專利名稱：光掃描裝置及圖像形成裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在被掃描面上使光束在主掃描方向上掃描的光掃描裝置，以及使用該裝置形成靜電潛像的圖像形成裝置。
背景技術(shù)：
使用這種光掃描裝置的裝置例如有激光打印機(jī)、復(fù)印機(jī)以及傳真裝置等圖像形成裝置。例如在專利文獻(xiàn)1中，根據(jù)圖像數(shù)據(jù)而調(diào)制的激光束經(jīng)由準(zhǔn)直透鏡、柱面透鏡以及孔徑光闌入射到偏轉(zhuǎn)器并被偏轉(zhuǎn)。更具體地說，其如下構(gòu)成。
在該光掃描裝置中，通過使從半導(dǎo)體激光器射出的激光束通過準(zhǔn)直透鏡及柱面透鏡，來將其整形為截面形狀是在主掃描方向上延伸的橫長橢圓形的激光束。而且，在副掃描截面內(nèi)，在副掃描方向上以一定角度向偏轉(zhuǎn)器的偏轉(zhuǎn)鏡面入射該激光光束，即所謂的斜入射。然后，在該裝置中，將檢流計(jì)鏡用作偏轉(zhuǎn)器，其在以振動(dòng)的中心軸為中心最大振幅±θmax的掃描范圍(偏轉(zhuǎn)角θ-θmax～0°～+θmax)內(nèi)在掃描方向上往復(fù)振動(dòng)，使得向偏轉(zhuǎn)鏡面入射的激光束偏轉(zhuǎn)。而且，這樣偏轉(zhuǎn)的激光束經(jīng)由修正透鏡在感光鼓面(被掃描面)上成像。這樣，在感光鼓(相當(dāng)于本發(fā)明的“潛像載體”)上形成與圖像數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的靜電潛像。
專利文獻(xiàn)1日本專利特開2003-43393號(hào)公報(bào)(第4頁，圖1)。
但是，在如上述那樣使斜入射到偏轉(zhuǎn)鏡面的光束偏轉(zhuǎn)并掃描的裝置中，例如圖21A至圖21C所示，可以判斷出形成于被掃描面上的光斑BS根據(jù)偏轉(zhuǎn)角θ旋轉(zhuǎn)的現(xiàn)象(光束旋轉(zhuǎn)現(xiàn)象)。這是隨著斜入射而出現(xiàn)的現(xiàn)象，當(dāng)偏轉(zhuǎn)角θ為零時(shí)，形成于被掃描面上的光斑BS的中心軸AXb與副掃描方向Y基本平行(圖21B)。與此相反，當(dāng)偏轉(zhuǎn)角θ為最大值(+θmax)時(shí)，如圖21A所示，光斑BS的中心軸AXb相對(duì)于副掃描方向只旋轉(zhuǎn)預(yù)定角(+φ)，而當(dāng)旋轉(zhuǎn)角θ為最大值(-θmax)時(shí)，如圖21C所示，光斑BS的中心軸AXb相對(duì)于副掃描方向Y只旋轉(zhuǎn)預(yù)定角(-φ)。此外，這些圖21A至圖21C中的角度β是網(wǎng)目角度。
這樣，在光束相對(duì)于偏轉(zhuǎn)鏡面斜入射的光掃描裝置中，光斑根據(jù)偏轉(zhuǎn)角旋轉(zhuǎn)會(huì)導(dǎo)致掃描特性降低。其結(jié)果是，在將光掃描裝置用作圖像形成裝置的曝光單元時(shí)，形成于被掃描面上的圖像的濃度在主掃描方向上會(huì)發(fā)生變化，從而導(dǎo)致圖像品質(zhì)降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述問題而完成的，其目的在于，提供一種光掃描裝置及使用該裝置的圖像形成裝置，其可以抑制在使光束相對(duì)于偏轉(zhuǎn)鏡面斜入射時(shí)所產(chǎn)生的、被掃描面上的光斑的旋轉(zhuǎn)，從而以優(yōu)秀的掃描特性在被掃描面上掃描光束。
本發(fā)明的光掃描裝置的第一方案是，使光束在被掃描面上在主掃描方向上掃描的光掃描裝置，為了達(dá)成上述目的，其特征在于，包括偏轉(zhuǎn)單元，具有對(duì)所入射的光束進(jìn)行反射的偏轉(zhuǎn)鏡面，并通過使所述偏轉(zhuǎn)鏡面圍繞與所述主掃描方向大體垂直的驅(qū)動(dòng)軸進(jìn)行變位來使入射光束在所述主掃描方向上偏轉(zhuǎn)；射出光束的光源；第一光學(xué)系統(tǒng)，對(duì)來自所述光源的光束進(jìn)行整形，并使其與垂直于所述驅(qū)動(dòng)軸的基準(zhǔn)面成銳角而向所述偏轉(zhuǎn)鏡面入射；以及第二光學(xué)系統(tǒng)，使光束在所述被掃描面上成像；當(dāng)以在所述入射光束向所述偏轉(zhuǎn)鏡面入射的位置上由所述偏轉(zhuǎn)鏡面與所述基準(zhǔn)面交叉而形成的交線為基準(zhǔn)線，并以所述偏轉(zhuǎn)鏡面內(nèi)與所述基準(zhǔn)線垂直的方向?yàn)殓R寬方向時(shí)，在所述鏡寬方向上，當(dāng)入射光束的光軸垂直于所述基準(zhǔn)線時(shí)，形成于所述偏轉(zhuǎn)鏡面上的入射光束的光斑尺寸比所述偏轉(zhuǎn)鏡面的寬度大。
此外，本發(fā)明的光掃描裝置的第二方案是，使光束在被掃描面上在主掃描方向上掃描的光掃描裝置，為了達(dá)成上述目的，其特征在于，包括偏轉(zhuǎn)單元，具有對(duì)所入射的光束進(jìn)行反射的偏轉(zhuǎn)鏡面，并通過使所述偏轉(zhuǎn)鏡面圍繞與所述主掃描方向大體垂直的驅(qū)動(dòng)軸進(jìn)行變位來使入射光束在預(yù)定的掃描范圍內(nèi)在所述主掃描方向上偏轉(zhuǎn)；射出光束的光源；第一光學(xué)系統(tǒng)，對(duì)來自所述光源的光束進(jìn)行整形，并使其與垂直于所述驅(qū)動(dòng)軸的基準(zhǔn)面成銳角而向所述偏轉(zhuǎn)鏡面入射；以及第二光學(xué)系統(tǒng)，使光束在所述被掃描面上成像；當(dāng)以在所述入射光束向所述偏轉(zhuǎn)鏡面入射的位置上由所述偏轉(zhuǎn)鏡面與所述基準(zhǔn)面交叉形成的交線為基準(zhǔn)線，并以所述偏轉(zhuǎn)鏡面內(nèi)與所述基準(zhǔn)線垂直的方向?yàn)殓R寬方向時(shí)，所述鏡寬方向上的、形成于所述偏轉(zhuǎn)鏡面上的入射光束的光斑尺寸有當(dāng)在所述掃描范圍內(nèi)，并且當(dāng)入射光束的光軸與所述基準(zhǔn)線的角度為直角時(shí)，其為所述鏡寬方向上的所述偏轉(zhuǎn)鏡面的寬度以下；而當(dāng)在所述掃描范圍內(nèi)，并且當(dāng)所述角度為最大值或最小值時(shí)，其比所述鏡寬方向上的所述偏轉(zhuǎn)鏡面的寬度大。
此外，本發(fā)明的光掃描裝置的第三方案是，使光束在被掃描面上在主掃描方向上掃描的光掃描裝置，為了達(dá)成上述目的，其特征在于，包括偏轉(zhuǎn)單元，具有對(duì)所入射的光束進(jìn)行反射的偏轉(zhuǎn)鏡面，并通過使所述偏轉(zhuǎn)鏡面圍繞與所述主掃描方向大體垂直的驅(qū)動(dòng)軸進(jìn)行變位來使入射光束在預(yù)定的掃描范圍內(nèi)在所述主掃描方向上偏轉(zhuǎn)；射出光束的光源；第一光學(xué)系統(tǒng)，使來自所述光源的光束在與所述主掃描方向大體垂直的副掃描方向上會(huì)聚，并使其與垂直于所述驅(qū)動(dòng)軸的基準(zhǔn)面成銳角而向所述偏轉(zhuǎn)鏡面入射；以及第二光學(xué)系統(tǒng)，使光束在所述被掃描面上成像；當(dāng)以在所述入射光束向所述偏轉(zhuǎn)鏡面入射的位置上由所述偏轉(zhuǎn)鏡面與所述基準(zhǔn)面交叉而形成的交線為基準(zhǔn)線，并以所述偏轉(zhuǎn)鏡面內(nèi)與所述基準(zhǔn)線垂直的方向?yàn)殓R寬方向時(shí)，所述鏡寬方向上的、形成于所述偏轉(zhuǎn)鏡面上的入射光束的光斑尺寸有當(dāng)在所述掃描范圍內(nèi)，并且當(dāng)入射光束的光軸與所述基準(zhǔn)線的角度為直角時(shí)，其為所述鏡寬方向上的所述偏轉(zhuǎn)鏡面的寬度以下；而當(dāng)在所述掃描范圍內(nèi)，并且當(dāng)所述角度為最大值或最小值時(shí)，其比所述鏡寬方向上的所述偏轉(zhuǎn)鏡面的寬度大。
更進(jìn)一步，本發(fā)明的圖像形成裝置的特征在于，其使用上述光掃描裝置使光束在潛像載體的表面上掃描，從而在所述潛像載體上形成靜電潛像。


圖1是本發(fā)明中的圖像形成裝置的第一實(shí)施方式的示意圖；圖2是表示圖1的圖像形成裝置的電氣結(jié)構(gòu)的框圖；圖3是安裝于圖1的圖像形成裝置中的曝光單元的主掃描截面圖；圖4是安裝于圖1的圖像形成裝置中的曝光單元的副掃描截面圖；圖5是表示偏轉(zhuǎn)光束成像的透視圖；圖6是作為曝光單元的構(gòu)成要素之一的偏轉(zhuǎn)器的示意圖；圖7是作為曝光單元的構(gòu)成要素之一的偏轉(zhuǎn)器的示意圖；圖8是表示曝光單元及曝光控制部的結(jié)構(gòu)的框圖；圖9A至圖9F是第一實(shí)施方式中的由偏轉(zhuǎn)器引起的光束掃描的示意圖；圖10A至圖10C是第一實(shí)施方式中的偏轉(zhuǎn)鏡面上的偏轉(zhuǎn)光束的光斑形狀的示意圖；圖11是安裝于本發(fā)明的第二實(shí)施方式中的圖像形成裝置中的曝光單元的副掃描截面圖；圖12A至圖12F是第二實(shí)施方式中的由偏轉(zhuǎn)器偏轉(zhuǎn)的光束掃描的示意圖；圖13A至圖13C是第二實(shí)施方式中的偏轉(zhuǎn)鏡面上的入射光束的光斑形狀的示意圖；圖14是安裝于第三實(shí)施方式中的圖像形成裝置的曝光單元的副掃描截面圖；圖15是表示第三實(shí)施方式中偏轉(zhuǎn)光束成像的透視圖；圖16A至圖16F是由偏轉(zhuǎn)器引起的光束掃描的示意圖；圖17A至圖17C是從圖16B的P-P線看去的偏轉(zhuǎn)鏡面上的光束反射的示意圖；圖18A至圖18C是第一實(shí)施方式中的偏轉(zhuǎn)鏡面上的入射光束的光斑形狀的示意圖；圖19A至圖19C是安裝于本發(fā)明的圖像形成裝置的第四實(shí)施方式中的曝光單元的一部分的示意圖；圖20A至圖20C是第四實(shí)施方式中的偏轉(zhuǎn)鏡面上的光束的光斑形狀的示意圖；圖21A至圖21C是表示被掃描面上的光束旋轉(zhuǎn)的模式圖。
具體實(shí)施例方式
圖1是本發(fā)明的圖像形成裝置的一個(gè)實(shí)施方式的示意圖。此外，圖2是表示圖1中的圖像形成裝置的電氣結(jié)構(gòu)的框圖。該圖像形成裝置為所謂的四循環(huán)式彩色打印機(jī)。在該圖像形成裝置中，在按照來自用戶的成像請(qǐng)求而從主計(jì)算機(jī)等外部裝置向主控制器11提供打印指令后，按照來自該主控制器11的CPU 111的打印指令，引擎控制器10控制引擎部EG的各部，在復(fù)印紙、轉(zhuǎn)印紙、用紙以及OHP透明膠片等紙張上形成與打印指令相對(duì)應(yīng)的圖像。
在該引擎部EG中設(shè)有可在圖1的箭頭方向(副掃描方向)上自由旋轉(zhuǎn)的感光體2。此外，沿著該旋轉(zhuǎn)方向，在感光體2的周圍分別配置有充電單元3、旋轉(zhuǎn)顯影單元4以及清潔部(圖中未示出)。充電控制部103電連接在充電單元3上，以向其施加預(yù)定的充電偏壓。通過施加該偏壓使得感光體2的外周表面被均勻地充電至預(yù)定的表面電位。此外，所述感光體2、充電單元3以及清潔部一體地構(gòu)成感光體盒，感光體盒可作為一個(gè)整體相對(duì)于裝置主體5自由裝卸。
然后，從曝光單元6向通過該充電單元3充電的感光體2的外周表面照射光束L。該曝光單元6基于來自后述曝光控制部的電信號(hào)在感光體2上掃描光束L，從而形成與圖像信號(hào)相對(duì)應(yīng)的靜電潛像。如此，曝光單元6即為本發(fā)明的光掃描裝置，后面將對(duì)其結(jié)構(gòu)及動(dòng)作進(jìn)行詳細(xì)說明。
如此形成的靜電潛像通過顯影單元4進(jìn)行調(diào)色劑顯影。即，在本實(shí)施方式中，顯影單元4包括旋轉(zhuǎn)自如地設(shè)置在軸中心上的支承框架40，以及作為相對(duì)于支承框架40可自由裝卸的盒而構(gòu)成，并在其中分別儲(chǔ)存了各色調(diào)色劑的黃色顯影器4Y、品紅色顯影器4M、藍(lán)色顯影器4C及黑色顯影器4K。然后，若基于來自引擎控制器10的顯影器控制部104的控制指令而旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)顯影單元4，并且所述顯影器4Y、4C、4M、4K有選擇地與感光體2接觸，或者被定位在隔著預(yù)定間隙相對(duì)的預(yù)定的顯影位置上，則從設(shè)置在所述顯影器上并承載有所選顏色的調(diào)色劑的顯影輥44向感光體2的表面施加調(diào)色劑。由此，以選擇的調(diào)色劑顏色來顯影感光體2上的靜電潛像。
如上所述，通過顯影單元4顯影的調(diào)色劑圖像在一次轉(zhuǎn)印區(qū)域TR1內(nèi)被一次轉(zhuǎn)印到轉(zhuǎn)印單元7的中間轉(zhuǎn)印帶71上。轉(zhuǎn)印單元7包括架設(shè)在多個(gè)輥72、73等上的中間轉(zhuǎn)印帶71，和通過旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)輥73而使中間轉(zhuǎn)印帶71向預(yù)定的旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)部(圖中未示出)。
此外，在輥72的附近配置有轉(zhuǎn)印帶清潔器(圖中未示出)、濃度傳感器76(圖2)以及垂直同步傳感器77(圖2)。其中，濃度傳感器76與中間轉(zhuǎn)印帶71的表面相對(duì)設(shè)置，以便對(duì)形成于中間轉(zhuǎn)印帶71外周表面上的補(bǔ)丁圖像的光學(xué)濃度進(jìn)行測(cè)量。此外，垂直同步傳感器77是用于檢測(cè)中間轉(zhuǎn)印帶71的基準(zhǔn)位置的傳感器，起著垂直同步傳感器的作用，用于獲得與中間轉(zhuǎn)印帶71向副掃描方向的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)關(guān)聯(lián)輸出的同步信號(hào)、即垂直同步信號(hào)Vsync。然后，在該裝置中，為了使各部的動(dòng)作時(shí)刻相一致并正確地重疊各色調(diào)色劑圖像，裝置各部的動(dòng)作是基于該垂直同步信號(hào)Vsync來進(jìn)行控制的。
另外，在將彩色圖像向紙張上轉(zhuǎn)印時(shí)，使形成于感光體2上的各色調(diào)色劑圖像在中間轉(zhuǎn)印帶71上重疊從而形成彩色圖像，并將彩色圖像二次轉(zhuǎn)印到被從紙盒8一頁頁取出并沿著搬運(yùn)路徑F而搬運(yùn)到二次轉(zhuǎn)印區(qū)域TR2來的紙張上。
此時(shí)，為了將中間轉(zhuǎn)印帶71上的圖像正確轉(zhuǎn)印到紙張上的預(yù)定位置，對(duì)將紙張送入二次轉(zhuǎn)印區(qū)域TR2的時(shí)刻進(jìn)行管理。具體地說，在搬運(yùn)路徑F上，在二次轉(zhuǎn)印區(qū)域TR2的緊前方設(shè)置閘輥81，從而通過閘輥81與中間轉(zhuǎn)印帶71的繞轉(zhuǎn)移動(dòng)的時(shí)刻一致地旋轉(zhuǎn)，來將紙張?jiān)陬A(yù)定的時(shí)刻送入二次轉(zhuǎn)印區(qū)域TR2。
此外，如此形成有彩色圖像的紙張經(jīng)由定影單元9及排出輥82而被搬運(yùn)到設(shè)置于裝置主體5的上表面部分的排出托盤部51。此外，當(dāng)在紙張的雙面形成圖像時(shí)，如上述那樣使在單面形成了圖像的紙張通過排出輥82而轉(zhuǎn)回移動(dòng)。從而使得紙張沿著反轉(zhuǎn)搬運(yùn)路徑FR而被搬運(yùn)。然后，在閘輥81的前面再次進(jìn)入搬運(yùn)路徑F，但此時(shí)，在二次轉(zhuǎn)印區(qū)域TR2中與中間轉(zhuǎn)印帶71抵接并被轉(zhuǎn)印圖像的紙面，是與先前被轉(zhuǎn)印了圖像的面相反的面。如此，可以在紙張的雙面形成圖像。
另外，在圖2中，標(biāo)號(hào)113為設(shè)置于主控制器11上的圖像存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)從主計(jì)算機(jī)等外部裝置通過接口112而傳來的圖像數(shù)據(jù)，標(biāo)號(hào)106為ROM，用于存儲(chǔ)CPU 101執(zhí)行的運(yùn)算程序或者用于控制引擎部EG的控制數(shù)據(jù)等，此外，標(biāo)號(hào)107為RAM，用于暫時(shí)存儲(chǔ)CPU 101中的運(yùn)算結(jié)果或其他的數(shù)據(jù)。
圖3是表示安裝在圖1的圖像形成裝置中的曝光單元的結(jié)構(gòu)的主掃描截面圖。此外，圖4是曝光單元的副掃描截面圖。此外，圖5是表示掃描光束成像的透視圖。此外，圖6及圖7是作為曝光單元的一個(gè)結(jié)構(gòu)要素的偏轉(zhuǎn)器的示意圖。此外，圖8是表示曝光單元及曝光控制部的結(jié)構(gòu)的框圖。下面，參照這些附圖，對(duì)曝光單元6的結(jié)構(gòu)及動(dòng)作進(jìn)行詳細(xì)說明。
該曝光單元6具有曝光框體61。另外，在曝光框體61上固定有單一的激光光源62，從激光光源62可射出光束。如圖8所示，該激光光源62與曝光控制部102的光源驅(qū)動(dòng)部102a電連接。因此，光源驅(qū)動(dòng)部102a按照?qǐng)D像數(shù)據(jù)對(duì)激光光源62進(jìn)行打開/關(guān)閉控制，從而從激光光源62射出根據(jù)圖像數(shù)據(jù)而調(diào)制的光束。如此，在本實(shí)施方式中，激光光源62相當(dāng)于本發(fā)明的“光源”。
而且，為了使來自激光光源62的光束在感光體2的表面(被掃描面)上掃描曝光，在該曝光框體61的內(nèi)部設(shè)有準(zhǔn)直透鏡(第一光學(xué)系統(tǒng))63、鏡子64、偏轉(zhuǎn)器65、掃描透鏡66以及折返鏡67。即，來自激光光源62的光束在被準(zhǔn)直透鏡63光束整形為適當(dāng)大小的平行光后，如圖4所示，相對(duì)于與偏轉(zhuǎn)器65的偏轉(zhuǎn)鏡面651的擺動(dòng)軸(相當(dāng)于本發(fā)明的“驅(qū)動(dòng)軸”)AX垂直的基準(zhǔn)面SS成銳角γ而向偏轉(zhuǎn)鏡面651入射。
該偏轉(zhuǎn)器65是使用微加工技術(shù)形成的，可使被偏轉(zhuǎn)鏡面651反射的光束在主掃描方向X偏轉(zhuǎn)，所述微加工技術(shù)是指應(yīng)用半導(dǎo)體制造技術(shù)將微小機(jī)械一體地形成在半導(dǎo)體基板上。更具體地說，偏轉(zhuǎn)器65如下構(gòu)成。
如圖6及圖7所示，在該偏轉(zhuǎn)器65中，單晶硅基板(下面稱為“硅基板”)652起著本發(fā)明的“支承部件”的作用，另外還通過加工該硅基板652的一部分而設(shè)置可動(dòng)板653。該可動(dòng)板653通過扭簧654而被彈性支承在硅基板652上，并繞著擺動(dòng)軸AX自由擺動(dòng)，所述擺動(dòng)軸AX在與主掃描方向X大體正交的副掃描方向Y上延伸。另外，在可動(dòng)板653的中央部分形成有鋁膜等，以作為偏轉(zhuǎn)鏡面651。而且，在該實(shí)施方式中，可動(dòng)板653如圖6所示被加工成在主掃描方向上延伸的細(xì)長形狀。
此外，如圖7所示，在硅基板652的大體中央部設(shè)有凹部652a，使得可動(dòng)板653可繞著擺動(dòng)軸AX擺動(dòng)。另外，在凹部652a的內(nèi)底面上與可動(dòng)板653的兩端部相對(duì)的位置上分別固定有電極658a、658b(參照?qǐng)D7)。所述兩個(gè)電極658a、658b起著用于驅(qū)動(dòng)可動(dòng)板653繞著擺動(dòng)軸AX擺動(dòng)的擺動(dòng)用電極的作用。即，所述擺動(dòng)用電極658a、658b與曝光控制部102的擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)部102b電連接，通過向電極施加電壓而在該電極與偏轉(zhuǎn)鏡面651之間作用靜電吸附力，從而將偏轉(zhuǎn)鏡面651的一個(gè)端部吸向該電極一側(cè)。因此，如果從擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)部102b向擺動(dòng)用電極658a、658b交替施加預(yù)定電壓，則可以使偏轉(zhuǎn)鏡面651以扭簧654為擺動(dòng)軸AX往復(fù)振動(dòng)。另外，如果將該往復(fù)振動(dòng)的驅(qū)動(dòng)頻率設(shè)為偏轉(zhuǎn)鏡面651的共振頻率，則可以增大偏轉(zhuǎn)鏡面651的振幅，使偏轉(zhuǎn)鏡面651的端部移位至接近電極658a、658b的位置。此外，由于偏轉(zhuǎn)鏡面651的端部通過共振而到達(dá)與電極658a、658b接近的位置，因而電極658a、658b也有助于偏轉(zhuǎn)鏡面651的驅(qū)動(dòng)，并可以通過端部與平面部的兩個(gè)電極使振動(dòng)維持更穩(wěn)定。
另外，在本實(shí)施方式中，是通過靜電吸附力來使偏轉(zhuǎn)鏡面651往復(fù)振動(dòng)的，但也可以通過電磁力來使之振動(dòng)。這里，對(duì)于用電磁力驅(qū)動(dòng)偏轉(zhuǎn)鏡面651的方案，由于是已經(jīng)公知的技術(shù)，故這里省去說明。
下面返回圖3及圖4繼續(xù)對(duì)曝光單元6進(jìn)行說明。如上述那樣通過偏轉(zhuǎn)器65掃描的掃描光束從偏轉(zhuǎn)器65射向感光體2，該掃描光束通過相當(dāng)于本發(fā)明的“第二光學(xué)系統(tǒng)”的掃描透鏡66及折返鏡67而在感光體2上成像，并在感光體表面上形成光束Ls的光斑。由此，如圖5所示，掃描光束與主掃描方向X平行掃描，從而在感光體2上，在掃描位置上形成在主掃描方向X上延伸的線形潛像。
另外，在本實(shí)施方式中，如圖3所示，來自偏轉(zhuǎn)器65的掃描光束的始點(diǎn)與終點(diǎn)被折返鏡69a～69c導(dǎo)入同步傳感器60。即，在本實(shí)施方式中，使同步傳感器60作為水平同步用讀取傳感器起作用，用于獲得主掃描方向X上的同步信號(hào)、即水平同步信號(hào)。
接著，參照?qǐng)D4、圖9A至圖9F、以及圖10A至圖10C，對(duì)本實(shí)施方式為緩和光束旋轉(zhuǎn)現(xiàn)象而采用的具體的結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)說明。圖9A至圖9F是由偏轉(zhuǎn)器引起的光束的掃描的示意圖；圖10A至圖10C是偏轉(zhuǎn)鏡面上的入射光束的光斑形狀的示意圖。在本實(shí)施方式中，從激光光源62入射到偏轉(zhuǎn)鏡面651上的光束Li是截面形狀為近似橢圓形的平行光束，其從偏轉(zhuǎn)鏡面651的正面一側(cè)入射。
此處，分別對(duì)擺動(dòng)角θ為零、以及最大角(+θmax)、(-θmax)時(shí)的光束的偏轉(zhuǎn)動(dòng)作分開進(jìn)行說明。此外，圖9A至圖9F(在后說明的圖12A至圖12F以及圖16A至圖16F)中的標(biāo)號(hào)SL表示在入射光束Li向偏轉(zhuǎn)鏡面651入射的入射位置上，偏轉(zhuǎn)鏡面651與基準(zhǔn)面SS交叉而形成的交線，即本發(fā)明的“基準(zhǔn)線”。
首先，在擺動(dòng)角θ為零(在本實(shí)施方式中，入射光束Li的光軸OAi相對(duì)于基準(zhǔn)線SL垂直)時(shí)，偏轉(zhuǎn)鏡面651上形成有如圖10B所示的光束光斑BSi，但在本實(shí)施方式中，在鏡寬方向Y上，入射光束Li的光斑尺寸Hbs被形成得比偏轉(zhuǎn)鏡面651的寬度Hb大。即，入射光束Li處于相對(duì)于偏轉(zhuǎn)鏡面651溢出的狀態(tài)，從而只是該入射光束Li的中心部分被偏轉(zhuǎn)鏡面651反射，并作為掃描光束Ls被導(dǎo)入掃描透鏡66中。而且，此時(shí)(偏轉(zhuǎn)角θ為零)不發(fā)生光束旋轉(zhuǎn)，從而入射光束Li的中心軸CLi與出射光束(掃描光束)Ls的中心軸CLs完全一致，且它們與基準(zhǔn)線SL基本一致。
然后，若偏轉(zhuǎn)鏡面651擺動(dòng)，擺動(dòng)角θ變大，則如圖9D及圖9F所示，入射光束Li的中央部分，與擺動(dòng)角θ為零時(shí)一樣，在與基準(zhǔn)面SS同一高度的位置上被偏轉(zhuǎn)鏡面651反射，而其一側(cè)部分偏向基準(zhǔn)面SS的下側(cè)，另一側(cè)部分則偏向基準(zhǔn)面SS的上側(cè)，并分別被偏轉(zhuǎn)鏡面651反射。然后，若擺動(dòng)角θ為最大角(+θmax)，則如圖10A所示，偏轉(zhuǎn)鏡面651上的入射光束Li的光斑BSi大幅旋轉(zhuǎn)，從而入射光束Li的中心軸CLi相對(duì)于基準(zhǔn)線SL大幅傾斜。由于這種現(xiàn)象而產(chǎn)生光束旋轉(zhuǎn)。關(guān)于這一點(diǎn)，在向反方向擺動(dòng)時(shí)也同樣會(huì)發(fā)生(參照?qǐng)D10C)。
然而，在本實(shí)施方式中，由于當(dāng)如上述那樣擺動(dòng)角θ為零時(shí)，入射光束Li的光斑尺寸Hbs被構(gòu)成得比偏轉(zhuǎn)鏡面651的寬度Hb大，所以，當(dāng)擺動(dòng)角θ不為零時(shí)，Hbs＞Hb的關(guān)系也成立。因此，入射光束Li處于相對(duì)于偏轉(zhuǎn)鏡面651溢出的狀態(tài)，從而只有入射光束Li的中心部分被偏轉(zhuǎn)鏡面651反射，并作為掃描光束Ls被導(dǎo)入掃描透鏡66。因此，在發(fā)生了光束旋轉(zhuǎn)的時(shí)候，出射光束(掃描光束)Ls的中心軸CLs接近擺動(dòng)角θ為零時(shí)的中心軸CLs(圖10B)。即，即使入射光束Li大幅旋轉(zhuǎn)，掃描光束Ls的旋轉(zhuǎn)也能被緩和。其結(jié)果是，感光體2的表面上的光斑的旋轉(zhuǎn)也可以緩和。
此外，在本實(shí)施方式中，如圖10A及圖10C所示，即使在擺動(dòng)角θ為最大角(+θmax)、(-θmax)時(shí)，在主掃描方向X上，入射光束Li的光斑長度Has比偏轉(zhuǎn)鏡面651的長度Ha短。因此，在掃描范圍內(nèi)，能夠可靠防止入射光束Li在主掃描方向X上從偏轉(zhuǎn)鏡面651溢出，并可以使光束高效地偏轉(zhuǎn)到感光體2的表面。其結(jié)果是，可以遍布掃描范圍的整個(gè)區(qū)域而在感光體表面形成明亮的光斑。并且，無論擺動(dòng)角θ的值是多少，由偏轉(zhuǎn)鏡面651所反射的光束量(圖10A至圖10C的斜線區(qū)域)的變動(dòng)都小，從而可以得到遍布掃描范圍的整個(gè)區(qū)域的近乎均勻的光量。
如以上所述，根據(jù)本實(shí)施方式，雖然使光束Li相對(duì)于偏轉(zhuǎn)鏡面651斜入射，但是因?yàn)樵阽R寬方向Y上，入射光束Li相對(duì)于偏轉(zhuǎn)鏡面651以溢出狀態(tài)入射，所以可以以抑制光斑旋轉(zhuǎn)的優(yōu)良的掃描特性使光束在感光體2的表面上掃描。
此外，為了達(dá)成上述溢出狀態(tài)，為了在鏡寬方向Y上，使偏轉(zhuǎn)鏡面651比入射光束Li的光斑BSi小，在本實(shí)施方式中，將可動(dòng)板653加工成細(xì)長形狀，從而使鏡寬方向Y上的寬度Hb比以往裝置大幅減小。因此，在這樣構(gòu)成的曝光單元6中，可動(dòng)板653的重量被減輕，從而可以比以往裝置更高速且穩(wěn)定地?cái)[動(dòng)可動(dòng)板653。其結(jié)果是，可以在感光體2的表面上高速且穩(wěn)定地掃描光束，從而穩(wěn)定地進(jìn)行潛像的形成。
(第二實(shí)施方式)
圖11是安裝于本發(fā)明的第二實(shí)施方式中的圖像形成裝置中的曝光單元的副掃描截面圖。另外，由于其他基本的結(jié)構(gòu)分別與第一實(shí)施方式基本相同，所以標(biāo)有相同標(biāo)號(hào)略去說明。而且，圖12A至圖12F是第二實(shí)施方式中的由偏轉(zhuǎn)器偏轉(zhuǎn)的光束的掃描的示意圖。此外，圖13A至圖13C是第二實(shí)施方式中的偏轉(zhuǎn)鏡面上的入射光束的光斑形狀的示意圖。以下，參照?qǐng)D11、圖12A至圖12F以及圖13A及圖13C，對(duì)本實(shí)施方式為緩和光束旋轉(zhuǎn)現(xiàn)象而采用的具體結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)說明。在本實(shí)施方式中，從激光光源62入射到偏轉(zhuǎn)鏡面651的光束Li是截面形狀呈近似橢圓形的平行光束，其從偏轉(zhuǎn)鏡面651的正面一側(cè)入射。此處，分別對(duì)擺動(dòng)角θ為零以及最大角(+θmax)、(-θmax)時(shí)光束的偏轉(zhuǎn)動(dòng)作分開進(jìn)行說明。
首先，當(dāng)擺動(dòng)角θ為零(在本實(shí)施方式中，入射光束Li的光軸OAi與基準(zhǔn)線SL正交)時(shí)，在偏轉(zhuǎn)鏡面651中形成如圖13B所示的光斑BSi，但是在本實(shí)施方式中，在鏡寬方向Y上，偏轉(zhuǎn)鏡面651的尺寸Hb和該偏轉(zhuǎn)鏡面651上的光斑BSi的尺寸Hbs滿足以下兩個(gè)條件(2-1)當(dāng)在掃描范圍內(nèi)，并且入射光束Li的光軸OAi與基準(zhǔn)線SL的角度為直角時(shí)偏轉(zhuǎn)鏡面651上的入射光束Li的光斑尺寸Hbs為偏轉(zhuǎn)鏡面651的寬度Hb以下；(2-2)當(dāng)在掃描范圍內(nèi)，并且上述角度為最大值或最小值時(shí)偏轉(zhuǎn)鏡面651上的入射光束Li的光斑尺寸Hbs比偏轉(zhuǎn)鏡面651的寬度Hb大。
此處，對(duì)條件(2-1)及條件(2-2)的意義進(jìn)行說明。在條件(2-1)中，入射光束Li的光軸OAi與基準(zhǔn)線SL的角度為直角，從而不發(fā)生光束旋轉(zhuǎn)。并且，由于滿足了Hbs≤Hb這一不等式，所以，在偏轉(zhuǎn)鏡面651中，在鏡寬方向Y上，全部入射光束Li都被反射，并經(jīng)由掃描透鏡66及折返鏡67而在感光體2上成像，從而在感光體表面形成光束Ls的光斑。因此，可以使從激光光源62射出的光束在感光體2的表面上高效地成像，從而可以在感光體表面上形成明亮的光斑。
此外，若偏轉(zhuǎn)鏡面651的擺動(dòng)角θ從零開始變化，則偏轉(zhuǎn)鏡面651產(chǎn)生變位，從而入射光束Li的光軸OAi與基準(zhǔn)線SL的角度從直角開始增加或減少。例如，如圖12D至圖12F所示，若擺動(dòng)角θ增加，則上述角度減小，當(dāng)?shù)搅藪呙璺秶亩瞬?，即擺動(dòng)角θ為最大值(+θmax)時(shí)，上述角度為(90-θmax)，為最小值。隨著這樣的角度變化就產(chǎn)生光束旋轉(zhuǎn)。即，入射光束Li的中央部分在與基準(zhǔn)面SS高度相同的位置上被偏轉(zhuǎn)鏡面651反射，但隨著角度變化，入射光束Li的一側(cè)部分偏向基準(zhǔn)面SS的下側(cè)，另一側(cè)部分偏向基準(zhǔn)面SS的上側(cè)，并分別在偏轉(zhuǎn)鏡面651上被反射。其結(jié)果是，發(fā)生光束旋轉(zhuǎn)，例如當(dāng)擺動(dòng)角θ為最大值(+θmax)時(shí)，如圖13A所示，偏轉(zhuǎn)鏡面651上的入射光束Li的光斑BSi大幅旋轉(zhuǎn)。此時(shí)的入射光束Li的中心軸CLi相對(duì)于基準(zhǔn)線SL大幅傾斜。關(guān)于這一點(diǎn)，在向反方向擺動(dòng)時(shí)也同樣會(huì)發(fā)生(參照?qǐng)D13C)。
可是，在本實(shí)施方式中，由于除了條件(2-1)之外還滿足條件(2-2)，所以在擺動(dòng)角θ增大的過程中，或是為最大值時(shí)，在鏡寬方向Y上，入射光束Li的光斑尺寸Hbs比偏轉(zhuǎn)鏡面651的寬度Hb大。而且，在Hbs＞Hb時(shí)，入射光束Li處于相對(duì)于偏轉(zhuǎn)鏡面651溢出的狀態(tài)，并只是入射光束Li的一部分被偏轉(zhuǎn)。即，雖然入射光束Li的中央部分在與基準(zhǔn)面SS高度相同的位置上被偏轉(zhuǎn)鏡面651反射，但是其一側(cè)部分偏向基準(zhǔn)面SS的下側(cè)，處于下方部分欠缺的狀態(tài)，而另一側(cè)部分偏向基準(zhǔn)面SS的上側(cè)，處于上方部分欠缺的狀態(tài)，并分別在偏轉(zhuǎn)鏡面651上被反射。其結(jié)果是，在溢出狀態(tài)下，出射光束(掃描光束)Ls的中心軸CLs接近擺動(dòng)角θ為零時(shí)的中心軸CLs(圖13B)。即，即使入射光束Li大幅旋轉(zhuǎn)，掃描光束Ls的旋轉(zhuǎn)也能被緩和。其結(jié)果是，也可以緩和感光體2的表面上的光斑的旋轉(zhuǎn)。
此外，在本實(shí)施方式中，如圖13A及圖13C所示，即使當(dāng)擺動(dòng)角θ為最大角(+θmax)、(-θmax)時(shí)，在主掃描方向X上，入射光束Li的光斑長度Has被構(gòu)成得比偏轉(zhuǎn)鏡面651的長度Ha短。因此，在掃描范圍內(nèi)，可以可靠防止入射光束Li在主掃描方向X上從偏轉(zhuǎn)鏡面651溢出，從而可以使光束高效地偏轉(zhuǎn)到感光體2的表面。
如上所述，根據(jù)本實(shí)施方式，雖然使光束Li相對(duì)于偏轉(zhuǎn)鏡面651斜入射，但是在掃描范圍的端部一側(cè)，因?yàn)樵阽R寬方向Y上，入射光束Li相對(duì)于偏轉(zhuǎn)鏡面651以溢出狀態(tài)入射，所以可以以抑制光斑旋轉(zhuǎn)的優(yōu)良的掃描特性使光束在感光體2的表面上掃描。而且，由此可以在感光體2的表面上穩(wěn)定地形成潛像。
此外，為了滿足上述條件(2-2)，為了在鏡寬方向Y上，使偏轉(zhuǎn)鏡面651比入射光束Li的光斑BSi小，在本實(shí)施方式中，將可動(dòng)板653加工成細(xì)長形狀，從而使鏡寬方向Y上的寬度Hb比以往裝置大幅減小。因此，在這樣構(gòu)成的曝光單元6中，可動(dòng)板653的重量被減輕，從而可以比以往裝置更高速且穩(wěn)定地?cái)[動(dòng)可動(dòng)板653。其結(jié)果是，可以在感光體2的表面上高速且穩(wěn)定地掃描光束，從而穩(wěn)定地進(jìn)行潛像的形成。
(第三實(shí)施方式)圖14是安裝于第三實(shí)施方式中的圖像形成裝置的曝光單元的副掃描截面圖。此外，圖15是表示第三實(shí)施方式中偏轉(zhuǎn)光束的成像的透視圖。在本第三實(shí)施方式的裝置中，為了使來自激光光源62的光束在感光體2的表面(被掃描面)上掃描曝光，在曝光框體61的內(nèi)部設(shè)有準(zhǔn)直透鏡631、柱面透鏡632、鏡64、偏轉(zhuǎn)器65、第一掃描透鏡66以及折返鏡67。即，如圖14所示，來自激光光源62的光束在由準(zhǔn)直透鏡631光束整形為適當(dāng)大小的平行光之后，向只在副掃描方向Y上具有聚光性的柱面透鏡632入射。然后，該平行光只在副掃描方向上會(huì)聚，并在偏轉(zhuǎn)器65的偏轉(zhuǎn)鏡面65 1附近的位置形成線形圖像。這樣，在本實(shí)施方式中，準(zhǔn)直透鏡631及柱面透鏡632作為使來自激光光源62的光束在副掃描方向Y上會(huì)聚的光束整形系統(tǒng)(第一光學(xué)系統(tǒng))63而起作用。此外，如同一附圖所示，光束整形系統(tǒng)63使會(huì)聚的光束Li相對(duì)于與偏轉(zhuǎn)器65的偏轉(zhuǎn)鏡面651的擺動(dòng)軸(相當(dāng)于本發(fā)明的“驅(qū)動(dòng)軸”)AX垂直的基準(zhǔn)面SS成銳角γ而向偏轉(zhuǎn)鏡面651入射。
此外，由偏轉(zhuǎn)器65掃描的掃描光束朝向感光體2從偏轉(zhuǎn)器65射出，該掃描光束Ls經(jīng)由相當(dāng)于本發(fā)明“第二光學(xué)系統(tǒng)”的掃描透鏡66及折返鏡67而在感光體2上成像，從而在感光體表面上形成光束Ls的光斑。由此，如圖15所示，掃描光束Ls與主掃描方向X平行地掃描，并在感光體2上，在掃描位置形成在主掃描方向X上延伸的線形潛像。另外，由于其他基本結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施方式大致相同，所以標(biāo)有相同標(biāo)號(hào)并略去說明。
下面，參照?qǐng)D14、圖16A至圖16F、圖17A至圖17C以及圖18A至圖18C，對(duì)本實(shí)施方式為緩和光束旋轉(zhuǎn)現(xiàn)象而采用的具體的結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)說明。圖16A至圖16F是由偏轉(zhuǎn)器引起的光束的掃描的示意圖；圖17A至圖17C是從圖16B的P-P線看到的偏轉(zhuǎn)鏡面上的光束的反射的示意圖；圖18A至圖18C是第一實(shí)施方式中的偏轉(zhuǎn)鏡面上的入射光束的光斑形狀的示意圖。在本實(shí)施方式中，從激光光源62入射到偏轉(zhuǎn)鏡面651上的光束Li是截面形狀呈近似橢圓形的會(huì)聚光束，其從偏轉(zhuǎn)鏡面651的正面一側(cè)入射。此外，該會(huì)聚光束Li的光腰BW通常形成在從偏轉(zhuǎn)鏡面651離開的位置。
此處，分別對(duì)擺動(dòng)角θ為零以及最大角(+θmax)、(-θmax)時(shí)的光束的偏轉(zhuǎn)動(dòng)作分開進(jìn)行說明。首先，當(dāng)擺動(dòng)角θ為零(在本實(shí)施方式中，入射光束Li的光軸OAi與基準(zhǔn)線SL正交)時(shí)，在偏轉(zhuǎn)鏡面651中形成如圖18B所示的光斑BSi，但是在本實(shí)施方式中，在鏡寬方向Y上，偏轉(zhuǎn)鏡面651的尺寸Hb和該偏轉(zhuǎn)鏡面651上的光斑BSi的尺寸Hbs滿足以下兩個(gè)條件(3-1)當(dāng)在掃描范圍內(nèi)，并且入射光束Li的光軸OAi與基準(zhǔn)線SL的角度為直角時(shí)偏轉(zhuǎn)鏡面651上的入射光束Li的光斑尺寸Hbs為偏轉(zhuǎn)鏡面651的寬度Hb以下；(3-2)當(dāng)在掃描范圍內(nèi)，并且上述角度為最大值或最小值時(shí)偏轉(zhuǎn)鏡面651上的入射光束Li的光斑尺寸Hbs比偏轉(zhuǎn)鏡面651的寬度Hb大。
此處，對(duì)條件(3-1)及條件(3-2)的意義進(jìn)行說明。在條件(3-1)中，入射光束Li的光軸OAi與基準(zhǔn)線SL的角度為直角，從而不發(fā)生光束旋轉(zhuǎn)。并且，由于滿足了Hbs≤Hb這一不等式，所以，在偏轉(zhuǎn)鏡面651中，在鏡寬方向Y上，全部入射光束Li都被反射，并經(jīng)由掃描透鏡66及折返鏡67而在感光體2上成像，從而在感光體表面形成光束Ls的光斑。因此，可以使從激光光源62射出的光束在感光體2的表面上高效地成像，從而可以在感光體表面上形成明亮的光斑。
此外，若偏轉(zhuǎn)鏡面651的擺動(dòng)角θ從零開始變化，則偏轉(zhuǎn)鏡面651產(chǎn)生變位，從而入射光束Li的光軸OAi與基準(zhǔn)線SL的角度從直角開始增加或減少。例如，如圖16D至圖16F所示，若擺動(dòng)角θ增加，則上述角度減小，當(dāng)?shù)搅藪呙璺秶亩瞬?，即擺動(dòng)角θ為最大值(+θmax)時(shí)，上述角度為(90-θmax)，為最小值。隨著這樣的角度變化就產(chǎn)生光束旋轉(zhuǎn)。即，入射光束Li的中央部分在與基準(zhǔn)面SS高度相同的位置上被偏轉(zhuǎn)鏡面651反射，但隨著角度變化，入射光束Li的一方偏向基準(zhǔn)面SS的下側(cè)，另一方偏向基準(zhǔn)面SS的上側(cè)，并分別在偏轉(zhuǎn)鏡面651上被反射。其結(jié)果是，發(fā)生光束旋轉(zhuǎn)，例如當(dāng)擺動(dòng)角θ為最大值(+θmax)時(shí)，如圖18A所示，偏轉(zhuǎn)鏡面651上的入射光束Li的光斑BSi大幅旋轉(zhuǎn)。此時(shí)的入射光束Li的中心軸CLi相對(duì)于基準(zhǔn)線SL大幅傾斜。關(guān)于這一點(diǎn)，在向反方向擺動(dòng)時(shí)也同樣會(huì)發(fā)生(參照?qǐng)D18C)。
可是，在本實(shí)施方式中，由于除了條件(3-1)之外還滿足條件(3-2)，所以在擺動(dòng)角θ增大的過程中，或是為最大值時(shí)，在鏡寬方向Y上，入射光束Li的光斑尺寸Hbs比偏轉(zhuǎn)鏡面651的寬度Hb大。而且，在Hbs＞Hb時(shí)，入射光束Li處于相對(duì)于偏轉(zhuǎn)鏡面651溢出的狀態(tài)，并只是入射光束Li的一部分被偏轉(zhuǎn)。即，雖然入射光束Li的中央部分在與基準(zhǔn)面SS高度相同的位置上被偏轉(zhuǎn)鏡面651反射，但是其一側(cè)部分偏向基準(zhǔn)面SS的下側(cè)，處于下方部分欠缺的狀態(tài)，而另一側(cè)部分偏向基準(zhǔn)面SS的上側(cè)，處于上方部分欠缺的狀態(tài)，并分別在偏轉(zhuǎn)鏡面651上被反射。其結(jié)果是，在溢出狀態(tài)下，射出光束(掃描光束)Ls的中心軸CLs接近擺動(dòng)角θ為零時(shí)的中心軸CLs(圖18B)。即，即使入射光束Li大幅旋轉(zhuǎn)，掃描光束Ls的旋轉(zhuǎn)也能被緩和。其結(jié)果是，也可以緩和感光體2的表面上的光斑的旋轉(zhuǎn)。
此外，在本實(shí)施方式中，如圖18A及圖18C所示，即使當(dāng)擺動(dòng)角θ為最大角(+θmax)、(-θmax)時(shí)，在主掃描方向X上，入射光束Li的光斑長度Has被構(gòu)成得比偏轉(zhuǎn)鏡面651的長度Ha短。因此，在掃描范圍內(nèi)，可以可靠防止入射光束Li在主掃描方向X上從偏轉(zhuǎn)鏡面651溢出，從而可以使光束高效地偏轉(zhuǎn)到感光體2的表面。
如上所述，根據(jù)本實(shí)施方式，雖然使光束Li相對(duì)于偏轉(zhuǎn)鏡面651斜入射，但是在掃描范圍的端部一側(cè)，因?yàn)樵阽R寬方向Y上，入射光束Li相對(duì)于偏轉(zhuǎn)鏡面651以溢出狀態(tài)入射，所以可以以抑制光斑旋轉(zhuǎn)的優(yōu)良的掃描特性使光束在感光體2的表面上掃描。而且，由此可以在感光體2的表面上穩(wěn)定地形成潛像。
此外，為了滿足上述條件(3-2)，為了在鏡寬方向Y上，使偏轉(zhuǎn)鏡面651比入射光束Li的光斑BSi小，在本實(shí)施方式中，將可動(dòng)板653加工成細(xì)長形狀，從而使鏡寬方向Y上的寬度Hb比以往裝置大幅減小。因此，在這樣構(gòu)成的曝光單元6中，可動(dòng)板653的重量被減輕，從而可以比以往裝置更高速且穩(wěn)定地?cái)[動(dòng)可動(dòng)板653。其結(jié)果是，可以在感光體2的表面上高速且穩(wěn)定地掃描光束，從而穩(wěn)定地進(jìn)行潛像的形成。
(第四實(shí)施方式)但是，從光束整形系統(tǒng)63射出的會(huì)聚光束Li的光腰BW的形成位置是任意的，也可以構(gòu)成光束整形系統(tǒng)63，使得光腰BW形成在比第三實(shí)施方式的光腰BW(參照?qǐng)D17A至圖17C)更靠近偏轉(zhuǎn)鏡面651的位置。以下，參照?qǐng)D19A至圖19C以及圖20A至圖20C對(duì)第四實(shí)施方式進(jìn)行說明。
圖19A至圖19C是安裝于本發(fā)明的圖像形成裝置的第四實(shí)施方式中的曝光單元的一部分的示意圖，示出了從圖16B的P-P線看到的偏轉(zhuǎn)鏡面上的光束的反射。此外，圖20A至圖20C是偏轉(zhuǎn)鏡面上的光束的光斑形狀的示意圖。另外，本實(shí)施方式中的圖像形成裝置只是會(huì)聚光束Li的光腰BW與第三實(shí)施方式不同，其余結(jié)構(gòu)與第三實(shí)施方式相同。
在第四實(shí)施方式中，如圖19A至圖19C所示，會(huì)聚光束Li的光腰BW形成在偏轉(zhuǎn)鏡面651的變位范圍內(nèi)。即，在偏轉(zhuǎn)鏡面651擺動(dòng)變位的過程中，光腰BW定位在偏轉(zhuǎn)鏡面651上。因此，形成于偏轉(zhuǎn)鏡面651上的光斑BSi的形狀與第三實(shí)施方式有一些不同。
首先，當(dāng)擺動(dòng)角θ為零(在本實(shí)施方式中，入射光束Li的光軸OAi與基準(zhǔn)線SL正交)時(shí)，在偏轉(zhuǎn)鏡面651中形成如圖20B所示的光斑BSi，但是在本實(shí)施方式中，也與第三實(shí)施方式一樣，在鏡寬方向Y上，偏轉(zhuǎn)鏡面651的尺寸Hb和該偏轉(zhuǎn)鏡面651上的光斑BSi的尺寸Hbs滿足上述兩個(gè)條件(3-1)(3-2)。因此，由于擺動(dòng)角θ為零，所以入射光束Li的光軸OAi與基準(zhǔn)線SL的角度為直角，從而不發(fā)生光束旋轉(zhuǎn)。并且，由于滿足了Hbs≤Hb這一不等式，所以，在偏轉(zhuǎn)鏡面651中，在鏡寬方向Y上，全部入射光束Li都被反射，并經(jīng)由掃描透鏡66及折返鏡67而在感光體2上成像，從而在感光體表面形成光束Ls的光斑。因此，可以使從激光光源62射出的光束在感光體2的表面上高效地成像，從而可以在感光體表面上形成明亮的光斑。
此外，若偏轉(zhuǎn)鏡面65 1的擺動(dòng)角θ從零開始變化，則與第三實(shí)施方式一樣，偏轉(zhuǎn)鏡面651產(chǎn)生變位，從而入射光束Li的光軸OAi與基準(zhǔn)線SL的角度從直角開始增加或減少，產(chǎn)生光束旋轉(zhuǎn)。例如，當(dāng)擺動(dòng)角θ為最大角(+θmax)時(shí)，如圖20A所示，偏轉(zhuǎn)鏡面651上的入射光束Li的光斑BSi大幅旋轉(zhuǎn)。此時(shí)的入射光束Li的中心軸CLi相對(duì)于基準(zhǔn)線SL大幅傾斜。關(guān)于這一點(diǎn)，在向反方向擺動(dòng)時(shí)也同樣會(huì)發(fā)生(參照?qǐng)D20C)。
然而，在本實(shí)施方式中，由于也滿足條件(3-1)及條件(3-2)，所以根據(jù)與第三實(shí)施方式同樣的理由，可以緩和感光體2表面上的光斑的旋轉(zhuǎn)。此外，如圖20A及圖20C所示，即使當(dāng)擺動(dòng)角θ為最大角(+θmax)、(-θmax)時(shí)，在主掃描方向X上，入射光束Li的光斑長度Has被構(gòu)成得比偏轉(zhuǎn)鏡面651的長度Ha短。因此，在掃描范圍內(nèi)，可以可靠防止入射光束Li在主掃描方向X上從偏轉(zhuǎn)鏡面651溢出，從而可以使光束高效地偏轉(zhuǎn)到感光體2的表面。
此外，在本實(shí)施方式中，由于光腰BW被形成在偏轉(zhuǎn)鏡面651的變位范圍內(nèi)，所以，與第三實(shí)施方式相比可以抑制掃描范圍內(nèi)的光量變動(dòng)。這是由于在偏轉(zhuǎn)鏡面651變位過程中間，入射光束Li的光腰BW位于偏轉(zhuǎn)鏡面651上的緣故。即，如圖20A及圖20C所示，偏轉(zhuǎn)鏡面651上的入射光束Li的光斑BSi在光腰BW的形成位置被扎起來，呈近似葫蘆形。因此，光斑BSi中從偏轉(zhuǎn)鏡面651溢出的溢出量比第三實(shí)施方式減少，從而可以提高由偏轉(zhuǎn)鏡面651所反射的光束Ls的光量。其結(jié)果是，可以抑制在掃描范圍的端部一側(cè)的光量下降，進(jìn)而可以抑制掃描范圍內(nèi)的光量變動(dòng)。
(其他)此外，本發(fā)明并不僅限于上述實(shí)施方式，只要不脫離其主旨，可以進(jìn)行上述之外的各種變化。例如，偏轉(zhuǎn)器65可以采用以往公知的檢流計(jì)鏡、多面反射鏡等，本發(fā)明也可適用于使光束向該偏轉(zhuǎn)器斜入射的曝光單元。
而且，在上述實(shí)施方式中，使光束相對(duì)于偏轉(zhuǎn)鏡面651從其正面一側(cè)入射，但是，本發(fā)明的適用對(duì)象不僅限于此，也可適用于使光束相對(duì)于基準(zhǔn)面SS從其一側(cè)(或者下側(cè))或另一側(cè)(或者上側(cè))斜入射的曝光單元全體。
工業(yè)實(shí)用性雖然將本發(fā)明中的光掃描裝置用作彩色圖像形成裝置的曝光單元，但本發(fā)明的適用對(duì)象并不僅限于此。即，可以用作在感光體等潛像載體上掃描光束而形成靜電潛像，并通過調(diào)色劑對(duì)該靜電潛像進(jìn)行顯影而形成調(diào)色劑圖像的圖像形成裝置的曝光單元。當(dāng)然，光掃描裝置的適用對(duì)象并不僅限于安裝在圖像形成裝置中的曝光單元，也可適用于所有使光束在被掃描面上掃描的光掃描裝置。
權(quán)利要求
1.一種光掃描裝置，其使光束在被掃描面上在主掃描方向上掃描，所述光掃描裝置的特征在于，其中，包括偏轉(zhuǎn)單元，具有對(duì)所入射的光束進(jìn)行反射的偏轉(zhuǎn)鏡面，并通過使所述偏轉(zhuǎn)鏡面圍繞與所述主掃描方向大體垂直的驅(qū)動(dòng)軸進(jìn)行變位來使入射光束在所述主掃描方向上偏轉(zhuǎn)；光源，用于射出光束；第一光學(xué)系統(tǒng)，對(duì)來自所述光源的光束進(jìn)行整形，并使其與垂直于所述驅(qū)動(dòng)軸的基準(zhǔn)面成銳角而向所述偏轉(zhuǎn)鏡面入射；第二光學(xué)系統(tǒng)，使光束在所述被掃描面上成像；當(dāng)以在所述入射光束向所述偏轉(zhuǎn)鏡面入射的位置上由所述偏轉(zhuǎn)鏡面與所述基準(zhǔn)面交叉而形成的交線為基準(zhǔn)線，并以所述偏轉(zhuǎn)鏡面內(nèi)與所述基準(zhǔn)線垂直的方向?yàn)殓R寬方向時(shí)，在所述鏡寬方向上，當(dāng)入射光束的光軸垂直于所述基準(zhǔn)線時(shí)，形成于所述偏轉(zhuǎn)鏡面上的入射光束的光斑尺寸比所述偏轉(zhuǎn)鏡面的寬度大。
2.一種光掃描裝置，其使光束在被掃描面上在主掃描方向上掃描，所述光掃描裝置的特征在于，其中，包括偏轉(zhuǎn)單元，具有對(duì)所入射的光束進(jìn)行反射的偏轉(zhuǎn)鏡面，并通過使所述偏轉(zhuǎn)鏡面圍繞與所述主掃描方向大體垂直的驅(qū)動(dòng)軸進(jìn)行變位來使入射光束在預(yù)定的掃描范圍內(nèi)在所述主掃描方向上偏轉(zhuǎn)；光源，用于射出光束；第一光學(xué)系統(tǒng)，對(duì)來自所述光源的光束進(jìn)行整形，并使其與垂直于所述驅(qū)動(dòng)軸的基準(zhǔn)面成銳角而向所述偏轉(zhuǎn)鏡面入射；第二光學(xué)系統(tǒng)，使光束在所述被掃描面上成像；當(dāng)以在所述入射光束向所述偏轉(zhuǎn)鏡面入射的位置上由所述偏轉(zhuǎn)鏡面與所述基準(zhǔn)面交叉而形成的交線為基準(zhǔn)線，并以所述偏轉(zhuǎn)鏡面內(nèi)與所述基準(zhǔn)線垂直的方向?yàn)殓R寬方向時(shí)，所述鏡寬方向上的、形成于所述偏轉(zhuǎn)鏡面上的入射光束的光斑尺寸有當(dāng)在所述掃描范圍內(nèi)，并且當(dāng)入射光束的光軸與所述基準(zhǔn)線的角度為直角時(shí)，其為所述鏡寬方向上的所述偏轉(zhuǎn)鏡面的寬度以下；而當(dāng)在所述掃描范圍內(nèi)，并且當(dāng)所述角度為最大值或最小值時(shí)，其比所述鏡寬方向上的所述偏轉(zhuǎn)鏡面的寬度大。
3.如權(quán)利要求1或2所述的光掃描裝置，其中，所述第一光學(xué)系統(tǒng)將來自所述光源的光束整形為平行光束，并作為所述入射光束而向所述偏轉(zhuǎn)鏡面入射。
4.一種光掃描裝置，其使光束在被掃描面上在主掃描方向上掃描，所述光掃描裝置的特征在于，其中，包括偏轉(zhuǎn)單元，具有對(duì)所入射的光束進(jìn)行反射的偏轉(zhuǎn)鏡面，并通過使所述偏轉(zhuǎn)鏡面圍繞與所述主掃描方向大體垂直的驅(qū)動(dòng)軸進(jìn)行變位來使入射光束在預(yù)定的掃描范圍內(nèi)在所述主掃描方向上偏轉(zhuǎn)；光源，用于射出光束；第一光學(xué)系統(tǒng)，使來自所述光源的光束在與所述主掃描方向大體垂直的副掃描方向上會(huì)聚，并使其與垂直于所述驅(qū)動(dòng)軸的基準(zhǔn)面成銳角而向所述偏轉(zhuǎn)鏡面入射；第二光學(xué)系統(tǒng)，使光束在所述被掃描面上成像；當(dāng)以在所述入射光束向所述偏轉(zhuǎn)鏡面入射的位置上由所述偏轉(zhuǎn)鏡面與所述基準(zhǔn)面交叉而形成的交線為基準(zhǔn)線，并以所述偏轉(zhuǎn)鏡面內(nèi)與所述基準(zhǔn)線垂直的方向?yàn)殓R寬方向時(shí)，所述鏡寬方向上的、形成于所述偏轉(zhuǎn)鏡面上的入射光束的光斑尺寸有當(dāng)在所述掃描范圍內(nèi)，并且當(dāng)入射光束的光軸與所述基準(zhǔn)線的角度為直角時(shí)，其為所述鏡寬方向上的所述偏轉(zhuǎn)鏡面的寬度以下；而當(dāng)在所述掃描范圍內(nèi)，并且當(dāng)所述角度為最大值或最小值時(shí)，其比所述鏡寬方向上的所述偏轉(zhuǎn)鏡面的寬度大。
5.如權(quán)利要求4所述的光掃描裝置，其中，所述第一光學(xué)系統(tǒng)使來自所述光源的光束會(huì)聚，以使得所述會(huì)聚光束的光腰位于所述偏轉(zhuǎn)鏡面的變位范圍內(nèi)。
6.如權(quán)利要求4所述的光掃描裝置，其中，所述第一光學(xué)系統(tǒng)使來自所述光源的光束會(huì)聚，以使得所述會(huì)聚光束的光腰位于所述偏轉(zhuǎn)鏡面的變位范圍內(nèi)。
7.如權(quán)利要求1、2、4、5或6所述的光掃描裝置，其中，所述第一光學(xué)系統(tǒng)使所述入射光束從所述偏轉(zhuǎn)鏡面的正面一側(cè)入射。
8.如權(quán)利要求1、2、4、5或6所述的光掃描裝置，其中，所述偏轉(zhuǎn)單元將呈在所述主掃描方向上延伸的細(xì)長形狀且具有所述偏轉(zhuǎn)鏡面的可動(dòng)部件，和支撐所述可動(dòng)部件以使其圍繞所述驅(qū)動(dòng)軸自由擺動(dòng)的支撐部件一體地形成，并驅(qū)動(dòng)所述可動(dòng)部件圍繞所述驅(qū)動(dòng)軸擺動(dòng)，從而偏轉(zhuǎn)所述入射光束。
9.如權(quán)利要求1、2、4、5或6所述的光掃描裝置，其中，所述偏轉(zhuǎn)單元在預(yù)定的掃描范圍內(nèi)偏轉(zhuǎn)所述入射光束，在所述主掃描方向上，當(dāng)在所述掃描范圍內(nèi)，并且所述入射光束的光軸與所述基準(zhǔn)線的角度為最大值或最小值時(shí)，所述偏轉(zhuǎn)鏡面上所形成的所述入射光束的光斑尺寸比所述偏轉(zhuǎn)鏡面的長度短。
10.一種圖像形成裝置，其使用權(quán)利要求1、2、4、5或6所述的光掃描裝置在潛像載體的表面掃描光束，從而在所述潛像載體上形成靜電潛像。
全文摘要
本發(fā)明提供一種光掃描裝置及使用了該裝置的圖像形成裝置，所述光掃描裝置可以抑制在使光束相對(duì)于偏轉(zhuǎn)鏡面斜入射時(shí)所發(fā)生的被掃描面上的光斑旋轉(zhuǎn)，從而以優(yōu)良的掃描特性在被掃描面上掃描光束。當(dāng)擺動(dòng)角θ為零時(shí)，由于被構(gòu)成的是偏轉(zhuǎn)鏡面(651)上的入射光束的光斑尺寸Hbs比偏轉(zhuǎn)鏡面(651)的寬度Hb大，所以在全擺動(dòng)角θ中，Hbs＞Hb的關(guān)系成立，于是入射光束處于相對(duì)于偏轉(zhuǎn)鏡面(651)溢出的狀態(tài)。因此，即使發(fā)生光束旋轉(zhuǎn)，也只有入射光束的中心部分被偏轉(zhuǎn)鏡面(651)反射，并作為掃描光束而被導(dǎo)向掃描透鏡。因此，來自偏轉(zhuǎn)器的出射光束(掃描光束)的中心軸CLs接近擺動(dòng)角θ為零時(shí)的中心軸CLs。
文檔編號(hào)G02B26/08GK1641403SQ200410102748
公開日2005年7月20日 申請(qǐng)日期2004年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月15日
發(fā)明者野村雄二郎, 井熊健 申請(qǐng)人:精工愛普生株式會(huì)社