光扫描装置和图像形成装置

摘要

本发明提供光扫描装置和图像形成装置。该光扫描装置包括：光源部，射出激光；偏转体，反射从光源部射出的激光并使该激光偏转；扫描透镜，使偏转体偏转的激光以等速对感光体的表面进行扫描；反射体，表面具有反射面，该反射面反射透过扫描透镜的激光中朝向感光体外部偏转的激光；以及同步传感器，接收反射体反射的激光，并输出表示接收到该激光的检测信号，反射体配置成使被所述反射面反射的激光在所述同步传感器受光面上的作为激光扫描方向的主扫描方向的扫描速度比该激光在同步传感器受光面上的主扫描方向的扫描距离除以同步传感器的响应延迟时间的数值大。

权利要求

1.一种光扫描装置，其特征在于包括：

光源部，射出激光；

偏转体，反射从所述光源部射出的所述激光并使所述激光偏转；

扫描透镜，使所述偏转体偏转的所述激光以等速对感光体的表面进行扫描；

反射体，表面具有反射面，所述反射面反射透过所述扫描透镜的所述激光中朝向所述感光体的外部偏转的所述激光；以及同步传感器，接收所述反射体反射的所述激光，并输出表示接收到所述激光的检测信号，所述同步传感器在开始接收所述激光后经过了传感器固有的响应延迟时间、且积蓄了规定光量的激光时，输出所述检测信号，其中，所述反射体的反射面具有将所述激光在所述同步传感器受光面上的主扫描方向的扫描距离缩小的光学能力，所述光学能力是为了在所述响应延迟时间内完成由所述反射面反射的所述激光向所述同步传感器的照射，而以使被所述反射面反射的所述激光在所述同步传感器受光面上的作为所述激光扫描方向的主扫描方向的扫描速度比所述扫描距离除以所述同步传感器的响应延迟时间的值大的方式，缩小所述扫描距离的光学能力。

2.根据权利要求1所述的光扫描装置，其特征在于还包括：

聚光透镜，所述反射体反射的所述激光被射入到该聚光透镜，并且该聚光透镜使射入的所述激光在与所述主扫描方向垂直的副扫描方向上聚光，向所述同步传感器射出，其中，所述聚光透镜使所述激光在所述副扫描方向上聚光，以使第一副扫描倍率比第二副扫描倍率小，所述第一副扫描倍率是所述激光通过所述扫描透镜、所述反射体和所述聚光透镜射入到所述同步传感器受光面上时所述副扫描方向的偏移量除以规定偏移量的值，所述第二副扫描倍率是所述激光从所述扫描透镜射出时所述副扫描方向的偏移量除以所述规定偏移量的值，所述规定偏移量是被所述偏转体反射的所述激光射入到所述扫描透镜上时在所述副扫描方向上的偏移量。

3.根据权利要求1所述的光扫描装置，其特征在于，相对于所述偏转体的转动角，所述同步传感器的所述受光面的主扫描方向的所述扫描速度为焦距乘以所述转动角再除以时间的值，所述焦距为被所述偏转体的反射镜反射的激光到达所述同步传感器的光线路径的主扫描方向的距离，所述时间为所述偏转体仅转动所述转动角所需要的时间。

4.根据权利要求3所述的光扫描装置，其特征在于，所述扫描距离是所述同步传感器在所述受光面上接收到的激光的主扫描方向的最大移动距离，所述响应延迟时间是预先设定的延迟时间。

5.一种图像形成装置，其特征在于包括权利要求1至4中任意一项所述的光扫描装置。

说明书

光扫描装置和图像形成装置

技术领域

[0001] 本发明涉及使激光向规定方向偏转来扫描感光体表面的光扫描装置、以及具备该光扫描装置的图像形成装置。

背景技术

[0002] 以往，在激光打印机和复印机等图像形成装置所使用的光扫描装置中已为公众所知的是：通过多面体棱镜（polygon mirror）的转动使从光源射出的激光束偏转来进行扫描，并且根据通过成像透镜使激光束的一部分被折返镜反射而射入到BD（Beam Detect：光束检测）传感器的受光面时从BD传感器输出的检测信号，来确定开始向感光体上写入的时机。

[0003] 例如，在现有技术中，通过将在主扫描方向上聚光的圆柱透镜配置在接近BD传感器的位置上，可以缩短从多面体棱镜到BD传感器的距离，从而实现装置小型化。

[0004] 然而，在现有技术中，由于将圆柱透镜配置成使激光聚光在主扫描方向上，所以与不借助该圆柱透镜的情况相比，射入到BD传感器上的激光的扫描速度变慢，并且把与该激光的光量相当的电荷积蓄在BD传感器中的速度变慢。

[0005] 而且，在这种BD传感器的开始动作迟缓的状况下，如果因多面体棱镜的反射面被污染或因激光光源造成光量变化等，使激光的光量发生变化，则当BD传感器中与激光的光量相当的电荷积蓄到了规定量时所输出的检测信号的输出时期也发生变化，导致开始向感光体写入的时机产生显著的偏差。

发明内容

[0006] 本发明鉴于上述问题而作出，其目的在于提供即使激光的光量变化较大也可以高精度地获得用于调整开始向感光体写入时机的同步信号的光扫描装置和图像形成装置。

[0007] 本发明提供一种光扫描装置，其包括：光源部，射出激光；偏转体，反射从所述光源部射出的所述激光并使所述激光偏转；扫描透镜，使所述偏转体偏转的所述激光以等速对感光体的表面进行扫描；反射体，表面具有反射面，所述反射面反射透过所述扫描透镜的所述激光中朝向所述感光体的外部偏转的所述激光；以及同步传感器，接收所述反射体反射的所述激光，并输出表示接收到所述激光的检测信号，所述同步传感器在开始接收所述激光后经过了传感器固有的响应延迟时间、且积蓄了规定光量的激光时，输出所述检测信号，其中，所述反射体的反射面具有将所述激光在所述同步传感器受光面上的所述主扫描方向的扫描距离缩小的光学能力，所述光学能力是为了在所述响应延迟时间内完成由所述反射面反射的所述激光向所述同步传感器的照射，而以使被所述反射面反射的所述激光在所述同步传感器受光面上的作为所述激光扫描方向的主扫描方向的扫描速度比所述扫描距离除以所述同步传感器的响应延迟时间的值大的方式，缩小所述扫描距离的光学能力。

[0008] 本发明还提供一种图像形成装置，其包括如上所述的光扫描装置。

[0009] 根据本发明，即使激光的光量变化较大，也可以高精度地获得用于调整开始向感光体写入时机的同步信号。

附图说明

[0010] 图1是表示作为本发明一种实施方式的图像形成装置的打印机的机械结构的一个例子的断面图。

[0011] 图2是表示激光扫描器机械结构的一个例子的结构图。

[0012] 图3是表示打印机的电气结构的框图。

[0013] 图4是表示由同步传感器接收到被反射体反射的激光的一个例子的说明图。

[0014] 图5是表示由同步传感器接收到的激光的蓄光量、从同步传感器输出的检测信号和时间之间的关系的一个例子的说明图。

[0015] 图6是表示激光从被偏转体反射后到被同步传感器接收为止向副扫描方向偏移的一种方式的说明图。

具体实施方式

[0016] 下面参照附图对本发明图像形成装置的一种实施方式进行说明。如图1所示，本实施方式的打印机1包括：激光扫描器11、显影器12、带电器13、感光鼓14、转印辊15和定影器16。

[0017] 作为本发明中的感光体的感光鼓14为圆筒状，接受来自省略图示的电动机的驱动力，在图1中沿顺时针方向转动。带电器13使感光鼓14的表面大体均匀带电。

[0018] 作为本发明中的光扫描装置的激光扫描器11具有激光二极管等光源，并且向通过带电器13而大体均匀带电的感光鼓14的表面照射与图像数据对应的光信号，从而形成图像数据的静电潜影。

[0019] 另外，打印机1接收从与该打印机1连接的PC（个人计算机）等发送来的图像数据。此外，将在后面利用图2对激光扫描器11进行详细叙述。

[0020] 显影器12具有收纳调色剂的调色剂容器，并且向形成有静电潜影的感光鼓14的表面提供调色剂来形成调色剂像。形成在感光鼓14上的调色剂像通过后述的转印辊15被转印到在输送通道P内输送的记录纸或转印带（省略图示）上。

[0021] 在与感光鼓14相对的位置上配置有转印辊15。转印辊15由具有导电性的橡胶材料等构成，用于将形成在感光鼓14上的调色剂像转印到在输送通道P内输送的记录纸或转印带上。

[0022] 定影器16具有：定影辊160，内置有加热器等；以及加压辊161，设置在与定影辊160相对的位置上，通过加热并输送形成有调色剂像的记录纸，对形成在该记录纸上的调色剂像进行定影。

[0023] 接着，简单说明打印机1的图像形成动作。首先，通过带电器13使感光鼓14的表面大体均匀带电。然后，通过激光扫描器11对带电的感光鼓14的表面进行曝光，把将要在记录纸上形成的图像的静电潜影形成在感光鼓14的表面上。通过由显影器12使调色剂附着在感光鼓14的表面上来使该静电潜影显影，并且通过转印辊15将感光鼓14表面的调色剂像转印到记录纸上。在进行了上述动作之后，由定影器16对转印到记录纸上的调色剂像进行定影。

[0024] 如图2所示，本发明光扫描装置的一种实施方式的激光扫描器11包括：作为本发明中的光源部的半导体激光器101、准直仪透镜102、光圈103、作为本发明中的偏转体的多面体转镜104、扫描透镜105a、105b（以下统称扫描透镜105a、105b时记载为扫描透镜组105）、作为本发明中的反射体的反射镜106、作为本发明中的聚光透镜的圆柱透镜107、以及作为本发明中的同步传感器的BD（Beam Detect）传感器108。

[0025] 半导体激光器101射出规定波长的激光。准直仪透镜102和光圈103共同使从半导体激光器101射出的激光大体成为平行光。多面体转镜104在其周面上具有多个反射镜，该多个反射镜反射通过准直仪透镜102和光圈103入射的激光，并且多面体转镜104利用后面叙述的多棱电动机（polygon motor）提供的驱动力，沿图中的箭头方向C等速转动。通过各反射镜使伴随转动入射的激光成为连续性改变角度的偏转光束，并朝向感光鼓14反射。

[0026] 扫描透镜组105对被多面体转镜104反射而成为偏转光束的激光进行聚光，并且通过扫描透镜105a和扫描透镜105b的互相配合，将该聚光后的激光沿主扫描方向（图中的箭头A方向）以等速对感光鼓14进行水平扫描。

[0027] 反射镜106的表面具有从主扫描方向上的两端朝向中心凹陷程度逐渐变大的圆弧状的曲面，即所谓的变形非球面的反射面（anamorphic aspheric reflection surface），所述反射镜106将透过扫描透镜105a的激光中朝向感光鼓14的外部偏转的激光向BD传感器108反射。另外，将在后面对该反射镜106的结构进行详细叙述。

[0028] 圆柱透镜107使被反射镜106反射的激光在副扫描方向（图中的箭头B方向）上聚光，并向BD传感器108（同步传感器）射出，该副扫描方向与沿感光鼓14的表面扫描的主扫描方向（图中的箭头A方向）垂直。

[0029] BD传感器108用于使由激光开始对感光鼓14进行水平扫描的时机（即，来自半导体激光器101的激光的射出时机）与多面体转镜104的转动同步。

[0030] 具体地说，BD传感器108通过反射镜106和圆柱透镜107，接收被多面体转镜104反射的激光，并且在与接收到的激光的光量相当的电荷积蓄到了规定量的时点，输出表示接收到该激光的检测信号。由BD传感器108输出的检测信号用于使多面体转镜104的转动与开始写入图像数据的时机同步，即与开始沿箭头A方向写入的时机同步。

[0031] 此外，BD传感器108为了对积蓄了与接收到的激光的光量相当的电荷进行光电变换处理，需要被称为传感器固有的响应延迟时间的规定时间，该规定时间的期间具有从开始接收到激光后的该规定时间的期间内不能输出上述检测信号的特性。

[0032] 此外，如图3所示，打印机1包括用于总体控制打印机1的控制部20。

[0033] 控制部20包括CPU和存储器，该存储器包括：ROM，存储控制图像形成动作的控制程序等装置的整体动作程序；RAM，临时存储图像数据等，并作为作业区域发挥功能；非易失性存储器，存储各种控制用参数的设定值；以及硬盘（HDD），等等，由该CPU执行存储在ROM中的动作程序，来对装置进行总体控制。

[0034] 在控制部20上连接有：BD传感器108、半导体激光器101、作为多面体转镜104驱动源的多棱电动机32、以及作为感光鼓14驱动源的鼓电动机33。另外，控制部20具有省略图示的接口电路，该接口电路用于输入、输出从BD传感器108输出的检测信号、以及控制半导体激光器101和多棱电动机32、鼓电动机33的驱动的控制信号。

[0035] 此外，控制部20作为光源驱动控制部21发挥功能，该光源驱动控制部21一边使多面体转镜104以规定的转动速度转动，一边使半导体激光器101以与该转动同步的规定的射出时机来射出激光，该激光与在感光鼓14表面上形成的潜影的图像数据对应，并且光源驱动控制部21利用设置在半导体激光器101内部的光电二极管的检测信号，对激光二极管进行发光光量控制（Automatic Power Control控制：自动功率控制，简称为APC控制）。

[0036] 由此，在光源驱动控制部21的控制下，沿图像数据的主扫描方向（图2的箭头A方向）对感光鼓14进行一行水平扫描（曝光）。然后，在控制部20的控制下，感光鼓14沿副扫描方向（图2的箭头B方向）仅转动一行，再对图像数据的主扫描方向的下一行进行曝光。

[0037] 另外，激光扫描器11并不限定于上述结构，例如，也可以设置多个半导体激光器101，从这多个半导体激光器101沿副扫描方向并列射出激光，从而并列且同时对主扫描方向的多行进行曝光。

[0038] 下面对反射镜106的结构进行详细叙述。作为本发明中的反射体的反射镜106，例如图4所示，反射镜106的表面具有从主扫描方向的两端朝向中心凹陷程度逐渐变大的圆弧状的曲面、即所谓的变形非球面的反射面，该反射镜106将透过扫描透镜105a的激光中朝向感光鼓14外部偏转的激光向实线箭头方向反射，从而射入到同步传感器108受光面的斜线椭圆区域上。与此不同，如图中虚线矩形所示的那样，在配置了具有平的反射面的反射镜106a的情况下，将透过扫描透镜105a的激光向虚线箭头方向反射，从而射入到同步传感器108受光面的虚线矩形区域上。

[0039] 即，反射镜106具有的功能是：使反射面所反射的激光在同步传感器108的受光面上的激光扫描距离在主扫描方向（图中的点划线箭头方向）上缩小。另外，该功能可以通过调整反射镜106的结构来进行调整，例如调整反射镜106的反射面凹陷程度或配置反射镜106的位置等。

[0040] 具体地说，反射镜106设定成：使反射面所反射的激光在BD传感器108的受光面上的主扫描方向的扫描速度Vm，比激光在BD传感器108的受光面上的主扫描方向的扫描距离Wm除以BD传感器108的响应延迟时间的结果大。该设定包括反射镜106曲率的设定和相对于BD传感器108的配置位置的设定。

[0041] 另外，相对于多面体转镜104的转动角θ，BD传感器108受光面的主扫描方向的扫描速度Vm为焦距f乘以转动角θ再除以时间t的结果，即通过f×θ/t来计算，该焦距f为被多面体转镜104的反射镜反射的激光到达BD传感器108的光线路径的主扫描方向的距离，该时间t为多面体转镜104仅转动转动角θ所需要的时间。

[0042] 此外，如图5的（a）所示，例如当（每单位时间的）射入到受光面的激光的光量大时，即使BD传感器108在时刻Tth的时点已把与接收到的激光的光量相当的电荷积蓄到了规定量Pth的情况下，也要在经过响应延迟时间Td后，才输出表示接收到该激光的检测信号Lo。即，如图中的实线部分和点划线部分所示，当射入到受光面的激光的光量大时，即使光量变化较大，只要在该响应延迟时间Td时点光量超过规定量Pth，检测信号在输出时间上就不产生差异。

[0043] 但是，如图5的（b）所示，当（每单位时间的）射入到受光面的激光的光量小时，BD传感器108在把与接收到的激光的光量相当的电荷积蓄到了规定量Pth的时刻Tth，输出表示接收到该激光的检测信号Lo。即，如图中的实线部和点划线部所示，当射入到受光面的激光的光量小时，伴随光量的变化，检测信号在输出时间上产生差异ΔT。

[0044] 因此，按照本发明的这种结构，由于将被反射面反射的激光在BD传感器108受光面的激光主扫描方向的扫描速度Vm设定成比该激光在BD传感器108受光面的主扫描方向的扫描距离Wm除以BD传感器108的响应延迟时间Td的结果大，所以在响应延迟时间Td内完成了被反射面反射的激光向BD传感器108的照射，在经过响应延迟时间Td的时点，从BD传感器108输出表示把与该照射的激光的光量相当的电荷积蓄到了规定量的检测信号。

[0045] 由此，例如即使在因多面体转镜104周面的反射镜被污染或半导体激光器101使光量变化等、导致被反射镜106反射的激光的光量也发生变化的情况下，由于在经过响应延迟时间Td的时点从BD传感器108输出检测信号，所以BD传感器108的检测信号在输出时间上也不会产生偏差，可以高精度地获得用于调整开始向感光鼓14写入的时机的同步信号。

[0046] 另外，如图6所示，圆柱透镜107也可以通过使第一副扫描倍率比第二副扫描倍率小的方式，使激光在副扫描方向上聚光，该第一副扫描倍率是偏移量ΔS47除以规定偏移量ΔSb的结果，该规定偏移量ΔSb为被多面体转镜104反射的激光射入到扫描透镜105a上的副扫描方向的偏移量，该偏移量ΔS47为该激光在通过扫描透镜105a、反射体106和圆柱透镜107射入到BD传感器108的受光面时副扫描方向的偏移量，所述第二副扫描倍率是偏移量ΔS45除以规定偏移量ΔSb的结果，该规定偏移量ΔSb为被多面体转镜104反射的激光射入到扫描透镜105a上的副扫描方向的偏移量，该偏移量ΔS45为该激光从扫描透镜105a射出时副扫描方向的偏移量。

[0047] 此时，即使在被多面体转镜104反射的激光在副扫描方向上出现了规定偏移量ΔSb、并且该激光因通过扫描透镜105a在副扫描方向上出现了与规定偏移量ΔSb的第二副扫描倍率的倍数相当的偏移量ΔS45的情况下，当该激光被反射镜106反射、再通过圆柱透镜107射入到BD传感器108的受光面上时，也能够将该激光副扫描方向的偏差减小到与规定偏移量ΔSb的第一副扫描倍率的倍数相当的偏移量ΔS47。

[0048] 也就是说，即使射入到多面体转镜104的激光在副扫描方向上以规定偏移量ΔSb的偏差被反射的情况下，与射入到反射镜106的激光在副扫描方向上的偏差相比，也能够减小射入到BD传感器108的激光在副扫描方向上的偏差。因此，按照这种结构，当射入到多面体转镜104的激光在副扫描方向上存在偏差被反射时，可以减轻调整反射镜106或BD传感器108来使它们向副扫描方向倾斜的费事工作。

[0049] 另外，本发明并不限定于上述实施方式的结构，可以进行各种变形。例如也可以不设置上述圆柱透镜107，来简化激光扫描器11的结构。此外，在上述实施方式中，虽然作为本发明图像形成装置的一个例子例举了黑白图像形成用的打印机1，但是本发明的图像形成装置并不限定于此，也可以是彩色图像形成用的彩色打印机、或者是兼备扫描功能、传真功能、打印功能和复印功能等的数码复合机。

[0050] 此外，在上述实施方式中，图1至图6所示的结构和设定仅为一个例子，本发明并不限定于上述实施方式。