DISPOSITIVO DE ESCANEADO OPTICO MULTI-HAZ Y APARATO PARA LA FORMACION DE IMAGENES QUE LO UTILIZA.
Dispositivo de escaneado óptico multi-haz que un dispositivo fuente de luz (1) que comprende una serie de elementos emisores de luz (1a,
1b) que tienen una separación en una dirección principal de escaneado; un espejo poligonal rotativo (5) configurado para desviar para el escaneado una serie de haces de luz emitidos desde dichos elementos emisores de luz; un primer sistema óptico (LA) configurado para formar imágenes, en una sección de subescaneado, de la serie de haces de luz procedentes de dicha serie de elementos emisores de luz sobre una superficie deflectora (5a, 5b) de dicho espejo poligonal rotativo; y un segundo sistema óptico (6) configurado para formar imagen de la serie de haces de luz desviados para el escaneado por la superficie deflectora de dicho espejo poligonal rotativo sobre una superficie (7) a escanear; en el que, en la sección de subescaneado, la superficie deflectora de dicho espejo poligonal rotativo y la superficie a escanear se encuentran en relación conjugada entre sí, caracterizado porque: cada uno de la serie de haces de luz incidentes sobre la superficie deflectora de dicho espejo poligonal rotativo incide desde una dirección oblicua en la sección de subescaneado, con respecto a un plano perpendicular a un eje de rotación de dicho espejo poligonal rotativo, en el que, cuando una dirección hacia el lado de abajo en una dirección del movimiento de la superficie a escanear se define como dirección más en la dirección de subescaneado, mientras que la dirección hacia el lado de arriba en la dirección de movimiento de la superficie a escanear se define como dirección menos en la dirección de subescaneado, cada uno de la serie de haces de luz incidentes sobre la superficie deflectora de dicho espejo poligonal rotativo incide desde una dirección oblicua menos en la dirección de subescaneado con respecto a un plano perpendicular al eje de rotación de dicho espejo poligonal rotativo, de manera que, bajo las condiciones mencionadas, el aumento de formación de imágenes en la sección de subescaneado de dicho segundo sistema óptico sobre el eje óptico y entre la superficie deflectora de dicho espejo poligonal rotativo y la superficie a escanear es mayor que el aumento de formación de imágenes en la sección de subescaneado de dicho segundo sistema óptico entre la superficie deflectora de dicho espejo poligonal rotativo y la superficie a escanear en la parte extrema en el lado de inicio del escaneado del haz de luz que escanea la superficie a escanear, y en el que el aumento de formación de imágenes en la sección de subescaneado de dicho segundo sistema óptico sobre el eje óptico y entre la superficie deflectora de dicho espejo poligonal rotativo y la superficie a escanear es menor que el aumento de formación de imágenes en la sección de subescaneado de dicho segundo sistema óptico entre la superficie deflectora de dicho espejo poligonal rotativo y la superficie a escanear en la parte extrema en el lado de terminación del escaneado del haz de luz que escanea la superficie a escanear. comprende:
Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E08011506.
Solicitante: CANON KABUSHIKI KAISHA.
Nacionalidad solicitante: Japón.
Dirección: 30-2, SHIMOMARUKO 3-CHOME,OHTA-KU TOKYO.
Inventor/es: ISHIBE,YOSHIHIRO.
Fecha de Publicación: .
Fecha Solicitud PCT: 25 de Junio de 2008.
Fecha Concesión Europea: 15 de Septiembre de 2010.
Clasificación Internacional de Patentes:
- B41J2/47B1
- G02B26/12D
- G02B26/12F
Clasificación PCT:
- B41J2/47 TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES. › B41 IMPRENTA; MAQUINAS COMPONEDORAS DE LINEAS; MAQUINAS DE ESCRIBIR; SELLOS. › B41J MAQUINAS DE ESCRIBIR; MECANISMOS DE IMPRESION SELECTIVA, es decir, MECANISMOS QUE IMPRIMEN DE OTRA MANERA QUE NO SEA POR UTILIZACION DE FORMAS DE IMPRESION; CORRECCION DE ERRORES TIPOGRAFICOS (composición B41B; impresión sobre superficies especiales B41F; marcado para el lavado B41K; raspadores, gomas o dispositivos para borrar B43L 19/00; productos fluidos para corregir errores tipográficos por recubrimiento C09D 10/00; registro en materia de medidas G01; reconocimiento o presentación de datos, marcado de soportes de registro en forma numérica, p. ej. por punzonado, G06K; aparatos de franqueo o aparatos de impresión y entrega de tiquets G07B; conmutadores eléctricos para teclados, en general H01H 13/70, H03K 17/94; codificación en relación con teclados o dispositivos similares, en general H03M 11/00; emisores o receptores para transmisión de información numérica H04L; transmisión o reproducción de imágenes o de dibujos invariables en el tiempo, p. ej. transmisiones en facsímil, H04N 1/00; mecanismos de impresión especialmente adaptados para aparatos, p. ej. para cajas-registradoras, máquinas de pesar, produciendo un registro de su propio funcionamiento, ver las clases apropiadas). › B41J 2/00 Máquinas de escribir o mecanismos de impresión selectiva caracterizados por el procedimiento de impresión o de marcado para el cual son concebidas (montaje, arreglo o disposición de los tipos o de las matrices B41J 1/00; procedimientos de marcado B41M 5/00; estructura o fabricación de las cabezas, p. ej. cabezas de variación de inducción, para el registro por magnetización o desmagnetización de un soporte de registro G11B 5/127; cabezas para la reproducción de información capacitiva G11B 9/07). › que utilizan la combinación de barrido y de modulación de la luz.
- G02B26/12 FISICA. › G02 OPTICA. › G02B ELEMENTOS, SISTEMAS O APARATOS OPTICOS (G02F tiene prioridad; elementos ópticos especialmente adaptados para ser utilizados en los dispositivos o sistemas de iluminación F21V 1/00 - F21V 13/00; instrumentos de medida, ver la subclase correspondiente de G01, p. ej. telémetros ópticos G01C; ensayos de los elementos, sistemas o aparatos ópticos G01M 11/00; gafas G02C; aparatos o disposiciones para tomar fotografías, para proyectarlas o para verlas G03B; lentes acústicas G10K 11/30; "óptica" electrónica e iónica H01J; "óptica" de rayos X H01J, H05G 1/00; elementos ópticos combinados estructuralmente con tubos de descarga eléctrica H01J 5/16, H01J 29/89, H01J 37/22; "óptica" de microondas H01Q; combinación de elementos ópticos con receptores de televisión H04N 5/72; sistemas o disposiciones ópticas en los sistemas de televisión en colores H04N 9/00; disposiciones para la calefacción especialmente adaptadas a superficies transparentes o reflectoras H05B 3/84). › G02B 26/00 Dispositivos o sistemas ópticos que utilizan elementos ópticos móviles o deformables para controlar la intensidad, el color, la fase, la polarización o la dirección de la luz, p. ej. conmutación, apertura de puerta o modulación (elementos móviles de dispositivos de iluminación para el control de la luz F21V; dispositivos o sistemas especialmente adaptados para medir las características de la luz G01J; dispositivos o sistemas cuyo funcionamiento óptico se modifica por el cambio de las propiedades ópticas del medio que constituyen estos dispositivos o sistemas G02F 1/00; control de la luz en general G05D 25/00; control de las fuentes de luz H01S 3/10, H05B 39/00 - H05B 47/00). › que utilizan espejos de caras múltiples.
- H04N1/113 ELECTRICIDAD. › H04 TECNICA DE LAS COMUNICACIONES ELECTRICAS. › H04N TRANSMISION DE IMAGENES, p. ej. TELEVISION. › H04N 1/00 Exploración, transmisión o reproducción de documentos o similares, p. ej. transmisión facsímil; Sus detalles. › utilizando espejos oscilantes o rotatorios.
- H04N1/191 H04N 1/00 […] › comprendiendo el conjunto un conjunto unidimensional.
Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania, Letonia, Ex República Yugoslava de Macedonia, Albania.
Fragmento de la descripción:
SECTOR DE LA INVENCIÓN Y TÉCNICAS RELACIONADAS
La presente invención se refiere a un dispositivo de escaneado óptico multi-haz y a un aparato para la formación de imágenes que lo utiliza. La presente invención es utilizable de manera adecuada en un aparato para la formación de imágenes tal como una impresora con haz de rayos láser (LBP), máquina copiadora digital o una impresora multifunción que tienen, por ejemplo, un proceso electrofotográfico. Más particularmente, la presente invención se refiere a un dispositivo de escaneado óptico multi-haz que utiliza una serie de fuentes de luz (elementos emisores de luz) como medios de fuente de luz a efectos de conseguir una mayor velocidad y mayor densidad de impresión, haciendo referencia también a un aparato para la formación de imágenes que dispone de dicho dispositivo de escaneado óptico.
Se han hecho varias propuestas con respecto a dispositivos de escaneado óptico multi-haz utilizando una serie de fuentes luminosas (elementos emisores de luz) como medios fuente de luz (ver documento de Patente 1 y 2).
La figura 45 muestra una vista en sección en la dirección principal de escaneado (vista en sección de escaneado principal) de una parte principal de dicho dispositivo de escaneado óptico multi-haz.
Se ha indicado en el dibujo con el numeral -1-una fuente de luz (fuente de luz multi-haz) que comprende un láser semiconductor multi-haz monolítico que tiene una serie de elementos emisores de luz (puntos de emisión de luz), dos en la figura 45, a saber, el elemento emisor de luz -A-y elemento emisor de luz -B-.
Cada uno de los haces de luz emitidos desde los elementos emisores de luz -A-y -B-es transformado en un haz de luz paralelo por medio de una lente colimadora -2-. A continuación, convergen, mediante una lente cilíndrica -4-, solamente en la dirección de subescaneado y, a continuación, es conformado por un tope de apertura -3-. El haz de luz conformado por el tope de apertura -3-es proyectado con una forma de línea focal que se extiende en la dirección principal de escaneado, sobre una superficie deflectora -5a-de un espejo poligonal -5-, que es un espejo poligonal rotativo.
Los elementos de la lente colimadora -2-y la lente cilíndrica -4-descritos en lo anterior son componentes de un sistema óptico de entrada LA.
Cada uno de los haces de luz desviados para el escaneado por el espejo poligonal -5-, que es rotativo con una velocidad angular constante en la dirección de la flecha -5c-del dibujo, es recogido en forma de punto sobre la superficie a escanear -7-(tambor fotosensible), por medio de un sistema
formador de imágenes ópticas (sistema de lentes fθ) -6-. La luz escanea la superficie a escanear a una velocidad constante en la dirección de la flecha -7b-según el dibujo.
En este caso, el sistema de lentes fθ -6-está formado por dos conjuntos: primeras lentes fθ -6a-y segundas lentes fθ -6b-.
En un dispositivo de escaneado óptico multi-haz de este tipo, si una serie de elementos emisores de luz -A-y -B-son dispuestos verticalmente a lo largo de la dirección de subescaneado mostrada en la figura 46, la separación (paso) de las líneas de escaneado sobre la superficie a escanear en la dirección de subescaneado resulta más ancha que la densidad de impresión.
Teniendo ello en consideración, de manera general, una serie de elementos emisores de luz -A-y -B-son dispuestos diagonalmente tal como se ha mostrado en la figura 47 y, ajustando el ángulo de oblicuidad δ, se ajusta la separación de las líneas de escaneado sobre la superficie a escanear -7-en la dirección de subescaneado para adaptarse de manera precisa a la densidad de impresión. [Documentos de Patentes]
1. Solicitud de Patente japonesa publicada Nº 2004-302062
2. Solicitud de Patente japonesa publicada Nº 2004-070108
En aparatos para la formación de imágenes tales como LBP de color o máquinas copiadoras de color digitales, se utiliza frecuentemente un dispositivo de escaneado óptico multi-haz tal como el que se ha descrito para cumplir con las exigencias de una mayor velocidad.
Además, a efectos de cumplir con la exigencia de reducción de tamaño, se escanea una serie de superficies a escanear mediante un espejo poligonal rotativo único, tal como se propone por el documento de Patente 2 y, con este objetivo, por ejemplo, se dispone una estructura tal que un haz de luz es incidente sobre una superficie perpendicular al eje de rotación de la superficie deflectora del espejo poligonal rotativo oblicuamente en la dirección de subescaneado (a continuación se hará referencia a ello
como “sistema óptico de escaneado con incidencia oblicua”).
En el dispositivo de escaneado óptico multi-haz que se ha descrito, es importante que el aumento en la formación de la imagen del sistema de lentes fθ en la sección de subescaneado (dirección de subescaneado), entre la superficie deflectora del espejo poligonal rotativo y la superficie de escaneado, resulte uniforme en la totalidad de la zona efectiva de imagen.
La razón de ello es que, si el aumento de la imagen del sistema de lentes fθ en la sección de subescaneado no es uniforme, el paso de la línea de escaneado de múltiples haces sobre la superficie a escanear en la dirección de subescaneado no puede ser regular dentro de la zona de imagen efectiva.
No obstante, si en un sistema óptico de escaneado con incidencia oblicua se utiliza una fuente de luz multi-haz tal como la que se ha descrito y si el aumento en la formación de la imagen del sistema de lentes fθ en la sección de subescaneado se hace constante en la totalidad de la zona efectiva de escaneado, se produce el siguiente problema. A saber, si el aumento de la imagen se hace constante, el paso de la línea de escaneado de varios haces en la dirección de subescaneado sobre la superficie a escanear resulta diferente entre el lado del inicio de escaneado y el lado del final del escaneado.
Esto se explicará a continuación de manera más detallada, haciendo referencia a los dibujos.
La figura 48 es una vista en sección (vista en sección de escaneado principal) en la dirección principal de escaneado de la parte principal de un dispositivo de escaneado óptico multi-haz que está formado por un sistema óptico de escaneado con incidencia oblicua que tiene una fuente de luz multi-haz.
Se ha indicado con el numeral -1-en la figura 48 una fuente de luz que comprende un láser multi-semiconductor (fuente de luz multi-haz) que tiene dos elementos emisores de luz (fuentes de luz) -1a-y -1b-.
En la figura 48, la dirección de escaneado principal se llama un eje Y, y la dirección en la que los rayos de luz emitidos desde la fuente de luz -1-avanzan (es decir, la dirección en la que los rayos de luz avanzan en paralelo al eje óptico de la lente colimadora) se llama un eje X. La dirección de subescaneado que es perpendicular al eje X y al eje Y se llama eje Z. Cuando se observa desde la dirección de la flecha -O-, los dos elementos emisores de
luz -1a-y -1b-son tales como los mostrados en la figura 49. En este caso, los dos elementos emisores de luz -1a-y -1b-están dispuestos diagonalmente y, al ajustar el ángulo diagonal δ, la separación de las líneas de escaneado sobre la superficie de escaneado -7-en la dirección de subescaneado se ajusta para adaptarse de manera precisa a la densidad de impresión.
Dos haces de luz emitidos desde los dos elementos emisores de luz -1a-y -1b-(solamente se ha mostrado un haz de luz en la figura 48 a efectos de simplicidad) se transforman en haces de luz paralelos por la lente colimadora -2-, y a continuación convergen solamente en la dirección de subescaneado por la lente cilíndrica -4-. Los dos haces de luz, que han convergido solamente en la dirección de subescaneado por la acción de la lente cilíndrica -4-, pasan a través del tope de apertura -3-mediante el cual se ajusta la forma en sección de los mismos. A continuación, estos haces de luz son transformados en una forma de línea focal que se prolonga en la dirección de escaneado principal sobre la superficie deflectora -5a-del espejo poligonal rotativo (espejo poligonal) -5-que es un dispositivo deflector.
Los elementos de la lente colimadora -2-y de la lente cilíndrica -4-que se han descrito son componentes de un sistema óptico de...
Reivindicaciones:
1. Dispositivo de escaneado óptico multi-haz que
comprende:
un dispositivo fuente de luz (1) que comprende una serie de elementos emisores de luz (1a, 1b) que tienen una separación en una dirección principal de escaneado;
un espejo poligonal rotativo (5) configurado para desviar para el escaneado una serie de haces de luz emitidos desde dichos elementos emisores de luz;
un primer sistema óptico (LA) configurado para formar imágenes, en una sección de subescaneado, de la serie de haces de luz procedentes de dicha serie de elementos emisores de luz sobre una superficie deflectora (5a, 5b) de dicho espejo poligonal rotativo; y
un segundo sistema óptico (6) configurado para formar imagen de la serie de haces de luz desviados para el escaneado por la superficie deflectora de dicho espejo poligonal rotativo sobre una superficie (7) a escanear;
en el que, en la sección de subescaneado, la superficie deflectora de dicho espejo poligonal rotativo y la superficie a escanear se encuentran en relación conjugada entre sí,
caracterizado porque:
cada uno de la serie de haces de luz incidentes sobre la superficie deflectora de dicho espejo poligonal rotativo incide desde una dirección oblicua en la sección de subescaneado, con respecto a un plano perpendicular a un eje de rotación de dicho espejo poligonal rotativo,
en el que, cuando una dirección hacia el lado de abajo en una dirección del movimiento de la superficie a escanear se define como dirección más en la dirección de subescaneado, mientras que la dirección hacia el lado de arriba en la dirección de movimiento de la superficie a escanear se define como dirección menos en la dirección de subescaneado, cada uno de la serie de haces de luz incidentes sobre la superficie deflectora de dicho espejo poligonal rotativo incide desde una dirección oblicua menos en la dirección de subescaneado con respecto a un plano perpendicular al eje de rotación de dicho espejo poligonal rotativo,
de manera que, bajo las condiciones mencionadas, el aumento de formación de imágenes en la sección de subescaneado de
dicho segundo sistema óptico sobre el eje óptico y entre la superficie deflectora de dicho espejo poligonal rotativo y la superficie a escanear es mayor que el aumento de formación de imágenes en la sección de subescaneado de dicho segundo sistema óptico entre la superficie deflectora de dicho espejo poligonal rotativo y la superficie a escanear en la parte extrema en el lado de inicio del escaneado del haz de luz que escanea la superficie a escanear, y
en el que el aumento de formación de imágenes en la sección de subescaneado de dicho segundo sistema óptico sobre el eje óptico y entre la superficie deflectora de dicho espejo poligonal rotativo y la superficie a escanear es menor que el aumento de formación de imágenes en la sección de subescaneado de dicho segundo sistema óptico entre la superficie deflectora de dicho espejo poligonal rotativo y la superficie a escanear en la parte extrema en el lado de terminación del escaneado del haz de luz que escanea la superficie a escanear.
2. Dispositivo de escaneado óptico multi-haz, que comprende: un dispositivo fuente de luz (1) que comprende una serie de elementos emisores de luz (1a, 1b) que tienen una separación en una dirección principal de escaneado;un espejo poligonal rotativo (5) configurado para desviar para el escaneado una serie de haces de luz emitidos desde dichos elementos emisores de luz;
un primer sistema óptico (LA) configurado para formar imágenes, en una sección de subescaneado, de la serie de haces de luz procedentes de dicha serie de elementos emisores de luz sobre una superficie deflectora (5a, 5b) de dicho espejo poligonal rotativo; y
un segundo sistema óptico (6) configurado para formar imagen de la serie de haces de luz desviados para el escaneado por la superficie deflectora de dicho espejo poligonal rotativo sobre una superficie (7) a escanear;
en el que, en la sección de subescaneado, la superficie deflectora de dicho espejo poligonal rotativo y la superficie a escanear se encuentran en relación conjugada entre sí,
caracterizado porque:
cada uno de la serie de haces de luz incidentes sobre la superficie deflectora de dicho espejo poligonal rotativo incide
desde una dirección oblicua en la sección de subescaneado, con respecto a un plano perpendicular a un eje de rotación de dicho espejo poligonal rotativo,
en el que, cuando una dirección hacia un lado de arriba en una dirección de movimiento de la superficie a escanear se define como dirección más en la dirección de subescaneado, mientras que en una dirección hacia el lado de abajo en la dirección de movimiento de la superficie a escanear se define como dirección menos en la dirección de subescaneado, cada uno de la serie de haces de luz incidentes sobre la superficie deflectora de dicho espejo poligonal rotativo es incidente desde una dirección oblicua menos en la dirección de subescaneado con respecto a un plano perpendicular al eje de rotación de dicho espejo poligonal rotativo,
de manera que, bajo las condiciones mencionadas, el aumento de formación de imágenes en la sección de subescaneado de dicho segundo sistema óptico sobre el eje óptico y entre la superficie deflectora de dicho espejo poligonal rotativo y la superficie a escanear es menor que el aumento de formación de imágenes en la sección de subescaneado de dicho segundo sistema óptico entre la superficie deflectora de dicho espejo poligonal rotativo y la superficie a escanear en la parte extrema en el lado de inicio del escaneado del haz de luz que escanea la superficie a escanear, y
en el que el aumento de formación de imágenes en la sección de subescaneado de dicho segundo sistema óptico sobre el eje óptico y entre la superficie deflectora de dicho espejo poligonal rotativo y la superficie a escanear es mayor que el aumento de formación de imágenes en la sección de subescaneado de dicho segundo sistema óptico entre la superficie deflectora de dicho espejo poligonal rotativo y la superficie a escanear en la parte extrema en el lado de terminación del escaneado del haz de luz que escanea la superficie a escanear.
3. Dispositivo de escaneado óptico multi-haz, según la reivindicación 1 ó 2, en el que dicho dispositivo fuente de luz comprende un láser semiconductor multi-haz monolítico que tiene una serie de elementos emisores de luz (1a, 1b) formados sobre el mismo elemento de base.
4. Dispositivo de escaneado óptico multi-haz, según la reivindicación 1 ó 2, en el que dicho dispositivo fuente de luz
comprende una serie de unidades fuente de luz cada una de las cuales tiene uno o varios elementos emisores de luz, y en el que dicho primer sistema óptico comprende un elemento de combinación de haces configurado para dirigir uno o varios haces de luz emitidos desde dicha serie de unidades fuente de luz en la misma dirección.
5. Aparato (104) para la formación de imágenes, que
comprende: un dispositivo de escaneado óptico multi-haz (100),
según cualquiera de las reivindicaciones 1-4; un elemento fotosensible (101) dispuesto en la superficie a escanear; un dispositivo de revelado (107) para revelar unaimagen latente electrostática formada sobre dicho elemento fotosensible con un haz de luz (103) deflectado para escaneado por dicho dispositivo de escaneado óptico, para producir una imagen de tóner;
un dispositivo de transferencia (108) para transferir la imagen de tóner revelada en un material de transferencia (112); y
un dispositivo de fijación (113) para fijar la imagen de tóner, transferida sobre el material de transferencia.
6. Aparato (104) para la formación de imágenes que comprende: un dispositivo de escaneado óptico multi-haz (100), según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4; y
un controlador (111) de la impresora para convertir datos de código (Dc) suministrados desde un aparato externo (117) en una señal de imagen (Di) y para introducir la señal de imagen en dicho dispositivo de escaneado óptico.
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