專利名稱：光掃描裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種光掃描裝置，特別是對感光體滾筒進行照射，形成靜電潛影的光掃描裝置。
背景技術：
作為現(xiàn)有的光掃描裝置，例如，公知的專利文獻1中所記載的柱狀物鏡型光掃描光學系統(tǒng)(以下簡稱“光掃描光學系統(tǒng)”)。該光掃描光學系統(tǒng)中的多面反射體具有圓筒面或球面的反射面。因此，多面反射體與感光滾筒之間必須設計的掃描透鏡是可以省略的。但是，因為所述光掃描光學系統(tǒng)的多面反射體的反射面不是平面，存在制造成本高的問題。現(xiàn)有技術文獻專利文獻專利文獻1 日本特開平5-M1094號公報

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于，提供可以低價制造的光掃描裝置。涉及本發(fā)明的一個形態(tài)的光掃描裝置，該光掃描裝置是對被掃描面進行光束掃描，其特征在于，該光掃描裝置包括光源，放射光束；光學系統(tǒng)，對所述光源放射的光束進行聚光；偏轉(zhuǎn)部，該偏轉(zhuǎn)部包括由多個反射面構成的多面反射體，并且，利用該多面反射體的旋轉(zhuǎn)，使通過所述光學系統(tǒng)的所述光束偏轉(zhuǎn)，在所述偏轉(zhuǎn)部和所述被掃描面之間不設置光學元件，該光學元件是為了使光束聚光和發(fā)散的光學元件，所述光學系統(tǒng)是，根據(jù)該光學系統(tǒng)的主掃描方向的所述光束的通過位置，對該光束產(chǎn)生不同的球面像差。通過所述光學系統(tǒng)的所述光束向相鄰的三個以上的所述反射面入射。利用本發(fā)明，能夠低價制造光掃描裝置。



圖11是表示涉及第一實施例的光掃描裝置的第二計算機模擬結果的曲線圖；圖12是表示涉及第一實施例的光掃描裝置的第二計算機模擬結果的曲線圖；圖13是表示涉及第一實施例的光掃描裝置中，形成測試圖時的評價面上的光量分布的曲線圖；圖14是表示涉及第一實施例的光掃描裝置的縱線對比度和偏轉(zhuǎn)角θ之間關系的曲線圖；圖15是表示涉及第一實施例的光掃描裝置的橫線對比度和偏轉(zhuǎn)角θ之間關系的曲線圖；圖16是表示涉及第一比較例的光掃描裝置的縱線對比度和偏轉(zhuǎn)角θ之間關系的曲線圖；圖17是表示涉及第一比較例的光掃描裝置的橫線對比度和偏轉(zhuǎn)角θ之間關系的曲線圖；圖18是表示涉及第一實施例的光掃描裝置的第四計算機模擬結果的曲線圖；圖19是表示涉及第一比較例的光掃描裝置的第四計算機模擬結果的曲線圖；圖20是表示涉及第二實施例的光掃描裝置的第一計算機模擬結果的曲線圖；圖21是表示涉及第二比較例的光掃描裝置的第一計算機模擬結果的曲線圖；圖22是表示涉及第二比較例的光掃描裝置的第二計算機模擬結果的曲線圖；圖23是表示涉及第一實施例的光掃描裝置的第二計算機模擬結果的曲線圖；圖M是表示涉及第二實施例的光掃描裝置的縱線對比度和偏轉(zhuǎn)角θ之間關系的曲線圖；圖25是表示涉及第二實施例的光掃描裝置的橫線對比度和偏轉(zhuǎn)角θ之間關系的曲線圖；圖沈是表示涉及第二比較例的光掃描裝置的縱線對比度和偏轉(zhuǎn)角θ之間關系的曲線圖；圖27是表示涉及第二比較例的光掃描裝置的橫線對比度和偏轉(zhuǎn)角θ之間關系的曲線圖；圖觀是表示涉及第二實施例的光掃描裝置的第四計算機模擬結果的曲線圖；圖四是表示涉及第二比較例的光掃描裝置的第四計算機模擬結果的曲線圖；圖30是表示涉及第三實施例的光掃描裝置的第一計算機模擬結果的曲線圖；圖31是表示涉及第三實施例的光掃描裝置的第二計算機模擬結果的曲線圖；圖32是表示涉及第三實施例的光掃描裝置的縱線對比度和偏轉(zhuǎn)角θ之間關系的曲線圖；圖33是表示涉及第三實施例的光掃描裝置的橫線對比度和偏轉(zhuǎn)角θ之間關系的曲線圖；圖34是表示涉及第三實施例的光掃描裝置的第四計算機模擬結果的曲線圖；圖35是表示涉及第三實施形態(tài)的光掃描裝置的結構圖；圖36是表示涉及第四實施例的光掃描裝置的第一計算機模擬結果的曲線圖；圖37是表示涉及第四實施例的光掃描裝置的第二計算機模擬結果的曲線圖；圖38是表示涉及第四實施例的光掃描裝置的縱線對比度和偏轉(zhuǎn)角θ之間關系的曲線圖；圖39是表示涉及第四實施例的光掃描裝置的橫線對比度和偏轉(zhuǎn)角θ之間關系的曲線圖；圖40是表示涉及第四實施例的光掃描裝置的第四計算機模擬結果的曲線圖。附圖標記10光掃描裝置12 光源14準直儀透鏡15，16’軸對稱非球面透鏡16自由曲面透鏡17光學系統(tǒng)18偏轉(zhuǎn)器20感光體滾筒
具體實施例方式以下，對涉及本發(fā)明的實施形態(tài)的光掃描裝置進行說明。(光掃描裝置的結構)以下，參考圖紙，對涉及本發(fā)明的第一實施形態(tài)的光掃描裝置進行說明。圖1表示涉及第一實施形態(tài)的光掃描裝置10的結構圖。圖1中，感光體滾筒20的主掃描方向是y軸方向，多面反射體的旋轉(zhuǎn)軸的延伸方向是ζ軸方向，與y軸及ζ軸正交的方向是χ軸方向。 圖2是表示從y軸方向俯視的光掃描裝置10的圖。光掃描裝置10是，光束B沿y軸方向?qū)Ω泄怏w滾筒20進行掃描，如圖1及圖2所表示，該光掃描裝置包括光源12、準直儀透鏡14、自由曲面透鏡16及偏轉(zhuǎn)器18。光源12 放射光束B0，例如，由激光二極管構成。準直儀透鏡14及自由曲面透鏡16構成光學系統(tǒng)17，該光學系統(tǒng)17使擴散光的光束BO進行聚光在感光體滾筒20上成像。準直儀透鏡14是玻璃的軸對稱的非球面透鏡。 自由曲面透鏡16是樹脂的非軸對稱透鏡。自由曲面16的光源12側的面是自由曲面。自由曲面是非旋轉(zhuǎn)對稱的形狀。更詳細的說，自由曲面有二個對稱面，該二個對稱面的法線相互正交。一個對稱面的法線與偏轉(zhuǎn)器18的多面反射體的旋轉(zhuǎn)軸正交。偏轉(zhuǎn)器18包括多面反射體，該多面反射體是由多個平面的反射面構成，并且，利用多面反射體的旋轉(zhuǎn)，通過準直儀透鏡14及自由曲面透鏡16的光束B發(fā)生偏轉(zhuǎn)。而且，光束B是光束BO的一部分，在后述中會詳細說明。另外，偏轉(zhuǎn)器18與感光體滾筒20之間不設置使光束B聚光的透鏡、反射鏡等的光學元件。感光體滾筒20利用未圖示的馬達等的驅(qū)動裝置，以規(guī)定速度進行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。光束 B的主掃描和感光體滾筒20的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的副掃描形成二維的靜電潛影。但是，如以下所說明的，光掃描裝置10中，根據(jù)感光體滾筒20上光束B的照射位置，通過自由曲面透鏡16入射到感光體滾筒20的光束B的光程的長度變化。圖3及圖4表示從ζ軸方向俯視的光掃描裝置10的圖。圖3中，光束B向感光體滾筒20的y軸方向的負方向側的端部照射。圖4中，光束B向感光體滾筒20的y軸方向的中央部照射。以下， 從ζ軸方向俯視時，把利用偏轉(zhuǎn)器18偏轉(zhuǎn)的光束B與χ軸之間的角度稱為偏轉(zhuǎn)角θ。偏轉(zhuǎn)角θ沿逆時針旋轉(zhuǎn)為正?？梢灾溃瑘D3中通過自由曲面透鏡16后到向感光體滾筒20入射的光束B的光程比圖4中通過自由曲面透鏡16后到向感光體滾筒20入射的光束B的光程要長。因此， 光掃描裝置10中，根據(jù)感光體20上光束B的照射位置，通過自由曲面透鏡16后到向感光體滾筒20入射的光束B的光程的長度變化。因此，光掃描裝置10具有以下結構即使通過自由曲面透鏡16后到向感光體滾筒20入射的光束B的光程的長度發(fā)生變化，光束B仍在感光體滾筒20上成像。以下，參考附圖，對這樣的結構進行說明。圖5至圖7表示偏轉(zhuǎn)器 18及光束B的圖。分別在圖5及圖7中，光束B照射感光體滾筒20的y軸方向的負方向側的端面及1軸方向的正方向側的端部。圖6中，光束B照射感光體滾筒20的y軸方向的中央部。首先，圖5至圖7中，通過自由曲面透鏡16的光束被定義為光束B0。另外，在光束 BO中，向偏轉(zhuǎn)器18的多面反射體的規(guī)定反射面m入射，由反射面m反射的光束被定義為光束B。如圖5至圖7所表示，通過光學系統(tǒng)17的光束BO是，在感光體滾筒20的掃描中， 總是向相鄰的三個以上的反射面入射。本實施形態(tài)中，如圖5至圖7所表示，光束BO是，在感光體滾筒20處于掃描過程中，向遍及規(guī)定的反射面m的主掃描方向的整體進行入射。由反射面m反射的光束B沿y軸方向?qū)Ω泄怏w滾筒20進行掃描。而且，利用遮光構件等遮住由反射面m以外的反射面反射的光束。光束BO向多個反射面入射，由此，光束B通過自由曲面透鏡16的位置發(fā)生變化。 更具體的說，當光束B照射感光體滾筒20的y軸方向的負方向側的端部時，光束B通過比自由曲面透鏡16的圖5中上下方向的中央更靠下側的部分。另外，如圖6所表示，當光束B 照射感光體滾筒20的y軸方向的中央的部分時，光束B通過自由曲面透鏡16的圖6中上下方向的中央。另外，如圖7所表示，當光束B照射感光體滾筒20的y軸方向的正方向側的端部時，光束B通過比自由曲面透鏡16的圖7中上下方向的中央更靠向上側的部分。而且，光掃描裝置10中，由準直儀透鏡14及自由曲面透鏡16構成光學系統(tǒng)17， 該光學系統(tǒng)17是，根據(jù)該光學系統(tǒng)17的光束B的通過位置，在光束B上產(chǎn)生不同的球面像差。即，光學系統(tǒng)17具有這樣的光學特性根據(jù)該光學系統(tǒng)17中的光束B的通過位置，光學系統(tǒng)17與光束B的成像位置之間的距離發(fā)生變化。更詳細的說，光學系統(tǒng)17具有這樣的光學特性照射在感光體滾筒20的y軸方向兩端的光束B的波面的曲率的平均值小于照射在感光體滾筒20的y軸方向中央的光束B的波面的曲率的平均值。因此，照射在感光體滾筒20的y軸方向兩端的光束B是在相對于光學系統(tǒng)17近的位置成像，照射在感光體滾筒20的y軸方向中央的光束B在相對于光學系統(tǒng)17遠的位置成像。如以上所述，光掃描裝置10中，因為光束BO向多個反射面入射，根據(jù)感光體滾筒 20上光束B的照射位置，光束B通過自由曲面透鏡16的位置發(fā)生變化。含有自由曲面透鏡 16的光學系統(tǒng)17是，根據(jù)光束B的通過位置，在光束B上產(chǎn)生不同的球面像差。因此，在光學系統(tǒng)17中使用自由曲面透鏡16，該光學系統(tǒng)17只要被設定適當?shù)墓鈱W特性就可以。由此，照射在感光體滾筒20的y軸方向兩端的光束B是在相對于光學系統(tǒng)17近的位置成像，照射在感光體滾筒20的y軸方向中央的光束B在相對于光學系統(tǒng)17遠的位置成像。艮口， 光束B可以在感光體滾筒20整體上成像。另外，光掃描裝置10中，沒有必要使用專利文獻1中所記載的光掃描光學系統(tǒng)那樣的具有曲面的反射面的多面反射體。因此，可以降低光掃描裝置10的制造成本。(第一實施例)以下，對涉及第一實施例的光掃描裝置進行說明，該光掃描裝置是涉及第一實施形態(tài)的光掃描裝置10的實施例。在涉及第一實施例的光掃描裝置10中，光源12放射的光束BO的波長是780nm。準直儀透鏡14的玻璃的折射率是1. 564，自由曲面透鏡16的樹脂的折射率是1. 525。另外，偏轉(zhuǎn)器18的多面反射體是12邊形，該12邊形中具有直徑為IOmm 的內(nèi)接圓。另外，偏轉(zhuǎn)角θ是-25° 25°。首先，表1表示準直儀透鏡14、自由曲面透鏡 16、偏轉(zhuǎn)器18的多面反射體及評價面(感光體滾筒20)的位置關系。(表1)
權利要求
1.一種光掃描裝置是對被掃描面進行光束掃描，其特征在于，該光掃描裝置包括光源，放射光束；光學系統(tǒng)，對所述光源發(fā)射的光束進行聚光；偏轉(zhuǎn)部，該偏轉(zhuǎn)部包括由多個反射面構成的多面反射體，并且，利用該多面反射體的旋轉(zhuǎn)，使通過所述光學系統(tǒng)的所述光束偏轉(zhuǎn)；在所述偏轉(zhuǎn)部和所述被掃描面之間不設置光學元件，該光學元件是為了使光束聚光或發(fā)散的光學元件；所述光學系統(tǒng)根據(jù)該光學系統(tǒng)的主掃描方向上所述光束的通過位置，對該光束產(chǎn)生不同的球面像差；通過所述光學系統(tǒng)的所述光束向相鄰的三個以上的所述反射面入射。
2.如權利要求1所述的光掃描裝置，其特征在于，所述光學系統(tǒng)具有以下光學特性照射在所述被掃描面的主掃描方向的兩端的所述光束的波面的曲率的平均值小于，照射在所述被掃描面的主掃描方向的中央的所述光束的波面的曲率的平均值。
3.如權利要求1所述的光掃描裝置，其特征在于，在掃描所述被掃描面的過程中，所述光束遍及至少一個所述反射面的主掃描方向的整體進行入射。
4.如權利要求1所述的光掃描裝置，其特征在于，所述反射面是平面。
5.如權利要求1至權利要求4任意一項所述的光掃描裝置，其特征在于，所述光學系統(tǒng)具有光學元件，該光學元件具有非旋轉(zhuǎn)對稱的形狀。
6.如權利要求5所述的光掃描裝置，其特征在于，所述光學元件具備有二個對稱面，該二個對稱面的法線相互正交，一個所述對稱面的法線與所述多面反射體的旋轉(zhuǎn)軸正交。
全文摘要
提供一種光掃描裝置，其可以低價制造。該光掃描裝置(10)是對感光體滾筒(20)進行光束掃描。光源(12)發(fā)射出光束(B(B0))。準直儀透鏡(14)及自由曲面透鏡(16)對光源(12)放射的光束(B(B0))進行聚光。偏轉(zhuǎn)器(18)具備由多個反射面構成的多面反射體，而且，利用該多面反射體的旋轉(zhuǎn)，使通過準直儀透鏡(14)及自由曲面透鏡(16)的光束(B0)偏轉(zhuǎn)。偏轉(zhuǎn)器(18)與感光體滾筒(20)之間不設置光學元件，該光學元件是使光束(B0)聚光或發(fā)散的光學元件。根據(jù)自由曲面透鏡(16)的y軸方向上的光束(B0)的通過位置，自由曲面透鏡(16)對該光束(B0)產(chǎn)生不同的球面像差。通過自由曲面透鏡(16)的光束(B0)向相鄰的三個以上的反射面入射。
文檔編號G02B27/00GK102298210SQ20111016733
公開日2011年12月28日 申請日期2011年6月21日 優(yōu)先權日2010年6月22日
發(fā)明者稻垣義弘 申請人:柯尼卡美能達商用科技株式會社