專利名稱：光學(xué)掃描裝置和使用光學(xué)掃描裝置的圖像形成裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光學(xué)掃描裝置和使用光學(xué)掃描裝置的圖像形成裝置。本發(fā)明適用于諸如使用電子攝影處理的數(shù)字復(fù)印機(jī)、多功能打印機(jī)和激光束打印機(jī)(LBP)的圖像形成裝置。
背景技術(shù)：
常規(guī)上已提出了使用往復(fù)運(yùn)動或擺動的光偏轉(zhuǎn)器作為用于反射光束和使光束偏轉(zhuǎn)的光偏轉(zhuǎn)器的各種光學(xué)掃描裝置(參見例如日本專利申請公開公報No.2004-191416)。
使用往復(fù)擺動的光偏轉(zhuǎn)器的光學(xué)掃描裝置的優(yōu)點(diǎn)例如在于，與使用諸如多角鏡的多面旋轉(zhuǎn)鏡作為光偏轉(zhuǎn)器的光學(xué)掃描裝置相比，可使得光偏轉(zhuǎn)器的尺寸非常小，并且耗電量較低。特別地，由通過使用半導(dǎo)體工藝制造的Si單晶制成的光偏轉(zhuǎn)器的優(yōu)點(diǎn)在于，它們在理論上沒有金屬疲勞并具有優(yōu)良的耐久性。
在在日本專利申請公開公報No.2004-191416公開的技術(shù)中，入射到正弦振蕩的光偏轉(zhuǎn)器上的光束的關(guān)于主掃描方向的寬度被設(shè)計為比光偏轉(zhuǎn)器的關(guān)于主掃描方向的寬度長，由此，光偏轉(zhuǎn)器的偏轉(zhuǎn)面被有效利用。使用該特征，意圖是使得光斑直徑更小，并且實現(xiàn)可省略入射光學(xué)系統(tǒng)的位置調(diào)整的光學(xué)掃描裝置。
與廣泛使用的旋轉(zhuǎn)多面鏡不同，諸如正弦振蕩的偏轉(zhuǎn)裝置的光偏轉(zhuǎn)器的偏轉(zhuǎn)面是單面。
另一方面，在一般使用的多面旋轉(zhuǎn)鏡中，多個偏轉(zhuǎn)面被配置為與主掃描方向垂直。但是，如果由于例如加工誤差關(guān)于副掃描方向在偏轉(zhuǎn)面中出現(xiàn)光面混亂(tangle)誤差，那么感光鼓上的光斑沿副掃描方向移動。
要校正這種移動，在當(dāng)前的成像光學(xué)系統(tǒng)中，使用偏轉(zhuǎn)面和被掃描面被配置為相互共軛的稱為光面混亂誤差校正光學(xué)系統(tǒng)的變形光學(xué)系統(tǒng)。
在光面混亂誤差校正光學(xué)系統(tǒng)中，偏轉(zhuǎn)面和被掃描面在副掃描斷面內(nèi)被配置為共軛關(guān)系。因此，如果為了減小其尺寸構(gòu)成成像光學(xué)系統(tǒng)的成像透鏡的位置向偏轉(zhuǎn)面偏移，那么副掃描斷面內(nèi)的成像放大率變高，這導(dǎo)致成像光學(xué)系統(tǒng)的定位的敏感度可能變高的問題。
在構(gòu)成成像光學(xué)系統(tǒng)的成像透鏡由可容易制造透鏡的塑料材料制成的情況下，由于由裝置溫度升高導(dǎo)致的透鏡材料的折射率變化會出現(xiàn)沿副掃描方向的聚焦誤差。
散焦量隨副掃描斷面中的成像放大率增加。因此，在成像透鏡由塑料材料制成的情況下，很難使偏轉(zhuǎn)面的成像透鏡的位置更接近偏轉(zhuǎn)面以減小尺寸。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供使用往復(fù)擺動的光偏轉(zhuǎn)器的光學(xué)掃描裝置使得能夠減小整個裝置的尺寸并減小成像光學(xué)系統(tǒng)的尺寸，并提供使用這種光學(xué)掃描裝置的成像光學(xué)系統(tǒng)。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，光學(xué)掃描裝置包括光源裝置；會聚從所述光源裝置發(fā)射的光束的聚光光學(xué)系統(tǒng)；偏轉(zhuǎn)掃描從所述聚光光學(xué)系統(tǒng)射出的光束的光偏轉(zhuǎn)器；和使被所述光偏轉(zhuǎn)器的偏轉(zhuǎn)面偏轉(zhuǎn)的光束在被掃描面上成像的成像光學(xué)系統(tǒng)，其中，所述光偏轉(zhuǎn)器具有沿主掃描方向往復(fù)移動偏轉(zhuǎn)面的功能，并且，從所述聚光光學(xué)系統(tǒng)射出的光束在副掃描斷面中會聚，會聚位置在所述聚光光學(xué)系統(tǒng)和光偏轉(zhuǎn)器的偏轉(zhuǎn)面之間的光路中。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，光學(xué)掃描裝置還包括設(shè)置在所述聚光光學(xué)系統(tǒng)和所述光偏轉(zhuǎn)器之間的光路中的反光鏡，其中，滿足以下條件L1×β≤11.46(mm)這里，L1(mm)表示從反光鏡到副掃描斷面內(nèi)的從聚光光學(xué)系統(tǒng)射出的光束的會聚位置的距離，β表示副掃描斷面中的所述成像光學(xué)系統(tǒng)的成像放大率。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，在光學(xué)掃描裝置中，滿足以下條件L2(mm)=0.61Dλβ]]>這里，L2(mm)表示從副掃描斷面內(nèi)的從聚光光學(xué)系統(tǒng)射出的光束的會聚位置到所述光偏轉(zhuǎn)器的偏轉(zhuǎn)面的距離，β表示副掃描斷面內(nèi)的所述成像光學(xué)系統(tǒng)的成像放大率，D(mm)表示沿副掃描方向的在所述被掃描面上聚焦的像斑的直徑，λ表示從所述光源裝置發(fā)射的光束的波長。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，在光學(xué)掃描裝置中，所述成像光學(xué)系統(tǒng)包括至少一個由塑料制成的成像光學(xué)元件。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，在光學(xué)掃描裝置中，所述光偏轉(zhuǎn)器是光偏轉(zhuǎn)器的偏轉(zhuǎn)面被諧振驅(qū)動驅(qū)動的諧振光偏轉(zhuǎn)器。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種圖像形成裝置包括上面闡述的光學(xué)掃描裝置、設(shè)置在所述被掃描面上的感光構(gòu)件、將通過被所述光學(xué)掃描裝置偏轉(zhuǎn)掃描的光束在所述感光構(gòu)件上形成的靜電潛像顯影成調(diào)色劑圖像的顯影裝置、將顯影的調(diào)色劑圖像轉(zhuǎn)印到被轉(zhuǎn)印材料上的轉(zhuǎn)印裝置、和在被轉(zhuǎn)印材料上定影轉(zhuǎn)印的調(diào)色劑圖像的定影裝置。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種圖像形成裝置包括上述光學(xué)掃描裝置、和將從外部設(shè)備輸入的代碼數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成圖像信號并將其輸入所述光學(xué)掃描裝置的打印機(jī)控制器。
根據(jù)本發(fā)明，能夠提供使用往復(fù)擺動的光偏轉(zhuǎn)器的光學(xué)掃描裝置使得能夠減小整個裝置的尺寸并減小成像光學(xué)系統(tǒng)的尺寸，并提供使用這種光學(xué)掃描裝置的成像光學(xué)系統(tǒng)。
通過參照附圖閱讀示例性實施例的以下說明，本發(fā)明的其它特征將變得十分明顯。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的光學(xué)掃描裝置的沿主掃描方向截取的相關(guān)部分的斷面圖。
圖2表示在本發(fā)明的第一實施例中使用的光偏轉(zhuǎn)器的結(jié)構(gòu)。
圖3是用于表示在本發(fā)明的第一實施例中使用的光偏轉(zhuǎn)器的原理的示圖。
圖4是在研究具有兩個可動板的諧振光偏轉(zhuǎn)器中使用的模型的示圖。
圖5是表示由第一實施例中的光偏轉(zhuǎn)器反射的光束的偏轉(zhuǎn)角2θ1的示圖。
圖6是沿不使用光面混亂誤差校正光學(xué)系統(tǒng)的系統(tǒng)的相關(guān)部分的副掃描方向的斷面圖。
圖7是沿使用光面混亂誤差校正光學(xué)系統(tǒng)的系統(tǒng)的相關(guān)部分的副掃描方向的斷面圖。
圖8是沿根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的光學(xué)掃描裝置的副掃描方向的斷面圖。
圖9是用于表示在偏轉(zhuǎn)面上沿副掃描方向的光束寬度的示圖。
圖10是表示第一實施例中的沿主掃描方向和副掃描方向的室溫時的像場彎曲的示圖。
圖11是表示第一實施例中的當(dāng)裝置溫度升高25℃時的沿主掃描方向和副掃描方向的像場彎曲的示圖。
圖12是表示第一實施例中的當(dāng)裝置溫度升高25℃時的沿主掃描方向和副掃描方向的像面變化量(散焦量)的示圖。
圖13是表示比較例中的沿主掃描方向和副掃描方向的室溫時的像場彎曲的示圖。
圖14是表示比較例中的當(dāng)裝置溫度升高25℃時的沿主掃描方向和副掃描方向的像場彎曲的示圖。
圖15是表示比較例中的當(dāng)裝置溫度升高25℃時的沿主掃描方向和副掃描方向的像面變化量(散焦量)的示圖。
圖16是第一實施例中的在沿光軸向偏轉(zhuǎn)面安裝柱面透鏡位置誤差為0.1mm的情況下的沿副掃描方向的像面變化量的示圖。
圖17是比較例中的在沿光軸向偏轉(zhuǎn)面安裝柱面透鏡位置誤差為0.1mm的情況下的沿副掃描方向的像面變化量的示圖。
圖18是表示第一實施例中的由于反光鏡的角度誤差出現(xiàn)的沿副掃描方向的成像位置的偏差的示圖。
圖19是表示比較例中的由于反光鏡的角度誤差出現(xiàn)的沿副掃描方向的成像位置的偏差的示圖。
圖20是用于表示由于反光鏡的角度誤差出現(xiàn)的沿副掃描方向的成像位置的偏差的示圖。
圖21是根據(jù)本發(fā)明的實施例的圖像形成裝置的副掃描斷面圖。
圖22是根據(jù)本發(fā)明的實施例的彩色圖像形成裝置的副掃描斷面圖。
具體實施例方式
圖1是本發(fā)明的第一實施例的相關(guān)部分的沿主掃描方向的斷面圖。
在以下說明中，術(shù)語“主掃描方向”是指與光偏轉(zhuǎn)器的偏轉(zhuǎn)軸和成像光學(xué)系統(tǒng)的光軸垂直的方向(即，光束被光偏轉(zhuǎn)器偏轉(zhuǎn)的方向)。術(shù)語“副掃描方向”是指與光偏轉(zhuǎn)器的偏轉(zhuǎn)軸平行的方向。術(shù)語“主掃描斷面”是指包含主掃描方向和成像光學(xué)系統(tǒng)的光軸的平面。術(shù)語“副掃描斷面”是指與主掃描斷面垂直的平面。
在圖1中，附圖標(biāo)記1表示例如半導(dǎo)體激光器的形式的光源裝置。附圖標(biāo)記3表示調(diào)節(jié)通過其中的光束以對光束進(jìn)行整形的孔徑光闌。附圖標(biāo)記2表示用作變換光學(xué)系統(tǒng)的準(zhǔn)直透鏡，該準(zhǔn)直透鏡將從光源裝置1發(fā)射的發(fā)散光束轉(zhuǎn)換成平行光束。附圖標(biāo)記4表示用作聚光光學(xué)系統(tǒng)的柱面透鏡，該柱面透鏡僅在副掃描斷面內(nèi)(或沿副掃描方向)具有預(yù)定的焦度(power)(折光力)。柱面透鏡4使已在副掃描斷面內(nèi)被準(zhǔn)直透鏡2變換成平行光束的光束在用作偏轉(zhuǎn)裝置(將在下面說明)的光偏轉(zhuǎn)器6的偏轉(zhuǎn)面6a上成像為線圖像(linear image)。附圖標(biāo)記5表示用作反射光學(xué)元件的反光鏡，該反光鏡反射沿主掃描方向通過柱面透鏡4的光束，以將其引導(dǎo)到光偏轉(zhuǎn)器6上。
準(zhǔn)直透鏡3和柱面透鏡4是入射光學(xué)系統(tǒng)LA的構(gòu)成要素。可以作為單一光學(xué)元件(變形透鏡)整體構(gòu)成準(zhǔn)直透鏡2和柱面透鏡4。
光偏轉(zhuǎn)器6由其偏轉(zhuǎn)面6a適于通過諧振進(jìn)行往復(fù)正弦振蕩的諧振光偏轉(zhuǎn)器構(gòu)成。
在本實施例中，光偏轉(zhuǎn)器6的偏轉(zhuǎn)面6a往復(fù)擺動，由此，從入射光學(xué)系統(tǒng)LA射出的光束以沿主掃描方向往復(fù)掃描被掃描面8的方式被偏轉(zhuǎn)。光偏轉(zhuǎn)器6的偏轉(zhuǎn)面6a的往復(fù)擺動運(yùn)動由正弦振蕩的諧振驅(qū)動或疊加多種類型的正弦振蕩的振蕩實現(xiàn)。
附圖標(biāo)記LB表示具有fθ特性的成像光學(xué)系統(tǒng)。成像光學(xué)系統(tǒng)LB具有由塑料材料制成的成像透鏡(fθ透鏡)7，該成像透鏡7用作成像光學(xué)元件。成像光學(xué)系統(tǒng)LB在主掃描斷面內(nèi)使包含被光偏轉(zhuǎn)器6偏轉(zhuǎn)掃描的圖像信息的光束在作為被掃描面的感光鼓8的表面上成像。
本實施例中使用的fθ透鏡7具有的形狀使得，當(dāng)隨著往復(fù)擺動移動光偏轉(zhuǎn)器6的偏轉(zhuǎn)面6a在主掃描斷面內(nèi)變形時，根據(jù)變形量產(chǎn)生的主掃描斷面中的波前像差減少。
附圖標(biāo)記8表示作為被掃描面的感光鼓8的表面。
在本實施例中，從半導(dǎo)體激光器1發(fā)射并基于圖像信息被調(diào)制的發(fā)散光束關(guān)于其光束寬度和斷面形狀被孔徑光闌3整形，并被準(zhǔn)直透鏡2轉(zhuǎn)換成平行光束。
然后，光束通過柱面透鏡4和反光鏡5在主掃描斷面內(nèi)從光偏轉(zhuǎn)器6的振蕩角(或偏轉(zhuǎn)角)的中心入射到偏轉(zhuǎn)面6a上(正面入射)。另一方面，在副掃描斷面中，光束以相對于副掃描方向的一定角度入射到偏轉(zhuǎn)面6a上(斜入射)。
在主掃描方向上被光偏轉(zhuǎn)器6的偏轉(zhuǎn)面6a的往復(fù)擺動運(yùn)動偏轉(zhuǎn)掃描的光束通過fθ透鏡7被引導(dǎo)到感光鼓表面8上。因此，通過光偏轉(zhuǎn)器6的偏轉(zhuǎn)面6a的往復(fù)擺動運(yùn)動，用作記錄介質(zhì)的感光鼓表面8在主掃描方向上被光掃描。這樣，圖像被記錄在作為記錄介質(zhì)的感光鼓表面8上。
如上所述，在本實施例中使用的光偏轉(zhuǎn)器6由諧振光偏轉(zhuǎn)器構(gòu)成，其中偏轉(zhuǎn)面6a通過諧振往復(fù)正弦振蕩。
這里，將在下面詳細(xì)說明諧振光偏轉(zhuǎn)器6。在本實施例中使用的光偏轉(zhuǎn)器6具有圖2所示的結(jié)構(gòu)。
圖2所示的光偏轉(zhuǎn)器6具有從單個板上整體形成的多個可動板171和172以及多個扭簧173和174。在該光偏轉(zhuǎn)器6中，扭簧173和174分別被固定在支撐部分175和176上。
從圈2可以理解，扭簧173、174相互共軸排列?？蓜影?71、172串聯(lián)連接，使得可動板171、172可關(guān)于扭簧173、174的扭轉(zhuǎn)軸振蕩。
在可動板171上，設(shè)置用于偏轉(zhuǎn)和掃描光束的偏轉(zhuǎn)面6a(圖2中未示出)。因此，通過可動板171的扭轉(zhuǎn)振蕩，從光源裝置1發(fā)射的光束被偏轉(zhuǎn)掃描。
以下，參照圖3說明具有上述結(jié)構(gòu)的光偏轉(zhuǎn)器6的操作原理。
圖3是用于解釋根據(jù)本實施例的光偏轉(zhuǎn)器6的原理的示圖。在圖3中，附圖標(biāo)記1801～1803表示n個可動板，附圖標(biāo)記1811～1813表示n個扭簧，附圖標(biāo)記1821表示支撐部分。扭簧1811～1813相互共軸排列，并且可動板1801～1803適于關(guān)于扭簧1811～1813的扭轉(zhuǎn)軸振蕩。
這種系統(tǒng)的自由振蕩的方程式如下。
Mθ+Kθ=0]]>θ=θ1θ2Mθn,]]>M=I1I2OIn,]]>K=k1-k1-k1k1+k2-k2O-kn-1kn-1+kn--(1)]]>這里，Ik可動板的轉(zhuǎn)動慣量，Kk扭簧的彈性常數(shù)，θk可動板的扭轉(zhuǎn)角(k＝1、...、n)。
假定λk(k＝1、...、n)為該系統(tǒng)中的M-1K的特征值，那么固有模式角速度ωk如下式所示。
ωk=(λk)--(2)]]>在根據(jù)本實施例的光偏轉(zhuǎn)器6的情況下，在這些固有模式角頻率ωk中存在基頻及其整數(shù)倍數(shù)的頻率。
下面作為例子討論圖4所示的具有兩個可動板的諧振光偏轉(zhuǎn)器。在圖4中，附圖標(biāo)記1901～1902分別表示可動板，附圖標(biāo)記1911和1912分別表示扭簧，附圖標(biāo)記1921表示支撐部分，附圖標(biāo)記1931表示設(shè)置在可動板1901上的偏轉(zhuǎn)面，附圖標(biāo)記1941表示驅(qū)動裝置，附圖標(biāo)記1951表示驅(qū)動控制裝置。
這里，假定以下各值。
I1＝1.3951×10-11[kgm2]，I2＝1.7143×10-10[kgm2]k1＝7.91914×10-03[N/m]，k2＝3.0123×10-02[N/m]在這種情況下，M-1K的特征值為λ1＝1.5790×108，并且，λ2＝6.3166×108。
因此，對應(yīng)的固有頻率為ω1＝2π×2000[Hz]，并且，ω2＝2π×4000[Hz]。
即，ω2＝2ω1。以下分別將這些振蕩模式稱為模式1(固有振蕩模式)和模式2(整數(shù)倍數(shù)振蕩模式)。
在根據(jù)本實施例的光偏轉(zhuǎn)器6中，驅(qū)動控制裝置1951以這種方式控制驅(qū)動裝置1941，即由兩個可動板1901、1902和兩個扭簧1911、1912構(gòu)成的系統(tǒng)以基頻及其整數(shù)倍數(shù)頻率同時振蕩。
在這種操作中，能夠通過改變在基頻及其整數(shù)倍數(shù)頻率的可動板的振蕩的振幅和相位，以各種方式進(jìn)行驅(qū)動。
在本實施例中，驅(qū)動控制裝置1951控制驅(qū)動裝置1941，使得模式1中的圖2所示的可動板171的振蕩的最大幅度1變?yōu)辇?＝35.00339度，這里，角頻率ω1為ω1＝2π×2000[Hz]，模式2中的可動板171的振蕩的最大幅度2變?yōu)辇?＝4.79697度，這里，角頻率ω2為ω2＝2π×4000[Hz]，并且這些振蕩的相位相差180度。
可動板171的振蕩角θ1如下式所示。
θ1＝1sin(ω1t)-2sin(ω2t) --(3)可動板171具有偏轉(zhuǎn)面6a(未示出)，并且從半導(dǎo)體激光器1發(fā)射的光束以上式(3)表示的角度的兩倍的角度2θ1被偏轉(zhuǎn)掃描。
圖5表示被第一實施例中的光偏轉(zhuǎn)器6的可動板171反射的光束的偏轉(zhuǎn)角2θ1。在圖5中，橫軸表示往復(fù)振蕩的周期(時間)，縱軸表示光偏轉(zhuǎn)器6的偏轉(zhuǎn)角(單位為度)。
應(yīng)當(dāng)理解，與通常的正弦振蕩形成對比，在本實施例中，通過同時激勵上述模式1和2，實現(xiàn)偏轉(zhuǎn)角與時間大致成比例的范圍。
在使用通常的正弦振蕩的諧振光偏轉(zhuǎn)器的情況下，由于光偏轉(zhuǎn)器6的偏轉(zhuǎn)角不與時間成比例，因此特殊的f×arcsinθ透鏡需要被作為成像透鏡。
在本實施例中，由于使用了具有上述特性的諧振光偏轉(zhuǎn)器，因此普通的fθ透鏡7可被用作成像透鏡。
雖然在本實施例中使用了具有上述優(yōu)異特性的諧振光偏轉(zhuǎn)器，但本發(fā)明不受此特定的特征限制，而是可以使用普通的正弦振蕩的諧振光偏轉(zhuǎn)器。作為替代方案，也可以使用簡單地往復(fù)擺動而沒有諧振的光偏轉(zhuǎn)器。
在本實施例中使用的諧振光偏轉(zhuǎn)器6僅具有一個偏轉(zhuǎn)面。因此，它具有這樣的優(yōu)點(diǎn)，即，它沒有多面旋轉(zhuǎn)鏡中的由多個反射面中的副掃描方向的光面混亂誤差導(dǎo)致感光鼓表面8上的副掃描方向的束斑位置變化的上述問題。
因此，在使用諧振光偏轉(zhuǎn)器6的成像光學(xué)系統(tǒng)中，不必使用將偏轉(zhuǎn)面6a和感光鼓表面8配置為在副掃描斷面中相互共軛的光面混亂誤差校正光學(xué)系統(tǒng)。換句話說，理論上講，不必使用變形透鏡作為構(gòu)成成像光學(xué)系統(tǒng)的fθ透鏡7，而是可以使用關(guān)于光軸具有旋轉(zhuǎn)對稱形狀的透鏡。
但是，在這種情況下，入射到光偏轉(zhuǎn)器6的偏轉(zhuǎn)面6a上的光束必須如圖6所示關(guān)于副掃描方向具有特定的寬度。
圖6是沿不使用光面混亂誤差校正光學(xué)系統(tǒng)的普通成像光學(xué)系統(tǒng)的相關(guān)部分截取的副掃描方向的斷面圖(副掃描斷面圖)。在圖6中，與圖1中的要素相同的要素由相同的附圖標(biāo)記表示。
從圖6可以看出，在不使用光面混亂誤差校正光學(xué)系統(tǒng)的系統(tǒng)中，不通過fθ透鏡7使光偏轉(zhuǎn)器6的偏轉(zhuǎn)面6a和感光鼓表面8相互共軛。因此，使得從準(zhǔn)直透鏡2射出的光束以不通過柱面透鏡4關(guān)于副掃描方向被會聚的狀態(tài)入射到偏轉(zhuǎn)面6a上。
因此，在偏轉(zhuǎn)面6a上，光束必須在感光鼓8上具有與沿副掃描方向的聚焦光斑的尺寸對應(yīng)的寬度。
圖7是沿使用光面混亂誤差校正光學(xué)系統(tǒng)的普通成像光學(xué)系統(tǒng)的相關(guān)部分截取的副掃描方向的斷面圖(副掃描斷面圖)。在圖7中，與圖1中的要素相同的要素由相同的附圖標(biāo)記表示。
從圖7可以看出，在使用光面混亂誤差校正光學(xué)系統(tǒng)的系統(tǒng)中，從準(zhǔn)直透鏡2射出的光束在其入射到偏轉(zhuǎn)面6a上之前關(guān)于副掃描方向被柱面透鏡4會聚。光偏轉(zhuǎn)器6的偏轉(zhuǎn)面6a和感光鼓表面8被配置為關(guān)于fθ透鏡7相互共軛。因此，光束以在主掃描方向上長的線狀在偏轉(zhuǎn)面6a上成像，并且沿副掃描方向的光束的寬度一般為0.1mm或更小。
另一方面，如果諧振光偏轉(zhuǎn)器6的偏轉(zhuǎn)面6a較大，那么難以在高速下使其諧振。因此，當(dāng)在激光束打印機(jī)或數(shù)字復(fù)印機(jī)等中使用諧振光偏轉(zhuǎn)器6時，必須使得偏轉(zhuǎn)面6a的尺寸盡可能小。
鑒于此，在本實施例中，為了使得能夠提高操作速度，使用允許減小光偏轉(zhuǎn)器6的偏轉(zhuǎn)面6a的尺寸的光面混亂誤差校正光學(xué)系統(tǒng)。
但是，如上所述，在使用諧振光偏轉(zhuǎn)器6的系統(tǒng)中，將不會出現(xiàn)多面旋轉(zhuǎn)鏡中存在的關(guān)于多個反射表面的副掃描方向的光面混亂誤差。因此，如圖7所示，偏轉(zhuǎn)面6a和感光鼓表面8不必被配置為關(guān)于fθ透鏡7嚴(yán)格相互共軛。
以下，說明根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的光學(xué)掃描裝置的成像光學(xué)系統(tǒng)的副掃描斷面中的配置的詳細(xì)。
圖8是沿根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的光學(xué)掃描裝置的相關(guān)部分的副掃描方向截取的斷面圖(副掃描斷面圖)，該光學(xué)掃描裝置適用于諸如激光打印機(jī)或數(shù)字復(fù)印機(jī)的圖像形成裝置。在圖8中，與圖1中的要素相同的要素由相同的附圖標(biāo)記表示。
在本實施例中，使得光束從圖1中的正右方向(即從fθ透鏡7側(cè))入射到光偏轉(zhuǎn)器6的偏轉(zhuǎn)面6a上(正面入射)。當(dāng)以這種方式使光束入射到偏轉(zhuǎn)面6a上時，可使得光偏轉(zhuǎn)器6的偏轉(zhuǎn)面6a的尺寸最小，并可容易地獲得高速振蕩。
當(dāng)使用上述光束入射方法時，入射到光偏轉(zhuǎn)器6的偏轉(zhuǎn)面6a上的光束和被偏轉(zhuǎn)面6a反射的光束將相互干擾。為了避免這一點(diǎn)，使得光束以關(guān)于副掃描方向的有限入射角入射到偏轉(zhuǎn)面6a上(斜入射光學(xué)系統(tǒng))。
在本實施例中，使光束以與副掃描方向成3度的入射角從斜下方(從圖1的紙面的下側(cè))入射到光偏轉(zhuǎn)器6的偏轉(zhuǎn)面6a上。
因此，光束被光偏轉(zhuǎn)器6的偏轉(zhuǎn)面6a以與副掃描方向成3度的角度向副掃描方向斜上方(從圖1的紙面向上)偏轉(zhuǎn)反射。
構(gòu)成成像光學(xué)系統(tǒng)的塑料fθ透鏡7關(guān)于副掃描方向以特定的距離位于反射面6a上，使得被斜向上偏轉(zhuǎn)反射的偏轉(zhuǎn)光束入射到其上。因此，fθ透鏡7使入射到其上的偏轉(zhuǎn)光束在感光鼓表面8上成像(會聚)為光斑。
通常的光面混亂誤差校正光學(xué)系統(tǒng)適于將關(guān)于副掃描方向被柱面透鏡4會聚的光束聚焦到偏轉(zhuǎn)面6a上。但是，在本實施例中，如圖8所示，光束被聚焦到光偏轉(zhuǎn)面6a的光源裝置1側(cè)的位置(點(diǎn)P)上。
具體而言，以光束被聚焦(或會聚)到用于使光路沿主掃描方向彎曲的反光鏡5的反射面上的方式配置系統(tǒng)。在通過反光鏡5沿主掃描方向彎曲的光路行進(jìn)的光束作為沿副掃描方向發(fā)散的光束入射到偏轉(zhuǎn)面6a上。
與諸如光束被會聚到偏轉(zhuǎn)面6a上的普通光面混亂誤差校正系統(tǒng)的系統(tǒng)相比，這種情況下的沿副掃描方向的光束寬度較大。但是，如果從副掃描斷面中的光束會聚位置(點(diǎn)P)到偏轉(zhuǎn)面6a的距離不太大，那么能夠使得沿副掃描方向的光束寬度遠(yuǎn)遠(yuǎn)比不使用光面混亂誤差校正系統(tǒng)的情況短。因此，能夠在高速下使偏轉(zhuǎn)面6a振蕩。
諸如本實施例中的系統(tǒng)的光面混亂誤差校正系統(tǒng)被稱為光面混亂誤差校正松弛系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中，不使光偏轉(zhuǎn)器6的偏轉(zhuǎn)面6a和感光鼓表面8關(guān)于fθ透鏡7嚴(yán)格相互共軛而故意打破共軛關(guān)系。
在本實施例中，通過使用光面混亂誤差校正松弛系統(tǒng)，使得沿偏轉(zhuǎn)面6a上的副掃描方向的光束寬度較小，由此，可使得偏轉(zhuǎn)面6a的尺寸較小。因此，能夠在高速下使其振蕩。
為了通過高速諧振驅(qū)動光偏轉(zhuǎn)器的偏轉(zhuǎn)面6a，希望沿副掃描方向的偏轉(zhuǎn)面6a的寬度小于或等于1mm。
如圖9所示，從副掃描斷面中的關(guān)于副掃描方向被柱面透鏡4會聚的光束的會聚位置P到偏轉(zhuǎn)面6a的距離由L2表示，副掃描斷面中的fθ透鏡7的成像放大率由β表示，沿副掃描方向的感光鼓表面8上的聚焦束斑的斑直徑由D表示。
這里，斑直徑D被定義為具有e1/2的強(qiáng)度的聚焦束斑的直徑，這里，聚焦束斑的峰值強(qiáng)度被歸一化為1。
沿副掃描方向的感光鼓表面8上的聚焦束斑的斑直徑D由下式表示D＝1.64F′λ這里，F(xiàn)′表示感光鼓表面8側(cè)的沿副掃描方向的fθ透鏡7的F數(shù)，λ表示從光源裝置射出的光束的波長。
偏轉(zhuǎn)面6a上的副掃描方向的fθ透鏡7的F數(shù)F由下式表示。
F=F′β=D1.64λβ]]>另一方面，使A為偏轉(zhuǎn)面6a上的副掃描方向的光束寬度，那么F數(shù)由下式表示。
F=L2A]]>從該式，有以下關(guān)系。
L2A=D1.64λβ]]>因此，偏轉(zhuǎn)面6a上的副掃描方向的光束寬度A由下式表示。
A=1.64λβ×L2D--(4)]]>為了使沿副掃描方向的偏轉(zhuǎn)面6a的寬度小于或等于1mm，必須使偏轉(zhuǎn)面6a上的副掃描方向的光束寬度A小于或等于1mm。
即，式(4)的右側(cè)應(yīng)小于1。由此，可導(dǎo)出以下條件。
L2(mm)≤0.61Dλβ--(5)]]>這意味著，通過在滿足上式(5)的范圍中配置從副掃描斷面中的關(guān)于副掃描方向被會聚的光束的會聚位置P到偏轉(zhuǎn)面6a的距離L2，能夠使沿副掃描方向的偏轉(zhuǎn)面6a的寬度小于或等于1mm。因此，能夠通過諧振驅(qū)動在高速下驅(qū)動光偏轉(zhuǎn)器6。
在本實施例中使用寬度D＝0.077，λ＝0.00078，β＝1.814和L2＝14.5，計算式(5)的右側(cè)如下。
0.61Dλβ=33.196]]>這滿足式(5)。
在本實施例中，副掃描斷面中的光束會聚位置(點(diǎn)P)被配置在偏轉(zhuǎn)面6a的光源1側(cè)。具體而言，它被配置在反光鏡5上。以下，將說明為什么以上面說明的方式配置光束會聚位置(點(diǎn)P)的位置。
通過從副掃描斷面內(nèi)的聚焦位置(點(diǎn)P)到fθ透鏡7的距離和從fθ透鏡7到感光鼓表面8的距離確定作為成像光學(xué)系統(tǒng)的fθ透鏡7的副掃描斷面內(nèi)的成像放大率β。
因此，如果fθ透鏡7的位置相同，那么很顯然，可使得本實施例中的光面混亂誤差校正松弛光學(xué)系統(tǒng)與普通的光面混亂誤差校正光學(xué)系統(tǒng)相比fθ透鏡7的副掃描斷面內(nèi)的成像放大率β更小。
如果可使得fθ透鏡7的副掃描斷面內(nèi)的成像放大率β更小，那么能夠使得fθ透鏡7的定位的敏感度變小。因此，可以使得高精度光學(xué)掃描裝置的制造變?nèi)菀住?br> 當(dāng)使用可容易制造fθ透鏡7的塑料材料時，可以減小由裝置溫度升高導(dǎo)致的透鏡材料的折射率變化引起的副掃描方向的聚焦誤差。因此，能夠提供具有優(yōu)異的環(huán)境特性的光學(xué)掃描裝置。
即使在為實現(xiàn)小型化使fθ透鏡7的位置更接近偏轉(zhuǎn)面6a的情況下，副掃描斷面中的成像放大率β也不會變得太大。因此，能夠提供可使得fθ透鏡7的尺寸比普通的光面混亂誤差校正光學(xué)系統(tǒng)小的光學(xué)掃描裝置。
如上所述，根據(jù)本實施例的光學(xué)掃描裝置具有各種有利的效果。
為了實現(xiàn)上述有利的效果，將副掃描斷面內(nèi)的光束會聚位置(點(diǎn)P)配置在偏轉(zhuǎn)面6a的光源裝置1側(cè)就足夠了。在本實施例中，副掃描斷面內(nèi)的光束會聚位置(點(diǎn)P)被配置在反光鏡5上。
以下說明使用這種配置的原因。
如圖1所示，使得光束從其fθ透鏡7側(cè)入射到偏轉(zhuǎn)面6a上。如果光源裝置1、準(zhǔn)直透鏡2和柱面透鏡4也被配置在偏轉(zhuǎn)面6a的fθ透鏡7側(cè)，那么入射到偏轉(zhuǎn)面6a上的光束將干擾fθ透鏡7。另外，從fθ透鏡7射出的光束將干擾光源裝置1、準(zhǔn)直透鏡2和柱面透鏡4等。
鑒于此，必須通過使用反光鏡5沿主掃描方向使光路彎曲，以將光源裝置1、準(zhǔn)直透鏡2和柱面透鏡4配置在避免與光束干涉的位置上。
對于改變光束行進(jìn)方向的反光鏡5來說，僅具有沿主掃描方向彎曲光路的功能就足夠了。
但是，如果改變光束行進(jìn)方向的反光鏡5被簡單安裝在光學(xué)掃描裝置的外殼上，那么會出現(xiàn)反光鏡5的安裝角方面的誤差。
改變光束行進(jìn)方向的反光鏡5可以在某種程度上在主掃描方向上較長。但是，如果反光鏡5在副掃描方向上較長，那么它會干擾被偏轉(zhuǎn)面6a反射的光束，并且沿副掃描方向的光學(xué)掃描裝置的尺寸會變大。因此，不允許反光鏡5沿副掃描方向具有較長的長度。因此，特別是在副掃描方向上可能出現(xiàn)反光鏡5的安裝角方面的誤差。
其中使用普通光面混亂誤差校正光學(xué)系統(tǒng)的系統(tǒng)具有沿副掃描方向的反光鏡5的角度誤差(如果有的話)導(dǎo)致感光鼓表面8上的在副掃描方向上的成像位置的移動的缺點(diǎn)。因此，在常規(guī)的光學(xué)掃描裝置中，對于各個裝置執(zhí)行在副掃描方向上的反光鏡5的角度誤差的校正。
相反，諸如副掃描斷面中的光束會聚位置(點(diǎn)P)被配置在反光鏡5上的本實施例的系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn)。
在這樣的系統(tǒng)中，由于反光鏡5的反射面和感光鼓表面8被配置為關(guān)于fθ透鏡7在副掃描斷面內(nèi)相互共軛，因此沿副掃描方向的反光鏡5的角度誤差(如果有的話)將不會導(dǎo)致感光鼓表面8上的成像位置的任何移動。
因此，與常規(guī)的裝置不同，不必校正各個裝置中的沿副掃描方向的反光鏡5的角度誤差。因此，可大大降低制造成本。
以下給出的表1-1和1-2表示關(guān)于根據(jù)本實施例的光學(xué)掃描裝置(或光學(xué)掃描光學(xué)系統(tǒng))的數(shù)據(jù)。
主掃描斷面中的fθ透鏡7的非球面形狀由下式表示，這里，坐標(biāo)系原點(diǎn)位于各透鏡面和光軸的交點(diǎn)上，X軸在光軸上，Y軸在主掃描斷面內(nèi)的與光軸垂直的直線上，Z軸在副掃描斷面內(nèi)的與光軸垂直的直線上，R表示曲率半徑，k和B4～B16為非球面系數(shù)。
x=y2/R1+(1-(1+k)(y/R)2)1/2+Σi=416Biyi]]>在副掃描斷面內(nèi)的fθ透鏡7的形狀表示如下，這里，y表示沿主掃描方向的透鏡面上的點(diǎn)的Y坐標(biāo)值，r′表示該點(diǎn)上的曲率半徑，r表示光軸上的曲率半徑，D2～D10為系數(shù)。
r′=r(1+Σj=210Djyj)]]>
表1-1



表1-2

圖10表示本實施例中的沿主掃描方向和副掃描方向的室溫時的像場彎曲(field curvature)。在本實施例中，通過用塑料材料進(jìn)行注入成形制造fθ透鏡7，以使制造工藝簡化。
在這種情況下，隨著由于裝置溫度升高(環(huán)境變化)導(dǎo)致的透鏡材料的折射率變化，可沿主掃描方向和副掃描方向出現(xiàn)散焦或聚焦位置的移動。
圖11表示當(dāng)裝置溫度升高25℃時的沿主掃描方向和副掃描方向的像場彎曲。圖12表示當(dāng)裝置溫度升高25℃時的沿主掃描方向和副掃描方向的像面變化量(散焦量)。
從這些圖可以看出，與室溫下相比，像面沿副掃描方向偏移約+0.8～+1mm。本實施例中的副掃描斷面內(nèi)的fθ透鏡7的成像放大率β為1.814。
圖13表示比較例中的室溫時的像場彎曲，在該比較例中，副掃描斷面內(nèi)的光束會聚位置(點(diǎn)P)被配置在偏轉(zhuǎn)面6a上。圖14表示當(dāng)裝置溫度升高25℃時的沿主掃描方向和副掃描方向的像場彎曲。圖15表示當(dāng)裝置溫度升高25℃時的沿主掃描方向和副掃描方向的像面變化量(散焦量)。
從這些圖可以看出，與室溫下相比，像面沿副掃描方向偏移約+1～+1.3mm。本比較例中的副掃描斷面內(nèi)的fθ透鏡7的成像放大率β為2.484。
可以理解，實施例中的隨溫度升高的沿副掃描方向的像面變化量比比較例中的隨溫度升高的沿副掃描方向的像面變化量小。
像面變化量變小是由于，通過使用其中副掃描斷面內(nèi)的光束會聚位置(點(diǎn)P)被配置在偏轉(zhuǎn)面6a的光源1側(cè)的光面混亂誤差校正松弛光學(xué)系統(tǒng)，實現(xiàn)了副掃描斷面內(nèi)的fθ透鏡7的成像放大率β的減小。
這樣，在根據(jù)本實施例的光學(xué)掃描裝置中，可使得隨由裝置溫度升高導(dǎo)致的透鏡材料的折射率變化出現(xiàn)的沿副掃描方向的散焦變小。因此，能夠提供較少受環(huán)境變化影響的光學(xué)掃描裝置。
以下給出的表2-1和2-2表示關(guān)于根據(jù)比較例的光學(xué)掃描裝置(或光學(xué)掃描光學(xué)系統(tǒng))的數(shù)據(jù)。
除了圖8中所示的光束會聚點(diǎn)P的位置從反光鏡5上的點(diǎn)變化到偏轉(zhuǎn)面6a上的點(diǎn)以外，比較例中的光學(xué)系統(tǒng)的配置與圖1和圖8中所示的配置相同。
在表達(dá)主掃描斷面內(nèi)的fθ透鏡7的非球面形狀時使用的系數(shù)R、k、B4～B16、r和D2～D10的意思與第一實施例相同。
表2-1



表2-2

以下，對光學(xué)部件的組裝誤差進(jìn)行說明。
當(dāng)在光學(xué)掃描裝置的外殼上組裝光學(xué)部件時，出現(xiàn)一些類型的組裝誤差。這里，作為例子考慮沿光軸向偏轉(zhuǎn)面6a安裝柱面透鏡4位置誤差為0.1mm的情況。在這種情況下，由于柱面透鏡4在主掃描方向上不具有折光力，因此像面在主掃描方向上不變化，而僅在副掃描方向上變化。
圖16表示第一實施例中的在沿光軸向偏轉(zhuǎn)面6a安裝柱面透鏡4位置誤差為0.1mm的情況下的沿副掃描方向的像面變化量。圖17表示上述比較例中的在沿光軸向偏轉(zhuǎn)面6a安裝柱面透鏡4位置誤差為0.1mm的情況下的沿副掃描方向的像面變化量。
在第一實施例中，沿副掃描方向的像面變化量保持小于或等于0.3mm，而在比較例中，沿副掃描方向的像面變化量達(dá)到約0.6mm。從中可以清楚地理解，第一實施例中的沿副掃描方向的像面變化量比比較例中的小。
這是因為，在第一實施例中使用的系統(tǒng)是副掃描斷面中的光束會聚位置(點(diǎn)P)被配置在偏轉(zhuǎn)面6a的光源1側(cè)的光面混亂誤差校正松弛系統(tǒng)，并且光學(xué)系統(tǒng)的定位的敏感度隨著副掃描斷面內(nèi)的fθ透鏡7的成像放大率β的減小而減小。
如上所述，在根據(jù)本實施例的光學(xué)掃描裝置中，光學(xué)系統(tǒng)的定位的敏感度可降低。因此，能夠更容易地制造高精度光學(xué)掃描裝置。這是附加優(yōu)點(diǎn)。
如上所述，特別是在副掃描方向上可能出現(xiàn)反光鏡5的安裝角方面的誤差。這里，將討論在副掃描方向上以30′的向上的角度安裝反光鏡的情況。圖18表示第一實施例中的在上述情況下出現(xiàn)的在感光鼓表面8上沿副掃描方向的成像位置的偏差。圖19表示比較例中的在上述情況下出現(xiàn)的在感光鼓表面8上沿副掃描方向的成像位置的偏差。
在第一實施例中，由于反光鏡5和感光鼓表面8被配置為關(guān)于fθ透鏡7相互共軛，因此，即使當(dāng)在副掃描方向上存在反光鏡5的角度方面的誤差時，也不出現(xiàn)沿感光鼓表面8上的副掃描方向的成像位置的偏差。因此，如圖18所示，沿副掃描方向的成像位置的偏差為零。
另一方面，在比較例的情況下，由于偏轉(zhuǎn)面6a和感光鼓表面8被配置為關(guān)于fθ透鏡7相互共軛，因此沿副掃描方向的反光鏡5的角度方面的誤差導(dǎo)致沿副掃描方向的感光鼓表面8上的成像位置的偏差。如圖19所示，偏差最大達(dá)約0.3mm。因此，在比較例的情況下，必須在各個裝置中校正沿副掃描方向的反光鏡5的角度方面的誤差。
相反，在實施例中不必調(diào)整關(guān)于副掃描方向的反光鏡5的角度。因此，能夠降低制造成本。
在第一實施例的情況下，反光鏡5和感光鼓表面8被配置為關(guān)于fθ透鏡7相互共軛，但是，副掃描斷面中的光束會聚位置(點(diǎn)P)不必被嚴(yán)格配置在反光鏡5上。
一般地，在感光鼓表面8上沿副掃描方向的成像位置的偏差被限制為約0.2mm或更小，并且，只要成像位置的偏差保持在上述范圍內(nèi)，副掃描斷面內(nèi)的光束會聚位置(點(diǎn)P)可從反光鏡5移動。
例如，在感光鼓表面8上沿副掃描方向的成像位置的偏差δ表示如下δ＝L1×tan(2α)×β這里，如圖20所示，L1是從反光鏡5到副掃描斷面內(nèi)的光束會聚位置(點(diǎn)P)的距離，α是沿副掃描方向的反光鏡5的角度方面的誤差，β是副掃描斷面中的fθ透鏡7的成像放大率。
當(dāng)反光鏡5在沒有調(diào)整的情況下被安裝到光學(xué)掃描裝置的外殼上時，在典型的情況下出現(xiàn)約30′的角度誤差。將30′代入上式中的α并引入在感光鼓表面8上沿副掃描方向的成像位置的偏差δ等于或小于0.2mm的條件，從而給出以下條件。
L1×β≤11.46(mm) --(6)可以以使得滿足上式(6)的方式確定從反光鏡5到副掃描斷面內(nèi)的光束會聚位置(點(diǎn)P)的距離L1和副掃描斷面中的fθ透鏡7的成像放大率β。因此，可以在不需要調(diào)整沿副掃描方向的反光鏡5的角度的情況下制造該裝置。
雖然本實施例中的成像光學(xué)系統(tǒng)7由作為成像光學(xué)元件的單一成像透鏡構(gòu)成，但成像光學(xué)系統(tǒng)可由例如兩個或更多個透鏡構(gòu)成。
<圖像形成裝置>
圖21是沿根據(jù)本發(fā)明的實施例的圖像形成裝置的相關(guān)部分截取的副掃描方向的斷面圖。在圖21中，附圖標(biāo)記104表示圖像形成裝置。從諸如個人計算機(jī)的外部設(shè)備117向圖像形成裝置104輸入代碼數(shù)據(jù)Dc。代碼數(shù)據(jù)Dc通過設(shè)置在裝置中的打印機(jī)控制器111被轉(zhuǎn)換成圖像數(shù)據(jù)(點(diǎn)數(shù)據(jù))Di。圖像數(shù)據(jù)Di被輸入到具有在第一實施例中說明的配置的光學(xué)掃描單元100。光學(xué)掃描單元100發(fā)射基于圖像數(shù)據(jù)Di調(diào)制的光束103，使用該光束103，沿主掃描方向掃描感光鼓表面101的感光表面。
用作靜電潛像承載構(gòu)件(或感光構(gòu)件)的感光鼓101通過馬達(dá)115順時針旋轉(zhuǎn)。伴隨這種旋轉(zhuǎn)，感光鼓101的感光表面沿垂直于主掃描方向的副掃描方向相對于光束103移動。在感光鼓101上，設(shè)置用于使感光鼓101的表面均勻帶電的充電輥102，該充電輥102與鼓表面接觸。用光學(xué)掃描單元100執(zhí)行掃描所用的光束103照射通過充電輥102帶電的感光鼓101的表面。
如上所述，光束103基于圖像數(shù)據(jù)Di被調(diào)制，并且，伴隨使用光束103的照射在感光鼓101的表面上形成靜電潛像。通過被配置為關(guān)于感光鼓101的旋轉(zhuǎn)方向在光束103照射位置的下游位置與感光鼓101接觸的顯影裝置107，靜電潛像被顯影成調(diào)色劑圖像。
通過顯影裝置107顯影的調(diào)色劑圖像通過被配置在感光鼓101下面并與感光鼓101相對的轉(zhuǎn)印輥108被轉(zhuǎn)印到用作被轉(zhuǎn)印材料的紙112上。紙112被存放在設(shè)置在感光鼓101前面(或圖21的右側(cè))的紙盒109內(nèi)。作為替代方案，可以手動供給它。在紙盒109的端部，設(shè)置使紙盒109中的紙112進(jìn)入傳輸路徑中的供紙輥110。
已以上述方式轉(zhuǎn)印的未定影調(diào)色劑圖像的紙112被進(jìn)一步傳輸?shù)皆O(shè)置在感光鼓101后面(或圖21中的左側(cè))的定影裝置中。定影裝置由其中設(shè)置定影加熱器(未示出)的定影輥113和適于與定影輥113壓力接觸的壓力輥114構(gòu)成。從轉(zhuǎn)印部分傳輸?shù)募?12在定影輥113和壓力輥114處于壓力接觸的部分中在加壓狀態(tài)下被加熱，紙112上的未定影調(diào)色劑圖像由此被定影。并且，在定影輥113的后面，設(shè)置將具有定影圖像的紙112排放到圖像形成裝置外面的排紙輥116。
打印機(jī)控制器111不僅執(zhí)行上述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，還控制諸如圖21中沒有示出但將在后面說明的圖像形成裝置中的馬達(dá)115和光學(xué)掃描單元的馬達(dá)的各種部件。
對于在本發(fā)明中使用的圖像形成裝置的分辨率沒有特殊限制。但是，鑒于圖像形成裝置的分辨率越高則需要的圖像質(zhì)量越高的事實，根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的配置在具有高于或等于1200dpi的分辨率的圖像形成裝置中是更有利的。
<彩色圖像形成裝置>
圖22是根據(jù)本發(fā)明的實施例的彩色圖像形成裝置的相關(guān)部分的示意圖。根據(jù)本實施例的裝置是級聯(lián)型的彩色圖像形成裝置，其中，四個光學(xué)掃描裝置(光學(xué)掃描光學(xué)系統(tǒng))被并行配置為同時在用作圖像承載構(gòu)件的感光鼓的表面上記錄圖像信息。圖22中所示的彩色圖像形成裝置60具有分別具有與第一實施例相同的配置的光學(xué)掃描裝置11、12、13和14、用作圖像承載構(gòu)件的感光鼓21、22、23和24、顯影裝置31、32、33和34和傳送帶51。圖22中所示的裝置還具有將由顯影裝置顯影的調(diào)色劑圖像轉(zhuǎn)印到被轉(zhuǎn)印材料上的轉(zhuǎn)印裝置(未示出)和在被轉(zhuǎn)印材料上定影被轉(zhuǎn)印的調(diào)色劑圖像的定影裝置(未示出)。
從諸如個人計算機(jī)的外部設(shè)備向圖22中所示的彩色圖像形成裝置60輸入R(紅色)、G(綠色)和B(藍(lán)色)的色彩信號。色彩信號被設(shè)置在裝置中的打印機(jī)控制器53轉(zhuǎn)換成C(青色)、M(品紅色)、Y(黃色)和B(黑色)的圖像數(shù)據(jù)(點(diǎn)數(shù)據(jù))。圖像數(shù)據(jù)分別被輸入相應(yīng)的光學(xué)掃描裝置11、12、13和14。光學(xué)掃描裝置發(fā)射基于各圖像數(shù)據(jù)調(diào)制的光束41、42、43和44，并且，沿主掃描方向用這些光束掃描感光鼓21、22、23和24的感光表面。
根據(jù)本實施例的彩色圖像形成裝置具有并排配置并與C(青色)、M(品紅色)、Y(黃色)和B(黑色)的各種顏色相關(guān)的四個光學(xué)掃描裝置(11、12、13和14)。它們在感光鼓21、22、23和24的表面上記錄圖像信號(圖像信息)以在高速下打印彩色圖像。
如上所述，在根據(jù)本實施例的彩色圖像形成裝置中，通過使用基于各圖像數(shù)據(jù)產(chǎn)生的光束、在相應(yīng)的感光鼓21、22、23和24的表面上通過四個光學(xué)掃描裝置11、12、13和14形成各種顏色的潛像。然后，圖像以疊加的方式被轉(zhuǎn)印到記錄材料上，由此形成單一的全色圖像。
上述外部設(shè)備52可以為例如配備CCD傳感器的彩色圖像讀取裝置。在這種情況下，彩色圖像讀取裝置和彩色圖像形成裝置60可構(gòu)成彩色數(shù)字復(fù)印機(jī)。
雖然已參照示例性實施例說明了本發(fā)明，但應(yīng)理解，本發(fā)明不限于公開的示例性實施例。以下的權(quán)利要求的范圍應(yīng)被賦予最寬的解釋，以包含所有的這些修改和等同的結(jié)構(gòu)和功能。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)掃描裝置，包括光源裝置；會聚從所述光源裝置發(fā)射的光束的聚光光學(xué)系統(tǒng)；偏轉(zhuǎn)掃描從所述聚光光學(xué)系統(tǒng)射出的光束的光偏轉(zhuǎn)器；和使被所述光偏轉(zhuǎn)器的偏轉(zhuǎn)面偏轉(zhuǎn)掃描的光束在被掃描面上成像的成像光學(xué)系統(tǒng)，其中，所述光偏轉(zhuǎn)器具有沿主掃描方向往復(fù)移動偏轉(zhuǎn)面的功能，并且，從所述聚光光學(xué)系統(tǒng)射出的光束在副掃描斷面中會聚，會聚位置在所述聚光光學(xué)系統(tǒng)和光偏轉(zhuǎn)器的偏轉(zhuǎn)面之間的光路中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的光學(xué)掃描裝置，還包括設(shè)置在所述聚光光學(xué)系統(tǒng)和所述光偏轉(zhuǎn)器之間的光路中的反光鏡，其中，滿足以下條件L1×β≤11.46(mm)這里，L1(mm)表示從反光鏡到副掃描斷面內(nèi)的從聚光光學(xué)系統(tǒng)射出的光束的會聚位置的距離，β表示副掃描斷面中的所述成像光學(xué)系統(tǒng)的成像放大率。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的光學(xué)掃描裝置，其中，滿足以下條件L2(mm)=0.61Dλβ]]>這里，L2(mm)表示從副掃描斷面內(nèi)的從聚光光學(xué)系統(tǒng)射出的光束的會聚位置到所述光偏轉(zhuǎn)器的偏轉(zhuǎn)面的距離，β表示副掃描斷面內(nèi)的所述成像光學(xué)系統(tǒng)的成像放大率，D(mm)表示沿副掃描方向的在所述被掃描面上成像的像斑的直徑，λ表示從所述光源裝置發(fā)射的光束的波長。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的光學(xué)掃描裝置，其中，所述成像光學(xué)系統(tǒng)包括至少一個由塑料制成的成像光學(xué)元件。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的光學(xué)掃描裝置，其中，所述光偏轉(zhuǎn)器是光偏轉(zhuǎn)器的偏轉(zhuǎn)面被諧振驅(qū)動驅(qū)動的諧振光偏轉(zhuǎn)器。
6.一種圖像形成裝置，包括根據(jù)權(quán)利要求1～5中的任一項的光學(xué)掃描裝置、設(shè)置在所述被掃描面上的感光構(gòu)件、將通過被所述光學(xué)掃描裝置掃描的光束在所述感光構(gòu)件上形成的靜電潛像顯影成調(diào)色劑圖像的顯影裝置、將顯影的調(diào)色劑圖像轉(zhuǎn)印到被轉(zhuǎn)印材料上的轉(zhuǎn)印裝置、和在被轉(zhuǎn)印材料上定影轉(zhuǎn)印的調(diào)色劑圖像的定影裝置。
7.一種圖像形成裝置，包括根據(jù)權(quán)利要求1～5中的任一項的光學(xué)掃描裝置、和將從外部設(shè)備輸入的代碼數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成圖像信號并將其輸入所述光學(xué)掃描裝置的打印機(jī)控制器。
全文摘要
提供一種光學(xué)掃描裝置，通過使用往復(fù)擺動的光偏轉(zhuǎn)器，該光學(xué)掃描裝置使得能夠減小整個裝置的尺寸以及成像光學(xué)系統(tǒng)LB的尺寸，該光學(xué)掃描裝置包括光源裝置；會聚從光源裝置發(fā)射的光束的聚光光學(xué)系統(tǒng)；偏轉(zhuǎn)從聚光光學(xué)系統(tǒng)射出的光束的光偏轉(zhuǎn)器；和使被光偏轉(zhuǎn)器的偏轉(zhuǎn)面偏轉(zhuǎn)的光束在掃描面上成像的成像光學(xué)系統(tǒng)，其中，光偏轉(zhuǎn)器具有往復(fù)移動偏轉(zhuǎn)面的功能，從聚光光學(xué)系統(tǒng)射出的光束在副掃描斷面中會聚，并且，會聚位置在偏轉(zhuǎn)面的光源側(cè)。
文檔編號G03G15/01GK101021618SQ20071000590
公開日2007年8月22日 申請日期2007年2月15日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月15日
發(fā)明者石部芳浩 申請人:佳能株式會社