CN104345450B - 光扫描装置及利用该光扫描装置的图像形成装置 - Google Patents

Abstract

本发明的光扫描装置包括：发出根据温度而波长发生变化的光线的光源、偏转体、扫描透镜、同步传感器、传感器透镜及控制部。偏转体使所述光线偏转，将扫描线写入到被扫描面的有效扫描宽度内。扫描透镜使所述光线成像于所述被扫描面。同步传感器对在所述扫描线的扫描开始侧处于所述有效扫描宽度的范围外的光线进行检测。传感器透镜使所述光线成像于所述同步传感器。控制部控制所述光源的发光动作，在将所述同步传感器检测出所述光线的时刻与规定时间相加而得的时刻，开始所述扫描线的写入。所述传感器透镜具有使所述光线向所述扫描线的下游侧方向弯曲的衍射光栅，该衍射光栅使所述光线弯曲的程度根据温度而变化。

Description

光扫描装置及利用该光扫描装置的图像形成装置

技术领域

本发明涉及具有使光线成像于被扫描面上的扫描透镜的光扫描装置、以及利用该光扫描装置的图像形成装置。

背景技术

例如被应用于激光打印机或复印机等的一般的光扫描装置包括：光源，其发出激光光线；多面镜，其使所述激光光线偏转，利用该激光光线对被扫描面进行扫描；以及扫描透镜，其使偏转的所述激光光线成像于感光鼓的周面(被扫描面)上。扫描透镜的透镜能力(lens power)随着温度变化而变化。例如，光扫描装置的环境温度上升时透镜能力降低，从而造成扫描宽度变宽的倍率误差。该倍率误差使得图像质量降低。

通常，光扫描装置具有对扫描宽度的范围外的激光光线进行检测的同步传感器，以便决定扫描线的写入开始位置。从该同步传感器检测出激光光线时起经过规定时间后，开始对被扫描面的扫描线的写入。因此，即使产生了所述倍率误差，扫描线的写入开始位置也被设为常温时的固定位置。但是，写入结束位置受到所述倍率误差的影响。

为了抑制倍率误差，已知有一种光扫描装置，其按照环境温度转动用于将激光光线引导到所述同步传感器的反射镜。在产生扫描宽度变宽的倍率误差的情况下，所述反射镜的转动有助于使激光光线对所述同步传感器的入射时间提前。然而，这种光扫描装置需要组装测量环境温度的传感器、转动所述反射镜的驱动源以及用于所述转动的机构。而且，也难以使所述反射镜高精度地转动。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光扫描装置及图像形成装置，不需采用复杂的结构，就能够可靠地抑制扫描透镜的倍率误差的影响。

本发明的一方面所涉及的光扫描装置是相对扫描方式的光扫描装置，其具备一个偏转体、向第1被扫描面照射光线的第1扫描光学系统、向第2被扫描面照射光线的第2扫描光学系统，所述第1扫描光学系统和所述第2扫描光学系统隔着所述一个偏转体相对配置，所述第1扫描光学系统利用光线在主扫描方向的第1方向上对所述第1被扫描面进行扫描，所述第2扫描光学系统利用光线在与所述第1方向相反的第2方向上对所述第2被扫描面进行扫描。所述一个偏转体分别使从所述第1扫描光学系统和所述第2扫描光学系统发出的光线偏转，并且，利用所述光线分别对包含所述第1被扫描面的规定的可扫描宽度的范围和包含所述第2被扫描面的规定的可扫描宽度的范围进行扫描，将扫描线写入到设定于所述可扫描宽度的范围内的有效扫描宽度内。所述第1扫描光学系统和所述第2扫描光学系统分别包含：光源，发出根据温度而波长发生变化的光线；扫描透镜，在光路上被配置于所述偏转体与所述第1被扫描面或第2被扫描面之间，使所述光线成像于所述第1被扫描面或第2被扫描面；同步传感器，对经过所述扫描透镜且朝向所述可扫描宽度的范围的光线中的、在所述扫描线的扫描开始侧处于所述有效扫描宽度的范围外的光线进行检测；传感器透镜，在光路上被配置于所述扫描透镜与所述同步传感器之间，使所述光线成像于所述同步传感器。所述光扫描装置还具备：控制部，控制所述光源的发光动作，在将所述同步传感器检测出所述光线的时刻与规定时间相加而得的时刻，开始所述扫描线的写入。所述传感器透镜具有透明的平板基材和设置在所述平板基材的一面或双面上使所述光线向所述扫描线的下游侧方向弯曲的衍射光栅，该衍射光栅使所述光线弯曲的程度根据温度而变化。所述光源发出的光线的波长根据温度上升而变长，所述扫描透镜是根据温度上升而透镜能力降低的透镜，所述衍射光栅具有将所述透镜能力的降低所引起的所述有效扫描宽度的扩展部分均匀地分配给所述扫描线的扫描开始侧和扫描结束侧的栅结构。

本发明的另一方面所涉及的图像形成装置包括：第1感光鼓及第2感光鼓，分别具有作为被扫描面的第1周面及第2周面，并绕轴旋转；以及由所述光扫描装置构成的第1光扫描装置及第2光扫描装置，向所述第1周面及第2周面照射光线。

所述第1光扫描装置利用所述光线在主扫描方向的第1方向上对所述第1周面进行扫描。所述第2光扫描装置利用所述光线在与所述第1方向相反的第2方向上对所述第2周面进行扫描。

根据本发明，不需采用复杂的结构，就能够可靠地抑制扫描透镜的倍率误差的影响。

附图说明

图1是表示本发明的一实施方式涉及的图像形成装置的概略结构的剖视图。

图2是表示本发明的一实施方式涉及的光扫描装置的内部结构的立体图。

图3是所述光扫描装置具有的光学系统的概略性光路图。

图4是用于说明以相对扫描方式对鼓周面进行的扫描的模式图。

图5是用于说明光扫描装置的工作的模式图。

图6是表示具有衍射光栅的传感器透镜的工作的模式图。

图7是表示光扫描装置的控制结构的方框图。

图8是倍率误差的说明图。

图9是表示比较例的倍率误差发生状况的说明图。

图10是表示实施例的倍率误差分配状况的说明图。

具体实施方式

下面，根据附图说明本发明的一实施方式。图1是本发明的图像形成装置的一实施方式涉及的全色打印机1的剖视图。打印机1是串联型，在其主体100内的中央向部以规定间隔串联地配置有品红色图像形成单元1M、青色图像形成单元1C、黄色图像形成单元1Y及黑色图像形成单元1Bk。

各图像形成单元1M、1C、1Y、1Bk分别具有感光鼓2a、2b、2c、2d。在各感光鼓2a至2d的周围分别配置有带电器3a、3b、3c、3d，显影装置4a、4b、4c、4d，转印辊5a、5b、5c、5d和鼓清洁装置6a、6b、6c、6d。在图像形成单元1M、1C、1Y、1Bk的上方配置有中间转印带7及调色剂盒12a、12b、12c、12d，下方配置有光扫描装置13。

感光鼓2a至2d具有在与图1的纸面正交的方向上延伸的转轴、以及承载静电潜像及调色剂像的圆筒状的周面。感光鼓2a至2d通过图中未示出的驱动马达，在图中的箭头方向(顺时针方向)上以对应于规定的处理线速度(process line speed)的转速绕轴旋转驱动。带电器3a至3d利用由图中未示出的带电偏压电源所施加的带电偏压来使感光鼓2a至2d的周面均匀地带电。

光扫描装置13将激光光线分别照射到均匀地带电的感光鼓2a至2d的周面(被扫描面)，在该周面上分别形成与各颜色的彩色图像信号对应的静电潜像。在本实施方式中示出并列设置两台两色共用型的光扫描装置13、即品红色及青色用的光扫描装置13和黄色及黑色用的光扫描装置13的例子。如后详述，光扫描装置13是相对扫描方式的光扫描装置。

显影装置4a至4d分别向各感光鼓2a至2d的周面提供品红色(M)调色剂、青色(C)调色剂、黄色(Y)调色剂、黑色(Bk)调色剂。通过该提供，各颜色的调色剂附着到形成于各感光鼓2a至2d的周面上的各静电潜像，使得各静电潜像作为各颜色的调色剂像可视化。调色剂盒12a至12d分别向各显影装置4a至4d补给各颜色的调色剂。转印辊5a至5d隔着中间转印带7压接于各感光鼓2a至2d上，形成一次转印部。鼓清洁装置6a至6d对一次转印(primarilytransfer)后的各感光鼓2a至2d的周面进行清扫。

中间转印带7具有外周面，承载于各感光鼓2a至2d的调色剂像被一次转印(primarily transfer)到该外周面上。中间转印带7张紧架设于驱动辊8和张紧辊9之间，通过驱动辊8的驱动而旋转行进。二次转印辊10隔着中间转印带7压接于驱动辊8，形成二次转印部。在张紧辊9的附近配置有带清洁装置11。

打印机1还包括以能够装卸的方式安装于主体100的底部附近的薄片体提供盒14、以及配置于主体100的右侧部附近的输送路径P1及翻转输送路径P2。在薄片体提供盒14中收容有将接受图像形成处理的多张薄片体。在薄片体提供盒14的附近配置有从该薄片体提供盒14取出薄片体的抽取辊15、将取出的薄片体分开而一张张地向输送路径P1送出的送出辊16及减速辊17。

输送路径P1是沿上下方向延伸的输送路径，在该输送路中设有输送薄片体的输送辊对18和校准辊对19。校准辊对19在使薄片体暂时待机之后，以规定的时机向所述二次转印部提供薄片体。翻转输送路径P2是在薄片体的双面形成图像时使用的输送路径。在翻转输送路径P2中，以适当的间隔设有多个翻转辊对20。

输送路径P1延伸到设置于主体100上面的薄片体排出盘21，途中设有定影装置22和薄片体排出辊对23、24。定影装置22包括定影辊和加压辊，通过加热并加压经过这些辊间的夹缝部的薄片体，进行将调色剂像定影到薄片体上的定影处理。薄片体排出辊对23、24将定影处理后的薄片体排出到薄片体排出盘21。

接着，说明具有上述结构的打印机1的图像形成工作的概略。当接受图像形成的指示信号时，在各图像形成单元1M、1C、1Y、1Bk中各感光鼓2a至2d旋转驱动。这些感光鼓2a至2d的表面通过带电器3a至3d均匀地带电。各光扫描装置13射出根据各颜色的彩色图像信号调制的激光光线，对各感光鼓2a至2d的周面进行扫描，从而分别形成静电潜像。

首先，显影装置4a向品红色图像形成单元1M的感光鼓2a提供品红色调色剂，使得感光鼓2a上的静电潜像显影为品红色调色剂像。该品红色调色剂像在感光鼓2a与转印辊5a间的一次转印部，利用被施加了与调色剂相反极性的一次转印偏压的转印辊5a的作用，被一次转印(primarily transfer)到中间转印带7上。

接下来的青色、黄色及黑色图像形成单元1C、1Y、1Bk也进行同样的显影工作。在各感光鼓2b、2c、2d上分别形成的青色、黄色及黑色调色剂像，在各一次转印部依次重叠转印到中间转印带7上的品红色调色剂像上。由此，在中间转印带7上形成全色调色剂像。此外，没有转印到中间转印带7而残留于各感光鼓2a至2d上的转印后残留调色剂，通过各鼓清洁装置6a至6d而被去除。

从薄片体提供盒14输送至输送路径P1的薄片体，与中间转印带7上的全色调色剂像到达驱动辊8和二次转印辊10间的二次转印部的时机同步地，通过校准辊对19输送到该二次转印部。通过被施加了与调色剂相反极性的二次转印偏压的二次转印辊10，全色的调色剂像从中间转印带7一并被二次转印(secondary transfer)到薄片体上。

之后，薄片体被输送到定影装置22，经过定影夹缝部。通过此时的加热及加压，全色的调色剂像用热定影到薄片体的表面上。定影有调色剂像的薄片体通过薄片体排出辊对23、24排出到薄片体排出盘21上，完成一系列的图像形成工作。此外，没有转印到薄片体而残留于中间转印带7上的转印后残留调色剂，通过带清洁装置11而被去除。

接着，说明光扫描装置13的详细结构。由于图1所示的打印机1具有的两台光扫描装置13的基本结构相同，因此，以后仅对一台光扫描装置13提供附图并进行说明。图2是表示光扫描装置13的内部结构的立体图；图3是光扫描装置13具有的光学系统的概略性光路图。其中，在此示出的一台光扫描装置13是用于对图1所示的品红色图像形成单元1M的感光鼓2a和青色图像形成单元1C的感光鼓2b进行曝光扫描的装置。

光扫描装置13具有由树脂一体地形成的壳体25。壳体25具有：底板25A，其由水平的平板构件构成，将壳体25的内部空间划分为上侧空间25U和下侧空间(图2中未示出)；以及框状的侧壁25B，其包围底板25A的周围。虽然图中省略，但上侧空间25U的开口由盖件覆盖。

在壳体25的上侧空间25U的中心部位，配置有多面镜26(偏转体)。在壳体25内的上侧空间25U及下侧空间，以多面镜26为中心在该多面镜26的两侧对称地配置有第1扫描光学系统30(第1光扫描装置)和第2扫描光学系统40(第2光扫描装置)。第1扫描光学系统30是将品红色的感光鼓2a(第1感光鼓)的周面(第1周面)作为被扫描面来进行扫描的光学系统，第2扫描光学系统40是将青色的感光鼓2b(第2感光鼓)的周面(第2周面)作为被扫描面来进行扫描的光学系统。也就是，本实施方式的光扫描装置13是隔着一个多面镜26相对配置的两个扫描光学系统30、40共同使用该一个多面镜26的相对扫描方式的装置。

多面镜26具有使激光光线(光束)偏转(反射)的多个镜面(本实施方式中具有六个镜面)。在多面镜26的中央部插通有转轴261。该转轴261与多角形马达(polygon motor)262连结。通过多角形马达262的驱动，多面镜26绕转轴261的轴旋转。

第1、第2扫描光学系统30、40分别具有发出规定波长的第1、第2激光光线L1、L2的第1LD(激光二极管)组件31(光源)和第2LD组件41(光源)。第1、第2LD组件31、41具有激光二极管，以在组装于壳体25的侧壁25B的印刷电路板311、411上所搭载的状态，配置于上侧空间25U内。第1、第2扫描光学系统30、40所具有的光学部件分别配置于从第1、第2LD组件31、41到品红色、青色感光鼓2a、2b的周面的第1、第2激光光线的光路上。

本实施方式采用的激光二极管具有根据温度而振荡波长发生变化的温度特性。该温度特性是指，在环境温度上升时激光二极管的振荡波长向长波长侧位移的特性。即，当壳体25内的温度上升从而第1、第2LD组件31、41升温时，这些组件31、41发出的激光光线的波长变长。此外，第1、第2LD组件31、41可以采用单光束型组件或多光束型组件。

第1扫描光学系统30包括入射光学单元312、第1扫描透镜32、第2扫描透镜33及折返镜34。第2扫描光学系统40包括入射光学单元412、第1扫描透镜42、第2扫描透镜43及折返镜44。这些光学部件配置于壳体25的上侧空间25U(底板25A的上面)。此外，虽然图2、图3中没有示出，但在底板25A的下面侧，两个折返镜分别配置于第1、第2扫描光学系统30、40。进而，对于第1扫描光学系统30配置有传感器透镜35及同步传感器36，对于第2扫描光学系统40配置有传感器透镜45及同步传感器46。

由于第1扫描光学系统30与第2扫描光学系统40具有相同结构，因此，在这里主要根据图3来说明第1扫描光学系统30的各光学部件。入射光学单元312包括准直透镜313和圆柱透镜314。准直透镜313将从第1LD组件31发出并扩散的激光光线转换为平行光。圆柱透镜314使从准直透镜313射出的激光光线在副扫描方向上聚光，转换为主扫描方向上长的线状光，并成像于多面镜26的镜面上。从第1LD组件31射出的激光光线入射到多面镜26的一镜面。从第2LD组件41射出的激光光线入射到多面镜26的不同于所述一镜面的其他镜面。这两条激光光线通过各镜面分别向对称的两个方向偏转。

第1扫描光学系统30的第1扫描透镜32及第2扫描透镜33是具有fθ特性的透镜，在光路上配置于多面镜26与感光鼓2a的周面(被扫描面)之间。第1、第2扫描透镜32、33将由多面镜26的镜面偏转的激光光线转换为等速扫描光(constant speed scanning light)，并且将该等速扫描光成像于感光鼓2a的周面上。

这些第1、第2扫描透镜32、33是将透光性树脂注模成型(mold forming)而制成的树脂透镜。因此，随着环境温度的变化，透镜折射率、透镜面形状、面间隔等发生变化，从而第1、第2扫描透镜32、33的透镜能力变化。例如，当第1、第2扫描透镜32、33的温度上升时，透镜能力降低，使得光折射力下降。据此，扫描宽度变大，引起倍率误差。

折返镜34是为了使沿底板25A的上面在水平方向上行进的激光光线朝向所述下侧空间，使所述激光光线弯曲90°来反射的镜。底板25A设有两个开口部25a、25b，该开口部25a、25b是在主扫描方向上长的矩形的开口。经过第2扫描透镜33的激光光线被折返镜34反射，经由开口部25b朝向所述下侧空间。之后，激光光线通过配置于所述下侧空间的两个折返镜依次被弯曲90°，经由开口部25a返回到上侧空间25U，朝向配置于正上方的感光鼓2a的周面。经过这种路径的激光光线是在有效扫描宽度的范围内的激光光线。另一方面，如图3所示，有效扫描宽度的范围外的激光光线的一部分在被折返镜34反射之后朝向传感器透镜35。

传感器透镜35在光路上被配置于多面镜26与同步传感器36之间，使所述激光光线成像于同步传感器36的受光部。如后所述，传感器透镜35在其入射面或射出面中的至少一面上具有使激光光线向扫描线的下游侧方向弯曲的衍射光栅。该衍射光栅使激光光线弯曲的程度根据环境温度而变化。在本实施方式中，利用该弯曲程度的变化，自动调整激光光线入射到同步传感器36的时刻。

同步传感器36是BD(beam detect)传感器，其接受激光光线并进行光电转换，生成检测信号。同步传感器36对被描绘到感光鼓2a的周面上的扫描线的扫描开始侧的、有效扫描宽度的范围外的激光光线进行检测。同步传感器36的检测信号用于决定扫描线的写入开始位置。即，从同步传感器36检测出激光光线时起经过规定时间后，开始扫描线对感光鼓2a的周面上的写入。

第1扫描光学系统30具有如上所述的结构。第2扫描光学系统40、传感器透镜45及同步传感器46也同样具有如上所述的结构。本实施方式的光扫描装置13采用两个光学系统即第1扫描光学系统30及第2扫描光学系统40共同使用一个多面镜26的相对扫描方式。对于该相对扫描方式，参照图4来进行说明。图4是用于说明以相对扫描方式对感光鼓2a、2b的周面进行的扫描的模式图。

从第1扫描光学系统30的第1LD组件31射出的第1激光光线L1入射到绕转轴261的轴在箭头F方向上以规定的速度旋转驱动的多面镜26的第1镜面R1。另一方面，从第2LD组件41射出的第2激光光线L2入射到多面镜26的第3镜面R3。第3镜面R3是从转轴261的轴向看时与第1镜面R1错开120°的面。

第1激光光线L1和第2激光光线L2向以多面镜26为中心对称的两个方向偏转(反射)，第1激光光线L1成像于品红色感光鼓2a的右端附近的周面上，第2激光光线L2成像于青色感光鼓2b的左端附近的周面上。在该成像之前，第1、第2激光光线L1、L2经过第1扫描透镜32、42和第2扫描透镜33、43，从而转换为等速扫描光。

第1激光光线L1，对于绕转轴AX旋转的品红色感光鼓2a的周面，以右端为写入开始位置而沿从右端向左端的第1方向D1进行扫描，描绘(曝光)出扫描线SL1。另一方面，第2激光光线L2，对于绕转轴AX旋转的青色感光鼓2b的周面，以左端为写入开始位置而沿从左端向右端的第2方向D2进行扫描，描绘(曝光)出扫描线SL2。即，第1、第2激光光线L1、L2在彼此相对的方向上描绘出扫描线SL1、SL2。从这个意义上，将该描绘方式称为相对扫描方式。

扫描线SL1、SL2要处于在主扫描方向上和副扫描方向上都不错开地相互重叠的状态，否则造成颜色错位。但是，在采用相对扫描方式的情况下，由于扫描线SL1、SL2的扫描方向相反，因此在产生所述倍率误差时容易造成两个扫描线错开地重叠。本实施方式的光扫描装置13通过设置具有衍射光栅的传感器透镜35，发挥尽可能地抑制所述颜色错位的功能。下面，对此进行说明。

图5是用于说明光扫描装置13的工作的模式图。本说明书中称为“可扫描宽度”的范围大于感光鼓2a的周面上的有效扫描宽度，该“可扫描宽度”是指，在多面镜26的一镜面使激光光线L1偏转后，该偏转的激光光线L1经过第1、第2扫描透镜32、33(图5中省略)而能够扫描的范围。有效扫描宽度是所述周面上的、可让扫描线SL1(静电潜像)写入的主扫描方向的宽度。从扫描方向(第1方向D1)看，可扫描宽度延伸到比有效扫描宽度的上游端更上游侧，且延伸到比下游端更下游侧。在图5中，设偏转到最上游侧的光线为L11、偏转到最下游侧的光线为L15。即，在光线L11与光线L15之间为可扫描宽度，有扫描宽度被设定于该可扫描宽度的范围内。

同步传感器36配置于接受经过第1、第2扫描透镜32、33且朝向所述可扫描宽度的范围的光线中、处于比有效扫描宽度的上游端(扫描线SL1的扫描开始侧)更靠上游侧(有效扫描宽度的范围外)的激光光线的位置。在图5中，以L14示出朝向有效扫描宽度的上游端的光线，同步传感器36配置于光线L11和光线L14之间的虚拟线L13上。

传感器透镜35配置于比虚拟线L13更上游侧的光线所入射的位置。传感器透镜35具有使激光光线向扫描方向的下游侧弯曲的衍射光栅。图5中示出在传感器透镜35的射出面设有衍射光栅35D的例子。衍射光栅，当设栅距为d、光线的波长为λ、衍射光栅的光谱的次数为m时，可以以下述式(1)所示的角度弯曲光线。

sinθ＝mλ/d(1)

图6是表示衍射光栅35D的结构的模式图。衍射光栅35D的栅距被设为扫描方向的下游侧的栅距d1最宽，与栅距d1的上游侧邻接的栅距d2比d1窄，即栅距被设为越朝向上游侧越变窄。换言之，衍射光栅35D的栅距被设定为从扫描方向的上游侧向下游侧变宽。也就是，衍射光栅35D的栅距被设定为沿扫描方向越位于下游侧越变宽。根据上述式(1)，如果栅距d变化，则光线的弯曲角度θn也变化。对衍射光栅35D而言，由于栅距如上所述那样地根据成像高度(imaged height)逐渐变化，因此，能够弯曲光线且使光线聚集到一点上。此外，通过调整栅距d，能够在所希望的位置设定聚光点。

进而，根据上述式(1)，如果光线的波长λ发生变化，则光线的弯曲角度θn也变化。如上所述，随着环境温度的上升，第1LD组件31发出的激光光线的波长变长。因此，如果温度上升，则光线的弯曲角度θn变大。即，光线的聚光点向扫描方向的更下游侧位移。这意味着激光光线入射到同步传感器36的时刻根据环境温度而变化。对此，根据图5进行说明。

为了说明方便，假设最上游侧的光线L11入射到传感器透镜35，则该光线L11由衍射光栅35D向扫描方向的下游侧弯曲。其中，设环境温度是常温时的光线的弯曲角度为θA，从常温时上升了规定温度的高温下的光线的弯曲角度为θB，光线L11以各弯曲角度弯曲后的光线为L12A、L12B。此时，θA＜θB。因此，出现这样一种现象，即：常温时的光线L12A不入射到同步传感器36，但高温时的光线L12B入射到同步传感器36。

假设这样一种情况：在多面镜26处于某一转动角φ的状态下，激光光线L1向光线L11的方向偏转。在常温时，如果多面镜26处于转动角φ，则光线L12A不能入射到同步传感器36，而在多面镜26转动到转动角φ+Δφ时，光线L12A入射到同步传感器36。与此相对，在高温时，光线L12A能够在多面镜26处于转动角φ的状态下入射到同步传感器36。在将同步传感器36检测出光线的时刻与规定时间相加而得的时刻开始扫描线SL1的写入。因此，在高温时的扫描线SL1的写入开始时刻早于常温时的扫描线SL1的写入开始时刻。这有助于在第1、第2扫描透镜32、33中产生倍率误差时，将因该倍率误差产生的扫描位置的偏离分配给扫描线SL1的写入开始侧和写入结束侧(将在后面根据图10叙述)。

传感器透镜35可以采用在透明的平板基材或具有透镜能力的基材的一面或双面上设置衍射光栅35D而成的结构。由于衍射光栅35D具有光线的聚光功能，因此未必需要透镜能力，但是为了缩短焦点距离而实现紧凑化，采用具有透镜能力的基材较为理想。

下面示出传感器透镜35的具体例子。设传感器透镜35的入射面为球面，射出面为衍射面。所述球面的曲率半径为-9.2054。所述衍射面被设为：次数为1；规格波长为786nm；一次相位系数为-0.8278；二次相位系数为0.0336；三次相位系数为-0.0056。衍射面的栅距被设为扫描方向的最下游侧的栅距d1＝1.9μm，最上游侧的栅距dn＝1.6μm，即栅距被设计为从下游侧向上游侧逐渐较小。栅距只要呈从下游侧向上游侧逐渐减小的倾向即可，也可以采用以多个栅为单位阶段性地减小栅距的方式。

图7是表示光扫描装置13的控制结构的方框图。打印机1具有光扫描装置13及控制其他装置的工作的控制部50。控制部50是通过控制程序工作的微电脑，在功能上包括图像形成控制部51、发光控制部52(控制部)及多角形马达控制部53。

图像形成控制部51控制打印机1的图像形成工作。图像形成控制部51设定处理线速度，按照该处理线速度设定包含感光鼓2a至2d、中间转印带7在内的转动构件的转速等。并且，图像形成控制部51使图像形成单元1M、1C、1Y、1Bk、光扫描装置13、定影装置22等工作，控制调色剂像对薄片体的转印、定影工作。

发光控制部52控制第1LD组件31(第2LD组件41)的发光动作。发光控制部52与作为各颜色的图像形成用数据而被提供的图像数据相对应地控制第1LD组件31具有的激光二极管的发光动作。发光控制部52，在将同步传感器36检测出光线的时刻与规定时间相加而得的时刻，开始扫描线SL1对感光鼓2a的周面的写入。其中，不管在所述常温时还是高温时，所述规定时间都保持不变。

多角形马达控制部53控制多角形马达262的驱动，从而控制多面镜26绕轴的转数。

接着，对扫描光学系统的倍率误差的发生状况及本实施方式的光扫描装置13的倍率误差的分配状况进行说明。图8是倍率误差的说明图。其中，为了简化附图，省略了第1、第2扫描透镜32、33。在常温时(温度＝t1)，以扫描方向的最上游侧的光线LS(t1)和最下游侧的光线LE(t1)来设定有效扫描宽度。发出光线LS的时刻(写入开始时刻)是将同步传感器36检测出光线L0的时刻与规定时间相加而得的时刻，即多面镜26转动了相当于规定的转动角φA的角度后的时刻。

在高温时(温度＝t2，t1＜t2)，如上所述，第1、第2扫描透镜32、33的透镜能力降低。由此，第1、第2扫描透镜32、33的放大率变化，在不考虑写入开始时刻的情况下，有效扫描宽度的扫描方向的上游侧及下游侧都以从扫描宽度中心C向外侧展开的方式扩展。即，最上游侧的光线LS(t1)成像于感光鼓2a的周面的点P1上，但在高温时的光线LS(t2)成像于比点P1更靠上游侧的点P11上。由此，在有效扫描宽度的上游侧产生扫描偏离ΔA1。同样，最下游侧的光线LE(t1)成像于感光鼓2a的周面的点P2上，但在高温时的光线LE(t2)成像于比点P2更靠下游侧的点P21上。由此，在有效扫描宽度的下游侧产生扫描偏离ΔA2。

图9是表示比较例所涉及的光扫描装置、即不具有传感器透镜35的光扫描装置中的倍率误差发生状况的说明图。如上所述，发出光线LS(t1)的写入开始时刻是将同步传感器36检测出光线L0的时刻与规定时间相加而得的时刻。在高温时也同样采用该控制方式。因此，在高温时发出光线LS(t2)的写入开始时刻与在常温时发出光线LS(t1)的写入开始时刻相同。即，点P1及点P11对感光鼓2a的周面的成像位置(写入开始位置)相同。

因此，在图8中示出的扫描偏离ΔA1、ΔA2集中出现在有效扫描宽度的下游侧。即，当多面镜26转动了相当于常温时的点P1至点P2间距离的转动角时，扫描宽度因第1、第2扫描透镜32、33的放大率变化而在上游侧以扫描偏离ΔA1扩展，在下游侧以扫描偏离ΔA2扩展。由于写入开始位置在常温时及高温时都保持固定，因此，如图9所示，该扫描偏离ΔA1及ΔA2作为扫描偏离ΔA1+ΔA2只出现在下游侧。由此，与光线LS(t1)和光线LE(t1)的扫描宽度中心C相比，光线LS(t2)和光线LE(t2)的扫描宽度中心向下游侧位移。

该扫描宽度中心C的位移在相对扫描方式中成为颜色错位的主要原因。如根据图4说明的那样，写入到品红色感光鼓2a的扫描线SL1的扫描方向与写入到青色感光鼓2b的扫描线SL2的扫描方向相反。因此，扫描线SL1的扫描宽度中心向左侧位移，扫描线SL2的扫描宽度中心向右侧位移。由此，当将由两条扫描线写入的图像相重叠时，本来应重叠的点(dot)相互离开，造成颜色错位。

图10是表示本实施方式的倍率误差分配状况的说明图。在具备带有衍射光栅的传感器透镜35的本实施方式中，能够将所述扫描偏离ΔA1、ΔA2分配给扫描方向的上游侧和下游侧。在此，假设这样一种情况：当多面镜26处于转动角φ时，可扫描宽度内的光线L0入射到传感器透镜35中。在常温时(t1)，入射到传感器透镜35的光线L0通过衍射光栅变为以弯曲角度θt1向扫描方向的下游侧弯曲的光线Lt1。该光线Lt1在转动角φ时不能入射到同步传感器36。

当多面镜26转动到转动角φ+Δφ1时，光线Lt1入射到同步传感器36。之后，当多面镜26转动了相当于预先设定的规定时间的转动角Δφ2时，发光控制部52开始用于描绘扫描线SL1的第1LD组件31的点灯控制(写入开始时刻)。即，发出光线LS(t1)，从点P1开始曝光。接着，发光控制部52持续进行所述点灯控制，直到多面镜26进一步转动了相当于有效扫描宽度的转动角Δφ3为止，并在对应于光线LE(t1)的点P2处结束所述点灯控制(写入结束时刻)。综上所述，在常温时，以光线L0为基准，当多面镜26转动了转动角φ+Δφ1+Δφ2时是写入开始时刻，之后进一步转动了转动角Δφ3时是写入结束时刻。

与此相对，在高温时(t2)，入射到传感器透镜35的光线L0通过衍射光栅的上述作用变为以弯曲角度θt2(θt1＜θt2)向扫描方向的下游侧弯曲的光线Lt2。该光线Lt2在转动角φ时入射到同步传感器36。之后，当多面镜26转动了相当于预先设定的规定时间的转动角Δφ2时，发光控制部52开始用于描绘扫描线SL1的第1LD组件31的点灯控制(写入开始时刻)。由此，发出光线LS(t1)，从点P11开始曝光。该写入开始时刻与常温时相比提前了对应于多面镜26的转动角Δφ1的时间。因此，与点P1相比，点P11向扫描方向(箭头D1)的上游侧位移。

接着，发光控制部52持续进行所述点灯控制，直到多面镜26进一步转动了相当于有效扫描宽度的转动角Δφ3为止，并在对应于光线LE(t2)的点P21处结束所述点灯控制(写入结束时刻)。在此，示出因倍率误差的影响而点P21向比点P2更靠扫描方向的下游侧位移的例子。综上所述，在高温时，当多面镜26转动了转动角φ+Δφ2时是写入开始时刻，之后进一步转动了转动角Δφ3时是写入结束时刻。

在本实施方式中，高温时的写入开始时刻与常温时相比提前了对应于所述转动角Δφ1的时间，因此，可以将因倍率误差而产生的有效扫描宽度的扩展部分的一部分分配给有效扫描宽度的上游侧。由此，与有效扫描宽度的扩展部分集中出现于有效扫描宽度的下游侧的比较例的光扫描装置相比，本实施方式的光扫描装置13能够抑制颜色错位的产生。

特别是，将传感器透镜35的衍射光栅35D设为如下光栅结构较为理想，即：该光栅结构能够将由于温度上升而造成的第1、第2扫描透镜32、33的透镜能力的降低所引起的所述有效扫描宽度的扩展部分均匀地分配给扫描线SL1的扫描开始侧和扫描结束侧。具体而言，较为理想的是：预先求出衍射光栅35D的栅距与因温度变化带来的弯曲角度的变化之间的关系，以使光线入射到同步传感器36的时刻提前的程度(所述Δφ1的温度特性)与倍率误差所引起的有效扫描宽度的扩展部分的温度特性相一致的方式，设定衍射光栅35D的栅距。此时，点P1和点P11间的扫描偏离ΔA1与点P2和点P21间的扫描偏离ΔA2相同。因此，在倍率误差的发生前后，都能将扫描宽度中心C保持在同一位置，在相对扫描方式中能够将颜色错位的产生抑制到最小限度。

在以上说明的本实施方式涉及的光扫描装置13中，在光路上，在多面镜26与同步传感器36之间配置了具有衍射光栅35D的传感器透镜35。该衍射光栅35D使激光光线向扫描方向的下游侧方向弯曲，而且，其弯曲程度根据温度而变化。因此，即使因环境温度的变化而第1、第2扫描透镜32、33中产生倍率误差，也能够通过传感器透镜35，根据温度适当地调整激光光线向同步传感器36入射的时刻、即写入开始时刻。由此，能够有效地将倍率误差所引起的扫描偏离分配给扫描宽度的上游侧及下游侧，能够将因颜色错位造成的图像质量的降低抑制到最小限度。

以上就是对本发明涉及的实施方式的说明，但本发明并不限定于这些实施方式。例如，也可以进行如下所述的变形实施方式。

(1)在上述实施方式中，示出了在一个光扫描装置13中收容有两色的扫描光学系统30、40的两色共用型的方式。取而代之地，也可以采用在一个光扫描装置中收容有四色的扫描光学系统的四色共用型的相对扫描方式。

(2)在上述实施方式中，将全色打印机1作为图像形成装置的例子而示出。取而代之地，也可以将本发明适用于黑白打印机或复印机等。即，也可以将光扫描装置13作为单色用装置。

(3)在上述实施方式中，将多面镜26作为偏转体的例子而示出。取而代之地，也可以采用其他偏转体，例如也可以采用MEMS镜。另外，在上述实施方式中示出了第1、第2扫描光学系统30、40分别包含两张扫描透镜的例子，但也可以采用包含一张扫描透镜的扫描光学系统。

(4)参照图3，在上述实施方式中示出了经过第1、第2扫描透镜32、33的激光光线入射到同步传感器36的例子。取而代之地，也可以采用仅经过第1扫描透镜32的激光光线入射到同步传感器36的结构。此时，可以采用如下结构：在第1扫描透镜32和第2扫描透镜33之间，利用反射镜等取出有效扫描宽度的范围外的激光光线，使所反射的激光光线入射到同步传感器36。但是，在第1、第2扫描透镜32、33都具有主扫描方向的透镜能力的情况下，较为理想的是如上述实施方式同样，采用使经过第1、第2扫描透镜32、33的激光光线入射到同步传感器36的结构。

综上所述，根据本发明，不需采用复杂的结构，就能够可靠地抑制扫描透镜的倍率误差的影响。因此，能够提供图像质量优异的光扫描装置及图像形成装置。

Claims (3)

1.一种光扫描装置，是相对扫描方式的光扫描装置，其具备一个偏转体、向第1被扫描面照射光线的第1扫描光学系统、向第2被扫描面照射光线的第2扫描光学系统，所述第1扫描光学系统和所述第2扫描光学系统隔着所述一个偏转体相对配置，所述第1扫描光学系统利用光线在主扫描方向的第1方向上对所述第1被扫描面进行扫描，所述第2扫描光学系统利用光线在与所述第1方向相反的第2方向上对所述第2被扫描面进行扫描，

所述光扫描装置的特征在于，

所述一个偏转体分别使从所述第1扫描光学系统和所述第2扫描光学系统发出的光线偏转，并且，利用所述光线分别对包含所述第1被扫描面的规定的可扫描宽度的范围和包含所述第2被扫描面的规定的可扫描宽度的范围进行扫描，将扫描线写入到设定于所述可扫描宽度的范围内的有效扫描宽度内，

所述第1扫描光学系统和所述第2扫描光学系统分别包含：

光源，发出根据温度而波长发生变化的光线；

扫描透镜，在光路上被配置于所述偏转体与所述第1被扫描面或第2被扫描面之间，使所述光线成像于所述第1被扫描面或第2被扫描面；

同步传感器，对经过所述扫描透镜且朝向所述可扫描宽度的范围的光线中的、在所述扫描线的扫描开始侧处于所述有效扫描宽度的范围外的光线进行检测；

传感器透镜，在光路上被配置于所述扫描透镜与所述同步传感器之间，使所述光线成像于所述同步传感器，

所述光扫描装置还具备：

控制部，控制所述光源的发光动作，在将所述同步传感器检测出所述光线的时刻与规定时间相加而得的时刻，开始所述扫描线的写入，

其中，

所述传感器透镜具有透明的平板基材和设置在所述平板基材的一面或双面上使所述光线向所述扫描线的下游侧方向弯曲的衍射光栅，该衍射光栅使所述光线弯曲的程度根据温度而变化，

所述光源发出的光线的波长根据温度上升而变长，

所述扫描透镜是根据温度上升而透镜能力降低的透镜，

所述衍射光栅具有将所述透镜能力的降低所引起的所述有效扫描宽度的扩展部分均匀地分配给所述扫描线的扫描开始侧和扫描结束侧的栅结构。

2.根据权利要求1所述的光扫描装置，其特征在于：所述衍射光栅的栅距被设定为从扫描方向的上游侧向下游侧变宽。

3.一种图像形成装置，其特征在于包括：

第1感光鼓及第2感光鼓，分别具有作为被扫描面的第1周面及第2周面，并绕轴旋转；以及

根据权利要求1或2所述的光扫描装置，将所述第1周面作为所述第1被扫描面以及将所述第2周面作为所述第2被扫描面向所述第1周面及所述第2周面照射光线。