn)生的另一掃描線，在主掃描方向進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)，從而形成一條由所述掃描線組合而成的直的連續(xù)寬掃描線。該調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括一個(gè)第一機(jī)構(gòu)，用于調(diào)節(jié)柱面透鏡23A和23B至少其一的位置或角度；和一個(gè)第二機(jī)構(gòu)，用于調(diào)節(jié)反射鏡(27A，27B，31或32)至少其一的角度。下面詳細(xì)討論此第一和第二機(jī)構(gòu)。
圖4說(shuō)明如何利用所設(shè)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)在分掃描方向上移動(dòng)投射在感光鼓10光電導(dǎo)表面上的這對(duì)掃描激光束每個(gè)的入射位置。
由圖4可知，入射到感光鼓10光電導(dǎo)表面上的該對(duì)掃描激光束每個(gè)的入射位置，可以通過(guò)調(diào)節(jié)第一實(shí)施例中相應(yīng)反射鏡27A或27B的角度，或通過(guò)調(diào)節(jié)第二實(shí)施例中半反射鏡31和反射鏡32相應(yīng)一個(gè)的角度，在分掃描方向上加以調(diào)節(jié)。每個(gè)反射鏡(27A，27B，31或32)的角度，可以通過(guò)使它們?cè)诜謷呙璺较騼A斜而加以調(diào)節(jié)。由反射鏡(27A，27B，31或32)反射而入射到感光鼓10上的激光束，相對(duì)于該反射鏡入射激光束的角度之變化，是該反射鏡本身角度變化的兩倍，從而通過(guò)調(diào)節(jié)第一實(shí)施例中相應(yīng)反射鏡27A或27B的角度或者通過(guò)調(diào)節(jié)第二實(shí)施例中半反射鏡31和反射鏡32相應(yīng)一個(gè)，可以在分掃描方向上粗調(diào)入射到感光鼓10光電導(dǎo)表面上的該對(duì)掃描激光束每個(gè)的入射位置。
入射到感光鼓10光電導(dǎo)表面上的該對(duì)掃描激光束每個(gè)的入射位置，也可以通過(guò)調(diào)節(jié)相應(yīng)柱面透鏡23A或23B的位置或角度，在分掃描方向上加以調(diào)節(jié)。柱面透鏡23A和23B每個(gè)的位置或角度，可以通過(guò)相對(duì)于相應(yīng)多角鏡24A或24B移動(dòng)該柱面透鏡，或通過(guò)圍繞其光軸上一點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)該柱面透鏡，而進(jìn)行調(diào)節(jié)。
優(yōu)選地，在第一和第二掃描光學(xué)系統(tǒng)20A和20B中，設(shè)置在多角鏡24A(或24B)與感光鼓10之間光路上的整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)，在分掃描方向的橫向放大率“m”的絕對(duì)值應(yīng)該小于1，即最好滿(mǎn)足下式|m|＜1其中“m”是設(shè)置在多角鏡24A(或24B)與感光鼓10之間光路上的整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)在分掃描方向的橫向放大率。
普通的象變fθ透鏡一般有一個(gè)大的橫向放大率(放大光學(xué)系統(tǒng))，這是因?yàn)橄笞僨θ透鏡的聚光本領(lǐng)集中在其朝向多角鏡的一側(cè)。由于這一原因，即使相應(yīng)的柱面透鏡稍微傾斜或偏心，從象變fθ透鏡的激光束發(fā)出的朝向感光鼓的激光束也會(huì)大加傾斜，相應(yīng)地象變fθ透鏡的圖象質(zhì)量將大大降低。考慮到這個(gè)事實(shí)，最好使第一和第二掃描光學(xué)系統(tǒng)20A和20B每個(gè)在其fθ透鏡組(25A或25B)與感光鼓10之間的光路中，都設(shè)置一個(gè)主要在分掃描方向具有光焦度的透鏡(細(xì)長(zhǎng)透鏡)，以使設(shè)置在多角鏡24A(或24B)與感光鼓10之間光路中的整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)聚光本領(lǐng)移向感光鼓10一側(cè)。通過(guò)這種主要在分掃描方向具有光焦度的透鏡，可以滿(mǎn)足前述公式“|m|＜1”，從而通過(guò)調(diào)節(jié)相應(yīng)柱面透鏡23A或23B的位置，可以在分掃描方向上精細(xì)調(diào)節(jié)投射到感光鼓10光電導(dǎo)表面上的所述一對(duì)掃描激光束每個(gè)的入射位置。投射到感光鼓10光電導(dǎo)表面上的這對(duì)掃描激光束每個(gè)的入射位置的位移量，在該相應(yīng)柱面透鏡23A(或23B)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)比其平移時(shí)要小。
在第一和第二實(shí)施例中，用于調(diào)節(jié)柱面透鏡23A或23B位置或角度的機(jī)構(gòu)(即前述第一機(jī)構(gòu))最好僅設(shè)置于或者第一或者第二掃描光學(xué)系統(tǒng)20A或20B中，而用于調(diào)節(jié)反射鏡27A，27B，31或32角度的機(jī)構(gòu)(即前述第二機(jī)構(gòu))最好在第一和第二掃描光學(xué)系統(tǒng)20A和20B每個(gè)中都設(shè)有。根據(jù)這種設(shè)置，盡管柱面透鏡23A和23B之一是固定而不可調(diào)節(jié)的，但是投射到感光鼓10光電導(dǎo)表面上的該對(duì)掃描激光束之一的入射位置，可以由第一機(jī)構(gòu)相對(duì)于投射到感光鼓10光電導(dǎo)表面上的該對(duì)掃描激光束另一個(gè)的入射位置進(jìn)行精細(xì)調(diào)節(jié)，從而使投射到感光鼓10光電導(dǎo)表面上的該對(duì)掃描激光束每個(gè)的入射位置在利用第二機(jī)構(gòu)粗調(diào)之后，可實(shí)現(xiàn)利用第一機(jī)構(gòu)的精細(xì)調(diào)節(jié)操作。根據(jù)這種設(shè)置，調(diào)節(jié)操作可以很容易地進(jìn)行，同時(shí)由于第一機(jī)構(gòu)僅設(shè)置于或者第一或者第二掃描光學(xué)系統(tǒng)20A或20B中，故而降低了制造成本。
圖5和6顯示了前文所述的用于調(diào)節(jié)反射鏡27A，27B，31或32角度的第二機(jī)構(gòu)的一個(gè)實(shí)施例。在圖5和圖6中，其角度將由第二機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)的反射鏡27A，27B，31或32都用字母“M”表示。用于支撐反射鏡M的支撐部件41固定于相應(yīng)的殼體35，35A或35B上。反射鏡M的相對(duì)兩端各由一個(gè)相應(yīng)的彈簧片42壓偏向在支撐部件41上形成的斜削表面41a。反射鏡M在其相對(duì)兩端設(shè)有一個(gè)朝著相應(yīng)斜削表面41a的基準(zhǔn)表面43。一個(gè)調(diào)節(jié)螺絲44擰在支撐部件41上的各斜削表面41a附近，以使每個(gè)螺絲44的頭部接觸到相應(yīng)的基準(zhǔn)表面43。在沒(méi)有螺絲44擰入支撐部件41時(shí)，反射鏡M的基準(zhǔn)表面43在彈簧片42偏置力的作用下分別緊貼在斜削表面41a上。在每個(gè)螺絲44都擰入支撐部件41中時(shí)，各螺絲44的頭部緊貼在相應(yīng)的基準(zhǔn)表面43上，以使每個(gè)基準(zhǔn)表面43與相應(yīng)的斜削表面41a分開(kāi)，且反射鏡M相對(duì)于斜削表面41a的角度隨著各螺絲44的擰出而增大。于是，反射鏡M相對(duì)于感光鼓10光電導(dǎo)表面的角度，可以通過(guò)調(diào)節(jié)每個(gè)螺絲44的擰入量而得到調(diào)節(jié)。對(duì)于反射鏡27A，27B或32，殼體35，35A或35B上都設(shè)置有大致沿感光鼓10軸向延伸的狹長(zhǎng)開(kāi)口46(見(jiàn)圖5)，以便讓入射到反射鏡M上的激光束通過(guò)該開(kāi)口46投射向感光鼓10。帶有插入孔47a的蓋板47固定在殼體35，35A或35B上。調(diào)節(jié)工具48通過(guò)插入孔47a插入殼體35，35A或35B內(nèi)，以轉(zhuǎn)動(dòng)螺絲44。通過(guò)采用這種類(lèi)型的第二調(diào)節(jié)2機(jī)構(gòu)，反射鏡M相對(duì)于感光鼓10光電導(dǎo)表面的角度可以得到粗調(diào)。
圖7顯示了前述用于調(diào)節(jié)柱面透鏡23A或23B角度的第一機(jī)構(gòu)的一個(gè)實(shí)施例。位置有待調(diào)節(jié)的柱面透鏡23A和23B被固定于一個(gè)具有一軌道部分53的托架51上。基座部件52固定在殼體35，35A和35B上?；考?2設(shè)有一個(gè)導(dǎo)引槽52a，它沿著垂直于相應(yīng)的激光準(zhǔn)直單元21A或21B與多角鏡24A或24B之間光路的方向(即分掃描方向)延伸。軌道部分53可滑動(dòng)地配合在導(dǎo)引槽52a中，以使由托架51支撐的柱面透鏡23A或23B在垂直于相應(yīng)激光準(zhǔn)直單元21A或21B與多角鏡24A或24B之間光路的方向得以導(dǎo)引。平行于導(dǎo)引槽52a延伸的導(dǎo)引螺釘54由基座部件52可轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐。用于手動(dòng)旋轉(zhuǎn)導(dǎo)引螺釘54的把手54a固定于導(dǎo)引螺釘54的頂端。托架51具有一個(gè)臂部51a，其上固定有一個(gè)內(nèi)環(huán)具有陰螺紋(未示出)的柱形部件55。柱形部件55配合在導(dǎo)引螺釘54上，其陰螺紋與導(dǎo)引螺釘54相嚙合，從而通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)把手54a可使柱面透鏡23A或23B沿分掃描方向移動(dòng)。采用這種類(lèi)型的第一調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，可以精確地調(diào)節(jié)柱面透鏡23A或23B相對(duì)于相應(yīng)多角鏡24A或24B的位置。
對(duì)本文所述的本發(fā)明特定實(shí)施例可作出顯而易見(jiàn)的變化，這種改變?nèi)栽诒景l(fā)明構(gòu)思和權(quán)利要求書(shū)的范圍之內(nèi)。這表明，此說(shuō)明書(shū)的所有內(nèi)容只是說(shuō)明性的，它并不限定本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種級(jí)聯(lián)掃描光學(xué)系統(tǒng)，包括一對(duì)激光掃描光學(xué)系統(tǒng)，各有一個(gè)激光束發(fā)射器和一個(gè)激光束偏轉(zhuǎn)器，其中所述激光束發(fā)射器發(fā)射的激光束進(jìn)入所述激光束偏轉(zhuǎn)器，從而所述激光束偏轉(zhuǎn)器偏轉(zhuǎn)所述激光束以?huà)呙枰粋€(gè)部件的表面，使得所述激光束投射到所述表面上的一條公共線上并位于所述公共線的相應(yīng)區(qū)間內(nèi)；一對(duì)反射鏡，分別置于所述一對(duì)激光掃描光學(xué)系統(tǒng)中，所述一對(duì)反射鏡各位于所述激光束偏轉(zhuǎn)器與所述部件之間的相應(yīng)光路中，以把入射到其上的激光束反射向所述表面；一對(duì)在分掃描方向具有光焦度的柱面透鏡，分別設(shè)置在所述一對(duì)激光掃描光學(xué)系統(tǒng)中，所述一對(duì)柱面透鏡各位于所述激光束發(fā)射器與所述激光束偏轉(zhuǎn)器之間的相應(yīng)光路中；用于調(diào)節(jié)所述一對(duì)反射鏡至少其一相對(duì)于所述表面角度的第一機(jī)構(gòu)；和用于調(diào)節(jié)所述一對(duì)柱面透鏡至少其一相對(duì)于相應(yīng)一個(gè)所述激光束偏轉(zhuǎn)器的位置的第二機(jī)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的級(jí)聯(lián)掃描光學(xué)系統(tǒng)，其中調(diào)節(jié)所述第一機(jī)構(gòu)，是為了在分掃描方向調(diào)節(jié)由所述一對(duì)反射鏡至少其一所反射的激光束入射到所述表面上的入射位置，且其中調(diào)節(jié)所述第二機(jī)構(gòu)，是為了在分掃描方向上調(diào)節(jié)來(lái)自所述一對(duì)柱面透鏡至少其一的激光束入射到所述相應(yīng)一個(gè)激光束偏轉(zhuǎn)器上的入射位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的級(jí)聯(lián)掃描光學(xué)系統(tǒng)，其中設(shè)置在所述一對(duì)掃描光學(xué)系統(tǒng)每個(gè)中在所述激光束偏轉(zhuǎn)器與所述部件之間相應(yīng)光路中的整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)的橫向放大率預(yù)先設(shè)定為使得所述橫向放大率的絕對(duì)值小于1。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的級(jí)聯(lián)掃描光學(xué)系統(tǒng)，其中所述第一機(jī)構(gòu)用于只調(diào)節(jié)所述一對(duì)反射鏡其一相對(duì)于所述表面的角度，而其中所述第二機(jī)構(gòu)用于調(diào)節(jié)每個(gè)所述柱面透鏡相對(duì)于所述相應(yīng)一個(gè)激光束偏轉(zhuǎn)器的位置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的級(jí)聯(lián)掃描光學(xué)系統(tǒng)，其中所述第二機(jī)構(gòu)通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)所述一對(duì)柱面透鏡的所述至少其一，來(lái)調(diào)節(jié)它相對(duì)于所述相應(yīng)一個(gè)激光束偏轉(zhuǎn)器的傾斜角位置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的級(jí)聯(lián)掃描光學(xué)系統(tǒng)，其中所述第二機(jī)構(gòu)通過(guò)沿分掃描方向移動(dòng)所述一對(duì)柱面透鏡的所述至少其一來(lái)調(diào)節(jié)所述位置。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的級(jí)聯(lián)掃描光學(xué)系統(tǒng)，其中所述部件是一個(gè)其外圍具有所述表面的鼓，其中所述多角鏡使所述激光束偏轉(zhuǎn)以?huà)呙杷霰砻?，以使所述激光束投射到所述表面上沿所述鼓軸向延伸的所述公共線上，并位于所述公共線的相應(yīng)區(qū)間內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的級(jí)聯(lián)掃描光學(xué)系統(tǒng)，其中所述激光束偏轉(zhuǎn)器是一個(gè)多角鏡。
9.一種級(jí)聯(lián)掃描光學(xué)系統(tǒng)，包括一對(duì)激光掃描光學(xué)系統(tǒng)，各有一個(gè)激光束發(fā)射器和一個(gè)多角鏡，其中所述激光束發(fā)射器發(fā)射的激光束進(jìn)入所述多角鏡，從而所述多角鏡偏轉(zhuǎn)所述激光束以?huà)呙枰粋€(gè)鼓的表面，使得所述激光束投射到所述表面上的一條沿所述鼓軸向延伸的公共線上并位于所述公共線的相應(yīng)區(qū)間內(nèi)；一對(duì)反射鏡，分別置于所述一對(duì)激光掃描光學(xué)系統(tǒng)中，所述一對(duì)反射鏡各位于所述激光束偏轉(zhuǎn)器與所述部件之間的相應(yīng)光路中，以把入射到其上的激光束反射向所述表面；一對(duì)在分掃描方向具有光焦度的柱面透鏡，分別設(shè)置在所述一對(duì)激光掃描光學(xué)系統(tǒng)中，所述一對(duì)柱面透鏡各位于所述激光束發(fā)射器與所述多角鏡之間的相應(yīng)光路中；一個(gè)第一調(diào)節(jié)裝置，用于調(diào)節(jié)所述一對(duì)反射鏡之一相對(duì)于所述表面的角度；一個(gè)第二調(diào)節(jié)裝置，用于調(diào)節(jié)所述一對(duì)柱面透鏡之一相對(duì)于相應(yīng)一個(gè)所述多角鏡的位置；和一個(gè)第三調(diào)節(jié)裝置，用于調(diào)節(jié)所述一對(duì)柱面透鏡的另一個(gè)相對(duì)于另一個(gè)所述多角鏡的位置。
全文摘要
一種級(jí)聯(lián)掃描光學(xué)系統(tǒng),包括:一對(duì)激光掃描光學(xué)系統(tǒng),各有一激光束發(fā)射器和一激光束偏轉(zhuǎn)器,其中激光束發(fā)射器發(fā)射的激光束進(jìn)入激光束偏轉(zhuǎn)器,激光束偏轉(zhuǎn)器偏轉(zhuǎn)所述激光束以?huà)呙枰粋€(gè)部件的表面,使得所述激光束投射到所述表面上的一條公共線上并位于所述公共線的相應(yīng)區(qū)間內(nèi);一對(duì)反射鏡;一對(duì)在分掃描方向具有光焦度的柱面透鏡;用于調(diào)節(jié)該對(duì)反射鏡至少其一的第一機(jī)構(gòu);和用于調(diào)節(jié)該對(duì)柱面透鏡至少其一的第二機(jī)構(gòu)。
文檔編號(hào)H04N1/113GK1176398SQ9711759
公開(kāi)日1998年3月18日 申請(qǐng)日期1997年9月4日 優(yōu)先權(quán)日1996年9月5日
發(fā)明者高野正壽, 高杉英次, 菊地信司, 佐藤勉, 齋藤裕行, 荒木佳幸, 飯間光規(guī), 佐佐木隆, 飯隆之 申請(qǐng)人:旭光學(xué)工業(yè)株式會(huì)社