專利名稱：光學(xué)掃描裝置和圖像形成裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于圖像形成裝置的光學(xué)掃描裝置。
背景技術(shù)：
為了用光束掃描光電元件，各種光學(xué)掃描裝置被用于諸如數(shù)字式光電復(fù)印機(jī)，傳真機(jī) 和激光印刷機(jī)的圖像形成裝置。根據(jù)常規(guī)使用的光學(xué)掃描裝置，將多角鏡或檢流計(jì)反射鏡 用作偏轉(zhuǎn)來自光源的光束的偏轉(zhuǎn)器。然而，為了以較高的分辯率在短時(shí)間內(nèi)形成圖像，必須以較高的速度轉(zhuǎn)動(dòng)該多角鏡或 檢流計(jì)反射鏡。由于諸如噪音，轉(zhuǎn)動(dòng)期間發(fā)熱以及可轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐多角鏡或檢流計(jì)反射鏡的 軸承的耐久性的干擾，所以以較高的速度轉(zhuǎn)動(dòng)多角鏡或檢流計(jì)反射鏡會(huì)受到一定的限制。由于該原因，作為用于光學(xué)掃描裝置的偏轉(zhuǎn)器，最近有人提出通過硅微加工產(chǎn)生的偏 轉(zhuǎn)器(例如，參見日本專利公報(bào)No. 2924200，日本專利公報(bào)No. 3011144，日本專利申 請(qǐng)公開公報(bào)No. 2002-82303)。如圖21所示，該類型的偏轉(zhuǎn)器501具有由振動(dòng)鏡502和扭轉(zhuǎn)梁503形成的整體模制 結(jié)構(gòu)，振動(dòng)鏡502的表面形成反射面502a，扭轉(zhuǎn)梁503作為樞軸支撐振動(dòng)鏡502。偏轉(zhuǎn)器 501的優(yōu)點(diǎn)在于可以通過將振動(dòng)鏡502制成小尺寸實(shí)現(xiàn)小型化，并且偏轉(zhuǎn)器501在低噪聲 下運(yùn)轉(zhuǎn)，以及雖然可進(jìn)行高速運(yùn)轉(zhuǎn)但仍可保持低電耗，這是因?yàn)檎駝?dòng)鏡502通過利用振動(dòng) 鏡502的共振進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)和振動(dòng)。此外，偏轉(zhuǎn)器501的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，因?yàn)槠D(zhuǎn)器501引起低振動(dòng)并幾乎不發(fā)熱，容 納光學(xué)掃描裝置的殼體可以用薄壁制成，因此該殼體用包含低混合比例玻璃纖維的低成本 樹脂模制材料構(gòu)成，而且圖像質(zhì)量幾乎不受影響。尤其是，日本專利申請(qǐng)公開公報(bào)No. 2002-82303公開了使用偏轉(zhuǎn)器501代替多角鏡 的實(shí)例。所提出的實(shí)例是一種圖像形成裝置，因?yàn)橥ㄟ^利用振動(dòng)鏡作為多角鏡的替代實(shí)現(xiàn)低噪聲和低電耗，因此該圖像形成裝置適合于辦公室環(huán)境并且適宜于全球環(huán)境。然而，當(dāng)驅(qū)動(dòng)振動(dòng)鏡502時(shí)，由于振動(dòng)鏡502的慣性矩和回復(fù)力，存在如下所述的動(dòng) 態(tài)表面變形。假定圖20中所示的振動(dòng)鏡502的尺度縱向?yàn)?a，橫向?yàn)?b，厚度為d，并且硅的密 度為P 。振動(dòng)鏡502的慣性矩I由下述等式1表示。慣性矩I = (4abpd/3) Xa2 (1)如等式1所示，振動(dòng)鏡502的慣性矩I是局部力矩，為離開振動(dòng)鏡502的旋轉(zhuǎn)軸的距 離的函數(shù)，并且較長(zhǎng)的離開旋轉(zhuǎn)軸的距離導(dǎo)致較大的慣性矩。振動(dòng)鏡502的厚度是較薄的幾百微米，因此由于往復(fù)振動(dòng)和施加在振動(dòng)鏡502上的慣 性矩而發(fā)生轉(zhuǎn)速變化，在振動(dòng)鏡502的扭轉(zhuǎn)梁503附近的一點(diǎn)和遠(yuǎn)離扭轉(zhuǎn)梁503的端部沿 相反的方向施加力，因此如圖21所示，振動(dòng)鏡502發(fā)生波動(dòng)和變形。因此，由振動(dòng)鏡502反射的光束的光通量的波前像差變大，使光束變粗。圖21描繪作為簡(jiǎn)單平板形成的振動(dòng)鏡502的變形狀態(tài)。隨著光通量的波前像差指標(biāo) 的下降，如圖21中的虛線所示，沿與扭轉(zhuǎn)梁503垂直的方向(主掃描方向)產(chǎn)生入射位 置的偏差。在這樣的情況下，表觀曲率(apparent curvature)不同，使光束的成像位置發(fā)生偏 離(散焦)。尤其是由于偏轉(zhuǎn)器或光源的裝配偏差，如圖22A和22B所示，當(dāng)光束照射至 振動(dòng)鏡502的邊緣時(shí)，成像位置505處的光束變粗或發(fā)生散焦。因此，照射到振動(dòng)鏡502的邊緣的光束變成沿主掃描方向的會(huì)聚光通量(參見圖22A) 或發(fā)散光通量(參見圖22B)，其結(jié)果是，光束不能均勻地會(huì)聚到成像位置505，因此得不 到期望的束斑直徑。由于該原因，通常光束不能在整個(gè)掃描表面上會(huì)聚，束斑直徑不能保持恒定，導(dǎo)致圖 像惡化的問題。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是至少部分解決常規(guī)技術(shù)中存在的問題。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面提供一種光學(xué)掃描裝置，該光學(xué)掃描裝置包括發(fā)射光束的光源 單元；激勵(lì)光源單元的光源激勵(lì)單元；具有用于限制從光源單元輸出的光束的束寬的開口 的光圈單元；包括構(gòu)造成偏轉(zhuǎn)從光源單元輸出的光束并繞扭轉(zhuǎn)梁自由轉(zhuǎn)動(dòng)的反射面的光偏 轉(zhuǎn)單元；和利用由光偏轉(zhuǎn)單元偏轉(zhuǎn)的光束將圖像在掃描靶面上形成束斑的光學(xué)系統(tǒng)。該光圈單元設(shè)置成使入射到光偏轉(zhuǎn)單元的光束的中心基本上匹配反射面的旋轉(zhuǎn)軸。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面提供一種光學(xué)掃描裝置，該光學(xué)掃描裝置包括發(fā)射光束的光源單元；包括構(gòu)造成偏轉(zhuǎn)從光源單元輸出的光束并繞扭轉(zhuǎn)梁自由轉(zhuǎn)動(dòng)的反射面的光偏轉(zhuǎn)單元；和利用由光偏轉(zhuǎn)單元偏轉(zhuǎn)的光束將圖像在掃描靶面上形成束斑的光學(xué)系統(tǒng)。所述光束的束寬至少沿主掃描方向受到所述反射面的限制。通過下文參照附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)說明，可以更好地理解本發(fā)明的上述及其他目的，特征，優(yōu)點(diǎn)以及技術(shù)和工業(yè)意義。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的圖像形成裝置的內(nèi)部正面的示意圖；圖2是用于說明圖1所示的圖像形成裝置中的諸如作為光學(xué)掃描裝置的激光寫入單元以及感光元件的相應(yīng)部分的示意圖；圖3是圖1所示的圖像形成裝置中的激光寫入單元的分解立體示意圖；圖4是用于說明圖1所示的圖像形成裝置中的諸如激光寫入單元和感光元件的相應(yīng)部分的示意圖；圖5是圖3所示的激光寫入單元中的光源裝置的分解立體示意圖；圖6是圖5所示的光源裝置中的偏轉(zhuǎn)單元的分解立體示意圖；圖7A是圖6所示的偏轉(zhuǎn)單元中的振動(dòng)鏡的主視圖；圖7B是圖6所示的振動(dòng)鏡的反射鏡單元的后視圖；圖7C是圖7B所示的反射鏡單元的沿直線VIC-VIC的橫截面圖；圖8是圖7A所示的振動(dòng)鏡的分解立體示意圖；圖9A是圖5所示的光源裝置中的光源單元的分解立體示意圖；圖9B是圖9A所示的光源單元的從背面看的分解立體示意圖；圖10A是用于說明當(dāng)光源單元的位置在圖5所示的光源裝置中偏離時(shí)穿過光圈前后的 光強(qiáng)度分布的示意圖；圖10B是用于說明當(dāng)光源位置發(fā)生偏離時(shí)穿過光圈前后的根據(jù)常規(guī)的自動(dòng)光度控制的 光強(qiáng)度分布的示意圖；圖IIA和11B是用于說明通過改變圖4中所示的振動(dòng)鏡的反射面和光圈之間的位置關(guān)系限制束寬的功能的示意圖；圖12是用于說明偏轉(zhuǎn)單元包括組合透明構(gòu)件和開口的元件的示意圖；圖13是用于說明根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的振動(dòng)鏡的反射面的寬度與光圈限制束寬 的功能之間的關(guān)系的示意圖；圖14A和14B描繪根據(jù)第二實(shí)施例的反射面的形狀；圖15A和15B是用于說明根據(jù)第二實(shí)施例的入射光束的直徑的示意圖；圖16是顯示根據(jù)第二實(shí)施例的透明構(gòu)件的蔭蔽性能的曲線圖；圖17是用于說明根據(jù)第二實(shí)施例的透明構(gòu)件的蔭蔽性能的示意圖；圖18A和18B是用于說明根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的光量調(diào)整的示意圖；圖19是用于說明根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例的光學(xué)掃描裝置的示意圖；圖20是用于說明常規(guī)的振動(dòng)鏡的活動(dòng)部分的示意圖；圖21是用于說明圖19中所示的振動(dòng)鏡的活動(dòng)部分發(fā)生波動(dòng)的狀態(tài)的示意圖； 圖22A是用于說明在圖21中所示的波動(dòng)狀態(tài)下入射到活動(dòng)部分的凹端的光束的偏轉(zhuǎn) 實(shí)例的示意圖；以及圖22B是用于說明在圖21中所示的波動(dòng)狀態(tài)下入射到活動(dòng)部分的凸端的光束的偏轉(zhuǎn) 實(shí)例的示意圖。
具體實(shí)施方式
下文將參照附圖對(duì)本發(fā)明的示例性實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。首先，參照?qǐng)D1 12對(duì)本發(fā) 明的第一實(shí)施例說明如下。圖像形成裝置1在圖1所示的作為轉(zhuǎn)印材料的紙張7上形成圖像。如圖1所示，圖像 形成裝置1至少包括裝置本體2，供紙單元3，套準(zhǔn)輥對(duì)IO，轉(zhuǎn)印單元4，定影單元5，作 為光學(xué)掃描裝置的激光寫入單元22，處理盒6和傳送單元16。裝置本體2例如可以呈箱狀并且放置于地板上。裝置本體2容納供紙單元3，套準(zhǔn)輥 對(duì)10，轉(zhuǎn)印單元4，定影單元5，激光寫入單元22和處理盒6。供紙單元3位于裝置本體2下部，并且包括多個(gè)可以按要求插入裝置本體2和從裝置 本體2移出的供紙盒23和24。供紙盒23和24以疊置方式容納紙張7，并且供紙盒23和 24分別配備供紙輥25和26。每一個(gè)供紙輥25和26都?jí)嚎棵總€(gè)供紙盒23和24中的紙張 7的頂部紙張。供紙輥25和26朝向套準(zhǔn)輥對(duì)10之間(的輥隙)發(fā)送紙張7的頂部紙張。套準(zhǔn)輥對(duì)10包括一對(duì)輥，并且設(shè)置在將要從供紙單元3輸送至轉(zhuǎn)印單元4的紙張7 的傳送路線上。套準(zhǔn)輥對(duì)10在該一對(duì)輥之間保持紙張7，并且根據(jù)重疊色粉圖像的定時(shí)(沿 副掃描方向(圖l中的垂直方向)開始記錄的定時(shí))將紙張7發(fā)送到轉(zhuǎn)印單元4和處理盒6之間。轉(zhuǎn)印單元4設(shè)置在供紙單元3上方。轉(zhuǎn)印單元4包括多個(gè)輥27和轉(zhuǎn)印帶29。每個(gè)輥 27都可轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置于裝置本體2中，并且至少一個(gè)輥27例如由作為驅(qū)動(dòng)器的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng) 并轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)印帶29呈環(huán)狀圈并且穿繞于輥27周圍。當(dāng)轉(zhuǎn)印帶29穿繞于輥27周圍時(shí)位于處理 盒6的下方并在處理盒6的附近。當(dāng)至少一個(gè)輥27由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)并轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)印帶29圍 繞輥27轉(zhuǎn)動(dòng)(循環(huán)運(yùn)行)。當(dāng)轉(zhuǎn)印帶29將從供紙單元3發(fā)送的紙張7壓至處理盒6的感光鼓8的外表面上時(shí)， 轉(zhuǎn)印單元4將感光鼓8上的色粉圖像轉(zhuǎn)印至紙張7上。轉(zhuǎn)印單元4朝向定影單元5發(fā)送其 上轉(zhuǎn)印有色粉圖像的紙張7。定影單元5包括其間保持紙張7的一對(duì)輥5a和5b。定影單元5通過在一對(duì)輥5a和 5b之間加壓加熱從轉(zhuǎn)印單元4發(fā)送的紙張7而將色粉圖像固定在紙張7上。激光寫入單元22設(shè)置在裝置本體2的上部即供紙單元3上方。激光寫入單元22通過 將激光照射到由處理盒6的靜電充電器9均勻充電的感光鼓8的外表面上而形成靜電潛像。 激光寫入單元22通過用振動(dòng)鏡進(jìn)行往復(fù)掃描的循環(huán)來進(jìn)行每一條皆在感光鼓8外表面上 的雙線圖像記錄(形成靜電潛像)。激光寫入單元22的詳細(xì)構(gòu)造將在下文進(jìn)行說明。處理盒6設(shè)置在轉(zhuǎn)印單元4和激光寫入單元22之間并且可與裝置本體2分開。如圖2 所示，處理盒6包括盒殼體11，作為充電裝置的靜電充電器9，作為圖像載體的感光鼓8， 作為清潔裝置的清潔盒12以及顯影裝置13。因此，圖像形成裝置1至少包括靜電充電器 9，感光鼓8，清潔盒12和顯影裝置13。盒殼體11可與裝置本體2分離，并且容納靜電充電器9，感光鼓8，清潔盒12和顯 影裝置13。靜電充電器9向整個(gè)感光鼓8外表面均勻充電。感光鼓8設(shè)置成與顯影裝置 13的顯影輥15分離但保持一定的間隔。感光鼓8呈可圍繞鼓的軸轉(zhuǎn)動(dòng)的圓筒或圓柱狀。感光鼓8構(gòu)造成具有由激光寫入單元22在其上形成的靜電潛像。當(dāng)色粉被吸附到感 光鼓8的外表面上形成并攜帶的靜電潛像上時(shí)，感光鼓8在其上顯影出色粉圖像并且將這 樣獲得的色粉圖像轉(zhuǎn)印至位于轉(zhuǎn)印帶29和感光鼓8之間的紙張7上。感光鼓8的外表面 構(gòu)造成待掃描的表面。在色粉圖像被轉(zhuǎn)印至紙張7上后，清潔盒12去除留在感光鼓8的 外表面上的轉(zhuǎn)印殘余色粉。顯影裝置13至少包括色粉盒17和作為顯影劑載體的顯影輥15。顯影裝置13在色粉 盒17中充分?jǐn)嚢枭?，并且將?jīng)攪拌的色粉吸附到顯影輥15的外表面上。然后顯影裝置13通過轉(zhuǎn)動(dòng)顯影輥15使感光鼓8吸附色粉。這樣，顯影裝置13通過用顯影輥15攜帶色 粉而將色粉傳送至顯影區(qū)并顯影感光鼓8上的靜電潛像，然后形成色粉圖像。顯影輥15與感光鼓8平行地設(shè)置在感光鼓8附近。顯影輥15和感光鼓8之間的間隔 形成感光鼓8吸附色粉并且通過顯影靜電潛像得到色粉圖像的顯影區(qū)。傳送單元16包括設(shè)置在裝置本體2的上表面上的傳送盤18和19以及分別為傳送盤 18和19設(shè)置的傳送輥對(duì)20和21。通過被保持在定影單元5的一對(duì)輥5a和5b之間而在 其上固定色粉圖像的紙張7被提供給每一對(duì)傳送輥對(duì)20和21。傳送輥對(duì)20和21分別將 其上固定色粉圖像的紙張7傳送到傳送盤18和19上。如下文所述，圖像形成裝置1在紙張7上形成圖像。首先，通過轉(zhuǎn)動(dòng)感光鼓8，圖像形成裝置1用靜電充電器9均勻地向感光鼓8的外表 面充電。通過將激光照射至感光鼓8的外表面，在感光鼓8的外表面上形成靜電潛像。當(dāng)靜電潛像位于顯影區(qū)中時(shí)，吸附在顯影裝置13的顯影輥15的外表面上的色粉吸附 到感光鼓8的外表面上，靜電潛像被顯影，然后在感光鼓8的外表面上形成色粉圖像。圖像形成裝置1使由供紙單元3的供紙輥25和26傳送的紙張7位于處理盒6的感光 鼓8和轉(zhuǎn)印單元4的轉(zhuǎn)印帶29之間，并且將感光鼓8的外表面上形成的色粉圖像轉(zhuǎn)印至 紙張7上。圖像形成裝置1用定影單元5將色粉圖像固定到紙張7上，并且將紙張7傳送至傳送 單元16的傳送盤18和19上。這樣，圖像形成裝置1在紙張7上形成圖像。下文將說明激光寫入單元22的細(xì)節(jié)。掃描感光鼓8的激光寫入單元22具有如圖2所 示的整體結(jié)構(gòu)，同時(shí)通過用振動(dòng)鏡85偏轉(zhuǎn)并引導(dǎo)來自半導(dǎo)體激光器51的光束根據(jù)紙張7 的移動(dòng)方向K (由圖2所示的箭頭指示)將靜電潛像形成到感光鼓8上。在下文中，平行 于感光鼓8的軸線的方向在附圖中用箭頭X表示并且稱為主掃描方向；平行于由振動(dòng)鏡85 偏轉(zhuǎn)的光束的光軸的方向用箭頭Y表示并且稱為光軸線方向；與主掃描方向X和光軸線方 向Y垂直的方向用箭頭Z表示并且稱為副掃描方向。如圖3和4所示，激光寫入單元22包括單元本體30，光源裝置31和成像光學(xué)系統(tǒng) 32。如圖3所示，單元本體30包括三個(gè)形成為帶板的平板構(gòu)件34。平板構(gòu)件34附接于裝 置本體2，通過互相緊固平板構(gòu)件34的邊緣而在俯視圖中呈方U字形。如圖3， 4和5所示，光源裝置31包括光學(xué)殼體35，光源單元48，作為線性成像透 鏡的柱面透鏡38，偏轉(zhuǎn)單元39和設(shè)定孔徑的光圈130。光學(xué)殼體35包括機(jī)殼40和平板狀上蓋41， 二者都由合成樹脂制成。機(jī)殼40以一體化方式包括平板狀的底板42，豎立設(shè)置于底板42的外緣的多個(gè)側(cè)板43以及分隔板44。 彼此相連的兩個(gè)側(cè)板43配備配合孔45和發(fā)射窗46，配合孔45構(gòu)造成安裝光源單元48并 呈圓形。發(fā)射窗46呈扁平矩形。
分隔板44將機(jī)殼40內(nèi)部即光學(xué)殼體35內(nèi)部的空間分隔成用于容納偏轉(zhuǎn)單元39的空 間和用于容納偏轉(zhuǎn)單元39之外的其他單元的空間。
分隔板44配備矩形的透明構(gòu)件47的窗口 。上蓋41附接于機(jī)殼40以便閉合遠(yuǎn)離底板 42 —側(cè)上機(jī)殼40的側(cè)板43的邊緣處形成的上部開口并且密封光學(xué)殼體35。
如圖9A和9B所示，光源單元48包括印刷基板50，作為光源單元的半導(dǎo)體激光器51， 支架構(gòu)件53，耦合透鏡54和未圖示的激勵(lì)半導(dǎo)體激光器51的光源激勵(lì)單元。印刷基板 50包括例如絕緣基板和在基板外表面上形成的布線圖形。
半導(dǎo)體激光器51安裝在印刷基板50上。準(zhǔn)確地講，光源單元48包括作為處理盒6 的光源的半導(dǎo)體激光器51。半導(dǎo)體激光器51向感光鼓8發(fā)射光束59。
支架構(gòu)件53包括厚平板狀的支架本體63, —對(duì)支柱64，激光器定位孔65， 一對(duì)凸出 部66和一對(duì)附接平面68。支架本體63配備支軸70，支軸70從支架本體63的副掃描方 向Z上的兩端沿副掃描方向Z向外突出并延伸。
一對(duì)支柱64設(shè)置在支架本體63的相對(duì)于支架本體63的中心彼此相對(duì)的邊緣上的位 置，并且從支架本體63朝向印刷基板50豎立。當(dāng)將支柱64安裝于印刷基板50并將穿過 印刷基板50的螺栓擰入支柱64時(shí)，支柱64便將支架構(gòu)件53緊固于印刷基板50上。
激光器定位孔65貫穿支架本體63并且設(shè)置在支架本體63中央。當(dāng)半導(dǎo)體激光器51 進(jìn)入激光器定位孔65內(nèi)時(shí)，激光器定位孔65定位半導(dǎo)體激光器51。
每個(gè)附接平面68都呈平板狀并且與每一支軸70相連接。附接平面68的表面基本上 與支架本體63的外表面齊平。
一對(duì)凸出部66從支架本體63形成沿遠(yuǎn)離印刷基板50的方向即朝向偏轉(zhuǎn)單元39突起 的凸出體。該對(duì)凸出部66設(shè)置成使激光器定位孔65位于凸出部66之間。所形成的凸出 部66的外緣與配合孔45的內(nèi)緣配合。該對(duì)凸出部66配合于配合孔45內(nèi)并且將光源單元 48定位至光學(xué)殼體35。凹槽67形成于每個(gè)凸出部66的內(nèi)表面上，并且凹槽67的橫截面 呈U字形，與激光器定位孔65的內(nèi)表面齊平。
耦合透鏡54沿半導(dǎo)體激光器51的光軸線方向Y的位置受到調(diào)節(jié)，使耦合透鏡54的 光軸與半導(dǎo)體激光器51的光軸匹配，并且發(fā)生作為平行光線的光束59，然后將紫外線固 化粘合劑填充在耦合透鏡54和一對(duì)凸出部66的凹槽的67的各個(gè)內(nèi)表面之間，以使耦合透鏡54緊固于凸出部66即支架本體63上。
當(dāng)凸出部66插入光學(xué)殼體35的配合孔45中時(shí)，光源單元48的轉(zhuǎn)動(dòng)方向被定位，然 后將光源單元48通過壓配合而緊固。將穿過光學(xué)殼體35的側(cè)板43的螺栓擰入附接平面 68，使光源單元48緊固于光學(xué)殼體35。
柱面透鏡38容納于光學(xué)殼體35內(nèi)部。柱面透鏡38設(shè)置成按要求沿副掃描方向Z偏 轉(zhuǎn)。柱面透鏡38接收從光源單元48發(fā)射的入射光束59，并且將光束59發(fā)射到偏轉(zhuǎn)單元 39的振動(dòng)鏡85的反射面95。柱面透鏡38將沿副掃描方向Z的光束59會(huì)聚在振動(dòng)鏡85 的反射面95上。
如圖6所示，偏轉(zhuǎn)單元39包括電路基板83，支承構(gòu)件84，振動(dòng)鏡85和安裝在電路 基板83上的驅(qū)動(dòng)電路(未圖示)。下文將作為第一實(shí)施例中產(chǎn)生振動(dòng)鏡85的扭矩的方法 對(duì)電磁驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的實(shí)例進(jìn)行說明。
電路基板83包括絕緣基板和在基板表面上形成的布線圖形。構(gòu)成振動(dòng)鏡85的驅(qū)動(dòng)電 路的控制集成電路和晶體振蕩器和連接器86等安裝在電路基板83上，并且來自電源的電 能以及控制信號(hào)通過連接器86輸入和輸出。
支承構(gòu)件84由合成樹脂模制而成。支承構(gòu)件84定位在電路基板83上的預(yù)定位置并 且從電路基板83直立。支承構(gòu)件84配備振動(dòng)鏡85。支承構(gòu)件84以一體化方式包括定位 單元87，保持鉤88和邊緣連接器單元89。定位單元87定位振動(dòng)鏡85，以使扭轉(zhuǎn)梁97垂 直于主掃描方向X，并且使反射面95相對(duì)于主掃描方向X傾斜預(yù)定角度，例如根據(jù)第一實(shí) 施例為22. 5度。保持鉤88鎖住振動(dòng)鏡85的安裝基板90的外緣。邊緣連接器單元89包 括金屬端子，該金屬端子設(shè)置成當(dāng)安裝振動(dòng)鏡85時(shí)與接線端子127相接觸，接線端子127 形成于振動(dòng)鏡85的安裝基板90的側(cè)面上。
如圖7A所示，振動(dòng)鏡85按如下方式得到反射面95由作為樞軸的扭轉(zhuǎn)梁97支撐； 通過蝕刻用硅基片制造其輪廓，這一點(diǎn)將在后文進(jìn)行描述；并且經(jīng)蝕刻的硅基片附貼到安 裝基板90上。第一實(shí)施例中顯示一對(duì)硅基片背對(duì)背地粘結(jié)成一片的模塊。
這樣就得到振動(dòng)鏡85，然后安裝基板90的側(cè)面插入邊緣連接器單元89，安裝基板90 的外緣由保持鉤88鎖住，安裝基板90的兩側(cè)表面沿定位單元87放置，然后振動(dòng)鏡85由 支承構(gòu)件84支撐。這樣，電連線可以同時(shí)完成，振動(dòng)鏡85可以個(gè)別地更換。
如圖7A， 7B， 7C和8所示，振動(dòng)鏡85包括安裝基板90和反射鏡單元91。安裝基板 90在其上配備機(jī)座92和機(jī)軛93。機(jī)座92是用于安裝反射鏡單元91的框架，所形成的機(jī) 軛93包圍反射鏡單元91。機(jī)軛93與一對(duì)永久磁鐵94附接。該對(duì)永久磁鐵94中的每塊磁鐵的南極和北極沿與扭轉(zhuǎn)梁97的縱向垂直的方向彼此相對(duì)。該對(duì)永久磁鐵94產(chǎn)生沿與扭 轉(zhuǎn)梁97的縱向垂直的方向的磁場(chǎng)。
反射鏡單元91包括活動(dòng)部96,扭轉(zhuǎn)梁97和框架98?；顒?dòng)部96包括在其表面上形成 的反射面95并且具有振蕩器的功能。每個(gè)扭轉(zhuǎn)梁97的一端連接至活動(dòng)部96的副掃描方 向Z的兩端中的每一端，并且扭轉(zhuǎn)梁97設(shè)置成從沿副掃描方向Z的兩端豎立以形成樞軸。 框架98形成支撐單元，其內(nèi)緣的一部分連接到每個(gè)扭轉(zhuǎn)梁97的另一端。反射鏡單元91 由至少一塊通過蝕刻切出的硅基片形成。根據(jù)第一實(shí)施例，反射鏡單元91通過使用稱作 絕緣體上的硅基板的晶片得到，該晶片用預(yù)先粘結(jié)的兩個(gè)基板105和106制成，在兩基板 之間具有氧化膜，基板105和106的厚度分別為140微米和60微米。
活動(dòng)部96包括振動(dòng)板100，補(bǔ)強(qiáng)梁101和可動(dòng)鏡102。平面線圈99 (圖7B中所示) 形成于振動(dòng)板100上。補(bǔ)強(qiáng)梁101設(shè)置成從振動(dòng)板100沿主掃描方向X的兩端直立?？蓜?dòng) 鏡102在振動(dòng)板100上分層，并且反射面95形成在可動(dòng)鏡102上。扭轉(zhuǎn)梁97可以扭轉(zhuǎn)， 并且活動(dòng)部96即反射面95可通過扭轉(zhuǎn)梁97的扭轉(zhuǎn)而轉(zhuǎn)動(dòng)?？蚣?8包括分層的一對(duì)框架 103和104。
為了得到反射鏡單元91，首先，厚度為140微米的基板105 (第二基板)根據(jù)干法工 藝通過等離子蝕刻從基板105的表面一側(cè)進(jìn)行蝕刻并留下扭轉(zhuǎn)梁97，其上形成平面線圈 99的振動(dòng)板100，形成活動(dòng)部96的骨架的補(bǔ)強(qiáng)梁101和框架103，并且貫穿其余的部分直 至氧化膜。然后用例如氫氧化鉀通過各向異性刻蝕從基板106的表面一側(cè)對(duì)厚度為60微 米的基板106 (第一基板)進(jìn)行蝕刻并留下可動(dòng)鏡102和框架104，并且貫穿其余的部分 直至氧化膜。最后，去除活動(dòng)部96周圍的氧化膜，從而形成反射鏡單元91。
在此假定，扭轉(zhuǎn)梁97的寬度和補(bǔ)強(qiáng)梁101的寬度是40微米 60微米。如上所述，為 了獲得活動(dòng)部％即反射面95的大角度扭轉(zhuǎn)，理想的是活動(dòng)部96的慣性矩I小。另一方 面，反射面95因慣性力而變形，因此第一實(shí)施例中活動(dòng)部96的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成骨架形。
反射面95通過在包括可動(dòng)鏡102的表面的基板106的表面上淀積鋁薄膜而形成。由 銅薄膜制成的平面線圈99，通過扭轉(zhuǎn)梁97布線的端子107和用于調(diào)整的補(bǔ)片形成于基板 105的表面上。或者，可以構(gòu)造成將作為薄膜制得的永久磁鐵94設(shè)置于振動(dòng)板100的側(cè)面， 并且平面線圈99形成于框架104的側(cè)面上。
反射鏡單元91安裝到機(jī)座92上，處于反射面95面向前的狀態(tài)。反射鏡單元91構(gòu)造 成通過在端子107之間通以電流而在其與平面線圈99的扭轉(zhuǎn)梁97平行的每個(gè)側(cè)面上產(chǎn)生 洛倫茲力，從而扭轉(zhuǎn)扭轉(zhuǎn)梁97并產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)活動(dòng)部96即反射面95的扭矩，并且當(dāng)電流中止時(shí)，活動(dòng)部96因扭轉(zhuǎn)梁97的彈性恢復(fù)力恢復(fù)到與框架98齊平的位置。這樣，通過交 替地切換通過平面線圈99的電流的方向，可動(dòng)鏡102可以往復(fù)運(yùn)動(dòng)和振動(dòng)。
另外，就時(shí)間而言，設(shè)置在掃描區(qū)域的開始端的同步探測(cè)傳感器115根據(jù)在第二方向 掃描期間探測(cè)的檢測(cè)信號(hào)與在第一方向掃描期間探測(cè)的檢測(cè)信號(hào)之間的時(shí)間差探測(cè)用于 掃描的由振動(dòng)鏡85的反射面95反射的光束59，然后將反射面95的扭轉(zhuǎn)角度控制為恒定 值。在從第二方向掃描的光束59的檢測(cè)開始直到第一方向掃描的光束59的檢測(cè)的時(shí)間周 期期間內(nèi)，構(gòu)造成禁止作為光發(fā)射源的半導(dǎo)體激光器51的光發(fā)射。
偏轉(zhuǎn)單元39容納于光學(xué)殼體35內(nèi)，并且來自柱面透鏡38的光束59被引導(dǎo)至反射面 95。偏轉(zhuǎn)單元39偏轉(zhuǎn)被引導(dǎo)至反射面95上的光束59，然后將光束59發(fā)射至成像光學(xué)系 統(tǒng)32中的f0透鏡116。當(dāng)偏轉(zhuǎn)光束59時(shí)，光束59的方向用調(diào)節(jié)螺絲進(jìn)行調(diào)節(jié)，使光束 進(jìn)入振動(dòng)鏡85的反射面95的中心區(qū)域，然后光束59由反射面95偏轉(zhuǎn)并進(jìn)入f e透鏡116。 偏轉(zhuǎn)單元39容納于光學(xué)殼體35內(nèi)并且與外界空氣阻斷，使偏轉(zhuǎn)單元39受到保護(hù)免于因 外界空氣對(duì)流造成的振動(dòng)寬度的變化。
光源裝置31將來自光源單元48的半導(dǎo)體激光器51的光束59發(fā)射到f 9透鏡116。 光源裝置31由一對(duì)彼此平行的平板構(gòu)件34和螺栓緊固。
如圖3和4所示，成像光學(xué)系統(tǒng)32包括作為掃描透鏡的f e透鏡116和折返鏡118。 f8透鏡116呈其縱向平行于感光鼓8的縱向的條狀，附接到光學(xué)殼體35的發(fā)射窗46的 內(nèi)側(cè)并且用粘合劑粘結(jié)。f e透鏡116沿主掃描方向X的中心部分呈在遠(yuǎn)離振動(dòng)鏡85的方 向突出的凸面形狀。f6透鏡116讓光束59穿過，并且具有沿副掃描方向Z會(huì)聚光束59 的作用。
折返鏡118呈其縱向平行于感光鼓8的縱向的帶板狀。折返鏡118設(shè)置在適當(dāng)位置， 以便將穿過f 0透鏡116的光束59引導(dǎo)至感光鼓8的外表面。
根據(jù)所述成像光學(xué)系統(tǒng)32，光束59從光源裝置31的振動(dòng)鏡85的反射面95進(jìn)入f 9 透鏡116。來自光源單元48的穿過f 9透鏡116的光束59由折返鏡118反射，以定點(diǎn)的 方式在感光鼓8上形成圖像，并且基于圖像信息形成靜電潛像。
如圖4所示，激光寫入單元22包括用于以同步方式激勵(lì)光源單元48的半導(dǎo)體激光器 51的同步探測(cè)傳感器115。同步探測(cè)傳感器115接收由振動(dòng)鏡85的反射面95偏轉(zhuǎn)，經(jīng)過 作為掃描透鏡的f0透鏡116的側(cè)面，然后由成像透鏡122會(huì)聚的入射光束59。
同步探測(cè)傳感器115根據(jù)在第二方向掃描期間探測(cè)的檢測(cè)信號(hào)與第一方向掃描期間探 測(cè)的檢測(cè)信號(hào)之間的時(shí)間差探測(cè)光束59，然后反射面95的扭轉(zhuǎn)角度基于檢測(cè)信號(hào)被控制為恒定值。
此外，根據(jù)第一實(shí)施例，同步探測(cè)傳感器115檢測(cè)光量，然后以光量(信號(hào))為基礎(chǔ) 設(shè)置用于光量調(diào)節(jié)單元的基準(zhǔn)值。因此，同步探測(cè)傳感器115也具有光量檢測(cè)單元的功能。 如果根據(jù)常規(guī)的自動(dòng)光度控制調(diào)節(jié)光量，當(dāng)由于機(jī)械公差使光源單元的位置偏離時(shí)，如圖 IOB所示，發(fā)射到被掃描表面上的光量變得不足。相反，如圖10A所示，當(dāng)在光束穿過光 圈后同步探測(cè)傳感器115檢測(cè)光量，以及作為光量調(diào)節(jié)單元的光源激勵(lì)單元調(diào)節(jié)光量時(shí)， 發(fā)射到被掃描表面上的光量可以暫時(shí)保持恒定。術(shù)語"光源激勵(lì)單元"意味著包括寫入控制 單元的功能。
自動(dòng)光度控制是這樣一種方法，根據(jù)該方法，光接收元件監(jiān)控從半導(dǎo)體激光器輸出的 光，并且基于與半導(dǎo)體激光器的光輸出成比例的光接收電流的檢測(cè)信號(hào)將半導(dǎo)體激光器的 正向電流控制到期望值。
圖11A和11B是用于說明作為光偏轉(zhuǎn)單元的振動(dòng)鏡85和圖4所示的作為圖像形成裝 置1中的光學(xué)掃描裝置的激光寫入單元22中的相應(yīng)單元的示意圖。
根據(jù)第一實(shí)施例，如圖4和5所示，光圈130設(shè)置在光源單元48的半導(dǎo)體激光器51 與振動(dòng)鏡85之間，并且進(jìn)一步容納于光學(xué)殼體35中并設(shè)置在柱面透鏡38和振動(dòng)鏡85之 間。
光圈130包括呈平板狀的本體13和穿過本體131的中心形成的開口 132。開口 132呈
其縱向沿主掃描方向的矩形。
當(dāng)來自半導(dǎo)體激光器51的光束59進(jìn)入振動(dòng)鏡85的反射面95時(shí)，光圈130通過使光 束59穿過光圈130的開口 132而將光束59的束寬限制到適合于反射面95的寬度。
這樣，光束59的束寬可以由光圈130限制，使光束59沿主掃描方向的照射位置可靠 地進(jìn)入反射面95。
如圖IIA所示，如果光圈130和振動(dòng)鏡85 (嚴(yán)格地講，是反射鏡單元91)之間的距 離(箭頭)S較長(zhǎng)，則照射到反射面95上的光束59的入射位置偏轉(zhuǎn)至一端，因此發(fā)射至 反射面95上的光束59在沿主掃描方向的照射位置上發(fā)生偏轉(zhuǎn)。
然而，如圖所示IIB，通過使光圈130和振動(dòng)鏡85之間的距離S較短，光束59的入 射位置的偏差減少。其結(jié)果是，可以減少發(fā)射至反射面95上的光束59沿主掃描方向的照 射位置的偏差，使光束59可以照射至振動(dòng)鏡85的反射面95的中心。
根據(jù)第一實(shí)施例，因?yàn)楣馊?30設(shè)置在光源單元和振動(dòng)鏡85之間，因此可以調(diào)節(jié)發(fā) 射至振動(dòng)鏡85的反射面95上的光束59沿主掃描方向的入射位置并且不對(duì)比振動(dòng)鏡85更接近被掃描表面的成像光學(xué)系統(tǒng)產(chǎn)生影響。因此，光束59可以沿主掃描方向照射到振動(dòng) 鏡85的反射面95的中心。
此外，因?yàn)楣馊?30設(shè)置在半導(dǎo)體激光器51和振動(dòng)鏡85之間的振動(dòng)鏡85附近，因 此可以容易地調(diào)節(jié)發(fā)射至振動(dòng)鏡85的反射面95上的光束59沿主掃描方向的入射位置， 使光束59可以可靠地沿主掃描方向照射到振動(dòng)鏡85的反射面95的中心。
這樣，光束59可以可靠地在反射面95的中心偏轉(zhuǎn)。
此外，因?yàn)楣馊?30設(shè)置在柱面透鏡38和振動(dòng)鏡85之間，光圈130可以放置得更接 近振動(dòng)鏡85，因此可以更有效地調(diào)節(jié)發(fā)射至振動(dòng)鏡85的反射面95上的光束59沿主掃描 方向的入射位置。
因此，即使發(fā)生安裝公差或工藝公差內(nèi)的偏差，光束59也可以可靠地沿主掃描方向 照射到振動(dòng)鏡85的反射面95的中心位置。這樣，光束59可以可靠地在反射面95的中心 偏轉(zhuǎn)。
如果振動(dòng)鏡85的反射面95發(fā)生波動(dòng)和變形，則在反射面95的中心區(qū)域中的變形較 小，因此可以不加厚振動(dòng)鏡85而避免光束59在成像位置變粗或散焦，諸如因光束59遮 蔽導(dǎo)致的閃光的散射光的產(chǎn)生得到抑制，可以產(chǎn)生沒有諸如背景發(fā)暗的圖像質(zhì)量下降的高 質(zhì)量圖像，并且可以通過因振動(dòng)鏡直徑的尺寸縮小而減小慣性矩實(shí)現(xiàn)高速，廣角和高質(zhì)量 的圖像處理。
因?yàn)閳D像形成裝置1包括激光寫入單元22，圖像質(zhì)量未因光束59遮蔽而下降，振動(dòng) 鏡85的尺寸可以縮小，因此可以實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量和高速度的圖像形成以及小尺寸的裝置。
圖12是光束通過時(shí)的主掃描的橫截面圖。如圖12所示，光圈130可以設(shè)置于透明構(gòu) 件47的一部分上。根據(jù)這樣的構(gòu)造，光圈130和透明構(gòu)件47可以合并成一個(gè)組件，使部 件數(shù)目可以減少。
下文將參考圖13至15對(duì)本發(fā)明的第二實(shí)施例進(jìn)行說明。
圖13是說明根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的圖像形成裝置中激光寫入單元的作為光偏轉(zhuǎn) 單元的振動(dòng)鏡85和作為光圈單元的光圈130的示意圖。圖13中與第一實(shí)施例相同的組件 標(biāo)以相同的參考數(shù)字并且省略對(duì)其的說明。
根據(jù)第二實(shí)施例，如圖13所示，所形成的光圈130的本體131的開口 132大于振動(dòng) 鏡85的反射面95。
通過這樣構(gòu)造光圈130，所形成的光束59的束寬可以大于振動(dòng)鏡85的寬度，并且光 束59可以沿主掃描方向照射到整個(gè)反射面％上，使光束59可以可靠地沿主掃描方向引導(dǎo)至反射面95的中心。這樣，光束59可以可靠地在光偏轉(zhuǎn)單元的中心偏轉(zhuǎn)。
根據(jù)第二實(shí)施例，如圖14A所示，振動(dòng)鏡85的反射面95構(gòu)造成在其沿主掃描方向的 兩端的邊緣上沒有曲率(沿副掃描方向基本上是直線)。根據(jù)第二實(shí)施例，因?yàn)楣馐?9的 束寬比振動(dòng)鏡85的寬度大，因此待切(cut)的光束59的形狀根據(jù)振動(dòng)鏡85的形狀確定。 換句話說，光束59沿主掃描方向的束寬受到反射面95的限制。
這樣，光束59偏轉(zhuǎn)后的形狀呈矩形，并且在被掃描表面上成像時(shí)的波前像差指標(biāo)的 下降減小，因此不降低束斑直徑的指標(biāo)。
當(dāng)在振動(dòng)鏡85的活動(dòng)部％沿主掃描方向的兩端的邊緣上具有曲率的工藝加工方面有 利時(shí)，如圖14B所示，在其沿主掃描方向的兩端的邊緣上沒有曲率的反射面95可以設(shè)置 于活動(dòng)部96上。換句話說，所形成的反射面95沿主掃描方向的寬度可以小于光偏轉(zhuǎn)單元 (嚴(yán)格地講是活動(dòng)部96)沿主掃描方向的寬度。
根據(jù)第二實(shí)施例，因?yàn)榇械氖鴮捀鶕?jù)反射面95上沿主掃描方向的直徑確定，因此 待切的束寬根據(jù)待掃描的圖像高度改變，如圖15A和15B所示。如圖15A所示，假定a是 當(dāng)掃描靠近光源的圖像高度(在下文中，稱為"正圖像高度")時(shí)在反射面95處切的入射 光束的束寬，同時(shí)如圖所示15B，假定當(dāng)掃描遠(yuǎn)離光源的圖像高度(在下文中，稱為〃負(fù)圖 像高度")時(shí)在反射面95處切的入射光束的束寬，a大于b。
換句話說，當(dāng)掃描正圖像高度時(shí)在被掃描表面上的光量大于掃描負(fù)圖像高度時(shí)的光 量，并且光量改變單調(diào)減少。
由于該原因，根據(jù)第二實(shí)施例，透明構(gòu)件47具備如圖16和17所示的蔭蔽性能。在 圖16所示的曲線圖中，用于在最高透明率下掃描150毫米的圖像高度的光量被呈現(xiàn)為用 于所有圖像高度的光量的參考標(biāo)準(zhǔn)。
通過將用于正圖像高度的光量設(shè)置成小于負(fù)圖像高度的光量從而消除各個(gè)圖像高度 之間被掃描表面上的光量的不規(guī)則性，蔭蔽性能被設(shè)定成能夠防止被掃描表面上的光量的 不規(guī)則性。
換句話說，如圖17所示，調(diào)整透明構(gòu)件47的材料，使正圖像高度側(cè)(入射側(cè))的透 明率低，并且負(fù)圖像高度側(cè)(與入射相對(duì)的一側(cè))的透明率高。因此，透明構(gòu)件47將是 沿主掃描方向調(diào)節(jié)由光偏轉(zhuǎn)單元偏轉(zhuǎn)的光束的光量的光量調(diào)節(jié)單元。
或者，根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例，如圖18A和18B所示，通過沿主掃描方向調(diào)節(jié)每個(gè) 光點(diǎn)的積分光量，可以抑制光量的不規(guī)則性。圖18A是用于與入射相對(duì)的一側(cè)的圖像高度 (負(fù)圖像高度)的光束的強(qiáng)度設(shè)置成高于用于入射側(cè)的圖像高度(正圖像高度)的光束的強(qiáng)度時(shí)的曲線圖。圖像高度與各自的光束強(qiáng)度之間的關(guān)系類似于圖16所示的蔭蔽性能。 用于形成光點(diǎn)的光脈沖寬度對(duì)于所有圖像高度都相等地設(shè)置。負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)每個(gè)光點(diǎn)的積分光 量的單元是光源激勵(lì)單元。
圖18B是用于形成與入射相對(duì)的一側(cè)的圖像高度(負(fù)圖像高度)的光點(diǎn)的光脈沖寬度
設(shè)置成大于用于形成入射側(cè)的圖像高度(正圖像高度)的光點(diǎn)的光脈沖寬度時(shí)的曲線圖。
圖像高度與各自的光脈沖寬度之間的關(guān)系類似于圖16所示的蔭蔽性能。光束強(qiáng)度對(duì)于所
有圖像高度都相等地設(shè)置。
這樣，通過根據(jù)圖像高度調(diào)節(jié)每光點(diǎn)的積分光量，可以抑制光量的不規(guī)則性。
下文將參考圖19對(duì)本發(fā)明的第四實(shí)施例進(jìn)行說明。
根據(jù)上述實(shí)施例中的圖像形成裝置1的光學(xué)掃描裝置，感光鼓8的一個(gè)單元的外表面 由振動(dòng)鏡85用來自一個(gè)單元的光源單元48的光束59掃描。
然而，根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例的光學(xué)掃描裝置可以應(yīng)用于一種以上顏色的多色圖像 形成裝置或全色圖像形成裝置，如圖19所示。圖19是用于說明圖2所示的激光寫入單元 22的修改型的示意圖。
圖19中與第一實(shí)施例相同的組件標(biāo)以相同的參考數(shù)字并且省略對(duì)其的說明。
根據(jù)圖19中所示的實(shí)例，來自作為圖像形成裝置的光學(xué)掃描裝置的激光寫入單元22' 的多個(gè)光源單元48a和48b的四個(gè)光束59， 60， 61，和62被引導(dǎo)至多個(gè)感光鼓8Y, 8M， 8C和8K。
激光寫入單元22'包括光源裝置31'和成像光學(xué)系統(tǒng)32'。光源裝置31'包括光學(xué)殼體 35，光源單元48a和48b,入射鏡37，作為圖像形成透鏡的柱面透鏡38以及偏轉(zhuǎn)單元39。
每一個(gè)光源單元48a和48b都包括一對(duì)半導(dǎo)體激光器(未圖示)，并且這些半導(dǎo)體激 光器發(fā)射分別對(duì)應(yīng)于感光鼓8Y， 8M， 8C和8K的光束59， 60， 61和62。
每?jī)蓚€(gè)半導(dǎo)體激光器設(shè)置在每一個(gè)光源單元48a和48b中，以使光束59， 60， 61和 62形成2. 5度的夾角并且在振動(dòng)鏡85的反射面95上互相交叉。
入射鏡37容納于光學(xué)殼體35內(nèi)，接收來自光源單元48a和48b中的各個(gè)半導(dǎo)體激光 器(未圖示)的入射光束59， 60， 61和62并且發(fā)射光束59， 60， 61和62。
在來自半導(dǎo)體激光器的光束59， 60， 61和62垂直對(duì)齊成直線(沿副掃描方向Z對(duì)齊) 的狀態(tài)下，入射鏡37發(fā)射光束59， 60， 61和62，同時(shí)沿副掃描方向Z在光束之間保持間 隔。
成像光學(xué)系統(tǒng)32'包括f 0透鏡116，多個(gè)環(huán)面透鏡117Y， 117M， 117C和117K以及折返鏡118。 f 9透鏡116設(shè)置成使f e透鏡116的縱向平行于感光鼓8Y, 8M， 8C和8K 的縱向。
環(huán)面透鏡117Y， 117M， 117C和117K分別對(duì)應(yīng)于感光鼓8Y， 8M， 8C和8K設(shè)置，并且 每一個(gè)都呈其縱向平行于感光鼓8Y， 8M， 8C和8K的縱向的條狀。每一個(gè)環(huán)面透鏡117Y， 117M， 117C和117K僅讓一個(gè)相應(yīng)的光束59， 60， 61和62通過，每一個(gè)光束掃描一個(gè)相 應(yīng)的感光鼓8Y， 8M， 8C和8K的外表面。
每個(gè)折返鏡118都呈其縱向平行于感光鼓8Y， 8M， 8C和8K的縱向的帶板狀并且設(shè)置 在各自適當(dāng)?shù)奈恢?，以便將穿過f0透鏡116的光束59， 60， 61和62分別經(jīng)由環(huán)面透鏡 117Y， 117M， 117C和117K引導(dǎo)至感光鼓8Y， 8M， 8C和8K的外表面。
根據(jù)如上所述構(gòu)造的激光寫入單元22'，在光束59， 60, 61和62沿副掃描方向Z對(duì) 齊并保持光束之間的間隔的狀態(tài)下，入射鏡37發(fā)射來自光源裝置31'的光源單元48a和 48b的光束59， 60， 61和62。光束59， 60, 61和62穿過柱面透鏡38并且以平行光線發(fā) 射。光圈130限制光束59, 60， 61和62各自的束寬，并且引導(dǎo)來自光源單元48a和48b 的光束59， 60， 61和62，使其成為以不同角度沿副掃描方向Z掠過振動(dòng)鏡85的掠入射光。 因此，來自光源單元48a和48b的光束59， 60， 61和62被集中偏轉(zhuǎn)并反射，因此作為掃 描透鏡的f9透鏡116接收由反射面95偏轉(zhuǎn)并反射的光束59， 60， 61和62的入射。
穿過f 0透鏡116的光束59， 60， 61和62由環(huán)面透鏡117Y， 117M， 117C和117K分 成單獨(dú)的顏色，由對(duì)應(yīng)于感光鼓8Y， 8M， 8C和8K的各個(gè)折返鏡118的鏡面反射，并且基 于圖像信息分別在感光鼓8Y， 8M， 8C和8K上將圖像形成光點(diǎn)并產(chǎn)生靜電潛像。
根據(jù)上述實(shí)施例，光學(xué)掃描裝置包括作為光偏轉(zhuǎn)單元的振動(dòng)鏡85。然而，根據(jù)本發(fā)明 可以使用通常用于常規(guī)的光學(xué)掃描裝置的多角鏡，因此根據(jù)本發(fā)明的光偏轉(zhuǎn)單元不局限于 振動(dòng)鏡。
上述實(shí)施例僅描述了根據(jù)本發(fā)明的典型形式，并且本發(fā)明不局限于上述實(shí)施例。換句 話說，在不背離本發(fā)明的精神的范圍內(nèi)所述實(shí)施例能夠以各種修改方式實(shí)施。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，可以抑制因安裝公差和裝配公差內(nèi)的偏差造成的光束在振動(dòng)鏡 上的入射位置的變化。另外，光圈單元可以設(shè)置成更接近反射面，并且光束可以更有效地 引導(dǎo)至振動(dòng)鏡的中心附近。其結(jié)果是，光學(xué)掃描裝置可以減少起因于由于振動(dòng)鏡的動(dòng)態(tài)表 面變形造成的局部光會(huì)聚光度的偏差的光束沿主掃描方向的束斑直徑以及像面曲率的指 標(biāo)的下降，以使沿主掃描方向的束斑直徑在整個(gè)被掃描表面上可以保持尺寸均勻。
此外，光束可以照射整個(gè)振動(dòng)鏡，以使這樣的照射不設(shè)置光圈單元仍具有與光束照射至振動(dòng)鏡中心附近相同的效果。
此外，當(dāng)光學(xué)掃描裝置構(gòu)造成使光束照射整個(gè)振動(dòng)鏡時(shí)，可以降低被偏轉(zhuǎn)光束的波前 像差指標(biāo)的下降，因此可以抑制被掃描表面上束斑直徑指標(biāo)的下降。
此外，同樣在工藝加工方面難以消除反射面沿主掃描方向的兩端的邊緣上的曲率時(shí)， 可以降低被偏轉(zhuǎn)光束的波前像差指標(biāo)的下降，因此可以抑制被掃描表面上束斑直徑指標(biāo)的 下降。
此外，通過使用作為光圈單元共用的透明構(gòu)件，可以減少部件數(shù)目，使光學(xué)掃描裝置 可以以低成本提供。
此外，可以在被掃描表面上減小圖像高度之間光量的不規(guī)則性，因此可以形成密度不 規(guī)則性受到抑制的高質(zhì)量圖像。
此外，因?yàn)樵谄D(zhuǎn)和反射之后光量受到檢測(cè)，并且光量調(diào)節(jié)單元的基準(zhǔn)值基于所檢測(cè) 的光量的信號(hào)設(shè)置，因此當(dāng)因公差范圍內(nèi)的偏差引起光源位置發(fā)生變化時(shí)，被掃描表面可 以用可靠的光量曝光，因此可以實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量形成的沒有密度不規(guī)則性和背景發(fā)暗的圖像。
此外，因?yàn)橥ㄟ^調(diào)節(jié)光束在光反射面上的入射位置在整個(gè)被掃描表面使束斑直徑和光 量保持均勻，因此能夠提供能形成優(yōu)質(zhì)圖像的圖像形成裝置。
雖然為了能完整和清晰地理解本發(fā)明揭示的內(nèi)容相關(guān)于具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了 敘述，但是附后的權(quán)利要求并不因此受到限制，而是應(yīng)將其理解為體現(xiàn)本技術(shù)領(lǐng)域的熟練 人員能夠?qū)崿F(xiàn)并且落入本文闡明的的基本原理范圍內(nèi)的所有的修改和替代構(gòu)造。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)掃描裝置，其特征在于，該光學(xué)掃描裝置包括發(fā)射光束的光源單元；激勵(lì)光源單元的光源激勵(lì)單元；光圈單元，具有用于限制從所述光源單元輸出的光束的束寬的開口；包括構(gòu)造成偏轉(zhuǎn)從所述光源單元輸出的光束的反射面的光偏轉(zhuǎn)單元，所述反射面構(gòu)造成繞扭轉(zhuǎn)梁自由轉(zhuǎn)動(dòng)；和利用由所述光偏轉(zhuǎn)單元偏轉(zhuǎn)的光束將圖像在掃描靶面上形成束斑的光學(xué)系統(tǒng)，其中所述光圈單元設(shè)置成使入射到所述光偏轉(zhuǎn)單元的光束的中心基本上匹配所述反射面的旋轉(zhuǎn)軸。
2. 如權(quán)利要求1所述的光學(xué)掃描裝置，其特征在于，該光學(xué)掃描裝置還包括通過將從所 述光源單元輸出的光束僅會(huì)聚到一個(gè)方向而形成線性圖像的線性成像透鏡，其中所述光圈 單元設(shè)置在所述線性成像透鏡和光偏轉(zhuǎn)單元之間。
3. —種光學(xué)掃描裝置，其特征在于，該光學(xué)掃描裝置包括發(fā)射光束的光源單元；包括構(gòu)造成偏轉(zhuǎn)從光源單元輸出的光束的反射面的光偏轉(zhuǎn)單元，所述反射面構(gòu)造成繞 扭轉(zhuǎn)梁自由轉(zhuǎn)動(dòng)；和利用由所述光偏轉(zhuǎn)單元偏轉(zhuǎn)的光束將圖像在掃描靶面上形成束斑的光學(xué)系統(tǒng)， 其中所述光束的束寬至少在主掃描方向上受到所述反射面的限制。
4. 如權(quán)利要求3所述的光學(xué)掃描裝置，其特征在于，其中所述反射面在所述主掃描方向 上的邊緣在副掃描方向上基本上是直線形。
5. 如權(quán)利要求3或4所述的光學(xué)掃描裝置，其特征在于，其中至少所述反射面在主掃描 方向上的寬度小于所述光偏轉(zhuǎn)單元在主掃描方向上的寬度。
6. 如權(quán)利要求1至5中任何一項(xiàng)所述的光學(xué)掃描裝置，其特征在于，所述光學(xué)掃描裝置 還包括由所述光偏轉(zhuǎn)單元偏轉(zhuǎn)的光束穿過的透明構(gòu)件，其中所述透明構(gòu)件包括光圈單元，所述光圈單元具有用于限制從所述光源單元輸出的 光束的束寬的開口。
7. 如權(quán)利要求1至6中任何一項(xiàng)所述的光學(xué)掃描裝置，其特征在于，所述光學(xué)掃描裝置 還包括光量調(diào)節(jié)單元，所述光量調(diào)節(jié)單元沿所述主掃描方向調(diào)節(jié)由所述光偏轉(zhuǎn)單元偏轉(zhuǎn)的 光束的光量。
8. 如權(quán)利要求7所述的光學(xué)掃描裝置，其特征在于，其中所述光量調(diào)節(jié)單元沿主掃描方 向相對(duì)于所述掃描成像光學(xué)系統(tǒng)的至少一個(gè)掃描透鏡的光軸從所述光束的入射側(cè)到與該 入射側(cè)相對(duì)的一側(cè)增加透過光的光量。
9. 如權(quán)利要求6至8中任何一項(xiàng)所述的光學(xué)掃描裝置，其特征在于，其中所述光量調(diào)節(jié) 單元設(shè)置于所述透明構(gòu)件中。
10. 如權(quán)利要求1或2所述的光學(xué)掃描裝置，其特征在于，其中所述光源激勵(lì)單元沿所述 主掃描方向調(diào)節(jié)脈沖寬度，以便從所述光束的入射側(cè)到與所述入射側(cè)相對(duì)的一側(cè)增加光量。
11. 如權(quán)利要求1或2所述的光學(xué)掃描裝置，其特征在于，其中所述光源激勵(lì)單元沿所述 主掃描方向調(diào)節(jié)光束強(qiáng)度，以便從所述光束的入射側(cè)到與所述入射側(cè)相對(duì)的一側(cè)增加光量。
12. 如權(quán)利要求1至6中任何一項(xiàng)所述的光學(xué)掃描裝置，其特征在于，該光學(xué)掃描裝置還包括檢測(cè)由所述光偏轉(zhuǎn)單元偏轉(zhuǎn)的光束的光量的光量檢測(cè)單元；和調(diào)節(jié)所述光源單元的光量的光量調(diào)節(jié)單元，其中用于所述光量調(diào)節(jié)單元的基準(zhǔn)值基于 由所述光量檢測(cè)單元獲得的信號(hào)設(shè)定。
13. —種圖像形成裝置，該圖像形成裝置包括圖像載體，充電裝置，顯影裝置和作為光學(xué) 掃描裝置的如權(quán)利要求1至12中任何一項(xiàng)所述的光學(xué)掃描裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及光學(xué)掃描裝置和圖像形成裝置。在所述光學(xué)掃描裝置中，光圈設(shè)置在光源單元中的半導(dǎo)體激光器與振動(dòng)鏡之間，并且設(shè)置在柱面透鏡和振動(dòng)鏡之間。當(dāng)來自半導(dǎo)體激光器的光束進(jìn)入振動(dòng)鏡的反射面時(shí)，所構(gòu)造的光學(xué)掃描裝置通過使光束穿過光圈的開口將光束的束寬限制到適合于反射面的寬度，并且確保光束進(jìn)入振動(dòng)鏡的反射面的沿主掃描方向的照射位置。本發(fā)明的圖像形成裝置包括有所述光學(xué)掃描裝置。
文檔編號(hào)G02B26/10GK101295073SQ20081008175
公開日2008年10月29日 申請(qǐng)日期2008年3月6日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月7日
發(fā)明者仲村忠司 申請(qǐng)人:株式會(huì)社理光