專利名稱：用于彩色圖像形成裝置的光學(xué)掃描器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于掃描激光束的光學(xué)掃描器，及使用此光學(xué)掃描器的圖像形成裝置。
背景技術(shù)：
本領(lǐng)域所熟知的電子照相圖像形成裝置，如激光打印機(jī)，通過將感光鼓暴露在從光學(xué) 掃描器(掃描裝置)發(fā)射的激光束下而使顯影劑圖像攜帶在感光鼓上，及通過將顯影劑圖 像由感光鼓轉(zhuǎn)印至如紙或幻燈片的記錄介質(zhì)上，可在記錄介質(zhì)上形成圖像。彩色激光打印機(jī)包括多個(gè)對應(yīng)于打印機(jī)中使用的每種顏色的感光鼓。在掃描裝置掃描 每個(gè)感光鼓后，在感光鼓上形成靜電潛像，顯影劑被供至靜電潛像上以在感光鼓上形成顯 影劑圖像。接著，通過將每幅顯影劑圖像疊加在記錄介質(zhì)上可在記錄介質(zhì)上形成彩色圖像 (見日本專利申請第2006-178372號)。由上述可知，如果在感光鼓被掃描裝置曝光時(shí)靜電潛像未準(zhǔn)確地形成在感光鼓上，在 形成于記錄介質(zhì)上的最終圖像上會發(fā)生色彩配準(zhǔn)的問題。此外，掃描裝置具有由用于將發(fā)射自由半導(dǎo)體激光器構(gòu)成的光源的激光束引導(dǎo)至感光鼓的多棱鏡或其他偏轉(zhuǎn)器，fe透鏡，及反光鏡構(gòu)成的光學(xué)掃描系統(tǒng)。因此掃描經(jīng)過感光 鼓的激光束很大程度上受光學(xué)掃描系統(tǒng)和偏轉(zhuǎn)器的尺寸公差、安裝位置及調(diào)整公差的影 響。通常，通過使用特殊測量裝置測量掃描經(jīng)過感光鼓的激光束的特性(掃描線的掃描線 性及掃描線的軌跡)及通過根據(jù)測量結(jié)果調(diào)整發(fā)射激光束的時(shí)刻，偏轉(zhuǎn)器及光學(xué)掃描系統(tǒng) 的尺寸變化及其安裝位置變化的影響能夠被吸收。然而，由于激光束的發(fā)射時(shí)刻必須根據(jù)涉及掃描裝置安裝至打印機(jī)后的激光束的測量 特性(后文稱為激光束特性)的結(jié)果進(jìn)行調(diào)整，掃描裝置無法被輕易地更換或修理。換言之，如果不將掃描裝置帶至配備有測量激光束特性所需的測量裝置的服務(wù)中心 (后文稱為特殊服務(wù)中心)就很難更換或修理掃描裝置。因此，如果激光打印機(jī)己經(jīng)為最 終用戶所有，例如，最終用戶必須將打印機(jī)運(yùn)至特殊服務(wù)中心以替換或修理掃描裝置，這 使得很難提供給最終用戶快速維護(hù)和服務(wù)
發(fā)明內(nèi)容
考慮到前述問題，本發(fā)明的目標(biāo)之一是提供一種可輕易更換或調(diào)整至圖像形成裝置的 用于圖像形成裝置的光學(xué)掃描器。本發(fā)明提供了一種用于形成彩色圖像的圖像形成裝置的光學(xué)掃描單元，圖像形成裝置 具有多個(gè)感光鼓，用于疊加形成在多個(gè)感光鼓上的顯影劑圖像。光學(xué)掃描器包括殼體，多 個(gè)光源，偏轉(zhuǎn)器，光學(xué)系統(tǒng)，及存儲裝置。多個(gè)光源與多個(gè)感光鼓一一對應(yīng)而設(shè)。多個(gè)光 源中的每一個(gè)都發(fā)射激光束。偏轉(zhuǎn)器設(shè)在殼體中用于偏轉(zhuǎn)激光束。光學(xué)系統(tǒng)設(shè)在殼體中用 于將偏轉(zhuǎn)的激光束引導(dǎo)至多個(gè)感光鼓中相應(yīng)的一個(gè)感光鼓上，以使激光束掃描多個(gè)感光鼓 的相應(yīng)的一個(gè)感光鼓。存儲裝置存儲與掃描相應(yīng)感光鼓之一的激光束有關(guān)的特性。本發(fā)明提供一種具有主殼體，饋紙單元，圖像形成單元，光學(xué)掃描單元，及控制器的 圖像形成裝置。饋紙單元設(shè)在主殼體中，用于沿饋紙方向饋入紙張。圖像形成單元設(shè)在主 殼體中。圖像形成單元包括多個(gè)感光鼓，用于疊加形成在多個(gè)感光鼓的每個(gè)上的顯影劑圖 像以在記錄介質(zhì)上形成彩色圖像。多個(gè)感光鼓在紙張饋入方向上按順序排列。光學(xué)掃描單 元設(shè)在主殼體中。光學(xué)掃描單元包括殼體，多個(gè)光源，偏轉(zhuǎn)器，光學(xué)系統(tǒng)，及存儲裝置。 多個(gè)光源與多個(gè)感光鼓一一對應(yīng)而設(shè)。多個(gè)光源中的每一個(gè)都發(fā)射激光束。偏轉(zhuǎn)器偏轉(zhuǎn)激 光束。光學(xué)系統(tǒng)設(shè)在殼體中用于將偏轉(zhuǎn)的激光束引導(dǎo)至多個(gè)感光鼓中相應(yīng)的一個(gè)感光鼓上 以使激光束在垂直于紙張饋入方向的掃描方向上掃描多個(gè)感光鼓中相應(yīng)的一個(gè)感光鼓。存 儲裝置設(shè)在殼體內(nèi)，存儲與掃描相應(yīng)的感光鼓之一的激光束有關(guān)的特性?？刂破骺刂朴糜?根據(jù)特性將多個(gè)感光鼓中的相應(yīng)的一個(gè)感光鼓曝光的激光束的發(fā)射。


結(jié)合附圖閱讀了以下介紹后，本發(fā)明的特色及優(yōu)點(diǎn)及其它目標(biāo)就會變得很明顯，其中 圖1是說明依照本發(fā)明的彩色激光打印機(jī)的側(cè)剖視圖； 圖2是說明依照第一實(shí)施例的掃描單元的側(cè)剖視圖； 圖3是說明依照第一實(shí)施例的掃描單元的平面視圖； 圖4是說明激光打印機(jī)控制系統(tǒng)的框圖；圖5是說明當(dāng)打印機(jī)激活時(shí)由控制器執(zhí)行的控制處理的流程圖； 圖6是說明用于測量掃描線的掃描線性的單元的簡圖； 圖7是說明掃描線實(shí)際軌跡的簡圖；圖8是說明用于曝光每條掃描線的起始位置和基準(zhǔn)位置之間的副掃描方向上的偏移的 簡圖9是說明用于曝光的起始點(diǎn)的偏移的簡圖；圖IO是說明由多棱鏡偏轉(zhuǎn)的激光束的簡圖；圖11是說明用于由兩條激光束曝光的起始點(diǎn)的時(shí)刻表；圖12是說明依照第二實(shí)施例的掃描單元的平面視圖。
具體實(shí)施方式
下文將介紹依照本發(fā)明的適用于電子照相圖像形成裝置(彩色激光打印機(jī))的光學(xué)掃 描器。當(dāng)圖像形成裝置設(shè)置在欲被使用的方向時(shí)，，下文通篇的介紹中使用"前"，"后"， "上"及"下"等表達(dá)詞語以定義各部件。參見圖1，激光打印機(jī)100包括具有完全地箱形(正方體形)殼體103。排出盤105 形成在殼體103的頂表面上用于接受和支撐打印后從殼體103排出的記錄介質(zhì)，如紙或幻 燈片(后文簡稱為紙)。激光打印機(jī)100包括用于在紙上形成圖像的圖像形成單元200，及用于和傳送機(jī)構(gòu)350 一起在紙張饋入方向上向圖像形成單元200供紙的饋入單元300。傳送機(jī)構(gòu)350向圖像形 成單元200中的四個(gè)處理盒500K， 500Y, 500M，及500C (后文統(tǒng)稱為處理盒500)傳送 紙。當(dāng)圖像形成單元200在紙上形成圖像后，中間傳送輥380沿排出斜槽(未示出)向上 傳送紙。排出斜槽使傳送方向完全地改變180° 。排出輥390設(shè)在排出斜槽的上端以通過 排出口 107將紙排出至排出盤105上。饋入單元300包括容納在殼體103的最底部的紙盤301，關(guān)于紙張傳送方向設(shè)在紙盤 301的下游端上方用于將紙從紙盤301饋至圖像形成單元200的饋入輥303，及用于向紙 施加預(yù)定阻力以使被饋入輥303供應(yīng)的紙每次被分離并傳送一張的分離墊305。饋入輥303將紙從紙盤301向殼體103的前側(cè)傳送。被傳送的紙完全地隨著U形路徑 并被傳送至完全地設(shè)在殼體103中心區(qū)域的圖像形成單元200。在從紙盤301到圖像形成單元200引導(dǎo)的紙傳送路徑的完全地U形部分，傳送輥307 被設(shè)置用于向紙施加傳送力。夾緊輥309設(shè)在傳送輥307的對面，用于將紙壓靠著傳送輥 307。巻簧或其它彈性件(未示出)被設(shè)置用于將夾緊輥309向傳送輥307擠壓。配準(zhǔn)輥311和夾緊輥313面對面設(shè)置在傳送輥307的沿紙傳送方向的下游。當(dāng)紙的引 導(dǎo)邊與配準(zhǔn)輥311和夾緊輥313接觸時(shí)，配準(zhǔn)輥311和夾緊輥313糾正被傳送輥307傳送 的紙的偏斜，繼而配準(zhǔn)輥311繼續(xù)將紙傳送至圖像形成單元200。巻簧或其它彈性件(未 示出)被設(shè)置用于將夾緊輥313擠壓向配準(zhǔn)輥311。
傳送機(jī)構(gòu)350包括與圖像形成單元200的操作聯(lián)合旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動輥351，設(shè)置在與驅(qū)動 輥351分離位置且可旋轉(zhuǎn)的從動輥353，及纏繞在驅(qū)動輥351和從動輥353上的傳送帶355。傳送帶355隨驅(qū)動輥351和從動輥353的旋轉(zhuǎn)沿環(huán)形運(yùn)動。當(dāng)一張紙從紙盤301中被 傳送到傳送帶355上時(shí)，環(huán)形運(yùn)動的傳送帶355繼而將紙沿激光打印機(jī)100的前后方向傳 送到四個(gè)處理盒500K， 500Y， 500M，及500C上。在此實(shí)施例中，帶清潔器360設(shè)置在傳送機(jī)構(gòu)350的下側(cè)，用于清除堆積在其表面上 的廢色粉。圖像形成單元200包括掃描單元400，處理盒500，及定影單元600。圖像形成單元 200由能夠打印彩色圖像的直接串列式系統(tǒng)構(gòu)成。更具體地，對應(yīng)于四種色粉顏色黑(K)，黃(Y)，洋紅(M)，及青(C)的四個(gè)處 理盒500K， 500Y, 500M，及500C關(guān)于紙傳送方向按所給順序并列布置。由于四個(gè)處理盒500K， 500Y， 500M，及500C具有相同的結(jié)構(gòu)，僅是所使用的色粉 顏色不同，因此在下文介紹中，處理盒500K， 500Y， 500M，及500C被統(tǒng)稱為處理盒500。掃描單元400用于向感光鼓510上照射激光束，在感光鼓510的表面上形成靜電潛像。如圖1所示，掃描單元400設(shè)置在殼體103中處理盒500的上方。掃描單元400通過 掃描單元400的底表面向感光鼓510發(fā)射四道激光束。如圖3所示，四道激光束被半導(dǎo)體激光器401K, 401Y， 401M，及401C (后文統(tǒng)稱 為半導(dǎo)體激光器401)發(fā)射。準(zhǔn)直透鏡402K， 402Y， 402M，及402C (后文統(tǒng)稱為準(zhǔn)直透 鏡402)設(shè)在各自的半導(dǎo)體激光器401的發(fā)光側(cè)，用于將從各自的半導(dǎo)體激光器401發(fā)射 的散射光線糾正為一束平行光線。因此，半導(dǎo)體激光器401和準(zhǔn)直透鏡402組成發(fā)射光的光源403。因此，在下文介紹 中半導(dǎo)體激光器401和準(zhǔn)直透鏡402 —起被稱為光源403，且光源403分別被稱為光源 403K， 403Y， 403M，及403C。光源403K用于向處理盒500K的感光鼓510K上照射光束(見圖2)，光源403Y用于 向處理盒500Y的感光鼓510Y上照射光束，光源403M用于向處理盒500M的感光鼓510M 上照射光束，光源403C用于向處理盒500C的感光鼓510C上照射光束。掃描單元400還包括用于將發(fā)射自光源403K的光束偏轉(zhuǎn)大約90°以將光束引導(dǎo)至圓 柱形透鏡405A的鏡子404K，及將發(fā)射自光源403M的光束偏轉(zhuǎn)大約90°以將光束引導(dǎo)至 圓柱形透鏡405B的鏡子404M。光導(dǎo)向件(未示出)設(shè)在圖3中鏡子404K和404M的遠(yuǎn)側(cè)，用于將發(fā)射自光源403Y
的光束導(dǎo)向至圓柱形透鏡405A及用于將發(fā)射自光源403C的光束引導(dǎo)向圓柱形透鏡405B。圓柱形透鏡405A折射發(fā)射自光源403K和403Y并被導(dǎo)向至圓柱形透鏡405A的光束， 以彼此不同的入射角將光束照射到多棱鏡406的反射表面上。類似地，圓柱形透鏡405B 折射發(fā)射自光源403M和403C并被導(dǎo)向至圓柱形透鏡405B的光束，以彼此不同的入射角 將光束照射到多棱鏡406的反射表面上。多棱鏡406是用于偏轉(zhuǎn)并掃描從光源403發(fā)射的光束的偏轉(zhuǎn)器。在此實(shí)施例中，多棱 鏡406由在截面上布置為多邊形(本實(shí)施例中為正六邊形)的多個(gè)反光鏡構(gòu)成，并可繞其 中心軸旋轉(zhuǎn)。驅(qū)動馬達(dá)(未示出)旋轉(zhuǎn)多棱鏡406以掃描從多棱鏡406的反射表面反射的 光束經(jīng)過預(yù)定的長度。掃描單元400還包括用于調(diào)整激光束掃描速度的傷透鏡407A及407B(后文統(tǒng)稱為傷 透鏡407)。具體地，fe透鏡407將被多棱鏡406在圖3中的左右方向(主掃描方向)上掃 描的激光束自恒定角速度糾正為經(jīng)過感光鼓510的恒定線速度。注意主掃描方向垂直于紙 饋入方向且副掃描方向平行于紙饋入方向。如圖2所示，每個(gè)fe透鏡407轉(zhuǎn)換光束的掃描速度后，光束被由多個(gè)鏡子410-419， 及復(fù)曲面透鏡420K， 420Y， 420M，及420C (后文統(tǒng)稱為復(fù)曲面透鏡420)構(gòu)成的光學(xué)件 聚焦到各感光鼓510上。復(fù)曲面透鏡420的曲率在光束的主掃描方向和副掃描方向之間不同，并且用于通過將 被多棱鏡406反射的光束從副掃描方向上偏轉(zhuǎn)至不同于指定方向的方向上而糾正表面角度 誤差。使用具有上述結(jié)構(gòu)的掃描單元400，每個(gè)光源403根據(jù)圖像數(shù)據(jù)照射激光束。這些激 光束經(jīng)過圓柱形透鏡405A及405B (后文統(tǒng)稱為圓柱形透鏡405)，被多棱鏡406偏轉(zhuǎn)并掃 描，被f0透鏡407轉(zhuǎn)換為恒定線掃描速度，被鏡子410-419反射至不同的光軸上，且繼而 通過復(fù)曲面透鏡420被照射出掃描單元400且聚焦在感光鼓510上。再參見圖2，鏡子410并不反射所有光束。具體地，鏡子410將從光源403C射出的光 束反射至鏡子411,而將從光源403K發(fā)射出的光束偏轉(zhuǎn)并傳送到鏡子413 。掃描單元400還包括用于容納多棱鏡406，鏡子410-419， fe透鏡407，及復(fù)曲面透鏡 420并保護(hù)這些部件不沾灰塵的殼體430。殼體430由安裝并固定鏡子410-419，復(fù)曲面透鏡420等在其上的掃描器框架431，及 覆蓋與處理盒500相對的掃描器框架431的一側(cè)的掃描器蓋432構(gòu)成。掃描器框架431及 掃描器蓋432由PC/ABS聚合物合金通過熱壓鑄成形法形成。
如圖3所示，光束探測(BD)傳感器421設(shè)在殼體430內(nèi)用于探測被多棱鏡406偏轉(zhuǎn) 并掃描的光束。根據(jù)BD傳感器421探測到光束的時(shí)刻控制開始曝光每個(gè)感光鼓510的時(shí) 刻。具體地，當(dāng)BD傳感器421探測到光束經(jīng)過指定的時(shí)間后，激光打印機(jī)100判定激光 束在掃描方向上被導(dǎo)向至感光鼓510上圖像形成區(qū)域的邊緣。此時(shí)，控制器110向各半導(dǎo) 體激光器401發(fā)送一個(gè)視頻信號用于在各感光鼓510上形成靜電潛像。由于四個(gè)處理盒500具有相同的結(jié)構(gòu)，只是使用色粉的顏色不同，因此，下文以處理 盒500C為例詳細(xì)介紹處理盒500的結(jié)構(gòu)。如圖1所示，處理盒500可拆卸地設(shè)在殼體103中掃描單元400的正下方。每個(gè)處理 盒500包括感光鼓510,充電器520，及色粉容納部530，均容納在殼體560中。感光鼓510由用于攜帶將被轉(zhuǎn)印至紙上的圖像的感光材料形成。感光鼓510構(gòu)造成圓 柱形，其最外層表面由可正極充電感光的聚碳酸酯層覆蓋。感光鼓510可繞其中心軸旋轉(zhuǎn)。 中心軸沿垂直于紙饋入方向的方向延伸。充電器520用于對感光鼓510的表面充電。充電器520設(shè)在感光鼓510對面的后上方 對角處并以指定的距離與感光鼓510分離。充電器520是具有鎢形成的充電線圈的柵控式電暈充電器。充電線圈產(chǎn)生用于用均勻 的正電極給感光鼓510表面均勻充電的電暈式放電。轉(zhuǎn)印輥570與每個(gè)感光鼓510面對設(shè)置以使傳輸帶355可插入至其中。轉(zhuǎn)印輥570與 傳輸帶355的環(huán)形運(yùn)動聯(lián)合旋轉(zhuǎn)。當(dāng)紙張經(jīng)過每個(gè)感光鼓510時(shí)，各轉(zhuǎn)印輥570對紙張進(jìn) 行電極與感光鼓510相反(本實(shí)施例為負(fù)電)的充電以將攜帶在感光鼓510上的色粉轉(zhuǎn)印 到紙上。色粉容納部530包括容納色粉的色粉容納室531，用于向感光鼓510供應(yīng)色粉的供應(yīng) 輥532，及顯影輥533。色粉容納部530可從處理盒500的主體上拆下。供應(yīng)輥532旋轉(zhuǎn)將色粉從色粉容納室531供至顯影輥533以使色粉攜帶在顯影輥533 的表面上。厚度調(diào)節(jié)刀片534將顯影輥533上色粉層厚度調(diào)節(jié)至指定的均勻厚度。繼而， 顯影輥533上的色粉被供向被掃描單元400曝光的感光鼓510上。定影單元600設(shè)在處理盒500C在紙傳送方向上的后側(cè)且用于通過用熱熔化色粉而將 色粉定影在紙上。更具體地，定影單元600包括設(shè)置在紙的打印側(cè)用于在向紙?zhí)峁﹤魉土r(shí)加熱色粉的 加熱輥610。壓力輥620設(shè)在加熱輥610相對于紙的反側(cè)，用于將紙擠壓至加熱輥610。 加熱輥610被驅(qū)動與顯影輥533和傳送帶355同步旋轉(zhuǎn)。壓力輥620通過與加熱輥610 接觸的紙而受到加熱輥610的旋轉(zhuǎn)力并跟隨其旋轉(zhuǎn)。圖像形成單元200按下列方式在紙上形成圖像。當(dāng)感光鼓510旋轉(zhuǎn)時(shí)，充電器520用 均勻的正電極給感光鼓510的表面充電。接著，掃描單元400以高速掃描照射激光束至感 光鼓510上，由此在感光鼓510上形成對應(yīng)于將在紙上形成的圖像的靜電潛像。當(dāng)顯影輥533旋轉(zhuǎn)時(shí)，顯影輥533上的被正極充電的色粉與各感光鼓510接觸。此時(shí)， 色粉被供至感光鼓510上的靜電潛像，即攜帶均勻正電荷的被激光束曝光因而具有低電勢 的感光鼓510的區(qū)域。被供應(yīng)的色粉根據(jù)反顯影處理將靜電潛像顯影為可視圖像以使色粉 圖像攜帶在感光鼓510的表面上。繼而，感光鼓510上的色粉圖像通過作用在轉(zhuǎn)印輥570上的轉(zhuǎn)印偏壓轉(zhuǎn)印到紙上。接 著，紙被傳送至定影單元600，在此處被色粉形成在紙上的色粉圖像被熱量定影在紙上， 由此完成圖像形成。參見圖4，激光打印機(jī)100包括殼體103內(nèi)控制圖像形成單元200的控制器110，饋入 單元300，及掃描單元400。掃描單元400設(shè)有用于控制每個(gè)半導(dǎo)體激光器發(fā)射光的半導(dǎo) 體激光器驅(qū)動電路441，用于驅(qū)動多棱鏡馬達(dá)旋轉(zhuǎn)的多棱鏡馬達(dá)驅(qū)動電路442， BD傳感器 421，及由閃存或其它半導(dǎo)體存儲裝置構(gòu)成的用于存儲指示涉及掃描經(jīng)過感光鼓510的激 光束的特性(后文稱為激光束特性)的信息的ROM443。控制器110讀取BD傳感器421的輸出信號及存儲在ROM 443中的激光束特性?？刂?器110是由CPU， ROM,及RAM構(gòu)成的微電腦?？刂破?10根據(jù)存儲在ROM中的程序 控制圖像形成單元200等?？刂破?10根據(jù)BD傳感器421的輸出信號及激光束特性控制 圖像形成單元200，饋入單元300，半導(dǎo)體激光器驅(qū)動電路441，及多棱鏡馬達(dá)驅(qū)動電路 442。參見圖5，當(dāng)激光打印機(jī)100啟動時(shí)，控制器110根據(jù)圖5所示的控制程序運(yùn)行。當(dāng) 激光打印機(jī)100的電源打開時(shí)，在S10中，控制器110初始化用于控制激光打印機(jī)100的 參數(shù)(變量)。在S20中，控制器110從ROM443中讀取激光束特性并將特性存儲在控制 器110的RAM中。以下的描述將介紹曝光過程。當(dāng)感光鼓510被暴露在在主掃描方向上掃描的激光束下 以在感光鼓510上形成靜電潛像后，色粉被供至感光鼓510上以在其上形成色粉圖像?？?得來說，在主掃描方向上掃描的激光束形成一條沿主掃描方向直線延伸的掃描線。接著， 形成在感光鼓510K， 510Y， 510M，及510C上的色粉圖像被轉(zhuǎn)印到紙上以互相疊加，形
成彩色圖像。此時(shí)，控制器110根據(jù)基準(zhǔn)時(shí)刻后經(jīng)過的時(shí)間控制半導(dǎo)體激光器401的激光發(fā)射開始 時(shí)刻(曝光時(shí)刻)，基準(zhǔn)時(shí)刻為BD傳感器421探測到激光束的時(shí)刻。因此，當(dāng)感光鼓510 上的掃描線的掃描速度不相同時(shí)，感光鼓510中對應(yīng)于將要形成的圖像的相同部分的位置 也不同，結(jié)果造成當(dāng)色粉圖像轉(zhuǎn)印到紙上時(shí)的色彩配準(zhǔn)問題。因此，最好使所有感光鼓510的掃描線具有相同的掃描速度和相同的線性。然而，掃描線的線性大體上取決于fe透鏡407，多棱鏡406，及殼體430的制作誤差， 這些部件的安裝誤差，及多棱鏡馬達(dá)旋轉(zhuǎn)的不規(guī)則性。因此，掃描單元400具有存儲在ROM 443中的完成掃描單元400時(shí)由制作者檢測的 每個(gè)感光鼓510的掃描線性數(shù)據(jù)?？刂破?10根據(jù)存儲在ROM 443中的掃描線性數(shù)據(jù)糾 正半導(dǎo)體激光器401的激光發(fā)射時(shí)刻以避免作為圖像形成在紙上的色粉圖像的位置差異。通常，光束特性通過掃描單元400裝配后將掃描單元400安裝在專用的測量儀表中來、、冊i旦 側(cè)里。如圖6所示，感光鼓510上的掃描線被分割成多個(gè)部分，且ROM.443存儲掃描線的 每個(gè)部分的掃描時(shí)間作為掃描線性。在此實(shí)施例中，紙的寬度尺寸(掃描寬度)被分為四 部分，且掃描寬度的每個(gè)部分所需的掃描時(shí)間存儲在ROM443中。感光鼓510暴露在沿跟隨感光鼓510的軸線的方向掃描線掃描的激光束下。如果掃描 線跟隨彎曲或斜的路徑，形成在感光鼓510上的色粉圖像會扭曲，由此降低紙上形成的圖 像的質(zhì)量。因此，掃描線的軌跡存儲在ROM443中?？刂破?10根據(jù)存儲在ROM443中的掃描 線的軌跡糾正半導(dǎo)體激光器401的激光發(fā)射時(shí)刻(曝光時(shí)刻)以防止色粉圖像的扭曲。如圖7所示，ROM443存儲指示在掃描線的軌跡的掃描范圍中多個(gè)部分的分界點(diǎn)處在 副掃描方向(垂直于主掃描方向的方向)上從基準(zhǔn)位置的偏移量的值。注意基準(zhǔn)位置是為 形成沒有任何扭曲或色彩配準(zhǔn)問題的圖像的激光束掃描在感光鼓510上的理想位置。由于感光鼓510在紙傳送方向上并列，曝光處理的起始點(diǎn)對于圖像的相同的位置的每 個(gè)感光鼓510被偏移。然而，由于控制器110通過疊加形成在所有感光鼓510上的色粉圖 像而在紙上形成彩色圖像，每條用于每個(gè)感光鼓510的曝光處理的掃描線的實(shí)際起始位置 需要重疊所有掃描線的基準(zhǔn)位置。因此，在此實(shí)施例中，指定位置L0被設(shè)為感光鼓510K上的基準(zhǔn)位置，如圖8所示。 然后，感光鼓510C， 510M，及510Y上的基準(zhǔn)位置L1一L3之間的偏移量與感光鼓510K
上的指定基準(zhǔn)位置L0相對應(yīng)。各掃描線的掃描位置的起始作為掃描線的軌跡存儲在ROM 443中。在此實(shí)施例中，從多棱鏡406的相同反射表面上反射的激光束被作為一個(gè)單元，且半 導(dǎo)體激光器401的激光發(fā)射時(shí)刻被校準(zhǔn)以糾正掃描線的掃描位置的起始點(diǎn)與基準(zhǔn)位置LO 一L3之間的偏移。.由于每個(gè)感光鼓510的曝光處理的起始根據(jù)BD傳感器421何時(shí)探測到激光束決定， 每個(gè)感光鼓510的曝光處理的起始點(diǎn)需要對應(yīng)于被傳送紙上的相同位置。具體地，被掃描單元400掃描的掃描線平行于紙的記錄表面并垂直于紙傳送方向。而 且，控制器110通過疊加形成在每個(gè)感光鼓510上的色粉圖像而在紙上形成彩色圖像。因 此，曝光在每個(gè)感光鼓510上起始的位置必須是相對于紙的相同位置。當(dāng)對應(yīng)于感光鼓510的曝光處理的起始位置的紙上的位置中存在偏移時(shí)，轉(zhuǎn)印至紙上 的色粉圖像彼此偏移，從而在結(jié)果圖像中產(chǎn)生色彩配準(zhǔn)問題。因此，每個(gè)感光鼓510的曝光處理的起始點(diǎn)存儲在ROM 443中。圖9是說明曝光處 理的起始點(diǎn)的偏移的說明性簡圖?？刂破?10根據(jù)存儲在ROM 443中的各感光鼓510的 曝光處理的起始點(diǎn)糾正半導(dǎo)體激光器401的激光發(fā)射時(shí)刻以防止形成在紙上的結(jié)果圖像中 的色彩配準(zhǔn)問題。由于BD傳感器421的數(shù)量少于感光鼓510的數(shù)量， 一個(gè)基準(zhǔn)時(shí)刻被定義為BD傳感 器421探測指定激光束(被導(dǎo)向至感光鼓510K的激光束)的時(shí)刻，與為每條被導(dǎo)向至感 光鼓510的激光束設(shè)置一個(gè)BD傳感器的情形不同。每個(gè)感光鼓510的曝光處理起始時(shí)刻 根據(jù)基準(zhǔn)時(shí)刻后經(jīng)歷的時(shí)間建立。參見圖lO和ll，多棱鏡406由排列為多邊形形狀的六個(gè)反射表面構(gòu)成。各反射表面 在順時(shí)針方向上被指定為A， B， C， D， E及F。當(dāng)BD傳感器421在時(shí)刻t0時(shí)探測到被 反射表面反射的激光束A時(shí)，激光束A被控制根據(jù)時(shí)刻t0后經(jīng)歷的時(shí)間量Tl的視頻信號 開始掃描預(yù)定的曝光區(qū)域。另一方面，在從時(shí)刻t0起經(jīng)歷時(shí)間量T2 (>T1)后，被反射表面E反射的激光束E 被控制根據(jù)視頻信號掃描預(yù)定的曝光區(qū)域。在此實(shí)施例中，多棱鏡406由六個(gè)反射表面A， B， C， D， E及F構(gòu)成以通過其旋轉(zhuǎn) 而偏轉(zhuǎn)并有角度地移動發(fā)射自光源403的激光束。因此，如果相鄰反射表面形成的角度偏 離設(shè)計(jì)值，從時(shí)刻t0起經(jīng)歷時(shí)間量T2后在感光鼓510上的光束E的位置會偏離設(shè)計(jì)值。 繼而，由光束E形成的靜電潛像可能偏出合適的位置。 在此實(shí)施例中，角度91是多棱鏡406的相鄰表面之間的法線形成的夾角，并作為激 光束特性存儲在ROM 443中。控制器110根據(jù)角度SI的實(shí)際值糾正曝光處理開始的時(shí)刻。在此實(shí)施例中，角度82(見圖10)是由將激光束反射向BD傳感器421的反射表面A 的法線和反射表面E的法線所形成的夾角。因此，優(yōu)先地62是(2n/n) xm ± A9。多棱 鏡406的構(gòu)造使得A0的絕對值小于25.4/(rxf)。優(yōu)先地，A6被考慮小于2:r/n。在上述公式 中，n:反射表面的數(shù)量(此實(shí)施例中為6) m:在l《n《(n-l)范圍內(nèi)的自然數(shù)(此實(shí)施例中為2) A0:多棱鏡相鄰表面形成的夾角的制作誤差(rads) f: fe透鏡407的焦距(mm) r:分辨率(dpi，如600dpi)如果A0的絕對值大于或等于25.4/(rxf)，形成在紙上的彩色圖像就可能具有色彩配準(zhǔn) 問題，導(dǎo)致形成在紙上的彩色圖像質(zhì)量的降低。由于激光束特性存儲在ROM中，服務(wù)技術(shù)員甚至終端用戶就可輕易地更換或修理掃 描單元400，而無需測量激光束特性的專用測量儀表。因此，技術(shù)員或終端用戶可輕易地 修理激光打印機(jī)100，而無需將激光打印機(jī)100帶到專門的服務(wù)中心。而且，由于激光束特性存儲在掃描單元400的ROM 443中，即使激光束特性在裝配 掃描單元400時(shí)在專用裝配線(在工廠中)上被測量，生產(chǎn)者無需在完成激光打印機(jī)100 的裝配后在裝配線上重新測量激光束特性。通過從ROM 443中讀取激光束特性，半導(dǎo)體 激光器401的激光發(fā)射時(shí)刻可被自動調(diào)節(jié)。因此，裝配激光打印機(jī)100所需的步驟可減少， 由此提高了產(chǎn)量并降低了生產(chǎn)激光打印機(jī)100的單位成本。而且，通過用半導(dǎo)體的ROM443，光束特性之外的更多的數(shù)據(jù)可作為條形碼或其它存 儲方式進(jìn)行存儲?？刂破?10可輕易地并可靠地使用激光束特性。掃描單元400的生產(chǎn)和 維護(hù)可輕易地進(jìn)行。而且，通過將多棱鏡4O6和f0透鏡407容納在單個(gè)殼體430中，與為每種顏色(每個(gè) 感光鼓510)設(shè)置掃描單元的激光打印機(jī)不同，存儲在ROM443中的光束特性可包括激光 束之間的相對位置偏移。因此，ROM443可存儲反映激光打印機(jī)100實(shí)際使用狀態(tài)的光束 特性。由于半導(dǎo)體激光器401的激光發(fā)射時(shí)刻可被更合適地調(diào)節(jié)，激光打印機(jī)100可提高形 成在紙上的圖像的質(zhì)量。而且，由于單個(gè)多棱鏡406偏轉(zhuǎn)及掃描四個(gè)光源403發(fā)射的所有四道激光束，激光打
印機(jī)100可減少作為激光束特性存儲的數(shù)據(jù)量，由此比設(shè)有多個(gè)多棱鏡406的情形所需的 ROM 443的容量更小。當(dāng)使用具有多個(gè)反射表面的單個(gè)多棱鏡作為偏轉(zhuǎn)器時(shí)，多棱鏡406可構(gòu)造成同時(shí)從兩 個(gè)不同的反射表面或同一反射表面反射并掃描所有從多個(gè)光源403發(fā)射的所有激光束。然 而，用同一反射表面反射并掃描激光束的方法必然增長了從光源403至感光鼓510的激光 束的光學(xué)路徑，使得設(shè)計(jì)f9透鏡407很困難。同時(shí)從兩個(gè)不同的反射表面反射并掃描激光束的技術(shù)方便了 f0透鏡407的設(shè)計(jì)。然而， 光源403的激光束發(fā)射時(shí)刻要求以極高的精度進(jìn)行控制，因?yàn)榧す馐瑫r(shí)被兩個(gè)不同的反 射表面反射并掃描。由于偏轉(zhuǎn)器是具有多個(gè)反射表面并用于使用兩個(gè)不同反射表面同時(shí)反射并掃描激光 束的多棱鏡406， fe透鏡407的設(shè)計(jì)被簡化，但由于fe透鏡407的制作誤差，感光鼓510 之間的激光束的特性不同。因此，光源403的激光束發(fā)射時(shí)刻要求以極高的精度進(jìn)行控制。然而，除方便了傷M407的設(shè)計(jì)外，由于對應(yīng)于每個(gè)感光鼓510的激光束特性存儲 在ROM 443中使得光源403的激光束發(fā)射時(shí)刻可以以極高的精度進(jìn)行控制下文將介紹第二實(shí)施例。在此實(shí)施例中，掃描單元具有多個(gè)多棱鏡(偏轉(zhuǎn)器)。參見 圖12，掃描單元400具有兩個(gè)多棱鏡第一多棱鏡406A和第二多棱鏡406B。參見圖12，第一多棱鏡406A偏轉(zhuǎn)并掃描將被導(dǎo)向至感光鼓510K和510C的兩道激光 束，而第二多棱鏡406B偏轉(zhuǎn)并掃描將被導(dǎo)向至感光鼓510K和510C的另外兩道激光束。除上述的激光束特性外，ROM 443還存儲涉及多棱鏡406A和406B之間旋轉(zhuǎn)誤差的 數(shù)據(jù)。旋轉(zhuǎn)誤差被存儲是因?yàn)楫?dāng)多棱鏡406A和406B的旋轉(zhuǎn)時(shí)間不同時(shí)，由被第一多棱鏡 406A掃描的激光束形成的靜電潛像與由被第二多棱鏡406B掃描的激光束形成的靜電潛像 會偏移。多棱鏡406A的旋轉(zhuǎn)需要與多棱鏡406B的旋轉(zhuǎn)同步。在上述的實(shí)施例中，多棱鏡被用作偏轉(zhuǎn)器。然而，任何用于反射激光束的可旋轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn) 器都可用在本發(fā)明中。例如，諧振式掃描器(resonantscanner)或電流計(jì)式掃描器(galvano sacnner)可用作偏轉(zhuǎn)器。而且，在本發(fā)明中，各自的光源403設(shè)有BD傳感器，由此確定每道激光束曝光處理 的起始時(shí)刻。雖然已參考具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了介紹，但本發(fā)明并不局限于這些實(shí)施例，在不 背離本發(fā)明的主旨的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可進(jìn)行多種修改，本發(fā)明的范圍由附屬權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)掃描器，用于形成彩色圖像的圖像形成裝置，所述圖像形成裝置具有多個(gè)感光鼓，所述感光鼓用于疊加形成在所述多個(gè)感光鼓的每個(gè)上的顯影劑圖像，其特征在于，包括殼體；與所述多個(gè)感光鼓一一對應(yīng)的多個(gè)光源，所述多個(gè)光源中的每一個(gè)發(fā)射激光束；偏轉(zhuǎn)器，所述偏轉(zhuǎn)器設(shè)置在所述殼體中用于偏轉(zhuǎn)激光束；光學(xué)系統(tǒng)，所述光學(xué)系統(tǒng)設(shè)置在所述殼體中用于將所述被偏轉(zhuǎn)的激光束引導(dǎo)至與所述多個(gè)感光鼓中相對應(yīng)的感光鼓，以使激光束掃描所述多個(gè)感光鼓中的所述相應(yīng)的感光鼓；及存儲裝置，所述存儲裝置存儲與掃描所述感光鼓中的所述相應(yīng)的感光鼓的激光束有關(guān)的特性。
2. 如權(quán)利要求1所述的光學(xué)掃描器，其特征在于，其中所述偏轉(zhuǎn)器包括偏轉(zhuǎn)所有激 光束至所述多個(gè)感光鼓中對應(yīng)感光鼓的單個(gè)偏轉(zhuǎn)器。
3. 如權(quán)利要求2所述的光學(xué)掃描器，其特征在于，其中所述單個(gè)偏轉(zhuǎn)器是具有多個(gè) 反射表面的可旋轉(zhuǎn)多棱鏡，所述多個(gè)反射表面中的至少兩個(gè)表面同時(shí)分別偏轉(zhuǎn)并有角度地 移動激光束，且所述光學(xué)系統(tǒng)還包括在所述多個(gè)感光鼓中所述相應(yīng)感光鼓上使激光束以恒定線速度 掃描的掃描透鏡。
4. 如權(quán)利要求1所述的光學(xué)掃描器，其特征在于，其中所述存儲裝置將被掃描至所 述多個(gè)感光鼓中所述相應(yīng)感光鼓上的激光束設(shè)置的掃描線的線性作為特性存儲。
5. 如權(quán)利要求4所述的光學(xué)掃描器，其特征在于，其中所述掃描線被分割成多個(gè)部 分，并且所述存儲裝置將激光束掃描每個(gè)部分的掃描時(shí)間作為特性存儲。
6. 如權(quán)利要求1所述的光學(xué)掃描器，其特征在于，其中所述存儲裝置將掃描線的軌 跡作為特性存儲。
7. 如權(quán)利要求4所述的光學(xué)掃描器，其特征在于，其中所述掃描線被分割成多個(gè)部 分，并且所述存儲裝置將用于多個(gè)部分中的每一個(gè)在副掃描方向上的掃描線的位置作為軌 跡存儲。
8. 如權(quán)利要求1所述的光學(xué)掃描器，其特征在于，還包括探測被所述偏轉(zhuǎn)器偏轉(zhuǎn)的激光束的光學(xué)傳感器，其中在所述光學(xué)傳感器探測到激光束后，所述存儲裝置存儲激光束開始曝光所述多個(gè)感光 鼓中相應(yīng)感光鼓的起始時(shí)刻。
9. 如權(quán)利要求3所述的光學(xué)掃描器，其特征在于，其中所述多個(gè)反射表面的每一個(gè) 表面具有法線，并且所述存儲裝置存儲由所述多個(gè)反射表面的相鄰兩個(gè)表面的法線形成的 角度。
10. 如權(quán)利要求1所述的光學(xué)掃描器，其特征在于，其中所述偏轉(zhuǎn)器包括至少兩個(gè)偏轉(zhuǎn)激光束的偏轉(zhuǎn)器，所述至少兩個(gè)偏轉(zhuǎn)器中的每一個(gè)是具有多個(gè)反射表面的可旋轉(zhuǎn)多棱 鏡，所述多個(gè)反射表面的每一個(gè)具有法線，且所述存儲裝置存儲由所述多個(gè)反射表面的相鄰兩個(gè)表面的法線形成的角度。
11. 如權(quán)利要求10所述的光學(xué)掃描器，其特征在于，其中所述至少兩個(gè)偏轉(zhuǎn)器互相同步旋轉(zhuǎn)，所述存儲裝置存儲所述至少兩個(gè)偏轉(zhuǎn)器之間的旋轉(zhuǎn)誤差。
12. 如權(quán)利要求1所述的光學(xué)掃描器，其特征在于，其中所述存儲裝置由半導(dǎo)體芯片 制成。
13. 如權(quán)利要求3所述的光學(xué)掃描器，其特征在于，還包括用于在基準(zhǔn)位置檢測被所 述偏轉(zhuǎn)器偏轉(zhuǎn)和掃描的激光束的單個(gè)光學(xué)傳感器，其中，所述多個(gè)反射表面中的一個(gè)表面具有第一法線，以偏轉(zhuǎn)從所述多個(gè)光源中的一個(gè)光源 發(fā)射的激光束到所述單個(gè)光學(xué)傳感器，所述多個(gè)反射表面中的另一個(gè)表面具有第二法線， 以將從所述多個(gè)光源的另一個(gè)發(fā)射的激光束相對于所述可旋轉(zhuǎn)的多棱鏡朝向所述單個(gè)光 學(xué)傳感器的相反側(cè)偏轉(zhuǎn)，并且由所述第一法線和所述第二法線形成的角度符合下述公式 (2ji/n) xm ± A6，其中，n是所述多個(gè)反射表面的數(shù)量，m是在l《n^(n-l)范圍內(nèi)的自然數(shù)，并且A0 是所述多個(gè)反射表面中相鄰的反射表面的制作誤差角(rad);并且A8具有小于25.4/ (rxf)的絕對值，其中，f是掃描透鏡的焦距(mm)，并且r是分 辨率(dpD。
14. 一種圖像形成裝置，其特征在于，包括主殼體；設(shè)置在所述主殼體中的饋紙單元，所述饋紙單元在紙張饋入方向上饋紙； 設(shè)置在所述主殼體中的圖像形成單元，所述圖像形成單元包括多個(gè)感光鼓，所述感光 鼓用于疊加形成在多個(gè)感光鼓上的顯影劑圖像，以在記錄介質(zhì)上形成彩色圖像，所述多個(gè) 感光鼓在紙張饋入方向上按順序排列；設(shè)置在所述主殼體內(nèi)的光學(xué)掃描單元，所述光學(xué)掃描單元包括殼體；與所述多個(gè)感光鼓一一對應(yīng)的多個(gè)光源，所述多個(gè)光源中的每一個(gè)都發(fā)射激光束； 偏轉(zhuǎn)激光束的偏轉(zhuǎn)器；光學(xué)系統(tǒng)，所述光學(xué)系統(tǒng)設(shè)置在所述殼體中，用于將被偏轉(zhuǎn)的激光束引導(dǎo)至所述多個(gè) 感光鼓中的相應(yīng)一個(gè)感光鼓上，以使激光束在垂直于紙張饋入方向的掃描方向上掃描所述 多個(gè)感光鼓的相應(yīng)的一個(gè)感光鼓；及存儲裝置，所述存儲裝置設(shè)置在所述殼體中，存儲與掃描所述多個(gè)感光鼓中相應(yīng)的一 個(gè)感光鼓的激光束有關(guān)的特性；及控制器，所述控制器根據(jù)所述特性控制用于曝光所述多個(gè)感光鼓中相應(yīng)的一個(gè)感光鼓 的激光束的發(fā)射。
15. 如權(quán)利要求14所述的圖像形成裝置，其特征在于，其中當(dāng)所述圖像形成單元被 激活時(shí)，所述控制器從所述存儲裝置中讀取特性。
16. 如權(quán)利要求14所述的圖像形成裝置，其特征在于，其中激光束掃描所述多個(gè)感 光鼓中相應(yīng)的一個(gè)感光鼓，以使其上的掃描線在掃描方向上，且所述特性包括，從掃描方向上和垂直于掃描方向的副掃描方向上的掃描線的偏移，、激 光束掃描所述多個(gè)感光鼓中相應(yīng)的一個(gè)感光鼓的單元長度所需的時(shí)間，所述偏轉(zhuǎn)器的制作 誤差中的至少一個(gè)。
17. 如權(quán)利要求14所述的圖像形成裝置，其特征在于，其中所述光學(xué)掃描單元可拆 卸地安裝至所述主殼體上。
全文摘要
一種用于形成彩色圖像的圖像形成裝置的光學(xué)掃描單元，包括多個(gè)感光鼓，用于疊加形成在多個(gè)感光鼓的每個(gè)上的顯影劑圖像。光學(xué)掃描器包括殼體，多個(gè)光源，偏轉(zhuǎn)器，光學(xué)系統(tǒng)，及存儲裝置。多個(gè)光源與多個(gè)感光鼓一一對應(yīng)而設(shè)。多個(gè)光源中的每一個(gè)都發(fā)射激光束。偏轉(zhuǎn)器設(shè)在殼體中用于偏轉(zhuǎn)激光束。光學(xué)系統(tǒng)設(shè)在殼體中用于將偏轉(zhuǎn)的激光束引導(dǎo)至多個(gè)感光鼓中相應(yīng)的一個(gè)上，以使激光束掃描多個(gè)感光鼓的相應(yīng)的一個(gè)。存儲裝置存儲與掃描多個(gè)感光鼓的相應(yīng)的一個(gè)感光鼓的激光束有關(guān)的特性。
文檔編號G03G15/01GK101131476SQ20071014078
公開日2008年2月27日 申請日期2007年8月21日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月21日
發(fā)明者加藤亮太, 田丸靖 申請人:兄弟工業(yè)株式會社