專利名稱：圖像形成裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及圖像形成裝置，更具體而言，涉及諸如包括光學(xué)掃描設(shè)備在內(nèi)的電子照相(electrophotographic)復(fù)印機(jī)或者電子照相打印機(jī)之類的圖像形成裝置。
背景技術(shù)：
關(guān)于在諸如電子照相復(fù)印機(jī)或者電子照相打印機(jī)之類的圖像形成裝置中所使用的光學(xué)掃描設(shè)備，日本專利公開No.2002-365582A教導(dǎo)了用于校正偏轉(zhuǎn)光學(xué)系統(tǒng)中掃描光束的扭轉(zhuǎn)(圍繞光束中心軸的扭轉(zhuǎn))的條件。而且，國際專利公開No.03/096101教導(dǎo)了用于校正掃描路徑的曲率的條件。
但是，用于校正掃描光束的扭轉(zhuǎn)的條件和用于校正掃描路徑的曲率的條件在許多情況下彼此并不一致。因此，必須適當(dāng)?shù)仄胶鈷呙韫馐膬A斜和掃描路徑的曲率，以便在實(shí)際的光學(xué)掃描設(shè)備中均衡圖像形成特性和透鏡視界(coverage)。在此情況下，掃描光束的扭轉(zhuǎn)沒有被完全地校正?；蛘撸部梢岳迷谌毡緦＠_No.2002-365582A中教導(dǎo)的條件，校正由掃描光學(xué)系統(tǒng)的偏心設(shè)置或者傾斜的光學(xué)面(透鏡面或者反射面)所產(chǎn)生的掃描路徑的曲率。同樣在此情況下，在光束上產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)。
當(dāng)由掃描光學(xué)系統(tǒng)所獲得的掃描線被包括并且與掃描光學(xué)系統(tǒng)的光軸垂直的一個(gè)平面被定義為虛擬的掃描面時(shí)，形成在虛擬掃描面上的光束斑點(diǎn)的傾斜在掃描光束的扭轉(zhuǎn)沒有被完全校正的時(shí)候，更加遠(yuǎn)離主掃描方向上的掃描中心。
在所述公布文獻(xiàn)所公開的偏轉(zhuǎn)光學(xué)系統(tǒng)中，在反射面上進(jìn)行兩次入射。
圖12示出了這樣的光學(xué)系統(tǒng)，其中，偏轉(zhuǎn)器由多棱鏡10構(gòu)成，所述多棱鏡10在多面柱的側(cè)部上具有多個(gè)反射面11(在該圖中為6個(gè))，并且反射面11圍繞旋轉(zhuǎn)軸12旋轉(zhuǎn)。兩個(gè)固定的平面鏡13和14被這樣放置，以面對多個(gè)反射面11中進(jìn)行光偏轉(zhuǎn)的一個(gè)。固定平面鏡13和14相對于彼此成角度，同時(shí)在其間形成間隙15。
從光源21發(fā)射的光通過透鏡22轉(zhuǎn)換成平行光束a0。在采用光學(xué)系統(tǒng)來校正多棱鏡10的尖塔角度差(pyramidal angle error)的情況下，從光源21發(fā)射的光被轉(zhuǎn)換成相對于與多棱鏡10的旋轉(zhuǎn)軸12垂直的方向的平行光束，同時(shí)被轉(zhuǎn)換成相對于與多棱鏡10的旋轉(zhuǎn)軸12平行的方向聚焦在多棱鏡10的反射面11附近的光束。光束a0穿過固定平面鏡13和14之間的間隙15，并且從斜下方入射在反射面11上。由通過反射面11的第一反射所獲得的光束a1斜向上行進(jìn)，并且入射在固定平面鏡13上。被固定平面鏡13反射的光束a2向下行進(jìn)，并且入射在固定平面鏡14上。被固定平面鏡14反射的光束a3再次入射在反射面11上。由通過反射面11的第二反射所獲得的光束a4穿過間隙15并且斜向上行進(jìn)，并且通過掃描光學(xué)系統(tǒng)23被轉(zhuǎn)換成聚焦光束，以入射在掃描面24上。
因?yàn)榉瓷涿?1圍繞旋轉(zhuǎn)軸12旋轉(zhuǎn)，所以聚焦光束以約為反射面11的旋轉(zhuǎn)速度的四倍的旋轉(zhuǎn)速度移動(dòng)，以在掃描面24上畫出掃描線b。隨著多棱鏡10的旋轉(zhuǎn)，相鄰反射面11相繼接受入射光束a0。因此，隨著多棱鏡10的旋轉(zhuǎn)，在掃描面24上的相同位置上，從一端到另一端相繼畫出掃描線b。掃描面24上將被掃描的部件以恒定速度在垂直于掃描線b的方向上移動(dòng)，導(dǎo)致光柵掃描的進(jìn)行，在所述光柵掃描中，掃描線b以恒定間距布置在被掃描部件上。當(dāng)包括入射光束a0的中心光束并且平行于旋轉(zhuǎn)軸12的平面被定義為入射平面時(shí)，垂直于入射平面設(shè)置兩個(gè)固定平面鏡13和14。
在日本專利公開No.2002-365582A中，從結(jié)合圖19到圖21的描述顯然可知，在使用具有相對于光軸偏心設(shè)置在次掃描方向上的光學(xué)面的光學(xué)系統(tǒng)來代替圖12所示的偏轉(zhuǎn)光學(xué)系統(tǒng)的情況下，同樣產(chǎn)生光束斑點(diǎn)的傾斜。
通常，電子照相打印機(jī)的掃描面(感光面)相對于光學(xué)掃描設(shè)備的光軸傾斜，以使得掃描面繞作為旋轉(zhuǎn)軸的掃描線旋轉(zhuǎn)。進(jìn)行這樣的設(shè)置，是為了防止被掃描面反射的光束返回到光學(xué)掃描設(shè)備而導(dǎo)致不穩(wěn)定的激光振蕩，或者防止所述光束被光學(xué)掃描設(shè)備中的另一個(gè)光學(xué)部件反射，而由此變成再次照射掃描面的重影光(ghost light)。而且，入射光束在主掃描方向上的入射角更加遠(yuǎn)離掃描中心，并且在掃描面上不同于掃描中心處以沿主和次掃描方向的角度進(jìn)行入射。例如，即使在虛擬掃描面上不存在光束斑點(diǎn)的傾斜，但如果相對于光學(xué)掃描設(shè)備的光軸在主和次掃描方向上傾斜設(shè)置掃描面，也會產(chǎn)生光束斑點(diǎn)的傾斜。
基于光學(xué)掃描設(shè)備和掃描面之間的位置關(guān)系，結(jié)合了由這兩個(gè)因素導(dǎo)致的光束斑點(diǎn)的傾斜。結(jié)果，更加增大了在掃描范圍內(nèi)形成在掃描面上的光束斑點(diǎn)的特性的波動(dòng)。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種圖像形成裝置，其中，抑制了掃描范圍內(nèi)的掃描面上掃描光束斑點(diǎn)的傾斜的變化，由此防止引起密度波動(dòng)和色彩波動(dòng)。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明，提供了一種圖像形成裝置，包括光學(xué)掃描器，所述光學(xué)掃描器根據(jù)圖像形成信號來發(fā)射光束，并且沿第一方向偏轉(zhuǎn)光束；和掃描面，適用于被所述經(jīng)偏轉(zhuǎn)的光束掃描以形成掃描線，同時(shí)沿垂直于所述第一方向的第二方向移動(dòng)，由此在其上形成潛像，其中虛擬掃描面被定義為包括所述掃描線并且與所述光學(xué)掃描器的光軸正交的平面；由入射在所述虛擬掃描面上的光束形成的光束斑點(diǎn)的形狀近似為橢圓；以及根據(jù)所述橢圓的主軸從所述虛擬掃描面上的所述第二方向的傾斜角度，使所述掃描面從所述虛擬掃描面傾斜，以繞所述掃描線旋轉(zhuǎn)。
此處，第一軸的正方向被定義為所述光束被掃描的方向。此外，第二軸的正方向被定義為所述光束在其法向上行進(jìn)通過所述虛擬掃描面的方向。在這些條件下，當(dāng)所述光束斑點(diǎn)在所述第一軸的所述正方向上移動(dòng)時(shí)，在所述橢圓的所述主軸從所述第二軸的所述正方向觀察順時(shí)針旋轉(zhuǎn)的情況下，所述掃描面從所述第一軸的所述正方向觀察順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。另一方面，當(dāng)所述光束斑點(diǎn)在所述第一軸的所述正方向上移動(dòng)時(shí)，在所述橢圓的所述主軸從所述第二軸的所述正方向觀察逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)的情況下，所述掃描面從所述第一軸的所述正方向觀察逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。
根據(jù)本發(fā)明，還提供了一種圖像形成裝置，其包括光學(xué)掃描器，所述光學(xué)掃描器根據(jù)圖像形成信號來發(fā)射光束，并且沿第一方向偏轉(zhuǎn)所述光束；和掃描面，適用于被所述經(jīng)偏轉(zhuǎn)的光束掃描以形成掃描線，同時(shí)沿垂直于所述第一方向的第二方向移動(dòng)，由此在其上形成潛像，其中虛擬掃描面被定義為包括所述掃描線并且與所述光學(xué)掃描器的光軸正交的平面；所述掃描面從所述虛擬掃描面傾斜以繞所述掃描線旋轉(zhuǎn)，由此所述掃描面的第一部分靠近所述光學(xué)掃描器并且所述掃描面的第二部分遠(yuǎn)離所述光學(xué)掃描器；第一距離被定義為在所述掃描線的第一位置處所述虛擬掃描面上的光束斑點(diǎn)在所述第二方向上的第一端和在所述掃描線的第二位置處所述虛擬掃描面上的所述光束斑點(diǎn)在所述第二方向上的第一端之間的距離；第二距離被定義為在所述第一位置處所述虛擬掃描面上的所述光束斑點(diǎn)在所述第二方向上的第二端和在所述第二位置處所述虛擬掃描面上的所述光束斑點(diǎn)在所述第二方向上的第二端之間的距離；當(dāng)所述第一距離和所述第二距離之間的差變成最大時(shí)，與所述掃描面的第一部分相對應(yīng)的所述虛擬掃描面的第一部分包括定義出所述第一距離和所述第二距離中較大一個(gè)的所述第一端或所述第二端；以及當(dāng)所述第一距離和所述第二距離之間的所述差變成最大時(shí)，與所述掃描面的第二部分相對應(yīng)的所述虛擬掃描面的第二部分包括定義出所述第一距離和所述第二距離中較小一個(gè)的所述第一端或所述第二端。
優(yōu)選地，所述光學(xué)掃描器包括發(fā)射所述光束的光源和反射面，所述反射面反射來自所述光源的所述光束同時(shí)沿所述第一方向偏轉(zhuǎn)所述光束。在此，所述光束相對于所述光軸沿所述第二方向傾斜地入射到所述反射面上。
優(yōu)選地，所述光學(xué)掃描器包括將所述經(jīng)偏轉(zhuǎn)的光束聚焦到所述掃描面上的光學(xué)系統(tǒng)。在此，所述光學(xué)系統(tǒng)中的至少一個(gè)光學(xué)面被相對于所述光軸偏心地設(shè)置?；蛘?，所述光學(xué)系統(tǒng)中的至少一個(gè)光學(xué)面相對于所述光軸沿所述第二方向傾斜。
優(yōu)選地所述光學(xué)掃描器包括光發(fā)射器，發(fā)射所述光束；可移動(dòng)的反射面，反射來自所述光源的所述光束；以及至少兩個(gè)固定的反射面，所述至少兩個(gè)固定的反射面反射被所述可移動(dòng)的反射面反射一次的光束，以將所述光束再次返回到所述可移動(dòng)的反射面，由此被所述可移動(dòng)反射面兩次反射的所述光束沿所述第一方向偏轉(zhuǎn)。
在所述潛像用于單色圖像的情況下，優(yōu)選的是在所述掃描線上所述光束斑點(diǎn)的畸變水平的最大和最小值之間的差不大于35％。此處，所述光束斑點(diǎn)的畸變水平由下式定義(A-B)/min(A，B)×100(％)其中，A表示當(dāng)所述光束斑點(diǎn)的強(qiáng)度變成峰值強(qiáng)度為17％時(shí)在相對于所述第一方向以+45度傾斜的方向上的尺寸，B表示當(dāng)所述光束斑點(diǎn)的強(qiáng)度變成峰值強(qiáng)度為17％時(shí)在相對于所述第一方向上以-45度傾斜的方向上的尺寸，并且min(A，B)表示A、B中的較小者。
在所述潛像用于通過將多個(gè)單色圖像一一重疊所得到的彩色圖像的情況下，優(yōu)選的是，在所述掃描線上所述光束斑點(diǎn)的所述畸變水平的最大和最小值之間的差不大于25％。


通過參考附圖詳細(xì)地描述本發(fā)明的優(yōu)選示例性實(shí)施例，本發(fā)明的上述目的和優(yōu)點(diǎn)將變得更加清楚，在附圖中圖1A是示出了用于圖像形成裝置的屏幕結(jié)構(gòu)(screen structure)的一個(gè)示例的視圖；
圖1B和圖1C是示出了圖1A的屏幕結(jié)構(gòu)中的條紋的傾斜角和光束斑點(diǎn)的傾斜角之間的關(guān)系；圖2A和圖2B是示出了具有不同傾斜角和相同畸變水平的光束斑點(diǎn)的示例的視圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的圖像形成裝置的示意性透視圖；圖4A是示出了虛擬掃描面和實(shí)際掃描面之間的關(guān)系的視圖；圖4B是從圖4A中的箭頭IVB觀察到的視圖；圖4C是從圖4A中的箭頭IVC觀察到的視圖；圖5是示出了在掃描線中心附近虛擬掃描面上的光束斑點(diǎn)的形狀的視圖；圖6是示出了在圖3中的位置R處虛擬掃描面上的光束斑點(diǎn)的形狀的視圖；圖7A是示出了在光束斑點(diǎn)具有負(fù)傾斜角的情況下掃描面上的光束斑點(diǎn)的形狀的視圖；圖7B是示出了在光束斑點(diǎn)具有正傾斜角的情況下掃描面上的光束斑點(diǎn)的形狀的視圖；圖8是圖像形成裝置的示意性側(cè)視圖；圖9A是示出了在圖8的圖像形成裝置中虛擬掃描面上的光束斑點(diǎn)的形狀的視圖；圖9B是示出了在圖8的圖像形成裝置中掃描面上的光束斑點(diǎn)的形狀的視圖；圖10是示出了傾斜角在掃描線的中心和端部之間的位置上變成最大的情況下光束斑點(diǎn)的傾斜的校正的視圖；圖11是示出了傾斜角相對于掃描中心不對稱變化的情況下光束斑點(diǎn)的傾斜的校正的視圖；和圖12是其中光束兩次入射在偏轉(zhuǎn)器的反射面上的偏轉(zhuǎn)光學(xué)系統(tǒng)的示意性透視圖。
具體實(shí)施例方式
將參考附圖來描述本發(fā)明的實(shí)施例。
如上所述，包括由掃描光學(xué)系統(tǒng)獲得的掃描線并且垂直于掃描光學(xué)系統(tǒng)的光軸的平面被定義為虛擬掃描面。虛擬掃描面或者實(shí)際掃描面(當(dāng)其相對于虛擬掃描面傾斜時(shí)被定義)上的掃描光束的橫截面形狀被定義為光束斑點(diǎn)。掃描光束圍繞中心軸的扭轉(zhuǎn)被定義為光束斑點(diǎn)的傾斜(更具體的定義將在后面被描述)。
首先，將對為什么在掃描范圍中改變光束斑點(diǎn)的傾斜不是優(yōu)選的原因進(jìn)行描述。
在諸如電子照相打印機(jī)之類的圖像形成裝置中，通常，改變屏幕結(jié)構(gòu)來表示圖像的密度等級。例如，如圖1A所示，有這樣一種屏幕結(jié)構(gòu)，其中隨著密度水平增大，黑點(diǎn)被連接起來以形成斜條紋。
在這樣的情況下，根據(jù)斜條紋的角度(圖1A中為45度)和光束斑點(diǎn)的傾斜角度，對在感光部件上形成的潛像的密度造成了差異。圖1B示出了光束斑點(diǎn)的主軸方向上的傾斜垂直于斜條紋的延伸方向的情況。圖1C示出了光束斑點(diǎn)的主軸方向上的傾斜與斜條紋的延伸方向幾乎相同的情況。
在光束照射面積由于光束斑點(diǎn)的能量、感光部件的靈敏度特性和顯影特性的影響而對于圖像密度的貢獻(xiàn)度高的情況下，圖1B中的密度高于圖1C中的。在被寫入潛像的電勢對于圖像密度的貢獻(xiàn)度高的情況下，圖1C中的密度高于圖1B中的，因?yàn)橄噜徆馐唿c(diǎn)彼此的交疊大于前述的情形。當(dāng)光束斑點(diǎn)的傾斜在掃描范圍內(nèi)變化時(shí)(在主掃描期間)，結(jié)果在主掃描方向上產(chǎn)生密度波動(dòng)。
此外，在彩色激光打印機(jī)中使得多個(gè)單色圖像彼此交疊以形成彩色圖像的情況下，屏幕的角度對于每一種顏色通常都發(fā)生變化，以避免不同顏色屏幕之間的干擾。當(dāng)在這樣的圖像形成裝置中光束斑點(diǎn)的傾斜在掃描范圍內(nèi)變化時(shí)，就產(chǎn)生主掃描方向上的色彩波動(dòng)。
在此，定義光束斑點(diǎn)的傾斜角和光束斑點(diǎn)的畸變水平。
在光束斑點(diǎn)的形狀接近于橢圓的情況下，光束斑點(diǎn)的傾斜角由橢圓的主軸和與主掃描方向正交的次掃描方向所形成的角來定義。
難以按照光束斑點(diǎn)的形狀(主掃描方向上的斑點(diǎn)直徑與次掃描方向上的斑點(diǎn)直徑之比)來將光束斑點(diǎn)的傾斜角與圖像缺陷相對應(yīng)。因此，光束斑點(diǎn)的畸變水平被定義為良好地對應(yīng)于圖像缺陷的處理參數(shù)。
光束斑點(diǎn)的畸變水平由下面的式(1)定義(A-B)/min(A，B)×100(％)(1)其中，A表示當(dāng)光束斑點(diǎn)的強(qiáng)度變成峰值強(qiáng)度為17％時(shí)，在相對于主掃描方向以+45度傾斜的方向上的尺寸；B表示當(dāng)光束斑點(diǎn)的強(qiáng)度變成峰值強(qiáng)度為17％時(shí)，在相對于主掃描方向以-45度傾斜的方向上的尺寸；并且min(A，B)表示A、B中的較小者。
從經(jīng)驗(yàn)來看，當(dāng)通過使用以上強(qiáng)度值來定義光束斑點(diǎn)的尺寸時(shí)，光束斑點(diǎn)的畸變水平良好地對應(yīng)于單色圖像的密度波動(dòng)或者彩色圖像的色彩波動(dòng)。
圖2A示出了具有20度的傾斜角和7％的畸變水平的光束斑點(diǎn)，并且圖2B示出了具有7度的傾斜角和7％的畸變水平的光束斑點(diǎn)。在圖2A和2B中，橫坐標(biāo)軸表示主掃描方向。明顯的，盡管畸變水平相同，但是取決于光束斑點(diǎn)的形狀光束斑點(diǎn)的傾斜角可以發(fā)生很大變化。光束斑點(diǎn)的畸變水平良好地對應(yīng)于密度波動(dòng)和色彩波動(dòng)，并且優(yōu)選的是，應(yīng)該從在光束斑點(diǎn)的畸變水平而不是光束斑點(diǎn)的傾斜角在掃描范圍中的變化來做出估計(jì)，以防止主掃描方向上的密度波動(dòng)和色彩波動(dòng)變得明顯。
在單色圖像的情況下，從經(jīng)驗(yàn)來看優(yōu)選的是，在掃描范圍中光束斑點(diǎn)的畸變水平的最大和最小值之間的差等于或者小于35％。在其中圖像具有多個(gè)彼此交疊的單色圖像的彩色圖像的情況下，公知的是，在掃描范圍中光束斑點(diǎn)的畸變水平的最大和最小值之間的差優(yōu)選地等于或者小于25％。
接著，將對根據(jù)本發(fā)明的用于抑制掃描范圍中掃描光束斑點(diǎn)的傾斜的變化的原理進(jìn)行描述。如圖3所示，使從掃描設(shè)備1發(fā)射的掃描光束2在箭頭方向上進(jìn)行主掃描，以形成在電子照相打印機(jī)中的感光鼓3的母線方向上的掃描線4。感光鼓3沿箭頭的方向旋轉(zhuǎn)，以進(jìn)行次掃描，由此在感光鼓3表面處的感光層上形成潛像。將考慮掃描線4的右端R附近的掃描光束2。
通常，因?yàn)閽呙杳?被設(shè)置在掃描光束2的光束收斂部分(waist)附近，所以假設(shè)掃描面6由于掃描面6的傾斜而在正交方向上從虛擬掃描面5的偏移量與焦深相比足夠的小，并且假設(shè)掃描光束2在掃描面6附近的光通量近似于橢圓柱。在這些假設(shè)下，將考慮在虛擬掃描面處沒有傾斜的光束斑點(diǎn)如何在掃描面6上改變其形狀，其中，所述掃描面6在次掃描方向上傾斜以繞掃描線4旋轉(zhuǎn)。
參考圖4A到圖4C，定義了坐標(biāo)系統(tǒng)。X’-Y’坐標(biāo)被定義在虛擬掃描面5上，并且使Y’軸與掃描線4相一致。從虛擬掃描面5的左邊到右邊的方向被設(shè)定為Y’軸的正方向。而且，使次掃描方向與X’軸相一致，并且從虛擬掃描面5的底邊到頂邊的方向被設(shè)定為X’軸的正方向。使垂直于虛擬掃描面5的方向與Z’軸相一致，并且掃描光束2行進(jìn)的方向(圖中空心箭頭的方向)被設(shè)定為Z’軸的正方向。
類似地，對于掃描面6也定義X-Y-Z坐標(biāo)。
在X’-Y’-Z’坐標(biāo)系統(tǒng)中，沿X’軸正方向所見到的順時(shí)針旋轉(zhuǎn)角被設(shè)定為θ’，沿Y’軸正方向所見到的順時(shí)針旋轉(zhuǎn)角被設(shè)定為φ’，并且沿Z’軸正方向所見到的順時(shí)針旋轉(zhuǎn)角被設(shè)定為ψ’。在X-Y-Z坐標(biāo)系統(tǒng)中，沿X軸正方向所見到的順時(shí)針旋轉(zhuǎn)角被設(shè)定為θ，沿Y軸正方向所見到的順時(shí)針旋轉(zhuǎn)角被設(shè)定為φ，并且沿Z’軸正方向所見到的順時(shí)針旋轉(zhuǎn)角被設(shè)定為ψ。
假設(shè)在垂直于掃描光束2的截面中的形狀近似為相對于次掃描方向不傾斜的橢圓，如圖5所示。在掃描線4的右端R的附近，掃描束以沿著繞X’軸負(fù)方向的傾斜角θ入射在虛擬掃描面5上。在此情形下，橢圓光束斑點(diǎn)在Y’方向上擴(kuò)大得更大，如圖6所示。但是，光束沒有傾斜。
在如圖4C所示，相對于虛擬掃描面5以沿著繞掃描線4(＝Y(jié)’軸)正方向的φ’傾斜設(shè)置掃描面6的情況下，近似為橢圓柱的掃描光束2的上側(cè)在穿過虛擬掃描面5之前穿過掃描面6。因此，在掃描面6上形成的光束斑點(diǎn)的上側(cè)沿Y軸具有較小的值，如圖4B所示。另一方面，掃描光束2的下側(cè)在穿過虛擬掃描面5之后穿過掃描面6。因此，在掃描面6上形成的光束斑點(diǎn)的下側(cè)沿Y軸具有較大的值。即，如圖7A所示，掃描面6上的光束斑點(diǎn)的傾斜角ψ具有負(fù)值。相反，在以沿著繞掃描線4(＝Y(jié)’軸)負(fù)方向的φ’傾斜角設(shè)置掃描面6的情況下，如圖7B所示，掃描面6上的光束斑點(diǎn)的傾斜角ψ具有正值。
在使用如圖12所示的偏轉(zhuǎn)光學(xué)系統(tǒng)的情況下并且如圖9A所示，當(dāng)虛擬掃描面5上的光束斑點(diǎn)的傾斜角ψ’沿Y’軸的正方向從負(fù)變化到正時(shí)，被定義為感光鼓3在掃描線4處的切平面的掃描面6從虛擬掃描面5傾斜繞Y’軸的正傾斜角φ’，如圖8所示。結(jié)果，光束斑點(diǎn)的傾斜被消除，使得掃描面6上的光束斑點(diǎn)的傾斜角的變化可以被減小。因此，可以減小單色圖像的密度波動(dòng)和彩色圖像的色彩波動(dòng)。
相反，在光束斑點(diǎn)的傾斜角ψ’的變化與圖9A中相反的情況下，就必須將掃描面6從虛擬掃描面5傾斜與圖8的方向相反的負(fù)傾斜角φ’。
換句話說，掃描面6從虛擬掃描面5傾斜以繞掃描線4旋轉(zhuǎn)，由此掃描面的第一部分(圖9B中所示的掃描面6的上半部分)靠近光學(xué)掃描器，并且由此掃描面的第二部分(圖9B中所示的掃描面6的下半部分)遠(yuǎn)離光學(xué)掃描器。具體而言，第一距離被定義為在掃描線4的第一位置處虛擬掃描面5上的光束斑點(diǎn)2在次掃描方向上的第一端和在掃描線4的第二位置處虛擬掃描面5上的光束斑點(diǎn)2在次掃描方向上的第一端之間的距離。第二距離被定義為在第一位置處虛擬掃描面5上的光束斑點(diǎn)2在次掃描方向上的第二端和在第二位置處虛擬掃描面5上的光束斑點(diǎn)2在次掃描方向上的第二端之間的距離。當(dāng)?shù)谝痪嚯x和第二距離之間的差變成最大時(shí)，與掃描面的第一部分相對應(yīng)的虛擬掃描面的第一部分(圖9A中所示的虛擬掃描面5的上半部分)包括定義出第一距離和第二距離中較大一個(gè)的第一端或第二端。當(dāng)?shù)谝痪嚯x和第二距離之間的差變成最大時(shí)，與掃描面的第二部分相對應(yīng)的虛擬掃描面的第二部分(圖9A中所示的虛擬掃描面5的下半部分)包括定義出第一距離和第二距離中較小一個(gè)的第一端或第二端。根據(jù)掃描面6的這樣一種旋轉(zhuǎn)，可以減小按照光束斑點(diǎn)沿掃描線4的移動(dòng)的光束斑點(diǎn)的傾斜角的變化，從而可以抑制單色圖像的密度波動(dòng)和彩色圖像的色彩波動(dòng)。
優(yōu)選的是，掃描面6從虛擬掃描面5的傾斜角φ’應(yīng)該以這樣的方式被選擇，以使得光束斑點(diǎn)在掃描線4端部附近的傾斜角變成零。如上所述，當(dāng)在單色圖像的情況下掃描范圍內(nèi)光束斑點(diǎn)的畸變水平的最大和最小值之間的差等于或者小于35％而在彩色圖像的情況下等于或者小于25％時(shí)，可以進(jìn)一步減小單色圖像的密度波動(dòng)和彩色圖像的色彩波動(dòng)。
光束斑點(diǎn)的傾斜不總是在掃描線4的端部處最大或者最小，這依賴于掃描光學(xué)系統(tǒng)中光學(xué)面的形狀。如圖10所示，傾斜角可以在掃描線4的中心和端部之間的位置上變?yōu)樽畲蟆Ｍ瑯釉谶@樣的情況下，通過如上所述適當(dāng)?shù)貎A斜掃描面6，可以減小在掃描范圍內(nèi)掃描面6上的光束斑點(diǎn)的傾斜角的變化。
而且，如圖11所示，光束斑點(diǎn)并不總是相對于掃描光學(xué)系統(tǒng)的光軸對稱傾斜。同樣在這樣的情況下，通過如上所述適當(dāng)?shù)貎A斜掃描面6，可以減小在掃描范圍內(nèi)掃描面6上的光束斑點(diǎn)的傾斜角的變化。
其中光束斑點(diǎn)的傾斜角ψ’如圖9A所示地變化的掃描設(shè)備1的示例包括光學(xué)掃描設(shè)備，用于使得光束相對于諸如旋轉(zhuǎn)多棱鏡之類的光學(xué)偏轉(zhuǎn)器的反射面沿次掃描方向傾斜入射；以及光學(xué)掃描設(shè)備，其中該掃描光學(xué)系統(tǒng)的用于將由偏轉(zhuǎn)器偏轉(zhuǎn)的光束聚焦在掃描面上的至少一個(gè)光學(xué)面(透鏡面或者反射面)被相對于掃描光學(xué)系統(tǒng)的光軸偏心地設(shè)置，或者相對于掃描光學(xué)系統(tǒng)的光軸沿次掃描方向傾斜設(shè)置。此外，可以將圖12所示的光學(xué)掃描設(shè)備作為示例。
在這樣的情況下，根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的是，掃描面24應(yīng)該從參考平面(虛擬掃描面)沿與主和次掃描方向兩者正交的方向傾斜地設(shè)置，以便抑制在掃描面24上光束斑點(diǎn)的傾斜的變化，并且防止產(chǎn)生密度波動(dòng)和色彩波動(dòng)。
雖然上面基于原理和示例描述了根據(jù)本發(fā)明的圖像形成裝置，但是本發(fā)明不限于這些示例，而是可以進(jìn)行各種變化。
權(quán)利要求
1.一種圖像形成裝置，包括光學(xué)掃描器，所述光學(xué)掃描器根據(jù)圖像形成信號來發(fā)射光束，并且沿第一方向偏轉(zhuǎn)所述光束；和掃描面，適用于被所述經(jīng)偏轉(zhuǎn)的光束掃描以形成掃描線，同時(shí)沿垂直于所述第一方向的第二方向移動(dòng)，由此在其上形成潛像，其中虛擬掃描面被定義為包括所述掃描線并且與所述光學(xué)掃描器的光軸正交的平面；由入射在所述虛擬掃描面上的光束形成的光束斑點(diǎn)的形狀近似為橢圓；以及根據(jù)所述橢圓的主軸從所述虛擬掃描面上的所述第二方向的傾斜角度，使所述掃描面從所述虛擬掃描面傾斜，以繞所述掃描線旋轉(zhuǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像形成裝置，其中第一軸的正方向被定義為所述光束被掃描的方向；第二軸的正方向被定義為所述光束在其法向上行進(jìn)通過所述虛擬掃描面的方向；當(dāng)所述光束斑點(diǎn)在所述第一軸的所述正方向上移動(dòng)時(shí)，在所述橢圓的所述主軸從所述第二軸的所述正方向觀察順時(shí)針旋轉(zhuǎn)的情況下，所述掃描面從所述第一軸的所述正方向觀察順時(shí)針旋轉(zhuǎn)；以及當(dāng)所述光束斑點(diǎn)在所述第一軸的所述正方向上移動(dòng)時(shí)，在所述橢圓的所述主軸從所述第二軸的所述正方向觀察逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)的情況下，所述掃描面從所述第一軸的所述正方向觀察逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。
3.一種圖像形成裝置，包括光學(xué)掃描器，所述光學(xué)掃描器根據(jù)圖像形成信號來發(fā)射光束，并且沿第一方向偏轉(zhuǎn)所述光束；和掃描面，適用于被所述經(jīng)偏轉(zhuǎn)的光束掃描以形成掃描線，同時(shí)沿垂直于所述第一方向的第二方向移動(dòng)，由此在其上形成潛像，其中虛擬掃描面被定義為包括所述掃描線并且與所述光學(xué)掃描器的光軸正交的平面；所述掃描面從所述虛擬掃描面傾斜以繞所述掃描線旋轉(zhuǎn)，由此所述掃描面的第一部分靠近所述光學(xué)掃描器并且所述掃描面的第二部分遠(yuǎn)離所述光學(xué)掃描器；第一距離被定義為在所述掃描線的第一位置處所述虛擬掃描面上的光束斑點(diǎn)在所述第二方向上的第一端和在所述掃描線的第二位置處所述虛擬掃描面上的所述光束斑點(diǎn)在所述第二方向上的第一端之間的距離；第二距離被定義為在所述第一位置處所述虛擬掃描面上的所述光束斑點(diǎn)在所述第二方向上的第二端和在所述第二位置處所述虛擬掃描面上的所述光束斑點(diǎn)在所述第二方向上的第二端之間的距離；當(dāng)所述第一距離和所述第二距離之間的差變成最大時(shí)，與所述掃描面的第一部分相對應(yīng)的所述虛擬掃描面的第一部分包括定義出所述第一距離和所述第二距離中較大一個(gè)的所述第一端或所述第二端；以及當(dāng)所述第一距離和所述第二距離之間的所述差變成最大時(shí)，與所述掃描面的第二部分相對應(yīng)的所述虛擬掃描面的第二部分包括定義出所述第一距離和所述第二距離中較小一個(gè)的所述第一端或所述第二端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的圖像形成裝置，其中所述光學(xué)掃描器包括發(fā)射所述光束的光源以及反射面，所述反射面反射來自所述光源的所述光束同時(shí)沿所述第一方向偏轉(zhuǎn)所述光束；以及所述光束相對于所述光軸沿所述第二方向傾斜地入射到所述反射面上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的圖像形成裝置，其中所述光學(xué)掃描器包括將所述經(jīng)偏轉(zhuǎn)的光束聚焦到所述掃描面上的光學(xué)系統(tǒng)；以及所述光學(xué)系統(tǒng)中的至少一個(gè)光學(xué)面被相對于所述光軸偏心地設(shè)置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的圖像形成裝置，其中所述光學(xué)掃描器包括將所述經(jīng)偏轉(zhuǎn)的光束聚焦到所述掃描面上的光學(xué)系統(tǒng)；以及所述光學(xué)系統(tǒng)中的至少一個(gè)光學(xué)面相對于所述光軸沿所述第二方向傾斜。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的圖像形成裝置，其中所述光學(xué)掃描器包括光發(fā)射器，發(fā)射所述光束；可移動(dòng)的反射面，反射來自所述光源的所述光束；以及至少兩個(gè)固定的反射面，所述至少兩個(gè)固定的反射面反射被所述可移動(dòng)的反射面反射一次的光束，以將所述光束再次返回到所述可移動(dòng)的反射面，由此被所述可移動(dòng)反射面兩次反射的所述光束沿所述第一方向偏轉(zhuǎn)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的圖像形成裝置，其中所述潛像用于單色圖像；在所述掃描面上形成的光束斑點(diǎn)的畸變水平由下式定義(A-B)/min(A，B)×100(％)其中，A表示當(dāng)所述光束斑點(diǎn)的強(qiáng)度變成峰值強(qiáng)度為17％時(shí)在相對于所述第一方向以+45度傾斜的方向上的尺寸，B表示當(dāng)所述光束斑點(diǎn)的強(qiáng)度變成峰值強(qiáng)度為17％時(shí)在相對于所述第一方向上以-45度傾斜的方向上的尺寸，并且min(A，B)表示A、B中的較小者；以及在所述掃描線上所述光束斑點(diǎn)的所述畸變水平的最大和最小值之間的差不大于35％。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像形成裝置，其中所述潛像用于通過將多個(gè)單色圖像一一重疊所得到的彩色圖像；在所述掃描面上形成的光束斑點(diǎn)的畸變水平由下式定義(A-B)/min(A，B)×100(％)其中，A表示當(dāng)所述光束斑點(diǎn)的強(qiáng)度變成峰值強(qiáng)度為17％時(shí)在相對于所述第一方向以+45度傾斜的方向上的尺寸，B表示當(dāng)所述光束斑點(diǎn)的強(qiáng)度變成峰值強(qiáng)度為17％時(shí)在相對于所述第一方向上以-45度傾斜的方向上的尺寸，并且min(A，B)表示A、B中的較小者；以及在所述掃描線上所述光束斑點(diǎn)的所述畸變水平的最大和最小值之間的差不大于25％。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種圖像形成裝置。光學(xué)掃描器根據(jù)圖像形成信號來發(fā)射光束，并沿第一方向偏轉(zhuǎn)光束。掃描面適用于被經(jīng)偏轉(zhuǎn)的光束掃描以形成掃描線，同時(shí)沿垂直于第一方向的第二方向移動(dòng)，由此在其上形成潛像。虛擬掃描面被定義為包括掃描線并且與光學(xué)掃描器的光軸正交的平面。由入射在虛擬掃描面上的光束形成的光束斑點(diǎn)的形狀近似為橢圓。根據(jù)橢圓的主軸從虛擬掃描面上的第二方向的傾斜角度，使掃描面從虛擬掃描面傾斜以繞掃描線旋轉(zhuǎn)。
文檔編號G02B27/09GK1696761SQ20051005261
公開日2005年11月16日 申請日期2005年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月2日
發(fā)明者宗和健, 井上望, 三井洋一 申請人:精工愛普生株式會社