DE69624861T2

DE69624861T2 - Optische Belichtungseinheit

Info

Publication number: DE69624861T2
Application number: DE69624861T
Authority: DE
Inventors: Takashi Shiraishi; Masao Yamaguchi
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1995-03-31
Filing date: 1996-03-28
Publication date: 2003-07-10
Anticipated expiration: 2016-03-29
Also published as: JPH08271817A; JP3209656B2; EP0735742B1; EP0735742A2; US5774249A; EP0735742A3; DE69624861D1

Description

Die Erfindung betrifft eine optische Belichtungseinheit, die auf ein Bildausbildungsgerät, wie etwa ein Farbdruckgerät, eine Hochgeschwindigkeitskopiermaschine und eine Farbkopiermaschine anwendbar ist.
Bei einem Bildausbildungsgerät, wie etwa einem Farbdrucker mit einer Vielzahl von Trommeln oder einer Farbkopiemaschine mit einer Vielzahl von Trommeln, werden eine Vielzahl von Bildausbildungsabschnitten zur Ausbildung eines Bildes gemäß Farbkomponenten, die hinsichtlich der Farbe getrennt sind, und eine Laserbelichtungseinheit zur Bereitstellung einer Vielzahl von Bilddaten, d. h. eine Vielzahl von Laserstrahlen der jeweiligen Farbkomponenten, verwendet. Es ist ein Beispiel bekannt, in dem eine Vielzahl von Laserbelichtungseinheiten vorgesehen ist. Es ist ebenso ein Beispiel bekannt, in dem eine Multi-Strahl-Laserbelichtungseinheit vorgesehen ist, die so aufgebaut ist, dass eine Vielzahl von Laserstrahlen bereitgestellt werden kann.
Die Multi-Strahl-Laserbelichtungseinheit beinhaltet ein Halbleiterlaserelement, das als Lichtquelle dient, eine erste Linsengruppe zur Verringerung eines Durchmessers des von dem Laserelement emittierten Strahls auf eine vorbestimmte Größe, eine Strahlablenkeinheit zum kontinuierlichen Ablenken des Laserstrahls, dessen Durchmesser durch die erste Linsengruppe verringert worden ist, in einer Richtung senkrecht zu einer Richtung, in der ein Aufzeichnungsmittel befördert wird, und eine zweite Linsengruppe zur Bilderzeugung des durch die Ablenkeinheit abgelenkten Laserstrahls an einer vorbestimmten Position des Aufzeichnungsmittels.
Es ist bekannt, dass die Zahl der Drehungen eines Drehspiegels der Ablenkeinheit proportional zu einer Auflösung, die in dem Bildausbildungsgerät benötigt wird, und einer Bilderzeugungsgeschwindigkeit, d. h. einer Prozeßgeschwindigkeit, ist. Eine Bildfrequenz ist proportional zum Quadrat der Auflösung und proportional zur Verarbeitungsgeschwindigkeit. Um infolge dessen die Auflösung oder die Verarbeitungsgeschwindigkeit zu verbessern, ist es bekannt, dass die Zahl der Drehungen des Drehspiegels der Ablenkeinheit erhöht werden muß und die Bildfrequenz in ausreichender Weise sichergestellt werden muß.
Wird jedoch die Zahl der Drehungen des Drehspiegels der Ablenkeinheit erhöht, erhöht sich die zur Stabilisierung der Zahl der Drehungen des Drehspiegels erforderliche Zeit. Daraus resultiert das Problem, dass viel Zeit für das aktuell zur druckende Bild nach der Eingabe eines Druckanforderungssignals erforderlich ist. Es besteht ebenso das Problem, dass die Herstellungskosten angesichts des Materials für eine Lagerung bzw. Halterung, der Dauerhaftigkeit oder Genauigkeit der Montage stark erhöht werden.
Durch die Erhöhung der Zahl der Drehungen des Drehspiegels wird darüber hinaus eine Beschädigung des Spiegelkörpers aufgrund eines Windes teilweise erhöht, der erzeugt wird, wenn der Spiegel gedreht wird. Infolge dessen ist es notwendig, dass die Ausgabe eines Motors, der zum Drehen des Drehspiegels verwendet wird, verbessert wird.
Um andererseits die Bildfrequenz zu verbessern, muß die Länge einer Signalleitung und eine Leitungsbreite verringert werden. Ebenso steigt zunehmend der Einfluß einer parasitären Kapazität. Infolge dessen tritt das Problem auf, dass die Herstellungskosten wesentlich erhöht werden.
Werden die Bilddaten durch Verwendung einer Zahl N von Laserstrahlen aufgezeichnet, werden hinsichtlich dem Aufzeichnungsmittel die Zahl der Drehungen des Drehspiegels und die Bildfrequenz um einen Faktor 1/N jeweils verringert.
Beispielsweise offenbart die Japanische Patentanmeldung KOKAI mit der Veröffentlichungsnummer 59-188616 eine Multi-Strahl-Laserbelichtungseinheit, in der ein als Lichtquelle dienender Halbleiterlaser N-Sätze einer Zylinderlinse eine Glas-fθ- Linsengruppe und N/2 Polygonspiegel verwendet werden, wenn die Zahl der Multi- Strahlen N ist.
In diesem Beispiel steigen jedoch hinsichtlich der einzelnen optischen Belichtungseinheit die Kosten der Teile und die der Montage und steigen die Größe und das Gewicht an, falls die Zahl der Linsen oder der Spiegel erhöht wird.
Darüber hinaus ist bekannt, dass der Verlauf der Hauptabtastlinie bzw. Hauptabtastzeile des Laserstrahls jeder Farbkomponente oder die Abweichung der Aberrationscharakteristik an der Bilderzeugungsfläche, wie etwa eine fθ-Charakteristik, infolge des Fehlers der Form der fθ-Linse oder der Position der Anbringung ungleich wird. Folglich wird eine Fehlausrichtung von Farbkomponenten bei einer Farbbilderzeugung ausgebildet. Der Verlauf der Hauptabtastlinie bedeutet, dass der Ort des zu der Bildfläche abgetasteten Laserstrahls gekrümmt ist. Darüber hinaus bedeutet die Ungleichheit der fθ-Charakteristik, dass die Position des Strahls an der Bildfläche gegenüber dem Winkel θ des abgetasteten Laserstrahls verschoben ist.
Infolge der Krümmung der Hauptabtastlinie oder der Ungleichheit der fθ-Charakteristik ergeben sich verschiedene Nachteile. Beispielsweise entsprechen zu emittierende überlappte Farben nicht der gleichen vorbestimmten Farbe (Farbverschiebung), oder die Dichte der gleichen Farbe wird geändert, oder der Rand des Bildes der überlappten Farben wird verschoben.
Die Japanische Patentanmeldung KOKAI mit der Veröffentlichungsnummer 2-58014 offenbart eine Multi-Strahl-Laserbelichtungseinheit, in der zwei Laserstrahlen durch eine von zwei, paarweise vorgesehenen fθ-Linsen laufen und die weiteren der zwei Paare von Linsen für einen jeden der Laserstrahlen verwendet werden. Jedoch kann die Krümmung der Hauptabtastlinie oder die Ungleichheit der fθ-Charakteristik selbst durch das vorstehende Verfahren nicht ausgeglichen werden. Infolge dessen sind zu emittierende überlappte Farben nicht identisch wie eine vorbestimmte Farbe oder wird die Dichte der gleichen Farbe verändert.
Gemäß den Beispielen der Japanischen Patentanmeldung KOKAI mit der Veröffentlichungsnummer 59-188616 oder 2-58014 kann eine Zahl von M von Multi- Strahlen passieren. Jedoch für den Fall, dass eine jede aus der Zahl von M von Multi- Strahlen Ni (= 2 oder mehr) Strahlen beinhaltet, können die vorstehen angeführten Nachteile nicht gelöst werden. Daher ist es notwendig, dass die Zahl der Drehungen des Spiegels und die Bildfrequenz erhöht werden, um die Auflösung und die Verarbeitungsgeschwindigkeit zu verbessern.
Die Japanische Patentanmeldung KOKAI mit der Veröffentlichungsnummer 4-50908 offenbart eine Linse, bei welcher die Krümmung der Linse in der Unterabtastrichtung unabhängig von dem Verlauf der Hauptabtastrichtung definiert werden kann. Jedoch ist die Linse symmetrisch zu der Fläche der Hauptabtastrichtung mit der optischen Achse und zu der Fläche der Unterabtastrichtung. Wird infolge dessen die Abtastbreite weit gemacht, wird das Bild verschlechtert. Da darüber hinaus der Querschnitt der Linse hinsichtlich der Unterabtastrichtung bogenförmig ist, wird der Strahlabstand hinsichtlich der Unterabtastrichtung nicht konstant gehalten, falls die Vielzahl der Strahlen durch die Linse passiert. Da ferner die Durchlässigkeit im Vergleich zu dem Mittelabschnitt an dem Randabschnitt stark verringert wird, wird die Dichte der Zwischentönungsfarbe oder die des Farbbildes leicht variiert.
Die Japanische Patentanmeldung KOKAI mit der Veröffentlichungsnummer 57-67375 offenbart ein Verfahren zum Erfassen der horizontalen Synchronisation durch die gleiche Erfassungseinheit, welche durch die Vielzahl der Strahlen bereitgestellt ist. Da jedoch ein jeder der Strahlen zu der Verteilungseinheit geleitet wird, ist es notwendig, dass die jeweiligen Strahlen hinsichtlich der Hauptabtastrichtung getrennt werden. Infolge dessen ist es schwierig, eine zeitliche Steuerung für das Schreiben des Bildes eines jeden Strahls zueinander gleichmäßig auszugestalten.
Die Japanischen Patentanmeldungen KOKAI mit der Veröffentlichungsnummer 59-26005 und 59-26006 offenbaren das nachstehende Beispiel:
Insbesondere wenn einer der Laserelemente emittiert und die horizontale Synchronisation erfaßt wird, wird die Abstrahlung bzw. Emission von dem entsprechenden Laserelement gestoppt und emittiert das weitere Laserelement.
Jedoch ist es notwendig, dass die jeweiligen Strahlen hinsichtlich der Hauptabtastrichtung getrennt werden. Infolge dessen besteht die Schwierigkeit, die zeitliche Steuerung für das Schreiben des Bildes für einen jeden Strahl zueinander konform bzw. gleichmäßig auszugestalten.
Die Japanische Patentanmeldung KOKAI mit der Veröffentlichungsnummer 64-73369 offenbart ein Beispiel, in dem die weitere zeitliche Steuerung für das Schreiben des Strahls auf der Grundlage des horizontalen Synchronisationssignals eines Strahls festgelegt wird. Es besteht jedoch das Problem, dass die Wiederholbarkeit der zeitlichen Steuerung infolge eines Temperaturanstieges geändert wird.
Die Japanische Patentanmeldung KOKAI mit der Veröffentlichungsnummer 61-25366 offenbart ein Beispiel, in der die Laserleitung, die Abtastgeschwindigkeit und die Bildfrequenz auf der Grundlage des Signals von einer Aufläsungsänderungseinrichtung gesteuert werden. Dieses Beispiel kann jedoch nicht für den Fall angewendet werden, in der zwei oder mehr Strahlen verwendet werden.
In vielen FarbBildausbildungsgeräten besteht die Tendenz, dass die Frequenz, mit der eine einfarbiges Bild ausgegeben wird, in Vergleich zu der Frequenz, mit der das Farbbild ausgegeben wird, erhöht wird. Im Vergleich zu dem Farbbild muß ferner die Schärfe eines Bildes bei dem einfarbigen Bild mit einer größeren Notwendigkeit erhöht werden. Jedoch im Vergleich zu dem optischen Gerät, das hinsichtlich eines Laserstrahls entsprechend dem einfarbigen Bild verwendet wird, wird die Auflösung in dem optischen Gerät, das für Laserstrahlen entsprechend dem Farbbild verwendet wird, nicht so deutlich erforderlich sein. Daher erhöht die Verwendung des optischen Geräts, das hinsichtlich dem Laserstrahl entsprechend dem Monochrombild bzw. einfarbigen Bild verwendet wird, die Herstellungskosten.
Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung einer optischen Belichtungseinheit, die auf das Bildausbildungsgerät angewendet werden kann, das ein Farbbild ohne eine Farbverschiebung bei geringen Herstellungskosten bereitstellen kann.
Die Aufgabe wird durch eine optische Belichtungseinheit gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen ausgeführt.
Die Erfindung wird aus der nachstehenden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die angeführte Zeichnungen verständlicher. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Querschnittansicht eines Bildausbildungsgerätes, in dem eine optische Belichtungseinheit eines Ausführungsbeispiels der Erfindung verwendet wird;
Fig. 2 eine schematische Gesamtansicht zur Veranschaulichung der Anordnung der optischen Elemente der optischen Belichtungseinheit, die in dem Bildausbildungsgerät von Fig. 1 beinhaltet sind;
Fig. 3 eine Teilquerschnittansicht eines Vorablenkungsoptiksystems der optischen Belichtungseinheit von Fig. 2 mit einem Schnitt entlang einer optischen Achse des Systems zwischen einer ersten optischen Quelle und einer Ablenkeinheit;
Fig. 4 eine Teilquerschnittansicht eines Vorablenkungsoptiksystems der optischen Belichtungseinheit von Fig. 2 in einer Unterabtastrichtung zur Veranschaulichung eines Zustandes von einem ersten bis zu einem vierten Laserstrahl, die auf eine Ablenkeinheit gerichtet sind;
Fig. 5 einen prinzipiellen Querschnitt der optischen Belichtungseinheit von Fig. 2 mit einem Schnitt bei einem Ablenkwinkel von 0º hinsichtlich der Ablenkeinheit;
Fig. 6 eine erweiterte Ansicht eines optischen Pfads eines optischen Nachablenkungssystems, was in einem Zustand ausgerückt wird, dass die optische Belichtungseinheit von Fig. 2 entlang einem Ablenkwinkel von 0º hinsichtlich der Ablenkeinheit geschnitten ist und die Spiegel entfernt sind;
Fig. 7 eine prinzipielle Gesamtansicht zur Veranschaulichung eines Zustandes, dass die jeweiligen optischen Elemente des optischen Vorablenkungssystems der optischen Belichtungseinheit von Fig. 2 vorgesehen sind;
Fig. 8A und 8B eine Gesamtansicht und eine Seitenansicht, die jeweils eine Laserzusammenfügungsspiegeleinheit der optischen Belichtungseinheit von Fig. 2 zeigen;
Fig. 9 eine prinzipielle Perspektivansicht zur Veranschaulichung eines Reflexionsspiegels für ein Synchronisiersignal SYNC zur horizontalen Erfassung der optischen Belichtungseinheit von Fig. 2;
Fig. 10 eine prinzipielle Perspektivansicht zur Veranschaulichung eines Befestigungsmechanismuses eines Emissionsspiegels der optischen Belichtungseinheit von Fig. 1;
Fig. 11 eine Prinzipansicht zur Veranschaulichung des Prinzips der Widerstandskorrektur des Bildausbildungsgeräts von Fig. 1;
Fig. 12 eine Prinzipquerschnittsansicht des Widerstandsensors von Fig. 11;
Fig. 13A und 13B sind Prinzipansichten zur Veranschaulichung einer Erfassungsausgabe des Widerstandes des Widerstandssensors von Fig. 12;
Fig. 14 ein Blockschaltbild eines Bildsteuerabschnittes des Bildausbildungsgerätes von Fig. 1;
Fig. 15 eine Perspektivansicht zur Veranschaulichung eines Verlaufes einer Einfallsfläche einer ersten fθ Linse der optischen Belichtungseinheit von Fig. 2;
Fig. 16 einen Verlauf zur Veranschaulichung einer Krümmung einer Einfallsfläche der ersten Linse (der optischen Belichtungseinheit von Fig. 2) der Unterabtastrichtung an einem Kreuzungspunkt zwischen einer Lichtabtastfläche und einer Linsenfläche (d. h. einer Fläche, die eine optische Achse des optischen Systems beinhaltet und hinsichtlich der Hauptabtastrichtung erweitert ist);
Fig. 17 zeigt einen Verlauf zur Veranschaulichung eines Werts der zweiten Ableitung zwischen der Krümmung der Unterabtastrichtung und den Koordinaten der Hauptabtastrichtung an dem Kreuzungspunkt zwischen der Lichtabtastfläche und der Linsenfläche in Verbindung mit der Einfallsfläche der ersten Linse der optischen Belichtungseinheit von Fig. 2;
Fig. 18 zeigt einen Verlauf zur Veranschaulichung eines Differentialwertes zwischen den Koordinaten der Hauptabtastrichtung und den Koordinaten der Richtung der optischen Achse an dem Kreuzungspunkt zwischen der Lichtabtastfläche und der Linsenfläche in Verbindung mit der Einfallsfläche der ersten Linse und der optischen Belichtungseinheit von Fig. 2;
Fig. 19 zeigt einen Verlauf zur Veranschaulichung einer Krümmung der Hauptabtastrichtung an dem Kreuzungspunkt zwischen der Lichtabtastfläche und der Linsenfläche (d. h. der Ebene, die die optische Achse des optischen Systems beinhaltet und hinsichtlich der Hauptabtastrichtung erweitert ist) in Verbindung mit der Einfallsfläche der ersten Linse der optischen Belichtungseinheit in Fig. 2;
Fig. 20 zeigt einen Verlauf zur Veranschaulichung der Versatzform der Einfallsfläche der ersten Linse hinsichtlich der Unterabtastvorrichtung an einem jeden Punkt der Linsenfläche auf der Grundlage des Kreuzungspunktes zwischen der Lichtabtastfläche und der Linsenfläche (d. h. der Ebene, die die optische Achse des optischen Systems beinhaltet und hinsichtlich der Hauptabtastrichtung erweitert ist);
Fig. 21 ist eine Prinzipansicht zur Veranschaulichung des Versatzes der Form der Einfallsfläche der ersten Linse hinsichtlich der Unterabtastrichtung auf der Grundlage eines Bogens mit einer Krümmung in einer Bedingung, dass die Unterabtastrichtung z = 0 ist;
Fig. 22 ist eine Prinzipdarstellung zur Veranschaulichung einer asymmetrischen Komponente hinsichtlich der Fläche, die sich zu der Unterabtastrichtung erstreckt und die optische Achse beinhaltet, bezüglich der Form der Einfallsflächen der ersten Linse;
Fig. 23 ist eine Perspektivansicht zur Veranschaulichung der Form einer Lichtemittierfläche der ersten Linse der optischen Belichtungseinheit von Fig. 2;
Fig. 24 zeigt einen Verlauf zur Veranschaulichung einer Krümmung der Emissionsfläche der ersten Linsen hinsichtlich der Unterabtastrichtung an einem Kreuzungspunkt zwischen einer Lichtabtastfläche und einer Linsenfläche (d. h. einer Ebene, die eine optische Achse des optischen Systems beinhaltet und sich in der Hauptabtastrichtung erstreckt);
Fig. 25 zeigt einen Verlauf, der einen Wert der zweiten Ableitung zwischen der Krümmung hinsichtlich der Unterabtastrichtung und den Koordinaten der Hauptabtastrichtung an dem Kreuzungspunkt zwischen der Lichtabtastfläche und der Linsenfläche in Verbindung mit der Emissionsfläche der ersten Linse der optischen Belichtungseinheit der Fig. 2 zeigt;
Fig. 26 zeigt einen Verlauf zur Veranschaulichung eines Differentialwertes zwischen den Koordinaten der Hauptabtastrichtung und den Koordinaten der Richtung der optischen Achse an dem Kreuzungspunkt zwischen der Lichtabtastfläche und der Linsenfläche in Verbindung der Emissionsfläche der ersten Linse der optischen Belichtungseinheit von Fig. 2;
Fig. 27 zeigt einen Verlauf zur Veranschaulichung einer Krümmung der Emissionsfläche der ersten Linse der Hauptabtastrichtung an dem Kreuzungspunkt zwischen der Lichtabtastfläche und der Linsenfläche (d. h. der Ebene, die die optische Achse des optischen Systems beinhaltet und sich zu der Hauptabtastrichtung erstreckt);
Fig. 28 zeigt einen Verlauf zur Veranschaulichung der Versatzform der Emissionsfläche der ersten Linse hinsichtlich der Unterabtastrichtung an einem jeden Punkt der Linsenfläche auf der Grundlage des Kreuzungspunktes zwischen der Lichtabtastfläche und der Linsenfläche (d. h. der Ebene, die die optische Achse des optischen Systems beinhaltet und sich zu der Hauptabtastrichtung erstreckt);
Fig. 29 ist eine Prinzipansicht zur Veranschaulichung des Versatzes der Form der Emissionsfläche der ersten Linse hinsichtlich der Unterabtastrichtung auf der Grundlage eines Bogens mit einer Krümmung in einer Bedingung, dass die Unterabtastrichtung z = 0 ist;
Fig. 30 ist eine Prinzipansicht zur Veranschaulichung einer asymmetrischen Komponente hinsichtlich der Fläche, die sich zu der Unterabtastrichtung erstreckt und die optische Achse beinhaltet, hinsichtlich der Form der Emissionsfläche der ersten Linse;
Fig. 31 ist eine Perspektivansicht zur Veranschaulichung der Form einer Einfallsfläche einer zweiten Linse der optischen Belichtungseinheit von Fig. 2;
Fig. 32 zeigt einen Verlauf zur Veranschaulichung einer Krümmung der Einfallsfläche der zweiten Linsen der Unterabtastrichtung an einem Kreuzungspunkt zwischen einer Lichtabtastfläche und einer Linsenfläche (d. h. einer Ebene, die eine optische Achse des optischen Systems beinhaltet und sich hinsichtlich der Hauptabtastrichtung erstreckt);
Fig. 33 zeigt einen Verlauf zur Veranschaulichung eines Wertes der zweiten Ableitung zwischen der Krümmung der Unterabtastrichtung und den Koordinaten der Hauptabtastrichtung an dem Kreuzungspunkt zwischen der Lichtabtastfläche und der Linsenfläche in Verbindung mit der Einfallsfläche der zweiten Linsen der optischen Belichtungseinheit von Fig. 2;
Fig. 34 zeigt einen Verlauf zur Veranschaulichung eines Differentialwertes zwischen den Koordinaten der Hauptabtastrichtung und den Koordinaten der Richtung der optischen Achse an dem Kreuzungspunkt zwischen der Lichtabtastfläche und der Linsenfläche in Verbindung mit der Einfallsfläche der zweiten Linse der optischen Belichtungseinheit von Fig. 2;
Fig. 35 zeigt einem Verlauf zur Veranschaulichung einer Krümmung der Einfallsfläche der zweiten Linse hinsichtlich der Hauptabtastrichtung an dem Kreuzungspunkt zwischen der Lichteinfallsfläche und der Linsenfläche (d. h. der Ebene, die die optische Achse des optischen Systems beinhaltet und sich hinsichtlich der Hauptabtastrichtung erstreckt);
Fig. 36 zeigt einen Verlauf zur Veranschaulichung der Versatzform der Einfallsfläche der zweiten Linse hinsichtlich der Unterabtastrichtung an einem jeden Punkt der Linsenfläche auf der Grundlage des Kreuzungspunktes zwischen der Lichtabtastfläche und der Linsenfläche (d. h. der Ebene, die die optische Achse des optischen Systems beinhaltet und sich hinsichtlich der Hauptabtastrichtung erstreckt);
Fig. 37 ist eine Prinzipansicht zur Veranschaulichung des Versatzes der Form der Einfallsfläche der zweiten Linse hinsichtlich der Unterabtastrichtung auf der Grundlage eines Bogens mit einer Krümmung in einer Bedingung, dass die Unterabtastrichtung z = 0 ist;
Fig. 38 ist eine Prinzipansicht zur Veranschaulichung einer asymmetrischen Komponente hinsichtlich der Fläche, die sich zu der Unterabtastrichtung erstreckt und die optische Achse beinhaltet, bezüglich der Form der Einfallsfläche der zweiten Linse;
Fig. 39 ist eine Perspektivansicht zur Veranschaulichung der Form der Emissionsfläche der zweiten Linse der optischen Belichtungseinheit von Fig. 2;
Fig. 40 zeigt einen Verlauf zur Veranschaulichung einer Krümmung der Emissionsfläche der zweiten Linse der Unterabtastrichtung an einem Kreuzungspunkt zwischen einer Lichtabtastfläche und einer Linsenfläche (d. h. der Ebene, die die optische Achse des optischen Systems beinhaltet und sich hinsichtlich der Hauptabtastrichtung erstreckt);
Fig. 41 zeigt einen Verlauf zur Veranschaulichung eines Wertes der zweiten Ableitung zwischen der Krümmung hinsichtlich der Unterabtastrichtung und den Koordinaten hinsichtlich der Hauptabtastrichtung an dem Kreuzungspunkt zwischen der Lichtabtastfläche und der Linsenfläche in Verbindung mit der Emissionsfläche der zweiten Linse der optischen Belichtungseinheit von Fig. 2;
Fig. 42 zeigt einen Verlauf zur Veranschaulichung eines Differentialwertes zwischen den Koordinaten hinsichtlich der Hauptabtastrichtung und den Koordinaten der Richtung der optischen Achse an dem Kreuzungspunkt zwischen der Lichtabtastfläche und der Linsenfläche in Verbindung mit der Emissionsfläche der zweiten Linse der optischen Belichtungseinheit von Fig. 2;
Fig. 43 zeigt eine Krümmung der Emissionsfläche der zweiten Linse hinsichtlich der Hauptabtastrichtung an dem Kreuzungspunkt zwischen der Lichtabtastfläche und der Linsenfläche (d. h. der Ebene, die die optische Achse des optischen Systems beinhaltet und sich hinsichtlich der Hauptabtastrichtung erstreckt);
Fig. 44 zeigt einen Verlauf zur Veranschaulichung der Versatzform der Emissionsfläche der zweiten bilderzeugenden Linse hinsichtlich der Unterabtastrichtung an einem jeden Punkt der Hauptabtastrichtung der Linsenfläche auf der Grundlage des Kreuzungspunktes zwischen der Lichtabtastfläche und der Linsenfläche (d. h. der Ebene, die die optische Achse des optischen Systems beinhaltet und sich hinsichtlich der Hauptabtastrichtung erstreckt);
Fig. 45 ist eine Prinzipansicht zur Veranschaulichung des Versatzes der Form der Emissionsfläche der zweiten Linse hinsichtlich der Unterabtastrichtung auf der Grundlage eines Bogens mit einer Krümmung für eine Bedingung, dass die Unterabtastrichtung z = 0 ist;
Fig. 46 ist eine Prinzipansicht zur Veranschaulichung einer asymmetrischen Komponente hinsichtlich der Abtastfläche, die sich zu der Unterabtastrichtung erstreckt und die optische Achse beinhaltet, bezüglich der Form der Emissionsfläche der zweiten Linse der Hauptabtastrichtung;
Fig. 47 zeigt einen Verlauf zur Veranschaulichung einer Verteilung der Leistung, die hinsichtlich der Unterabtastrichtung der ersten Linse der optischen Belichtungseinheit von Fig. 2 kontinuierlich ist;
Fig. 48 zeigt einen Verlauf zur Veranschaulichung einer Verteilung der Leistung, die hinsichtlich der Hauptabtastrichtung der ersten Linse der optischen Belichtungseinheit von Fig. 2 kontinuierlich ist;
Fig. 49 zeigt einen Verlauf zur Veranschaulichung einer Verteilung der Leistung, die in hinsichtlich der Unterabtastrichtung der zweiten Linse der optischen Belichtungseinheit von Fig. 2 kontinuierlich ist;
Fig. 50 zeigt einen Verlauf zur Veranschaulichung einer Verteilung der Leistung, die hinsichtlich der Hauptabtastrichtung der zweiten Linse der optischen Belichtungseinheit von Fig. 2 kontinuierlich ist;
Fig. 51 ist eine Prinzipansicht zur Veranschaulichung der relativen Position der Laserstrahlen in der Unterabtastrichtung nach Passieren einer Hybridzylinderlinse der optischen Belichtungseinheit von Fig. 2;
Fig. 52 zeigt einen Verlauf zur Veranschaulichung der Änderung des von einem ersten Laserelement emittierten Laserstrahls für Magenta in der Richtung der Hauptabtastrichtung, d. h. ein Maß der Defokussierung des Laserstrahls sowohl in der Hauptabtastrichtung als auch in der Unterabtastrichtung von der Bildfläche zu der Bilderzeugungsposition;
Fig. 53 zeigt einem Verlauf zur Veranschaulichung der Änderung des von dem ersten Laserelement emittierten Laserstrahls für Cyan in der Richtung der Hauptabtastrichtung, d. h., ein Maß der Defokussierung des Laserstrahls jeweils in der Hauptabtastrichtung und der Unterabtastrichtung von der Bildfläche zu einer Bilderzeugungsposition;
Fig. 54 zeigt einen Verlauf zur Veranschaulichung der Änderung der von einem jeden der ersten Laserelemente emittierten Laserstrahlen für schwarz oder gelb in der Richtung der Hauptabtastrichtung, d. h. ein Maß der Defokussierung des Laserstrahls jeweils in der Hauptabtastrichtung und der Unterabtastrichtung von der Bildfläche zu der Bilderzeugungsposition;
Fig. 55 zeigt einen Verlauf zur Veranschaulichung des Wertes des Abtastlinienkurvenverlaufes des von dem ersten Laserelement emittierten Laserstrahls für Cyan hinsichtlich einer Position des Laserstrahls in der Hauptabtastrichtung;
Fig. 56 zeigt einen Verlauf zur Veranschaulichung des Wertes des Abtastlinienkurvenverlaufes jeweils der von den ersten Laserelementen emittierten Laserstrahlen für Cyan hinsichtlich einer Position des Laserstrahls in der Hauptabtastrichtung;
Fig. 57 zeigt einen Verlauf zur Veranschaulichung des Wertes des Abtastlinienkurvenverlaufes jeweils der von den ersten Laserelementen emittierten Laserstrahlen für schwarz oder gelb hinsichtlich einer Position des Laserstrahls in der Hauptabtastrichtung;
Fig. 58 zeigt einen Verlauf zur Veranschaulichung des Wertes der Änderung der Distanz der Positionen der von dem ersten und dem zweiten Laserelement emittierten Laserstrahlen für Magenta hinsichtlich einer Position des Laserstrahls in der Hauptabtastrichtung an der Bildfläche;
Fig. 59 zeigt einen Verlauf zur Veranschaulichung des Wertes der Änderung der Distanz der Positionen der von dem ersten und dem zweiten Laserelement emittierten Laserstrahlen für Cyan hinsichtlich einer Position des Laserstrahls in der Hauptabtastrichtung; an der Bildfläche;
Fig. 60 zeigt einen Verlauf zur Veranschaulichung des Wertes der Änderung der Distanz der Positionen der Laserstrahlen, die von dem ersten und dem zweiten Laserelement für schwarz, oder dem ersten und dem zweiten Laserelement für gelb emittiert werden, hinsichtlich einer Position des Laserstrahls in der Hauptabtastrichtung an der Bildfläche;
Fig. 61 zeigt einen Verlauf zur Veranschaulichung des Änderungsverhältnisses eines inversen Wertes eines Konvergenzwinkels, d. h. das Änderungsverhältnis eines jeden Laserstrahldurchmessers in der Hauptabtastrichtung und der Unterabtastrichtung an der Bildfläche in Verbindung mit einem jeden der jeweils von dem ersten Laserelement für Magenta, dem ersten Laserelement für schwarz und dem ersten Laserelement für gelb emittierten Laserstrahlen;
Fig. 62 zeigt einen Verlauf zur Veranschaulichung des Änderungsverhältnisses der fθ- Charakteristik eines jeden Laserstrahls in der Hauptabtastrichtung an der Bildfläche in Verbindung mit einem jeden der jeweils von dem ersten Laserelement für Magenta, dem ersten Laserelement für Cyan, dem ersten Laserelement für schwarz und dem ersten Laserelement für gelb emittierten Laserstrahlen;
Fig. 63 zeigt einen Verlauf zur Veranschaulichung der Änderung der Strahlposition hinsichtlich der Unterabtastrichtung an der Bildfläche in einem Zustand, dass die Neigungen der Ablenkflächen des Polygonspiegels in einer Minute beinhaltet sind, in Verbindung mit einem jeden der jeweils von dem ersten Laserelement für Magenta, dem ersten Laserelement für Cyan, dem ersten Laserelement für schwarz und dem ersten Laserelement für gelb emittierten Laserstrahlen;
Fig. 64 zeigt einen Verlauf zur Veranschaulichung des Änderungsverhältnisses der Durchlässigkeit für einen jeden Laserstrahl hinsichtlich der Bildflächenstrahlposition in der Hauptabtastrichtung an der Bildfläche in Verbindung mit einem jeden der jeweils von dem ersten Laserelement für Magenta, dem ersten Laserelement für Cyan, dem ersten Laserelement für schwarz und dem ersten Laserelement für gelb emittierten Laserstrahlen;
Fig. 65 ist eine prinzipielle Querschnittansicht zur Veranschaulichung; eines Bildausbildungsgerätes, das sich von dem Bildausbildungsgerät von Fig. 1 unterscheidet;
Fig. 66 ist eine prinzipielle Draufsicht zur Veranschaulichung der Anordnung der optischen Elemente einer optischen Belichtungseinheit, die in dem Bildausbildungsgerät von Fig. 65 beinhaltet ist;
Fig. 67 ist eine erweiterte Ansicht des optischen Pfades des optischen Nachablehnungssystems, das in einem Zustand zum Ausdruck gebracht wird, dass die optische Belichtungseinheit von Fig. 65 an einem Ablenkwinkel von 0º hinsichtlich der Ablenkeinheit geschnitten ist und Spiegel entfernt sind;
Fig. 68 ist eine Prinzipansicht zur Veranschaulichung eines Beispieles der Lichtquelle, d. h. der Lichtemissionseinheit der optischen Belichtungseinheit von Fig. 65;
Fig. 69 ist eine prinzipielle Draufsicht zur Veranschaulichung eines Zustandes, dass der Abstand zwischen den Strahlen in der optischen Belichtungseinheit von Fig. 65 erfaßt wird;
Fig. 70 ist eine ebene Querschnittsansicht zur Veranschaulichung eines Zustandes, dass ein Abstand zwischen den Strahlen in der optischen Belichtungseinheit von Fig. 65 erfaßt wird;
Fig. 71 ist eine Prinzipansicht zur Veranschaulichung eines Beispieles, in dem der Abstand zwischen den Laserstrahlen geändert wird, um die Auflösung in der optischen Belichtungseinheit von Fig. 65 zu ändern;
Fig. 72 ist eine prinzipielle Querschnittsansicht zur Veranschaulichung eines Bildausbildungsgerätes, das sich von dem Bildausbildungsgerät der Fig. 1 und 65 unterscheidet;
Fig. 73 ist eine prinzipielle Draufsicht zur Veranschaulichung der Anordnung der optischen Elemente einer optischen Belichtungseinheit, die in dem Bilderzeugnisgerät von Fig. 72 beinhaltet sind;
Fig. 74 ist eine Perspektivansicht zur Veranschaulichung der Form der Einfallsfläche der fθ-Linse der optischen Belichtungseinheit von Fig. 73;
Fig. 75 zeigt einen Verlauf zur Veranschaulichung einer Krümmung der Einfallsfläche der fθ-Linse (der optischen Belichtungseinheit von Fig. 73) hinsichtlich der Unterabtastrichtung an einem Kreuzungspunkt zwischen einer Lichtabtastfläche und einer Linsenfläche (d. h. einer Ebene, die eine optische Achse des optischen Systems beinhaltet und sich zu der Hauptabtastrichtung erstreckt);
Fig. 76 zeigt einen Verlauf zur Veranschaulichung eines Wertes einer zweiten Ableitung zwischen der Krümmung hinsichtlich der Unterabtastrichtung und den Koordinaten hinsichtlich der Hauptabtastrichtung an dem Kreuzungspunkt zwischen der Lichtabtastfläche und der Linsenfläche in Verbindung mit der Einfallsfläche der fθ-Linse der optischen Belichtungseinheit von Fig. 73;
Fig. 77 zeigt einen Verlauf zur Veranschaulichung eines Differentialwertes zwischen den Koordinaten hinsichtlich der Hauptabtastrichtung und den Koordinaten der Richtung der optischen Achse an dem Kreuzungspunkt zwischen der Lichtabtastfläche und der Linsenfläche in Verbindung mit der Einfallsfläche der fθ-Linse der optischen Belichtungseinheit von Fig. 73;
Fig. 78 zeigt einen Verlauf zur Veranschaulichung einer Krümmung der Einfallsfläche der Hauptabtastrichtung an einem Kreuzungspunkt zwischen einer Lichtabtastfläche und einer Linsenfläche (d. h. eine Ebene, die eine optische Achse des optischen Systems beinhaltet und sich zu der Hauptabtastrichtung erstreckt) in Verbindung mit der Einfallsfläche der fθ-Linse der optischen Belichtungseinheit von Fig. 73;
Fig. 79 zeigt einen Verlauf zur Veranschaulichung der Form der Einfallsfläche der fθ- Linse der Unterabtastrichtung an einem jeden Punkt der Hauptabtastrichtung der Linsenfläche auf der Grundlage des Kreuzungspunktes zwischen der Lichtabtastfläche und der Linsenfläche (d. h. die Ebene, die die optische Achse des optischen Systems beinhaltet und sich zu der Hauptabtastrichtung erstreckt);
Fig. 80 zeigt einen Verlauf zur Veranschaulichung des Versatzes der Form der Einfallsfläche der fθ-Linse hinsichtlich der Unterabtastrichtung auf der Grundlage eines Bogens mit einer Krümmung unter der Bedingung, dass die Unterabtastrichtung z = 0 ist;
Fig. 81 ist eine Prinzipansicht zur Veranschaulichung einer asymmetrischen Komponente hinsichtlich der Fläche, die sich zu der Unterabtastrichtung erstreckt und die optische Achse beinhaltet, bezüglich der Form der Einfallsfläche der fθ-Linse;
Fig. 82 ist eine Perspektivansicht zur Veranschaulichung der Form der Emissionsfläche der fθ-Linse von Fig. 73;
Fig. 83 zeigt einen Verlauf zur Veranschaulichung einer Krümmung der Emissionsfläche der fθ-Linse hinsichtlich der Unterabtastrichtung an einem Kreuzungspunkt zwischen einer Lichtabtastfläche und einer Linsenfläche (d. h. eine Ebene, die eine optische Achse des optischen Systems beinhaltet und sich hinsichtlich der Hauptabtastrichtung erstreckt);
Fig. 84 zeigt einen Verlauf zur Veranschaulichung eines Wertes der zweiten Ableitung zwischen der Krümmung der Unterabtastrichtung und den Koordinaten der Hauptabtastrichtung an dem Kreuzungspunkt zwischen der Lichtabtastfläche und der Linsenfläche in Verbindung mit der Emissionsfläche der fθ-Linse der optischen Belichtungseinheit von Fig. 73;
Fig. 85 zeigt einen Verlauf zur Veranschaulichung eines Differentialwertes zwischen den Koordinaten der Hauptabtastrichtung und den Koordinaten der Richtung der optischen Achse an dem Kreuzungspunkt zwischen Lichtabtastfläche und der Linsenfläche in Verbindung mit der Emissionsfläche der fθ-Linse der optischen Belichtungseinheit von Fig. 73;
Fig. 86 zeigt einen Verlauf zur Veranschaulichung einer Krümmung der Emissionsfläche der fθ-Linse der Hauptabtastrichtung an dem Kreuzungspunkt zwischen der Lichtabtastfläche und der Linsenfläche (d. h. die Ebene, die die optische Achse des optischen Systems beinhaltet und sich hinsichtlich der Hauptabtastrichtung erstreckt);
Fig. 87 zeigt einen Verlauf zur Veranschaulichung der Form der Emissionsfläche der fθ- Linse der Unterabtastrichtung an einem Mittelpunkt der Hauptabtastrichtung der Linsenfläche auf der Grundlage des Kreuzungspunktes zwischen der Lichtabtastfläche und der Linsenfläche (d. h. die Ebene, die die optische Achse des optischen Systems beinhaltet und sich hinsichtlich der Hauptabtastrichtung erstreckt);
Fig. 88 zeigt einen Verlauf zur Veranschaulichung des Versatzes der Form der Emissionsfläche der fθ-Linse der Unterabtastrichtung auf der Grundlage eines Bogens mit einer Krümmung unter einer Bedingung, dass die Unterabtastrichtung z = 0 ist;
Fig. 89 ist eine Prinzipansicht zur Veranschaulichung einer asymmetrischen Komponente hinsichtlich der Fläche, die sich zu der Unterabtastrichtung erstreckt und die optische Achse beinhaltet, bezüglich der Form der Emissionsfläche der fθ-Linse der Hauptabtastrichtung;
Fig. 90 zeigt einen Verlauf zur Veranschaulichung einer Verteilung der Leistung, die in der Unterabtastrichtung kontinuierlich ist, in Verbindung der fθ-Linse und der optischen Belichtungseinheit von Fig. 73;
Fig. 91 zeigt einen Verlauf zur Veranschaulichung einer Verteilung der Leistung, die hinsichtlich der Hauptabtastrichtung kontinuierlich ist, in Verbindung mit der fθ-Linse der optischen Belichtungseinheit von Fig. 73;
Fig. 92 ist eine Prinzipansicht zur Veranschaulichung der relativen Position der Laserstrahlen in der Unterabtastrichtung hinsichtlich der optischen Achse einer Hybrid- Zylinder-Linse nach Passieren durch die Hybrid-Zylinder-Linse der optischen Belichtungseinheit von Fig. 73;
Fig. 93 zeigt einen Verlauf zur Veranschaulichung der Änderung des Laserstrahls der Richtung der Hauptabtastrichtung, d. h. ein Maß der Defokussierung des Laserstrahls jeweils in der Hauptabtastrichtung und der Unterabtastrichtung von der Bildfläche zu einer Bilderzeugunsposition;
Fig. 94 zeigt einen Verlauf zur Veranschaulichung; des Wertes der Änderung des Abstandes der Positionen der Laserstrahlen bezüglich der Strahlpositionen der Hauptabtastrichtung an der Bildfläche;
Fig. 95 zeigt einen Verlauf zur Veranschaulichung des Änderungsverhältnisses eines universen Wertes eines Konvergenzwinkels, d. h. das Änderungsverhältnis eines jeden Laserstrahldurchmessers in der Hauptabtastrichtung und der Unterabtastrichtung an der Bildfläche;
Fig. 96 zeigt einen. Verlauf zur Veranschaulichung des Änderungsverhältnisses der fθ- Charakteristik eines jeden Laserstrahls in der Hauptabtastrichtung an der Bildfläche;
Fig. 97 zeigt einen Verlauf zur Veranschaulichung der Änderung der Strahlposition hinsichtlich der Unterabtastrichtung an der Bildfläche in einem Zustand, dass die Neigungen der Ablenkfläche des Polygonspiegels 5 in einer Minute beinhaltet sind; und
Fig. 98 zeigt einen Verlauf zur Veranschaulichung des Änderungsverhältnisses der Durchgängigkeit eines jeden Laserstrahls gegenüber der Bildflächenstrahlposition in der Hauptabtastrichtung an der Bildfläche.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert.
Fig. 1 zeigt eine Querschnittansicht bezüglich der Front eines Bildausbildungsgerätes mit einem System von vier Trommeln.
Ein Bildausbildungsgerät 100 beinhaltet eine erste bis vierte Bilderzeugungseinheit bzw. Bildausbildungseinheit 50Y, 50M, 50C und 50B zur Erzeugung bzw. Ausbildung eines Bildes jeweils von Komponenten, die hinsichtlich der Farbe unterteilt sind in Y (Gelb), M (Magenta), C (Cyan) und B (Schwarz).
Die jeweiligen Bilderzeugungseinheiten 50 sind unter eine Laserbelichtungseinheit 1 seriell in der Reihenfolge 50Y, 50M, 50C und 50B angeordnet, so dass sie der Position entsprechen, an welcher die Laserstrahlen LY, LM, LC und LB entsprechend den jeweiligen Farbkomponenten durch die jeweiligen Spiegel 37Y, 37M, 37C und 33B emittiert werden.
Ein Übertragungsriemen 52 ist unter den jeweiligen Bilderzeugungseinheiten 50 zur Übertragung eines durch die jeweiligen Bilderzeugungseinheiten 50Y, 50M, 50C und 50B ausgebildeten Bildes vorgesehen.
Der Übertragungsriemen 52 ist an einer Riemenantriebswalze 56 und einer Spannwalze 54 gestreckt und wird mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit in einer Richtung gedreht, in der sich die Riemenantriebswalze 56 dreht.
Die jeweiligen Bilderzeugungseinheiten 50Y, 50M, 50C und 50B beinhalten fotosensitive Elemente 58Y, 58M, 58C und 58B. Die fotosensitiven Elemente 58Y, 58M, 58C und 58B, die gemäß einer zylindrischen Trommel geformt sind, um in einer Pfeilrichtung drehbar zu sein, bilden ein elektrostatisches Latentbild entsprechend eines jeden Bildes aus.
Es sind Ladeeinheiten 60 (Y, M, C, B), Entwicklungseinheiten 62 (Y, M, C, B), Übertragungseinheiten 64 (Y, M, C, B), Reinigungseinheiten 66 (Y, M, C, B) und Entladeeinheiten 68 (Y, M, C, B) um die jeweiligen fotosensitiven Elemente 58Y, 58M, 58C und 58B in der Reihenfolge der Drehrichtung der fotosensitiven Elemente 58 (Y, M, C, B) vorgesehen.
Eine jede der Ladeeinheiten 60 liefert eine vorbestimmte Spannung an der Oberfläche einer jeden der jeweiligen fotosensitiven Elemente 58 (Y, M, C, B).
Eine jede der Entwicklungseinheiten 62 entwickelt das elektrostatische Latentbild an der Fläche einer jeden der fotosensitiven Elemente 58 mit einem Toner, für den die entsprechende Farbe vorgesehen ist.
Eine jede der Übertragungseinheiten 64 überträgt ein Tonerbild, das an einer jeden der fotosensitiven Elemente 58 ausgebildet ist, auf ein Aufzeichnungsmittel, das über den Beförderungsriemen 52 befördert wird, in einem Zustand, dass der Übertragungsriemen 52 zwischen einer jeden der fotosensitiven Elemente 58 vorgesehen ist und eine jede der Übertragungseinheiten 64 einem jeden fotosensitiven Element 58 gegenüberliegt.
Eine jede der Reinigungseinheiten 66 entfernt den Resttoner, der an einer jeden der fotosensitiven Elemente 58 verbleibt, nachdem ein jedes Tonerbild jeweils durch die Übertragungseinheiten 64 übertragen ist.
Eine jede der Entladeeinheiten 68 entfernt die Restspannung, die an einer jeden der fotosensitiven Elemente 58 verbleibt, nachdem ein jedes Tonerbild jeweils durch die Übertragungseinheiten 64 übertragen ist.
Eine Bestrahlung der jeweiligen Laserstrahlen LY, LM, LC und LB, die durch die jeweiligen Spiegel 37Y, 37M, 37C und 33B der Laserbelichtungseinheit 1 geleitet werden, ist zwischen den jeweiligen Ladeeinheiten 60 (Y, M, C, B) und den jeweiligen Entwicklungseinheiten 62 (Y, M, C, B) vorgesehen.
Eine Papierkassette ist unter dem Übertragungsriemen 62 zum Beinhalten des Aufzeichnungsmittel, d. h. Papier P, zum Übertragen des durch eine jede der Bilderzeugungseinheiten 50 (Y, M, C, B) ausgebildeten Bildes vorgesehen.
Eine Zufuhrwalze 72 mit einem halbkreisförmigen Querschnitt ist an der Position vorgesehen, der einem Endabschnitt der Papierkassette 70 und einem Abschnitt nahe der Spannungswalze 54 entspricht, so dass in der Papierkassette 70 beinhaltetes Papier P einzeln von dem obersten Abschnitt entnommen wird.
Eine Widerstandswalze 74 ist zwischen der Zufuhrwalze und der Spannungswalze 54 vorgesehen. Die Widerstandswalze 74 wird verwendet, um das obere Ende eines Papiers P, das von der Kassette 70 herausgenommen wird, mit dem oberen Ende eines jeden an den jeweiligen Bilderzeugungseinheiten 50 ausgebildeten Tonerbildes in Übereinstimmung zu bringen, insbesondere dem an dem fotosensitiven Element 58B durch die Bilderzeugungseinheit 50B ausgebildeten Tonerbild.
Es ist eine Absorptionswalze an einem Abschnitt zwischen der Widerstandswalze 74 und der ersten Bilderzeugungseinheit 50Y vorgesehen, d. h. einem Abschnitt nahe der Spannungswalze 54, im wesentlichen an einem äußeren Rand der Spannungswalze 54. Die Absorptionswalze 56 liefert eine vorbestimmte elektrostatische Absorption. Die Achse der Absorptionswalze 76 und der Spannungswalze 54 sind parallel zueinander angeordnet.
Es sind Widerstandssensoren 78 und 80 an einem Abschnitt vorgesehen, der einem Endabschnitt des Übertragungsriemens 52 entspricht, und nahe an der Riemenantriebswalze 56 liegt, im wesentlichen an einem äußeren Rand der Riemenantriebswalze 56 angeordnet ist, um einen vorbestimmten Abstand in axialer Richtung der Riemenantriebswalze 56 aufzuweisen. Die Widerstandssensoren 78 und 80 erfassen die Position des an dem Übertragungsriemen 52 ausgebildeten Bildes (Fig. 1 ist eine vordere Querschnittsansicht zur Veranschaulichung lediglich des schwarzen Sensors 80).
Eine Übertragungsriemenreinigungseinheit 82 ist an dem Übertragungsriemen 52 entsprechend dem äußeren Rand der Riemenantriebswalze 56 vorgesehen. Die Übertragungsriemenreinigungseinheit 82 entfernt an dem Übertragungsriemen 52 haftenden Toner oder Papierstaub von Papier P.
Eine Fixiereinheit 84 ist in einer Richtung vorgesehen, in welcher durch den Übertragungsriemen 52 übertragenes Papier P von der Riemenantriebswalze 56 abgegeben wird und weiter übertragen wird. Die Fixiereinheit 84 wird zur Fixierung des auf das Papier P übertragenen Tonerbildes an dem Papier P verwendet.
Fig. 2 zeigt eine prinzipielle Querschnittsansicht eines Multi-Strahl-Laserabtastgeräts, das in dem Bildausbildungsgerät von Fig. 1 verwendet wird.
Bei dem Farblaserstrahldrucker werden allgemein vier Arten von Bilddaten verwendet, welche hinsichtlich der Farbe in die jeweiligen Farbkomponenten Gelb (Y), Magenta (M), Cyan (C) und Schwarz (B) unterteilt sind, und verschiedene Einheiten zur Erzeugung eines Bildes entsprechend der Bildkomponenten sind vorgesehen. Danach werden die Bilddaten der jeweiligen Farbkomponenten und der entsprechenden Einheiten durch die Indexe Y (Gelb), M (Magenta), C (Cyan) und B (Schwarz) unterschieden.
Gemäß der Darstellung in Fig. 2 beinhaltet die Multi-Strahl-Laserbelichtungseinheit 1 eine Polygonspiegeleinheit 5 (Ablenkeinrichtung). Die Polygonspiegeleinheit 5 lenkt einen jeden der von einer jeden der Laserelemente emittierten Laserstrahlen ab, welche als Lichtquelle dient, auf eine vorbestimmte Position jeweils an den Bildflächen, d. h. an eine jede der fotosensitiven Trommeln 58 (Y, M, C, B) des ersten bis vierten Bilderzeugungsabschnittes 50 (Y, M, C, B) mit einer vorbestimmten Lineargeschwindigkeit. In diesem Fall wird nachstehend die Richtung, in der der Laserstrahl durch eine jede der Reflexionsflächen des Polygonspiegels 5 abgelenkt wird, als "Hauptabtastrichtung" bezeichnet.
Der Polygonspiegel 5 beinhaltet einen Polygonspiegelkörper 5a, in dem Reflektoren mit einer achtseitigen Fläche in der Form eines regelmäßigen Polygons angeordnet sind, und einen (nicht dargestellten) Motor, der den Polygonspiegelkörper 5a hinsichtlich der Hauptabtastrichtung mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit dreht.
Der Polygonspiegelkörper 5a ist beispielsweise aus Aluminium ausgebildet.
Eine jede der Reflexionsflächen des Polygonspiegelkörpers 5a ist entlang der Fläche mit der Richtung geschnitten, in der der Polygonspiegelköper 5a gedreht wird, d. h. der Fläche senkrecht zu der Hauptabtastrichtung. Danach wird eine Flächenschutzschicht beispielsweise aus SiO&sub2; an der Schnittfläche angebracht.
Ein optisches Nachablenkungssystem 21 ist zwischen dem Polygonspiegel 5 und der Bildfläche angeordnet, um eine vorbestimmte optische Charakteristik zu einem jeden der zu einer vorbestimmten Richtung durch eine jede der Reflexionsflächen des Polygonspiegels 5 abgelenkten Laserstrahlen bereitzustellen.
Das optische Nachablenkungssystem 21 beinhaltet zwei Linsen, d. h. eine erste und eine zweite Linse 30a und 30b. Ein jeder zu der vorbestimmten Richtung durch eine jede der Reflexionsflächen abgelenkte Laserstrahl wird zu seiner vorbestimmten Position einer jeden der fotosensitiven Trommeln 58 (Y, M, C, B) geleitet.
Eine Horizontalsynchronisationserfassungseinheit 23 ist an einer Position vorgesehen, an der der durch eine vorbestimmte Position der zweiten Linse 30b des optischen Nachablenkungssystems 21 geführte Strahl geleitet wird. Die vorstehende angeführte vorbestimmte Position entspricht einer Position, an der ein jeder der Laserstrahlen L (Y, M, C, B), die von der zweiten Bilderzeugungslinse 30b emittiert werden, zu einer Position vor einer Bildschreibstartposition an der fotosensitiven Trommel 58 abgelenkt ist.
Ein Spiegel 25 zur horizontalen Synchronisation zwischen dem optischen Nachablenkungssystem 21 und der horizontalen Synchronisationserfassungseinheit 23 vorgesehen. Der Spiegel 25 wird zur Reflexion des Teils der aus 4 · 2 zusammengefügten Laserstrahlen L (Y, M, C, B) verwendet, die durch zumindest eine der Linsen (30a, 30b) verlaufen, die in dem optischen Nachablenkungssystem 21 beinhaltet sind, zu der Erfassungseinheit 23 jeweils in der Hauptabtastrichtung und der Unterabtastrichtung. Nachstehend wird im einzelnen das optische Vorablenkungssystem erläutert, das zwischen den Laserelementen und dem Polygonspiegel 5 vorgesehen ist.
Die Laserbelichtungseinheit 1 beinhaltet eine erste bis vierte Lichtquelle 3Y, 3M, 3C und 3B (M, M = positive Ganzzahl, beispielsweise 4 im vorliegenden Fall) mit einem ersten und einem zweiten (N1 = N2 = N3 = N4) Laserelement, wobei Ni (i = positive Ganzzahl) erfüllt ist, zur Erzeugung des Laserstrahls entsprechend Bilddaten, welche hinsichtlich der Farbe in Farbkomponenten geteilt sind.
Die erste bis vierte Lichtquelle 3Y, 3M, 3C und 3B beinhalten einen ersten und einen zweiten Gelb-Laser 3Ya, 3Yb zum Aussenden von Laserstrahlen entsprechend gelben Bildern, einen ersten und einen zweiten Magenta-Laser 3Ma, 3Mb zum Aussenden von Laserstrahlen entsprechend Magentabildern, einen ersten und einen zweiten Cyan-Laser 3Ca, 3Cb zum Aussenden von Laserstrahlen entsprechend Cyanbildern und einen ersten und einen zweiten Schwarz-Laser 3Ba, 3Bb zum Aussenden von Laserstrahlen entsprechend von schwarzen Bildern. In diesem Fall werden ein erster bis vierter Laserstrahl von einem jeden der Laserelemente emittiert, d. h. paarweise LYa und LYb, paarweise LMa, LMb, paarweise LCa und LCb und paarweise LBa und LBb.
Vier Paare von optischen Vorablenkungssystem 7 (Y, M, C, B) sind zwischen den jeweiligen Laserelementen 3Ya, 3Ma, 3Ca, 3Ba und dem Polygonspiegel 5 vorgesehen, um eine vorbestimmte Form des Querschnittes des Strahlpunktes eines jeden der jeweils von den Lichtquellen 3Ya, 3Ma, 3Ca und 3Ba emittierten Laserstrahlen LYa, LMa, LCa und LBa bereitzustellen.
Nachstehend wird das optische Vorablenksystem 7 (Y) erläutert, in dem der Laserstrahl LYa in der Richtung zu dem Polygonspiegel 5 von dem ersten Gelb-Laser 3Ya als typisches Beispiel gezeigt wird.
Eine vorbestimmte Konvergenz ist für den von dem ersten Gelb-Laser 3Ya emittierten dispergierenden Laserstrahl durch eine begrenzte Fokussierlinse 9Ya vorgesehen. Danach wird der Querschnitt des Strahls durch eine Blende 10Ya in eine vorbestimmte Form gebracht. Eine vorbestimme Konvergenz ist ferner für den Laserstrahl LYa, der durch die Blende 10Ya passiert ist, lediglich in der Unterabtastrichtung durch eine Hybrid-Zylinder- Linse 11 vorgesehen, so dass er zu dem Polygonspiegel 5 geleitet wird.
Ein Halbspiegel 12Y ist zwischen der Linse 9Ya mit begrenzter Fokussierung und der Hybrid-Zylinder-Linse 11Y vorgesehen, um einen vorbestimmten Winkel gegenüber der optischen Achse zu liefern.
Ein von dem zweiten Gelb-Laser 3Yb emittierter Laserstrahl LYb fällt auf die Fläche gegenüber der Fläche, an der der Laserstrahl LYa einfällt, um einen vorbestimmten Strahlabstand zwischen den Laserstrahlen LYa und LYb in der Unterabtastrichtung zu haben. Eine Linse 9Yb mit einer begrenzten Fokussierung zur Bereitstellung einer vorbestimmten Konvergenz für den Laserstrahl LYb, der von dem zweiten Laser 3Yb emittiert wird, und eine Blende 10Yb sind zwischen dem zweiten Gelb-Laser 3Yb und dem Halbspiegel 12Y angeordnet.
Ein jeder der Laserstrahlen LYa und LYb, die die vorbestimmte Strahldistanz zwischen sich in der Unterabtastrichtung aufweisen und zu im wesentlichen einen Laserstrahl zusammengefügt werden, passiert eine Lasersynthesespiegeleinheit 13 (unter Bezugnahme auf die Fig. 8a und 8b zu beschreiben) und wird zu dem Polygonspiegel 5 geleitet.
Hinsichtlich dem optischen Vorablenkungssystem 7M (Magenta) sind eine Linse 9Ma mit begrenzter Fokussierung, eine Blende 10Ma, eine Hybrid-Zylinder-Linse 11M, ein Halbspiegel 12M, ein zweiter Magenta-Laser 3Mb, eine Linse 9Mb mit begrenzter Fokussierung und eine Blende 10Mb an den jeweiligen vorbestimmten Positionen zwischen dem ersten Magenta 3Ma und der Lasersynthesespiegeleinheit 13 vorgesehen. Die Linse 9Mb mit begrenzter Fokussierung und die Blende 10Mb sind zwischen dem zweiten Magenta-Laser 3Mb und dem Halbspiegel 12M vorgesehen. In ähnlicher Weise sind hinsichtlich dem optischen Vorablenkungssystem 7C (Cyan) eine Linse 9Ca mit begrenzter Fokussierung, eine Blende 10Ca, eine Hybrid-Zylinder-Linse 11C, ein Halbspiegel 12C, ein zweiter Magenta-Laser 3Cb, eine Linse 9Cb mit begrenzter Fokussierung und eine Blende 10Cb an den jeweiligen vorbestimmten Positionen zwischen dem ersten Cyan-Laser 3Ca und der Lasersynthesespiegeleinheit vorgesehen. Darüber hinaus sind hinsichtlich dem optischen Vorablenkungssystems 7B (schwarz), eine Linse 9Ba mit begrenzter Fokussierung, eine Blende 10Ba, eine Hybrid-Zylinder-Linse 11B, ein Halbspiegel 12B, ein zweiter Magenta-Laser 4Bb, eine Linse 9Bb mit begrenzter Fokussierung und eine Blende 10Bb an den jeweiligen vorbestimmten Positionen zwischen dem ersten Schwarz-Laser 3Ba und der Lasersynthesespiegeleinheit 13 vorgesehen.
Die Lichtquellen 3 (Y, M, C, B), das optische Vorablenksystem 7 (Y, M, C, B) und die Lasersynthesespiegeleinheit 13 werden einteilig durch ein Halteelement 15 gehalten, das aus einer Aluminiumlegierung ausgebildet ist.
Als Linsen 9 (Y, M, C, B)a, und (Y, M, C, B)b mit begrenzter Fokussierung wird eine einzige Linse verwendet, die ausgebildet wird, indem ein mit UV (ultravioletten) Licht behandelter asphärischer Kunststoffabschnitt (nicht dargestellt) der asphärischen Glaslinse oder der asphärischen Linse angeheftet wird.
Fig. 3 betrifft einen zwischen dem Halbspiegel 12 des optischen Vorablenkungssystems 7 und der Reflexionsfläche des Polygonspiegels 5 ausgebildeten optischen Pfad. Fig. 3 ist eine teilweise Querschnittansicht zur Veranschaulichung des optischen Pfads, der von der Unterabtastrichtung in einem Zustand betrachtet wird, daß der Reflexionsspiegel 25 weggelassen ist. In Fig. 3 sind nur die optischen Pfade entsprechend eines Laserstrahls LY (LYa) als typisches Beispiel ausgeführt.
Die Hybridzylinderlinse 11 (Y) ist aus einer Zylinderlinse 17 (Y) mit PMMA (Polymethyl methacrylat) und einer aus Glas hergestellten Zylinderlinse 19 (Y) ausgebildet, wobei beide im wesentlichen die gleiche Krümmung in der Unterabtastrichtung aufweisen. Die Zylinderlinse 17 (Y) mit PMMA wird so ausgebildet, daß seine luftkontaktierende Oberfläche im wesentlichen flach ist.
Darüber hinaus kann die Hybridzylinderlinse 11 (Y) wie nachstehend angeführt ausgebildet sein.
Im einzelnen sind die Zylinderlinse 17 (Y) und die Zylinderlinse 19 (Y) einteilig durch Anbringen der Emissionsfläche der Zylinderlinse 17 (Y) an die Einfallsfläche der Zylinderlinse 19 (Y) oder durch Pressen dieser Fläche an ein (nicht dargestelltes) Positionierungselement von einer vorbestimmten Richtung ausgebildet.
Die Hybridzylinderlinse 11 (Y) kann durch Formen der Zylinderlinse 17 (Y) an der Einfallsfläche der Zylinderlinse 19 (Y) als eine Einheit ausgebildet sein.
Die Kunststoffzylinderlinse 17 (Y) ist aus einem Material wie etwa RMMA (Polymethylmethacrylat) ausgebildet. Die Glaszylinderlinse 19 (Y) ist aus einem Material wie etwa TaSF 21 ausgebildet.
Eine jede der Zylinderlinsen 17 (Y) und 19 (Y) ist an der Linse 9 mit begrenzter Fokussierung infolge des Positionierungsabschnitts angebracht, um einen korrekten Abstand zwischen sich aufzuweisen, was derart ausgebildet ist, daß es mit dem Halteelement 15 einteilig ist.
Tabelle 1 zeigt numerische Optikdaten des optischen Vorablenksystems 7.

Tabelle 1

Linsendaten des optischen Vorablenksystems

Winkeleinheit: Radian Radius der Reflexionsfläche der optischen Ablenkeinheit 33
Reflexionswinkel 0,479 Mitte der Drehung der optischen Ablenkeinheit
Trennwinkel 0,698 Deflektor (26,31, 20,01) a) für Gelb, Schwarz
Versatz von der optischen Achse an der Reflexionsfläche der optischen Ablenkeinheit -3,344
Neigung der optischen Achse an der Reflexionsfläche der optischen Ablenkeinheit 2,828E-2 b) für Magenta
Versatz von der optischen Achse an der Reflexionsfläche der optischen Ablenkeinheit -1,562
Neigung der optischen Achse an der Reflexionsfläche der optischen Ablenkeinheit 1,213E-2 c) für Cyan
Versatz von der optischen Achse an der Reflexionsfläche der optischen Ablenkeinheit -1,562
Neigung der optischen Achse an der Reflexionsfläche der optischen Ablenkeinheit 3,877E-2
Aus der Tabelle 1 ist es offensichtlich hinsichtlich der Linsen 9 mit begrenzter Fokussierung und den Hybridzylinderlinsen 11, daß die gleiche Linse für jede Farbkomponente verwendet werden kann. Das optische Vorablenksystem 7Y entsprechend Gelb und das optische Vorablenksystem 7B entsprechend Schwarz weisen im wesentlichen die gleiche Linsenanordnung auf. Darüber hinaus ist bei dem optischen Vorablenksystem 7M entsprechend Magenta und dem optischen Vorablenksystem 7C entsprechend Cyan der Abstand zwischen der Linse 9 mit begrenzter Fokussierung und der Hybridzylinderlinse 11 größer ausgeführt als für den Fall des optischen Vorablenksystems 7Y und 7B.
Fig. 4 zeigt die Laserstrahlen LM, LC, LB, die durch die Reflexionsspiegel 13M, 13C, 13B des Lasersynthesespiegels reflektiert und zu den jeweiligen Reflexionsflächen des Polygonspiegels 5 geleitet sind, und LY, der zu den jeweiligen Reflexionsflächen des Polygonspiegels 5 geleitet wird, ohne durch den Reflexionsspiegel in einem Zustand reflektiert zu werden, daß die jeweiligen Strahlen durch die jeweiligen optischen Vorablenksysteme T (Y, M, C, B) passiert sind und auf eine vorbestimmte Distanz in einer Richtung (Unterabtastrichtung) parallel zu der Drehachse der jeweiligen Flächen de Polygonspiegels 5 (LY beinhaltet LYa und LYb, LM beinhaltet LMa und LMb und LC beinhaltet LCa und LCb) getrennt sind.
Aus Fig. 4 ist es offensichtlich, daß die jeweiligen Laserstrahlen LY, LM, LC und LB zu dem Polygonspiegel 5 in der Richtung parallel zu der Drehachse des Reflexionsspiegels des Polygonspiegels 5 geführt werden, um einen unterschiedlichen Abstand aufzuweisen. Ebenso werden die Laserstrahlen LM und LC asymmetrisch zu den jeweiligen Reflexionsflächen des Polygonspiegels 5 geleitet, um die Fläche zu umfassen, die parallel zu der Drehachse der Reflexionsfläche des Polygonspiegels ist und die Mitte der Reflexionsfläche in der Unterabtastrichtung beinhaltet, das heißt, die Fläche, die die optische Achse beinhaltet. Der Abstand zwischen den jeweiligen Laserstrahlen an den jeweiligen Reflexionsflächen des Polygonspiegels 5 ist wie nachstehend ausgeführt.
Im einzelnen beträgt der Abstand zwischen LY und LM: 3,20 mm, der Abstand zwischen LM und LC: 2,70 mm und der Abstand zwischen LC und LB: 2,30 mm.
Fig. 5 betrifft die zwischen dem Polygonspiegel 5 und einer jeden fotosensitiven Trommel 58, das heißt, der Bildfläche angeordneten Elemente. Fig. 5 zeigt einen Zustand in der Unterabtastrichtung an der Position, wo der Ablenkwinkel des Polygonspiegels 5 0º beträgt.
Gemäß der Darstellung von Fig. 5 sind zwischen der Linse 30b zur Erzeugung des zweiten Bildes des optischen Nachablenksystems und der Bildfläche erste Spiegel 33 (Y, M, C, B), die 2 · 8 Laserstrahlen L (Y, M, C, B) abbiegen, die durch die Linse 30b gelaufen sind, zweite und dritte Spiegel 35 (Y, M und C) und 37 (Y, M und C) angeordnet, die die Laserstrahlen L (Y, M und C) weiterbiegen, die durch die ersten Spiegel 33 bereits gebogen sind. Aus Fig. 5 ist es offensichtlich, daß der Laserstrahl LB entsprechend einem B-Bild (Schwarz-Bild) durch den ersten Spiegel 33B abgebogen wird und zu der Bildfläche ohne eine Reflexion durch die weiteren Spiegel geleitet wird.
Die erste und die zweite Bilderzeugungslinse 30a und 30b, die ersten Spiegel 33 (Y, M, C, B) und die zweiten Spiegel 35 (Y, M und C) sind an (nicht dargestellten) Fixierelementen befestigt, welche an einer Zwischenplatte 1a der Laserbelichtungseinheit 1 mit Klebstoff einteilig ausgebildet sind.
Die dritten Spiegel 37 (Y, M und C) sind beweglich hinsichtlich zumindest einer Richtung bezüglich der Richtung senkrecht zu der Spiegelfläche durch eine Fixierrippe (fixing rib) und einen Neigungseinstellmechanismus (im weiteren unter Bezugnahme auf Fig. 10 zu beschreiben) beweglich angeordnet.
An einem Abschnitt zwischen den dritten Spiegeln 37 (Y, M und C), dem ersten Spiegel 33B und der Bildfläche und einer Position werden acht (2 · 4) Laserstrahlen L (Y, M, C, B) , die an den Spiegeln 33B, 37Y, 37M und 37C reflektiert sind, von der Laserbelichtungseinheit 1 ausgegeben, und sind Staubschutzgläser 39 (Y, M, C, B) vorgesehen, um zu verhindern, daß Staub in das Innere der Laserbelichtungseinheit 1 eintritt.
Nachstehend wird insbesondere die zwischen der Hybridzylinderlinse 11 und dem optischen Nachablenksystem 21 bereitgestellte optische Charakteristik erläutert.
Bezüglich dem optischen Nachablenksystem 21, das heißt bezüglich der ersten und der zweiten Bilderzeugungslinse 30a und 30b sind diese Linsen aus Kunststoff, wie etwa PMMA, ausgebildet. Infolgedessen ist es beispielsweise bekannt, daß ein Brechungsindex n von 1,4876 auf 1,4789 geändert wird, wenn die Umgebungstemperatur zwischen 0 bis 50ºC geändert wird. In diesem Fall wird die Bilderzeugungsposition der Unterabtastrichtung etwa um ±12 mm geändert, wenn der durch die erste und die zweite Bilderzeugungslinse 30a und 30b geführte Laserstrahl tatsächlich gebündelt wird.
Um die vorstehende Änderung zu verringern, werden Linsen mit dem gleichen Material wie die in dem optischen Nachablenksystem 21 verwendeten Linsen in das optische Vorablenksystem 7 in einem Zustand eingefügt, daß die Krümmung in geeigneter Weise eingestellt ist. Dadurch kann die Änderung der durch die Änderung des Brechungsindex n infolge der Temperaturänderung verursachte Bilderzeugungsposition auf etwa ±0,5 mm verringert werden. Infolgedessen kann im Vergleich zu dem bekannten optischen System, bei dem das optische Vorablenksystem 7 aus Glaslinsen ausgebildet ist und das optische Nachablenksystem 21 aus Kunststofflinsen ausgebildet ist, die Farbabweichung bzw. der Farbfehler hinsichtlich der Unterabtastrichtung, der durch die Änderung des Brechungsindex infolge der Temperaturänderung der Linsen des optischen Nachablenksystems 21 verursacht wird, korrigiert werden.
Fig. 6 zeigt eine Ansicht des optischen Pfads zur Veranschaulichung der Beziehung zwischen dem ersten bis vierten zusammengesetzten Laserstrahl L (Y, M, C, B), die den Abschnitt zwischen dem Polygonspiegel 5 und der Bildfläche passiert haben, und die optische Achse des Systems der optischen Belichtungseinheit 1 in der Unterabtastrichtung.
Gemäß der Darstellung von Fig. 6 kreuzen der erste bis vierte zusammengesetzte Laserstrahl L (Y, M, C, B), die durch die Reflexionsfläche des Polygonspiegels 5 reflektiert sind, die optische Achse in der Unterabtastrichtung an dem Abschnitt zwischen der ersten Bilderzeugungslinse 30a und der zweiten Bilderzeugungslinse 30b, und werden zu der Bildfläche geleitet.
Fig. 7 zeigt Einzelheiten der Anordnung der in dem optischen Vorablenksystem von Fig. 2 verwendeten Laserelemente.
Wie bereits in Fig. 2 erläutert, weisen die erste bis vierte Lichtquelle 3 (Y, M, C, B) ein Paar aus dem ersten und dem zweiten Gelb-Laser 3Ya und 3Yb, ein Paar aus dem ersten und dem zweiten Magentalaser 3Ma, 3Mb, ein Paar aus dem ersten und zweiten Cyan- Laser 3Ca und 3Cb und ein Paar aus dem ersten und dem zweiten Schwarz-Laser 3Ba und 3Bb auf. Die Laser sind so angeordnet, daß sie eine vorbestimmte Distanz entsprechend dem Strahlabstand zwischen den jeweiligem Lasern und der Bildfläche in der Unterabtastrichtung aufweisen. Die zur Entsprechung der jeweiligen Farbkomponenten gepaarten jeweiligen Laserstrahlen sind so angeordnet, daß sie vierschichtig für den Zustand angeordnet sind, wenn sie aus der Unterabtastrichtung betrachtet werden.
Fig. 8A und 8B zeigen die Lasersynthesespiegeleinheit 13 zum Leiten von acht (2 · 4) Laserstrahlen, das heißt, des ersten bis vierten Laserstrahls L (Y, M, C, B), welche als ein Laserstrahlfluß wirken, zu den jeweiligen Reflexionsflächen der Polygonspiegeleinheit 5.
Die Lasersynthesespiegeleinheit 13 beinhaltet insbesondere einen ersten bis dritten Spiegel 13M, 13C, 13B, dessen Zahl um Eins niedriger als die Zahl der bilderzeugenden Farbkomponenten ist, einen ersten bis dritten Spiegelhalteabschnitt 13α, 13β, 13γ und ein Grundelement 13a zu Tragen der Spiegelhalteabshnitte 13α, 13β, 13γ. Das Grundelement 13a und die Spiegelhalteabschnitte 13α, 13β, 13γ sind einteilig beispielsweise aus einer Aluminiumlegierung ausgebildet und weisen jeweils einen geringen thermische Ausdehnungskoeffizienten auf.
Wie bereits erläutert, werden die von dem ersten und dem zweiten Gelb-Laser 3Ya und 3Yb emittierten Laserstrahlen LY direkt zu den jeweiligen Reflexionsflächen des Polygonspiegels 5 geleitet. In diesem Fall passieren die Laserstrahlen LY eher die Seite des Grundelements 13a als die optische Achse, das heißt den Abschnitt zwischen den an dem ersten Halteabschnitt 13α fixierten Spiegel 13M und dem Grundelement 13a.
Nachfolgend wird die Intensität (Lichtmaß) der jeweiligen Laserstrahlen LM, LC, LB, die durch die jeweiligen Spiegel 13M, 13C, 13B reflektiert werden, um zu dem Polygonspiegel 5 geleitet zu werden, und die Intensität der direkt zu dem Polygonspiegel 5 geleiteten Laserstrahlen LY erläutert.
Gemäß der Lasersynthesespiegeleinheit 13 in den Fig. 8A und 8B werden die Laserstrahlen LM, LC und LB durch die normalen Spiegel (13M, 13C, 13B) an einem Bereich gebogen, an dem die jeweiligen Laserstrahlen LM, LC, LB in der Unterabtastrichtung getrennt sind, bevor sie an den jeweiligen Reflexionsflächen einfallen. Daher kann das Lichtmaß eines jeden der Laserstrahlen L (M, C, B), die durch die jeweiligen Reflexionsflächen (13M, 13C, 13B) reflektiert werden, um dem Polygonspiegelkörper 5a zugeführt zu werden, auf etwa 90% oder mehr des Maßes des Lichts der von der Linse 9 mit der begrenzten Fokussierung emittierten Strahlen gehalten werden. Somit kann die Ausgabe eines jeden Lasers verringert werden. Da ferner eine Abweichung der Strahlen, die durch die geneigte parallele Platte verursacht wird, nicht erzeugt wird, kann die Abweichung der die Bildfläche erreichenden Strahlen gleichmäßig korrigiert werden, wodurch es möglich gemacht wird, den Strahlenpunkt zu verringern und eine hohe Genauigkeit zu erreichen.
Dabei wird angemerkt, daß die von dem Laserelement 3Y entsprechend Y (Gelb) emittierten Laserstrahlen LY direkt zu den jeweiligen Reflexionsflächen des Polygonspiegels 5 unabhängig jeglicher Spiegel 13 geleitet werden. Infolgedessen kann die Ausgabekapazität des Lasers verringert werden und kann der Fehler hinsichtlich des Neigungswinkels an den Reflexionsflächen des Polygonspiegels 5a verringert werden, der verursacht wird, wenn die weiteren Laserstrahlen durch die Spiegel 13 reflektiert werden.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 2 und 5 wird nachstehend die Beziehung zwischen den Laserstrahlen L (Y, M, C, B), die durch den Polygonspiegelkörper 5a reflektiert werden, der Neigung der jeweiligen Laserstrahlen L (Y, M, C, B), die das optische Nachablenksystem 21 passiert haben und zu dem äußeren der optischen Belichtungseinheit 1 emittiert sind, und den Spiegeln 33B, 37Y, 37M, 37C erläutert.
Wie vorstehend erläutert werden die jeweiligen Laserstrahlen L (Y, M, C, B), welche mit der vorbestimmten Abweichungscharakteristik mittels der ersten und der zweiten Bilderzeugungslinse 30a und 30b beaufschlagt werden, nachdem sie durch den Polygonspiegelkörper 5a reflektiert sind, durch die ersten Spiegel 33 (Y, M, C, B) in eine vorbestimmte Richtung abgelenkt.
Dabei wird der Laserstrahl LB durch den ersten Spiegel 33B reflektiert und passiert das Verschmutzungsschutzglas 39B, um zu dem fotosensitiven Element 58 geleitet zu werden. Die weiteren Laserstrahlen L (Y, M und C) werden jeweils zu den zweiten Spiegeln 35 (Y, M und C) geleitet und zu den dritten Spiegeln 37 (Y, M und C) durch die zweiten Spiegel 35 (Y, M und C) reflektiert. Ferner werden die jeweiligen Laserstrahlen L (Y, M und C) durch die dritten Spiegel 37 (Y, M und C) reflektiert. Danach erzeugen die jeweiligen Laserstrahlen an dem fotosensitiven Element 58 mit im wesentlichen einem gleichen Abstand durch die Verschmutzungsschutzgläser 38 (Y, M und C) ein Bild. Dabei bildet der von dem Spiegel 33B emittierte Laserstrahl LB und der zu dem Laserstrahl LB benachbarte Laserstrahl LC ebenso an dem fotosensitiven Element 58 mit im wesentlichen dem gleichen Abstand ein Bild.
Der Laserstrahl LB wird nur durch den Polygonspiegelkörper 5a und den Spiegel 33B reflektiert und zu der fotosensitiven Trommel 58 geleitet. Mit anderen Worten kann der Laserstrahl LB sichergestellt werden, der im wesentlichen nur durch einen Spiegel 33B geleitet worden ist.
Für den Fall, daß eine Vielzahl von Spiegeln in dem optischen Pfad vorhanden ist, ist der Laserstrahl LB als Bezugsstrahl für Licht zur relativen Korrektur der weiteren Laserstrahlen in Verbindung mit der Änderung der Abweichungscharakteristik der Bilderzeugungsfläche, eines Positionsfehlers einer Linie der Hauptabtastrichtung und einer Neigung der Linie, die gemäß der Zahl der Spiegel erhöht (multipliziert) wird, und der Neigung der Hauptabtastrichtung.
Für den Fall, daß die Vielzahl der Spiegel in dem optischen Pfad vorhanden ist, wird die Zahl der Spiegel bezüglich den jeweiligen Laserstrahlen nach einer Ablenkung vorzugsweise auf eine ungerade Zahl oder eine gerade Zahl eingestellt. Mit anderen Worten ist die Zahl der Spiegel gemäß der Darstellung von Fig. 5 nach einer Ablenkung hinsichtlich des Laserstrahle LB Eins (ungerade Zahl) mit Ausnahme des Polygonspiegelkörpers 5a des Polygonspiegels 5 und ist die Zahl der Spiegel hinsichtlich eines jeden der Laserstrahlen LC, LM und LY drei (ungerade Zahl). Es wird angenommen, daß der zweite Spiegel 35 bezüglich eines jeden Laserstrahls entfällt. Die Richtung des Kurvenverlaufs der Hauptabtastlinie, welcher durch die Neigung der Linse des Laserstrahls (gerade Zahl) verursacht wird, welcher durch den optischen Pfad verläuft, an dem der zweite Spiegel 35 entfällt, ist entgegengesetzt zur Richtung des Kurvenverlaufs der Hauptabtastrichtung, die durch die Neigung der weiteren Laserstrahlen (ungerade Zahl) verursacht wird. Folglich tritt das Problem der Farbverschiebung auf, in welcher die zu emittierenden überlappten Farben nicht identisch wie eine wiederzugebende vorbestimmte Farbe sind.
Daher ist die Zahl der in dem optischen Pfad für einen jeden der Laserstrahlen I, (Y, M, C, B) vorgesehenen Spiegel so eingestellt, daß sie im wesentlichen für die überlappenden acht (4 · 2) Laserstrahlen L (Y, M, C, B) der ungeraden oder der geraden Zahl entsprechen, um eine vorbestimmte Farbe zu reproduzieren.
Fig. 9 zeigt im einzelnen einen Spiegel für ein horizontales Synchronisationssignal zum Leiten der jeweiligen Strahlen L (Y, M, C, B), die durch den optischen Pfad von Fig. 2 gelaufen sind und zu der lediglich einen horizontalen Synchronisationsablenkeinheit 23 abgelenkt sind, durch lediglich eine Spiegeleinheit 25.
Gemäß Fig. 9 beinhaltet der Spiegel 25 eine erste bis vierte Spiegelfläche 25Y, 25M, 25C und 25B und einen Spiegelblock 25a. Die erste bis vierte Spiegelfläche 25Y, 25M, 25C und 25B sind mit einem unterschiedlichen Winkel sowohl hinsichtlich der Hauptabtastrichtung als auch der Unterabtastrichtung ausgebildet, um die jeweiligen Laserstrahlen L (Y, M, C, B) in der Hauptabtastrichtung zu reflektieren, so daß die Ablenkeinheit 23 an unterschiedlichen Zeitpunkten erreicht wird, und um einen im wesentlichen gleichen Pegel (Höhe) an der Ablenkeinheit 23 in der Unterabtastrichtung bereitzustellen. Der Spiegelblock 25a hält die Spiegelflächen 25Y, 25M, 25C und 25B als eine Einheit.
Der Spiegelblock 25a ist beispielsweise aus Polykarbonat mit Glas ausgebildet. Die jeweiligen Spiegelflächen 25Y, 25M, 25C und 25B des Spiegelblocks 25a sind so ausgebildet, daß sie eine Einheit mit einem vorbestimmten Winkel bilden. Oder metallisches Material wie etwa Aluminium ist an von dem Spiegelblock 25a abgeschnittenen Abschnitten abgelagert. Die Spiegelflächen sind so geformt, daß sie von dem Formteil entfernt werden, ohne eine Unterschneidung an den Abschnitten entsprechend den Spiegelflächen zu liefern.
Wie vorstehend angeführt können die jeweiligen Laserstrahlen LY, LM, LC und LB, die durch den Polygonspiegel 5 abgelenkt sind, auf eine Erfassungseinheit 23 einfallen. Darüber hinaus kann das Problem hinsichtlich der Empfindlichkeit einer jeden Erfassungseinheit und des Versatzes des horizontalen Synchronisationssignals gelöst werden, welche in der Einheit mit der Vielzahl der Erfassungseinheiten verursacht sind. Dabei ist es klar, daß die Laserstrahlen an der Erfassungseinheit 23 acht mal je Zeile der Hauptabtastrichtung durch die Verwendung des Spiegelblocks 25 einfallen.
Fig. 10 zeigt eine prinzipielle Perspektivansicht zur Veranschaulichung eines Tragmechanismus der dritten Spiegel 37 (Y, M, C).
In Fig. 10 wird ein jeder der dritten Spiegel 37 (Y, M, C) an einer vorbestimmten Position des zwischenliegenden Grundelements 1a der Laserbelichtungseinheit 1 durch einen jeden Fixierabschnitt 41 (Y, M, C), die einteilig mit dem dazwischenliegenden Grundelement 1a ausgebildet sind, und eine jede der Spiegelhalteplatten 43 (Y, M, C) gehalten, die zu den Fixierabschnitten 41 (Y, M, C) gegenüberliegend sind, um den entsprechenden Spiegel zu umfassen.
Die Fixierabschnitte 41 (Y, M, C) sind so ausgebildet, daß sie zueinander paarweise an beiden Endabschnitten in der Längsrichtung eines jeden der Spiegel (Y, M, C) ausgebildet sind. An einem Abschnitt des Paars der Fixierabschnitte 41 sind zwei Vorsprünge 45 zum Halten der Spiegel 37 an zwei Punkten ausgebildet. Wie durch eine gepunktete Linie in Fig. 10 dargestellt, können Rippen 46 anstelle der zwei Vorsprünge 45 verwendet werden. An dem weiteren Paar der Fixierabschnitte 41 sind ein Gewindestift 47 zum beweglichen Halten der Spiegel durch die Vorsprünge entlang der optischen Achse vorgesehen.
Der Gewindestift 47 bewegt sich nach hinten und nach vorne, wodurch die Spiegel 37 in der Richtung der optischen Achse in einem Zustand bewegt werden, daß die durch die Vorsprünge 45 definierte Achsenlinie als ein Hebelpunkt verwendet wird. Gemäß dem vorstehenden Verfahren wird die Neigung der Abtastrichtung eingestellt, welche der Neigung der Hauptabtastlinie entspricht. Jedoch kann der Versatz des parallelen Abstands (die Teilung) der Unterabtastrichtung nicht korrigiert werden.
Das vorstehende Problem kann durch die Änderung einer vertikalen Schreibzeit (im weiteren zu beschreiben) unter Bezugnahme auf die Fig. 11 bis 14 gelöst werden.
Fig. 11 zeigt eine prinzipielle perspektivische Veranschaulichung eines Abschnitts in der Nähe des Übertragungsriemens des Bildausbildungsgeräts von Fig. 1, um einen Widerstandskorrekturmodus zu erläutern. Wie bereits erläutert sind die Widerstandssensoren 78 und 80 so angeordnet, daß sie einen vorbestimmten Abstand in der Breitenrichtung des Übertragungsriemens 52, das heißt der Hauptabtastrichtung H aufweisen. Eine Zeile (imaginäre Linie), die die Mitte des Widerstandssensors 78 mit der Mitte des Widerstandssensors 80 verbindet, ist so definiert, daß sie im wesentlichen parallel zu der axialen Linie einer jeden der fotosensitiven Trommeln (Y, M, C, B) eines jeden der Bilderzeugungsabschnitte 50 (Y, M, C und B) sind. Die vorstehende Verbindungslinie ist vorzugsweise so definiert, daß sie in korrekter Weise parallel zu der fotosensitiven Trommel 58B des Bilderzeugungsabschnitts 50B ist.
Fig. 12 zeigt eine prinzipielle Querschnittansicht zur Veranschaulichung der Widerstandssensoren 78 und 80 (Widerstandssensor 78 ist als ein typisches Beispiel gezeigt, da beide Sensoren im wesentlichen identisch sind).
Der Sensor 78 (oder 80) beinhaltet ein Gehäuse 78a (80a), eine Lichtquelle 78b (oder 80b) als Bezugslicht, eine konvexe Linse 78c (oder 80c) und einen Fotosensor 78d (oder 80d). Die Lichtquelle 78b (oder 80b) ist an einer vorbestimmten Position des Gehäuses 78a (oder 80a) vorgesehen, um eine Strahlung von Licht mit einer vorbestimmten Wellenlänge zu liefern, zumindest mit etwa 450, 550 und 600 nm, an dem Bild auf dem Übertragungsriemen 52. Die konvexe Linse 78c (oder 80c) fokussiert das von der Lichtquelle 78b (oder 80b) erzeugte Licht an dem an dem Übertragungsriemen 52 ausgebildeten Bild und erzeugt ein Bild mit Licht an dem Fotosensor 78d (oder 80d). Der Fotosensor 78d (80d) erfaßt das durch die konvexe Linse 78c (oder 80c) fokussierte reflektierte Licht von dem Bild, um es in ein elektrisches Signal zu wandeln.
Gemäß der Darstellung von Fig. 13 beinhaltet der Fotosensor 78d (oder 80d) eine Pin- Diode mit einer Flächenunterteilung mit einem ersten und einem zweiten Lichterfassungsbereich 78A und 78B (oder 80A und 80B), die entlang der Hauptabtastrichtung H senkrecht zu der Unterabtastrichtung V unterteilt sind. Eine jede der in der Lichtquelle 78b (oder 80b) erforderlichen Wellenlängen 450, 550 und 600 nm entspricht einer Spitzenwellenlänge einer Absorptionsspektrumsverteilung eines jeden Toners Y (Gelb), M (Magenta), C (Cyan) und B (Schwarz), so daß sichergestellt wird, daß die gegenseitige Erfassungsempfindlichkeit beibehalten wird. Die seitliche Vergrößerung der konvexen Linse 78c (80c) entspricht -1.
Fig. 13A und 13B zeigen Prinzipansichten zur Veranschaulichung des Prinzips, wonach die Position des Bildes durch die Widerstandssensoren 78 und 80 erfaßt werden kann.
Gemäß Fig. 13A ist der Fotosensor 78d des Widerstandssensors 78 so vorgesehen, daß ein Grenzabschnitt 78C zwischen dem ersten und dem zweiten Erfassungsbereich 78A und 78B mit einer Bezugsposition Ho bezüglich der Hauptabtastrichtung H des an dem Übertragungsriemen 52 ausgebildeten Bildes in Übereinstimmung gelangt. In gleichartiger Weise ist der Fotosensor 80d des Widerstandssensors 80 so vorgesehen, daß ein Grenzabschnitt 80C zwischen einer Bezugsposition Ho' bezüglich der Hauptabtastrichtung H des an dem Übertragungsriemen 52 ausgebildeten Bildes in Übereinstimmung gebracht wird. Die Bilder werden durch den Sensor in der Reihenfolge B, C, M und Y (das Y-Bild ist nicht dargestellt) geführt.
Gemäß Fig. 13B ist die seitliche Vergrößerung der konvexen Linse 78c (oder 80c) -1. Infolgedessen wird die Ausgangsspannung umgekehrt, die von den jeweiligen Pin-Dioden 78A (80A) und 78B (80B) an der gegenüberliegenden Seite der Designmitte Ho (Hd) der Hauptabtastrichtung, das heißt der Richtung der Designmitte Ho und der des Bildversatzes ausgegeben wird. Mit anderen Worten wird die Ausgabe des durch die Pin- Diode erfaßten Bildversatzes hinsichtlich der Designmitte Ho umgekehrt.
Da beispielsweise das Bild B im wesentlichen linear symmetrisch zu der Bezugsposition Ho (Hd) der Hauptabtastrichtung H ist, sind die Ausgaben von den entsprechenden Pin- Dioden 78A (80A) und 78B (80B) im wesentlichen identisch.
Da andererseits das Bild C auf die Seite des Bereichs B an der Mitte der Bezugsposition Ho (Hd) der Hauptabtastrichtung H versetzt ist, wenden die Ausgaben von den entsprechenden Pin-Dioden 78A (80A) und 78B (80B) A < B.
Die Summe der Ausgaben der Pin-Dioden entsprechend den Bildern B und C, das heißt A + B, und die Differenz, das heißt A - B, werden erlangt. Danach wird der resultierende Wert A + B hinsichtlich eines vorbestimmten Schwellenwerts TH verglichen und wird das Minimum des maximalen Maßes A - B gemessen. Dadurch können die bestimmte Position der Unterabtastrichtung V und die Mitte der Hauptabtastrichtung H der jeweiligen Bilder B und C erfaßt werden. Mit anderen Worten, durch Erfassen der Position (beispielsweise TB, TC), an welcher die Summe (A + B) der Ausgaben der Pin-Diode den Schwellenpegel TH übersteigt, kann die bestimmte Position der Unterabtastrichtung V des entsprechenden Bildes erfaßt werden. Durch Erfassung des Werts des Pegels Ps der Differenz (A - B) der Ausgaben kann ebenso die Mitte der Hauptabtastrichtung H des entsprechenden Bildes erfaßt werden.
Fig. 14 zeigt ein Prinzipblockschaltbild des Bildsteuerabschnitts zur Steuerung eines Bilderzeugungsvorgang des Bildausbildungsgeräts von Fig. 1.
Der Bilderzeugungsabschnitt 110 beinhaltet eine Vielzahl von Steuereinheiten wie etwa eine Bildsteuer-CPU 111, einen Zeitsteuerabschnitt 113, Datensteuerabschnitte 115Y, 115M, 115C und 115B entsprechend den jeweiligen hinsichtlich der Farbe getrennten Komponenten.
Die Bildsteuer-CPU 111, der Zeitsteuerabschnitt 113 und die Datensteuerabschnitte 115 sind über eine Busleitung 112 miteinander verbunden.
Eine Hauptsteuereinheit 101 ist mit der Bildsteuer-CPU 111 verbunden. Die Hauptsteuereinheit 101 steuert den Betrieb der mechanischen Elemente der Bilderzeugungseinheit 100 wie etwa einen Motor oder eine Walze über eine Busleitung 112. Die Hauptsteuereinheit 101 steuert ebenso einen Steuerwert oder ein den elektrischen Elementen wie etwa den Ladeeinheiten 60, den Entwicklungseinheiten 62 oder den Übertragungseinheiten 64 zuzuführendes Strommaß.
Ein (Nur-Lese-Speicher) ROM, ein (Speicher mit wahlfreiem Zugriff) RAM 102 und ein nicht-flüchtiger Speicher 103 sind mit der Hauptsteuereinheit 101 verbunden. Das ROM speichert Anfangsdaten zum Betrieb der Einheit 100 oder ein Prüfmuster (nicht dargestellt). Das RAM 102 speichert zeitweise eingegebene Bilddaten oder Kompensationsdaten, die gemäß den Ausgaben der Widerstandssensoren 78 und 80 berechnet sind. Der nicht-flüchtige Speicher 103 speichert verschiedene Kompensationsdaten, die durch einen im weiteren zu beschreibenden Einstellmodus erlangt werden.
Der Zeitsteuerabschnitt 113 beinhaltet Bildspeicher 114 (Y, M, C, B), Laservorrichtungsabschnitte 116 (Y, M, C, B), eine Widerstandskompensationsberechnungseinheit 117, eine Zeitsteuereinstelleinheit 118 und spannungsgesteuerte Oszillatoren (VCO) 119 (Y, M, C, B).
Die Bildspeicher 114 speichern Bilddaten der jeweiligen hinsichtlich der Farbe getrennten Komponenten.
Die Laseransteuerungsabschnitte 116 steuern Laser 3 (Y, M, C, B) zur Bereitstellung einer Strahlung der Laserstrahlen hinsichtlich der jeweiligen fotosensitiven Elemente 58 auf der Grundlage der in den Bildspeichern 114 gespeicherten Bilddaten.
Die Widerstandskompensationsberechnungseinheit 117 berechnet ein Kompensationsmaß hinsichtlich der zeitlichen Steuerung zum Schreiben des Bildes von den Laserstrahlen L (Y, M, C, B) auf der Grundlage der Ausgaben des ersten und zweiten Widerstandssensors 78 und 80.
Die Zeitsteuereinstelleinheit 118 definiert die zeitliche Steuerung für den Betrieb der jeweiligen mechanischen Elemente der jeweiligen Bilderzeugungseinheiten 50 und der Laser 3 der Laserbelichtungseinheit 1.
Die spannungsgesteuerten Oszillatoren 119 korrigieren einen Fehler hinsichtlich der Länge einer Abtastzeile, der den jeweiligen Bilderzeugungseinheiten 50 eigen ist, und einen Versatz aufgrund eines jeden optischen Pfads der Laserbelichtungseinheit 1.
Der Zeitsteuerabschnitt 113 entspricht einem Mikroprozessor mit dem RAM-Abschnitt zur Speicherung der Kompensationsdaten. Der Zeitsteuerabschnitt 113 wird beispielsweise in einer anwendungsspezifizierten integrierten Schaltung bzw. ASIC auf der Grundlage der einzelnen Spezifikation verwendet.
Die jeweiligen Datensteuerabschnitte 115 entsprechen Mikroprozessoren mit einer Vielzahl von Speicherschaltungen oder ODER-Gattern. Die Datensteuerabschnitte 115 werden ebenso beispielsweise in ASIC-Form verwendet.
Die Widerstandskompensationsberechnungseinheit 117 entspricht einem Mikroprozessor mit zumindest vier Paaren von Vergleichseinheiten und einem ODER-Gatter. Für die Widerstandskompensationsberechnungseinheit 117 wird beispielsweise ein ASIC verwendet.
Die VCO-Einheiten 119 entsprechen Oszillatoren, die eine auszugebende Frequenz gemäß einer anzulegenden Spannung ändern können. Die VCO-Einheiten 119 weisen einen Frequenzänderungsbereich von etwa ±3% auf. Für einen derartigen Typ von Oszillatoren kann ein harmonischer Oszillator, ein LC-Oszillator oder ein LC-Oszillator simulierter variabler Reaktanz verwendet werden. Darüber hinaus ist als VCO-Einheit 119 eine Schaltungsvorrichtung bekannt, in der ein Wandler zum Wandeln eines Ausgangswellenverlaufs von einem Sinusverlauf zu einem Rechteckverlauf beinhaltet ist.
In den jeweiligen Speichern 114 sind Bilddaten gespeichert, die von einer (nicht dargestellten) äußeren Speichereinheit oder einem Host-Computer gesendet sind.
Darüber hinaus wird die Ausgabe der Horizontalsynchronisationserfassungseinheit 23 der Laserbelichtungseinheit 1 in ein Horizontalsynchronisationssignal H-SYN über eine Horizontalsynchronisationssignal-Erzeugungseinheit 121 gewandelt und dem Zeitsteuerabschnitt 113 und jeweiligen Datensteuerabschnitten 115 eingespeist.
Nachfolgend wird der Betrieb der Bilderzeugungseinheit 100 unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 14 erläutert.
Die Bilderzeugungseinheit 100 kann in zwei Modi betrieben werden, das heißt in einem Bilderzeugungsmodus bzw. Normalmodus zur Erzeugung eines Bildes an einem über den Übertragungsriemen. 52 übertragenen Papier P und einem Widerstandskompensationsmodus bzw. Einstellmodus zur direkten Erzeugung eines Bildes an dem Übertragungsriemen 52.
Nachfolgend wird der Widerstandskompensationsmodus bzw. Einstellmodus erläutert.
Fig. 11 zeigt eine Perspektivansicht zur Veranschaulichung eines herausgeschnittenen Abschnitts in der Nähe des Übertragungsriemens der in Fig. 1 dargestellten Bilderzeugungseinheit zur Erläuterung des Widerstandskompensationsmodus. Wie bereits erläutert sind die Widerstandssensoren 78 und 80 so angeordnet, daß sie ein vorbestimmtes Intervall in der Breitenrichtung des Übertragungsriemens 52, das heißt in der Hauptabtastrichtung H aufweisen. Eine Linie (imaginäre Linie), die die gegenseitige Mitte der Widerstandssensoren 78 und 80 verbindet, ist so definiert, daß sie im wesentlichen parallel zu der axialen Linie der jeweiligen fotosensitiven Elemente 58 ist. Vorzugsweise ist die die Mitte der Widerstandssensoren 78 und 80 verbindende Linie so vorgesehen, daß sie in korrekter Weise parallel zu dem fotosensitiven Element 58B der Bilderzeugungseinheit 50B ist.
Die Riemenantriebswalze 56 wird in der Richtung eines Pfeils gedreht, wodurch der Übertragungsriemen 52 in der Richtung bewegt wird, in der ein Bereich 52a von der Walze 54 zu der Walze 56 (nachstehend wird die Richtung als "Unterabtastrichtung V" bezeichnet) gerichtet ist. In dem Widerstandskompensationsmodus sind zwei Paare von Testmodi 178 (Y, M, C, B) und Testmodi 180 (Y, M, C, B) an dem Übertragungsriemen 52 so ausgebildet, daß sie einen vorbestimmten Abstand in der Richtung senkrecht zu der Hauptabtastrichtung H, das heißt in der Unterabtastrichtung V aufweisen. Die Prüfbilder 178 und 180 sind so ausgebildet, daß sie Bilddaten für eine Widerstandseinstellung entsprechen, die in einem ROM vorab gespeichert sind. Die Prüfbilder 178 und 180 werden entlang der Unterabtastrichtung V gemäß der Bewegung des Übertragungsriemens 52 bewegt und passieren die Widerstandssensoren 78 und 80. Folglich kann ein Versatz zwischen den Prüfbildern 178 und 180 und den Widerstandssensoren 78 und 80 erfaßt werden. In dem Widerstandskompensationsmodus wird die Walze 72 zur Zufuhr von Papier P von der Kassette 70 und der Fixiereinheit 80 in einem Stoppzustand gehalten.
Im einzelnen werden die erste bis vierte Bilderzeugungseinheit 50 (Y, M, C, B) infolge der Steuerung der Hauptsteuereinheit 101 angesteuert und wird eine vorbestimmte Spannung an der Oberfläche einer jeden der fotosensitiven Elemente 58 einer jeden der Bilderzeugungseinheiten 50 angelegt. Gleichzeitig wird der Polygonspiegel 5a der Polygonspiegeleinheit 5 der Laserbelichtungseinheit 1 mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit infolge der Steuerung der Bildsteuer-CPU 111 des Bildsteuerabschnitts 110 gedreht.
Aufeinanderfolgend werden Bilddaten, die den von denn ROM abgerufenen Prüfbild entsprechen, von den jeweiligen Bildspeichern 114 infolge der Steuerung der Bildsteuer- CPU 111 abgerufen. Danach wird ein vertikales Synchronisationssignal V-syn von dem Zeitsteuerabschnitt 113 auf der Grundlage von durch die Zeitsteuereinstelleinheit 118 eingestellten Zeitsteuerdaten und Widerstandskompensationsdaten ausgegeben, die in dem Ursprungs-ROM des Zeitsteuerabschnitts 113 gespeichert sind. Für den Fall, daß Widerstandskompensationsdaten nicht in dem internen RAM gespeichert sind, werden in dem ROM gespeicherte Anfangsdaten verwendet.
Das vertikale Synchronisationssignal V-syn, das von dem Zeitsteuerabschnitt 113 ausgegeben wird, wird den jeweiligen Datensteuerabschnitten 115 zugeführt.
Die entsprechenden Laser 3 werden durch die entsprechenden Laseransteuerabschnitte 116 betrieben, welche auf dem vertikalen Synchronisationssignal V-syn beruhen, und die von den Lasern 3 emittierten Laserstrahlen L werden durch die Horizontalsynchronisationserfassungseinheit 23 erfaßt. Danach wird eine vorbestimmte Taktzahl der VCO-Einheit 119 (in dem ROM gespeicherte Anfangsdaten werden verwendet, bis die Ausgabe von den Widerstandssensoren 78 und 80 eingespeist wird) gezählt, nachdem das horizontale Signal H-syn gezählt ist, nachdem das Horizontalsynchronisationssignal H-syn von der Horizontalsynchronisationssignal- Erzeugungseinheit 121 ausgegeben ist. Dabei werden Oszillationsfrequenzdaten, die den in dem ROM gespeicherten Anfangsdaten entsprechen, den jeweiligen VCO-Einheiten 119 zugeführt. Nach dem Zählen des vorbestimmten Takts werden in den Bildspeichern 114 gespeicherte Bilddaten mit einer vorbestimmten zeitlichen Steuerung ausgegeben.
Danach wird infolge der Steuerung der jeweiligen Datensteuerabschnitte 115 ein Laseransteuersignal entsprechend Bilddaten an die jeweiligen Laser von den jeweiligen Laseransteuerabschnitten 116 ausgegeben. Danach werden auf der Grundlage der Bilddaten Laserstrahlen L, die hinsichtlich der Intensität moduliert sind, von den jeweiligen Lasern 3 ausgegeben. Daher wird das den Prüfbilddaten entsprechende elektrostatische Latentbild an den jeweiligen fotosensitiven Elementen 58 der jeweiligen Bilderzeugungseinheiten 50 ausgebildet, von welchen die vorbestimmte Spannung eingestellt ist. Durch Verwendung der jeweiligen Entwicklungseinheiten 62 wird das elektrostatische Latentbild mit Toner entwickelt, welcher mit der jeweiligen Farbe ausgestattet ist, und in das Tonerbild gewandelt, welches paarweise für vier Farben ausgebildet ist.
Zwei Prüfbilder, von welchen ein jedes Bild aus dem Paar von vier Farben (Y, M, C, B) besteht und an den jeweiligen fotosensitiven Elementen 58 ausgebildet ist, werden auf den Übertragungsriemen 52 durch die Übertragungseinheiten 64 übertragen und den Widerstandssensoren 78 und 80 zugeführt. Haben zwei Prüftonerbilder die Widerstandssensoren 78 und 80 passiert, geben die Widerstandssensoren 78 und 80 eine vorbestimmte Ausgabe aus, die der relativen Position der jeweiligen Prüftonerbilder entspricht, wobei die Positionen der Widerstandssensoren 78 und 80 als Bezugsposition, das heißt dem Versatz der Prüftonerbilder, eingestellt sind. Die an dem Übertragungsriemen 52 ausgebildeten Prüftonerbilder werden mittels der Drehung des Übertragungsriemens 52 weiter übertragen und durch die Riemenreinigungseinheit 82 entfernt.
Die jeweiligen Ausgaben der Widerstandssensoren 78 und 80 werden der Widerstandskompensationsberechnungseinheit 117 eingespeist, die für die Berechnung des Versatzes der jeweiligen Prüftonerbilder zu verwenden ist.
Die Widerstandskompensationsberechnungseinheit 117 erfaßt den Versatz der Position hinsichtlich eines jeden Paars von Prüftonerbildern für eine jede Farbe, das heißt zwischen 178Y und 180Y, 178M und 180M, 178C und 180C und 178B und 180B, die so ausgebildet sind, daß sie mit einem vorbestimmten Abstand in der Unterabtastrichtung V voneinander getrennt sind. Nach der Erfassung berechnet die Einheit 117 die jeweiligen Mittelwerte und definiert ein Kompensationsmaß Vr hinsichtlich der zeitlichen Steuerung zur Ausgabe des vertikalen Synchronisationssignals V-syn auf der Grundlage des Unterschieds zwischen dem berechneten Mittelwert und dem vorbestimmten Entwurfswert. Dadurch wird die Verschiebung, die durch die Überlappung der vier Farben verursacht ist, in der Unterabtastrichtung entfernt. Mit anderen Worten wird der Lichtemittierzeitverlauf der jeweiligen Laser 3 der Laserbelichtungseinheit 1 eingestellt. Mit anderen Worten wird die Verschiebung entfernt, die verursacht wird, wenn die Abstände zwischen den jeweiligen Bilderzeugungseinheiten 50 voneinander unterschiedlich sind. Somit wird die Verschiebung zwischen den von der Laserbelichtungseinheit 1 emittierten jeweiligen Laserstrahlen L in Verbindung mit dem Abstand in der Unterabtastrichtung entfernt.
Darüber hinaus erfaßt die Widerstandskompensationsberechnungseinheit 117 die Verschiebung der Position für ein jedes der Prüftonerbilder 178 (Y, M, C, B) in der Hauptabtastrichtung H. Nach der Erfassung berechnet die Einheit 117 den Mittelwert und definiert ein Kompensationsmaß Hr hinsichtlich der zeitlichen Steuerung zur Ausgabe von Bilddaten nach der Ausgabe des horizontalen Synchronisationssignals H-syn auf der Grundlage des Unterschieds zwischen dem berechneten Mittelwert und dem vorbestimmten Entwurfswert. Somit wird der Zeitverlauf eingestellt, in dem die Laserstrahlen L, die von den jeweiligen Lasern 3 der Laserbelichtungseinheit 1 emittiert werden, durch Bilddaten hinsichtlich der Intensität moduliert werden. Mit anderen Worten wird die Schreibposition der an den jeweiligen fotosensitiven Elementen 58 der jeweiligen Bilderzeugungseinheiten 50 aufzuzeichnenden Bilddaten in der Hauptabtastrichtung H eingestellt.
Ferner erfaßt die Widerstandskompensationsberechnungseinheit 117 die Änderung des gegenseitigen Abstands eines jeden Paars von Prüftonerbildern einer jeden Farbe, das heißt 178Y und 180Y, 178M und 180M, 178C und 180C, sowie 178B und 180B in der Hauptabtastrichtung H. Nach der Erfassung berechnet die Einheit 117 den Mittelwert und definiert ein Kompensationsmaß Fr der von den VCO-Einheiten 119 auszugebenden Oszillationsfrequenz auf der Grundlage des Unterschieds zwischen dem berechneten Mittelwert und dem vorbestimmten Entwurfswert.
Somit wird die Länge der jeweiligen Laserstrahlen in der Hauptabtastrichtung je Takt, das heißt die Länge einer Bilderzeugungszeile in der Hauptabtastrichtung an den jeweiligen fotosensitiven Elementen 58 eingestellt.
Die vorstehenden Kompensationsmaße Vr, Hr und Fr, die durch die Widerstandskompensationsberechnungseinheit 117 erlangt werden, werden temporär in dem RAM des Zeitsteuerabschnitts 113 gespeichert. Dabei können die Werte Vr, Hr und Fr in dem nicht-flüchtigen RAM 103 gespeichert werden. Darüber hinaus werden diese Kompensationsvorgänge mit einer vorbestimmten zeitlichen Steuerung ausgeführt, etwa zu einer Zeit, in der der Kompensationsmodus mittels eines Steuerfelds (nicht dargestellt) ausgewählt ist, einer Zeit, in der ein Energieversorgungsschalter (nicht dargestellt) der Bilderzeugungseinheit 100 angeschaltet ist, oder einer Zeit, in der eine bestimmte Zahl von zu druckendem Papieren, die durch eine (nicht dargestellte) Zähleinheit gezählt werden, eine vorbestimmte Zahl von Papieren erreicht.
Nachstehend wird der Bilderzeugungsmodus erläutert.
Es wird ein Bilderzeugungsstartsignal durch ein (nicht dargestelltes) Steuerfeld oder einen Host-Computer zugeführt, so daß die jeweiligen Bilderzeugungseinheiten 50 infolge der Steuerung der Hauptsteuereinheit 101 angewärmt werden und der Polygonspiegel 5a der Polygonspiegeleinheit 5 mit einer vorbestimmten Drehgeschwindigkeit infolge der Steuerung der Bildsteuer-CPU 111 gedreht wird.
Sequentiell werden zu druckende Bilddaten von der äußeren Speichereinheit, dem Host- Computer oder dem Scanner (Bildleseeinheit) zudem RAM 102 zugeführt. Ein Teil (oder alle) der in dem RAM 102 abgerufenen Bilddaten werden in einem jeden der Bildspeicher 114 durch die Steuerung der Bildsteuer-CPU 111 der Bildsteuereinheit 110 gespeichert. Darüber hinaus wird die Zufuhrwalze 72 infolge der Steuerung der Hauptsteuereinheit 101 in einem Zustand angetrieben, daß eine vorbestimmte zeitliche Steuerung, wie etwa ein vertikales Synchronisationssignal V-syn als Bezug verwendet wird, wodurch ein Papier P von der Papierkassette 70 aufgenommen wird. Danach werden die jeweiligen Tonerbilder Y, M, C und B, die durch die Bilderzeugungseinheiten 50 geliefert werden, und die zeitliche Steuerung infolge der Widerstandswalze 74 eingestellt. Das aufgenommene Papier P wird dem Übertragungsriemen 52 durch die Absorptionswalze 76 zugeführt und den jeweiligen Bilderzeugungseinheiten 50 gemäß der Drehung des Übertragungsriemens 52 zugeführt.
Andererseits wird gleichzeitig mit der Papierzufuhr und den Übertragungsvorgängen das vertikale Synchronisationssignal V-syn von der Zeitsteuereinheit. 113 auf der Grundlage von durch die Zeitsteuereinstelleinheit 118 eingestellten Daten, von dem internen RAM der Zeitsteuereinheit 113 gelesenen Widerstandsdaten und Taktdaten ausgegeben.
Wird das vertikale Synchronisationssignal V-syn von der Zeitsteuereinheit 113 ausgegeben, werden die jeweiligen Laseransteuereinheiten 116 durch die jeweiligen Datensteuereinheiten 115 angesteuert. Danach wird die Bestrahlung von einem jeden der Laserstrahlen für eine Zeile in der Hauptabtastrichtung H für die jeweiligen fotosensitiven Elemente 58 der jeweiligen Bilderzeugungseinheiten 50 von den jeweiligen Lasern 3 geliefert.
Es wird die Zahl der Takte der jeweiligen VCO-Einheiten 119 jeweils unmittelbar nach der Eingabe des horizontalen Synchronisationssignals H-syn auf der Grundlage des Laserstrahls für eine Zeile gezählt, welches durch die Horizontalsynchronisationssignal- Erzeugungseinheit 121 erzeugt wird. Erreicht die Zahl der Takte der jeweiligen VCO- Einheiten 119 einen vorbestimmten Wert, werden zu druckende Bilddaten von den jeweiligen Bildspeichern 114 gelesen. Es werden zur Modulation hinsichtlich der Intensität der jeweiligen Laserstrahlen von den jeweiligen Lasern 3 Bilddaten zu den jeweiligen Laseransteuereinheiten 116 infolge der Steuerung der jeweiligen Steuereinheiten 115 übertragen, so daß ein Bild mit einem Versatz an den jeweiligen fotosensitiven Elementen 58 der jeweiligen Bilderzeugungseinheiten 50 ausgebildet wird.
Folglich werden die zu den jeweiligen fotosensitiven Elementen 58 geleiteten jeweiligen Laserstrahlen korrekt an den jeweiligen fotosensitiven Elementen 58 abgebildet. Dabei wird kein Einfluß hinsichtlich der Abweichung des optischen Pfades, welcher von den jeweiligen Lasern 3 zu den jeweiligen fotosensitiven Elementen 58 verläuft, auf die vorstehende Bilderzeugung ausgeübt. Darüber hinaus ist die vorstehende Bilderzeugung nicht durch die Änderung der Position eines jeden fotosensitiven Elements 58 beeinflußt, welche durch die Abweichung des Durchmessers der jeweiligen fotosensitiven Elemente 58 verursacht wird.
Ein jedes der fotosensitiven Elemente 58 wird mit einem vorbestimmten Potential geladen und das Potential wird auf der Grundlage der Bilddaten geändert, wodurch ein elektrostatisches Latentbild entsprechend den Bilddaten an einem jeden der fotosensitiven Elemente 58 ausgebildet wird. Eine jede der Entwicklungseinheiten 62 entwickelt das elektrostatische Latentbild mit Toner mit einer entsprechenden Farbe für eine Wandlung in ein Tonerbild.
Ein jedes Tonerbild wird auf ein Papier P infolge der Drehung eines jeden fotosensitiven Elements 58 übertragen, welches durch den Übertragungsriemen 52 herbeigeführt wird, und auf das Papier P an dem Übertragungsriemen 52 mit einer vorbestimmten zeitlichen Steuerung infolge der Übertragungseinheit 64 übertragen.
Somit wird das Tonerbild, bei welchem vier Farben korrekt an dem fotosensitiven Element 58 positioniert sind, auf das Papier P übertragen. Nachdem das Tonerbild auf das Papier P übertragen ist, werden der Resttoner und die Restspannung, die an den jeweiligen fotosensitiven Elementen 58 verblieben, durch die jeweiligen Reinigungseinheiten 66 und die jeweiligen Entaldelampen 68 entfernt, um in der nachfolgenden Bilderzeugung verwendet zu werden.
Papier P, an dem das vierfarbige Tonerbild elektrostatisch gehalten wird, wird weiterhin mittels der Drehung des Übertragungsriemens 52 übertragen und von dem Übertragungsriemen 52 infolge des Unterschieds zwischen der Krümmung der Riemenantriebswalze 56 und der Linearität des Papiers P getrennt, um der Fixiereinheit 84 zugeführt zu werden. Das der Fixiereinheit 84 zugeführte Papier P wird an eine Ausgabeablage (nicht dargestellt) abgegeben, nachdem der Toner geschmolzen ist und das Tonerbild als Farbbild durch die Fixiereinheit 84 fixiert ist.
Andererseits wird der Übertragungsriemen 52, an dem. Papier P bereits der Fixiereinheit 84 zugeführt wurde, weitergedreht. Folglich wird ungewünschter Toner, der an der Oberfläche verharrt, durch die Riemenreinigungseinheit 82 entfernt und wird der Übertragungsriemen 52 zur Übertragung des von der Kassette 70 zuzuführenden Papiers P verwendet.
Nachfolgend wird im einzelnen das optische Nachablenksystem zwischen dem Polygonspiegel 5 und der Spiegelfläche erläutert.
Fig. 15 bis 50 und Tabellen 2 bis 6 zeigen verschiedene optische Charakteristiken und Linsendaten an der ersten Fläche (Einfallsfläche) der ersten Bilderzeugungslinse 30a des optischen Nachablenksystems, der zweiten Fläche (Emissionsfläche) der ersten Bilderzeugungslinse 30a des optischen Nachablenksystems, der ersten Fläche (Einfallsfläche) der zweiten Bilderzeugungslinse 30b des optischen Nachablenksystems (Linsenfläche Nr. "3" in Tabelle 5), der zweiten Fläche (Emissionsfläche) der zweiten Bilderzeugungslinse 3% des optischen Nachablenksystems (Linsenfläche Nr. "4" in Tabelle 6). Tabelle 2 Ein Strahl verläuft hier infolge der Reflexion von + nach - Linsendaten des optischen Nachablenksystems
(Koordinatensystem: Rechte-Hand-System) Linsenform:

Tabelle 3

Koeffizient Amn des Polynoms der ersten Fläche

AY = 1 AZ = 1
CUY = 2,099E-2 CUZ = 2,313E-2

Tabelle 4

Koeffizient Amn des Polynoms der zweiten Fläche

AY = 1 AZ = 1
CUY = 2,098E-2 CUZ = 2,247E-2

Tabelle 5

Koeffizient Amn des Polynoms der dritten Fläche

AY = 1 AZ = 1
CUY = 2,979E-3 CUZ = 1,490E-3

Tabelle 6

Koeffizient Amn des Polynoms der vierten Fläche

AY = 1 AZ = 1
CUY = 1,314E-3 CUZ = 1,545E-2
In den Fig. 15 bis 50 stimmt eine Achse x mit der Richtung der optischen Achse des optischen Nachablenksystems überein, wobei mit "+" für die Richtung zu dem Polygonspiegel 5 vorgesehen ist und "-" für die Richtung; zu der Bildfläche vorgesehen ist. Eine Achse y stimmt mit der Hauptabtastrichtung überein, die Richtung des durch den Polygonspiegel abgelenkten Strahls, das heißt, die Richtung, mit welcher der Polygonspiegelkörper 5a gedreht wird, ändert sich von "+" zu "-".
Andererseits entspricht die Achse z der Unterabtastrichtung. Beispielsweise die Seite, an der der Laserstrahl LB gemäß Darstellung von Fig. 4 verläuft, das heißt die Oberseite der optischen Achse der Unterabtastrichtung, ist mit "+" dargestellt.
Bei der konventionellen optischen Belichtungseinheit ist es bekannt, daß drei oder mehr Bilderzeugungslinsen benötigt werden, um die Abweichungscharakteristik wie etwa die sphärische Abweichung an der Bilderzeugungsfläche, die Kommaabweichung, die Bildflächenkrümmung oder den Multiplikationsfehler für den Fall zu optimieren, daß eine torische Linse verwendet wird.
Nachfolgend wird das Ergebnis der Simulation der Verläufe der Einfallsfläche und der Emissionsfläche jeweils der ersten und der zweiten Kunststofflinse 30a und 30b auf der Grundlage des in der Gleichung (1) von Tabelle 2 gezeigten Polynoms erläutert.
Die sphärische Abweichung (aberration), die Kommaabweichung, die Abweichung hinsichtlich der Bildoberflächenkrümmung und der Multiplikationsfehler in der Unterabtastrichtung können von den Ausdrücken n ≠ 0 von Amn und Amn ≠ 0 der Gleichung (1) optimiert werden. Ebenso können verschiedene Abweichungscharakteristiken in der Hauptabtastrichtung für die Ausdrücke m ≠ 0 von Amn und Amn ≠ 0 der Gleichung (1) optimiert werden. Entsprechend dem Ergebnis der Simulation der Verläufe der Einfallsfläche und der Emissionsfläche jeweils der ersten und der zweiten Kunststofflinse 30a und 30b können die nachfolgenden Punkte bestätigt werden.
Insbesondere für den Fall, daß eine Linsenfläche der Linsenfläche Nr. 1 bis 4 die Ausdrücke für n ≠ 0 von Amn und Amn ≠ 0 der Gleichung (1) beinhaltet (das heißt, es ist keine bestimmte rotationssymmetrische Achse beinhaltet), werden die Kommaabweichung und die sphärische Abweichung nicht zufriedenstellend korrigiert und ist der Durchmesser des Querschnitts des Strahlpunkts an der Bildfläche etwa 100 um. Ebenso für den Fall, daß zwei oder mehr Linsenflächen, die die Ausdrücke n ≠ 0 für Amn und Amn ≠ 0 beinhalten, vorgesehen sind, kann der Durchmesser des Querschnitts des Strahlpunkts an der Bildfläche auf etwa 40 um verringert werden.
Hinsichtlich der Linsenflächen einer jeden Linse kann für die Gesamtzahl von Amn (Inhalt des Ausdrucks von Σ) gemäß der Darstellung von Gleichung (1) bestätigt werden, daß verschiedene Abweichungscharakteristiken in der Hauptabtastrichtung und der Unterabtastrichtung für die Bedingung erwartet werden, daß Amn ≠ 0, m ≥ 11 und n ≥ 2 ist, wobei (m, n) = (0, 0), (2, 0), (0, 1) ist.
Die Fig. 15 bis 22 zeigen die Verlaufscharakteristik der Einfallsfläche der ersten Linse 30a, die Fig. 23 bis 30 zeigen die Verlaufscharakteristik der Emissionsfläche der ersten Linse 30a. Ferner zeigen die Fig. 31 bis 38 die Verlaufscharakteristik der Einfallsfläche der zweiten Linse 30b, zeigen die Fig. 39 bis 46 die Verlaufscharakteristik der Emissionsfläche der zweiten Linse 30b.
Die Form der Linse ist asymmetrische ausgebildet, mit Ausnahme einer Oberfläche. In diesem Fall ist nur die Fläche, die der Gleichung Z = 0 entspricht, eine symmetrische Fläche und ist keine weitere Fläche oder Achse eine symmetrische Achse der eine symmetrische Fläche. Zumindest die Einfallsfläche der ersten Linse 30a, die Emissionsfläche der ersten Linse 30a, die Einfallsfläche der zweiten Linse 30b oder die Emissionsfläche der zweiten Linse 30b ist als asymmetrische Oberfläche ohne eine Abhängigkeit hinsichtlich der Rotationssymmetrieachse definiert.
Fig. 15 zeigt die Form der ersten Fläche der ersten Bilderzeugungslinse 30a, das heißt eine Lichteinfallsfläche. Gemäß der Darstellung von Fig. 15 ist die erste Fläche der ersten Bilderzeugungslinse 30a asymmetrisch hinsichtlich der optischen Achse ausgebildet (y = 0, z = 0).
Fig. 16 zeigt die Krümmung der ersten Oberfläche der Linse 30a hinsichtlich der Unterabtastrichtung an einem Kreuzungspunkt zwischen einer Lichtabtastfläche und einer Linsenfläche (das heißt, einer Ebene, die eine optische Achse des optischen Systems beinhaltet und sich zu der Hauptabtastrichtung erstreckt). Mit anderen Worten zeigt Fig. 16 die Charakteristik des Verlaufs der ersten Fläche der ersten Bilderzeugungslinse 30a hinsichtlich der Unterabtastrichtung gemäß der Darstellung von Fig. 15, das heißt die erste Fläche der ersten Bilderzeugungslinse 30a ist asymmetrisch hinsichtlich der optischen Achse ausgebildet (y = 0, z = 0). Aus der Figur und der Gleichung von Tabelle 2 ist es offensichtlich, daß die Form der ersten Fläche der ersten Bilderzeugungslinse 30a jeweils in der Hauptabtastrichtung und der Unterabtastrichtung unabhängig eingestellt werden kann. Dadurch kann der Kurvenverlauf der Hauptabtastlinie, der Strahldurchmesser an der Bildfläche (Unterabtastrichtung) und der Positionsfehler einer jeden Neigung der Ablenkflächen des Polygonspiegels 5 über dem breiten Ablenkwinkel ausreichend korrigiert werden. Infolge der Kombination mit weiteren Linsen kann das optische System erlangt werden, das nicht leicht durch eine Änderung hinsichtlich der Temperatur und der Luftfeuchtigkeit beeinflußt wird.
Fig. 17 zeigt einen Wert der zweiten Ableitung zwischen der Krümmung der Unterabtastrichtung und den Koordinaten der Hauptabtastrichtung an dem Kreuzungspunkt zwischen der Lichtabtastfläche und der Linsenfläche. Mit anderen Worten zeigt Fig. 17, daß das Änderungsverhältnis der Krümmung der ersten Fläche der Linse 30a hinsichtlich der Unterabtastrichtung (Fig. 15) asymmetrisch bezüglich dem Kreuzungspunkt der optischen Achse der Hauptabtastrichtung geändert wird.
Fig. 18 zeigt einen Differentialwert zwischen Koordinaten der Hauptabtastrichtung und den Koordinaten der Richtung der optischen Achse an dem Kreuzungspunkt zwischen der Lichtabtastfläche und der Linsenfläche. Mit anderen Worten wird die Neigungsänderungsrichtung der Linsenfläche der Hauptabtastrichtung der ersten Fläche (Fig. 15) an einer zu dem Kreuzungspunkt anderen Position geändert.
Fig. 18 kann so verstanden werden, daß ein Wert der ersten Ableitung zwischen der Hauptabtastrichtung und den Koordinaten der optischen Achse an dem Kreuzungspunkt zwischen der Lichtabtastfläche und der Linsenfläche zwei Extremwerte aufweist. Wird daher die Charakteristik hinsichtlich der Unterabtastrichtung (Fig. 16) beibehalten, kann die fθ-Charakteristik der Hauptabtastrichtung ohne einen Anstieg der Dicke der Linse über dem weiten Ablenkwinkel korrigiert werden. Insbesondere für den Fall der mit Kunststoff ausgebildeten Linse erfordert die Formung der Linse eine große Zeit und steigen die Herstellungskosten, falls die Dicke der Linse groß wird.
Fig. 19 zeigt eine Krümmung der ersten Fläche der Linse 30a der der Hauptabtastrichtung an dem Kreuzungspunkt zwischen der Lichtabtastfläche und der Linsenfläche (das heißt, die Ebene, die die optische Achse des optischen Systems beinhaltet und sich zu der Hauptabtastrichtung erstreckt). Mit anderen Worten zeigt Fig. 19 die Charakteristik der Form der ersten Fläche der Linse 30a hinsichtlich der Hauptabtastrichtung gemäß der Darstellung von Fig. 15, das heißt die erste Fläche der ersten Bilderzeugungslinse 30a ist asymmetrisch hinsichtlich der optischen Achse y = 0, z = 0 ausgebildet. Die Krümmung der Linsenfläche der Hauptabtastrichtung ändert ebenso das Vorzeichen im mittleren Verlauf der Hauptabtastrichtung. Dadurch können verschiedene Charakteristiken der Linsenfläche der Hauptabtastrichtung über den weiten Ablenkwinkel optimiert werden, ohne den Absolutwert der Leistung der Linsenfläche in der Hauptabtastrichtung zu erhöhen. Es ist bekannt, daß eine Abweichung leicht erzeugt wird, sowie der Absolutwert der Leistung der Linsenfläche groß wird. Um einen derartigen Nachteil zu verhindern, kann der vorstehend angeführte Punkt die Leistung der Linse verbessern.
Fig. 20 zeigt die Form der ersten Oberfläche der ersten Bilderzeugungslinse 30a der Unterabtastrichtung an einem jeden Punkt der Hauptabtastrichtung der Linsenfläche auf der Grundlage des Kreuzungspunkts zwischen der Lichtabtastfläche und der Linsenfläche (das heißt, die Ebene, die die optische Achse des optischen Systems beinhaltet und sich zu der Hauptabtastrichtung hin erstreckt). Mit anderen Worten zeigt Fig. 20, daß die Form der ersten Fläche (Fig. 15) so ausgebildet ist, daß sie rotationsasymmetrisch zu der Unterabtastrichtung ist.
Fig. 21 zeigt die Verschiebung der Form der ersten Oberfläche der Linse 30a hinsichtlich der Unterabtastrichtung auf der Grundlage eines Bogens (arc) mit einer Krümmung unter der Bedingung, daß die Unterabtastrichtung z = 0 ist. Mit anderen Worten zeigt Fig. 21, daß die erste Oberfläche der Linse 30a so geformt ist, daß zumindest der Ausdruck von n 2 oder mehr in der Gleichung (1) entspricht, das heißt, für AmnYm·Z2n bezüglich der Unterabtastrichtung.
Fig. 22 zeigt eine asymmetrische Komponente hinsichtlich der Fläche, die sich zu der Unterabtastrichtung erstreckt und die optische Achse beinhaltet, bezüglich der Form der ersten Oberfläche der Linse 30a.
Mit anderen Worten zeigen die Fig. 21 und 22 die erste Fläche der Linse 30a, die keine rotationssymmetrische Oberfläche in der Hauptabtastrichtung und der Unterabtastrichtung beinhaltet. Gemäß der Darstellung in Fig. 21 wird zumindest der Ausdruck von m oder n gleich 4 oder mehr in der Gleichung (1) der Unterabtastrichtung, was unabhängig von dem Verlauf der Linie an der Lichtabtastfläche, welche die optische Achse beinhaltet und sich zu der Hauptabtastrichtung erstreckt, wobei sich die Linsenoberflächen kreuzen, und der Krümmung der Unterabtastrichtung gesteuert wird. Dadurch können verschiedene Abweichungscharakteristiken in der Hauptabtastrichtung und der Unterabtastrichtung zufriedenstellend eingestellt werden.
Fig. 23 zeigt den Verlauf der zweiten Oberfläche (Lichtemissionsfläche) der ersten Bilderzeugungslinse 30a. Gemäß der Darstellung voü Fig. 23 ist die zweite Oberfläche der ersten Bilderzeugungslinse 30a so ausgebildet, daß sie asymmetrisch hinsichtlich der optischen Achse (y, z) = (0, 0) ausgebildet ist.
Fig. 24 zeigt die Krümmung der zweiten Fläche der Linse 30a der Unterabtastrichtung an einem Kreuzungspunkt zwischen einer Lichtabtastfläche und einer Linsenfläche (das heißt, eine Ebene, die eine optische Achse des optischen Systems beinhaltet und sich zu der Hauptabtastrichtung erstreckt).
Fig. 25 zeigt einen Wert der zweiten Ableitung zwischen der Krümmung der Unterabtastrichtung und den Koordinaten der Hauptabtastrichtung an einem Kreuzungspunkt zwischen der Lichtabtastfläche und der Linsenfläche.
Fig. 26 zeigt einen Differentialwert zwischen den Koordinaten der Hauptabtastrichtung und den Koordinaten der Richtung der optischen Achse an dem Kreuzungspunkt zwischen der Lichtabtastfläche und der Linsenfläche.
Fig. 27 zeigt eine Krümmung der zweiten Fläche der Linse 30a hinsichtlich der Hauptabtastfläche an dem Kreuzungspunkt zwischen der Lichtabtastfläche und der Linsenfläche (das heißt eine Ebene, die die optische Achse des optischen Systems beinhaltet und sich zu der Hauptabtastrichtung hin erstreckt).
Fig. 28 zeigt die Form der zweiten Fläche der ersten Bilderzeugungslinse 30a hinsichtlich der Unterabtastrichtung an einem jeden Punkt der Hauptabtastrichtung der Linsenfläche auf der Grundlage des Kreuzungspunktes zwischen der Lichtabtastfläche und der Linsenfläche (d. h. die Ebene, die die optische Achse des optischen Systems beinhaltet und sich zu der Hauptabtastrichtung hin erstreckt).
Fig. 29 zeigt die Verschiebung des Verlaufs der zweiten Fläche der Linse 30a der Unterabtastrichtung auf der Grundlage eines Bogens mit einer Krümmung in einem Zustand, daß die Unterabtastrichtung z = 0 ist.
Fig. 30 zeigt eine asymmetrische Komponente hinsichtlich der Fläche, die sich zu der Unterabtastrichtung erstreckt und die optische Achse beinhaltet, bezüglich der Form der zweiten Fläche der Linse 30a.
Fig. 24 zeigt, daß die Krümmung der Linsenfläche hinsichtlich der Unterabtastrichtung ihr Vorzeichen in einem mittleren Verlauf der Hauptabtastrichtung ändert. Dadurch können verschiedene Charakteristiken der Linsenfläche hinsichtlich der Unterabtastrichtung über den weiten Ablenkwinkel ohne Erhöhung eines Absolutwerts der Leistung der Linsenfläche in der Unterabtastrichtung optimiert werden. Es ist bekannt, daß die Abweichung leicht bewirkt wird, sowie der Absolutwert der Leistung der Linsenfläche groß wird. Um einen derartigen Nachteil zu verhindern, kann der vorstehend angeführte Punkt die Leistungsfähigkeit der Linse verbessern.
Fig. 26 zeigt, daß ein Wert der ersten Ableitung zwischen der Hauptabtastrichtung und den Koordinaten der optischen Achse an dem Kreuzungspunkt zwischen der Lichtabtastfläche und der Linsenfläche zwei Extremwerte aufweist. Somit kann die fθ- Charakteristik der Hauptabtastrichtung ohne eine Erhöhung der Dicke der Linse über den weiten Ablenkwinkel korrigiert werden. Insbesondere für den Fall, daß die aus Kunststoff ausgebildete Linse verwendet wird, erfordert die Formung der Linse viel Zeit und werden die Herstellkosten erhöht, falls die Dicke der Linse groß wird.
Fig. 27 zeigt, daß die Krümmung der Linsenfläche hinsichtlich der Hauptabtastrichtung ihr Vorzeichen in einem mittleren Verlauf der Hauptabtastrichtung ändert. Dadurch können verschiedene Charakteristiken der Linsenfläche hinsichtlich der Hauptabtastrichtung über den weiten Ablenkwinkel ohne eine Erhöhung eines Absolutwerts der Leistung der Linsenfläche in der Hauptabtastrichtung optimiert werden. Es ist bekannt, daß die Abweichung leicht erzeugt wird, sowie der Absolutwert der Leistung der Linsenfläche groß wird. Um einen derartigen Nachteil zu verhindern, kann der vorstehend angeführte Punkt die Leistungsfähigkeit der Linse verbessern.
Fig. 28 zeigt den Verlauf der Linsenfläche hinsichtlich der Unterabtastrichtung, wenn die Koordinaten des Kreuzungspunkts auf 0 eingestellt sind. Darüber hinaus kehrt sich die relative Beziehung zwischen dem Umfangsabschnitt der Unterabtastrichtung und des optischen Abschnitts der Unterabtastrichtung in einem mittleren Verlauf der Hauptabtastrichtung um. Dieser Punkt ist sehr hilfreich, um verschiedene Charakteristiken hinsichtlich der Unterabtastrichtung über die große Breite der Unterabtastrichtung zu verbessern.
Fig. 29 zeigt die Verschiebung des Verlaufs der zweiten Fläche der Linse 30a hinsichtlich der Unterabtastrichtung auf der Grundlage eines Bogens mit einer Krümmung unter einer Bedingung, daß die Unterabtastrichtung z = 0 ist. Mit anderen Worten zeigt Fig. 29, daß die zweite Fläche der Linse 30a so geformt ist, daß zumindest der Ausdruck n 2 oder mehr in der Gleichung (1) ist, das heißt für AmnYm·Z2n hinsichtlich der Unterabtastrichtung V. Somit kann die zweite Fläche der Linse 30a derart ausgebildet sein, daß die relative Beziehung zwischen dem Randabschnitt der Unterabtastrichtung und dem optischen Abschnitt der Unterabtastrichtung in einem mittleren Verlauf der Hauptabtastrichtung umgekehrt wird.
Gemäß der Darstellung in Fig. 23 bis 30 wird gleichartig zu der ersten Fläche der ersten Bilderzeugungslinse 30a die zweite Fläche so ausgebildet, daß sie asymmetrisch hinsichtlich der optischen Achse (y = 0, z = 0) in der Hauptabtastrichtung und der Unterabtastrichtung ist. Die Neigung der Krümmung hinsichtlich der Unterabtastrichtung und die Neigung hinsichtlich der Hauptabtastrichtung werden symmetrisch hinsichtlich dem Kreuzungspunkt mit der optischen Achse der Hauptabtastrichtung geändert, wobei keine rotationssymmetrische Fläche in der Hauptabtastrichtung und der Unterabtastrichtung beinhaltet ist. Daher können verschiedene Charakteristiken der Linsenfläche hinsichtlich der Hauptabtastrichtung und der Unterabtastrichtung über den weiten Ablenkbereich eingestellt werden.
Aus der vorstehenden Erläuterung ist verständlich, daß die zwei Oberflächen der Linse 30a keine Rotationsachse besitzen und ein Wert der ersten Ableitung zwischen der Hauptabtastrichtung und den Koordinaten der optischen Achse an dem Kreuzungspunkt zwischen der Lichtabtastfläche und der Linsenfläche zwei Extremwerte aufweist.
Fig. 31 zeigt die Form einer ersten Oberfläche der zweiten Bilderzeugungslinse 30b. Gemäß der Darstellung von Fig. 31 ist die erste Oberfläche der zweiten Bilderzeugungslinse 30b so ausgebildet, daß sie asymmetrisch zu der optischen Achse (y, z) = (0, 0) ist.
Fig. 32 zeigt die Krümmung der ersten Oberfläche der Linse 30b in der Unterabtastrichtung an einem Kreuzungspunkt zwischen einer Lichtabtastfläche und einer Linsenfläche (das heißt, eine Ebene, die eine optische Achse des optischen Systems beinhaltet und sich zu der Hauptabtastrichtung erstreckt).
Fig. 33 zeigt einen Wert der zweiten Ableitung zwischen der Krümmung der Unterabtastrichtung und den Koordinaten der Hauptabtastrichtung an dem Kreuzungspunkt zwischen der Lichtabtastfläche und der Linsenfläche.
Fig. 34 zeigt einen Differentialwert zwischen den Koordinaten der Hauptabtastrichtung und den Koordinaten der Richtung der optischen Achse an dem Kreuzungspunkt zwischen der Lichtabtastfläche und der Linsenfläche.
Fig. 35 zeigt eine Krümmung der ersten Oberfläche der Linse 30b hinsichtlich der Hauptabtastrichtung an dem Kreuzungspunkt zwischen der Lichtabtastfläche und der Linsenfläche (das heißt, die Ebene, die die optische Achse des optischen Systems beinhaltet und sich zu der Hauptabtastrichtung erstreckt).
Fig. 36 zeigt die Form der ersten Fläche der zweiten Bilderzeugungslinse 30b der Unterabtastrichtung an einem jeden Punkt der Hauptabtastrichtung der Linsenfläche auf der Grundlage des Kreuzungspunktes zwischen der Lichtabtastfläche und der Linsenfläche (das heißt, die Ebene, die die optische Achse des optischen Systems beinhaltet und sich zu der Hauptabtastrichtung hin erstreckt).
Fig. 37 zeigt die Verschiebung der Form der erste Oberfläche der Linse 30b der Unterabtastrichtung auf der Grundlage eines Bogens in einem Zustand, daß die Unterabtastrichtung z = 0 ist.
Fig. 38 zeigt eine asymmetrische Komponente hinsichtlich der Fläche, die sich zu der Unterabtastrichtung erstreckt und die optische Achse beinhaltet, hinsichtlich der Form der ersten Fläche der Linse 30b.
Gemäß der Darstellung der Fig. 31 bis 38 ist die erste Oberfläche der Linse 30b gleichartig zu der ersten Oberfläche der ersten Bilderzeugungslinse 30a so ausgebildet, daß sie asymmetrisch zu der optischen Achse (y = 0, z = 0) in der Hauptabtastrichtung und der Unterabtastrichtung ist. Die Neigungen und Krümmungen der Unterabtastrichtung und der Hauptabtastrichtung werden symmetrisch hinsichtlich dem Kreuzungspunkt mit der optischen Achse der Hauptabtastrichtung geändert, wobei jeweils keine Rotationssymmetriefläche in der Hauptabtastrichtung und der Unterabtastrichtung beinhaltet ist. Daher können verschiedene Charakteristiken der Linsenfläche hinsichtlich der Hauptabtastrichtung und der Unterabtastrichtung über den weiten Ablenkwinkel eingestellt werden.
Fig. 32 zeigt, daß die Krümmung der Linsenfläche hinsichtlich der Unterabtastrichtung ihr Vorzeichen in einem mittleren Verlauf der Hauptabtastrichtung ändert (in der Nähe von y = 80). Daher können verschiedene Charakteristiken der Linsenfläche der Unterabtastrichtung über den weiten Ablenkwinkel ohne einen Anstieg des Absolutwerts der Leistung der Linsenfläche in der Unterabtastrichtung optimiert werden. Es ist bekannt, daß leicht eine Abweichung erzeugt wird, sowie der Absolutwert der Leistung der Linsenfläche groß wird. Um einen derartigen Nachteil zu verhindern, kann der vorstehend angeführte Punkt die Leistungsfähigkeit der Linse verbessern.
Fig. 34 zeigt, daß die Neigung der Linse in der Hauptabtastrichtung ihr Vorzeichen in einem mittleren Verlauf der Hauptabtastrichtung ändert. Dadurch kann die Stärke der Linse in der optischen Richtung verringert werden, kann die Herstellung der Druckform (die) erleichtert werden und kann die bei der Herstellung der Linse erzeugte Formänderung der Linse gesteuert werden.
Fig. 35 zeigt, daß die Krümmung der Linse hinsichtlich der Hauptabtastrichtung ihr Vorzeichen in einem mittleren Verlauf der Hauptabtastrichtung ändert. Dadurch können verschiedene Charakteristiken der Linsenfläche der Hauptabtastrichtung über den weiten Ablenkwinkel ohne eine Erhöhung des Absolutwerts der Leistung der Linsenfläche in der Hauptabtastrichtung optimiert werden. Es ist bekannt, daß eine Abweichung leicht erzeugt wird, sowie der Absolutwert der Leistung der Linsenoberfläche groß wird. Um einen derartigen Nachteil zu verhindern, kann der vorstehend angeführte Punkt die Leistungsfähigkeit der Linse verbessern.
Fig. 37 zeigt die Verschiebung der Form der ersten Fläche der Linse 30b hinsichtlich der Unterabtastrichtung auf der Grundlage eines Bogens mit einer Krümmung unter einer Bedingung, daß die Unterabtastrichtung z = 0 ist. Mit anderen Worten zeigt Fig. 37, daß die erste Oberfläche der Linse 30b so geformt ist, daß darin zumindest der Ausdruck n gleich 2 oder größer in der Gleichung (1) ist, das heißt für AmnYm·Z2n bezüglich der Unterabtastrichtung. Dieser Punkt ist sehr hilfreich zur Verbesserung verschiedener Charakteristiken hinsichtlich der Unterabtastrichtung über die große Breite der Unterabtastrichtung.
Fig. 39 zeigt die Form der zweiten Oberfläche der zweiten Bilderzeugungslinse 30b. Gemäß der Darstellung von Fig. 39 ist die zweite Fläche der zweiten Bilderzeugungslinse 30b so ausgebildet, daß sie asymmetrisch hinsichtlich der optischen Achse (y, z) = (0, 0) ausgebildet ist.
Fig. 40 zeigt eine Krümmung der zweiten Oberfläche der Linse 30b hinsichtlich der Unterabtastrichtung an einem Kreuzungspunkt zwischen einer Lichtabtastfläche und einer Linsenfläche (das heißt, eine Ebene, die eine optische Achse des optischen Systems beinhaltet und sich hinsichtlich der Hauptabtastrichtung erstreckt).
Fig. 41 zeigt einen Wert der zweiten Ableitung zwischen der Krümmung der Unterabtastrichtung und den Koordinaten der Hauptabtastrichtung an dem Kreuzungspunkt zwischen der Lichtabtastfläche und der Linsenfläche.
Fig. 42 zeigt einen Differentialwert zwischen den Koordinaten der Hauptabtastrichtung und den Koordinaten der Richtung der optischen Achse an dem Kreuzungspunkt zwischen der Lichtabtastfläche und der Linsenfläche.
Fig. 43 zeigt eine Krümmung der zweiten Fläche der Linse 30b der Hauptabtastrichtung an dem Kreuzungspunkt zwischen der Lichtabtastfläche und der Linsenfläche (das heißt, die Ebene, die die optische Achse des optischen Systems beinhaltet und sich zu der Hauptabtastrichtung erstreckt).
Fig. 44 zeigt den Verlauf der zweiten Oberfläche der zweiten Bilderzeugungslinse 30b der Unterabtastrichtung an einem jeden Punkt der Hauptabtastrichtung der Linsenfläche auf der Grundlage des Kreuzungspunktes zwischen der Lichtabtastfläche und der Linsenfläche (das heißt, die Ebene, die die optische Achse des optischen Systems beinhaltet und sich hinsichtlich der Hauptabtastrichtung erstreckt).
Fig. 45 zeigt die Verschiebung des Verlaufs der zweiten Oberfläche der Linse 30b der Unterabtastrichtung auf der Grundlage eines Bogens mit einer Krümmung unter einer Bedingung, daß die Unterabtastrichtung z = 0 ist.
Fig. 46 zeigt eine asymmetrische Komponente hinsichtlich der Fläche, die sich zu der Unterabtastrichtung hin erstreckt und die optische Achse beinhaltet, hinsichtlich des Verlaufs der zweiten Oberfläche der Linse 30b.
Gemäß den Fig. 39 bis 46 ist gleichartig zu der ersten Oberfläche der Linse 30b die zweite Oberfläche der Linse 30b so ausgebildet, daß sie asymmetrisch hinsichtlich der optischen Achse (y = 0, z = 0) in der Hauptabtastrichtung und der Unterabtastrichtung ist. Die Neigungen und die Krümmungen hinsichtlich der Unterabtastrichtung und der Hauptabtastrichtung werden bezüglich dem Kreuzungspunkt mit der optischen Achse der Hauptabtastrichtung symmetrisch geändert, wobei jeweils keine rotationssymmetrische Fläche in der Unterabtastrichtung und der Hauptabtastrichtung beinhaltet ist. Daher sind verschiedene Charakteristiken der Linsenfläche hinsichtlich der Hauptabtastrichtung und der Unterabtastrichtung über den weiten Ablenkwinkel vorhanden.
Insbesondere zeigt Fig. 40, daß die Krümmung der Linsenfläche der Unterabtastrichtung ihr Vorzeichen in einem mittleren Verlauf der Hauptabtastrichtung ändert. Dadurch können verschiedene Charakteristiken der Linsenfläche hinsichtlich der Unterabtastrichtung über den weiten Ablenkwinkel ohne einen Anstieg des Absolutwerts der Leistung der Linsenfläche in der Unterabtastrichtung optimiert werden. Es ist bekannt, daß eine Abweichung leicht erzeugt wird, sowie der Absolutwert der Leistung der Linsenfläche groß wird. Um einen derartigen Nachteil zu verhindern, kann der vorstehend angeführte Punkt die Leistungsfähigkeit der Linse verbessern.
Fig. 42 zeigt, daß die Neigung der Linse in der Hauptabtastrichtung ihr Vorzeichen in einem mittleren Verlauf der Hauptabtastrichtung ändert. Daher kann die Dicke der Linse der optischen Richtung verringert werden, kann die Herstellung der Druckform vereinfacht werden und kann die bei der Ausbildung der Linse erzeugte Formänderung der Linse gesteuert werden.
Fig. 43 zeigt, daß die Krümmung der Linse ihr Vorzeichen hinsichtlich der Hauptabtastrichtung in einem mittleren Verlauf der Hauptabtastrichtung ändert. Dadurch können verschiedene Charakteristiken der Linsenfläche hinsichtlich der Hauptabtastrichtung über den breiten Ablenkwinkel ohne einen Anstieg eines Absolutwerts der Leistung der Linsenfläche in der Hauptabtastrichtung optimiert werden. Es ist bekannt, daß eine Abweichung leicht erzeugt wird, sowie der Absolutwert der Leistung der Linsenfläche groß wird. Um einen derartigen Nachteil zu verhindern, kann der vorstehend angeführte Punkte die Leistungsfähigkeit der Linse verbessern.
Fig. 45 zeigt die Verschiebung des Verlaufs der zweiten Oberfläche der Linse 30b hinsichtlich der Unterabtastrichtung auf der Grundlage eines Bogens mit einer Krümmung in einer Bedingung, daß die Unterabtastrichtung z = 0 ist. Mit anderen Worten zeigt Fig. 37, daß die zweite Oberfläche der Linse 30b so geformt ist, daß zumindest der Ausdruck n 2 oder mehr in der Gleichung (1), das heißt AmnYm·Z2n bezüglich der Unterabtastrichtung ist. Dieser Punkt ist sehr hilfreich zur Verbesserung verschiedener Charakteristiken hinsichtlich der Unterabtastrichtung über die große Breite der Unterabtastrichtung.
Fig. 47 zeigt eine Leistungsverteilung, die kontinuierlich in der Unterabtastrichtung ist, für den Zustand, daß die erste Bilderzeugungslinse 30a als dünne Linse betrachtet wird. Die Verteilung kann durch das nachstehende Verfahren erlangt werden.
Im einzelnen wird die Krümmung der ersten Bilderzeugungslinse 30a hinsichtlich der Unterabtastrichtung entsprechend der Position der Hauptabtastrichtung der Lichteinfallsfläche der Linse 30a von der Krümmung der ersten Bilderzeugungslinse 30a hinsichtlich der Unterabtastrichtung entsprechend der Position der Hauptabtastrichtung der Lichtemissionsfläche der Linse 30a subtrahiert. Der resultierende Wert wird mit einem Wert multipliziert, der durch die Entfernung von 1 (Brechungsindex von Luft) von dem Brechungsindex n von PMMA erlangt wird, was als Material der Linse 30a verwendet wird, wodurch die vorstehende Leistungsverteilung erlangt werden kann.
Fig. 48 zeigt ebenso eine Leistungsverteilung, die kontinuierlich hinsichtlich der Hauptabtastrichtung ist, für einen Zustand, daß die erste Bilderzeugungslinse 30a als dünne Linse betrachtet wird. Die Verteilung kann mit dem gleichen Verfahren wie für den Fall von Fig. 47 erlangt werden.
Fig. 49 zeigt eine Leistungsverteilung, die kontinuierlich hinsichtlich der Unterabtastrichtung ist, für einen Zustand, daß die zweite Bilderzeugungslinse 30b als dünne Linse betrachtet wird. Die Verteilung kann durch das nachstehende Verfahren erlangt werden.
Die Krümmung der zweiten Bilderzeugungslinse 30b der Unterabtastrichtung entsprechend der Position der Hauptabtastrichtung der Lichteinfallsfläche der Linse 30b wird von der Krümmung der Bilderzeugungslinse 30b hinsichtlich der Unterabtastrichtung entsprechend der Position der Hauptabtastrichtung der Lichtemissionsfläche der Linse 30b subtrahiert. Der resultierende Wert wird mit einem Wert multipliziert, der durch den Abzug von 1 (Brechungsindex von Luft) von einem Brechungsindex n von PMMA erlangt wird, was als Material für die Linse 30b dient, wodurch die vorstehende Leistungsverteilung erlangt werden kann.
Fig. 50 zeigt ebenso eine Leistungsverteilung, die kontinuierlich hinsichtlich der Hauptabtastrichtung ist, für einen Zustand, daß die erste Bilderzeugungslinse 30b als dünne Linse betrachtet wird. Die Verteilung kann durch das gleiche Verfahren wie für den Fall der Fig. 47 erlangt werden.
Gemäß der Darstellung der Fig. 47 und 49 wird darauf hingewiesen, daß die erste und die zweite Bilderzeugungslinse 30a und 30b eine positive Leistung hinsichtlich der Unterabtastrichtung über den gesamten Bereich einschließlich des Hauptabschnitts nahe der optischen Achse der Hauptabtastrichtung und dem Randabschnitt aufweisen.
Gemäß der Darstellung von Fig. 48 wird darauf hingewiesen, daß die Leistung der Linse 30a in der Hauptabtastrichtung "0" an dem Abschnitt nahe der optischen Achse in der Hauptabtastrichtung wird. Ebenso wird gemäß der Darstellung in Fig. 50 darauf hingewiesen, daß die Leistung der Linse 30b in der Hauptabtastrichtung "negativ" in dem Abschnitt nahe der optischen Achse der Hauptabtastrichtung und "positiv" in dem Randabschnitt wird.
Fig. 51 zeigt die relative Position eines jeden Paares aus zwei Laserstrahlen (LYa und LYB, LMa und LMb, LCa und LCb, LBa und LBb), die von einem jeweiligen Paar von zwei Lichtquellen 3 (erster Gelb-Laser 3Ya und zweiter Gelb-Laser 3Yb, erster Magenta- Laser 3Ma und zweiter Magenta-Laser 3Mb, erster Cyan-Laser 3Ca und zweiter Cyan- Laser 3Cb, erster Schwarz-Laser 3Ba und zweiter Schwarz-Laser 3Bb) in der Unterabtastrichtung emittiert werden. Gemäß der Darstellung von Fig. 51 ist die Charakteristik einer jeden Linse so definiert, daß das Paar der zwei Laserstrahlen, das heißt Ni (i ist eine positive Ganzzahl, i = 2) Laserstrahlen einander zwischen der ersten Oberfläche der ersten Bilderzeugungslinse 30a (Lichteinfallsfläche) und der Bildfläche kreuzen, insbesondere zwischen der ersten Oberfläche der Linse 30a und der Nähe der zweiten Oberfläche der Linse 30b. Daher kann der Strahlraum zwischen den Ni (i = 2) Laserstrahlen unabhängig von der Änderung der Temperatur und der Luftfeuchtigkeit konstant gehalten werden.
Fig. 52 bis 64 erläutern im einzelnen verschiedene Charakteristiken, die durch die erste und die zweite Bilderzeugungslinse 30a und 30b geliefert werden, deren Formen durch die Gleichung (1) definiert sind, für einen Zustand, daß die Bildflächenstrahlposition hinsichtlich der Hauptabtastrichtung einer horizontalen Achse entspricht.
Fig. 52 betrifft den von dem ersten Magenta-Laser 3Ma emittierten Laserstrahl LMa. Mit anderen Worten zeigt Fig. 52 die Änderung des Laserstrahls LMa in der Richtung der Hauptabtastrichtung, das heißt, das Maß der Defokussierung des Laserstrahls sowohl in der Hauptabtastrichtung als auch in der Unterabtastrichtung an der Bildfläche für einen Zustand, daß der Brechungsindex geändert wird. In diesem Fall entspricht FSY der Hauptabtastrichtung, FSZ der Unterabtastrichtung und entsprechen die hinzugefügten Zahlen 1, 2 und 3 den Bedingungen der drei Brechungsindexe n = 1,4855, n = 1,4821 und n = 1,4889.
Fig. 53 betrifft den von dem ersten Cyan-Laser 3ca emittierten Laserstrahl LCa. Mit anderen Worten zeigt Fig. 53 gleichartig zu dem Fall von Fig. 52 die Änderung des Laserstrahls LCa in der Richtung der Hauptabtastrichtung, das heißt, daß Maß der Defokussierung des Laserstrahls sowohl in der Hauptabtastrichtung als auch in der Unterabtastrichtung an der Bildfläche für einen Zustand, daß der Brechungsindex geändert wird. In diesem Fall entspricht FSY der Hauptabtastrichtung, FSZ der Unterabtastrichtung und entsprechen die hinzugefügten Zahlen 1, 2 und 3 den Bedingungen des Brechungsindex n = 1,4855, n = 1,4821 und n = 1,4889.
Fig. 54 betrifft Laserstrahlen LBa und LYa, die jeweils von dem ersten Schwarz-Laser 3B und dem ersten Gelb-Laser 3Ya emittiert werden (die Laserstrahlen LBa und LYa sind symmetrisch hinsichtlich der Unterabtastrichtung für einen Zustand, daß die optische Achse des optischen Systems durch diese Laserstrahlen gemäß der Darstellung von Tabelle 1 umfaßt sind). Mit anderen Worten zeigt gleichartig für den Fall von Fig. 52 die Fig. 54 die Änderung jeweils der Laserstrahlen LBa und LYa in der Richtung der Hauptabtastrichtung, das heißt, das Maß der Defokussierung des Laserstrahls jeweils in der Hauptabtastrichtung und der Unterabtastrichtung an der Bildfläche für den Fall, daß der Brechungsindex geändert wird. In diesem Fall entspricht FSY der Hauptabtastrichtung, FSZ der Unterabtastrichtung und die hinzugefügten Zahlen 1, 2 und 3 den Bedingungen des Brechungsindex n = 1,4855, n = 1,4821 und n = 1,4889.
Gemäß den Fig. 52 bis 54 wird das Maß der Defokussierung des Laserstrahls so gesteuert, daß es in dem Bereich von etwa ±1,5 mm als sein Maximum gesteuert wird.
Fig. 55 betrifft den Laserstrahl LMa, der von dem ersten Magenta-Laser 3Ma emittiert wird. Mit anderen Worten zeigt die Fig. 55 den Wert des Abtastzeilenkurvenverlaufs des Laserstrahls in der Hauptabtastrichtung an der Bildfläche für den Zustand, daß der Brechungsindex geändert wird. In diesem Fall entsprechen die hinzugefügten Zahlen 1, 2 und 3 den Zuständen des Brechungsindex n = 1,4855, n = 1,4821 und n = 1,4889.
Fig. 56 betrifft den von dem ersten Magenta-Laser 3Ca ermittelten Laserstrahl LCa. Mit anderen Worten zeigt Fig. 56 gleichartig für den Fall von Fig. 55 den Wert des Abtastzeilenkurvenverlaufs des Laserstrahls in der Hauptabtastrichtung an der Bildfläche in einem Zustand, daß der Brechungsindex geändert wird. In diesem Fall entsprechen die hinzugefügten Zahlen 1, 2 und 3 jeweils den Bedingungen des Brechungsindex n = 1,4855, n = 1,4821 und n 1,4889.
Fig. 57 betrifft den Laserstrahl LBa und den Laserstrahl LYa, welche jeweils von dem ersten Schwarz-Laser 3B oder dem ersten Gelb-Laser 3Ya emittiert werden. Mit anderen Worten zeigt Fig. 57 gleichartig zu dem Fall von Fig. 55 den Wert des Abtastzeilenkurvenverlaufs des Laserstrahls in der Hauptabtastrichtung an der Bildfläche in einem Zustand, daß der Brechungsindex geändert wird. In diesem Fall entsprechen die hinzugefügten Zahlen 1, 2 und 3 jeweils den Bedingungen des Brechungsindex n 1,4855, n = 1,4821 und n = 1,4889.
Gemäß Fig. 55 bis 57 wird der Wert des Abtastzeilenkurvenverlaufs des Laserstrahls so gesteuert, daß er in einem Bereich von ±0,015 mm als sein Maximum gesteuert wird.
Fig. 58 betrifft die Laserstrahlen LMa und LMb, die jeweils von dem ersten und dem zweiten Magenta-Laser 3Ma und 3Mb emittiert werden. Mit anderen Worten zeigt Fig. 58 den Wert der Verschiebung (Änderung des Abstands) zwischen diesen Laserstrahlen in der Unterabtastrichtung an der Bildfläche in einem Zustand, daß der Brechungsindex geändert wird. In diesem Fall entsprechen die hinzugefügten Zahlen 1, 2 und 3 den Bedingungen des Brechungsindex n = 1,4855, n = 1,4821 und n = 1,4889.
Fig. 59 betrifft die Laserstrahlen LCa und LCb, die jeweils von dem ersten und dem zweiten Cyan-Laser 3Ca und 3Cb emittiert werden. Mit anderen Worten zeigt Fig. 59 gleichartig zu dem Fall von Fig. 58 den Wert der Verschiebung (Änderung der Distanz) zwischen diesen Laserstrahlen in der Unterabtastrichtung an der Bildfläche für einen Zustand, daß der Brechungsindex geändert wird. In diesem Fall entsprechen die hinzugefügten Zahlen 1, 2 und 3 den Bedingungen des Brechungsindex n = 1,4855, n = 1,4821 und n = 1,4889.
Fig. 60 betrifft ein Paar der Laserstrahlen LBa und LBb oder LYa und LYb, die jeweilig von dem ersten und dem zweiten Schwarz-Laser 3Ba und 3Bb oder dem ersten und dem zweiten Gelb-Laser 3Ya und 3Yb emittiert werden. Mit anderen Worten zeigt Fig. 60 gleichartig zu dem Fall von Fig. 58 den Wert der Verschiebung (Änderung des Abstands) zwischen den Laserstrahlen in der Unterabtastrichtung an der Bildfläche für einen Zustand, daß der Brechungsindex geändert wird. In diesem Fall entsprechen die hinzugefügten Zahlen 1, 2 und 3 den Bedingungen des Brechungsindex n = 1,4855, n = 1,4821 und n = 1,4889.
Gemäß der Darstellungen in den Fig. 58 bis 60 wird der Wert der Änderung des Strahlabstands so gesteuert, daß er in dem Bereich von ±0,0002 mm als sein Maximum liegt.
Fig. 61 betrifft den ersten bis vierten Laserstrahl LYa und LYb, LMa und LMb, LCa und LCb und LBa und LBb. Mit anderen Worten zeigt Fig. 60 das Änderungsverhältnis eines inversen Werts eines Konvergenzwinkels, das heißt das Änderungsverhältnis eines jeden Laserstrahldurchmessers in der Hauptabtastrichtung und der Unterabtastrichtung an der Bildfläche. In diesem Fall entspricht YANG der Hauptabtastrichtung, ZYAG der Unterabtastrichtung und entsprechen die hinzugefügten Zahlen 1, 2 und 3 den Bedingungen des Brechungsindex n = 1,4855, n = 1,4821 und n = 1,4889. Gemäß der Darstellung von Fig. 61 wird das Änderungsverhältnis des Strahldurchmessers auf etwa 7% als sein Spitzenwert gesteuert.
Fig. 62 betrifft den ersten bis vierten Laserstrahl LYa, LMa, LCa und LBa. Mit anderen Worten zeigt Fig. 62 das Änderungsverhältnis der fθ-Charakteristik eines jeden Laserstrahls in der Hauptabtastrichtung an der Bildfläche. Gemäß der Darstellung von Fig. 62 wird die fθ-Charakteristik so gesteuert, daß sie in dem Bereich von etwa 0,65% unabhängig von der Art der Laserstrahlen liegt.
Fig. 63 betrifft den ersten bis vierten Laserstrahl LYa, LMa, LCa und LBa. Mit anderen Worten zeigt Fig. 63 die Änderung der Strahlposition in der Unterabtastrichtung an der Bildfläche für einen Zustand, daß die Neigungen der Ablenkfläche des Polygonspiegels 5 innerhalb einer Minute (1/60 Grad) beinhaltet sind. Die hinzugefügten Zahlen 1 und 2 entsprechen den Laserstrahlen LMa und LCa. Die hinzugefügte Zahl 3 entspricht beiden Laserstrahlen LBa und LYa, da die Laserstrahlen LBa und LYa symmetrisch sind, um die optische Achse des optischen Systems in einer Sandwichart zwischen sich zu umfassen. Gemäß der Darstellung von Fig. 63 wird die Änderung der Strahlposition so gesteuert, daß sie etwa 0,003 mm als sein Maximum beträgt. Besteht keine Notwendigkeit zur Korrektur des Positionsfehlers einer jeden Neigung der Ablenkflächen des Polygonspiegels 5 über den weiten Ablenkwinkel, entspricht die Änderung der Strahlposition 0,186 und ist das Korrekturverhältnis des Positionsfehlers der Neigung 1/62 in dem optischen System mit den Bilderzeugungslinsen 30a und 30b.
Fig. 64 betrifft den ersten bis vierten Laserstrahl LYa, LMa, LCa und LBa. Mit anderen Worten zeigt Fig. 64 das Änderungsverhältnis des Durchlaßvermögens eines jeden Laserstrahls gegenüber der Bildflächenstrahlposition in der Hauptabtastrichtung an der Bildfläche. In diesem Fall entsprechen die hinzugefügten Zahlen 1 und 2 jeweils den Laserstrahlen LMa und LCa und entspricht die hinzugefügte Zahl 3 dem beiden Laserstrahlen LYa und LBa. Gemäß der Darstellung von Fig. 64 wird das Änderungsverhältnis des Durchlaßvermögens so gesteuert, daß es in dem Bereich von etwa 3,5% unabhängig von den Arten der Laserstrahlen liegt.
Wie vorstehend erläutert werden die Verläufe der Lichteinfallsfläche und der Lichtemissionsfläche der ersten Bilderzeugungslinse 30a und die der zweiten Bilderzeugungslinse 30b auf der Grundlage der Gleichung (1) optimiert. Somit können die Abweichungscharakteristiken wie etwa die sphärische Abweichung hinsichtlich der Bildfläche, die Kommaabweichung, die Bildflächenkrümmung oder der Multiplikationsfehler so gesteuert werden, daß sie durch lediglich zwei Bilderzeugungslinsen in einem vorbestimmten Bereich liegen.
Mit anderen Worten werden die sich zu der Hauptabtastrichtung erstreckende Abtastfläche und der Verlauf der Linie, die die Linsenfläche kreuzt, so ausgebildet, daß sie asymmetrisch hinsichtlich der durch die Linsenoberfläche laufenden optischen Achse sind. Dadurch kann verhindert werden, daß die Bilderzeugungsfläche hinsichtlich der Hauptabtastrichtung stark von der Bildfläche abweicht. Darüber hinaus kann verhindert werden, daß die fθ-Charakteristik für einen Zustand verschoben wird, daß die optische Achse der Hauptabtastrichtung dazwischen sandwichartig eingefügt ist. Darüber hinaus können in dem stark von der optischen Achse verschobenen Laserstrahl die Mengen des gestreuten Laserstrahls und von Phantom-Laserstrahlen in der Hauptabtastrichtung und der Unterabtastrichtung verringert werden. Ferner kann das Änderungsmaß der Intensitätsverteilung des durch eine jede Position der Hauptabtastrichtung laufenden Strahls so gesteuert werden, daß es geringer als ein vorbestimmter Bereich ist. Da ebenso der Kurvenverlauf dier Hauptabtastzeile verringert werden kann, entspricht die Zahl der von der Lichtquelle emittierten Laserstrahlen Ni (i = eine positive Ganzzahl), wobei die Änderung des Strahlraums der jeweiligen Laserstrahlen in der Unterabtastrichtung gesteuert werden kann. Ferner kann die Bewegung der Bildfläche in der Unterabtastrichtung verringert werden, die durch den Positionsfehler einer jeden der Neigungen der Ablenkflächen des Polygonspiegels über den weiten Ablenkwinkel verursacht wird.
Nachfolgend wird eine Modifikation des ersten Ausführungsbeispiels gemäß den Fig. 1 bis 64 erläutert.
Fig. 69 zeigt eine prinzipielle Draufsicht zur Veranschaulichung lediglich von optischen Elementen in einem Zustand, daß die Spiegel der optischen Belichtungseinheit 1 entfernt sind. Fig. 70 entspricht einer teilweisen Seitenansicht zur Veranschaulichung der Position der Synchronisationserfassungseinheit 23 von Fig. 69 und des Horizontalsynchronisationsspiegels mit lediglich einer Ebene (Reflexionsfläche) in einem Zustand, daß der von dem Spiegel 25 zu der Erfassungseinheit 23 gerichtete Laserstrahl aus der Unterabtastrichtung betrachtet wird.
Gemäß den Fig. 69 und 70 wird die zeitliche Steuerung eines jeden der Laserstrahlen LYa und LYb, LMa und LMb, LCa und LCb und LBa und LBb so geändert, daß sie geordnet an einer vorbestimmten Position der Erfassungseinheit 23 einfallen. Die Erfassungseinheit 23 entspricht der generellen Position zur Erfassung der Position eines jeden der Laserstrahlen. Der Spiegel 25 biegt den durch die zweite Bilderzeugungslinse 30b gelaufenen Laserstrahl. Infolgedessen kann für den Fall, daß die Erfassungseinheit 23 erfaßt, daß der Laserstrahl aus einem gewissen Grund verschoben ist, der Strahlabstand der jeweiligen Laserstrahlen zu der Lichtquelle mit einem Strahlabstandsänderungsmechanismus eines zweiten Ausführungsbeispiels von Fig. 68, was im weiteren zu beschreiben ist, zurückgeführt werden, um die Verschiebung des Strahlabstands in der Unterabtastrichtung zu korrigieren.
Nachfolgend wird die Erfassung der horizontalen Synchronisation der jeweiligen Laserstrahlen erläutert.
Zunächst wird der erste Gelb-Laser 3Ya der ersten Lichtquelle 3Y emittiert. Dadurch fällt der Laserstrahl LYa, der durch den Spiegel 25 abgelenkt ist, und von der optischen Achse um eine vorbestimmte Distanz in der Unterabtastrichtung getrennt ist, an einer vorbestimmten Position der Synchronisationserfassungseinheit 23 ein. Die Synchronisationserfassungseinheit 23 ist eine Erfassungseinheit mit einem eindimensionalen (1-Achsen-) Positionssensor, der eine Strahlposition in der Unterabtastrichtung erfassen kann. Dadurch kann das horizontale Synchronisationssignal des Laserstrahls LYa aus einem Neigungssignal eines Summensignals der Erfassungseinheit 23 erlangt werden, wenn der Laserstrahl LYa die Erfassungseinheit 23 erreicht. Die Position des Laserstrahls LYa in der z-Achsenrichtung kann sequentiell aus einem Differenzsignal der Erfassungseinheit 23 gemessen werden.
Danach wird die Emission des ersten Gelb-Lasers 3Ya unterbrochen und wird der zweite Gelb-Laser 3Yb emittiert. In diesem Fall kann die Position des Laserstrahls LYb in der z- Achsenrichtung aus dem Differenzsignal der Erfassungseinheit 23 gemessen werden. Das horizontale Synchronisationssignal des Laserstrahls LYb kann sequentiell aus einem Neigungssignal eines Summensignals der Erfassungseinheit 23 erlangt werden, wenn der Laserstrahl LYb von der Erfassungseinheit 23 abweicht.
In gleichartiger Weise können das horizontale Synchronisationssignal und die Positionsdaten der z-Richtung in Verbindung mit den Laserstrahlen LMa und LMb, LCa und LCb und LBa und LBb erlangt werden.
Dadurch wird der Zeitverlauf, wenn die erste bis vierte Lichtquelle 3 (Ya, Yb; Ma, Mb; Ca, Cb; Ba, Bb) emittieren, das heißt der Hauptabtastrichtungsschreibverlauf definiert. Um die Verschiebung des Strahlabstands in der Unterabtastrichtung zu korrigieren, wird der Strahlabstand zwischen zwei Laserstrahlen (LYa, LYb; LMa, LMb; LCa, LCb; LBa, LBb) zu dem Strahlabstandsänderungsmechanismus zurückgeführt.
Fig. 65 zeigt ein Übertragungstyp-FarbBildausbildungsgerät mit der optischen Belichtungseinheit des zweiten Ausführungsbeispiels. Es sind die gleichen Bezugszeichen wie für den Fall der Fig. 1 bis 64 der Struktur wie bereits im Zusammenhang mit den Fig. 1 bis 64 erläutert und der Struktur, die im wesentlichen identisch zu der Struktur der Fig. 1 bis 64 ist, hinzugefügt, wobei auf eine spezielle Erläuterung verzichtet wird.
Gemäß der Darstellung von Fig. 65 beinhaltet das erste Bildausbildungsgerät einen ersten bis vierten Bilderzeugungsabschnitt 50Y, 50M, 50C und 50B, die jeweils ein Bild einer jeden der hinsichtlich der Farbe unterteilten Komponenten, das heißt Y = Gelb, M = Magenta, C = Cyan und B = Schwarz ausbilden.
Die Bilderzeugungsabschnitte 50 (Y, M, C, B) sind in Serie in der Reichenfolge 50Y, 50M, 50C und 50B an dem unteren Abschnitt einer optischen Belichtungseinheit 151 (im weiteren in den Fig. 66 bis 71 zu beschreiben) angeordnet, so daß sie den Positionen entsprechen, an welchen die Laserstrahlen L (Y, M, C, B) entsprechend den jeweiligen Farbkomponenten durch die dritten Spiegel 37 (Y, M, C) und den ersten Spiegel 33B der optischen Belichtungseinheit 151 emittiert werden.
Fig. 66 zeigt die optische Belichtungseinheit, die in dem FarbBildausbildungsgerät von Fig. 65 verwendet wird.
Gemäß der Darstellung von Fig. 66 beinhaltet die optische Belichtungseinheit 151 lediglich einen Polygonspiegel 5, der als Ablenkeinrichtung zum Ablenken des von der Laservorrichtung emittierten Laserstrahls zu einer vorbestimmten Position der an einer vorbestimmten Position mit einer vorbestimmten linearen Geschwindigkeit vorgesehenen Bildfläche dient.
Das optische Nachablenksystem 21 ist zwischen dem Polygonspiegel 5 und der Bildfläche vorgesehen. Das optische Nachablenksystem 21 beinhaltet eine erste und eine zweite Bilderzeugungslinse 30a und 30b, die eine vorbestimmte optische Charakteristik dem zu einer vorbestimmten Richtung durch die Reflexionsfläche des Polygonspiegels 5 abgelenkten Laserstrahls verleihen.
Nachstehend wird das optische Nachablenksystem 21 erläutert, das zwischen dem Polygonspiegel 5 und der Laservorrichtung als Lichtquelle vorgesehen ist.
Die optische Belichtungseinheit 1 beinhaltet eine erste bis vierte Lichtquelle 3Y, 3M, 3C und 3B (M ist eine positive Ganzzahl, in diesem Fall gleich 4), die eine Laservorrichtung beinhaltet, die Ni genügt (wobei i einer positiven Ganzzahl entspricht und N4 = 2, N1 = N2 = N3 = 1 ist, und N4 = 2 zeigt, daß die Zahl der Schwarz-Strahlen zwei ist) und die die Laserstrahlen entsprechend den hinsichtlich der Farbe getrennten Komponenten erzeugt.
Die erste bis dritte Lichtquelle 3Y, 3M und 3C beinhaltet den Gelb-Laser 3Y zur Emission des Laserstrahls entsprechend dem Gelb-Bild, den Magenta-Laser 3M zur Emission des Laserstrahls entsprechend Magenta, den Cyan-Laser 3C zur Emission des Laserstrahls entsprechend dem Cya-Bild, sowie den ersten und den zweiten Schwarz- Laser 3Ba und 3Bb zur Emission jeweils des Laserstrahls entsprechend der Schwarz-Bild. Mit anderen Worten genügen die erste bis dritte Lichtquelle 3Y, 3M und 3C der Gleichung N1 = N2 = N3 = 1 und genügt die vierte Lichtquelle 3B der Gleichung N4 = 2. Daher wird ein Laserstrahl (LY, LM, LC) von einer jeden der dritten Lichtquelle 3Y, 3M und 3C emittiert und werden zwei Laserstrahlen LBa und LBb, welche paarweise ausgebildet sind und so positioniert sind, daß sie einen Strahlabstand mit einem vorbestimmten Wert aufweisen, von der vierten Lichtquelle 3B in der Unterabtastrichtung emittiert werden.
Nachfolgend wird das optische Vorablenksystem 7Y erläutert, für das der zu dem Polygonspiegel 5 von dem Gelb-Laser 3Y gerichtete Laserstrahl LY als typisch gezeigt wird.
Eine vorbestimmte Konvergenz ist für den divergenten von den Gelb-Laser 3Y emittierten Laserstrahl durch die Linse 9Y mit der begrenzten Fokussierung bereitgestellt. Danach wird der Querschnitt des Strahls durch eine Blende 10Y so ausgebildet, daß er einen vorbestimmten Verlauf aufweist. Eine vorbestimmte Konvergenz ist ferner für den durch die Blende 14Y gelaufenen Laserstrahl LY mittels der Hybridzylinderlinse 11Y lediglich in der Unterabtastrichtung vorgesehen und der Laserstrahl LY wird zu dem Polygonspiegel 5 emittiert.
In gleichartiger Weise läuft der von dem Magenta-Laser 3M emittierte Laserstrahl durch die Linse 9M mit begrenzter Fokussierung, eine Blende 10M und eine Hybridzylinderlinse 11M, um auf den Polygonspiegel 5 gerichtet zu werden. Darüber hinaus läuft der von dem Cyan-Laser 3C emittierte Laserstrahl durch die Linse 9C mit begrenzter Fokussierung, die Blende 10C und die Hybridzylinderlinse 11C, um auf den Polygonspiegel 5 gerichtet zu werden.
Im Gegensatz dazu wird hinsichtlich dem von dem ersten Schwarz-Laser 3Ba emittierten divergenten Laserstrahl eine vorbestimmte Konvergenz dem divergenten Laserstrahl durch die Linse 9Ba mit begrenzter Fokussierung zugeführt. Danach wird der Querschnitt des Strahls infolge einer Blende 10Ba so ausgebildet, daß er eine vorbestimmte Form aufweist. Eine vorbestimmte Konvergenz ist ferner für den durch die Blende 10Ba gelaufenen Laserstrahl LBa über die Hybridzylinderlinse 11B lediglich in der Unterabtastrichtung vorgesehen und der Laserstrahl LBa wird zu dem Polygonspiegel 5 geführt. Der Halbspiegel 12B ist zwischen die Linse 9Ba mit begrenzter Fokussierung und die Hybridzylinderlinse 1 iß mit einem vorbestimmten Winkel zu der zwischen der Linse 9Ba mit begrenzter Fokussierung und der Hybridzylinderlinse 11B vorgesehenen optischen Achse eingefügt. Bei dem Halbspiegel 12B fällt der Laserstrahl LBb auf die Fläche, an welcher der Laserstrahl LBa von dem ersten Schwarz-Laser 3Ba an der gegenüberliegenden Fläche mit einem vorbestimmten Winkel einfällt, um einen vorbestimmten Strahlabstand zwischen den Laserstrahlen LBa und LBb in der Unterabtastrichtung aufzuweisen. Die Linse 9Bb mit begrenzter Fokussierung und die Blende 10Bb sind zwischen dem zweiten Laser 3Bb und dem Halbspiegel 12B vorgesehen, um eine vorbestimmte Konvergenz für den von dem zweiten Laser 3Bb gesendeten Laserstrahl LBb zu liefern.
Der durch den Hybridzylinder 11Y gelaufene Laserstrahl LY, der durch den Hybridzylinder 11M gelaufene Laserstrahl LM, der durch den Hybridzylinder 11C gelaufene Laserstrahl LC und das durch den Hybridzylinder 11B gelaufene Paar der Laserstrahlen LBa und LBb werden im wesentlichen zusammengesetzt mit den weiteren Laserstrahlen als einem Fluß eines Lichtstrahls infolge der Lasersynthesespiegeleinheit 13, die im wesentlichen identisch zu der Lasersynthesespiegeleinheit 13 von Fig. 8 ist, wodurch die Strahlen zu dem Polygonspiegel 5 geleitet werden. Dabei wird angemerkt, daß die in einem jeden der optischen Vorablenksysteme 7 (Y, M, C, B) verwendeten optischen Elemente im wesentlichen identisch zu den optischen Elementen sind, die in dem ersten Ausführungsbeispiel der Fig. 1 bis 64 verwendet werden, so daß auf die bestimmte Erläuterung verzichtet wird.
Fig. 67 zeigt einen Querschnitt des zu der Bildfläche von dem Polygonspiegel 5 in der Unterabtastrichtung gerichteten Laserstrahls in einem Zustand, daß der Ablenkwinkel des Laserstrahls an den jeweiligen Reflexionsflächen des Polygonspiegels 5 0º beträgt.
Gemäß der Darstellung von Fig. 67 kreuzen der erste bis vierte Laserstrahl LY, LM, LC und der Laserstrahl LB, bei welchem zwei Laserstrahlen LBa und LBb zu einem Strahl zusammengefügt sind, die optische Achse des optischen Systems in der Unterabtastrichtung zwischen der ersten und der zweiten Bilderzeugungslinse 30a und 30b, so daß sie zu der Bildfläche (fotosensitive Trommel 58) geführt werden.
Wie bereits vorher im Stand der Technik erläutert, wird beim Vergleich der Frequenz für den Fall, daß das Farbbild ausgegeben wird, mit der Frequenz für den Fall, daß das Schwarz-Bild in dem FarbBildausbildungsgerät ausgegeben wird, eine Tendenz vorhanden sein, daß die Frequenz des Schwarz-Bildes höher als die des Farbbildes wird. Bei dem Schwarz-Bild ist die Bildschärfe stärker erforderlich als im Vergleich zu dem Farbbild. Jedoch ist die Auflösung bei dem optischen Gerät nicht derart erforderlich, welches für den Laserstrahl entsprechend dem Farbbild geeignet ist, falls es mit dem optischen Gerät verglichen wird, das für den Laserstrahl entsprechend dem Schwarz-Bild geeignet ist. Infolgedessen erhöht die Verwendung des optischen Geräts, das für den Laserstrahl entsprechend dem Schwarz-Bild geeignet ist, die Herstellkosten. Daher wird für N4 (= 2) ein von den weiteren Werten N1 = N2 = N3 = 1,600 dpi (Punkte je Inch bzw. 0,0254 m) unterschiedlicher Wert für Schwarz bereitgestellt. Für den Fall von Farbbildern wird 300 dpi für die jeweiligen Farben bereitgestellt. Darüber hinaus ist das Farberzeugungsgerät von Fig. 65 so ausgebildet, daß zwei Stufen der Auflösung, zumindest 600 dpi und 400 dpi, für das Schwarz-Bild bereitgestellt werden können. Dabei ist anzumerken, daß der feste Wert von 300 dpi für das Farbbild jeweils der ersten bis dritten Lichtquelle 3Y, 3M und 3C vorgesehen ist.
Nachfolgend wird der Auflösungsänderungsmodus für das Bildausbildungsgerät von Fig. 65 erläutert.
Allgemein ist ein wirksamer Leistungsdurchmesser des Laserstrahls mit 1/e² dargestellt. Dabei erfüllt der 1/e²-Durchmesser Do der Unterabtastrichtung die nachstehende Gleichung in Verbindung mit dem Strahlabstand (CIP), der auf der Grundlage der Auflösung des aufzuzeichnenden Bildes definiert ist:
AMP · GP = Do (1,2 ≤ AMP ≤ 1,6), wobei der geeignete Wert für AMP in Abhängigkeit von den Vorgängen differiert.
Mit anderen Worten ist der wirksame Energiedurchmesser Do geringfügig größer als der in Abhängigkeit von der Auflösung definierte Wert GP. Dadurch kann beispielsweise die bekannte Änderung der Dichte verringert werden, die durch Jitter verursacht wird, das durch die Ansteuerung der fotosensitiven Trommel erzeugt wird. Dabei wird der Zeilenabstand beim Schreiben des Bildes unter der Voraussetzung eines einzigen Strahls und einer erforderlichen Auflösung DPI auf LGP eingestellt.
Gemäß der Darstellung von Fig. 71 ist es zur Aufzeichnung des Bildes unter der Bedingung, daß die Auflösung 600 dpi bzw. 600 Punkte je 0,0254 m beträgt und Ni = zwei Laserstrahlen entspricht, nützlich, den wirksamen Energiedurchmesser Do eines jeden der Laserstrahlen auf etwa das 1,2- bis 1,6-fache der Größe von GP einzustellen. Um wirksam die Änderung der Dichte zu verringern, ist es ebenso nützlich, den Abstand zwischen den Laserstrahlen so zu ändern, daß die Größe AMP, die in Abhängigkeit der Auflösung festgelegt ist, etwa dem 1,2- bis 1,6-fachen entspricht und der Strahlabstand auf GP' eingestellt wird. Um daher beispielsweise dem Wert GP' bezüglich einer unterschiedlichen Auflösung zu erlangen, kann der Strahlabstand von zwei paarweisen Laserstrahlen in der Unterabtastrichtung durch einen Auflösungsänderungsmechanismus geändert werden (welcher im weiteren unter Bezugnahme auf die Fig. 68 zu beschreiben ist), um die nachstehende Gleichung (2) zu erfüllen:
GP' = (25,4 AMP/DPI - 25,4 AMP/DPIo)/(Pi - 1) = AMP · LGP · {1 - (DPI/DPIo)}/(Pi - 1),
wobei gilt:
DPIo = maximale Auflösung, bei welcher das Bildausbildungsgerät das Bild erzeugen kann, und
DPI = die zu ändernde erforderliche Auflösung.
Bei der optischen Belichtungseinheit 151 des Bildausbildungsgeräts von Fig. 65 ist festgelegt, daß die maximale Auflösung DPIo = 600 dpi (Punkte je 0,0265 m) ist und die änderbare Auflösung DPI ≥ 1/Pi · DPIo² ist.
Ist der erforderliche Wert DPI 400 dpi und ist der Wert AMP 1, 2, wird der Strahlabstand an der Bildoberfläche unter der Bedingung von Ni = 2 von 42,3 um auf 25,4 um verringert. Durch die Verwendung einer Vielzahl von Pi Strahlen (Pi entspricht einer Ganzzahl von 2 oder mehr und Pi = 2 für den vorliegenden Fall) kann ebenso ein Bild entsprechend einem Bildelement erzeugt werden.
Um in diesem Fall die Verarbeitungsgeschwindigkeit konstant zu halten, muß natürlich die Bildfrequenz auf einen Wert von DPI² · Pi/DPIo² = 0,8888 geändert werden.
Ebenso muß die Ablenkgeschwindigkeit der Ablenkeinheit auf einen Wert von DPI · Pi/DPIo = 1,3333 geändert werden.
Wird als weitere Bezugnahme beispielsweise der Wert DPI auf 300 dpi eingestellt, wird der Strahlabstand auf 50,8 um geändert, wird die Ablenkgeschwindigkeit der Ablenkeinheit auf den gleichen Wert wie für DPIo geändert (für den Fall, daß der erste und der zweite Laser gleichzeitig emittiert werden) und die Bildfrequenz auf ¹/&sub2; geändert wird.
Fig. 68 zeigt den Auflösungsänderungsmechanismus, das heißt einen Halteabschnitt zum Halten des zweiten Lasers 3Bb der vierten Lichtquelle 3B die für die optische Belichtungseinheit 151 von Fig. 65 verwendet wird.
Gemäß der Darstellung von Fig. 68 ist der zweite Schwarz-Laser 3Bb in einen Laserhalteabschnitt eingefügt, der an einer vorbestimmten Position des Laserhalteabschnitts 2Bb zum Halten des zweiten Schwarz-Lasers 3Bb ausgebildet ist, um hierzu mit einem (nicht dargestellten) Klebstoff befestigt zu sein. Ein Linsenhalteabschnitt 4Bb zum Halten der Linse 9Bb mit begrenzter Fokussierung ist in einer Richtung vorgesehen, in welcher der Laserstrahl LBb von dem zweiten Schwarz-Laser 3Bb emittiert wird, welcher durch den Laserhalteabschnitt gehalten wird. Die Linse 9Bb mit begrenzter Fokussierung beinhaltet an sich ein Linsengehäuse, wobei die äußere Form zylindrisch ist. Die Linse 9Bb mit begrenzter Fokussierung wird dadurch in einer vorbestimmten Richtung des Linsenhalteabschnitts 4Bb beispielsweise mittels einer Plattenfeder 6Bb gepreßt. Eine Blende 10Bb ist an einer Nut eingefügt, die an einer vorbestimmten Position des Linsenhalteabschnitts 4Bb vorab ausgebildet ist und an dem Linsenhalteabschnitt 4Bb mit einem (nicht dargestellten) Klebstoff befestigt. Die optische Achse wird hinsichtlich dem von der Laservorrichtung 3Bb emittierten Laserstrahl LBb durch einen (nicht dargestellten) Positionierungsvorsprung, eingestellt, welcher an dem Linsenhalteabschnitt 4Bb vorab ausgebildet ist. Danach wird die Linse 9Bb mit begrenzter Fokussierung an einem Linsenhalteabschnitt 4Bb mit Klebstoff befestigt.
Der Linsenhalteabschnitt 4Bb und der Laserhalteabschnitt 2Bb sind an einer vorbestimmten Position eines Gehäuses 151a der optischen Belichtungseinheit 151 in einem Zustand angeordnet, daß zwischen dem Gehäuse 151a und den Halteabschnitten ein Piezoaktuator 14Bb vorgesehen ist, dessen Dicke gemäß einer anzulegenden Spannung geändert wird.
Um den Strahlabstand hinsichtlich der Unterabtastrichtung zwischen dem von dem ersten Schwarz-Laser 3Ba emittierten Laserstrahl LBa und dem von dem zweiten Schwarz-Laser 3Bb emittierten Laserstrahl LBb gemäß der Änderung der vorstehend angeführten Auflösung zu ändern, kann die Dicke des elektromagnetischen Aktuators 14Bb festgelegt werden, welcher gemäß einer Auflösung von beispielsweise 600 dpi, 400 dpi und 300 dpi bzw. Punkten je 0,0254 m vorbestimmt wird. Die Dicke des Piezoaktuators 14Bb wird gemäß einer über einen Spannungszufuhrabschnitt (nicht dargestellt) zugeführten Auflösung geändert. Die Maße dieser Auflösung werden an einen (nicht dargestellten) Ansteuerabschnitt des Piezoaktuators 14Bb durch eine Differenz zwischen den Laserstrahlen LBa und LBb hinsichtlich der z-Richtung zurückgeführt, womit das Differenzsignal der Erfassungseinrichtung 23 erzeugt wird. Als Piezoaktuator 14Bb wird beispielsweise ein bekanntes Piezoelement verwendet.
In der optischen Belichtungseinheit 151 von Fig. 65 wird der zweite Schwarz-Laser 3Bb und die erste und die zweite Bilderzeugungslinse 30a und 30b an eine vorbestimmte Position der Bildfläche geführt. Beispielsweise wird der elektromagnetische Aktuator 14Bb so versetzt, daß die Verschiebung des an der Bildfläche ankommenden Laserstrahls -0,636·dx entspricht, falls der Abstand, um welchen der Linsenhalteabschnitt 4Bb und der Laserhalteabschnitt 2Bb bewegt werden, dx entspricht. Das zweite Ausführungsbeispiel der Fig. 65 bis 68 erläuterte lediglich den Umstand, daß der Strahlabstandseinstellmechanismus N4 - 1 = 2 - 1 = 1, und N1 - 1 = 0 (Y), N2 - 1 = 0 (M), N3 - 1 = 0 (C) und N4 - 1 = 1 (B) ist. Es kann jedoch der Strahlabstandseinstellmechanismus von Fig. 68 an der Einheit 3Ba vorgesehen sein. IN diesem Ausführungsbeispiel wurde darüber hinaus die Strahleinfallsposition eingestellt. Es kann ein weiterer Mechanismus verwendet werden. Um eine Neigung des Piezoelements zu erzeugen, ist das Piezoelement an einem Ende des Linsenhalteabschnitts 4Bb vorgesehen und ist eine Feder an dem weiteren Ende vorgesehen, wodurch der Strahleinfallswinkel und die Strahleinfallsposition eingestellt werden können.
Fig. 72 zeigt ein MonochromBildausbildungsgerät, bei welchem eine Zwei-Strahl- Belichtungseinheit des dritten Ausführungsbeispiels der Erfindung angewendet wird. Bezugszeichen 200 ist einer im wesentlichen gleichen Struktur wie für das erste Ausführungsbeispiel von Fig. 1 bis 64 sowie im wesentlichen der gleichen Struktur wie für das zweite Ausführungsbeispiel von Fig. 65 bis 68 hinzugefügt, weshalb auf eine spezielle Erläuterung verzichtet wird.
Gemäß der Darstellung von Fig. 72 beinhaltet ein Bildausbildungsgerät 200 einen Bilderzeugungsabschnitt 250 eines bekannten Laserstrahldruckersystems.
Der Bilderzeugungsabschnitt 250 ist an einer Position vorgesehen, an welcher die Laserstrahlen L1 und L2 über einen Spiegel 233 einer optischen Belichtungseinheit 201 emittiert werden (vgl. im weiteren beschriebene Fig. 73 bis 98).
Der Bilderzeugungsabschnitt 250 beinhaltet eine zylindrische Trommel und ist in einer vorbestimmten Richtung drehbar. Darüber hinaus beinhaltet der Bilderzeugungsabschnitt 250 eine fotosensitive Trommel 258, an welcher ein elektrostatisches Bild entsprechend einem Bild ausgebildet wird. Es sind ferner eine Ladeeinheit 260, eine Entwicklungseinheit 262, eine Übertragungseinheit 264, eine Reinigungseinheit 266 und eine Entladeeinheit 268 entlang der Drehrichtung der fotosensitiven Trommel 258 in dieser Reihenfolge angeordnet. Die Ladeeinheit 260 liefert eine vorbestimmte Spannung an der Oberfläche der fotosensitiven Trommel 258. Die Entwicklungseinheit 262 entwickelt das an der Oberfläche der fotosensitiven Trommel 258 ausgebildete elektrostatische latente Bild mit Toner. Die Übertragungseinheit 264 überträgt ein an dem fotosensitiven Element 258 ausgebildetes Tonerbild an ein Aufzeichnungsmittel, das heißt ein Aufzeichnungspapier P. Die Reinigungseinheit 266 entfernt den Resttoner, der an der fotosensitiven Trommel 258 verbleibt, nachdem ein jedes Tonerbild durch die Übertragungseinheit 264 übertragen ist. Die Entladeeinheit 268 entfernt die Restspannung, die an dem fotosensitiven Element 258 verbleibt, nachdem ein jedes Tonerbild durch die Übertragungseinheit 264 übertragen ist.
Eine Bestrahlung mit den Laserstrahlen L1 und L2, welche durch den Spiegel 233 der optischen Belichtungseinheit 201 geführt werden, ist zwischen den Ladeeinheiten 260 und der Entwicklungseinheit 262 vorgesehen.
Eine Papierkassette 270, die das Aufzeichnungsmittel (Papier P) zum Übertragen des durch die Bilderzeugungseinheit 250 ausgebildeten Bildes beinhaltet, ist an dem unteren Abschnitt der fotosensitiven Trommel 258 vorgesehen.
Eine Zufuhrwalze 272 mit einem halbkreisförmigen Querschnitt ist an einer Position vorgesehen, die einem Endabschnitt der Papierkassette 270 und einem Abschnitt nahe einer Zugwalze 254 entspricht, um in der Papierkassette 270 beinhaltetes Papier P einzeln von dem obersten Abschnitt aufzunehmen.
Eine Widerstandswalze 276 ist zwischen der Zufuhrwalze 272 und der fotosensitiven Trommel 258 vorgesehen. Die Widerstandswalze 276 wird verwendet, um das obere Ende eines Papiers P, das von der Kassette 270 aufgenommen wird, mit dem oberen Ende des an der fotosensitiven Trommel 258 ausgebildeten Tonerbildes in Übereinstimmung zu bringen.
Eine Fixiereinheit 284 ist in einer Richtung vorgesehen, in welcher Papier P durch die Übertragungseinheit 264 übertragen wird, zu welchem das an der fotosensitiven Trommel 258 ausgebildete Bild übertragen wird. Die Fixiereinheit 284 wird zur Fixierung des auf das Papier P übertragenen Tonerbilds auf das Papier P verwendet.
Fig. 73 zeigt die Zwei-Strahlen-Belichtungseinheit, die an dem Bildausbildungsgerät von Fig. 72 verwendet wird.
Gemäß der Darstellung von Fig. 73 beinhaltet die optische Belichtungseinheit 201 lediglich eine Ablenkeinheit 205, die als Ablenkeinrichtung zum Ablenken von (N1 = 2 (M = 0)) zwei von der ersten und der zweiten Laservorrichtung 203a und 203b emittierten Laserstrahlen zu einer vorbestimmten Position der Bildfläche dient, wobei sie an einer vorbestimmten Position vorgesehen ist und mit einer vorbestimmen linearen Geschwindigkeit arbeitet. Die Richtung, in der die Laserstrahlen durch die Ablenkeinheit 205 abgelenkt werden, wird nachfolgend als "Hauptabtastrichtung" bezeichnet.
Es ist lediglich eine Bilderzeugungslinse 230 zwischen der Ablenkeinheit 205 und der Bildoberfläche vorgesehen, um dem ersten und dem zweiten Laserstrahl eine vorbestimmte optische Charakteristik zu verleihen, welche durch die Reflexionsfläche der Ablenkeinheit 205 zu der vorbestimmten Richtung abgelenkt werden. Ein Staubabhalteglas 239 ist zwischen der Bilderzeugungslinse 230 und der Bildfläche vorgesehen.
Nachfolgend wird im einzelnen das optische Vorablenksystem zwischen dem als Lichtquelle dienenden Laserelement und der Ablenkeinheit 205 erläutert.
Die optische Belichtungseinheit 201 beinhaltet eine Gruppe von Lichtquellen 203 (M entspricht einer positiven Ganzzahl, im vorliegenden Fall 1), die zwei Laservorrichtungen beinhalten, welche der Gleichung N1 = 2 entsprechen. Als optisches Vorablenksystem sind eine Linse 209a mit begrenzter Fokussierung, eine Blende 210a, ein Halbspiegel 212 und eine Hybridzylinderlinse 211 zwischen einem ersten Laser 203a der Lichtquelle 203 und der Ablenkeinheit 205 angeordnet. Es ist ebenso ein zweiter Laser 203b, eine Linse 209b mit begrenzter Fokussierung und eine Blende 210b an einer Fläche vorgesehen, welche der Fläche gegenüberliegt, an welcher der Laserstrahl L1 von dem ersten Laser 203a an dem Halbspiegel 212 einfällt. Die optische Charakteristik, die Gestalt und die Materialien der in dem optischen Vorablenksystem verwendeten jeweiligen optischen Elemente sind im wesentlichen identisch zu denen des ersten und zweiten Ausführungsbeispiels. Infolgedessen wird auf eine spezielle Erläuterung verzichtet.
Nachfolgend wird das optische Nachablenksystem einer zwischen der Ablenkeinheit 205 und der Bildfläche vorgesehenen Linse erläutert.
Fig. 73 bis 98 und Tabellen 7 und 8 zeigen verschiedene optische Charakteristiken und Linsendaten der ersten Fläche (Lichteinfallsfläche) und der zweiten Fläche (Lichtemissionsfläche) lediglich einer Bilderzeugungslinse 230.

Tabelle 7

Reflexionswinkel 0,508900241321739 (rad)
Trennwinkel 0,698131700000000 (rad)
Innenradius der Reflexionsfläche der optischen Ablenkeinheit 33,4
Koordinaten der Drehmitte der Reflexionsfläche der optischen Ablenkeinheit von der Reflexionsfläche bei einer Ablenkung in der optischen Achse 26,468884942958 20,44 Tabelle 7

Tabelle 8

Koeffizient Amn des Polynoms der ersten Fläche

AY = 1 AZ = 1
CUY = -1,122E-2 CUZ = 1,813E-2
(fortlaufend)

Tabelle 8

Koeffizient Amn des Polynoms der ersten Fläche

AY = 1 AZ = 1
CUY = 9,161E-3 CUZ = 4,241E-2
Fig. 74 zeigt die Form der ersten Oberfläche der Bilderzeugungslinse 230, das heißt, eine Lichteinfallsfläche. Gemäß Fig. 74 ist die erste Oberfläche der Bilderzeugungslinse 230 so ausgebildet, daß sie asymmetrisch hinsichtlich der optischen Achse (y = 0, z = 0) ist.
Fig. 75 zeigt die Krümmung der ersten Oberfläche der Linse 230 hinsichtlich der Unterabtastrichtung an einem Kreuzungspunkt zwischen einer Lichtabtastfläche und einer Linsenfläche (das heißt, eine Ebene, die eine optische Achse des optischen Systems beinhaltet und sich zu der Hauptabtastrichtung hin erstreckt). Mit anderen Worten zeigt Fig. 75 die Charakteristik der Form der ersten Oberfläche der Bilderzeugungslinse 230 hinsichtlich der Unterabtastrichtung gemäß der Darstellung von Fig. 74, das heißt, die erste Oberfläche der Bilderzeugungslinse 230 ist so ausgebildet, daß sie hinsichtlich der optischen Achse (y = 0, z = 0) asymmetrisch ist. Darüber hinaus zeigt Fig. 75, daß die Krümmung der Linsenoberfläche hinsichtlich der Unterabtastrichtung ihr Vorzeichen in einem mittleren Verlauf der Hauptabtastrichtung ändert. Dadurch können verschiedene Charakteristiken der Linsenfläche hinsichtlich der Unterabtastrichtung über den weiten Ablenkwinkel ohne einem Anstieg eines Absolutwerts der Leistung der Linsenfläche in der Unterabtastrichtung erhöht werden. Es ist bekamt, daß leicht eine Abweichung erzeugt wird, sowie der Absolutwert der Leistung der Linsenfläche groß wird. Um einen derartigen Nachteil zu verhindern, kann der vorstehend angeführte Punkt die Leistungsfähigkeit der Linse verbessern.
Fig. 76 zeigt einen Wert der zweiten Ablenkung zwischen der Krümmung hinsichtlich der Unterabtastrichtung und den Koordinaten hinsichtlich der Hauptabtastrichtung an dem Kreuzungspunkt zwischen der Lichtabtastfläche und der Linsenfläche.
Fig. 77 zeigt einen Differentialwert zwischen den Koordinaten hinsichtlich der Hauptabtastrichtung und den Koordinaten der Richtung der optischen Achse an dem Kreuzungspunkt zwischen der Lichtabtastfläche und der ersten Linsenfläche der Linse 230.
Mit arideren Worten ist es verständlich, daß ein Wert der ersten Ableitung zwischen der Hauptabtastrichtung und den Koordinaten der optischen Achse an dem Kreuzungspunkt zwischen der Lichtabtastfläche und der Linsenfläche zwei Extremwerte aufweist. Daher kann in einem Zustand, daß die Charakteristik hinsichtlich der Hauptabtastrichtung (Fig. 75) beibehalten wird, die fθ-Charakteristik hinsichtlich der Hauptabtastrichtung ohne einem Anstieg der Dicke der Linse über den weiten Ablenkwinkel korrigiert werden.
Insbesondere für den Fall der aus Kunststoff hergestellten Linse ist eine lange Zeit erforderlich, um die Linse zu formen, und werden die Herstellungskosten erhöht, falls die Dicke der Linse groß wird.
Fig. 78 zeigt eine Krümmung der ersten Fläche der Linse 230 hinsichtlich der Hauptabtastrichtung an dem Kreuzungspunkt zwischen der Lichtabtastfläche und der Linsenfläche (das heißt, die Ebene, die die optische Achse des optischen Systems beinhaltet und sich zu der Hauptabtastrichtung hin erstreckt). Mit anderen Worten zeigt Fig. 78 die Charakteristik der Form der ersten Fläche der Linse 230 hinsichtlich der Hauptabtastrichtung gemäß der Darstellung von Fig. 74, das heißt, die erste Fläche der ersten Bilderzeugungslinse 230 ist so ausgebildet, daß sie hinsichtlich der optischen Achse (y = 0, z = 0) asymmetrisch ist. Darüber hinaus ändert die Krümmung der Linsenfläche hinsichtlich der Hauptabtastrichtung ihr Vorzeichen in einem mittleren Verlauf der Hauptabtastrichtung. Somit können verschiedene Charakteristiken der Linsenfläche der Hauptabtastrichtung über den weiten Ablenkwinkel optimiert werden, ohne einen Absolutwert der Leistung der Linsenfläche in der Hauptabtastrichtung zu erhöhen. Es ist bekannt, daß eine Abweichung leicht erzeugt wird, sowie der Absolutwert der Leistung der Linsenfläche groß wird. Um einen derartigen Nachteil zu verhindern, kann der vorstehend angeführte Punkt die Leistungsfähigkeit der Linse verbessern.
Fig. 79 zeigt die Form der ersten Fläche der Linse 230 der Hauptabtastrichtung an einem jeden Punkt der Hauptabtastrichtung der Linsenfläche auf der Grundlage des Kreuzungspunktes zwischen der Linsenabtastfläche und der Linsenfläche (das heißt, die Ebene, die die optische Achse des optischen Systems beinhaltet und sich zu der Hauptabtastrichtung hin erstreckt). Mit anderen Worten zeigt Fig. 79, daß der Verlauf der ersten Fläche (Fig. 74) in der Unterabtastrichtung asymmetrisch hinsichtlich der Hauptabtastrichtung ausgebildet ist.
Fig. 80 zeigt den. Versatz des Verlaufs der ersten Oberfläche der Linse 230 der Unterabtastrichtung auf der Grundlage eines Bogens mit einer Krümmung unter einer Bedingung, daß die Unterabtastrichtung z = 0 ist. Mit anderen Worten zeigt Fig. 80, daß die erste Oberfläche der Linse 30a so geformt ist, daß darin zumindest der Ausdruck n gleich 2 oder mehr in Gleichung (1), das heißt für AmnYm·Z2n, für die Unterabtastrichtung gilt.
Fig. 81 zeigt eine asymmetrische Komponente der Fläche, die sich zu der Unterabtastrichtung hin erstreckt und die optische Achse beinhaltet, bezüglich der Form der ersten Oberfläche der Linse 230.
Mit anderen Worten zeigen Fig. 80 und 81 die erste Oberfläche der Linse 230, die keine rotationssymmetrische Fläche in der Hauptabtastrichtung und der Unterabtastrichtung beinhaltet. Gemäß der Darstellung von Fig. 80 entspricht zumindest der Ausdruck n einem Wert von 2 oder mehr in der Gleichung (1) und wird die Unterabtastrichtung unabhängig von dem Verlauf der Linie, wo die die optische Achse beinhaltende und sich zu der Hauptabtastrichtung erstreckende Lichtabtastfläche und die Linsenfläche einander kreuzen, und der Krümmung der Unterabtastrichtung gesteuert. Dadurch können verschiedene Abweichungscharakteristiken hinsichtlich der Hauptabtastrichtung und der Unterabtastrichtung zufriedenstellend eingestellt werden.
Fig. 82 zeigt den Verlauf der zweiten Oberfläche (Lichtemissionsfläche) der Bilderzeugungslinse 230. Gemäß der Darstellung in Fig. 82 ist die zweite Oberfläche der Bilderzeugungslinse 230 so ausgebildet, daß sie hinsichtlich der optischen Achse (y, z) = (0, 0) asymmetrisch ist.
Fig. 83 zeigt eine Krümmung der zweiten Oberfläche der Linse 230 der Unterabtastrichtung an einem Kreuzungspunkt zwischen einer Lichtabtastfläche und einer Linsenfläche (das heißt eine Ebene, die eine optische Achse des optischen Systems beinhaltet und sich hinsichtlich der Hauptabtastrichtung erstreckt).
Fig. 84 zeigt einen Wert der zweiten Ableitung zwischen der Krümmung der Unterabtastrichtung und den Koordinaten der Hauptabtastrichtung an dem Kreuzungspunkt zwischen der Lichtabtastfläche und der Linsenfläche.
Fig. 85 zeigt einen Differentialwert zwischen den Koordinaten der Hauptabtastrichtung und den Koordinaten der Richtung der optischen Achse an dem Kreuzungspunkt zwischen der Lichtabtastfläche und der zweiten Linsenfläche der Linse 230.
Fig. 86 zeigt eine Krümmung der zweiten Oberfläche der Linse 230 der Hauptabtastrichtung an dem Kreuzungspunkt zwischen der Lichtabtastfläche und der Linsenfläche (das heißt, die Ebene, die die optische Achse des optischen Systems beinhaltet und sich zu der Hauptabtastrichtung hin erstreckt).
Fig. 87 zeigt die Form der zweiten Oberfläche der Bilderzeugungslinse 230 der Unterabtastrichtung an einem jeden Punkt der Hauptabtastrichtung der Linsenoberfläche auf der Grundlage des Kreuzungspunktes zwischen der Lichtabtastfläche und der Linsenfläche (das heißt, die Ebene, die die optische Achse des optischen Systems beinhaltet und, sich zu der Hauptabtastrichtung hin erstreckt).
Fig. 88 zeigt den Versatz der Form der zweiten Oberfläche der Linse 230 der Unterabtastrichtung auf der Grundlage eines Bogens mit einer Krümmung für einen Zustand, daß für die Unterabtastrichtung gilt: z = 0.
Fig. 89 zeigt eine asymmetrische Komponente hinsichtlich der Fläche, die sich zu der Unterabtastrichtung hin erstreckt und die optische Achse beinhaltet, bezüglich der Form der zweiten Oberfläche der Linse 230.
Gemäß den Fig. 83 bis 89 ist gleichartig zu der ersten Oberfläche der Bilderzeugungslinse 230 die zweite Oberfläche so ausgebildet, daß sie hinsichtlich der optischen Achse (y = 0, z = 0) asymmetrisch in der Hauptabtastrichtung und der Unterabtastrichtung ausgebildet ist. Die Neigung der Krümmung hinsichtlich der Unterabtastrichtung wird symmetrisch bezüglich dem Kreuzungspunkt mit der optischen Achse der Hauptabtastrichtung geändert, und es ist keine rotationssymmetrische Fläche hinsichtlich der Hauptabtastrichtung und der Unterabtastrichtung beinhaltet.
Wie bereits bezüglich der Darstellung von Fig. 23 erläutert, weist die Lichtemissionsfläche der Linse 30a keine rotationssymmetrische Oberfläche auf. Daher sind verschiedene Charakteristiken der Linsenfläche hinsichtlich der Hauptabtastrichtung und der Unterabtastrichtung über den weiten Ablenkwinkel vorhanden.
Darüber hinaus zeigt Fig. 24, daß die Krümmung der Linsenfläche der Unterabtastrichtung ihr Vorzeichen in einem mittleren Verlauf der Hauptabtastrichtung ändert. Daher können verschiedene Charakteristiken der Linsenoberfläche hinsichtlich der Unterabtastrichtung über den weiten Ablenkwinkel ohne eine Anstieg des Absolutwerts der Leistung der Linsenfläche in der Unterabtastrichtung geändert werden. Es ist bekannt, daß eine Abweichung leicht erzeugt wird, sowie der Absolutwert der Leistung der Linsenoberfläche groß wird. Um einen derartigen Nachteil zu verhindern, kann der vorstehend angeführte Punkt die Leistungsfähigkeit der Linse verbessern.
Fig. 26 zeigt den Wert der ersten Ableitung zwischen der Hauptabtastrichtung und den Koordinaten der optischen Achse an dem Kreuzungspunkt zwischen der Lichtabtastfläche, wobei die Linsenfläche zwei Extremwerte aufweist. Somit kann die fθ-Charakteristik hinsichtlich der Hauptabtastrichtung ohne einem Anstieg der Dicke der Linse gegenüber dem weiten Ablenkwinkel korrigiert werden. Insbesondere für den Fall der aus Kunststoff hergestellten Linse ist eine große Zeitdauer zur Formung der Linse erforderlich und steigen die Herstellungskosten an, falls die Dicke der Linse groß wird.
Ebenso zeigt Fig. 27, daß die Krümmung der Linsenfläche hinsichtlich der Hauptabtastrichtung ihr Vorzeichen in einem mittleren Bereich der Hauptabtastrichtung ändert. Daher können verschiedene Charakteristiken der Linsenfläche der Hauptabtastrichtung über den weiten Ablenkwinkel ohne einem Anstieg eines Absolutwerts der Leistung der Linsenfläche in der Hauptabtastrichtung optimiert werden. Es ist bekannt, daß eine Abweichung leicht erzeugt wird, sowie der Absolutwert der Leistung der Linsenfläche groß wird. Um einen derartigen Nachteil zu verhindern, kann der vorstehend angeführte Punkt die Leistungsfähigkeit der Linse verbessern.
Darüber hinaus zeigt Fig. 28 den Verlauf der Linsenoberfläche der Unterabtastrichtung, wenn die Koordinaten des Kreuzungspunktes auf 0 gesetzt sind. Darüber hinaus wird die relative Beziehung zwischen dem Randabschnitt der Unterabtastrichtung und dem optischen Abschnitt der Unterabtastrichtung in einem mittleren Verlauf der Hauptabtastrichtung umgekehrt. Dieser Punkt ist sehr hilfreich zur Verbesserung verschiedener Charakteristiken hinsichtlich der Unterabtastrichtung über den großen Bereich der Unterabtastrichtung.
Darüber hinaus zeigt Fig. 29 die Verschiebung des Verlaufs der zweiten Oberfläche der Linse 30a der Unterabtastrichtung auf der Grundlage eines Bogens mit einer Krümmung in einer Bedingung, daß die Unterabtastrichtung z = 0 ist. Mit anderen Worten zeigt Fig. 29, daß die zweite Oberfläche der Linse 30a so geformt ist, daß darin zumindest der Ausdruck n gleich 2 oder größer in der Gleichung (1), das heißt für AmnYm·Z2n, in der Unterabtastrichtung ist. Somit kann die zweite Oberfläche der Linse 30a so geformt werden, daß die relative Beziehung zwischen dem Randabschnitt hinsichtlich der Unterabtastrichtung und dem optischen Abschnitt hinsichtlich der Unterabtastrichtung in einem mittleren Verlauf der Hauptabtastrichtung umgekehrt wird.
Aus der vorstehenden Erläuterung ist es verständlich, daß die beiden Oberflächen der Linse 30a keine Rotationsachse aufweisen, und daß der Wert der ersten Ableitung zwischen der Hauptabtastrichtung und den Koordinaten der optischen Achse an dem Kreuzungspunkt zwischen der Lichtabtastfläche und der Linsenfläche zwei Extremwerte aufweist.
Im Gegensatz dazu zeigt Fig. 86, daß die Krümmung der Linsenoberfläche der Hauptabtastrichtung ihr Vorzeichen in einem mittleren Bereich der Hauptabtastrichtung ändert. Dadurch können verschiedene Charakteristiken der Linsenfläche der Hauptabtastrichtung über den weiten Ablenkwinkel ohne einem Anstieg des Absolutwerts der Leistung der Linsenoberfläche in der Hauptabtastrichtung geändert werden. Es ist bekannt, daß eine Abweichung leicht erzeugt wird, sowie der Absolutwert der Leistung der Linsenfläche groß wird. Um einen derartigen Nachteil zu verhindern, kann der vorstehend angeführte Punkt die Leistungsfähigkeit der Linse verbessern.
Fig. 87 zeigt den Verlauf der Linsenoberfläche der Unterabtastrichtung, wenn die Koordinaten des Kreuzungspunktes auf 0 gesetzt sind. Darüber hinaus wird die relative Beziehung zwischen dem Randabschnitt der Unterabtastrichtung und dem optischen Abschnitt der Unterabtastrichtung in einem mittleren Verlauf der Hauptabtastrichtung umgekehrt. Dieses Merkmal ist sehr hilfreich zur Verbesserung der verschiedenen Charakteristiken hinsichtlich der Unterabtastrichtung über den weiten Bereich der Unterabtastrichtung.
Fig. 88 zeigt den Versatz des Verlaufs der zweiten Oberfläche der Linse 230 der Unterabtastrichtung auf der Grundlage eines Bogens mit einer Krümmung in einer Bedingung, daß für die Unterabtastrichtung gilt: z = 0. Mit anderen Worten zeigt Fig. 88, daß die zweite Oberfläche der Linse 230 so geformt ist, daß darin zumindest der Ausdruck n gleich 2 oder größer in der Gleichung (1), das heißt für AmnYm·Z2n für die Unterabtastrichtung gilt. Dadurch kann die zweite Oberfläche der Linse 230 so ausgebildet werden, daß die relative Beziehung zwischen dem Randabschnitt der Unterabtastrichtung und dem optischen Abschnitt der Unterabtastrichtung in einem mittleren Verlauf der Hauptabtastrichtung umgekehrt wird.
Aus der vorstehenden Erläuterung ist verständlich, daß die beiden Oberflächen der Linse 230 keine Drehsachse aufweisen, und daß der Wert der ersten Ableitung zwischen der Hauptabtastrichtung und den Koordinaten der optischen Achse an dem Kreuzungspunkt zwischen der Lichtabtastfläche und der Linsenfläche zwei Extremwerte aufweist.
Fig. 90 zeigt eine Leistungsverteilung, die in der Unterabtastrichtung kontinuierlich ist, in einem Zustand, daß die Bilderzeugungslinse 230 als dünne Linse betrachtet wird. Die Verteilung kann durch das nachstehende Verfahren erlangt werden.
Im einzelnen wird in Fig. 90 die Krümmung der Bilderzeugungslinse 230 der Unterabtastrichtung entsprechend der Position der Hauptabtastrichtung der Lichteinfallsfläche der Linse 230 von der Krümmung der Bilderzeugungslinse 230 der Unterabtastrichtung entsprechend der Position der Hauptabtastrichtung der Lichtemissionsfläche der Linse 230 abgezogen. Der resultierende Wert wird mit einem Wert multipliziert, der durch Abziehen des Werts 1 (Brechungsindex von Luft) von einem Brechungsindex n von PMMA erlangt wird, was als Material für die Linse 230 dient, wodurch die vorstehende Verteilung der Leistung erlangt wird.
Fig. 91 zeigt die Verteilung der Leistung, die kontinuierlich in der Hauptabtastrichtung ist, für einen Zustand, daß die Bilderzeugungslinse 230 als dünne Linse betrachtet wird. Die Verteilung kann durch das nachstehende Verfahren erlangt werden.
Im einzelnen wird in Fig. 91 die Krümmung der Linse 230 der Hauptabtastrichtung entsprechend der Position der Hauptabtastrichtung der Lichteinfallsfläche der Linse 230 von der Krümmung der Linse 230 der Hauptabtastrichtung entsprechend der Position der Hauptabtastrichtung der Lichtemissionsfläche der Linse 230 subtrahiert. Der resultierende Wert wird mit einem Wert multipliziert, der durch Abziehen des Wertes 1 (Brechungsindex von Luft) von einem Brechungsindex n von PMMA erlangt wird, was als Material für die Linse 230 dient, wodurch die vorstehende Verteilung der Leistung erlangt werden kann.
Fig. 92 zeigt die relative Position des Paars zweier Laserstrahlen L1 und L2 in der Unterabtastrichtung, welche jeweils von dem ersten und dem zweiten Laser 203a und 203b emittiert werden. Gemäß der Darstellung von Fig. 92 sind die Charakteristiken der Linse so festgelegt, daß das Paar aus zwei Laserstrahlen, das heißt N1 = 2 Laserstrahlen, die optische Achse des optischen Systems zwischen der ersten Oberfläche der Linse 230 (Lichteinfallsfläche) und der Bildfläche kreuzen. Daher kann der Strahlraum zwischen N1 = 2 Laserstrahlen unabhängig von einer Änderung der Temperatur und Luftfeuchtigkeit konstant gehalten werden.
Die Fig. 93 bis 98 erläutern im einzelnen die durch die Bilderzeugungslinse 230 gelieferten verschiedenen Charakteristiken für einen Zustand, daß die Bildoberflächenstrahlposition der Hauptabtastrichtung einer horizontalen Achse entspricht.
Fig. 93 zeigt die Änderung des Laserstrahls in der Richtung der Hauptabtastrichtung, das heißt ein Defokussierungsmaß des Laserstrahls jeweils in der Hauptabtastrichtung und der Unterabtastrichtung an der Bildfläche in einem Zustand, daß der Brechungsindex geändert wird. In diesem Zustand entsprechen die hinzugefügten Zahlen 1, 2 und 3 jeweils den Bedingungen eines Brechungsindexes n = 1,4855, n = = 1,4821 und n = 1,4889. Gemäß der Darstellung von Fig. 93 wird das Defokussierungsmaß des Laserstrahls so gesteuert, daß es maximal einen Bereich von ±1,1 mm hat.
Fig. 94 zeigt den Wert der Verschiebung (Änderung des Abstands) zwischen den Laserstrahlen in der Unterabtastrichtung an der Bildoberfläche für einen Zustand, daß der Brechungsindex geändert wird. In diesem Fall entsprechen die hinzugefügten Zahlen 1, 2 und 3 jeweils den Bedingungen für einen Brechungsindex n = 1,4855, n = 1,4821 und n = 1,4889. Gemäß der Darstellung von Fig. 94 wird der Wert der Änderung des Strahlabstands so gesteuert, daß er in dem Bereich von ±0,0009 mm als seinem Maximalwert liegt.
Fig. 95 zeigt das Änderungsverhältnis eines inversen Werts eines Konvergenzwinkels, das heißt, das Änderungsverhältnis eines jeden Laserstrahldurchmessers in der Hauptabtastrichtung und der Unterabtastrichtung an der Bildfläche. In diesem Fall gilt YANG: Hauptabtastrichtung, ZYAG: Unterabtastrichtung. Gemäß der Darstellung von Fig. 95 wird das Änderungsverhältnis des Strahldurchmessers so gesteuert, daß es etwa 8% an seinem Spitze-Spitze-Wert beträgt.
Fig. 96 zeigt das Änderungsverhältnis der fθ-Charakteristik eines jeden Laserstrahls in der Hauptabtastrichtung an der Bildfläche. Gemäß der Darstellung von Fig. 96 wird die fθ- Charakteristik so gesteuert, daß sie in dem Bereich von etwa 0,3% unabhängig von der Art der Laserstrahlen liegt.
Fig. 97 zeigt die Änderung der Strahlposition der Unterabtastrichtung an der Bildfläche für einen Zustand, daß die Neigungen der Ablenkfläche des Polygonspiegels in einer Minute beinhaltet sind. Gemäß der Darstellung von Fig. 97 wird die Änderung der Strahlposition so gesteuert, daß sie 0,001 mm als ihren Maximalwert hat. Für den Fall, daß keine Notwendigkeit zur Korrektur des Positionsfehlers einer jeden der Neigungen der Ablenkflächen des Polygonspiegels 5 über den weiten Ablenkwinkel besteht, beträgt die Änderung der Strahlposition 0,186 und entspricht das Korrekturverhältnis des Positionsfehlers der Neigung 1/186 des optischen Systems mit der Linse 230.
Fig. 98 zeigt das Änderungsverhältnis des Durchlaßvermögens eines jeden Laserstrahls über die Bildflächenstrahlposition in der Hauptabtastrichtung an der Bildfläche. Gemäß der Darstellung von Fig. 98 wird das Änderungsverhältnis des Durchlaßvermögens so gesteuert, daß es in dem Bereich von etwa 4% unabhängig von der Art der Laserstrahlen liegt.
Wie vorstehend erläutert, werden entsprechend der vorstehend angeführten optischen Belichtungseinheit die Verläufe bzw. die Formen der ersten Oberfläche (Lichteinfallsfläche) und der zweiten Oberfläche (Lichtemissionsfläche) der Bilderzeugungslinse an der Position sowohl der Hauptabtastrichtung als auch der Unterabtastrichtung optimiert. Somit kann die Abweichungscharakteristik wie etwa die sphärische Abweichung an der Bildoberfläche, die Kommaabweichung, die Bildflächenkrümmung oder der Multiplikationsfehler lediglich durch zwei Bilderzeugungslinsen so gesteuert werden, daß sie in einem vorbestimmten Bereich liegen. Mit andere Worten sind die sich zu der Hauptabtastrichtung erstreckende Abtastfläche und die Form der die Linsenoberfläche kreuzenden Linie so ausgebildet, daß sie asymmetrisch zu der durch die Linsenoberfläche verlaufenden optischen Achse sind. Somit kann verhindert werden, daß die Bilderzeugungsfläche der Hauptabtastrichtung stark von der Bildfläche abweicht. Darüber hinaus kann verhindert werden, daß die fθ-Charakteristik in einem Zustand verschoben wird, daß die optische Achse der Hauptabtastrichtung sandwichartig dazwischen eingefügt ist. Darüber hinaus kann bei dem Laserstrahl, der stark von der optischen Achse verschoben ist, das Maß an Streuung des Laserstrahls und Phantomlaserstrahlen in der Hauptabtastrichtung und der Unterabtastrichtung verringert werden. Ferner kann das Änderungsmaß der Intensitätsverteilung des durch jede Position der Hauptabtastrichtung verlaufenden Strahls so gesteuert werden, daß es geringer als ein vorbestimmter Bereich ist. Daher kann der Einfluß der Änderung des Brechungsindexes infolge Temperatur- und Luftfeuchtigkeit und der Einfluß der Änderung der Formen der Linse verringert werden, welche Einfluß auf den Ni-Laserstrahlabstand ausüben. In gleichartiger Weise kann der gleiche Effekt auf die Gruppe M der Laserstrahlen angewendet werden. Darüber hinaus kann der Einfluß der Änderung der Temperatur und Luftfeuchtigkeit auf die Strahlenmittenposition (beam waist position) an der Position nahe der Bildfläche gesteuert werden. Infolgedessen kann die Änderung des Strahldurchmessers verringert werden. Ferner kann das einfallende Licht an die Ablenkeinrichtung von einer zu der vorderen Seite unterschiedlichen Richtung eingegeben werden. Infolgedessen können verschiedene Charakteristiken der Hauptabtastrichtung verbessert werden, welche durch Asymmetrie des Drehspiegels der Ablenkeinrichtung verursacht werden. Der Ablenkwinkel oder die Abtastbreite kann ebenso verbessert werden. Da ferner das Korrekturverhältnis des Positionsfehlers der Neigung erhöht wird, kann der Strahlabstand hinsichtlich der Unterabtastrichtung ausgeglichen werden. Darüber hinaus ist die zweite Oberfläche der Linse 230 so geformt, daß darin zumindest der Ausdruck n gleich 2 oder größer für die Gleichung (1), das heißt AmnYm·Z2n, in der Unterabtastrichtung ist. Dadurch kann die sphärische Abweichung hinsichtlich der Bildfläche und die Kommaabweichung verbessert werden. Darüber hinaus kann die Änderung der Strahlposition der Unterabtastrichtung verringert werden.
Darüber hinaus kann der Zeitverlauf des Bildschreibvorgangs der jeweiligen Strahlen miteinander in Übereinstimmung gebracht werden. Darüber hinaus kann verhindert werden, daß die Reproduzierbarkeit bzw. Wiederholbarkeit der zeitlichen Steuerung durch den Temperaturanstieg geändert wird. Ferner können die Positionen der Ni- Strahlen korrekt erfaßt werden, selbst wenn das Gehäuse deformiert ist.
Ferner kann zumindest die erste Auflösung oder die zweite Auflösung, welche geringer als die erste Auflösung ist, gemäß dem Signal des Auflösungseinstellmittels ausgewählt werden. Für den Fall, daß die zweite Auflösung ausgewählt ist, kann der Ni- Strahlabstand an der Bildoberfläche durch die nachstehende Gleichung ausgedrückt werden:
GP' = AMP · LGP · {1 - (DPI/DPIo)}/(Pi - 1),
wobei DPIo = maximale Auflösung, mit der das Bildlausbildungsgerät ein Bild erzeugen kann, und
Pi = Anzahl von zumindest zwei oder mehr Strahlen.
Dadurch kann ein geeignetes Latentbild entsprechend einem Pixel ausgebildet werden, selbst wenn die Auflösung geändert wird.
Darüber hinaus kann verhindert werden, daß der Kurvenverlauf der Hauptabtastzeile oder die fθCharakteristik ungleichmäßig werden. Darüber hinaus können verschiedene Nachteile eliminiert werden, wonach die zu emittierenden überlappten Farben nicht identisch zu der vorbestimmten Farbe sind, die Dichte der gleichen Farbe geändert wird oder der Umriß des Bildes der überlappten Farben verschoben wird.
Darüber hinaus kann hinsichtlich des Zwischenfarbtons oder des Farbbilds die Farbdichte gesteuert werden. Darüber hinaus können verschiedene Nachteile eliminiert werden, wonach die Linienbreite geändert wird, die zu emittierenden überlappten Farben nicht identisch zu der vorbestimmten Farbe sind, oder der Umriß des Bildes der überlappten Farben verschoben wird. Ferner kann der erste Laserstrahl entsprechend der schwarzen Farbe und der zweite Laserstrahl entsprechend dem Farbbild an der Bildfläche auf der Grundlage einer Auflösung bereitgestellt werden, welche für einen jeden dieser Laserstrahlen erforderlich ist.
Darüber hinaus kann die Zahl der Bilderzeugungslinsen um eins verringert werden, indem alle die vorstehenden Parameter unter der Bedingung erfüllt werden, daß die Gruppe M auf 1 eingestellt ist.

Claims

1. Optische Belichtungseinheit mit

M Lichtquellen (3Y, 3C, 3M, 3Ba und 3Bb) (M = 1, 2, 3, ...) zum jeweiligen Emittieren von Lichtstrahlen,

einem ersten Linsenmittel (9Y, 9C, 9M, 9Ba und 9Bb) zum Wandeln eines jeden der jeweils von den Lichtquellen emittierten Lichtstrahlen entweder in einen konvergierenden Lichtstrahl oder in einen parallelen Lichtstrahl, wobei die erste Linse M finite Linsen oder Kollimationslinsen beinhaltet,

einem zweiten Linsenmittel (11Y, 11C, 11M und 11B) zum Liefern einer Linsenwirkung in einer Unterabtastrichtung (V, z) zum Konvergieren der durch das erste Linsenmittel gewandelten Lichtstrahlen lediglich in der Unterabtastrichtung,

einem Ablenkmittel (5) mit einer Reflexionsoberfläche, die drehbar um eine sich parallel zu der Unterabtastrichtung (V, z) erstreckende Rotationsachse ausgebildet ist, zum Ablenken eines jeden der durch das zweite Linsenmittel konvergierten Lichtstrahlen in einer Hauptabtastrichtung (H, y) senkrecht zu der Unterabtastrichtung, und

einem Bildausbildungsmittel (21) mit einem Linsenmittel mit mindestens einer Linse (30a, 30b) zum Einwirken auf einen jeden der mit einer gleichen Geschwindigkeit durch das Ablenkmittel abgelenkten Lichtstrahlen an einer vorbestimmten Position zum Korrigieren einer Verschiebung von Bilderzeugungspositionen der Lichtstrahlen hinsichtlich vorbestimmter Positionen, wobei die Verschiebung durch eine Neigung der Reflexionsfläche des Ablenkmittels erzeugt wird,

bei der die Form mindestens einer der Linsenoberflächen der mindestens einen Linse (30a, 30b) keine rotationssymmetrische Oberfläche in der Hauptabtastrichtung und der Unterabtastrichtung aufweist, und

die zweite Ableitung der Krümmung mindestens einer Oberfläche der mindestens einen Linse in der Unterabtastrichtung sich bezüglich dem Kreuzungspunkt der optischen Achse der mindestens einen Linse asymmetrisch so ändert, dass die Form zur Korrektur der Verschiebung der Bilderzeugungspositionen den Lichtstrahlen bezüglich vorbestimmter Positionen angepaßt ist.

2. Optische Belichtungseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass

die Form der Linsenoberfläche der mindestens einen Linse des Bilderzeugungsmittels keine Symmetrieebene aufweist, die sich in der Unterabtastrichtung erstreckt und die optische Achse der mindestens einen Linse beinhaltet.

3. Optische Belichtungseinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass

mindestens eine der Linsenoberflächen der mindestens einen Linse eine erste Ableitung mit zwei Extremwerten in der Hauptabtastrichtung in einer Ebene aufweist, die sich in der Hauptabtastrichtung erstreckt und die optische Achse der Linse beinhaltet.

4. Optische Belichtungseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch

ein zwischen den Lichtquellen und dem Ablenkmittel vorgesehenes Synthesemittel (13) zum Zusammenfügen der emittierten Lichtstrahlen in einen Strahlenfluß.

5. Optische Belichtungseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass

die M Lichtquellen (3Y, 3M, 3C, 3Ba und 3Bb) jeweils N Laserelemente (N = 1, 2, ...) zum jeweiligen Emittieren von Laserstrahlen als die Lichtstrahlen beinhalten.

6. Optische Belichtungseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass

das zweite Linsenmittel aus M Paaren von Linsen (17, 19) aufgebaut ist.

7. Optische Belichtungseinheit nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass

die durch das Synthesemittel (13) zusammengefügten Strahlen einander zwischen der Linsenoberfläche des dem Ablenkmittel nächstliegenden Linsenmittels und den vorbestimmten Positionen kreuzen.

8. Optische Belichtungseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch

ein Erfassungsmittel (23, 25), das auf einer Ebene, die einer durch die vorbestimmten Positionen ausgebildeten Bildebene entspricht, vorgesehen ist, zum Erfassen eines jeden der durch das Bildausbildungsmittel verlaufenden Lichtstrahlen.

9. Optische Belichtungseinheit nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass

das Erfassungsmittel einen Positionssensor beinhaltet.

10. Optische Belichtungseinheit nach einem der Ansprüche 5 bis 9, gekennzeichnet durch

ein Auflösungsänderungsmittel (4Bb, 14Bb) zum Ändern des Strahlabstandes von Pi Lichtstrahlen in der Unterabtastrichtung auf einen Wert von GP', wobei gilt

GP' = AMP · LGP · {1 - (DPI/DPI&sub0;}/(Pi - 1),

LPG = Zeilenabstand beim Schreiben des Bildes durch einen Signallaserstrahl,

DPIo = erste Auflösung eines Bildausbildungsmittels, DPI = zweite Auflösung, die geringer als die erste Auflösung ist, und Pi = Zahl der Lichtstrahlen (Pi = 2, 3, ...).

11. Optische Belichtungseinheit nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass

das Auflösungsänderungsmittel eine Position entsprechend der Unterabtastrichtung mindestens eines Laserelementes der Lichtquellen ändert.

12. Optische Belichtungseinheit nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der M Lichtquellen sich von den weiteren Lichtquellen unterscheidet.

13. Bilderzeugungsvorrichtung mit

M Bildtrageelementen (60Y, 60M, 60C und 60B),

einer optischen Belichtungseinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, und

M Entwicklungsmitteln (62Y, 62M, 62C und 62B) zur Zuführ eines Entwicklers zu einem an den Bildtrageelementen durch die Belichtungseinheit ausgebildeten latenten Bild zum Ausbilden eines entwickelten Bildes.