(57)【要約】特にカラーレーザプリンタに対して有用な光学システム（１０）。ブラック、マゼンタ、シアン、並びに、イェローの各色に対して１つずつの４つの画像形成システムが設けられる。各画像形成システムは個別のプレ-スキャン・アセンブリ（３０，４０，７０，８０）及びポスト-スキャン光学アセンブリ（１１０，１２０，１３０，１４０）を有する。２つのスキャニング・ポリゴン（５２，９２）が設けられ、各スキャニング・ポリゴンが２つの画像形成システムによって共有される。各スキャニング・ポリゴンによって共有されたプレ-スキャン光学アセンブリの双方は略同様の鏡像角度でスキャニング・アセンブリ（５０，９０）の同一側に設けられて、スキャン画像トンボ合わせ誤差を低減する。プレ-スキャン及びポスト-スキャンの光学アセンブリは改善された調節能力を有する。
2005528636.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザスキャニング・カラー画像形成装置であって、
第１、第２、第３、並びに、第４のプレ-スキャン光学アセンブリと、
第１、第２、第３、並びに、第４のポスト-スキャン光学アセンブリと、
各々が回転可能なポリゴン反射鏡と該ポリゴン反射鏡が回転する中心の軸線とを含む第１及び第２のスキャニング・アセンブリと、を備え、
前記プレ-スキャン光学アセンブリの内の２と前記ポスト-スキャン光学アセンブリの内の２つとが前記スキャニング・アセンブリの内の一方と作動的に関連され、且つ、前記プレ-スキャン光学アセンブリの内の他の２つと前記ポスト-スキャン光学アセンブリの内の他の２つとが前記スキャニング・アセンブリの内の他方と作動的に関連されており、
前記第１、第２、第３、並びに、第４のポスト-スキャン・アセンブリの各々が、第１及び第２のｆ-θレンズとそれら第１及び第２のｆ-θレンズを保持するフレーム部材とを含むことから成る画像形成装置。
【請求項２】
前記第１、第２、第３、並びに、第４のポスト-スキャン・アセンブリの各々が、スキャン画像ラインを有する折り返しミラーと、前記フレーム部材を前記折り返しミラーの前記スキャン画像ラインに対して接続する旋回手段とを含む、請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記第１及び第２のプレ-スキャン・アセンブリの一方が前記第１ポリゴン反射鏡の前記軸線周りに回転可能なプレート上に配置されている、請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記第３及び第４のプレ-スキャン・アセンブリの一方が前記第２ポリゴン反射鏡の前記軸線周りに回転可能なプレート上に配置されている、請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記第１及び第２のプレ-スキャン・アセンブリの一方が前記第１ポリゴン反射鏡の前記軸線周りに回転可能なプレート上に配置されている、請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記第３及び第４のプレ-スキャン・アセンブリの一方が前記第２ポリゴン反射鏡の前記軸線周りに回転可能なプレート上に配置されている、請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
レーザスキャニング装置用のポスト-スキャニング・アセンブリであって、
スキャン画像ラインを有する折り返しミラーと、
第１及び第２のｆ-θレンズと、
前記第１及び第２のｆ-θレンズが上に取り付けられた調節可能なフレームと、
を備えるポスト-スキャニング・アセンブリ。
【請求項８】
前記フレームが前記折り返しミラーの前記スキャン画像ラインに対して旋回可能に取り付けられている、請求項７に記載のポスト-スキャニング・アセンブリ。
【請求項９】
カラーレーザプリンタであって、
第１ポリゴン軸線周りに回転可能である第１ポリゴン反射鏡と、
作動的に配置されて、生じさせた光ビームを前記第１ポリゴン反射鏡に方向付ける第１及び第２のプレ-スキャン・アセンブリと、
前記第１ポリゴン反射鏡から第１及び第２のスキャニング・ビームの形態で反射された光を受け取るように構成される共に配列された第１及び第２のポスト-スキャン光学アセンブリであり、前記第１ポスト-スキャン光学アセンブリが前記第１プレ-スキャン・センブリから生じさせられた反射光を受け取り、そして前記第２ポスト-スキャン光学アセンブリが前記第２プレ-スキャン・アセンブリから生じさせられた反射光を受け取ることから成る第１及び第２のポスト-スキャン光学アセンブリと、
前記第１ポスト-スキャン光学アセンブリからの反射スキャニング・ビームを受け取るように作動的に配列された第１光導電性ドラムと、
前記第２ポスト-スキャン光学アセンブリからの反射スキャニング・ビームを受け取るように作動的に配列された第２光導電性ドラムと、
前記第１及び第２のポスト-スキャン光学アセンブリ各々が、スキャン画像ラインを有する折り返しミラー、フレーム、並びに、該フレームに結着された第１及び第２のｆ-θレンズを含むことと、
を含むことから成るプリンタ。
【請求項１０】
前記フレームが前記折り返しミラーの前記スキャン画像ラインに対して旋回する、請求項９に記載のプリンタ。
【請求項１１】
前記第１スキャニング・ビーム及び前記第２スキャニング・ビームが、それぞれ反対方向に前記第１及び第２の光導電性ドラムを移動する、請求項１０に記載のプリンタ。
【請求項１２】
前記第１プレ-スキャン・アセンブリが第１プレ-スキャン・プレート上に取り付けられ且つ前記第２プレ-スキャン・アセンブリが第２プレ-スキャン・プレート上に取り付けられ、前記第１及び第２のプレ-スキャン・プレートの内の少なくとも一方が前記第１ポリゴン反射鏡の前記軸線周りに旋回可能である、請求項１１に記載のプリンタ。
【請求項１３】
前記第１プレ-スキャン・アセンブリが第１プレ-スキャン・プレート上に取り付けられ且つ前記第２プレ-スキャン・アセンブリが第２プレ-スキャン・プレート上に取り付けられ、前記第１及び第２のプレ-スキャン・プレートの内の少なくとも一方が前記第１ポリゴン反射鏡の前記軸線周りに旋回可能である、請求項９に記載のプリンタ。
【請求項１４】
前記第１スキャニング・ビーム及び前記第２スキャニング・ビームが、それぞれ反対方向に前記第１及び第２の光導電性ドラムを移動する、請求項１３に記載のプリンタ。
【請求項１５】
前記第１スキャニング・ビーム及び前記第２スキャニング・ビームが、それぞれ反対方向に前記第１及び第２の光導電性ドラムを移動する、請求項９に記載のプリンタ。
【請求項１６】
請求項９に記載の前記プリンタであって、
第２ポリゴン軸線周りに回転可能である第２ポリゴン反射鏡と、
作動的に配置されて、生じさせた光ビームを前記第２ポリゴン反射鏡に方向付ける第３及び第４のプレ-スキャン・アセンブリと、
前記第２ポリゴン反射鏡から第３及び第４のスキャニング・ビームの形態で反射された光を受け取るように構成される共に配列された第３及び第４のポスト-スキャン光学アセンブリであり、前記第３ポスト-スキャン光学アセンブリが前記第３プレ-スキャン・センブリから生じさせられた反射光を受け取り、そして前記第４ポスト-スキャン光学アセンブリが前記第４プレ-スキャン・アセンブリから生じさせられた反射光を受け取ることから成る第３及び第４のポスト-スキャン光学アセンブリと、
前記第３ポスト-スキャン光学アセンブリからの反射スキャニング・ビームを受け取るように作動的に配列された第３光導電性ドラムと、
前記第４ポスト-スキャン光学アセンブリからの反射スキャニング・ビームを受け取るように作動的に配列された第４光導電性ドラムと、
前記第３及び第４のポスト-スキャン光学アセンブリ各々が、スキャン画像ラインを有する折り返しミラー、フレーム、並びに、該フレームに結着された第１及び第２のｆ-θレンズを含むことと、
を更に含むことから成るプリンタ。
【請求項１７】
前記第１スキャニング・ビーム及び前記第２スキャニング・ビームが、それぞれ反対方向に前記第１及び第２の光導電性ドラムを移動し、そして、前記第３スキャニング・ビーム及び前記第４スキャニング・ビームが、それぞれ反対方向に前記第３及び第４の光導電性ドラムを移動する、請求項１６に記載のプリンタ。
【請求項１８】
前記第１、第２、第３、並びに、第４のプレ-スキャン・アセンブリが第１、第２、第３、並びに、第４のプレ-スキャン・プレート上にそれぞれ取り付けられ、前記第１及び第２のプレ-スキャン・プレートの内の少なくとも一方が前記第１ポリゴン反射鏡の前記軸線周りに旋回可能であり、前記第３及び第４のプレ-スキャン・プレートの内の他方が前記第２ポリゴン反射鏡の前記軸線周りに旋回可能である、請求項１６に記載のプリンタ。
【請求項１９】
第１軸線周りに回転可能な第１ポリゴン反射鏡を有するスキャニング・アセンブリを含むレーザスキャニング画像形成装置用のプレ-スキャン・アセンブリであって、
前記第１ポリゴン反射鏡で光の第１ビームを放出する第１レーザダイオード平行化モジュールと、前記第１ポリゴン反射鏡で光の第２ビームを放出する第２レーザダイオード平行化モジュールとを含み、それら第１及び第２のレーザダイオード平行化モジュールの双方が、少なくとも一方が前記第１軸線周りに回転可能である第１及び第２のプレ-スキャン・プレート上に取り付けられていることから成るプレ-スキャン・アセンブリ。
【請求項２０】
前記第１及び第２のプレ-スキャン・プレートの双方が前記第１軸線周りに回転可能である、請求項１９に記載のプレ-スキャン・アセンブリ。
【請求項２１】
前記第１及び第２のレーザダイオード平行化モジュールが、略同様の鏡像角度で且つ前記第１ポリゴン反射鏡から略同様の隔たりで前記第１ポリゴン反射鏡の同一側に配置されている、請求項１９に記載のプレ-スキャン・アセンブリ。
【請求項２２】
前記第１及び第２のプレ-スキャン・プレートの双方が前記第１軸線周りに回転可能である、請求項２１に記載のプレ-スキャン・アセンブリ。
【請求項２３】
第２軸線周りに回転可能な第２ポリゴン反射鏡を更に有するスキャニング・システムを含むレーザスキャニング画像形成装置用の請求項１９に記載の前記プレ-スキャン・アセンブリであって、
前記第２ポリゴン反射鏡で光の第３ビームを放出する第３レーザダイオード平行化モジュールと、前記第２ポリゴン反射鏡で光の第４ビームを放出する第４レーザダイオード平行化モジュールとを含み、それら第３及び第４のレーザダイオード平行化モジュールの双方が、少なくとも一方が前記第２軸線周りに回転可能である第３及び第４のプレ-スキャン・プレート上に取り付けられていることから成るプレ-スキャン・アセンブリ。
【請求項２４】
前記第３及び第４のプレ-スキャン・プレートの双方が前記第２軸線周りに回転可能である、請求項２３に記載のプレ-スキャン・アセンブリ。
【請求項２５】
前記第１及び第２のレーザダイオード平行化モジュールが、略同様の鏡像角度で且つ前記第１ポリゴン反射鏡から略同様の隔たりで前記第１ポリゴン反射鏡の同一側に配置され、そして、前記第３及び第４のレーザダイオード平行化モジュールが、略同様の鏡像角度で且つ前記第２ポリゴン反射鏡から略同様の隔たりで前記第２ポリゴン反射鏡の同一側に配置されている、請求項２３に記載のプレ-スキャン・アセンブリ。
【請求項２６】
前記第１、第２、第３、並びに、第４のレーザダイオード平行化ダイオードの各々が、略同様の鏡像角度で且つ前記第１及び第２のポリゴン反射鏡から略同様の隔たりで前記第１及び第２のポリゴン反射鏡の同一側に配置されている、請求項２５に記載のプレ-スキャン・アセンブリ。
【請求項２７】
前記第１及び第２のプレ-スキャン・プレートが前記第１軸線周りに回転可能であり、そして、前記第３及び第４のプレ-スキャン・プレートが前記第２軸線周りに回転可能である、請求項２６に記載のプレ-スキャン・アセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はレーザスキャニング装置に関して、より詳細にはカラーレーザプリンタにおける光学システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザプリンタに使用される光学システムは、プレ-スキャン光学サブシステム、スキャニング・サブシステム、及び、ポスト-スキャン・サブシステムの３つのサブシステムを有することで特徴付けされ得て、各々がそれぞれの構成要素を適切に位置決めするための適切な取り付けハードウェアを備える。典型的には、プレ-スキャン・サブシステムは、光源としての役割を果たす大きなビーム発散量のレーザダイオード、コリメータレンズ、並びに、プレ-スキャン・レンズを含む。コリメータレンズは、レーザダイオードによって放出された光から平行化ビームを作り出す。プレ-スキャン・レンズはその処理されたビームをウェスト(waist)に合焦する。
【０００３】
スキャンイング・サブシステムは、本質的には、モータ駆動の回転可能なポリゴン（多面）反射鏡であり、隣接する周囲ミラーの面或は小平面を有し、プリンタの動作中回転する。それらミラー面はプレ-スキャン・サブシステムからの平行化され且つ合焦されたビームを反射する。その反射鏡の回転方向は、レーザプリンタにおける感光性ドラム等のスキャン対象物に進むビームのスキャン方向を決定する。光学システムのセットアップ中、プレ-スキャン・システム構成要素はポリゴン反射鏡と適切に整列させられると共に、ポリゴン反射鏡による適切なビーム反射率のための適切な角度とされなければならない。
【０００４】
既知のポスト-スキャン光学システムはスキャニング・サブシステムのポリゴン反射鏡から反射された光ビームをレーザ印刷動作に適切なスポット・サイズを有するビームに変換するように機能すると共に、当業界ではｆ-シータ（θ）レンズ・システムとして知られて機能するレンズを含む。ｆ-θレンズ・システムは、特に、ポリゴン鏡面の回転角度における線形変化に対するスキャン対象物上での位置に関する略線形変化を作り出すために、スキャニング・ミラー回転角度θの関数としてのスキャン対象物上のスポットの位置的な配置を補償すべく機能する。ポスト-スキャン・システムは複数のｆ-θレンズを含み得る。加えてこのポスト-スキャン・システムは潜在的な小平面対小平面生成プロセス方向ジッターを最少化すべくプロセス方向修正を提供する。ポスト-スキャン光学サブシステムは１つ或はそれ以上の折り返しミラーをも含み得て、プリンタ装置の形状に適合する。レーザプリンタのセットアップ中、折り返しミラーの位置決めと、ｆ-θレンズ或はレンズ群を折り返しミラー・スキャン画像ラインとの適切な整列とを為す必要性があって、その結果、スキャン画像ビームは所望箇所で光導電性部材に衝突することになる。２つ或はそれ以上のｆ-θレンズが使用される場合、プリンタのセットアップはそれらｆ-θレンズの相互に対する適切な整列を更に要求する。かつてから知られるように、各々に対する個別の取り付けハードウェアは、各々が許容誤差を全体的なサブシステム許容誤差に寄与するように、アライメント（整列）困難性を構成或は混合する。
【０００５】
プレ-スキャン光学サブシステムはレーザダイオード源と回転可能なポリゴン反射鏡との間の光ビーム軸線を規定し、その軸線上のビーム径及び曲率を設定する。このサブシステムに使用される光学構成要素は、設計観点から相対的に複雑ではないが、プレ-スキャン光学サブシステムはレーザダイオードに結合されているサイズ及び効率性の理由のため高開口数の非常に短い焦点長の光学系を利用する。その結果、構成要素許容誤差及び配置精度に対する感度は非常に重要である。また、プレ-スキャン光学サブシステムは、ポリゴン反射鏡に対する精密な配置で、スキャン方向に直交する交差スキャン或はプロセス方向にビーム・ウエストを作り出すことが要求されている。それ故に、スキャニング・サブシステムに対するプレ-スキャン・システムの適切な配向或はアライメント（整列）が重要である。
【０００６】
カラーレーザプリンタは、ブラック、マゼンタ、シアン、並びに、イェローのトナーの各々に対して１つずつの４つの印刷ステーションを利用する。多かれ少なかれ独立したシステムとして各々が提供されることが知られており、各印刷ステーションが個別のプレ-スキャン、スキャニング、並びに、ポスト-スキャンのサブシステムを有する。それ故に、光学スキャニング・システムの３つの主要サブシステムの各構成要素は、各印刷ステーションに対する１回に対して、プリンタにおいて４倍提供される。
【０００７】
レーザプリンタの全体的なコストにおいて、光学システムを含む印刷ヘッドはより高価な構成要素の内の１つであり、光学システムはそのコストの実質的な部分である。レーザプリンタに対する光学システムの最も高価な構成要素はスキャニング・システムのポリゴンミラー／モータ構成要素である。４つのポリゴン反射鏡が使用されているカラープリンタにおいて、この最も高価な構成要素は４回供給される。
【０００８】
最高品質の印刷に対して４つのスキャニング・ビームでカラー画像を印刷するに際して、各印刷ヘッド画像形成システムによって作り出される配置誤差を最少化することが重要である。４つの印刷ヘッドからの誤差の混合は容認できない画像品質を生じ得る。各スキャン画像は、「トンボ合わせ」誤差として言及される位置決めに関する誤差を伴って、他のスキャンされた画像に対して正確な位置である必要がある。
【０００９】
よって、プレ-スキャン、スキャニング、並びに、ポスト-スキャンのサブシステムの構成要素を印刷ヘッド光学システム内において相互に整列する必要性ばかりではなく、一方の印刷ヘッドを他方の印刷ヘッドに対して整列する必要性もあり、４つのスキャン画像は相互に対して適切にトンボ合わせが行われて最高品質画像を作り出すように為す。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
当業界で必要とされていることは、光学的な性能要件に合致すべく、装置の組み立て及びセットアップを促進する一方で、コストを最少化すると共にトンボ合わせスキャン誤差を最少化するカラーレーザスキャニング装置に対する改善された光学システムである。
【００１１】
本発明は、各印刷ヘッドに対して個々別々のプレ-スキャン及びポスト-スキャンの光学アセンブリを含むカラーレーザ画像形成装置用のレーザ画像形成システムを提供するものである。２つの印刷ヘッドは共通のスキャニング・アセンブリを共有して、２つのみのスキャニング・アセンブリが４カラー装置に必要されるように為す。プレ-スキャン及びポスト-スキャンのアセンブリは調節に対して改善された構造を有する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、その一形態において、第１、第２、第３、並びに、第４のプレ-スキャン光学アセンブリ、第１、第２、第３、並び射、第４のポスト-スキャン光学アセンブリ、そして、第１及び第２のスキャニング・アセンブリを伴うレーザスキャニング・カラー画像形成装置を備える。各スキャニング・アセンブリは回転可能なポリゴン反射鏡と該ポリゴン反射鏡がその周りを回転する軸線とを含む。プレ-スキャン光学アセンブリの内の２つと、ポスト-スキャン光学アセンブリの内の２つとがスキャニング・アセンブリの内の１つと作動的に関連され、そして、プレ-スキャン光学アセンブリの内の他の２つと、ポスト-スキャン光学アセンブリの内の他の２つとがスキャニング・アセンブリの内の他方と作動的に関連されている。第１、第２、第３、並びに、第４のポスト-スキャン・アセンブリは、各々、第１及び第２のｆ-θレンズと該ｆ-θレンズを保持するフレーム部材とを含む。
【００１３】
本発明は、その別の形態において、レーザスキャニング装置用のポスト-スキャニング・アセンブリを備える。ポスト-スキャニング・アセンブリは、スキャン画像ラインを有する折り返しミラー、第１及び第２のｆ-θレンズ、並びに、調節可能フレームを含む。第１及び第２のｆ-θレンズはフレーム上に取り付けられる。
【００１４】
本発明は、その更なる形態において、第１ポリゴン軸線周りに回転可能な第１ポリゴン反射鏡と、生じさせた光ビームを前記第１ポリゴン反射鏡に仕向けるべく作動的に配置された第１及び第２のプレ-スキャン・アセンブリと、前記第１ポリゴン反射鏡から第１及び第２のスキャニング・ビームの形態で反射光を受け取るべく構成され且つ配列された第１及び第２のポスト-スキャン光学アセンブリとを伴うカラーレーザプリンタを備える。第１ポスト-スキャン光学アセンブリは第１プレ-スキャン・アセンブリから生じる反射光を受け取り、第２ポスト-スキャン光学アセンブリは第２プレ-スキャン・アセンブリから生じる反射光を受け取る。第１光導電性（ＰＣ）ドラムは第１ポスト-スキャン光学アセンブリから反射スキャニング・ビームを受け取るべく作動的に配列され、第２ＰＣドラムは第２ポスト-スキャン光学アセンブリから反射スキャニング・ビームを受け取るべく作動的に配列されている。第１及び第２のポスト-スキャン光学アセンブリ各々は、スキャン画像ライン、フレーム、並びに、該フレームに結着された第１及び第２のｆ-θレンズを含む。
【００１５】
本発明は、その更なる別の形態において、レーザスキャニング画像形成装置用のプレ-スキャン・アセンブリを備え、該装置が軸線周りに回転可能なポリゴン反射鏡を有するスキャニング・システムを含む。プレ-スキャン・アセンブリはポリゴン反射鏡で光の第１ビームを放出する第１レーザダイオード平行化モジュールと、ポリゴン反射鏡で光の第２ビームを放出する第２レーザダイオード平行化モジュールとを有する。第１及び第２のレーザ平行化モジュールは第１及び第２のプレ-スキャン・プレート上に取り付けられている。これら第１及び第２のプレ-スキャン・プレートの内の少なくとも一方はポリゴン反射鏡の軸線周りに回転可能である。
【００１６】
本発明の長所は、必要されるより高価な構成要素の数の低減とプリンタの対応するシステムにおける同等構成要素の使用とを通じて製造及び組み立てに対する低減されたコストで済むカラーレーザスキャニング装置を提供するものである。
【００１７】
別の長所は、簡略化された組み立て、セットアップ、並びに、装置の各種構成要素間の調節を為せるレーザスキャニング装置を提供するものである。
【００１８】
更に別の長所は、個々別々のカラー画像間のスキャン方向における低減されたトンボ合わせ誤差を有するレーザスキャニング装置を提供するものである。
【００１９】
この発明の上述した特徴及び長所やその他の特徴及び長所や、それらを達成するための方式等はより明らかになると共に、本発明は添付図面と連携されての本発明の実施例の以下の説明を参照することでより良好に理解頂けるであろう。
【００２０】
尚、幾つかの図面を通して対応する参照符号は対応するパーツを示している。ここでの例示は本発明の１つの好適実施例を説明するものであり、そうした例示は如何様にも本発明の範囲を限定するものと解釈されるべきではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
ここで特に図１の図面を参照すると、本発明に従ったレーザスキャニング・カラー画像形成装置１０が図示されている。装置１０は、ブラック、マゼンタ、シアン、並びに、イェローのトナーをそれぞれ印刷するための４つの印刷ヘッド１２，１４，１６，１８を含む。印刷ヘッド１２，１４，１６，１８は公知方式で動作して、静電潜像を光導電性ドラム２２，２４，２６，２８等の光導電性要素上にそれぞれ作り出す。現像ユニット（不図示）からのブラック、マゼンタ、シアン、並びに、イェローのトナーは光導電性ドラム２２，２４，２６，２８の上の潜像にそれぞれ付与される。トナー画像はその後、最終画像を受け入れるための所望の媒体に直接的或は間接的に付与され、そのトナー画像が熱及び圧力の付与を通じて定着ユニット（不図示）において媒体上に定着される。
【００２２】
ブラック画像を作り出すための印刷ヘッド１２はプレ-スキャン・アセンブリ３０を含む。そのレーザダイオード平行化モジュール３２はレーザダイオード及び平行化レンズ（不図示）を内部に有して、レーザビーム３４を放出する。レーザビーム３４は孔３６及びプレ-スキャン・レンズ３８を通過して、全て公知の方式でビーム３４のサイジング及び合焦を為す。
【００２３】
マゼンタ画像を作り出すための印刷ヘッド１４はプレ-スキャン・アセンブリ４０を含む。そのレーザダイオード平行化モジュール４２はレーザダイオード及び平行化レンズ（不図示）を内部に有して、レーザビーム４４を放出する。レーザビーム４４は孔４６及びプレ-スキャン・レンズ４８を通過して、全て公知の方式でビーム４４のサイジング及び合焦を為す。
【００２４】
印刷ヘッド１２及び印刷ヘッド１４は共通のスキャニング・アセンブリ５０を共有し、それは、図中に矢印５８で示された時計方向に回転すべくシャフト５６を介してモータ５４によって回転可能なポリゴン反射鏡５２を含む。プレ-スキャン光学アセンブリ３０及び４０からのレーザビーム３４及び４４は、それぞれ、反射鏡５２で方向付けられる。
【００２５】
シアン画像を作り出すための印刷ヘッド１６はプレ-スキャン・アセンブリ７０を含む。そのレーザダイオード平行化モジュール７２はレーザダイオード及び平行化レンズ（不図示）を内部に有して、レーザビーム７４を放出する。レーザビーム７４は孔７６及びプレ-スキャン・レンズ７８を通過して、全て公知の方式でビーム７４のサイジング及び合焦を為す。
【００２６】
イェロー画像を作り出すための印刷ヘッド１８はプレ-スキャン・アセンブリ８０を含む。そのレーザダイオード平行化モジュール８２はレーザダイオード及び平行化レンズ（不図示）を内部に有して、レーザビーム８４を放出する。レーザビーム８４は孔８６及びプレ-スキャン・レンズ８８を通過して、全て公知の方式でビーム８４のサイジング及び合焦を為す。
【００２７】
印刷ヘッド１６及び印刷ヘッド１８は共通のスキャニング・アセンブリ９０を共有し、それは、図中に矢印９８で示された時計方向に回転すべくシャフト９６を介してモータ９４によって回転可能なポリゴン反射鏡９２を含む。プレ-スキャン光学アセンブリ７０及び８０からのレーザビーム７４及び８４は、それぞれ、反射鏡９２で方向付けられる。
【００２８】
印刷ヘッド１２，１４，１６，１８に対するプレ-スキャン・アセンブリ３０，４０，７０，８０は、それぞれ、同等の光学構成要素を含み、それによって金型及び成形品の費用を最少化している。よって、レーザダイオード平行化モジュール３２，４２，７２，８２は、孔３６，４６，７６，８６やプレ-スキャン・レンズ３８，４８，７８，８８のように同等の構成要素である。印刷ヘッド１２及び１４は共通のスキャニング・アセンブリ５０を共有し、印刷ヘッド１６及び１８は共通のスキャニング・アセンブリ９０を共有している。それ故に、装置１０は該装置１０の内の最も高価な構成要素である２つのみのスキャニング・アセンブリを必要とするので、相当な経費がカラーレーザスキャニング装置１０に対する構成要素において節約される。スキャニング・アセンブリ５０及び９０は反射鏡５２，９２及びモータ５４，９４等の同等構成要素を含み、それによって金型及び成形品の費用を更に最少化し且つアセンブリを簡略する。
【００２９】
印刷ヘッド１２は、折り返しミラー１１２と、第１のｆ-θレンズ１１６及び第２のｆ-θレンズ１１８を保持する剛性フレーム１１４とを有するポスト-スキャン光学アセンブリ１１０を含む。剛性フレーム１１４は折り返しミラー１１２のスキャン画像ライン周りを旋回すべく取り付けられている。印刷ヘッド１４は、折り返しミラー１２２と、第１のｆ-θレンズ１２６及び第２のｆ-θレンズ１２８を保持する剛性フレーム１２４とを有するポスト-スキャン光学アセンブリ１２０を含む。剛性フレーム１２４は折り返しミラー１２２のスキャン画像ライン周りを旋回すべく取り付けられている。印刷ヘッド１６は、折り返しミラー１３２と、第１のｆ-θレンズ１３６及び第２のｆ-θレンズ１３８を保持する剛性フレーム１３４とを有するポスト-スキャン光学アセンブリ１３０を含む。剛性フレーム１３４は折り返しミラー１３２のスキャン画像ライン周りを旋回すべく取り付けられている。印刷ヘッド１８は、折り返しミラー１４２と、第１のｆ-θレンズ１４６及び第２のｆ-θレンズ１４８を保持する剛性フレーム１４４とを有するポスト-スキャン光学アセンブリ１４０を含む。剛性フレーム１４４は折り返しミラー１４２のスキャン画像ライン周りを旋回すべく取り付けられている。
【００３０】
よって、各印刷ヘッド１２，１４，１６，１８は、スキャニング・アセンブリ５０及び９０から光導電性ドラム２２，２４，２６，２８に向かってスキャンビーム３４，４４，７４，８４をそれぞれ送信する個別のポスト-スキャン・アセンブリ１１０，１２０，１３０，１４０を有する。ポスト-スキャン光学アセンブリ１１０はスキャニング・アセンブリ５０からレーザビーム３４を受け取る。折り返しミラー１１２は、第１のf-θレンズ１１６及び第２のｆ-θレンズ１１８を通って光導電性ドラム２２の表面へスキャンビーム３４を再方向付けして、画像ライン１６０をスキャンする。ポスト-スキャン光学アセンブリ１２０はスキャニング・アセンブリ５０からレーザビーム４４を受け取る。折り返しミラー１２２は、第１のf-θレンズ１２６及び第２のｆ-θレンズ１２８を通って光導電性ドラム２４の表面へスキャンビーム４４を再方向付けして、画像ライン１６２をスキャンする。ポスト-スキャン光学アセンブリ１３０はスキャニング・アセンブリ９０からレーザビーム７４を受け取る。折り返しミラー１３２は、第１のf-θレンズ１３６及び第２のｆ-θレンズ１３８を通って光導電性ドラム２６の表面へスキャンビーム７４を再方向付けして、画像ライン１６４をスキャンする。ポスト-スキャン光学アセンブリ１４０はスキャニング・アセンブリ９０からレーザビーム８４を受け取る。折り返しミラー１４２は、第１のf-θレンズ１４６及び第２のｆ-θレンズ１４８を通って光導電性ドラム２８の表面へスキャンビーム８４を再方向付けして、画像ライン１６６をスキャンする。各ポスト-スキャン光学アセンブリ１１０，１２０，１３０，１４０は同様の構成要素を含んで、金型及び成形品の費用が最少化されるように為す。よって、例えば折り返しミラー１１２，１２２，１３２，１４２は、それぞれの第１のｆ-θレンズ１１６，１２６，１３６，１４６とそれぞれの第２のｆ-θレンズ１１８，１２８，１３８，１４８のように同等構成要素である。
【００３１】
各プレ-スキャン光学アセンブリ３０，４０，７０，８０において同一プレ-スキャン光学要素の使用と各ポスト-スキャン光学アセンブリ１１０，１２０，１３０，１４０において同一のポスト-スキャン光学要素の使用とをそれぞれ可能とすべく、各印刷ヘッド１２，１４，１６，１８に対する光路は同等長でなければならない。プレ-スキャン光学アセンブリ４０が位置決めされたスキャニング・アセンブリ５０からの距離及び鏡像角と同様の距離及び鏡像角でスキャニング・アセンブリ５０からプレ-スキャン光学アセンブリ３０が位置決めされている。そのようにしてまた、プレ-スキャン光学アセンブリ７０及び８０はスキャニング・アセンブリ９０に対して同様の距離及び角度で位置決めされている。
【００３２】
スキャン方向のトンボ合わせ誤差を低減すべく、プレ-スキャン光学アセンブリ３０，４０はポスト-スキャン光学アセンブリ１１０，１２０や反射鏡５２からの反射ビーム３４，４４と同一側に位置決めされる。矢印５８で示される方向のシャフト５６によって規定される軸線周りに回転する反射鏡５２によって、レーザビーム３４は画像ライン１６０の矢印で示される方向に光導電性ドラム２２を横切るように為される。同時に、レーザビーム４４は、ドラム２２上のビーム３４の方向とは逆である、画像ライン１６２の矢印で示される方向に光導電性ドラム２４を横切るように為される。その結果として、蓄積される線形性湾曲はドラム２２及び２４の双方上におけるスキャン画像ラインに対して同一形状を有し、スキャン方向におけるトンボ合わせ誤差は最少化される。もしビーム３４及び４４がそれらの相対する側からそれぞれ反射鏡５２で方向付けされれば、蓄積される線形性湾曲は逆転し、結果としてのスキャン方向におけるトンボ合わせ誤差は最大化される。レーザビーム３４及び４４を、同一側からそして鏡像角であるが同一角度にわたって反射鏡５２に向かってそれぞれ方向付けることによって、それら線形性湾曲は密に符合し、ブラック及びマゼンタの画像に対するスキャン方向におけるトンボ合わせに関する誤差は最少化される。
【００３３】
同様にプレ-スキャン光学アセンブリ７０，８０はポスト-スキャン光学アセンブリ１３０，１４０や反射鏡９２からの反射ビーム７４，８４と同一側に位置決めされる。矢印９８で示される方向のシャフト９６によって規定される軸線周りに回転する反射鏡９２によって、レーザビーム７４は画像ライン１６４の矢印で示される方向に光導電性ドラム２６を横切るように為される。同時に、レーザビーム８４は、ドラム２６上のビーム７４の方向とは逆である、画像ライン１６６の矢印で示される方向に光導電性ドラム２８を横切るように為される。その結果として、蓄積される線形性湾曲はドラム２６及び２８の双方上におけるスキャン画像ラインに対して同一形状を有し、スキャン方向におけるトンボ合わせ誤差は最少化される。もしビーム７４及び８４がそれらの相対する側からそれぞれ反射鏡９２で方向付けされれば、蓄積される線形性湾曲は逆転し、結果としてのスキャン方向におけるトンボ合わせ誤差は最大化される。レーザビーム７４及び８４を、同一側からそして同一角度にわたって反射鏡９２に向かってそれぞれ方向付けることによって、それら線形性湾曲は密に符合し、シアン及びイェローの画像に対するスキャン方向におけるトンボ合わせに関する誤差は最少化される。
【００３４】
以上に記載された構成で、蓄積線形性誤差の両者の差は最少化され、そして、ドラム２２、２４、２６、並びに、２８におけるブラック、マゼンタ、シアン、並びに、イェローの画像の間におけるトンボ合わせ誤差は低減されて、より高品質な画像に至る。
【００３５】
第１及び第２のｆ-θレンズ対１１６及び１１８、１２６及び１２８、１３６及び１３８、１４６及び１４８は、それぞれ、フレーム１１４、１２４、１３４、並びに、１４４に堅固に取り付けられ、フレーム１１４、１２４、１３４、並びに、１４４は、それぞれ、軸１７０、１７２、１７４、並びに、１７６に旋回可能に取り付けられている（図２）。折り返しミラー１１２，１２２，１３２，１４２も、フレーム１１４，１２４，１３４，１４４とは独立している軸１７０，１７２，１７４，１７６に旋回可能に取り付けられている。装置１０の組み立て及び調節の間、折り返しミラー１１２，１２２，１３２，１４２は調節可能であり、フレーム１１４，１２４，１３４，１４４は回転可能であって、光導電性ドラム２２，２４，２６，２８に対するスキャンビーム３４，４４，７４，８４用の所望のプロセス箇所を達成する。第１及び第２のｆ-θレンズ対１１６及び１１８，１２６及び１２８，１３６及び１３８，１４６及び１４８はフレーム１１４，１２４，１３４，１４４にそれぞれ堅固に取り付けられているので、各レンズを独立して調節する必要がない。代わりに、第１及び第２のｆ-θレンズ１１６及び１１８，１２６及び１２８，１３６及び１３８，１４６及び１４８の各対は、フレーム１１４，１２４，１３４，１４４のそれぞれに堅固に取り付けられたユニット又は一体物として調節され、相対的なレンズ・アライメントを正確に制御する点における許容誤差を最少化する。
【００３６】
図２に示されるように、レーザダイオード平行化モジュール３２，４２，７２，８２はそれぞれプレート１８０，１８２，１８４，１８６上に取り付けられている。装置１０の組み立て、セットアップ、並びに、調節の間、プレート１８０は所望に応じて光導電性ドラム２２に対してブラック画像用のスキャン・ラインを整列させるべく回転可能である。次いでプレート１８０は、装置１０におけるフレーム（不図示）と連結されたロッキング装置（不図示）等によって然るべき場所に固定される。プレート１８２はシャフト５６によって規定される軸線周りに回転可能であって、ブラック画像に対するマゼンタ画像用のレーザビーム４４のスキュー調節を提供する。適切なスキュー調節後、プレート１８２は、プレート１８０或は装置１０におけるフレーム（不図示）に対するロッキング固定具（不図示）等によって然るべき位置にロックされる。プレート１８２及び１８０の回転は、反射鏡５２及びレーザダイオード平行化モジュール３２，３４の間の光路長を変更しない。
【００３７】
同様にして、プレート１８４及び１８６は、ブラック画像に対するシアン及びイェローの画像それぞれのスキュー調節のため、シャフト９６によって規定される軸線周りに回転可能である。プレート１８４及び１８６も装置１０におけるフレーム（不図示）に対するロッキング装置（不図示）等によって然るべき場所に固定される。プレート１８４及び１８６の回転は反射鏡９２及びレーザダイオード平行化モジュール３６，３８の間の光路長を変更しない。
【００３８】
以上に記載された構造によって、所望の光路長及び関係は、レーザビーム３４，４４，７４，８４のスキュー及びプロセス方向関係を調節している一方で維持され得る。
【００３９】
当業者に周知なように、スキャン開示信号及びスキャン終了信号は、レーザスキャンを同期化すべく、且つ、温度変化に伴って生じ得るトンボ合わせに関するドリフトを検出すべく必要とされる。ミラー・アセンブリ１９０及びビーム検出センサ１９２は、図１の最前面に示されるそれらの側方における各フレーム１１４，１２４，１３４，１４４上に設けられている。各フレーム１１４，１２４，１３４，１４４は、図１の最前面に示される側方とは逆の側方にミラー・アセンブリ２００及びビーム検出センサ２０２を更に含む。フレーム１４４に対する１つのみのミラー・アセンブリ２００と１つのみのビーム検出センサ２０２が図２に示されているが、理解して頂けるように、フレーム１１４，１２４，１３４も同様のミラー・アセンブリ２００及びビーム検出センサ２０２を有することである。光導電性ドラム２２上にスキャンされるブラック画像と導電性ドラム２６上にスキャンされるシアン画像に対して、センサ１９２はスキャン開始信号を提供し、そしてセンサ２０２はスキャン終了信号を提供する。光導電性ドラム２４上にスキャンされるマゼンタ画像と導電性ドラム２８上にスキャンされるイェロー画像に対して、センサ２０２はスキャン開始信号を提供し、そしてセンサ１９２はスキャン終了信号を提供する。
【００４０】
本発明は、２つの印刷ヘッドに対して１つのポリゴン反射鏡を利用することによって且つ組み立て及びセットアップの手続きを簡略化することによって、低減されたコストのカラーレーザプリンタ等用の光学的システムを提供するものである。プレ-スキャン・システムに対する取り付けプレートやｆ-θレンズに対するフレームを含むプリンタ内での固定は、光路長変更無しに、スキュー及びプロセス方向の調節能力を提供する。その結果、同様の光学構成要素が各印刷ヘッド内で使用可能である。光学システム配向はスキャン方向のトンボ合わせ誤差を低減し、印刷品質を改善している。
【００４１】
この発明は好適な設計を有するように記載されたが、本発明はこの開示の精神及び範囲内で更に変更され得る。それ故にこの出願は、その一般的な原理を用いて本発明の如何なる変形、用途、或は、改作物をも包含すべく意図されている。更にこの出願は、本発明が関連すると共に添付の特許請求の範囲の制限内に収まると共に当業界における公知或は慣習的な実践内に入るような本開示からのそうした逸脱をも包含すべく意図されている。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】図１は、主要な複数の光学構成要素を示している本発明の光学システムの斜視図である。
【図２】図２は、図１に示された光学システムの斜視図であるが、複数の光学構成要素に対する様々な取り付けプラットフォームをも示している。
【符号の説明】
【００４３】
１０    カラーレーザスキャニング画像形成装置
１２，１４，１６，１８    印刷ヘッド
３２，４２，７２，８２    レーザダイオード平行化モジュール
３４，４４，７４、８４    レーザビーム
５０，９０    共通スキャニング・アセンブリ
５６，９６    シャフト
５２，９２    回転可能なポリゴン反射鏡
３０，４０，７０，８０    プレ-スキャン光学アセンブリ
２２，２４，２６，２８    光導電性ドラム
１１０，１２０，１３０，１４０    ポスト-スキャン光学アセンブリ
１１２，１２２，１３２，１４２    折り返しミラー
１１６，１２６，１３６，１４６，１１８，１２８，１３８，１４８    ｆ-θレンズ
１６０，１６２，１６４，１６６    画像ライン
１１４，１２４，１３４，１４４    フレーム
【図１】
2005528636.tif 000003
【図２】
2005528636.tif 000004
【国際調査報告】
2005528636.tif 000005