光學(xué)掃描裝置和使用該光學(xué)掃描裝置的成像設(shè)備的制作方法

專(zhuān)利名稱(chēng)：光學(xué)掃描裝置和使用該光學(xué)掃描裝置的成像設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光學(xué)掃描裝置和使用該光學(xué)掃描裝置的成像設(shè)備。本發(fā)明特別適宜用在具有電子照相處理的成像設(shè)備中，比如激光束打印機(jī)(LBP)、數(shù)字復(fù)印機(jī)或者多功能打印機(jī)。

背景技術(shù)：
按照慣例，在諸如激光束打印機(jī)(LBP)之類(lèi)光學(xué)掃描裝置中，由光源裝置按照?qǐng)D像信號(hào)光學(xué)調(diào)制、并從光源裝置射出的光束被由旋轉(zhuǎn)多面反射鏡(多面反射鏡)構(gòu)成的偏轉(zhuǎn)裝置周期性地偏轉(zhuǎn)。
隨后，偏轉(zhuǎn)光束通過(guò)具有fθ特性的成像光學(xué)系統(tǒng)在光敏記錄介質(zhì)(感光鼓)表面上會(huì)聚成光斑形狀，從而該表面被光學(xué)掃描并完成圖像記錄。
圖16是常規(guī)光學(xué)掃描裝置的主要部分的示意圖。
在該示意圖中，從光源裝置91射出的發(fā)散光束由準(zhǔn)直透鏡92轉(zhuǎn)換成平行光束。該光束由光闌93約束，隨后入射到僅僅在副掃描方向(在副掃描截面內(nèi))具有折射能力的柱面透鏡94上。
就主掃描方向(主掃描截面)來(lái)說(shuō)，入射到柱面透鏡94上的平行光束毫無(wú)變化地離開(kāi)柱面透鏡94。另一方面，在副掃描截面內(nèi)，所述平行光束被會(huì)聚，并作為線圖像被成像在由旋轉(zhuǎn)多面反射鏡構(gòu)成的偏轉(zhuǎn)裝置95的偏轉(zhuǎn)面(反射面)95a上。
隨后，由偏轉(zhuǎn)裝置95的偏轉(zhuǎn)面95a偏轉(zhuǎn)的光束通過(guò)具有fθ特性的成像光學(xué)系統(tǒng)96被導(dǎo)引到作為待掃描表面(掃描面)的感光鼓表面98。
隨后，通過(guò)沿箭頭A的方向旋轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)裝置95，沿箭頭B的方向光學(xué)掃描感光鼓表面98，并在上面記錄影像信息。
在上面提及的光學(xué)掃描裝置中，在用光斑掃描感光鼓表面98之前，在感光鼓表面98上開(kāi)始成像的定時(shí)被調(diào)整，為此，設(shè)置作為光檢測(cè)器的同步檢測(cè)傳感器99。
同步檢測(cè)傳感器99用于接收作為由偏轉(zhuǎn)裝置5掃描偏轉(zhuǎn)的光束的一部分的同步檢測(cè)光束，更具體地說(shuō)，在所述光束掃描感光鼓表面98上的成像區(qū)之前，該光束掃描在成像區(qū)之外的區(qū)域。
所述同步檢測(cè)光束被同步檢測(cè)鏡97反射，由同步檢測(cè)透鏡(未示出)收集，并入射到同步檢測(cè)傳感器99上。
隨后，根據(jù)同步檢測(cè)傳感器99的輸出信號(hào)，檢測(cè)同步檢測(cè)信號(hào)(同步信號(hào))，并根據(jù)該同步檢測(cè)信號(hào)，調(diào)整在感光鼓表面98上的圖像記錄的開(kāi)始定時(shí)。
圖中所示的成像光學(xué)系統(tǒng)96是這樣構(gòu)成的，以致在副掃描截面中，偏轉(zhuǎn)裝置95的偏轉(zhuǎn)面95a和感光鼓表面98處于共軛關(guān)系。據(jù)此，補(bǔ)償偏轉(zhuǎn)面95a的表面傾斜。
在如上所述的光學(xué)掃描裝置中，由于成像透鏡的透射率的角特性，與位于掃描中央部分的光強(qiáng)度相比，位于掃描邊緣的光強(qiáng)度降低。從而，產(chǎn)生稱(chēng)為“明暗現(xiàn)象(shading)”的光強(qiáng)度的角依賴(lài)性。
為了校正這種明暗現(xiàn)象，例如，根據(jù)入射光束的偏振狀態(tài)可恰當(dāng)?shù)卦O(shè)置諸如反射鏡之類(lèi)的反射部件或者透射部件的偏振特性，以使光量在整個(gè)感光鼓表面上均勻(參見(jiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)No.1)。
另一方面，作為近年的光學(xué)掃描裝置的一種趨勢(shì)，需要具有更快打印速度的打印機(jī)。
例如，在彩色LBP的情況下，如果打印速度是最高優(yōu)先級(jí)的，那么與其中單個(gè)感光鼓表面被光掃描四次并且圖像被轉(zhuǎn)印到轉(zhuǎn)印片材上的機(jī)器相比，級(jí)聯(lián)式機(jī)器更為理想，在級(jí)聯(lián)式機(jī)器中對(duì)應(yīng)于四種顏色的四個(gè)感光鼓被分別掃描并且圖像被轉(zhuǎn)印到轉(zhuǎn)印片材上。
此外，從節(jié)約辦公空間的觀點(diǎn)來(lái)看，需要緊湊的光學(xué)掃描裝置。通過(guò)利用反射鏡復(fù)雜地彎折光路，可使光學(xué)掃描裝置的整體尺寸變小(參見(jiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)No.2)。
在如上所述的光學(xué)掃描裝置中，為了不僅使光量在對(duì)應(yīng)于不同顏色的感光鼓上均勻，而且避免當(dāng)顏色被相互疊加時(shí)，由每種顏色的濃度差引起的顏色不均勻，必須對(duì)四個(gè)感光鼓進(jìn)行相似的明暗度補(bǔ)償(shading compensation)。
但是在各個(gè)光路中，光束對(duì)反射鏡的入射角是不同的。
考慮到此，為了確保對(duì)四個(gè)感光鼓的相似明暗度補(bǔ)償，例如，可以使用按照入射角單獨(dú)優(yōu)化其偏振特性的反射鏡(參見(jiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)No.3)。
[專(zhuān)利文獻(xiàn)] 1.登記的日本專(zhuān)利No.2727572 2.日本專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)No.2003-140075 3.日本專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)No.2005-266775

發(fā)明內(nèi)容
按照慣例，為了單獨(dú)優(yōu)化反射鏡的偏振特性，制造具有不同膜結(jié)構(gòu)的幾種反射鏡比如，使用構(gòu)成反射鏡的不同種類(lèi)的薄膜；或者使反射鏡具有不同的膜厚。
這樣，如上所述對(duì)四個(gè)感光鼓進(jìn)行相似的明暗度補(bǔ)償。
近年來(lái)，一直渴望能夠方便反射鏡的制造、并且能夠用簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)完成感光鼓表面上的明暗度補(bǔ)償?shù)墓鈱W(xué)掃描裝置。
本發(fā)明提供一種光學(xué)掃描裝置，該光學(xué)掃描裝置尺寸緊湊，能夠?qū)崿F(xiàn)高速打印，并且保證反射部件的容易制造以及最佳的明暗度補(bǔ)償，本發(fā)明還提供使用所述光學(xué)掃描裝置的成像設(shè)備。
按照本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種光學(xué)掃描裝置，包括至少一個(gè)掃描單元，所述掃描單元包括配置成掃描偏轉(zhuǎn)從光源裝置射出的光束的偏轉(zhuǎn)裝置和配置成把被所述偏轉(zhuǎn)裝置的偏轉(zhuǎn)面掃描偏轉(zhuǎn)的光束成像到多個(gè)感光鼓上的成像光學(xué)系統(tǒng)，其中在從所述偏轉(zhuǎn)裝置延伸到多個(gè)感光鼓的多個(gè)光路中的每個(gè)光路上，設(shè)置至少一個(gè)被配置成使光路轉(zhuǎn)向到副掃描方向的反射部件，其中所述多個(gè)光路的區(qū)別在于反射部件的數(shù)目，其中入射到布置在多個(gè)光路中的每個(gè)光路上的每個(gè)反射部件的反射面的光束的偏振方向在所述成像光學(xué)系統(tǒng)的光軸上是S偏振的，其中置于所述多個(gè)光路上的所有反射部件的反射面具有相同的膜結(jié)構(gòu)，其中所述成像光學(xué)系統(tǒng)的光軸上的、沿副掃描方向的由所述反射部件的反射面限定的的總轉(zhuǎn)向角(turn angle)在多個(gè)光路之間的差異不大于40度。
本發(fā)明的這一方面的一個(gè)優(yōu)選形式是，在所述多個(gè)光路中反射部件比其它光路少的光路上，存在光束在所述成像光學(xué)系統(tǒng)的光軸上沿副掃描方向在反射部件上的入射角不小于40度的反射部件。
在所述多個(gè)光路中反射部件比其它光路多的光路上，可存在光束在所述成像光學(xué)系統(tǒng)的光軸上沿副掃描方向在反射部件上的入射角不大于30度的反射部件。
當(dāng)光束在所述成像光學(xué)系統(tǒng)的光軸上沿副掃描方向在反射部件上的入射角為β，光束在所述成像光學(xué)系統(tǒng)的光軸外沿副掃描方向在反射部件上的入射角為δ，S偏振光以入射角δ入射到反射部件上時(shí)的反射率為Rs(δ)，P偏振光以入射角δ入射到反射部件上時(shí)的反射率為Rp(δ)時(shí)，并且當(dāng)δ≥50度時(shí)，下述條件可被滿足 其中 當(dāng)光束在所述成像光學(xué)系統(tǒng)的光軸上沿副掃描方向在反射部件上的入射角為β，光束在所述成像光學(xué)系統(tǒng)的光軸外沿副掃描方向在反射部件上的入射角為δ，S偏振光以入射角δ入射到反射部件上時(shí)的反射率為Rs(δ)，P偏振光以入射角δ入射到反射部件上時(shí)的反射率為Rp(δ)時(shí)，并且當(dāng)δ≤50度時(shí)，下述條件可被滿足 其中 按照本發(fā)明的另一方面，提供一種成像設(shè)備，包括如上所述的光學(xué)掃描裝置；布置在待掃描表面上的感光部件；顯影裝置，配置成用由所述光學(xué)掃描裝置掃描偏轉(zhuǎn)的光束顯影在所述感光部件上形成的靜電潛像，從而產(chǎn)生調(diào)色劑圖像；轉(zhuǎn)印裝置，配置成把顯影的調(diào)色劑圖像轉(zhuǎn)印到轉(zhuǎn)印材料上；和定影裝置，配置成在轉(zhuǎn)印材料上定影轉(zhuǎn)印的調(diào)色劑圖像。
按照本發(fā)明的另一方面，提供一種成像設(shè)備，包括如上所述的光學(xué)掃描裝置；和打印機(jī)控制器，配置成把從外部機(jī)器供給的代碼數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成影像信號(hào)，并把影像信號(hào)輸入所述光學(xué)掃描裝置。
按照本發(fā)明的又一方面，提供一種彩色成像設(shè)備，包括如上所述的光學(xué)掃描裝置；和多個(gè)圖像承載部件，所述多個(gè)圖像承載部件均被布置在將被所述光學(xué)掃描裝置掃描的表面上，并被配置成形成不同顏色的圖像。
彩色成像設(shè)備還可包括打印機(jī)控制器，其被配置成把從外部機(jī)器供給的彩色信號(hào)轉(zhuǎn)換成不同顏色的影像數(shù)據(jù)，并把影像數(shù)據(jù)輸入對(duì)應(yīng)的光學(xué)掃描裝置。
當(dāng)結(jié)合附圖，考慮對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的下述說(shuō)明時(shí)，本發(fā)明的這些和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得更明顯。



圖1A是本發(fā)明的第一實(shí)施例的副掃描截面圖。
圖1B是本發(fā)明的第一實(shí)施例的主掃描截面圖。
圖2是表示光束入射到反射鏡上的坐標(biāo)系的示意圖。
圖3A和3B是表示隨著在反射鏡上的入射角的差異而不同的P偏振分量的比率的曲線圖。
圖4是表示隨著在單層鋁反射鏡上的副掃描入射角的差異而不同的強(qiáng)度反射率的曲線圖。
圖5是表示隨著在單層鋁反射鏡上的副掃描入射角的差異而不同的明暗度補(bǔ)償量的曲線圖。
圖6是表示隨著在成像透鏡表面上的入射角的差異而不同的軸向光量與軸外光量之比的曲線圖。
圖7A是表示本發(fā)明的第一實(shí)施例的像場(chǎng)彎曲的曲線圖。
圖7B是圖解說(shuō)明在本發(fā)明的第一實(shí)施例中、掃描面上的光斑形狀的圖。
圖8是表示在本發(fā)明的第一實(shí)施例中、在掃描面上的明暗度的曲線圖。
圖9是表示在本發(fā)明的第一實(shí)施例中、反射鏡的反射率的角度特性的曲線圖。
圖10A是本發(fā)明的第二實(shí)施例的副掃描截面圖。
圖10B是本發(fā)明的第二實(shí)施例的主掃描截面圖。
圖11A是表示本發(fā)明的第二實(shí)施例中的像場(chǎng)彎曲的曲線圖。
圖11B是圖解說(shuō)明在本發(fā)明的第二實(shí)施例中、掃描面上的光斑形狀的圖。
圖12是表示在本發(fā)明的第二實(shí)施例中、在掃描面上的明暗度的曲線圖。
圖13是表示在本發(fā)明的第二實(shí)施例中、反射鏡的反射率的角度特性的曲線圖。
圖14是按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的成像設(shè)備的副掃描截面圖。
圖15是按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的彩色成像設(shè)備的主要部分的示意圖。
圖16是常規(guī)光學(xué)掃描裝置的主要部分的示意圖。

具體實(shí)施例方式 下面參考

本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
[實(shí)施例1] 按照本發(fā)明的光學(xué)掃描裝置可以包括一個(gè)或多個(gè)掃描單元，每個(gè)掃描單元包括光源裝置、掃描偏轉(zhuǎn)從光源裝置射出的光束的偏轉(zhuǎn)裝置、和把由偏轉(zhuǎn)裝置的偏轉(zhuǎn)面掃描偏轉(zhuǎn)的光束成像到多個(gè)感光鼓上的成像光學(xué)系統(tǒng)。此外，在從偏轉(zhuǎn)裝置延伸到感光鼓的多個(gè)光路上，可以設(shè)置沿副掃描方向轉(zhuǎn)向光路的一個(gè)或多個(gè)反射部件。所述多個(gè)光路中的至少一個(gè)光路可以配備有多個(gè)反射部件。
這里，沿每個(gè)光路的副掃描方向的轉(zhuǎn)向角的總量在各光路之間的差值可不大于40度，并且在每個(gè)光路上，待入射到每個(gè)反射部件上的光束的偏振方向在成像光學(xué)系統(tǒng)的光軸上可以是S偏振的。反射部件的反射面可由相同的膜結(jié)構(gòu)構(gòu)成。
圖1A是本發(fā)明的第一實(shí)施例的主要部分沿副掃描方向的截面圖(副掃描截面圖)。
圖1B是當(dāng)展開(kāi)圖1A中圖解說(shuō)明的一個(gè)光路K1(C1，M1，Y1)時(shí)，該光學(xué)系統(tǒng)的主要部分在主掃描方向上的截面圖(主掃描截面圖)。
在圖1B中，省略了在圖1A中圖解說(shuō)明的反射鏡。
在下面的說(shuō)明中，術(shù)語(yǔ)“主掃描方向”(Y方向)指的是光束被偏轉(zhuǎn)裝置掃描偏轉(zhuǎn)的方向。
術(shù)語(yǔ)“副掃描方向”(Z方向)指的是與偏轉(zhuǎn)裝置的旋轉(zhuǎn)軸平行的方向。
術(shù)語(yǔ)“主掃描截面”指的是以偏轉(zhuǎn)裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)軸為法線的平面。
術(shù)語(yǔ)“副掃描截面”指的是以主掃描方向(Y方向)的軸為法線的平面。
在圖1A中，光學(xué)掃描裝置包含兩個(gè)掃描單元S1和S2。
由于第一和第二掃描單元S1和S2具有相同的結(jié)構(gòu)和光學(xué)功能，因此下面將主要說(shuō)明第一掃描單元S1。
第二掃描單元S2的與第一掃描單元S1對(duì)應(yīng)的組件用帶括號(hào)的參考數(shù)字或字母表示。
此外，就圖1B來(lái)說(shuō)，將主要說(shuō)明光路K1的光學(xué)系統(tǒng)。光路C1，M1和Y1的對(duì)應(yīng)于光路K1的光學(xué)系統(tǒng)的組件用帶括號(hào)的參考數(shù)字或字母表示。
在所述圖中，例如，1K(1C，1M，1Y)表示的是包含半導(dǎo)體激光器(激光光源)的光源裝置。2K(2C，2M，2Y)表示的是用于把從光源裝置1K(1C，1M，1Y)射出的發(fā)散光束轉(zhuǎn)換成平行光束的聚光透鏡(準(zhǔn)直透鏡)。
4K(4C，4M，4Y)是僅僅在副掃描方向(副掃描截面)具有折射力(折射能力)的柱面透鏡。
3K(3C，3M，3Y)是用于對(duì)來(lái)自柱面透鏡4K(4C，4M，4Y)的光束的光束輪廓整形的孔徑光闌。
要注意的是準(zhǔn)直透鏡2K(2C，2M，2Y)、柱面透鏡4K(4C，4M，4Y)和孔徑光闌3K(3C，3M，3Y)是輸入光學(xué)系統(tǒng)21K(21C，21M，21Y)的組件。
準(zhǔn)直透鏡2K(2C，2M，2Y)和柱面透鏡4K(4C，4M，4Y)可以由單個(gè)光學(xué)元件(變形光學(xué)元件)提供。
5-1(5-2)例如是作為包含旋轉(zhuǎn)多面反射鏡(多面反射鏡)的偏轉(zhuǎn)裝置的光學(xué)偏轉(zhuǎn)器。它由諸如電動(dòng)機(jī)之類(lèi)的驅(qū)動(dòng)裝置(未示出)沿圖中的箭頭A的方向以恒定速度旋轉(zhuǎn)。
22K(22C，22M，22Y)是具有fθ特性的成像光學(xué)系統(tǒng)(fθ透鏡系統(tǒng))，它包含第一和第二成像透鏡(變形透鏡1和2)6-1(6-2)和7K(7C，7M，7Y)。
成像光學(xué)系統(tǒng)22K(22C，22M，22Y)用于把由偏轉(zhuǎn)裝置5-1(5-2)的偏轉(zhuǎn)面掃描偏轉(zhuǎn)的光束成像到下面說(shuō)明的感光鼓表面8K(8C，8M，8Y)上。
此外，成像光學(xué)系統(tǒng)22K(22C，22M，22Y)用于在副掃描截面內(nèi)提供多面反射鏡5-1(5-2)的偏轉(zhuǎn)面5a和感光鼓表面8K(8C，8M，8Y)之間的共軛關(guān)系，從而補(bǔ)償偏轉(zhuǎn)面的表面傾斜。
8K(8C，8M，8Y)是作為記錄介質(zhì)的感光鼓(感光鼓表面)。
12K(11C，12C，12M，11Y，12Y)是作為反射部件的鏡(反射鏡)，所述反射鏡設(shè)置在光路上，用于把從光源裝置1K(1C，1M，1Y)射出的光束引導(dǎo)到感光鼓表面8K(8C，8M，8Y)。
9K(9C，9M，9Y)是防塵玻璃。
下面說(shuō)明第一掃描單元S1的操作。
注意第二掃描單元S2的操作與第一掃描單元S1的操作類(lèi)似。
在第一掃描單元S1中，從光源裝置1K和1C(1M和1Y)射出的發(fā)散光束分別由準(zhǔn)直透鏡2K和2C(2M和2Y)轉(zhuǎn)換成平行光束。
隨后，轉(zhuǎn)換后的光束分別由柱面透鏡4K和4C(4M和4Y)在多面反射鏡(光學(xué)偏轉(zhuǎn)器)5-1(5-2)的偏轉(zhuǎn)面5a上成像為沿主掃描方向伸長(zhǎng)的線圖像。
這里，經(jīng)過(guò)柱面透鏡4K或4C(4M或4Y)的光束通過(guò)孔徑光闌3K或3C(3M或3Y)，光束寬度由孔徑光闌3K或3C(3M或3Y)約束。
在本實(shí)施例中，在副掃描截面中，準(zhǔn)直透鏡2K和2C(2M和2Y)的光軸和柱面透鏡4K和4C(4M和4Y)的光軸相對(duì)于多面反射鏡5-1(5-2)的偏轉(zhuǎn)面5a的法線傾斜。
借助這種結(jié)構(gòu)，從每個(gè)光源裝置1K或1C(1M或1Y)射出的光束沿副掃描方向從斜方向以某一角度入射(斜入射)到多面反射鏡5-1(5-2)的偏轉(zhuǎn)面5a上(即，斜入射光學(xué)系統(tǒng))。
被多面反射鏡5-1(5-2)的偏轉(zhuǎn)面5a偏轉(zhuǎn)的光束經(jīng)過(guò)公共的第一成像透鏡6-1(6-2)(變形透鏡1)，之后，這些光束被反射鏡11C(11Y)分成兩個(gè)光通量。
這樣分割的光束通過(guò)對(duì)應(yīng)的第二成像透鏡(變形透鏡2)7K或7C(7M或7Y)。
隨后，這些光束由對(duì)應(yīng)的反射鏡12K或12C(12M或12Y)轉(zhuǎn)向，并以光斑的形狀成像在對(duì)應(yīng)的感光鼓(掃描面)8K和8C(8M，8Y)上。
通過(guò)沿預(yù)定方向旋轉(zhuǎn)多面反射鏡5-1(5-2)，感光鼓表面8K和8C(8M和8Y)被光學(xué)掃描，從而在其上記錄影像信息。
在本實(shí)施例中，在光路K1和C1(M1和Y1)，入射在反射鏡12K，11C和12C(12M，11Y，12Y)上的光束的偏振方向在成像光學(xué)系統(tǒng)22K(22C)(成像透鏡)的光軸上是S偏振的。
另一方面，就由多面反射鏡5-1(5-2)掃描偏轉(zhuǎn)的光束來(lái)說(shuō)，當(dāng)其順序地從成像光學(xué)系統(tǒng)的軸向區(qū)域到軸外區(qū)域光學(xué)掃描感光鼓表面8K或8C(8M或8Y)時(shí)，光束的偏振方向從離S偏振狀態(tài)改變。
這是因?yàn)楫?dāng)掃描角變大時(shí)，P偏振分量的比率增大。圖2圖解說(shuō)明此時(shí)光束在反射鏡12K，11C和12C(12M，11Y，12Y)上的入射狀態(tài)。
在圖2中，包含x軸和y軸的平面被視為包含主掃描方向的平面。
這里假定掃描光束以相對(duì)于x軸(和軸向光相同的方向)的角度α，從點(diǎn)O朝著點(diǎn)A前進(jìn)。
這里，光束的偏振方向在與線OA垂直的方向上，如箭頭b所示。
α角是在主掃描方向上在反射鏡11上的入射角。
包含反射鏡11的平面被布置成與x軸成β角，如圖2中所示。這里，角度β是在副掃描方向上軸向光在反射鏡11上的入射角(即，軸向入射角)。
注意，在圖2中，顯示了反射鏡11，以代表反射鏡12K，11C和12C(12M，11Y和12Y)。
S偏振分量位于包含點(diǎn)A和O及反射鏡11的法線L的平面的法向矢量的方向上。利用該圖中所示的附圖標(biāo)記，關(guān)于該平面HA的方程式由下式表述 x-y/tanα+tanβ·z＝0 ...(1) 如果該平面HA的法向矢量用A(→)表示，那么 A(→)＝(1，-1/tanα，tanβ) ...(2) 另一方面，由于光束的偏振方向分量在垂直于線段OA的方向上，因此如果該矢量用B(→)表示，那么 B(→)＝(1，-1/tanα，0) ...(3) 為了得到P偏振分量的比率，必須得到由矢量A(→)和矢量B(→)定義的γ角的sin分量。
由方程式(2)和(3)，根據(jù)矢量A(→)和矢量B(→)的內(nèi)積計(jì)算所述sin分量，得出 由于反射鏡的強(qiáng)度反射率R是S偏振分量的強(qiáng)度反射率Rs和P偏振分量的強(qiáng)度反射率Rp的組合，因此通過(guò)利用上面提及的變量γ，反射鏡的強(qiáng)度反射率R的值可被表述成下述函數(shù)。
R＝Rscos2γ+RPsin2γ ...(5) 根據(jù)方程式(5)，如果Rs＝Rp，那么強(qiáng)度反射率R將為R＝Rs＝Rp。另一方面，如果Rs≠Rp，那么它將具有基于方程式(5)組合的值。
圖3A圖解說(shuō)明當(dāng)在方程式(4a)和方程式(4b)中掃描方向上的入射角α被改變時(shí)，P偏振分量的比率。
從圖3(A)可看出，當(dāng)α角變大時(shí)，P偏振分量的比率增大。
例如，通過(guò)利用該關(guān)系，根據(jù)反射鏡生產(chǎn)時(shí)的成膜條件，控制強(qiáng)度反射率Rs和Rp的值，以便實(shí)現(xiàn)關(guān)系Rp<Rs，以及確保組合強(qiáng)度反射率R隨著α角(掃描角)的增大而增大。
據(jù)此，掃描面上的明暗度被校正。
下面將考慮如在優(yōu)選實(shí)施例中那樣在光路上設(shè)置多個(gè)反射鏡的情況。
為了對(duì)感光鼓表面進(jìn)行明暗度補(bǔ)償，必須恰當(dāng)?shù)卮_定所述多個(gè)反射鏡中的任意反射鏡的成膜條件。
這里，圖3B圖解說(shuō)明當(dāng)在方程式(4a)和方程式(4b)中α角被固定而β角被改變時(shí)P偏振分量的比率。
從圖3(B)可看出，當(dāng)對(duì)反射鏡的入射角β變大(變鈍)時(shí)，P偏振分量的比率增大。
這里，強(qiáng)度反射率R等于振幅反射率的平方，通常，可以通過(guò)利用振幅反射率的S偏振分量Rs和P偏振分量Rp用下式表示強(qiáng)度反射率R。
其中i1和i2分別是對(duì)介質(zhì)的入射角和折射角，n1和n2分別是位于光入射側(cè)和光出射側(cè)的介質(zhì)的折射率。
金屬材料(比如鋁、銅或鉻)通常被用于反射鏡表面，以增大反射鏡的反射率。
在這種情況下，由于方程式(6a)和方程式(6b)中，光出射側(cè)的介質(zhì)的折射率n2是用復(fù)折射率表示的，因此這些方程式可被變換成下述方程式。
這里，參數(shù)a和b如下(k2是光出射側(cè)的介質(zhì)的衰減系數(shù)) 圖4圖解說(shuō)明當(dāng)光入射側(cè)的介質(zhì)為空氣(n1=1)，光出射側(cè)的介質(zhì)為鋁(在800nm下，n2=1.9，k2=7.0)時(shí)，相對(duì)于入射角，S偏振光分量和P偏振分量之間在強(qiáng)度反射率方面的關(guān)系。
從圖4可看出，如果入射角小，那么在強(qiáng)度反射率R的S偏振分量和P偏振分量之間幾乎不存在差異；另一方面，隨著入射角變大，相對(duì)于P偏振分量，S偏振分量的強(qiáng)度反射率變得較高。
通過(guò)結(jié)合這種強(qiáng)度反射率特性與如由上面提及的方程式(5)表示的入射角中的s偏振分量和P偏振分量的比率，所有反射鏡的反射面能夠具有相同的膜結(jié)構(gòu)。
這里，用語(yǔ)“相同的膜結(jié)構(gòu)”指的是膜材料、膜厚度和膜層數(shù)都相同。
如果軸向強(qiáng)度反射率與軸外強(qiáng)度反射率的強(qiáng)度反射率比率(強(qiáng)度反射率比)用A表示，那么由于軸向強(qiáng)度反射率僅僅由S偏振分量構(gòu)成，因此根據(jù)方程式(5)，推導(dǎo)出下面的方程式。
Rs(軸向)=A{Rs(軸外)cos2γ+Rp(軸外)sin2γ)…(8) 由于在軸向和軸外之間，強(qiáng)度反射率的S偏振分量并不是很不同，因此如果關(guān)于強(qiáng)度反射率比A整理方程式(8)，得出
這里，在反射鏡的膜結(jié)構(gòu)相同的情況下，將考慮依賴(lài)于在反射鏡上的入射角的明暗度補(bǔ)償?shù)娜菀仔浴?br> 圖5根據(jù)方程式(9)，圖解說(shuō)明相對(duì)于在鋁反射鏡上的入射角的強(qiáng)度反射率比A。
在本實(shí)施例中，轉(zhuǎn)向角是入射角β的兩倍。
如果相對(duì)于反射鏡的入射角β小，即，如果光路轉(zhuǎn)向角2β是銳角，那么方程式(9)的sin分量小。此外，由于Rp(軸外)/Rs(軸外)接近于1，如圖4中所示，因此，強(qiáng)度反射率比A將具有接近于1的數(shù)值。
從而，如果光路被偏折成銳角，那么幾乎不能實(shí)現(xiàn)明暗度補(bǔ)償。
相反，如果相對(duì)于反射鏡的入射角β變大，即，當(dāng)光路轉(zhuǎn)向角2β變成鈍角，那么方程式(9)的sin分量增大，以致強(qiáng)度反射率的P/S偏振分量比的貢獻(xiàn)增大。
在方程式(9)中，可看出Rp(軸外)/Rs(軸外)越小，那么強(qiáng)度反射率比A變得越大。
此外，由于如圖4中所示，存在對(duì)反射鏡的入射角β越大，Rp(軸外)/Rs(軸外)變得越小的趨勢(shì)。因此據(jù)此可看出，對(duì)于明暗度補(bǔ)償來(lái)說(shuō)，光路轉(zhuǎn)向角2β應(yīng)為鈍角。
盡管為了節(jié)省光學(xué)器件盒的空間，對(duì)于朝向不同感光鼓的各個(gè)光路來(lái)說(shuō)，光路調(diào)整可能不同，不過(guò)，通過(guò)如上所述對(duì)每個(gè)光路恰當(dāng)?shù)卦O(shè)置光路轉(zhuǎn)向角，所有反射鏡可具有相同的膜結(jié)構(gòu)。
如圖1A中所示，在光路K1(M1)中，通過(guò)使用單片反射鏡12K(12M)轉(zhuǎn)動(dòng)光路，而在光路C1(Y1)中，通過(guò)使用兩片反射鏡11C和12C(11Y和12Y)對(duì)光路進(jìn)行轉(zhuǎn)向，這樣，使光學(xué)器件盒變薄。
這里，由于對(duì)反射鏡的入射角β必須為鈍角，以實(shí)現(xiàn)明暗度補(bǔ)償，因此在光路K1(M1)中，光路轉(zhuǎn)向角α被設(shè)成鈍角。
相反，在光路C1(Y1)中，一個(gè)反射鏡的轉(zhuǎn)向角β2被設(shè)成鈍角，以便保證明暗度補(bǔ)償效果。
另一方面，由于副掃描方向上的另一個(gè)反射鏡的轉(zhuǎn)向角β1被設(shè)成銳角，因此該反射鏡不具有明暗度補(bǔ)償效果。
作為這種結(jié)構(gòu)的結(jié)果，在光路K1(M1)和光路C1(Y1)提供近似相同的明暗度補(bǔ)償效果，從而能夠保持色彩的濃度均勻性。于是，當(dāng)顏色被疊加時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生色彩不勻。
換句話說(shuō)，在朝向多個(gè)感光鼓的光路中，如果在感光鼓的整個(gè)有效掃描區(qū)上，關(guān)于每個(gè)光路的光轉(zhuǎn)向角的總量在各光路之間不存在大的差異，那么疊加不同顏色時(shí)的色彩不勻?qū)?huì)減小。
從圖5可看出，由于如果對(duì)反射鏡的入射角的差異不大于20°，那么強(qiáng)度反射率比A的差異小，因此，在各個(gè)光路上沿副掃描方向的轉(zhuǎn)向角2β的總量在各個(gè)光路之間的差異理想地應(yīng)控制為20＊2＝40度或者更小。
更具體地說(shuō)，在圖1A中，當(dāng)副掃描方向上反射鏡11C(11Y)的轉(zhuǎn)向角用β1表示，副掃描方向上反射鏡12C(12Y)的轉(zhuǎn)向角用β2表示，副掃描方向上反射鏡12K(12M)的轉(zhuǎn)向角用α表示時(shí)，在有效掃描區(qū)的整個(gè)范圍內(nèi)，最好滿足下面的條件， |β1+β2|-|α|≤40度。
有效掃描區(qū)對(duì)應(yīng)于主掃描方向上在光束的圖像寫(xiě)入起始位置和圖像寫(xiě)入結(jié)束位置之間的寬度。
例如，為了減小反射鏡數(shù)目，用于如同本實(shí)施例中那樣對(duì)光路進(jìn)行轉(zhuǎn)向的反射鏡的數(shù)目可不同。
這種情況下，就反射鏡數(shù)目較小的光路K1(M1)來(lái)說(shuō)，為了有效地進(jìn)行明暗度補(bǔ)償，最好使光路轉(zhuǎn)向角2β為鈍角。
從圖5可看出，如果對(duì)反射鏡的入射角β不小于40度，那么強(qiáng)度反射率比A會(huì)變大。從而，在反射鏡數(shù)目較小的光路K1(M1)中，最好使對(duì)至少一個(gè)反射鏡的入射角β等于或大于40度。
此外，就反射鏡數(shù)目較小的光路K1(M1)來(lái)說(shuō)，優(yōu)選的是應(yīng)使至少一個(gè)反射鏡的入射角β等于或大于45度。
更具體地說(shuō)，在反射鏡數(shù)目較小的光路K1(M1)上，最好使至少一個(gè)反射鏡的轉(zhuǎn)向角2β為具有大明暗度補(bǔ)償效果的鈍角(90度或更大)。
另一方面，就反射鏡數(shù)目較大的光路C1(Y1)來(lái)說(shuō)，為了使與其他光路的明暗度補(bǔ)償差異小，至少一個(gè)反射鏡理想地應(yīng)被配置成按具有小明暗度補(bǔ)償效果的銳角轉(zhuǎn)向角2β對(duì)光路進(jìn)行轉(zhuǎn)向。
此外，從圖5可看出，反射鏡數(shù)目較小的光路K1(M1)和反射鏡數(shù)目較大的光路C1(Y1)優(yōu)選地都具有至少一個(gè)具有為鈍角的轉(zhuǎn)向角2β的反射鏡。這種情況下，能夠容易地使各個(gè)光路間的明暗度補(bǔ)償差異變小。
優(yōu)選地，可以使設(shè)置在反射鏡數(shù)目較小的光路K1(M1)上的反射鏡的轉(zhuǎn)向角2β(其為鈍角)和設(shè)置在反射鏡數(shù)目較大的光路C1(Y1)上的反射鏡的轉(zhuǎn)向角2β(其為鈍角)之間的角度差等于或小于20度。在這種情況下，能夠容易地使各光路間的明暗度補(bǔ)償差變小。
在本實(shí)施例中，鈍角被定義為不小于90度，銳角被定義為不大于90度。
從圖5可看出，如果對(duì)反射鏡的入射角β不大于30度，那么強(qiáng)度反射率比A的值會(huì)近似變?yōu)?。從而，在反射鏡數(shù)目較大的光路C1(Y1)中，最好使對(duì)至少一個(gè)反射鏡的入射角β等于或小于30度。
另一方面，在各個(gè)光路K1和C1(M1和Y1)上，為了保證使用相同膜結(jié)構(gòu)的有效明暗效果，必須如下所述優(yōu)化反射鏡的膜特性。
當(dāng)考慮在光通過(guò)成像透鏡時(shí)的透射率時(shí)，由于光束沿成像透鏡的掃描方向入射，因此P偏振光的透射率由下式給出 圖6圖解說(shuō)明當(dāng)根據(jù)方程式(10)改變?cè)诔上裢哥R表面上的入射角i1時(shí)，成像光學(xué)系統(tǒng)的軸外光相對(duì)于軸向光的透射率的計(jì)算結(jié)果(成像透鏡被假定為平的)。
這里，成像透鏡的材料的折射率n2為1.52(“Zeonex E48R”，790nm，可從Nippon Zeon Corporation獲得)。
從圖6可看出，對(duì)成像透鏡表面的入射角i1越寬，則軸外透射率相對(duì)于軸向透射率越大。
此外，如果為了防塵布置了玻璃平板，那么軸外光與軸向光的光量差變得更大。
在普通的成像光學(xué)系統(tǒng)中，對(duì)成像透鏡表面的入射角i1可被假定為0度～40度。這種情況下，如果考慮到添加平板玻璃，則軸外光與軸向光的光量差最大約為6％，這應(yīng)由反射鏡校正。
從圖5可看出，當(dāng)使對(duì)反射鏡的入射角β大于40度～50度時(shí)，可使強(qiáng)度反射率比(明暗度補(bǔ)償寬度)A變大。
如果在光軸之外的光線到反射鏡的入射角(軸外入射角)用δ表示，那么根據(jù)副掃描方向上對(duì)反射鏡的入射角β和主掃描方向上對(duì)反射鏡的入射角α，涉及該δ的關(guān)系式如下所示。
cosδ＝cosα*cosβ 根據(jù)該方程式和方程式(6a)、(6b)和(4)，理想地應(yīng)提供滿足下面的條件表達(dá)式(11)的反射鏡膜特性Rp(δ)/Rs(δ)，以保證強(qiáng)度反射率比A等于1.01～1.06。
即，在δ≥50度的情況下， 其中 相反，由于只要光軸外的光束到反射鏡的入射角δ不大于50度，則預(yù)期幾乎沒(méi)有明暗度補(bǔ)償量，因此理想地應(yīng)提供滿足下面的條件表達(dá)式(12)的反射鏡膜特性Rp(δ)/Rs(δ)，以保證強(qiáng)度反射率比A等于1.00～1.03。
即，在δ≤50度的情況下， 其中 下表1表示了第一實(shí)施例的光學(xué)系統(tǒng)的數(shù)值。
圖7A圖解說(shuō)明第一實(shí)施例的光學(xué)系統(tǒng)的掃描面上的像場(chǎng)彎曲。
圖7B圖解說(shuō)明由第一實(shí)施例的光學(xué)系統(tǒng)形成的掃描面上的光斑形狀(峰值光量的5％、10％、13.5％、36.8％和50％處的等高線)。
表1

圖8表示當(dāng)在本實(shí)施例的光學(xué)系統(tǒng)中光通過(guò)成像光學(xué)系統(tǒng)和防塵玻璃時(shí)的光量分布。
從圖8可看出，相對(duì)于軸向光量，軸外光量被升高約+4.4％。
為了校正這種光量差，分別設(shè)置用于轉(zhuǎn)向光路的角度，如表2中所示。
表2
圖9關(guān)于本實(shí)施例中使用的反射鏡，圖解說(shuō)明相對(duì)于反射鏡入射角的強(qiáng)度反射率的P偏振分量和S偏振分量。
在對(duì)反射鏡11C(11Y)的入射角(軸向入射角)為15.1度的情況下，強(qiáng)度反射率的S偏振分量為92.4％。
此外，在入射角(軸外入射角)為31.9度的情況下，強(qiáng)度反射率的P偏振分量為90.6％，S偏振分量為93.9％。
在對(duì)反射鏡的入射角為31.9度的情況下，強(qiáng)度反射率R的P偏振分量和S偏振分量之間的比率為0.016:0.984。從而，31.9度下的強(qiáng)度反射率R為 R＝0.016＊90.6+0.984＊93.9＝93.865％ 從而，它相對(duì)于軸向光線(15.1度)被升高了約1.5％。
另一方面，在對(duì)反射鏡12C(12Y)和反射鏡12K(12M)的入射角(軸向入射角)為54.4度的情況下，強(qiáng)度反射率的S偏振光分量為96.3％。
此外，在入射角(軸外入射角)為58.5度的情況下，強(qiáng)度反射率R的P偏振分量為83.6％，而S偏振光分量為96.7％。
在對(duì)反射鏡的入射角為58.5度的情況下，強(qiáng)度反射率的P偏振分量和S偏振分量之間的比率為0.273:0.727。從而，58.5度下的強(qiáng)度反射率R為 R＝0.273*83.6+0.727*96.7＝93.134％ 從而，它相對(duì)于軸向光線(54.4度)被降低了約3.3％。
于是，就光路C1(Y1)而論，當(dāng)光經(jīng)過(guò)像透鏡、防塵玻璃和反射鏡時(shí)，相對(duì)于軸向光量，軸外光量從大約+4.4％被降低到+1.1％。
此外，同樣就光路K1(M1)而論，相對(duì)于軸向光量，軸外光量類(lèi)似地從大約+4.4％被降低到+2.4％。
通常，如果軸向光量和軸外光量之間的差異小于3％，那么色彩不勻被減輕。從而，即使使用具有相同膜結(jié)構(gòu)的反射鏡，也能夠?qū)崿F(xiàn)令人滿意的明暗度補(bǔ)償。
就光路C1(Y1)而論，其反射鏡數(shù)目比光路K1(M1)的反射鏡數(shù)目大1。從而，對(duì)于光路C1(Y1)，使對(duì)反射鏡11C(11Y)的入射角(軸向入射角)等于或小于30度。這樣，明暗度補(bǔ)償量被控制為較小。
另一方面，就光路K1(M1)來(lái)說(shuō)，為了使用單片反射鏡實(shí)現(xiàn)明暗度補(bǔ)償，使對(duì)反射鏡12K(12M)的入射角(軸向入射角)等于或大于45度。
此外，就光路C1(Y1)來(lái)說(shuō)，用于轉(zhuǎn)向光路的角度2β的總量等于138.9度，而就光路K1(M1)來(lái)說(shuō)，用于轉(zhuǎn)向光路的角度2β的總量等于108.8度。從而，通過(guò)保持副掃描方向上的總轉(zhuǎn)向角的差異等于或小于40度，色彩不勻大大減輕。
下面，將關(guān)于圖9中圖解說(shuō)明的反射鏡的膜特性，計(jì)算條件表達(dá)式(11)。
根據(jù)表2，成像光學(xué)系統(tǒng)的軸向光束對(duì)反射鏡的入射角β、軸外光束的對(duì)反射鏡的入射角δ、當(dāng)S偏振光以入射角δ入射到反射鏡時(shí)的反射率Rs(δ)、和當(dāng)P偏振光以入射角δ入射時(shí)的反射率Rp(δ)如下所示。
β＝54.4度 δ＝58.5度 Rp(δ)＝83.6％ Rs(δ)＝96.7％ 如果把這些值代入條件表達(dá)式(11)，得出 Ans＝0.949， 這滿足條件表達(dá)式(11)。
此外，現(xiàn)在將關(guān)于條件表達(dá)式(12)進(jìn)行計(jì)算。
根據(jù)表2，成像光學(xué)系統(tǒng)的軸向光束對(duì)反射鏡的入射角β、軸外光束對(duì)反射鏡的入射角δ、當(dāng)S偏振光以入射角δ入射到反射鏡時(shí)的反射率Rs(δ)、和當(dāng)P偏振光以入射角δ入射時(shí)的反射率Rp(δ)如下所示。
β＝15.1度 δ＝31.9度 Rp(δ)＝90.6％ Rs(δ)＝93.9％ 如果把這些值代入條件表達(dá)式(12)，得出 Ans＝0.999， 這滿足條件表達(dá)式(12)。
正是由于如上所述的本實(shí)施例，即使在用如上所述的反射鏡對(duì)光路進(jìn)行轉(zhuǎn)向的系統(tǒng)中，通過(guò)優(yōu)化反射鏡的膜結(jié)構(gòu)和光路轉(zhuǎn)向角，所有反射鏡也能夠具有相同的膜結(jié)構(gòu)(膜層數(shù)，膜材料和膜層厚度)。
此外，即使在其中關(guān)于多個(gè)感光鼓用不同的方式對(duì)光路進(jìn)行轉(zhuǎn)向的系統(tǒng)中，也能夠使用膜結(jié)構(gòu)相同的反射鏡。從而根據(jù)這一點(diǎn)，即使使用的反射鏡的數(shù)目增大，也能夠使制造較容易，并且能夠有保證地完成明暗度補(bǔ)償。
此外，按照本實(shí)施例，可使整個(gè)系統(tǒng)緊湊，同時(shí)仍能夠?qū)崿F(xiàn)高速打印。
[實(shí)施例2] 圖10是本發(fā)明的第二實(shí)施例的主要部分沿副掃描方向的截面圖(副掃描截面圖)。
圖10B是當(dāng)展開(kāi)圖10A中圖解說(shuō)明的一個(gè)光路K1(C1，M1，Y1)時(shí)，該光學(xué)系統(tǒng)的主要部分在主掃描方向上的截面圖(主掃描截面圖)。
在圖10A和10B中，與圖1A和1B中所示的組件對(duì)應(yīng)的組件被分配有相同的附圖標(biāo)記。
第二實(shí)施例與第一實(shí)施例的不同在于作為偏轉(zhuǎn)裝置的多面反射鏡5由被兩個(gè)掃描單元S1和S2共享的單個(gè)元件構(gòu)成，以及根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，光路以不同的方式被轉(zhuǎn)向。
第二實(shí)施例的其余部分的結(jié)構(gòu)和光學(xué)功能與第一實(shí)施例的類(lèi)似，從而獲得相似的有利結(jié)果。
本實(shí)施例中，在光路K1和C1(M1和Y1)，入射到反射鏡12K、11C和12C(12M、11Y和12Y)的光束的偏振方向在成像光學(xué)系統(tǒng)22K(22C)(成像透鏡)的光軸上是S偏振的。
在本實(shí)施例中，轉(zhuǎn)向角為入射角的兩倍。
下表3表示第二實(shí)施例的光學(xué)系統(tǒng)的數(shù)值。
圖11A圖解說(shuō)明第二實(shí)施例的光學(xué)系統(tǒng)的掃描面上的像場(chǎng)彎曲。
圖11B圖解說(shuō)明由第二實(shí)施例的光學(xué)系統(tǒng)形成的掃描面上的光斑形狀(峰值光量的5％，10％，13.5％，36.8％和50％處的等高線)。
表3

圖12表示當(dāng)在本實(shí)施例的光學(xué)系統(tǒng)中光通過(guò)成像光學(xué)系統(tǒng)和防塵玻璃時(shí)的光量分布。
從圖12可看出，相對(duì)于軸向光量，軸外光量被升高約+3.0％。
為了校正這種光量差，分別設(shè)置用于對(duì)光路進(jìn)行轉(zhuǎn)向的角度，如表4中所示。
表4
圖13關(guān)于本實(shí)施例中使用的反射鏡，圖解說(shuō)明相對(duì)于反射鏡入射角的強(qiáng)度反射率的P偏振分量和S偏振分量。
在對(duì)反射鏡11C(11Y)和反射鏡12C(12M)的入射角(軸向入射角)為21.0度的情況下，強(qiáng)度反射率R的S偏振分量為85.0％。
此外，在入射角(軸外入射角)為42.4度的情況下，強(qiáng)度反射率的P偏振分量為78.2％，S偏振光分量為84.8％。
在對(duì)反射鏡的入射角為42.4度的情況下，強(qiáng)度反射率R的P偏振分量和S偏振分量之間的比率為0.052:0.948。從而，42.4度下的強(qiáng)度反射率R為 R＝0.052＊78.2+0.948＊84.8＝84.454％ 從而，相對(duì)于軸向光線(21.0度)，它被降低了約0.6％。
另一方面，在對(duì)反射鏡12K(12Y)的入射角(軸向入射角)為44.6度的情況下，強(qiáng)度反射率的S偏振光分量為84.8％。
此外，在入射角(軸外入射角)為52.7度的情況下，強(qiáng)度反射率的P偏振分量為74.9％，而S偏振光分量為84.8％。
在對(duì)反射鏡的入射角為52.7度的情況下，強(qiáng)度反射率的P偏振分量和S偏振分量之間的比率為0.267:0.733。從而，52.7度下的強(qiáng)度反射率R為 R＝0.267＊74.9+0.733＊84.8＝82.183％ 從而，相對(duì)于軸向光線(44.6度)，它被降低了約3.1％。
于是，就光路C1(M1)而論，當(dāng)光經(jīng)過(guò)成像透鏡和反射鏡時(shí)，軸外光量相對(duì)于軸向光量從大約+3.0％被降低到+1.7％。
此外，同樣就光路K1(Y1)而論，類(lèi)似地，軸外光量相對(duì)于軸向光量從大約+3.0％被降低到-0.2％。
通常，如果軸向光量和軸外光量之間的差異小于3％，那么色彩不勻被減輕。從而，即使使用具有相同膜結(jié)構(gòu)的反射鏡，也能夠?qū)崿F(xiàn)令人滿意的明暗度補(bǔ)償。
就光路C1(M1)而論，其反射鏡數(shù)目比光路K1(Y1)的反射鏡數(shù)目大1。從而，對(duì)于該光路C1(M1)，使對(duì)反射鏡11C(11M)的入射角(軸向入射角)等于或小于30度。這樣，明暗度補(bǔ)償量被控制為較小。
另一方面，就光路K1(Y1)來(lái)說(shuō)，為了使用單片反射鏡實(shí)現(xiàn)明暗度補(bǔ)償，使對(duì)反射鏡12K(12Y)的入射角(軸向入射角)等于或大于45度。
此外，就光路K1(Y1)來(lái)說(shuō)，用于對(duì)光路進(jìn)行轉(zhuǎn)向的角度2β的總量等于89.2度，而就光路C1(M1)來(lái)說(shuō)，用于對(duì)光路進(jìn)行轉(zhuǎn)向的角度2β的總量等于84.0度。從而，通過(guò)保持副掃描方向上的總轉(zhuǎn)向角的差異等于或小于40度，色彩不勻很好地減輕。
下面，將關(guān)于圖13中圖解說(shuō)明的反射鏡的膜特性，計(jì)算條件表達(dá)式(11)。根據(jù)表4，成像光學(xué)系統(tǒng)的軸向光束對(duì)反射鏡的入射角β、軸外光束對(duì)反射鏡的入射角δ、當(dāng)S偏振光以入射角δ入射到反射鏡時(shí)的反射率Rs(δ)、和當(dāng)P偏振光以入射角δ入射時(shí)的反射率Rp(δ)如下所示。
β＝44.6度 δ＝52.7度 Rp(δ)＝74.9％ Rs(δ)＝84.8％ 如果把這些值代入條件表達(dá)式(11)，得出 Ans＝0.969 這滿足條件表達(dá)式(11)。
此外，現(xiàn)在將關(guān)于條件表達(dá)式(12)進(jìn)行計(jì)算。
根據(jù)表4，成像光學(xué)系統(tǒng)的軸向光束對(duì)反射鏡的入射角β、軸外光束對(duì)反射鏡的入射角δ、當(dāng)S偏振光以入射角δ入射到反射鏡時(shí)的反射率Rs(δ)、和當(dāng)P偏振光以入射角δ入射時(shí)的反射率Rp(δ)如下所示。
β＝21.0度 δ＝42.4度 Rp(δ)＝78.2％ Rs(δ)＝84.8％ 如果把這些值代入條件表達(dá)式(12)，得出 Ans＝0.996 這滿足條件表達(dá)式(12)。
[成像設(shè)備的實(shí)施例] 圖14是按照本發(fā)明的實(shí)施例的成像設(shè)備的主要部分在副掃描方向上的示意截面圖。圖14中的附圖標(biāo)記104表示的是成像設(shè)備。
例如，成像設(shè)備104接收從諸如個(gè)人計(jì)算機(jī)之類(lèi)的外部機(jī)器117向其供給的代碼數(shù)據(jù)Dc。代碼數(shù)據(jù)Dc隨后在成像設(shè)備內(nèi)由打印機(jī)控制器111變換成影像數(shù)據(jù)(點(diǎn)數(shù)據(jù))Di。
影像數(shù)據(jù)Di隨后被輸入按照上面說(shuō)明的第一和第二實(shí)施例任意之一配置的光學(xué)掃描單元(光學(xué)掃描裝置)100中。光學(xué)掃描單元100產(chǎn)生已按照影像數(shù)據(jù)Di調(diào)制的光束103，并且借助該光束103，沿主掃描方向掃描感光鼓101的感光面。
感光鼓101通過(guò)電動(dòng)機(jī)115順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，感光鼓101是靜電潛像承載部件(感光部件)。通過(guò)所述旋轉(zhuǎn)，感光鼓101的感光面相對(duì)于光束103沿與主掃描方向垂直的副掃描方向移動(dòng)。
充電輥102恰被置于感光鼓101之上，充電輥102與感光鼓表面接觸，以便對(duì)感光鼓表面均勻充電。由光學(xué)掃描單元100掃描的光束103被投射到已由充電輥102充電的感光鼓101表面上。
如上所述，光束103已按照影像數(shù)據(jù)Di被調(diào)制。通過(guò)用該光束103照射感光鼓101，在感光鼓101表面上形成靜電潛像。這樣形成的靜電潛像隨后由顯影裝置107顯影成調(diào)色劑圖像，顯影裝置107相對(duì)于感光鼓101的旋轉(zhuǎn)方向，被設(shè)置在光束103的照射位置的下游位置，并與感光鼓101接觸。
由顯影裝置107顯影的調(diào)色劑圖像通過(guò)與感光鼓101相對(duì)布置的轉(zhuǎn)印輥108被轉(zhuǎn)印到在感光鼓101下面的轉(zhuǎn)印片材(轉(zhuǎn)印材料)112上。
轉(zhuǎn)印片材112被保存在位于感光鼓之前(從圖14中來(lái)看，在右手側(cè))的片材盒109中，不過(guò)，轉(zhuǎn)印片材112可以手動(dòng)供給。在片材盒109的尾部，存在用于把片材盒109中的每個(gè)片材112供應(yīng)到片材供給通道中的片材進(jìn)給輥110。
具有按照上述方式轉(zhuǎn)印于其上的未定影調(diào)色劑圖像的紙張112被傳給在感光鼓101之后的定影裝置(從圖14中來(lái)看，在左手側(cè))。定影裝置包括具有內(nèi)置定影加熱器(未示出)的定影輥113、和布置成與定影輥113壓力接觸的壓輥114。從圖像轉(zhuǎn)印臺(tái)供給的轉(zhuǎn)印片材112在定影輥113和壓輥114之間的壓力接觸區(qū)被受壓加熱。從而，轉(zhuǎn)印片材112上的未定影調(diào)色劑圖像在其上被定影。
在定影輥113之后，有用于把圖像定影的片材112排出成像設(shè)備的片材排出輥116。
盡管圖14中未示出，不過(guò)除了上面說(shuō)明的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換功能之外，打印控制器111還具有各種功能，比如控制電動(dòng)機(jī)115或者成像設(shè)備內(nèi)的任何其它組件、以及光學(xué)掃描單元內(nèi)的多邊形電動(dòng)機(jī)(后面說(shuō)明)的功能。
對(duì)用在本發(fā)明中的成像設(shè)備的記錄密度沒(méi)有任何特殊限制。不過(guò)，由于記錄密度越高，要求的圖像質(zhì)量就越高，因此當(dāng)把按照本發(fā)明的第一實(shí)施例和第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)引入分辨率1200dpi或更高的成像設(shè)備中時(shí)，按照本發(fā)明的第一實(shí)施例和第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)將更有效。
[彩色成像設(shè)備的實(shí)施例] 圖15是按照本發(fā)明的實(shí)施例的彩色成像設(shè)備的主要部分的示意圖。本實(shí)施例涉及一種級(jí)聯(lián)式彩色成像設(shè)備，其中設(shè)置四個(gè)光學(xué)掃描裝置，以便相互并行地把影像數(shù)據(jù)記錄在對(duì)應(yīng)的感光鼓(圖像承載部件)的表面上。
在圖15中，附圖標(biāo)記360表示的是彩色成像設(shè)備，311、312、313和314表示的是具有按照任意前述實(shí)施例的結(jié)構(gòu)的光學(xué)掃描裝置。341、342、343和344表示的是感光鼓(圖像承載部件)，321、322、323和324分別表示的是顯影裝置。附圖標(biāo)記351表示的是傳送帶。
在圖15中，例如，彩色成像設(shè)備360接收從諸如個(gè)人計(jì)算機(jī)之類(lèi)的外部機(jī)器352向其供給的顏色信號(hào)R(紅)、G(綠)和B(藍(lán))。這些顏色信號(hào)通過(guò)成像設(shè)備內(nèi)的打印機(jī)控制器353被變換成對(duì)應(yīng)于C(青)、M(品紅)，Y(黃)和B(黑)的影像數(shù)據(jù)(點(diǎn)數(shù)據(jù))。
這些影像數(shù)據(jù)分別被輸入光學(xué)掃描裝置311、312、313和314中。作為響應(yīng)，這些光學(xué)掃描裝置產(chǎn)生已按照相關(guān)的影像數(shù)據(jù)被調(diào)制的光束331、332、333和334。通過(guò)這些光束，沿主掃描方向掃描感光鼓341、342、343和344的感光面。
本實(shí)施例的彩色成像設(shè)備使用兩組光學(xué)掃描裝置(311，312)和(313，314)，這些光學(xué)掃描裝置分別對(duì)應(yīng)于顏色C(青)、M(品紅)、Y(黃)和B(黑)。這些掃描裝置用于相互并行地分別在感光鼓341、342、343和344的表面上記錄影像信號(hào)，以致能夠高速打印彩色圖像。
如上所述，通過(guò)使用基于相應(yīng)圖像數(shù)據(jù)的光束，本實(shí)施例的彩色成像設(shè)備使用四個(gè)光學(xué)掃描裝置311、312、313和314分別在對(duì)應(yīng)的感光鼓341、342、343和344的表面上產(chǎn)生不同顏色的潛像。之后，這些圖像被疊加地轉(zhuǎn)印到記錄片材上，從而在記錄片材上產(chǎn)生單個(gè)的全彩色圖像。
至于外部機(jī)器352，例如可以使用具有CCD傳感器的彩色圖像讀取機(jī)器。在這種情況下，該彩色圖像讀取機(jī)器和彩色成像設(shè)備360將形成彩色數(shù)字復(fù)印機(jī)。
盡管參照這里公開(kāi)的結(jié)構(gòu)說(shuō)明了本發(fā)明，不過(guò)本發(fā)明并不局限于所陳述的細(xì)節(jié)，本申請(qǐng)意圖覆蓋可在改進(jìn)目的或所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)進(jìn)行的修改或變化。
權(quán)利要求
1、一種光學(xué)掃描裝置，包括
至少一個(gè)掃描單元，所述掃描單元包括配置成掃描偏轉(zhuǎn)從光源裝置射出的光束的偏轉(zhuǎn)裝置和配置成把被所述偏轉(zhuǎn)裝置的偏轉(zhuǎn)面掃描偏轉(zhuǎn)的光束成像到多個(gè)感光鼓上的成像光學(xué)系統(tǒng)，
其中，在從所述偏轉(zhuǎn)裝置延伸到多個(gè)感光鼓的多個(gè)光路中的每個(gè)光路上，設(shè)置至少一個(gè)被配置成使光路轉(zhuǎn)向到副掃描方向的反射部件，
其中，所述多個(gè)光路的區(qū)別在于反射部件的數(shù)目，
其中，入射到布置在多個(gè)光路中的每個(gè)光路上的每個(gè)反射部件的反射面上的光束的偏振方向在所述成像光學(xué)系統(tǒng)的光軸上是S偏振的，
其中，置于所述多個(gè)光路上的所有反射部件的反射面具有相同的膜結(jié)構(gòu)，以及
其中在所述成像光學(xué)系統(tǒng)的光軸上、沿副掃描方向的由所述反射部件的反射面限定的總轉(zhuǎn)向角在所述多個(gè)光路之間的差異不大于40度。
2、按照權(quán)利要求1所述的光學(xué)掃描裝置，其中在所述多個(gè)光路中反射部件比其它光路少的光路上，存在光束在所述成像光學(xué)系統(tǒng)的光軸上沿副掃描方向在反射部件上的入射角不小于40度的反射部件。
3、按照權(quán)利要求1所述的光學(xué)掃描裝置，其中在所述多個(gè)光路中反射部件比其它光路多的光路上，存在光束在所述成像光學(xué)系統(tǒng)的光軸上沿副掃描方向在反射部件上的入射角不大于30度的反射部件。
4、按照權(quán)利要求1所述的光學(xué)掃描裝置，其中，當(dāng)光束在所述成像光學(xué)系統(tǒng)的光軸上沿副掃描方向在反射部件上的入射角為β，光束在所述成像光學(xué)系統(tǒng)的光軸外沿副掃描方向在反射部件上的入射角為δ，S偏振光以入射角δ入射到反射部件上時(shí)的反射率為Rs(δ)，P偏振光以入射角δ入射到反射部件上時(shí)的反射率為Rp(δ)時(shí)，并且當(dāng)δ≥50度時(shí)，下述條件被滿足
其中
5、按照權(quán)利要求1所述的光學(xué)掃描裝置，其中，當(dāng)光束在所述成像光學(xué)系統(tǒng)的光軸上沿副掃描方向在反射部件上的入射角為β，光束在所述成像光學(xué)系統(tǒng)的光軸外沿副掃描方向在反射部件上的入射角為δ，S偏振光以入射角δ入射到反射部件上時(shí)的反射率為Rs(δ)，P偏振光以入射角δ入射到反射部件上時(shí)的反射率為Rp(δ)時(shí)，并且當(dāng)δ≤50度時(shí)，下述條件被滿足
其中
6、一種成像設(shè)備，包括
按照權(quán)利要求1-5任意之一所述的光學(xué)掃描裝置；
布置在待掃描表面上的感光部件；
顯影裝置，配置成用由所述光學(xué)掃描裝置掃描偏轉(zhuǎn)的光束顯影在所述感光部件上形成的靜電潛像，從而產(chǎn)生調(diào)色劑圖像；
轉(zhuǎn)印裝置，配置成把顯影的調(diào)色劑圖像轉(zhuǎn)印到轉(zhuǎn)印材料上；和
定影裝置，配置成在轉(zhuǎn)印材料上定影轉(zhuǎn)印的調(diào)色劑圖像。
7、一種成像設(shè)備，包括
按照權(quán)利要求1-5任意之一所述的光學(xué)掃描裝置；和
打印機(jī)控制器，配置成把從外部機(jī)器供給的代碼數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成影像信號(hào)，并把所述影像信號(hào)輸入所述光學(xué)掃描裝置。
8、一種彩色成像設(shè)備，包括
按照權(quán)利要求1-5任意之一所述的光學(xué)掃描裝置；和
多個(gè)圖像承載部件，所述多個(gè)圖像承載部件均被布置在將被所述光學(xué)掃描裝置掃描的表面上，并被配置成形成不同顏色的圖像。
9、按照權(quán)利要求8所述的彩色成像設(shè)備，還包括打印機(jī)控制器，配置成把從外部機(jī)器供給的顏色信號(hào)轉(zhuǎn)換成不同顏色的影像數(shù)據(jù)，并把所述影像數(shù)據(jù)輸入對(duì)應(yīng)的光學(xué)掃描裝置。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種光學(xué)掃描裝置和使用該光學(xué)掃描裝置的成像設(shè)備。光學(xué)掃描裝置包括至少一個(gè)掃描單元，該掃描單元具有掃描偏轉(zhuǎn)來(lái)自光源的光束的偏轉(zhuǎn)器和把被偏轉(zhuǎn)器掃描偏轉(zhuǎn)的光束成像到多個(gè)感光鼓上的成像光學(xué)系統(tǒng)，其中在從偏轉(zhuǎn)器延伸到多個(gè)感光鼓的多個(gè)光路中的每個(gè)光路上，設(shè)置至少一個(gè)使光路轉(zhuǎn)向到副掃描方向的反射部件，其中該多個(gè)光路的區(qū)別在于反射部件的數(shù)目，其中入射到多個(gè)光路的每個(gè)反射面的光束的偏振方向在成像光學(xué)系統(tǒng)的光軸上是S偏振的，其中，置于多個(gè)光路上的所有反射部件的反射面具有相同的膜結(jié)構(gòu)，其中在成像光學(xué)系統(tǒng)的光軸上、沿副掃描方向的由反射部件的反射面限定的總轉(zhuǎn)向角在各個(gè)光路之間的差異不大于40度。
文檔編號(hào)G02B26/12GK101487927SQ200910002509
公開(kāi)日2009年7月22日 申請(qǐng)日期2009年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月18日
發(fā)明者谷村憲, 加藤學(xué) 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社