專利名稱：光掃描設備及圖像形成設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種光掃描設備及一種圖像形成設備。
背景技術：
一些圖像形成設備包括曝光單元，其利用光束對感光體進行掃描來形成靜電潛像。曝光單元包括光源、旋轉多面鏡、和光學傳感器。光源包括以二維陣列布置的多個發(fā)光元件，每個發(fā)光元件均發(fā)射光束。旋轉多面鏡在旋轉時對光束進行反射和偏轉。光學傳感器在偏轉范圍中的特定位置檢測偏轉的光束。掃描操作基于來自光學傳感器的信號，并且根據圖像信號來啟動光束的發(fā)射。日本未經審查的專利申請公開No. 2002-131662公開了一種光掃描設備，其使用具有多個發(fā)光元件的光源來執(zhí)行光學掃描，并且提出了在多個發(fā)光元件中，使光束能夠在執(zhí)行掃描的方向上的基本相同的位置處形成的多個發(fā)光元件在所述光束傳播通過光學傳感器時被開啟。

發(fā)明內容
因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種光掃描設備，其能夠準確地檢測到光束傳播定時(timing)。根據本發(fā)明的一個方面，提供了一種光掃描設備，其包括光源、旋轉多面鏡、掃描光學系統、檢測器和光發(fā)射控制器。所述光源包括多個發(fā)光元件，每個發(fā)光元件均發(fā)射根據圖像信號調制的光束，并且所述多個發(fā)光元件在第一方向和與第一方向相交的第二方向上二維布置。所述旋轉多面鏡被從光源發(fā)出并且二維布置的多個光束照射。在旋轉的同時， 旋轉多面鏡在根據旋轉角度的偏轉方向上對從沿第一方向布置的多個發(fā)光元件發(fā)出的多個光束進行反射和偏轉，使得所述多個光束基本同時傳播通過偏轉方向上的一個點。掃描光學系統將被旋轉多面鏡反射和偏轉的所述多個光束引導到要被掃描的對象，并且使所述多個光束在要被掃描的對象上進行掃描。檢測器對光束傳播通過檢測點的傳播定時進行檢測。檢測點位于旋轉多面鏡對光束進行偏轉的區(qū)域內，并且位于用于對要被掃描的對象進行掃描的掃描區(qū)域的外部。在所述多個光束傳播通過檢測點時，光發(fā)射控制器僅使除位于投影平面兩端的發(fā)光元件發(fā)光以外的內部發(fā)光元件中沿第一方向布置成一排的多個發(fā)光元件發(fā)光。所述投影平面是當二維布置的所述多個發(fā)光元件在與二維布置了多個發(fā)光元件的二維平面中的第一方向垂直的方向上進行投影時獲得的平面。根據本發(fā)明的第二方面，在所述光掃描設備中，光發(fā)射控制器使在第一方向上布置成一排的多個連續(xù)發(fā)光元件發(fā)光，所述多個連續(xù)發(fā)光元件是除了位于投影平面兩端的發(fā)光元件以外的多個發(fā)光元件。根據本發(fā)明的第三方面，提供了一種圖像形成設備，其包括感光體和曝光單元。通過對感光體進行曝光而在感光體上形成潛像。曝光單元利用根據圖像信號調制的光束對感光體進行掃描，以利用光對感光體進行曝光來在感光體上形成潛像。曝光單元包括光源、旋轉多面鏡、掃描光學系統、檢測器和光發(fā)射控制器。光源包括多個發(fā)光元件，每個發(fā)光元件均發(fā)射根據圖像信號調制的光束，并且所述多個發(fā)光元件在第一方向和與第一方向相交的第二方向上二維布置。旋轉多面鏡被從光源發(fā)出并且二維布置的多個光束照射。旋轉時， 旋轉多面鏡在根據旋轉角度的偏轉方向上對沿第一方向布置的多個發(fā)光元件發(fā)出的多個光束進行反射和偏轉，使得所述多個光束基本同時傳播通過偏轉方向上的一個點。掃描光學系統將被旋轉多面鏡反射和偏轉的多個光束引導到要被掃描的對象上，并且使所述多個光束在要被掃描的對象上進行掃描。檢測器檢測光束傳播通過檢測點的傳播定時。檢測點位于旋轉多面鏡對光束進行偏轉的區(qū)域內，并且位于用于對要被掃描的對象進行掃描的掃描區(qū)域的外部。在多個光束傳播通過檢測點時，光發(fā)射控制器僅使除了位于投影平面兩端的發(fā)光元件發(fā)光以外的內部發(fā)光元件中沿第一方向布置成一行的多個發(fā)光元件發(fā)光。所述投影平面是當二維布置的多個發(fā)光元件在與二維布置了多個發(fā)光元件的二維平面中的第一方向垂直的方向上進行投影時獲得的平面。根據第一方面的光掃描設備和根據第三方面的圖像形成設備比使位于兩端的發(fā)光元件也發(fā)光時更加準確地檢測到光束傳播定時。與不具有上述配置的光掃描設備相比，根據第二方面的光掃描設備在將光束傳播定時的檢測準確性保持在一定水平的同時還確保了檢測光束傳播定時所需的光量。


將基于附圖詳細地描述本發(fā)明的示例性實施例，其中圖1是根據本發(fā)明的示例性實施例的圖像形成設備的示意圖；圖2是曝光單元的透視圖；圖3圖示了圖2中示出的激光二極管中的發(fā)光元件的布置；圖4是布置在曝光單元的外殼中的光學系統的平面圖；圖5是布置在曝光單元的外殼中的光學系統的透視圖；圖6是圖示適于使激光二極管發(fā)射光束的驅動電路和處理/控制電路的配置的框圖；圖7A和圖7B分別圖示了定時檢測光學傳感器的光電二極管和信號波形；圖8圖示了圖3示出的多個發(fā)光元件中根據圖像信號驅動的發(fā)光元件以及入射光束的光量；圖9是圖示圖6示出的各模塊的信號的時序圖；以及圖10圖示了根據一種變型的發(fā)光元件的布置。
具體實施例方式以下將描述本發(fā)明的示例性實施例。圖1是根據本發(fā)明的示例性實施例的圖像形成設備1的示意圖。圖1所示的圖像形成設備1包括曝光單元53。曝光單元53可以是根據本發(fā)明示例性實施例的光掃描設備。圖像形成設備1包括文檔讀取單元10、圖像形成單元20、和紙張容納單元30。文檔讀取單元10包括文檔供給托盤11，其上以堆疊方式放置有多個文檔S。放置在文檔供給托盤11上的文檔S被一個一個地供給，并且通過傳送輥12沿著傳輸路徑13傳輸。文檔讀取光學系統15位于由玻璃制成的透明文檔讀取板14的下方。在文檔讀取光學系統15讀取記錄在被傳輸的文檔上的文本和圖像之后，文檔被排放到文檔排放托盤16。文檔讀取單元10的遠端具有水平延伸的鉸鏈，從而允許用戶將文檔供給托盤11 和文檔排放托盤16繞著作為旋轉中心的鉸鏈整體抬起。當文檔供給托盤11和文檔排放托盤16被抬起時，現出文檔讀取板14。在文檔讀取單元10中，不將文檔放置在文檔供給托盤 11上，用戶可以將一個文檔打印側朝下放置在文檔讀取板14上。然后，文檔讀取光學系統 15可以以箭頭A的方向移動，以讀取放置在文檔讀取板14上的文檔上的文本和圖像。文檔讀取光學系統15獲得的圖像信號被輸入到處理/控制電路21。處理/控制電路21基于輸入的圖像信號以下列方式形成圖像。處理/控制電路21還控制圖像形成設備1的各個單元的操作。設置在圖像形成設備1下部的紙張容納單元30包括三個給紙器31_1、31_2和 31_3。給紙器31_1、31_2和31_3包含多張紙P，從而例如給紙器31_1、31_2和31_3中的每個給紙器都包含具有不同尺寸的一疊紙P。給紙器31_1、31_2和31_3構造為可以移動來重新填滿紙張P。紙張P通過拾取輥32從三個給紙器31_1、31_2和31_3中的例如所包含的紙張P 尺寸與文檔尺寸匹配的給紙器(例如，給紙器31_3)供給，并且被分離輥33—張一張地分開。紙張P通過傳送輥34沿箭頭B的方向向上傳輸，并且在紙張P的傳輸定時已被備用輥 35調節(jié)之后被進一步傳輸。以下將描述備用輥35之后的傳輸。圖像形成單元20還包括手動給紙托盤22。手動給紙托盤22可以繞著其下端部分折疊。用戶可以打開手動給紙托盤22，將紙張放置在手動給紙托盤22上，從而放置在手動給紙托盤22上的紙張可以沿著箭頭C的方向供給。圖像形成單元20在其中央部分包括感光體51，感光體51沿箭頭D指示的方向旋轉。充電單元52、顯影裝置60、電荷消除單元M和清潔器55布置在感光體51周圍。曝光單元53布置在感光體51上方。轉印單元56放置在以下所述的中間轉印帶71在轉印單元 56和感光體51之間被保持的位置上。感光體51具有圓柱形。感光體51被充電來存儲電荷，并且被曝光來釋放電荷。從而，在感光體51的表面上形成靜電潛像。充電單元52將感光體51的表面充電到某一充電電位。曝光單元53從處理/控制電路21接收圖像信號，并且輸出已經根據所接收到的圖像信號進行調制的光束531。沿著箭頭D的方向旋轉的感光體51的表面上被充電單元 52充電的部分被光束531沿著感光體51的旋轉軸(在垂直于圖1的平面的方向上)重復掃描，從而在感光體51的表面上形成靜電潛像。通過顯影裝置60對利用光束531掃描感光體51而在感光體51的表面上形成的靜電潛像進行顯影，從而在感光體51的表面上形成調色劑圖像。顯影裝置60包括六個顯影單元61_1、61_2、61_3、61_4、61_5和61_6。顯影裝置60沿著箭頭E的方向旋轉，使得六個顯影單元61_1至61_6中的一個顯影單元(在圖1 中為顯影單元61_1)移動到面向感光體51的位置。通過面向感光體51的顯影單元(此處為顯影單元61_1)對在感光體51上形成的靜電潛像進行顯影，從而形成調色劑圖像。設置在顯影裝置60中的六個顯影單元61_1至61_6包含黃色(Y)、品紅(M)、青色 (C)和黑色(K)的調色劑，還包括兩種根據用戶應用的專色的調色劑，每個顯影單元包括其中的一種。在對感光體51上的靜電潛像進行顯影的過程中，包含要被使用的顏色的調色劑的顯影單元被旋轉到面向感光體51的位置上，面向感光體51的顯影單元使用該顯影單元中所包含的顏色的調色劑對靜電潛像進行顯影。根據用戶應用的專色的示例包括可以用來獲得光澤圖像的透明調色劑，以及其顏色被調整為用戶經常使用的顏色的調色劑。分別包含與六個顯影單元61_1至61_6中使用的調色劑顏色相同的調色劑的六個調色劑箱位于顯影裝置60的上方。當顯影單元61_1至61_6中的調色劑被消耗時，從分別包含與顯影單元61_1至61_6相對應的調色劑的調色劑箱62_1至62_6提供新的調色劑。通過顯影單元61_1至61_6的顯影操作而在感光體51上形成的調色劑圖像通過使用轉印單元56被轉印到中間轉印帶71上。轉印操作之后，通過電荷消除單元討對感光體51進行電荷消除。然后，清潔器55 去除轉印操作后殘留在感光體51上的調色劑。中間轉印帶71可以是一個環(huán)狀帶，其在多個輥72上繃緊并且沿著箭頭F的方向環(huán)行。轉印單元73位于中間轉印帶71附近的將紙張P的傳輸路徑保持在轉印單元73和一個輥72之間的位置上。而且，去除轉印單元73的轉印操作之后留在中間轉印帶71上的調色劑的清潔器74沿著中間轉印帶71的環(huán)行方向位于轉印單元73的下游。轉印單元73 和清潔器74配置為與中間轉印帶71自由地接觸或分離。當要形成一個多種顏色的圖像時，轉印單元73和清潔器74與中間轉印帶71分離。然后，使用一種特定顏色的調色劑在感光體51上形成調色劑圖像和將調色劑圖像轉印到中間轉印帶71上的操作隨著顯影裝置 60的旋轉而重復與多個顯影單元(所述多種顏色的調色劑)對應的次數。因此，多種顏色的調色劑的多個調色劑圖像被轉印到中間轉印帶71上，以便彼此疊加。之后，使轉印單元73與中間轉印帶71接觸。紙張P由備用輥35提供，從而當疊加的多種顏色的調色劑圖像到達布置有轉印單元73的轉印位置時，紙張P也到達了該轉印位置。在轉印位置處，中間轉印帶71上的多種顏色的調色劑圖像被使用轉印單元73轉印到紙張P上。其上轉印有調色劑圖像的紙張P沿著箭頭G所指的方向被進一步傳輸，并且被定影單元75加熱和加壓來定影調色劑圖像。在紙張P上形成由定影的調色劑圖像形成的圖像。通過定影單元75的紙張P沿著箭頭H所指的方向被進一步傳輸，然后被排放到紙張排放托盤23。清潔器74也移動，以便與中間轉印帶71接觸。在轉印單元73的轉印操作之后， 清潔器74從中間轉印帶71將殘留在中間轉印帶71上的調色劑去掉。圖像形成設備1還可以是能夠在紙張P的兩面上形成圖像的設備。當要在紙張P 的兩面上形成圖像時，以上述方法已經在紙張P的第一面上形成有圖像之后獲得的紙張P 不被排放到紙張排放托盤23上，而是被供給至導引元件36來改變紙張P的方向，并且通過傳送輥37沿著箭頭I指示的方向傳輸。之后，反轉傳輸方向，而導引元件38使得紙張P能夠通過傳送輥39沿著箭頭K指示的方向傳輸到達備用輥35。之后，以類似于上述的方式在紙張P的第二面上形成圖像。其兩面上都形成有圖像的紙張P被排放到紙張排放托盤23上。圖2是曝光單元53的透視圖。在圖2的圖示中，曝光單元53蓋子被揭開，暴露了其內部組件。電路板81固定至曝光單元53的外殼532，以及表面發(fā)射激光二極管82安裝在電
6路板81上。圖像信號電纜811和電源/調整控制信號電纜813也連接至電路板81，以及驅動電路812也安裝在電路板81上。安裝在電路板81上的激光二極管82可以是發(fā)射多激光束類型的激光二極管，曝光單元53利用多激光束基本同時地掃描圖1所示的感光體51。圖像信號電纜811和電源/調節(jié)控制信號電纜813用于從處理/控制電路21向電路板81傳送圖像信號、電功率、和各種調節(jié)控制信號。通過圖像信號電纜811傳送到電路板81的圖像信號被驅動電路812處理，并且被轉換成驅動信號，用以控制從激光二極管 82發(fā)射出的用于曝光的激光束。驅動信號然后被傳送到激光二極管82。響應于傳送的驅動信號，激光二極管82發(fā)射多個光束。而且，通過電源/調節(jié)控制信號電纜813傳送的電功率被用來操作電路板81以及驅動激光二極管82。通過電源/調整控制信號電纜813傳送的調整控制信號被用來使驅動電路812驅動激光二極管82以調整光量。除了圖像信號電纜811和電源/調節(jié)控制信號電纜813之外，用于傳送掃描啟動定時信號的定時信號電纜814和用于控制曝光單元53的電機的電機驅動電纜815還連接在曝光單元53和處理/ 控制電路21之間。包括旋轉多面鏡83和多個其他光學元件的光學系統布置在曝光單元53的外殼 532 中。圖3圖示了圖2所示的激光二極管82中的發(fā)光元件的布置。激光二極管82包括32個發(fā)光元件821的二維陣列。32個發(fā)光元件821在第一方向V和與第一方向V相交的第二方向U上二維布置。更具體地講，32個發(fā)光元件821以下列方式布置在第一方向V上并排布置的8個發(fā)光元件構成的四排在第二方向U上并排布置。所述的四排是布置在圖3的右端的第一排R1、第二排R2、第三排R3和在左端的第四排 R4。發(fā)光元件821的每一個均可以是垂直腔表面發(fā)射激光器(VCSEL)發(fā)光元件，并且在與其上布置有發(fā)光元件821的激光二極管82的基板的表面相交的方向上發(fā)射激光束。根據該示例性實施例的激光二極管82具有32個發(fā)光元件821。在這32個發(fā)光元件821中，由實線表示的17個發(fā)光元件821A布置在圖3的上部，并且根據圖像信號發(fā)射光束。布置在圖3下部的其他15個發(fā)光元件821B和821C不根據圖像信號發(fā)射光束。更具體地講，圖像信號電纜811(圖2)具有多個芯線，與發(fā)光元件對應的圖像信號沿著這些芯線從處理/控制電路21傳輸到電路板81。然而，在上述的15個發(fā)光元件82IB和82IC中，布置在圖3下部的12個發(fā)光元件未被分配芯線，因此沒有信號傳輸到圖像信號電纜811 (圖 2)。類似于布置在圖3的上部的17個發(fā)光元件821A，在15個發(fā)光元件821B和821C中，布置在上側的3個發(fā)光元件82IB被分配有用于將信號傳輸到圖像信號電纜811 (見圖2)的芯線。然而，通過這些芯線僅僅傳輸制造期間用于進行調節(jié)的信號，而不傳輸圖像信號。僅僅在制造曝光單元53時的光路調節(jié)期間，這三個發(fā)光元件821B才連同實線所表示的17個發(fā)光元件821A —起發(fā)射光束。換句話說，在32個發(fā)光元件821中，布置在圖3上部的17個發(fā)光元件821A根據圖像信號發(fā)射光束。此處，這17個發(fā)光元件821A對應于根據本發(fā)明的一個示例性實施例的“多個發(fā)光元件，每個發(fā)光元件均發(fā)射根據圖像信號進行調制的光束”的實例。對激光二極管82的32個發(fā)光元件821中的正使用的發(fā)光元件的數量進行限制， 可以降低發(fā)光元件分布的范圍。而且，從遠離發(fā)光元件分布中心的發(fā)光元件821通過透鏡和反射鏡所發(fā)射出的光束中的每個光束的束斑(beam spot)的展開區(qū)域小于例如從分散在大范圍上的32個發(fā)光元件發(fā)出的光束中的每個光束的束斑的展開區(qū)域。圖4和圖5分別是設置在圖2所示的曝光單元53的外殼中的光學系統的平面圖和透視圖。從激光二極管82發(fā)出的多個光束531通過準直透鏡84(collimator lens)和孔徑85傳輸，到達半反射鏡86。半反射鏡86對一些入射光束進行反射，反射光束531a輸入到光學傳感器88用于檢測通過聚光透鏡87的光量。光學傳感器88獲得的光接收信號被傳輸到圖2所示的電路板81，而電路板81上的驅動電路812根據接收到的信號調節(jié)將從激光二極管82發(fā)出的光束的光量。在圖5中，從激光二極管82發(fā)出的光束由多條線表示，而在圖4中為了方便這些光束僅由一條線來表示。傳輸通過半反射鏡86的多個光束經過柱狀透鏡89到達旋轉多面鏡(多邊形反射鏡)83。旋轉多面鏡83在其周邊表面831上具有反射鏡，并且沿與旋轉角度對應的偏轉方向來反射入射光束。旋轉多面鏡83沿箭頭L的方向旋轉，并且反射光束沿箭頭M指示的偏轉方向被重復地偏轉。如圖3所示，激光二極管82的發(fā)光元件821在第一方向V和第二方向U上二維布置，其中第一方向V是沿旋轉的旋轉多面鏡83的旋轉軸延伸的方向。因此，旋轉多面鏡83 在一個方向上偏轉，在該方向上，在發(fā)光元件821A之中，由布置在第一方向V上的多個發(fā)光元件(即，沿第一方向V延伸的四排Rl、R2、R3和R4中的某一排上布置的多個發(fā)光元件) 發(fā)出的多個光束基本同時傳播通過偏轉方向上的一個點。旋轉多面鏡83的偏轉使得來自圖3所示的發(fā)光元件821A中最右側的第一排Rl中布置的發(fā)光元件的光束傳播通過該點， 并隨后使得來自左側相鄰的第二排R2中布置的發(fā)光元件的光束傳播通過該點。而且，也能夠使來自左側相鄰的第三排R3中布置的發(fā)光元件的光束和來自布置在第四排R4中的發(fā)光元件的光束依次傳播通過該點。被旋轉多面鏡83反射的光束傳播通過f θ透鏡90，并且被柱狀透鏡91向上反射從而向上傳播，并且在光路返回的方向上被平面反射鏡92反射。被平面反射鏡92反射的光束在 ·θ透鏡90和旋轉多面鏡83上方傳播，并且被柱狀透鏡93向下反射。然后，光束通過外殼532上形成的開口 533(見圖幻從外殼532向下發(fā)射。如圖1所示，從曝光單元 53的外殼532發(fā)出的光束531沿著感光體51的旋轉軸對感光體51進行掃描，從而在感光體51上形成靜電潛像。f θ透鏡90、柱狀反射鏡91、平面反射鏡92和柱狀反射鏡93中的每一個都對應于根據本發(fā)明的一個示例性實施例的掃描光學系統的一個示例。反射鏡(reflecting mirror) 94布置在旋轉多面鏡83對光束進行偏轉的范圍R 內的檢測點SS上(圖5)，并且其處在用于掃描感光體51的掃描區(qū)域S的外部。平面反射鏡92反射的光束在一個掃描開始定時被反射鏡94反射。被反射鏡94反射的反射束531b 傳播通過聚光透鏡95并且進入定時檢測光學傳感器96。定時檢測光學傳感器96根據旋轉多面鏡83的旋轉來檢測掃描區(qū)域S內光束的掃描開始定時，以便基于圖像信號調整光束發(fā)射定時。定時檢測光學傳感器96獲得的光接收信號通過圖2所示的定時信號電纜814被傳輸到處理/控制電路21。處理/控制電路21 基于光接收信號產生定時調整圖像信號，并且將該定時調整圖像信號傳輸到電路板81。因此，從激光二極管82發(fā)出光束531，光束531的光量已經根據光學傳感器88的光接收信號進行了調整并且已經根據圖像信號進行了調制，其中所述圖像信號的定時已經根據光學傳感器96的光接收信號進行了調整。圖6是示出使激光二極管82發(fā)射光束的驅動電路812和處理/控制電路21的構造的框圖。在圖6中，除了處理/控制電路21和驅動電路812之外，還示出了激光二極管 82和定時檢測光學傳感器96。定時檢測光學傳感器96包括兩個光電二極管961a和961b(以下也被稱為“第一光電二極管961a”和“第二光電二極管961b”)，對應于入射光量的電流流經這兩個光電二極管；兩個放大器96 和962b，其將光電二極管961a和961b中的電流轉變?yōu)殡妷翰⑶覍﹄妷哼M行放大；以及比較器963，其對這兩個信號的放大電壓進行比較。在兩個放大器96 和96 中的放大器962的輸出端上施加偏置電壓E。圖7A和圖7B分別示出了定時檢測光學傳感器96的光電二極管961a和961b，以及波形。圖7A示出了兩個光電二極管961a和961b的布置，而圖7B示出了來自兩個放大器96 和962b的輸出電壓Va和Vb的波形和表示比較器963的輸出的信號SOS的波形。兩個光電二極管961a和961b彼此相鄰地布置，并且在光束根據旋轉多面鏡83的旋轉來傳播的方向上并排布置。當傳播通過定時檢測光學傳感器96時，光束在第一光電二極管961a上傳播然后在第二光電二極管961b上傳播。在這種情況下，如圖7B所示，來自放大器96 和962b的輸出電壓Va和Vb依次顯示出峰值。比較器963輸出信號SOS，信號 SOS是當對應于第二光電二極管961b的放大器962b的輸出電壓Vb超過對應于第一光電二極管961a的放大器96 的輸出電壓Va時的開始定時信號。如果兩個光電二極管961a和 961b中的任意一個都沒有接收到光，偏置電壓E(見圖6)可以防止信號SOS的狀態(tài)由于噪聲等而變得不穩(wěn)定。定時檢測光學傳感器96在光束從第一光電二極管96 Ia移至第二光電二極管96 Ib 的定時輸出來自比較器963的開始定時信號SOS。即，開始定時信號表示光束傳播通過檢測點SS (見圖幻的定時，換句話說是一次掃描的開始定時。此處，定時檢測光學傳感器96 輸出開始定時信號SOS的定時的準確性可能受到放大器96 和962b的輸出電壓Va和Vb 的波形曲線的影響，即，可能受到兩個光電二極管961a和961b所接收到的光量的變化曲線的影響。返回參照圖6，處理/控制電路21包括振蕩器211、時鐘同步電路212、計數器電路 213、定時電路214、視頻存儲器Mll至M14、M21至M24、M31至M34和M41至M45 (以下稱為 “視頻存儲器Mll至M45”)和檢測光控制電路216。圖6中未示出視頻存儲器M31至M34。時鐘同步電路212接收來自定時檢測光學傳感器96的開始定時信號SOS和振蕩器211產生的時鐘信號。時鐘同步電路212輸出與開始定時信號SOS同步的視頻時鐘信號。 計數器電路213對自接收到開始定時信號SOS以后的視頻時鐘的數量進行計數，并且輸出表示自接收到開始定時信號SOS之后所經歷的時間的計數信號。定時電路214根據所述計數信號將讀取允許信號LSl至LS4分別輸出至發(fā)光元件 821的排Rl至R4，LS1至LS4表示經過預定讀取允許時間。定時電路214還在緊隨用于使計數開始的開始定時信號SOS之后輸出檢測光定時信號DET以發(fā)射用于獲得該開始定時信號SOS的定時檢測光。17個視頻存儲器Mll至M45被設置為對應于圖3所示的17個發(fā)光元件821A。視頻存儲器Mil至M45中的每一個可以是先進先出(FIFO)存儲器，并且存儲用于使發(fā)光元件 821A中對應的一個基于要由曝光單元53形成的圖像的數據來發(fā)射光束的數據。根據來自定時電路214的讀取允許信號LSl至LS4的定時從視頻存儲器Mll至M45讀取數據并且將其作為圖像信號SGll至SG14、SG21至SG24、SG31至SG34和SG41至SG45(下文稱為“圖像信號SGll至SG45”)輸出。驅動電路812根據圖像信號SGll至SG45來驅動激光二級管82的發(fā)光元件 821A(見圖3)。隨后，發(fā)光元件821A發(fā)出已根據圖像信號SGll至SG45調制的光束。圖像信號SGll至SG14對應于在圖3的上部布置的17個發(fā)光元件821A中第一排Rl中由實線表示的從上開始以降序布置的四個發(fā)光元件。圖像信號SG21至SGM對應于第二排R2中的從上開始以降序布置的四個發(fā)光元件。圖像信號SG31至SG34(未示出)對應于第三排 R3中從上開始以降序布置的四個發(fā)光元件。圖像信號SG41至SG45對應于第四排R4中從上開始以降序布置的五個發(fā)光元件。檢測光控制電路216根據檢測光定時信號DET輸出信號以發(fā)射光來檢測掃描開始定時。這些信號從處理/控制電路21輸出以便被疊加到圖像信號SG12至SG14上，并且僅被提供給對應于圖像信號SG12至SG14的發(fā)光元件。此處，定時檢測光學傳感器96對應于根據本發(fā)明的示例性實施例的檢測器的一個示例，而處理/控制電路21對應于根據本發(fā)明的示例性實施例的光發(fā)射控制器的一個示例。圖8示出了圖3所示的發(fā)光元件中要根據圖像信號驅動的發(fā)光元件，并且還示出了入射光束的光量。在圖8中，入射到圖7A所示的兩個光電二極管961a和961b中的第二光電二極管961b上的光量被表示為入射到定時檢測光學傳感器96 (見圖6)上的光量。圖8所示的17個發(fā)光元件821A發(fā)射與來自圖6所示的處理/控制電路21的圖像信號SGll至SG45對應的光束。在光束傳播通過檢測點SS(見圖幻時，處理/控制電路21的檢測光控制電路216僅僅使17個發(fā)光元件中根據圖像信號發(fā)射光束的那些發(fā)光元件發(fā)射光。特別地，在17個發(fā)光元件821A中，使在內部發(fā)光元件(即，除了處于投影平面 w兩端的發(fā)光元件821AB和821AC之外的發(fā)光元件)中沿第一方向V的一排中的多個發(fā)光元件發(fā)光。投影平面w是在二維陣列的平面上在與第一方向V垂直的方向W ( S卩，與第一方向V形成直角)上所投射的。在該排上，使多個連續(xù)發(fā)光元件發(fā)光。此處，處理/控制電路 21的檢測光控制電路216僅僅使17個發(fā)光元件821A中除了投影平面w的兩端的發(fā)光元件 821AB和821AC之外的內部發(fā)光元件之中布置在第一排Rl中的三個發(fā)光元件821AA發(fā)光。 艮口，在光束傳播通過檢測點SS(見圖5)時，從三個發(fā)光元件821AA發(fā)出的三個光束進入定時檢測光學傳感器96，并且根據三個光束的光量來輸出開始定時信號SOS。圖8所示的17個發(fā)光元件821A沿第一方向V分布在圖4和5所示的準直透鏡84 和柱狀透鏡89的光軸的兩側和在旋轉多面鏡83的每個周邊表面831的旋轉軸方向上的中心位置0(以下稱為“中心位置0”)的兩側。此處，從位于投影平面w的遠離中心位置0的一端的發(fā)光元件821AB發(fā)射的光束傳播通過各透鏡遠離其光軸的邊緣，從而導致大的像差 (aberration) 0因此，與光束從內部發(fā)光元件發(fā)出時相比，通過旋轉多面鏡83和各個透鏡入射到定時檢測光學傳感器96上的光束的束斑分散在較大的區(qū)域上。這同樣適用于從處于投影平面w另一端的發(fā)光元件821AC發(fā)出的光束。束斑的分散還出現在光束偏轉方向上。因此，當從兩端的發(fā)光元件821AB和821AC發(fā)射的光束由于其偏轉而傳播穿過定時檢測光學傳感器96時獲得的定時檢測光學傳感器96中的光量的變化比從各個內部發(fā)光元件發(fā)射的光束中的光量變化慢。圖8左側的曲線圖表示當從一個發(fā)光元件821A發(fā)射的光束傳播通過定時檢測光學傳感器96時獲得的光量P的變化的示例。在圖8中，以舉例方式示出了從布置在第四排 R4中的5個發(fā)光元件發(fā)出的光束的光量P的變化。從遠離中心位置0的兩端的發(fā)光元件 82IAB和821AC發(fā)出的光束比從其他發(fā)光元件發(fā)出的光束變化慢。定時檢測光學傳感器96接收到的實際光量，更具體地講是圖7A所示的光電二極管961a和961b中的每一個接收到的光量，等于發(fā)射光束的光量的總和(Σ )。在該示例性實施例中，處理/控制電路21僅僅使除了處于投影平面w兩端的發(fā)光元件821ΑΒ和821AC 之外的內部發(fā)光元件中沿第一方向V的一排中的多個發(fā)光元件發(fā)光。更具體地講，使第一排Rl中的三個發(fā)光元件82IAA發(fā)光。因此，光量變化相對較慢的光束不進入定時檢測光學傳感器96，并且定時檢測光學傳感器96所接收到的光量的變化Q比例如當光束從包括處于兩端的發(fā)光元件821ΑΒ和 821AC的第四排R4中的發(fā)光元件發(fā)出時獲得的光量的變化Q'更快。因此，由于光電二極管靈敏度變化或者由于外部噪聲導致的光束傳播通過定時檢測光學傳感器96的定時的檢測準確性的變化很小。因此，光束傳播通過定時檢測光學傳感器96的定時的檢測準確性比當也使發(fā)光元件821ΑΒ和821AC發(fā)射光束時的更高。而且，由于在四排Rl至R4中，可以使用首先傳播通過定時檢測光學傳感器96的從第一排Rl中的發(fā)光元件821ΑΑ發(fā)射的光束，也因此可以比當使用從任何其他排中的發(fā)光元件發(fā)出的光束時更快地檢測到開始定時信號SOS。因此，此后，可以維持更長的處理時間。而且，在該示例性實施例中，處理/控制電路21可以使第一排Rl中的三個連續(xù)的發(fā)光元件821AA發(fā)光。例如，與在發(fā)光的三個發(fā)光元件之間布置未發(fā)光的發(fā)光元件的情況相比，從發(fā)光元件821AA發(fā)出的光束中的每一個的像差可以使束斑分散在較小的區(qū)域上。 因此，可以獲得用以檢測光束傳播通過定時檢測光學傳感器96的定時所需的光量，而不會降低傳播定時的檢測準確性。而且，在該示例性實施例中，處理/控制電路21使布置在四排Rl至R4中的第一排Rl中的發(fā)光元件821AA發(fā)光，以使得首先傳播通過偏轉方向上的一個點的光束被發(fā)射。 因此，與使布置在其他排中的發(fā)光元件發(fā)光時相比，檢測開始定時信號SOS的定時會更早， 并且可以執(zhí)行更多的處理直至輸出圖像信號為止。圖9是圖示來自圖6所示的各模塊的信號的時序圖。在圖9中，在該時序圖的上部，示出了入射到定時檢測光學傳感器96的光電二極管961a和961b上的光量。在圖9中，定時檢測光學傳感器96的第二光電二極管961b所接收到的光量用實線表示，而第一光電二極管961a接收到的光量用虛線表示。根據旋轉多面鏡83的旋轉，當來自發(fā)光元件的光束傳播通過布置了定時檢測光學傳感器96的檢測點時，光量增加。如參照圖7B所示，當對應于第二光電二極管961b的放大器962b的輸出電壓Vb超過對應于第一光電二極管961a的放大器96 的輸出電壓Va時，輸出開始定時信號SOS。開始定時信號SOS表示光束傳播通過檢測點SS (見圖幻的傳播定時?；陂_始定時信號SOS輸出檢測光定時信號DET和讀取允許信號LSl至LS4。在包括當光束在下一次掃描時傳播通過檢測點的定時在內的一段時間內，基于開始定時信號 SOS輸出檢測光定時信號DET。通過從開始定時信號SOS的定時開始對視頻時鐘的數量進行計數來獲得輸出檢測光定時信號DET的定時。根據對應于排Rl至R4(見圖8)的光束傳播通過掃描區(qū)域S (見圖5)的定時，輸出讀取允許信號LSl至LS4。產生對應于讀取允許信號LSl至LS4的圖像信號SGl至SG45。因此，圖像信號SGll至SG45是基于從定時檢測光學傳感器96接收到的光量所確定的開始定時信號SOS的定時產生的。在該示例性實施例中，定時檢測光學傳感器96接收僅僅來自布置在第一排Rl中的三個發(fā)光元件821AA(見圖8)的光束，從而使得開始定時信號SOS的檢測準確性高于從包括發(fā)光元件821AB和821AC在內的發(fā)光元件接收光束的情況。因此，輸出圖像信號SGll至SG45的定時的檢測準確性可以較高，并且每次掃描時被光束照射的感光體51的位置的檢測準確性也較高。在圖9中，示出了圖像信號SGll至SG45中的圖像信號SG12至SG14、SG21至SGM、 SG31至SG34、以及SG41至SG45。根據圖像信號SGll至SG45從17個發(fā)光元件821A發(fā)射出光束。發(fā)射用于檢測掃描開始定時的光束的信號被疊加在圖像信號SGll至SG45中對應于三個發(fā)光元件821AA的圖像信號SG12至SG14上。變型已經描述了一個示例性實施例。在變型中，發(fā)射用于檢測掃描開始定時的光束的發(fā)光元件所處的位置與該示例性實施例中的不同。以下將描述這種變型。以下變型與上述示例性實施例的不同之處在于兩個方面發(fā)射用于檢測掃描開始定時的光束的發(fā)光元件的位置；和對應的模塊。其他構造與上述示例性實施例的相同，因此將參照與上述示例性實施例中相同的標號來描述除了不同部分之外的其他部分。圖10示出了一個變型中的發(fā)光元件的布置。在圖10所示的發(fā)光元件821A的布置中，相對于在圖8所示的上述示例性實施例中的三個發(fā)光元件821AA的位置，發(fā)射用于檢測光掃描開始定時的光束的三個發(fā)光元件 82IAD的位置在第一排Rl中移動了一個發(fā)光元件。即使在圖10所示的變型中，定時檢測光學傳感器96接收到的光量也可以比例如當使包括兩端的發(fā)光元件821AB和821AC在內的第四排R4中的發(fā)光元件發(fā)射光束時獲得的光量變化更快。因此，光束傳播通過定時檢測光學傳感器96的定時的檢測準確性可以比也使發(fā)光元件82IAB和82IAC發(fā)射光束的更高。在上述示例性實施例中，以設置在激光二極管82中的32個發(fā)光元件中的17個發(fā)光元件為例描述了根據本發(fā)明示例性實施例的“多個發(fā)光元件，每個發(fā)光元件均發(fā)射根據圖像信號調制的光束圖像信號”。然而，本發(fā)明不限于該示例性實施例。例如，每個均發(fā)射根據圖像信號調制的光束的發(fā)光元件的數量可以是17之外的任意數量，或者可以使用設置在激光二極管82中的所有發(fā)光元件。而且，在上述示例性實施例中，以在光束傳播通過檢測點SS時使三個發(fā)光元件發(fā)光的處理/控制電路21為例描述了根據本發(fā)明示例性實施例的光發(fā)射控制器。然而，本發(fā)明不限于該示例性實施例。在光束傳播通過檢測點SS時發(fā)光的發(fā)光元件的數量可以是任意數量，只要發(fā)射的光束在傳播通過檢測點SS時能夠被檢測器(定時檢測光學傳感器96) 檢測到即可。如果檢測器檢測到光束，例如，根據用于圖像形成的發(fā)光元件的尺寸和檢測器
12性能可以使用兩個發(fā)光元件或者可以使用多于三個發(fā)光元件。而且，在上述示例性實施例中，以布置在第一排Rl中的發(fā)光元件821AA為例描述了光束傳播通過檢測點SS時使得發(fā)光的發(fā)光元件。然而，本發(fā)明不限于上述示例性實施例，并且可以使布置在第二排和后續(xù)排中的發(fā)光元件在傳播通過檢測點SS時發(fā)光。注意， 第一排Rl中的發(fā)光元件821AA比使用其他排上的發(fā)光元件時使得傳播定時能夠被更快地檢測到。而且，在上述示例性實施例中，以包括兩個光電二極管961a和961b并且根據對應信號的比較結果輸出開始定時信號的定時檢測光學傳感器96為例，描述了根據本發(fā)明的示例性實施例的檢測器。然而，根據本發(fā)明示例性實施例的檢測器不限于定時檢測光學傳感器96，例如可以使用包括單個光電二極管并且對輸出信號和預定參考電平進行比較的類型的檢測器。而且，在上述示例性實施例中，以包括六個顯影單元61_1至61_6和單個感光體51 的圖像形成設備1為例描述了根據本發(fā)明示例性實施例的圖像形成設備。然而，根據本發(fā)明的示例性實施例的圖像形成設備不限于圖像形成設備1。例如，可以使用所謂的級聯設備 (tandem apparatus)或者專用于單色圖像形成的設備。而且，在上述示例性實施例中，包括文檔讀取單元10的圖像形成設備1被用作圖像形成設備的示例。然而，根據本發(fā)明示例性實施例的圖像形成設備可以是打印機或傳真機。為了示出和說明的目的提供了上述的本發(fā)明示例性實施例的描述。其目的不是為了窮舉或者將本發(fā)明限定于所公開的準確形式。顯然地，許多變型和變化對于所屬領域的技術人員來說將是顯然的。選擇和描述這些實施例是為了更好地解釋本發(fā)明的原理及其實際應用，以使得所屬領域的其他技術人員能夠理解本發(fā)明的各種實施例以及各種變型也適用于想到的特定應用。其目的旨在本發(fā)明的范圍由權利要求及其等價物來限定。
權利要求
1.一種光掃描設備，包括光源，其包括多個發(fā)光元件，每個發(fā)光元件均發(fā)射根據圖像信號調制的光束，所述多個發(fā)光元件沿第一方向和與第一方向相交的第二方向二維布置；旋轉多面鏡，其被從光源發(fā)出的多個光束照射，所述多個光束二維布置，以及在所述旋轉多面鏡旋轉的同時，其在根據旋轉角度的偏轉方向上對從沿第一方向布置的多個發(fā)光元件發(fā)出的多個光束進行反射和偏轉，使得所述多個光束基本同時傳播通過偏轉方向上的一個占.I /… 掃描光學系統，其將被旋轉多面鏡反射和偏轉的所述多個光束引導到要被掃描的對象，并且使所述多個光束在要被掃描的對象上進行掃描；檢測器，對光束傳播通過檢測點的傳播定時進行檢測，所述檢測點位于旋轉多面鏡對光束進行偏轉的區(qū)域內，并且位于用于對要被掃描的對象進行掃描的掃描區(qū)域的外部；以及光發(fā)射控制器，在所述多個光束傳播通過檢測點時，該光發(fā)射控制器僅使除了位于投影平面兩端的發(fā)光元件之外的內部發(fā)光元件中沿第一方向布置成一排的多個發(fā)光元件發(fā)光，所述投影平面是當二維布置的所述多個發(fā)光元件在與二維布置了所述多個發(fā)光元件的二維平面中的第一方向垂直的方向上進行投影時獲得的平面。
2.根據權利要求1所述的光掃描設備，其中所述光發(fā)射控制器使沿第一方向布置成一排的多個連續(xù)發(fā)光元件發(fā)光，所述多個連續(xù)發(fā)光元件是除了位于所述投影平面兩端的發(fā)光元件以外的多個發(fā)光元件。
3.一種圖像形成設備，包括感光體，通過對所述感光體進行曝光，在其上形成潛像；以及曝光單元，其利用根據圖像信號調制的光束對感光體進行掃描，以對所述感光體曝光來在所述感光體上形成潛像， 所述曝光單元包括光源，其包括多個發(fā)光元件，每個發(fā)光元件均發(fā)射根據圖像信號調制的光束，所述多個發(fā)光元件沿第一方向和與第一方向相交的第二方向二維布置；旋轉多面鏡，其被從光源發(fā)出的多個光束照射，所述多個光束二維布置，以及在旋轉多面鏡旋轉的同時，其在根據旋轉角度的偏轉方向上對從沿第一方向布置的多個發(fā)光元件發(fā)出的多個光束進行反射和偏轉，使得所述多個光束基本同時傳播通過偏轉方向上的一個光點。掃描光學系統，其將被旋轉多面鏡反射和偏轉的所述多個光束引導到要被掃描的對象上，并且使所述多個光束在要被掃描的對象上進行掃描；檢測器，其對光束傳播通過檢測點的傳播定時進行檢測，所述檢測點位于旋轉多面鏡對光束進行偏轉的區(qū)域內，并且位于用于對要被掃描的對象進行掃描的掃描區(qū)域的外部； 以及光發(fā)射控制器，在所述多個光束傳播通過檢測點時，該光發(fā)射控制器僅使除了位于投影平面兩端的發(fā)光元件之外的內部發(fā)光元件中沿第一方向布置成一排的多個發(fā)光元件發(fā)光，所述投影平面是當二維布置的所述多個發(fā)光元件在與二維布置了所述多個發(fā)光元件的二維平面中的第一方向垂直的方向上進行投影時獲得的平面。
全文摘要
本發(fā)明公開了光掃描設備及圖像形成設備。光掃描設備包括光源、旋轉多面鏡、掃描光學系統、檢測器和光發(fā)射控制器。光源包括多個發(fā)光元件，每個均發(fā)射根據圖像信號調制的光束。旋轉多面鏡被從光源發(fā)射的多個光束照射。旋轉多面鏡在根據旋轉角度的偏轉方向上反射和偏轉從布置在第一方向上的多個發(fā)光元件發(fā)射的多個光束，使得多個光束基本同時地傳播通過偏轉方向上的一個點。掃描光學系統將被旋轉多面鏡反射和偏轉的多個光束指引到要被掃描的對象。檢測器對光束傳播通過檢測點的傳播定時進行檢測。在多個光束傳播通過檢測點時，光發(fā)射控制器僅使除了位于投影平面兩端的發(fā)光元件之外的內部發(fā)光元件中布置在第一方向上的一排上的多個發(fā)光元件發(fā)光。
文檔編號G02B26/12GK102466879SQ20111018957
公開日2012年5月23日 申請日期2011年7月7日 優(yōu)先權日2010年11月10日
發(fā)明者大類俊治, 崎田智明, 比佐文哉 申請人:富士施樂株式會社