專利名稱：光束掃描裝置及成像設備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種成像設備以及一種光束掃描裝置。
背景技術(shù)：
例如，設置在作為成像設備的激光打印機中的激光掃描裝置(相當于光束掃描裝置)具有如圖8所示那樣的結(jié)構(gòu)。即，從激光源1所發(fā)射出的激光L(在圖8中由實線箭頭表示)穿越柱面透鏡2從而被入射到多角鏡3的偏轉(zhuǎn)面3a上。在偏轉(zhuǎn)面3a上反射的激光L被成像光學系統(tǒng)4和5會聚因而成像點Ps被形成在作為圖像載體的感光鼓表面6之上。當多角鏡3旋轉(zhuǎn)時，該成像點Ps在感光鼓表面6上掃描。
入射到感光鼓表面6上的激光L在感光鼓表面6上散射和反射。該散射反射光La(在圖8中由虛線箭頭表示)經(jīng)傳遞通過成像光學系統(tǒng)4和5并且返回到多角鏡3的一側(cè)。在這種情況下，散射發(fā)射光La的一部分在鄰近偏轉(zhuǎn)面3a的偏轉(zhuǎn)面(以下稱為“鄰近偏轉(zhuǎn)面3b”)上反射，從而使散射反射光La的這部分的反射角度不同于激光L的反射角度。該反射光Le經(jīng)傳遞通過成像系統(tǒng)4和5從而入射到感光鼓表面6上的點Pg之上。順便說，無論激光束L在多角鏡3的偏轉(zhuǎn)面3a上的入射角度如何，該反射光Le總是被集中到點Pg上。
因而，反射光Le的作用使一個不同于原始靜電潛象的幻象形成在感光鼓表面6上。這會引起成像質(zhì)量的下降。

發(fā)明內(nèi)容
激光打印機近來顯示了更小型化的趨勢。由于這個原因，可以構(gòu)想出縮短成像光學系統(tǒng)5和感光鼓表面6之間的距離的方法。然而成像光學系統(tǒng)5的焦距D依賴于成像光學系統(tǒng)5的透鏡特性。為了在感光鼓表面6上形成激光L的成像點，最后必須因焦距D而保持成像光學系統(tǒng)5和感光鼓表面6相互之間基本分離。
為了達到小型化，由于這個原因每個成像光學系統(tǒng)4和5與多角鏡3之間的距離必須減小。然而，由于每個成像光學系統(tǒng)4和5與多角鏡3之間的距離被減小，多角鏡3上激光L的入射角α不得不增加，從而使激光L能被阻止到達成像光學系統(tǒng)4的一端。
在這種情況下，有效掃描范圍依賴于作為記錄媒體的紙張的尺寸。因而，不可能改變W和D的值。除了減少多角鏡3的偏轉(zhuǎn)面的數(shù)目N的方法之外沒有其他方法使角度α可以被增加，同時關(guān)系式A被滿足。因為如果多角鏡3的偏轉(zhuǎn)面數(shù)目N被減少，多角鏡3每次旋轉(zhuǎn)的掃描次數(shù)(掃描效率)無論如何是被降低了，這樣就產(chǎn)生了一個打印速度被降低的問題，除非多角鏡3以更高的速度旋轉(zhuǎn)。
本發(fā)明是在前述環(huán)境的基礎(chǔ)上被實現(xiàn)且本發(fā)明的目標是提供一種光束掃描裝置以及一種成像設備，其中光束在旋轉(zhuǎn)多角鏡上的入射角度可以被提高而不必減少旋轉(zhuǎn)多角鏡的偏轉(zhuǎn)面的數(shù)目。
為了達到上述目標，根據(jù)本發(fā)明的一個方面提供了一種光束掃描裝置，該裝置包括一個發(fā)射光束的光源部分；一個具有多個偏轉(zhuǎn)面的通過在旋轉(zhuǎn)軸上的旋轉(zhuǎn)從而偏轉(zhuǎn)入射到多個偏轉(zhuǎn)面上的光束的旋轉(zhuǎn)多角鏡；和一個成像光學系統(tǒng)，該成像光學系統(tǒng)在掃描表面上掃描和成像被旋轉(zhuǎn)多角鏡偏轉(zhuǎn)的光束從而在該掃描表面上形成潛象，其中作為在掃描方向上光束的有效掃描范圍的中心并且潛象在其上被形成在掃描表面上的位置被設置為沿著掃描方向離開成像光學系統(tǒng)的光軸距離β，且入射到旋轉(zhuǎn)多角鏡的偏轉(zhuǎn)面上的光束的光通量中心和成像光學系統(tǒng)的光軸之間的角度α被設置為滿足下面的關(guān)系式，從而在有效掃描范圍外的區(qū)域上形成幻象，該關(guān)系式為(4π/N)-(W/D)≤|α|＜(4π/N)-{(W-β)/D}，其中N是旋轉(zhuǎn)多角鏡的偏轉(zhuǎn)面數(shù)目，D是從成像光學系統(tǒng)的圖像側(cè)主要點到掃描表面的光學長度，W是在掃描方向上有效掃描范圍的半寬度。
根據(jù)這個結(jié)構(gòu)，在掃描方向上的光束的有效掃描范圍(用來形成圖像)被形成，從而使有效掃描范圍的中心位置沿著掃描方向從成像光學系統(tǒng)的光軸轉(zhuǎn)移。因而，朝向旋轉(zhuǎn)多角鏡的偏轉(zhuǎn)面的光束的光通量中心和成像光學系統(tǒng)的光軸之間的角度α可以被設置為滿足關(guān)系式(4π/N)-(W/D)≤|α|＜(4π/N)-{(W-β)/D}。即，和專利文件1的結(jié)構(gòu)相比，當幻象可以從有效掃描范圍被去掉的時候，光束在旋轉(zhuǎn)多角鏡的偏轉(zhuǎn)面上的入射角α可以在不減小旋轉(zhuǎn)多角鏡的偏轉(zhuǎn)面數(shù)目的情況下增加。因為入射角α可以增加，旋轉(zhuǎn)多角鏡和成像光學系統(tǒng)之間的距離可以被減小因而設備的尺寸可以被減小。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，有效掃描范圍的中心位置可以從成像光學系統(tǒng)的光軸朝向光源部分一側(cè)轉(zhuǎn)移。
由于這種結(jié)構(gòu)，有效掃描范圍被形成，從而使有效掃描范圍的中心位置在掃描方向上從成像光學系統(tǒng)的光軸向光源部分一側(cè)轉(zhuǎn)移。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，距離β被設置為滿足下面的關(guān)系式β＜Dγ-W其中γ是在成像系統(tǒng)可以形成圖像的有效區(qū)域內(nèi)成像光學系統(tǒng)的光軸和穿越最接近光源部分一側(cè)的位置的光束的光通量中心之間的角度。
由于這種結(jié)構(gòu)，有效掃描范圍的中心位置從成像光學系統(tǒng)的光軸移動的寬度(距離β)被限于滿足關(guān)系式β＜Dγ-W。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一個遮光構(gòu)件被設置在成像光學系統(tǒng)和掃描表面之間，從而使光束從通過該光束幻象被形成在有效掃描范圍之外的區(qū)域的光束的光程被遮蔽。
由于這種結(jié)構(gòu)，如果幻象被形成在掃描表面(圖像載體表面)上有效掃描范圍的側(cè)面部分，即使該幻象可以從有效掃描范圍中去除，但是例如因為色粉被附著在幻象上，因此過多的色粉會被消耗。因此，在這種結(jié)構(gòu)中，設置一個遮光構(gòu)件，用來遮蔽在旋轉(zhuǎn)多角鏡的偏轉(zhuǎn)面上反射并且射向在相對于掃描表面(圖象載體表面)上的有效掃描范圍和光源部分一側(cè)相對的一側(cè)上轉(zhuǎn)移的位置上的激光，從而防止幻象形成在掃描表面(圖像載體表面)上。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面設置一個檢測構(gòu)件，用來接收在旋轉(zhuǎn)多角鏡的偏轉(zhuǎn)面上反射的光束并且在光接收時間的基礎(chǔ)上糾正從光源部分發(fā)射光束的時間；且由檢測構(gòu)件接收的光束的光程被設置在來自光源部分的光束的光程和成像光學系統(tǒng)之間。
由于該檢測構(gòu)件被用于在一個預定位置接收隨著旋轉(zhuǎn)多角鏡的旋轉(zhuǎn)所偏轉(zhuǎn)的激光并且在光接收的時間基礎(chǔ)上糾正從光源部分發(fā)射光束的時間，例如，接收在旋轉(zhuǎn)多角鏡的偏轉(zhuǎn)面上被反射并且穿越成像光學系統(tǒng)的光源部分側(cè)端口部分的光束。然而在這種結(jié)構(gòu)中會產(chǎn)生一個問題，就是由于檢測構(gòu)件使用的激光的光程而使有效掃描范圍變窄。
另一方面，由于這種結(jié)構(gòu)，入射角α被設定為這樣大，以致使在光源部分和成像光學系統(tǒng)之間的空間可以被保持到某個程度。該檢測構(gòu)件被配置從而使在旋轉(zhuǎn)多角鏡的偏轉(zhuǎn)面上反射并且相對于成像光學系統(tǒng)被轉(zhuǎn)移向光源部分一側(cè)的部分光束被接收。因而，充分利用成像光學系統(tǒng)的有效區(qū)域的掃描表面(圖像載體表面)上的有效掃描范圍可以被保持為寬。另外，成像光學系統(tǒng)的尺寸減小可以被實現(xiàn)。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，有效掃描范圍的中心位置從成像光學系統(tǒng)的光軸向光源部分一側(cè)轉(zhuǎn)移；設置一個檢測構(gòu)件用來接收在旋轉(zhuǎn)多角鏡的偏轉(zhuǎn)面上反射的光束并且基于光接收的時間糾正從光源部分發(fā)射光束的時間；并且被檢測構(gòu)件接收到的光束的光程被提供作為射向在相對于有效掃描范圍和光源部分相對的一側(cè)轉(zhuǎn)移的區(qū)域的光束的光程。
根據(jù)這個結(jié)構(gòu)，有效掃描范圍被設置成使有效掃描范圍的中心位置在掃描方向上從成像光學系統(tǒng)的光軸轉(zhuǎn)移向光源部分一側(cè)。因而，從和光源部分相對一側(cè)上的掃描表面(圖像載體表面)的一端部分到有效掃描范圍的空間可以被保持。因此，檢測構(gòu)件被構(gòu)造成使在旋轉(zhuǎn)多角鏡的偏轉(zhuǎn)面上反射并且被轉(zhuǎn)移向相對于有效掃描范圍和激光源部分相對的一側(cè)的部分激光被接收。最終，原先不能用來形成圖像的激光可以被有效利用。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面提供一種成像設備，該設備包括光束掃描裝置；一個具有掃描表面，在該掃描表面上基于從光束掃描裝置提供的光束形成潛象的圖像載體；一個用于在其上具有潛象的圖像載體上沉積顯影劑的顯影構(gòu)件；和一個用來將通過顯影構(gòu)件沉積在圖像載體上顯影劑轉(zhuǎn)移到記錄媒體從而形成圖像的轉(zhuǎn)移構(gòu)件。
順便提及，用在本發(fā)明中的概念“圖像載體”包括感光帶以及感光鼓。
根據(jù)這個結(jié)構(gòu)，掃描方向上的光束的有效掃描范圍(用于形成圖像)被形成，從而使有效掃描范圍的中心位置沿著掃描方向從成象光學系統(tǒng)的光軸轉(zhuǎn)移。因而，朝向旋轉(zhuǎn)多角鏡的偏轉(zhuǎn)面的光束的光通量中心和成像光學系統(tǒng)的光軸之間的角度α可以被設置為滿足關(guān)系式(4π/N)-(W/D)≤|α|＜(4π/N)-{(W-β)/D}。也就是說，當幻象可以從有效掃描區(qū)域被去掉的時候，和專利文件1的結(jié)構(gòu)相比，光束在旋轉(zhuǎn)多角鏡的偏轉(zhuǎn)面上的入射角α可以在不減少旋轉(zhuǎn)多角鏡的偏轉(zhuǎn)面數(shù)目的情況下增加。因為入射角α可以增加，旋轉(zhuǎn)多角鏡和成像光學系統(tǒng)之間的距離可以被減小，因而設備的尺寸可以被減小。


圖1是顯示根據(jù)本發(fā)明的實施例1的激光打印機結(jié)構(gòu)的重要部分的側(cè)截面圖；圖2是顯示激光打印機的掃描部分結(jié)構(gòu)的透視圖；圖3是沿著圖2的III-III線獲得的截面圖；圖4是說明關(guān)系式A的典型示意圖；圖5是顯示掃描部分結(jié)構(gòu)的典型示意圖；圖6是顯示實施例2中的掃描部分結(jié)構(gòu)的典型示意圖；圖7是顯示實施例3中的掃描部分結(jié)構(gòu)的典型示意圖；圖8是顯示根據(jù)背景技術(shù)的激光掃描裝置結(jié)構(gòu)的典型示意圖。
具體實施例方式
實施例1
本發(fā)明的實施例1將參照圖1到5進行描述。
1.激光打印機的整體結(jié)構(gòu)圖1是顯示作為根據(jù)本發(fā)明的成像設備的激光打印機1的結(jié)構(gòu)的重要部分的側(cè)截面圖。該根據(jù)本實施例的激光打印機1被提供用來通過靜電復制形成圖像。激光打印機1具有一個外殼體2。用來輸送作為記錄媒體的紙張3的進給部分、用來在進給的紙張3上形成預定圖像的成像部分5等被設置在外殼體2中。
(1)進給部分進給部分4具有一個可拆卸地附著在外殼體2內(nèi)底部上的供紙盤6，一個設置在供紙盤6一端的側(cè)端部分的供紙機構(gòu)部分7，一個設置在供紙盤6中的壓紙板8，設置在紙張3的傳送方向供紙機構(gòu)部分7的下游側(cè)上面(紙張3傳送方向上的下游側(cè)或者上游側(cè)下面可以被簡稱為“上游側(cè)”或者“下游側(cè)”)的第一和第二傳送部分9和10(將在下面進行描述)，和設置在第一和第二傳送部分9和10的下游側(cè)上的配準輥11該供紙盤6具有上開口面的盒子形狀從而使紙張3可以被存貯。該供紙盤6被形成為使其能可拆卸地水平附著在外殼體2的底部。該供紙機構(gòu)部分7具有一個供紙輥12、和一個與供紙輥12相對的分離墊13。該分離墊13具有一個支撐架13a、一個襯墊構(gòu)件13b和一個彈簧13c。
該支撐架13a由設置在供紙輥12下面的平板形構(gòu)件組成從而與供紙輥12相對，并且形成一個支撐構(gòu)件從而從平板形構(gòu)件的一端側(cè)基本垂直地向下彎曲。該支撐架13a從橫截面看被基本形成為L形。該支撐構(gòu)件的一個下端部分被支撐從而可被搖動。該襯墊構(gòu)件13b被埋入和供紙輥12相對的平板形構(gòu)件的前表面中。該彈簧13c被設置在平板形構(gòu)件的后表面上。該彈簧13c推動襯墊構(gòu)件13b，使其壓靠供紙輥12。
該壓紙板8被形成從而使紙張3可以被層狀地堆疊在供紙盤6中。當堆疊的紙張3數(shù)量增加的時候，壓紙板8向下移動，同時離供紙機構(gòu)部分7遠的端部被用作支點。該壓紙板通過未顯示的彈簧從后側(cè)壓向供紙輥12。在位于壓紙板8上最高位置的一張紙3按照供紙輥12的旋轉(zhuǎn)被夾在供紙輥12和襯墊構(gòu)件13b之間之后，紙張3通過供紙輥12和襯墊構(gòu)件13b的合作一張張地分離而被提供。
供給的紙張通過第一和第二傳送部分9和10沿著供紙機構(gòu)部分7和成像部分5之間的供紙傳送路徑38被傳遞到配準輥11。該第一傳送部分9具有一個第一傳送輥9a和一個第一紙張除塵輥9b。紙張3被夾在第一傳送輥9a和第一紙張除塵輥9b之間傳送。同時，紙張3上的紙灰塵被第一紙張除塵輥9b靜電吸收。沉積在第一紙張除塵輥9b上的紙灰塵被第一海綿構(gòu)件9c擦掉。類似地，第二傳送部分10具有一個第二傳送輥10a和一個第二紙張除塵輥10b。紙張3被夾在第二傳送輥10a和第二紙張除塵輥10b之間傳送。同時，紙張3上的紙灰塵被第二紙張除塵輥10b靜電吸收。沉積在第二紙張除塵輥10b上的紙灰塵被第二海綿構(gòu)件10c擦掉。配準輥11被設置為用來在預先確定的配準之后將紙張3送入成像部分5的一對輥。
(2)成像部分成像部分5具有一個作為光束掃描裝置(掃描器裝置)的掃描部分17，一個處理部分18、一個定影部分19等等。
(a)掃描部分掃描部分17設置在外殼體2的上部。該掃描部分17具有一個多角鏡20、一個fθ透鏡、一個柱面透鏡21b、反轉(zhuǎn)鏡22等等。掃描部分17的結(jié)構(gòu)將會在下面進行詳細描述。掃描部分17以高速掃描方式將激光L施加到處理部分18的感光鼓23的表面上。
(b)處理部分處理部分18設置在掃描部分17的下面并被構(gòu)成為可分離地附著在外殼體2上。該處理部分18具有一個作為光電導體的感光鼓23，一個顯影盒24，一個作為轉(zhuǎn)移構(gòu)件的一個例子的轉(zhuǎn)移輥25，和一個作為充電構(gòu)件例子的柵控式電暈型充電器37。該顯影盒24被可分離地附著在處理部分18上。該顯影盒24具有一個色粉儲藏部分26、一個作為顯影構(gòu)件的顯影輥27、一個層厚度限制葉片28、一個色粉供給輥29等等。
該色粉存儲部分26被放滿作為顯影劑的一個例子的可正向充電的非磁性單組分聚合色粉。該色粉被色粉供給輥29提供到顯影輥27。色粉接著通過層厚度限制葉片28的摩擦被攜帶在顯影輥27上成為具有預定厚度的薄層。另一方面，感光鼓23被設置在顯影輥27的對面從而可旋轉(zhuǎn)。該感光鼓23具有一個接地的鼓體，和一個由聚碳酸酯或類似物制成的可正向充電的感光層所構(gòu)成的鼓表面。
隨著感光鼓23在箭頭方向上的旋轉(zhuǎn)感光鼓23的表面被柵控式電暈型充電器37均勻地正向充電以后，感光鼓23的表面被暴露在以高速掃描方式從掃描部分17提供的激光L中。因而，基于預定圖像數(shù)據(jù)的靜電潛象被形成。當使感光鼓23接著和顯影輥27相對面時，顯影輥27上攜帶的并正向充電的色粉顯現(xiàn)出形成在感光鼓23表面上的靜電潛象。也就是說，色粉被提供給感光鼓23的均勻正向充電表面的通過暴露在激光L而具有較低電勢的一部分。色粉被有選擇地攜帶在這個部分上從而形成反轉(zhuǎn)的顯影圖象。
轉(zhuǎn)移輥25設置在感光鼓23的下面從而與感光鼓相對。該轉(zhuǎn)移輥25具有一個金屬制成的輥軸和一個導電橡膠材料制成的輥體。該輥軸被輥體覆蓋。一個預定的轉(zhuǎn)移偏壓被施加在感光鼓23上。由于這個原因，在紙張3穿過感光鼓23和轉(zhuǎn)移輥25之間時，攜帶在感光鼓23上的可視圖象(色粉圖像)被轉(zhuǎn)移到紙張3上?？梢晥D象已經(jīng)被轉(zhuǎn)移到其上的紙張3通過傳送帶30被傳送到定影部分19。
(c)定影部分定影部分19設置在處理部分18的側(cè)面，也就是說，在處理部分18的下游側(cè)。定影部分19具有一個加熱輥31、一個用來向加熱輥31加壓的壓力輥32、和設置在加熱輥31和壓力輥32的下游側(cè)的傳送輥33。加熱輥31由金屬制成并且具有一個鹵素燈用來加熱色粉。當紙張3穿過加熱輥31和壓力輥32之間時，在處理部分18中轉(zhuǎn)移到紙張3上的色粉被熱固定。接著，定影部分19的傳送輥33將紙張3傳遞到設置在外殼體2中的傳送輥34和紙張排出輥35。被傳送輥34傳送的紙張3接著被紙張排出輥35排出到紙張排出盤36上。
在激光打印機1中，被轉(zhuǎn)移輥25轉(zhuǎn)移到紙張3上之后留在感光鼓23表面上的殘留色粉以一種所謂的無清潔器顯影方式收集，其中殘留色粉被顯影輥27收集。當殘留色粉被這種無清潔器顯影的方式收集的時候，任何特殊構(gòu)件例如用于去除殘留色粉的葉片和任何廢粉貯存部分可以被省卻。設備的結(jié)構(gòu)可以被簡化。
(3)形成雙面圖像的結(jié)構(gòu)有時候，激光打印機1具有一個再傳送單元41用于在紙張3的反面形成圖像。這個再傳送單元41被整體形成，但具有一個翻轉(zhuǎn)機構(gòu)部分42，和一個再傳送盤43。翻轉(zhuǎn)機構(gòu)部分42從外被附著在外殼體2的后部側(cè)。該再傳送盤43被可拆卸地附著在進給部分4的上部從而被插入其中。
從外附著在外殼體2的后壁的翻轉(zhuǎn)機構(gòu)部分42具有一個橫截面基本為矩形的外殼44。一個瓣閥45、翻轉(zhuǎn)輥46和一個再傳送輥47設置在外殼44內(nèi)。一個翻轉(zhuǎn)導向板48被設置成使其從外殼44的上端部分向上突出。瓣閥45被支撐在外殼2的后部從而能被轉(zhuǎn)動。瓣閥45被設置在靠近傳送輥33的下游側(cè)。瓣閥45被可移動地設置，從而使在紙張3的一個表面上具有圖象并且被傳送輥33傳遞的紙張3的傳送方向可以有選擇性地在朝向傳送輥34的方向(由實線所表示的情形)和朝向翻轉(zhuǎn)輥46(由虛線所表示的情形)下述方向之間改變。
翻轉(zhuǎn)輥46被設置在瓣閥45的下游側(cè)并且在外殼44的上部。翻轉(zhuǎn)輥46被設置為一對輥，它們被形成為使旋轉(zhuǎn)可以在正向和反向之間變化。翻轉(zhuǎn)輥46首先以正向旋轉(zhuǎn)，從而使紙張3被傳遞向翻轉(zhuǎn)導向板48。接著，翻轉(zhuǎn)輥46以反向旋轉(zhuǎn)，從而使紙張3被反向傳遞。再傳送輥47設置在翻轉(zhuǎn)輥46的下游側(cè)并且基本上正好在外殼44中翻轉(zhuǎn)輥46的下面。再傳送輥47被設置為一對輥。被翻轉(zhuǎn)輥3翻轉(zhuǎn)的紙張3被再傳送輥47傳遞到再傳送盤43。
當圖像將被形成在紙張3的反面的時候，瓣閥45被移動從而使得紙張3移向翻轉(zhuǎn)輥46。因而，具有形成在紙張3一面的圖像的紙張3被接收在翻轉(zhuǎn)機構(gòu)部分42中。翻轉(zhuǎn)輥46向前旋轉(zhuǎn)同時紙張3被夾在翻轉(zhuǎn)輥46之間，使紙張3沿著翻轉(zhuǎn)導向板8向外和向上傳遞。當紙張3的后端被夾在翻轉(zhuǎn)輥46之間的時候，翻轉(zhuǎn)輥的正向旋轉(zhuǎn)停止。接著，翻轉(zhuǎn)輥46向后旋轉(zhuǎn)，使紙張3以前側(cè)向后傳遞到再傳送輥47，從而基本向下移動。
順便說，在當紙張3的后端被位于定影部分19的下游側(cè)的紙張通過傳感器56檢測到后經(jīng)過一個預定時間的時候，將翻轉(zhuǎn)輥46的正向旋轉(zhuǎn)改變?yōu)榉聪蛐D(zhuǎn)的時間受到控制。當紙張3到翻轉(zhuǎn)輥46的傳送結(jié)束的時候，瓣閥45的狀態(tài)被改變?yōu)樗某跏紶顟B(tài)，也就是說，改變到紙張3從傳送輥33傳遞到傳送輥34的狀態(tài)。
以反向傳送到再傳送輥47的紙張3通過再傳送輥47傳送到下面的再傳送盤43上。再傳送盤43具有一個向其提供紙張3的供紙部分49，一個盤體50，和傾斜輥51。供紙部分49從外被附著到在翻轉(zhuǎn)機構(gòu)部分42的下側(cè)上的外殼體2的后部并且具有一個彎曲的紙張導向構(gòu)件52。在供紙部分49中，來自再傳送輥47的紙張3通過紙張導向構(gòu)件52被基本引導到水平方向，從而使紙張3被傳送到盤體50。盤體50基本被形成為類似一個矩形板。盤體50的下游側(cè)末端部分通過再傳送路徑53連接到紙張傳送路徑38的中間，用于將紙張3引導到第二傳送部分10。
兩個傾斜輥51被設置在紙張3傳送方向上的盤體50中間，使一個預定的距離被形成在兩個傾斜輥51之間。傾斜輥51被設置在一個被設置在盤體50的橫向末端部分中的參考板(沒有顯示)附近。每個傾斜輥51具有一個傾斜驅(qū)動輥54，和一個傾斜被驅(qū)動輥55。傾斜驅(qū)動輥54的軸被設置在基本垂直于紙張3的傳遞方向的方向上。傾斜被驅(qū)動輥55被設置在傾斜驅(qū)動輥54的對面，從而使紙張3被夾在傾斜驅(qū)動輥54和傾斜被驅(qū)動輥55之間。傾斜驅(qū)動輥55的軸被設置在使紙張3傾斜地向參考板移動的方向上。
從供紙部分49傳到盤體50的紙張3在紙張3的前面被翻轉(zhuǎn)為背面并且橫向一端邊緣通過傾斜輥51與基準面對齊的狀態(tài)下再次向成像部分5傳送。傳送到成像部分5的紙張3的背面面對并接觸感光鼓23。顯現(xiàn)的圖像被轉(zhuǎn)移之后，顯現(xiàn)的圖像被定影部分19固定。這樣，在它反面具有圖像的紙張3被排出到紙張排出盤36。
(4)掃描部分的特殊結(jié)構(gòu)接下來將描述掃描部分17的結(jié)構(gòu)。圖2所示的是掃描部分17的結(jié)構(gòu)的透視圖。圖3是沿著圖2中線A-A獲得的截面圖。順便提及，為了描述的方便多角鏡20沒有在圖3中顯示而只有多角鏡20的中心線由點劃線表示在圖3中。fθ透鏡21a和柱形透鏡21b也都沒有在圖3中顯示。見圖1。
如圖2和3中所示，掃描部分17具有一個向上開口型的盒子形機架60，其具有一個基本形狀為平板的底板60a，和在底板60a周圍豎立的側(cè)壁60b。用于形成從固定在側(cè)壁60b上的激光發(fā)射部分61(相當于光源部分)發(fā)射出的激光L的光程的作為光學構(gòu)件的準直透鏡組63，作為旋轉(zhuǎn)多角鏡的實例的多角鏡20，fθ透鏡21a和反轉(zhuǎn)鏡22被固定到底板60a的表面上。
根據(jù)此結(jié)構(gòu)，從激光發(fā)射部分61發(fā)射出的激光L通過多角鏡20偏轉(zhuǎn)到預定的掃描方向并且通過反轉(zhuǎn)鏡22折回，從而使激光L可以穿過形成在機架60底面中的開口部分60c(見圖3)施加。順便提及，如圖1所示的用于傳遞在反轉(zhuǎn)鏡22上反射的激光L的柱形透鏡21b和如圖3中所示的用于從下面覆蓋開口部分60c的蓋玻璃65被設置在開口部分60c中。
如圖2中所示，第一BD鏡67設置在反轉(zhuǎn)鏡22的一端側(cè)面的前方。第二BD鏡68設置在光程之外的一個位置中，在該光程中偏轉(zhuǎn)的激光L射向感光鼓23。第一和第二BD鏡67和68彼此合作使在對應于掃描原始點方向上的激光La被反射向BD傳感器69(它和本實施例中的“檢測構(gòu)件”相同)。根據(jù)此結(jié)構(gòu)，激光發(fā)射部分61的開/關(guān)時間可以根據(jù)BD傳感器69對激光La的檢測時間設定，從而使激光L的施加方向可以被精確限定。
2、用于在掃描部分17中消除幻象的結(jié)構(gòu)接下來，將描述用于在掃描部分17中消除幻象的結(jié)構(gòu)。
(1)結(jié)構(gòu)朝向多角鏡3的偏轉(zhuǎn)面3a的激光L的光通量的中心和成像光學系統(tǒng)4和5的光軸C之間的角度α(下文將稱之為多角鏡3上的激光L的“入射角α”)被設置為滿足下列關(guān)系式(下文將稱之為“關(guān)系式A”)，從而在原始的靜電潛像必須形成在其上的感光鼓表面6的有效掃描范圍(用于形成圖像)之外的位置上形成幻象。
|α|＜(4π/N)-(W/D)其中，N是多角鏡3的偏轉(zhuǎn)面數(shù)目，D是成像光學系統(tǒng)5(fθ透鏡)的焦距，W是在掃描方向上的有效掃描范圍的半寬。
下面將參考圖4和8描述關(guān)系式A。順便提及，成像光學系統(tǒng)4和5的光軸C和感光鼓表面6之間的交點與有效掃描范圍(在掃描方向上具有2W的長度)的中心位置X重合。在圖4中，點劃線C′和C″顯示了平行于成像光學系統(tǒng)4和5的光軸C的直線。在圖4中，參考數(shù)字3表示等同于在這實施例中的多角鏡20的多角鏡，且參考數(shù)字3a和3b分別表示等同于這個實施例中的偏轉(zhuǎn)面20a和鄰近偏轉(zhuǎn)面20b的偏轉(zhuǎn)面。
<數(shù)值表達式1>
|α|＜(4π/N)-(W/D) ···關(guān)系式A其中N是多角鏡3的偏轉(zhuǎn)面的數(shù)目，D是成像光學系統(tǒng)5(fθ透鏡)的焦距，W是在掃描方向上的有效掃描范圍的半寬。
首先，成像光學系統(tǒng)4和5具有fθ特性，從而使根據(jù)相對于成像光學系統(tǒng)4和5的光軸C(中心軸)以角度θ入射的光形成在感光鼓表面6上的成像點Ps被形成在一個離光軸C距離Dθ的位置中。因此，為了從有效掃描范圍中消除幻象，必需滿足下列表達式。
<數(shù)值表達式2>
W＜Dθ其中，θ是在鄰近偏轉(zhuǎn)面3b上反射的反射光Le的光通量中心和成像光學系統(tǒng)4和5的光軸C之間的角度。
在有效掃描范圍之外的位置上形成幻象的條件可以如下計算。換句話說，在感光鼓表面6上的散射反射光La總是以角θ′入射在多角鏡3的鄰近偏轉(zhuǎn)面3b上。
如圖4中所示，垂直于鄰近偏轉(zhuǎn)面3b的一條線和成像光學系統(tǒng)4和5的光軸C之間的角度φ可以基于下列表達式計算。
<數(shù)值表達式3>
φ＝(2π/N)-φ′其中，φ′是垂直于偏轉(zhuǎn)面3a的一條線與成像光學系統(tǒng)4和5的光軸C之間的角度。
角度φ′可以通過下列表達式表達。
<數(shù)值表達式4>
φ′＝θ′+(α-θ′)/2＝(α+θ′)/2因此，角度φ可以通過下列基于數(shù)值表達式3和4的表達式表示。
<數(shù)值表達式5>
φ＝(2π/N)-(α+θ′)/2接下來，計算角度θ。散射反射光La以角度θ′+ φ入射到鄰近偏轉(zhuǎn)面3b上并且以同樣的角度θ′+φ在鄰近偏轉(zhuǎn)面3b上反射。因此，關(guān)系式θ′+θ＝2(θ′+φ)成立。因此，角度θ可以通過下列表達式表達。
<數(shù)值表達式6>
θ＝θ′+2φ角度θ′可以通過下列基于數(shù)值表達式5和6的的表達式表達。
<數(shù)值表達式7>
θ＝θ′+(4π/N)-(α+θ′)＝(4π/N)-α順便提及，從這個數(shù)值表達式上看顯而易見的是角度θ不取決于散射反射光La在鄰近偏轉(zhuǎn)面3b上的入射角θ′。換句話說，如上文所述，反射光Le總是集中在點Pg而不管激光L在多角鏡3的偏轉(zhuǎn)面3a上的入射角θ′。
當數(shù)值表達式7被代入數(shù)值表達式2時，由數(shù)值表達式1所表示的關(guān)系式可以被計算出。換句話說，當激光L在多角鏡3上的入射角α被設置為小于(4π/N)-(W/D)的時候，幻象可以從有效掃描范圍中被消除。
(2)此實施例的結(jié)構(gòu)接下來，將參考圖5描述此實施例的結(jié)構(gòu)。
在圖5中，參考數(shù)字61表示激光發(fā)射部分；63表示準直透鏡組；20表示多角鏡。參考數(shù)字21a表示相當于根據(jù)常規(guī)結(jié)構(gòu)的成像光學系統(tǒng)4和5的fθ透鏡，參考符號D是從fθ透鏡的成像側(cè)(感光鼓23側(cè))上的主要點H到感光鼓表面23a的光學距離。參考數(shù)字23a表示感光鼓23的表面(掃描表面)，參考數(shù)字23b表示在感光鼓表面23a上的有效掃描范圍的區(qū)域(在掃描方向上具有一個2W的總長度)。順便提及，術(shù)語“有效掃描范圍”的意思是一個區(qū)域，它是感光鼓表面23a的一部分并且用于形成與將要成形的圖像相應的正常潛像。
根據(jù)此結(jié)構(gòu)，從激光發(fā)射部分61發(fā)射出的激光L(由圖5中由實線箭頭表示)經(jīng)過準直透鏡組63以和常規(guī)結(jié)構(gòu)同樣的方式在多角鏡20的一個偏轉(zhuǎn)面20a上入射。在偏轉(zhuǎn)面20a上反射的激光L被構(gòu)造成使成像點Ps經(jīng)過fθ透鏡21a形成在感光鼓23a上。成像點Ps隨著多角鏡20的旋轉(zhuǎn)在感光鼓表面23a上掃描。
在此實施例中，有效掃描范圍被形成從而使有效掃描范圍的中心位置X從fθ透鏡21a的光軸C和感光鼓表面23a之間的交點Y向激光發(fā)射部分61一側(cè)(圖5中朝下)轉(zhuǎn)移距離β。
根據(jù)此結(jié)構(gòu)，當?shù)扔谟行呙璺秶囊话氲木嚯xW被設置為小于Dθ+β時，激光L在多角鏡20上的入射角α可以被設置為滿足下列關(guān)系式。
<數(shù)值表達式8>
(4π/N)-(W/D)≤≤|α|＜(4π/N)-{(W-β)/D}其中，N是多角鏡20的偏轉(zhuǎn)面數(shù)目，D是從fθ透鏡21a的成像側(cè)主要點H到感光鼓表面23a的光學距離，W是在掃描方向上的有效掃描范圍23b的半寬。
有效掃描范圍23b的中心位置X和fθ透鏡21a的光軸C之間的轉(zhuǎn)移寬度(距離β)被設置為小于Dγ-W。順便提及，γ是fθ透鏡21a的光軸C和穿越在fθ透鏡可以在其中形成圖像的有效區(qū)域內(nèi)最接近激光發(fā)射部分61一側(cè)的位置的激光L的光通量中心之間的角度。
在此實施例中，如圖5中所示，一個遮光構(gòu)件60c設置在fθ透鏡21a和感光鼓表面23a之間，使其被插入到在鄰近偏轉(zhuǎn)面20b上反射的反射光Le，即通過該反射光幻象被形成在有效掃描范圍之外的區(qū)域中的反射光Le的光程的中間。例如，遮光構(gòu)件60c由從機架60的底板60a豎立而形成的壁部分構(gòu)成。
3、此實施例的實現(xiàn)(1)根據(jù)此實施例，激光L在掃描方向上的有效掃描范圍23d被形成，從而使有效掃描范圍23b的中心位置X沿掃描方向從fθ透鏡21a的光軸C被移動距離β。因此，在多角鏡20的偏轉(zhuǎn)面20a上的激光L的光通量中心和fθ透鏡21a的光軸C之間的入射角α可以被設置為滿足關(guān)系式(4π/N)-(W/D)≤≤|α|＜(4π/N)-{(W-β)/D}。換句話說，幻象可以從有效掃描范圍23B中被消除。另外，在與常規(guī)相反的結(jié)構(gòu)中，入射角α可以被增大而不減少多角鏡20的偏轉(zhuǎn)面數(shù)目。由于入射角α可以被增大，多角鏡20和fθ透鏡21a之間的距離可以被減小，從而使設備的尺寸可以被減小。
例如，在有效掃描范圍W是105mm，從fθ透鏡21a的成像側(cè)主要點H到感光鼓表面23a的光學距離D是150mm且距離β是10mm的條件下，當多角鏡20的偏轉(zhuǎn)面數(shù)目從4改變到8的時候，入射角α的改變?nèi)缦卤碇兴尽谋碇锌梢悦黠@看到，在此實施例中，在多角鏡20的偏轉(zhuǎn)面數(shù)目在4至8的范圍的任何情況下，入射角α可以被設置為大于常規(guī)結(jié)構(gòu)約3.82°。


(2)如果幻象被形成在感光鼓表面23a上有效掃描范圍23b的側(cè)面部分中，即使幻象可以從有效掃描范圍23b被消除，那么還是要消耗超量的色粉，因為色粉被沉積在幻象上。因此，在此實施例中，設置遮光構(gòu)件60c用于遮蔽在多角鏡20的鄰近偏轉(zhuǎn)面20b上反射并且射向作為感光鼓表面23a的一部分并且相對于有效掃描范圍23b以和激光發(fā)射部分61相反的方向移動的位置的激光Le。因此，因為幻象可以確實地被防止形成在感光鼓表面23a上，色粉消耗的浪費可以被抑制。
<實施例2>
圖6所示的是實施例2(相應于本發(fā)明的權(quán)利要求5中所描述的本發(fā)明)。實施例2除了由BD傳感器69接收的激光光程的排列之外與實施例1相同。因此，與實施例1中同樣的數(shù)字和符號將被引用在實施例2中以避免重復描述。僅有的不同點將在下文中被描述。
1、實施例2的結(jié)構(gòu)實施例1被配置成使從激光發(fā)射部分61發(fā)射、在多角鏡20的偏轉(zhuǎn)面20a上反射并且穿過fθ透鏡21a的末端部分(有效區(qū)域的末端部分)傳送的激光通過BD鏡67和68由BD傳感器69接收。另一方面，在此實施例中，如圖6中所示，由BD傳感器69接收的激光的光程被設置在來自激光發(fā)射部分61的激光L的光程和fθ透鏡21a之間。換句話說，此實施例被配置成使作為在多角鏡20的偏轉(zhuǎn)面20a上反射的一部分光并且相對于fθ透鏡21a被移向激光發(fā)射部分61一側(cè)的激光Lg由BD傳感器69接收。
具體地說，在偏轉(zhuǎn)面20a上反射并且相對于fθ透鏡21a被移向激光發(fā)射部分61一側(cè)的激光Lg通過成像透鏡70會聚并且在反射鏡71上反射，從而被引導到位于相對于fθ透鏡21a的光軸C的相對一側(cè)的BD傳感器69一側(cè)。該結(jié)構(gòu)被形成為使光由BD傳感器69通過設置在BD傳感器69前面的裂口板72接收。順便提及，裂口板72具有防止激光Lg外的干擾光被BD傳感器69接收的任務。
2、此實施例的實現(xiàn)在實施例1所示的結(jié)構(gòu)中，有一個問題是由于BD傳感器69使用的激光的光程使有效掃描范圍23b為狹窄。相反，在此實施例中，入射角α被增大，從而使激光發(fā)射部分61和fθ透鏡21a之間的空間可以被保持在某個一定程度。因此，此實施例被配置成使穿過激光發(fā)射部分61和fθ透鏡21a之間的激光Lg被BD傳感器69接收。因此，fθ透鏡21a的有效區(qū)域可以被充分利用，使在感光鼓表面23a上的有效掃描范圍23b可以保持為寬。相反，fθ透鏡21a的尺寸可以被減小，因為不必保持用于傳送將被BD傳感器69接收的激光的區(qū)域。
<實施例3>
圖7所示的是實施例3(相應于本發(fā)明的權(quán)利要求6描述的本發(fā)明)。實施例3除了由BD傳感器69接收的激光光程的排列之外與實施例1相同。因此，與實施例1中同樣的數(shù)字和符號將被引用在實施例3中以避免重復描述。僅有的不同點將在下文中被描述。
1、實施例3的結(jié)構(gòu)在此實施例中，被BD傳感器69接收的激光的光程被用作射向在相對于有效掃描范圍23b和激光發(fā)射部分61相對的一側(cè)轉(zhuǎn)移的區(qū)域的激光的光程，即被用作通過該激光而幻象被形成在感光鼓表面23a上的激光Le的光程。換句話說，此實施例被配置成使激光Le被BD傳感器69接收。
具體地說，在偏轉(zhuǎn)面20a或20b上反射并且射向在相對于有效掃描范圍23b和激光發(fā)射部分61相對的一側(cè)上轉(zhuǎn)移的區(qū)域的激光Le被在反射鏡81上反射，從而被引導到位于相對于fθ透鏡21a的光軸C的相對一側(cè)的BD傳感器69一側(cè)。結(jié)構(gòu)被形成為使光由BD傳感器69通過設置在BD傳感器69前面的裂口板82接收。順便提及，裂口板82也具有防止激光Lg外的干擾光被BD傳感器69接收的任務。
2、實施例3的實現(xiàn)根據(jù)此實施例，有效掃描范圍23b被設置從而使在掃描方向上有效掃描范圍23b的中心位置X被定位在從fθ透鏡21a的光軸C朝向激光發(fā)射部分61一側(cè)轉(zhuǎn)移的位置上。因此從在激光發(fā)射部分61對面一側(cè)上的感光鼓表面23a的末端部分到有效掃描范圍23b的空間可以被保持。因此，被BD傳感器69接收的激光的光程被用作射向在相對于有效掃描范圍23b和激光發(fā)射部分61相對的一側(cè)轉(zhuǎn)移的區(qū)域的激光的光程。因此，不能被用來形成圖像的激光可以被有效地利用。
<其他的實施例>
本發(fā)明不限于基于上文的描述和

的實施例。例如，下列實施例可以包括在本發(fā)明的技術(shù)范圍內(nèi)且可作出其他各種變化而不脫離本發(fā)明的主旨。
(1)盡管每一上述實施例都顯示了本發(fā)明被應用到包括在激光打印機1中的掃描部分17的情況，但是本發(fā)明不限于激光在掃描部分17中被掃描的情況，而且本發(fā)明也可以被應用在這樣一種裝置中，如果光束具有一定程度的方向性，那么光束就在該裝置中掃描。
(2)本發(fā)明不僅可以被應用在打印機(激光打印機)而且可以被應用在其他成像設備，例如傳真機，以及具有打印機功能、掃描儀功能等的組合機器上。
權(quán)利要求
1.一種光束掃描裝置，其特征在于，包括發(fā)射光束的光源部分；具有多個偏轉(zhuǎn)面的旋轉(zhuǎn)多角鏡，它通過在旋轉(zhuǎn)軸上的旋轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)入射到該多個偏轉(zhuǎn)面上的光束；和成像光學系統(tǒng)，它在掃描表面上將通過旋轉(zhuǎn)多角鏡偏轉(zhuǎn)的光束掃描和成像，從而在該掃描表面上形成潛象，其中作為光束在掃描方向上的有效掃描范圍的中心和其上潛象被形成在掃描表面上的位置被設置為沿著掃描方向離開成像光學系統(tǒng)的光軸的距離為β；和入射到該旋轉(zhuǎn)多角鏡的偏轉(zhuǎn)面上的光束的光通量中心和成像光學系統(tǒng)的光軸之間的角度α被設置為滿足下面的關(guān)系式，從而在有效掃描范圍外的區(qū)域上形成幻象，(4π/N)-(W/D)≤|α|＜(4π/N)-{(W-β)/D}其中N是旋轉(zhuǎn)多角鏡的偏轉(zhuǎn)面的數(shù)目，D是從該成像光學系統(tǒng)的成像側(cè)主要點到掃描表面的光學長度，W是在掃描方向上的有效掃描范圍的半寬。
2.如權(quán)利要求1所述的光束掃描裝置，其特征在于，其中有效掃描范圍的中心位置從成像光學系統(tǒng)的光軸朝向光源部分一側(cè)移位。
3.如權(quán)利要求1所述的光束掃描裝置，其特征在于，其中距離β被設置為滿足下面的關(guān)系式β＜Dγ-W其中γ是在該成像光學系統(tǒng)可以在其上形成圖像的有效區(qū)域內(nèi)成像光學系統(tǒng)的光軸和穿越最接近光源部分側(cè)的位置的光束的光通量中心之間的角度。
4.如權(quán)利要求1所述的光束掃描裝置，其特征在于，其中一個遮光構(gòu)件被設置在成像光學系統(tǒng)和掃描表面之間，從而使光束從幻象通過該光束被形成在有效掃描范圍之外的區(qū)域的光束的光程被遮蔽。
5.如權(quán)利要求1所述的光束掃描裝置，其特征在于，其中設置一個檢測構(gòu)件用來接收在旋轉(zhuǎn)多角鏡的偏轉(zhuǎn)面上反射的光束并且基于光接收時間校正從光源部分發(fā)射光束的時間；和通過檢測構(gòu)件接收的光束的光程被設置在來自光源部分的光束的光程和成像光學系統(tǒng)之間。
6.如權(quán)利要求1所述的光束掃描裝置，其特征在于，其中有效掃描范圍的中心位置從成像光學系統(tǒng)的光軸朝向光源部分一側(cè)轉(zhuǎn)移；設置一個檢測構(gòu)件用來接收在旋轉(zhuǎn)多角鏡的偏轉(zhuǎn)面上反射的光束并且在光接收時間的基礎(chǔ)上校正從光源部分發(fā)射光束的時間；和被檢測構(gòu)件接收到的光束的光程被設置作為射向在相對于有效掃描范圍和光源部分相對的一側(cè)移位的區(qū)域的光束的光程。
7.一種成像設備，其特征在于，包括根據(jù)權(quán)利要求1所述的光束掃描裝置；具有掃描表面的圖像載體，在該掃描表面上形成基于從光束掃描裝置提供的光束的潛像；顯影構(gòu)件，用于在其上具有潛象的圖像載體上沉積顯影劑；和轉(zhuǎn)移構(gòu)件，用于將通過顯影構(gòu)件沉積在圖像載體上的顯影劑轉(zhuǎn)移到記錄媒體從而形成圖像。
全文摘要
激光在掃描方向上的有效掃描范圍被配置，從而使有效掃描范圍的中心位置沿掃描方向從fθ透鏡的光軸轉(zhuǎn)移距離β。在多角鏡的偏轉(zhuǎn)表面上的激光的光通量中心和fθ透鏡的光軸之間的入射角α可以被設置為滿足關(guān)系式(4π/N)－(W/D)≤|α|＜(4π/N)－{(W－β)/D}。
文檔編號B41J2/44GK1658012SQ2005100519
公開日2005年8月24日 申請日期2005年2月16日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月17日
發(fā)明者藤野仁志 申請人:兄弟工業(yè)株式會社