DE602005005092T2 - Optische Abtastvorrichtung und Bilderzeugungsgerät - Google Patents

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Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine optische Durchlaufvorrichtung zum Bewirken, dass ein Lichtstrahl auf einer zu durchlaufenden Oberfläche in einer Hauptdurchlaufrichtung durchläuft, und eine Bilderzeugungsvorrichtung zum Erzeugen eines elektrostatischen Bilds unter Verwendung einer solchen optischen Durchlaufvorrichtung.
  • Eine Vorrichtung, die diesen Typ einer optischen Durchlaufvorrichtung verwendet, ist eine Bilderzeugungsvorrichtung, wie ein Laserdrucker, eine Kopierermaschine und eine Faksimilemaschine. Bei beispielsweise der Vorrichtung, die in der japanischen Patentanmeldung Offenlegungsgazette Nummer 2003-43393 beschrieben ist, trifft ein Laserstrahl, der gemäß Bilddaten moduliert wird, über eine Kollimatorlinse, eine zylindrische Linse und eine Aperturblende auf einer Ablenkeinrichtung auf und wird daher abgelenkt. Die spezifische Struktur ist wie folgt.
  • Bei dieser optischen Durchlaufvorrichtung geht der Laserstrahl, der aus einem Halbleiterlaser emittiert wird, durch die Kollimatorlinse und die zylindrische Linse und wird demgemäß geformt, so dass die Querschnittsform des Laserstrahls eine elliptische Form wird, die sich in der Hauptdurchlaufrichtung ausdehnt. Innerhalb einer Teildurchlauf-Querschnittsoberfläche trifft dieser Laserstrahl unter einem Winkel in einer Teildurchlaufrichtung auf einer Ablenkspiegeloberfläche der Ablenkeinrichtung auf, das heißt, der Laserstrahl vollführt einen schrägen Einfall auf der Ablenkspiegeloberfläche. Zusätzlich verwendet diese Vorrichtung einen Galvanometerspiegel als die Ablenkeinrichtung, der in der Hauptdurchlaufrichtung innerhalb eines Durchlaufbereichs zwischen maximalen Amplituden ±θ max (Ablenkwinkel θ: –θ max bis 0° bis +θ max) wechselseitig um eine mittige Schwingungsachse schwingt und den auf der Ablenkspiegeloberfläche einfallenden Laserstrahl ablenkt. Der auf diese Art und Weise abgelenkte Laserstrahl erzeugt durch eine korrigierte Linse ein Bild auf einer Oberfläche einer photoempfindlichen Trommel (einer zu durchlaufenden Oberfläche). Es wird somit auf einer photoempfindlichen Trommel (die dem „Latentbildträger" hierin entspricht) ein elektrostatisches Bild erzeugt, das Bilddaten reflektiert.
  • Nebenbei bemerkt, bei dem Fall einer Vorrichtung, wie im Vorhergehenden beschrieben, bei der ein auf einer Ablenkspiegeloberfläche schräg einfallender Lichtstrahl abgelenkt wird und bewirkt wird, dass derselbe durchläuft, tritt ein Phänomen auf, dass ein Strahlenfleck BS, der auf einer zu durchlaufenden Oberfläche erzeugt wird, abhängig von einem Ablenkwinkel θ rotiert (Strahlenrotationsphänomen), wie beispielsweise in 11A bis 11C gezeigt ist. Dies ist dem schrägen Einfall zuzuschreiben, und wenn der Ablenkwinkel θ null ist, ist die mittige Achse AXb des Strahlenflecks BS, der auf der zu durchlaufenden Oberfläche erzeugt wird, annähernd parallel zu einer Teildurchlaufrichtung Y (11B). Wenn andererseits der Ablenkwinkel θ einen maximalen Wert (+θ max) erreicht, rotiert die mittige Achse AXb des Strahlenflecks BS um einen vorbestimmten Winkel (+φ) in der Teildurchlaufrichtung, wie in 11A gezeigt ist, und wenn der Ablenkwinkel θ einen maximalen Wert (–θ max) erreicht, rotiert die mittige Achse AXb des Strahlenflecks BS um einen vorbestimmten Winkel (–φ) in der Teildurchlaufrichtung Y, wie in 11C gezeigt ist. Der Winkel β, der in 11A bis 11C gezeigt ist, ist ein Schirmwinkel.
  • Bei dem Fall einer optischen Durchlaufvorrichtung, bei der ein Lichtstrahl auf einer Ablenkspiegeloberfläche schräg einfällt, rotiert ein Strahlenfleck abhängig von dem Ablenkwinkel, und somit verschlechtert sich eine Durchlaufcharakteristik. Als ein Resultat variiert, wenn eine solche optische Durchlaufvorrichtung als eine Belichtungseinheit einer Bilderzeugungsvorrichtung verwendet ist, die Dichte eines Bilds, das auf einer zu durchlaufenden Oberfläche erzeugt wird, in der Hauptdurchlaufrichtung, was zu einer verminderten Bildqualität führt.
  • Die EP-A-1 339 211 offenbart eine optische Mehrstrahlen-Durchlaufvorrichtung, die derart gebildet ist, dass eine Breite in einer Hauptdurchlaufrichtung von jedem einer Mehrzahl von Lichtstrahlen, die aus einer Lichtquelleneinheit emittiert werden, breiter als eine Bewegungsfläche in der Hauptdurchlaufrichtung ist, in der sich eine Ablenkfacette einer Ablenkeinheit bewegen und existieren kann, wenn die Mehrzahl von Lichtstrahlen, die aus der Lichtquelleneinheit emittiert werden, hin zu einer gesamten effektiven Durchlauffläche auf der zu durchlaufenden Oberfläche abgelenkt wird und hin zu der Synchronerfassungseinrichtung, die außerhalb der effektiven Durchlauffläche vorgesehen ist, abgelenkt wird.
  • Die US 2003/0210445 A1 offenbart ein optisches OFS-Durchlaufsystem, bei dem ein auf eine Ablenkoberfläche einfallender Lichtstrahl auf einen Lichtstrahl eingestellt wird, der breiter als die Ablenkoberfläche ist, und bei dem Winkel, die zwischen den Mittelachsen von emittierten Verteilungen von Lichtstrahlen aus Licht emittierenden Punkten von jeweiligen Lasern als Lichtquellen und der optischen Achse des entsprechenden optischen Systems innerhalb eines Hauptdurchlaufabschnitts erzeugt werden, und Gesamtwinkelbreiten von Laserstrahl-Strahlungswinkeln innerhalb des Hauptdurchlaufabschnitts reguliert werden. Eine Symmetrie und Gleichmäßigkeit einer Beleuchtungsverteilung eines Abbildungsflecks auf einer zu durchlaufenden Oberfläche werden somit verbessert.
  • Gemäß der Erfindung ist eine optische Durchlaufvorrichtung, wie in Anspruch 1 dargelegt, geschaffen.
  • Die vorliegende Erfindung schafft ferner eine Bilderzeugungsvorrichtung, wie in Anspruch 5 dargelegt ist.
  • Optionale Merkmale sind in den anderen Ansprüchen dargelegt.
  • Ein Ausführungsbeispiel schafft eine optische Durchlaufvorrichtung, die eine Rotation eines Strahlenflecks auf einer zu durchlaufenden Oberfläche, die einem schrägen Einfall eines Lichtstrahls auf einer Ablenkspiegeloberfläche zugeordnet ist, unterdrückt, um dadurch zu bewirken, dass der Lichtstrahl auf der zu durchlaufenden Oberfläche durchläuft, während derselbe eine ausgezeichnete Durchlaufcharakteristik zeigt, und eine Bilderzeugungsvorrichtung, die eine solche optische Durchlaufvorrichtung verwendet.
  • 1 ist eine Zeichnung, die ein erstes Ausführungsbeispiel einer Bilderzeugungsvorrichtung zeigt.
  • 2 ist ein Blockdiagramm, das die elektrische Struktur der Bilderzeugungsvorrichtung, die in 1 gezeigt ist, zeigt.
  • 3 ist eine Hauptdurchlauf-Querschnittsansicht, die die Struktur einer Belichtungseinheit zeigt, die in der Bilderzeugungsvorrichtung, die in 1 gezeigt ist, angeordnet ist.
  • 4 ist eine Teildurchlauf-Querschnittsansicht der Belichtungseinheit.
  • 5 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Abbilden eines durchlaufenden Lichtstrahls zeigt.
  • 6 und 7 sind Zeichnungen einer Ablenkeinrichtung, die eine der Komponenten ist, die die Belichtungseinheit erzeugen.
  • 8 ist ein Blockdiagramm, das die Strukturen der Belichtungseinheit und der Belichtungssteuerung zeigt.
  • 9A bis 9F sind Zeichnungen, die zeigen, wie die Ablenkeinheit bewirkt, dass der Lichtstrahl durchläuft.
  • 10A bis 10C sind Zeichnungen, die die Form eines Flecks des einfallenden Lichtstrahls auf der Ablenkspiegeloberfläche zeigen.
  • 11A bis 11C sind schematische Zeichnungen, die eine Strahlenrotation auf einer zu durchlaufenden Oberfläche zeigen.
  • 1 ist eine Zeichnung, die ein erstes Ausführungsbeispiel einer Bilderzeugungsvorrichtung zeigt. 2 ist ein Blockdiagramm, das die elektrische Struktur der Bilderzeugungsvorrichtung zeigt, die in 1 gezeigt ist. Diese Bilderzeugungsvorrichtung ist ein Farbdrucker des sogenannten 4-Zyklen-Typs. Wenn von einer äußeren Vorrichtung, wie einem Host-Computer, ansprechend auf eine Bilderzeugungsanfrage eines Benutzers ein Druckbefehl einer Hauptsteuerung 11 zugeführt wird, steuert bei dieser Bilderzeugungsvorrichtung eine Motorsteuerung 10 jeweilige Teile eines Motorteils EG gemäß der Druckanweisung, die von der Hauptsteuerung 11 einer CPU 111 empfangen wird, und ein Bild, das der Druckanweisung entspricht, wird auf einem Blatt erzeugt, das ein Kopierpapier, ein Transferpapier, ein einfaches Papier oder eine Folie für einen Overheadprojektor sein kann.
  • Bei dem Motorteil EG ist ein photoempfindliches Glied 2 angeordnet, so dass das photoempfindliche Glied 2 in der Pfeilrichtung (Teildurchlaufrichtung), die in 1 gezeigt ist, frei rotieren kann. Um das photoempfindliche Glied 2 sind eine Ladereinheit 3, eine Rotationsentwicklereinheit 4 und ein Reiniger (nicht gezeigt) entlang der Richtung angeordnet, in der das photoempfindliche Glied rotiert. Eine Ladesteuerung 103 ist für ein Anlegen einer vorbestimmten Ladevorspannung an die Ladereinheit 3 mit der Ladereinheit 3 elektrisch verbunden. Das Anlegen der Vorspannung lädt eine Außenumfangsoberfläche des photoempfindlichen Glieds 2 gleichmäßig auf ein vorbestimmtes Oberflächenpotenzial. Das photoempfindliche Glied 2, die Ladereinheit 3 und der Reiniger erzeugen eine Patrone mit einem integrierten photoempfindlichen Glied, die als eine integrierte Einheit an einem Hauptabschnitt 5 der Vorrichtung frei angebracht und von demselben gelöst werden kann.
  • Eine Belichtungseinheit 6 emittiert einen Lichtstrahl L hin zu der durch die Ladereinheit 3 so geladenen Außenumfangsoberfläche des photoempfindlichen Glieds 2. Die Belichtungseinheit 6 bewirkt, dass der Lichtstrahl L auf dem photoempfindlichen Glied 2 basierend auf einem elektrischen Signal von einer Belichtungssteuerung, die im Folgenden beschrieben wird, durchläuft, wodurch ein elektrostatisches Bild erzeugt wird, das ein Bildsignal reflektiert. Die Belichtungseinheit 6 ist somit eine optische Durchlaufvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel, und die Struktur und die Operationen der Belichtungseinheit werden im Folgenden detailliert beschrieben.
  • Die Entwicklereinheit 4 entwickelt ein so erzeugtes elektrostatisches Latentbild mit einem Toner. Mit anderen Worten, bei diesem Ausführungsbeispiel weist die Entwicklereinheit 4 einen Halterahmen 40, der für freie Rotationen axial angeordnet ist, und ferner einen Gelbentwickler 4Y, einen Magentaentwickler 4M, einen Cyanentwickler 4C und einen Schwarzentwickler 4K auf, die einen Toner der jeweiligen Farben unterbringen und als Patronen erzeugt sind, die an dem Halterahmen 40 frei anbringbar und von demselben lösbar sind. Die Entwicklereinheit 4 wird ansprechend auf einen Steuerbefehl, der von einer Entwicklersteuerung 104 der Motorsteuerung 10 gegeben wird, in Rotationen getrieben. Wenn die Entwickler 4Y, 4C, 4M und 4K selektiv bei einer vorbestimmten Entwicklungsposition positioniert sind, die an das photoempfindliche Glied 2 angrenzt oder dem photoempfindlichen Glied 2 über einen vorbestimmten Zwischenraum zugewandt ist, wird ein Toner der Farbe, die dem ausgewählten Entwickler entspricht, durch eine Entwicklerwalze 44, die den Toner der ausgewählten Farbe trägt, auf die Oberfläche des photoempfindlichen Glieds 2 geliefert. Als ein Resultat wird das elektrostatische Latentbild auf dem photoempfindlichen Glied 2 in der ausgewählten Tonerfarbe sichtbar gemacht.
  • Ein Tonerbild, das durch die Entwicklereinheit 4 auf die vorhergehende Art und Weise entwickelt wird, wird primär auf einen Zwischentransferriemen 71 einer Transfereinheit 7 in einer primären Transferregion TR1 transferiert. Die Transfereinheit 7 weist den Zwischentransferriemen 71, der über eine Mehrzahl von Walzen 72, 73 etc. läuft, und einen Treiber (nicht gezeigt) auf, der die Walze 73 in Rotationen treibt, um dadurch den Zwischentransferriemen 71 in einer vorbestimmten Rotationsrichtung rotieren zu lassen.
  • Ferner befinden sich ein Transferriemenreiniger (nicht gezeigt), ein Dichtesensor 76 (2) und ein Vertikalsynchronisationssensor 77 (2) in der Nähe der Walze 72. Von diesen ist der Dichtesensor 76 einer Oberfläche des Zwischentransferriemens 71 zugewandt angeordnet und misst die optische Dichte eines Korrekturbilds (englisch: patch image), das auf einer Außenumfangsoberfläche des Zwischentransferriemens 71 erzeugt ist. Unterdessen ist der Vertikalsynchronisationssensor 77 ein Sensor, der eine Bezugsposition des Zwischentransferriemens 71 erfasst, und dient als ein Vertikalsynchronisationssensor zum Erhalten eines Synchronisiersignals, das in Bezug auf Rotationen des Zwischentransferriemens 71 in der Teildurchlaufrichtung ausgegeben wird, nämlich eines Vertikalsynchronisiersignals Vsync. Bei dieser Vorrichtung sind zu dem Zweck eines Ausrichtens des Zeitpunkts, zu dem die jeweiligen Teile in Betrieb sind, und eines genauen Überlagerns von Tonerbildern der jeweiligen Farben übereinander die jeweiligen Teile der Vorrichtung unter der Steuerung des Vertikalsynchronisiersignals Vsync in Betrieb.
  • Für einen Transfer von Farbbildern auf Blätter werden die Tonerbilder der jeweiligen Farben, die auf dem photoempfindlichen Glied 2 erzeugt werden, einander auf dem Zwischentransferriemen 71 überlagert, wodurch Farbbilder erzeugt werden, die dann sekundär auf Blätter transferiert werden, die nacheinander aus einer Kassette 8 herausgenommen und auf einem Transportweg F zu einer sekundären Transferregion TR2 transportiert werden.
  • In dieser Stufe wird, um die Bilder, die durch den Zwischentransferriemen 71 getragen werden, ordnungsgemäß bei einer vorbestimmten Position auf ein Blatt zu transferieren, der Zeitpunkt eines Zuführens des Blatts zu der sekundären Transferregion TR2 gesteuert. Genauer gesagt, auf dem Transportweg F ist vor der sekundären Transferregion TR2 eine Torwalze (englisch: gate roller) 81 angeordnet, und während die Torwalze 81 in Synchronisation mit der zeitlichen Steuerung von Rotationen des Zwischentransferriemens 71 rotiert, wird das Blatt mit einer vorbestimmten zeitlichen Steuerung in die sekundäre Transferregion TR2 zugeführt.
  • Das Blatt, das nun das Farbbild trägt, wird ferner durch eine Fixiereinheit 9 und eine Entladewalze 82 zu einem Entladefach-Teil 51 transportiert, das in einem Teil der obersten Oberfläche des Hauptabschnitts 5 der Vorrichtung angeordnet ist. Wenn auf beiden Oberflächen eines Blatts Bilder zu erzeugen sind, bewegt die Entladewalze 82 das Blatt, das auf dessen einer Oberfläche ein Bild auf die vorhergehende Art und Weise lagert, in einer Zurückschaltbewegung. Das Blatt wird daher entlang einem Rückwärtstransportweg FR transportiert. Während das Blatt wieder zurück zu dem Transportweg F zurückgeführt wird, bevor dasselbe bei der Torwalze 81 ankommt, ist die Oberfläche des Blatts, die an den Zwischentransferriemen 71 in der sekundären Transferregion TR2 angrenzt und ein transferiertes Bild zu empfangen hat, in dieser Stufe die entgegengesetzte Oberfläche zu der Oberfläche, die bereits das Bild trägt. Auf diese Weise ist es möglich, auf beiden Oberflächen des Blatts Bilder zu erzeugen.
  • In 2 ist bei 113 ein Bildspeicher, der in der Hauptsteuerung 11 angeordnet ist, für eine Speicherung von Bilddaten, die von einer äußeren Vorrichtung, wie einem Host-Computer, über eine Schnittstelle 112 zugeführt werden, bezeichnet. Bei 106 ist ein ROM bezeichnet, der ein Berechnungsprogramm, das durch eine CPU 101 ausgeführt wird, Steuerdaten zum Steuern des Motorteils EG etc. speichert. Bei 107 ist ein RAM bezeichnet, der ein Berechnungsresultat, das durch die CPU 101 hergeleitet wird, andere Daten etc. temporär speichert.
  • 3 ist eine Hauptdurchlauf-Querschnittsansicht, die die Struktur der Belichtungseinheit zeigt, die in der Bilderzeugungsvorrichtung, die in 1 gezeigt ist, angeordnet ist. 4 ist eine Teildurchlauf-Querschnittsansicht der Belichtungseinheit. 5 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Abbilden eines durchlaufenden Lichtstrahls zeigt. 6 und 7 sind Zeichnungen einer Ablenkeinrichtung, die eine von Komponenten ist, die die Belichtungseinheit erzeugen. 8 ist ein Blockdiagramm, das die Strukturen der Belichtungseinheit und der Belichtungssteuerung zeigt. Die Struktur und die Operationen der Belichtungseinheit 6 werden nun unter Bezugnahme auf diese Zeichnungen detailliert beschrieben.
  • Die Belichtungseinheit 6 weist ein Belichtungsgehäuse 61 auf. An dem Belichtungsgehäuse 61 ist eine einzelne Laserquelle 62 fixiert, was die Emission eines Lichtstrahls aus der Laserquelle 62 zulässt. Die Laserquelle 62 ist mit einem Lichtquellentreiber 102a einer Belichtungssteuerung 102 elektrisch verbunden, wie in 8 gezeigt ist. Der Lichtquellentreiber 102a steuert also ein EIN und AUS der Laserquelle 62 gemäß Bilddaten, und die Laserquelle 62 emittiert einen Lichtstrahl, der gemäß den Bilddaten moduliert wird. Die Laserquelle 62 funktioniert somit als die „Lichtquelle" des Ausführungsbeispiels.
  • Um zu bewirken, dass der Lichtstrahl aus der Laserquelle 62 die Oberfläche des photoempfindlichen Glieds 2 (die zu durchlaufende Oberfläche) durchläuft und belichtet, sind ferner im Inneren des Belichtungsgehäuses 61 eine Kollimatorlinse (ein erstes optisches System) 63, ein Spiegel 64, eine Ablenkeinrichtung 65, eine Durchlauflinse 66 und ein Rückspiegel 67 angeordnet. Mit anderen Worten, nachdem der Lichtstrahl aus der Laserquelle 62 durch die Kollimatorlinse 63 in ein kollimiertes Licht einer ordnungsgemäßen Größe geformt wurde, trifft derselbe unter einem spitzen Winkel γ hinsichtlich einer Bezugsoberfläche SS, die orthogonal zu einer Drehachse (die der „Treibachse" des Ausführungsbeispiels entspricht) AX ist, auf eine Ablenkspiegeloberfläche 651 der Ablenkeinrichtung 65 auf, wie in 4 gezeigt ist.
  • Die Ablenkeinrichtung 65 wird unter Verwendung eines Mikrobearbeitungsverfahrens hergestellt, das eine Anwendung von Halbleiterfertigungsverfahren ist und das darauf abzielt, an einem Halbleitersubstrat eine integrierte Mikromaschine zu erzeugen, und daher ist die Ablenkeinrichtung 65 in der Lage, einen Lichtstrahl, der durch die Ablenkspiegeloberfläche 651 reflektiert wird, in der Hauptdurchlaufrichtung X abzulenken. Genauer gesagt, die Ablenkeinrichtung 65 hat folgende Struktur.
  • Wie in 6 und 7 gezeigt, funktioniert bei der Ablenkeinrichtung 65 ein Silizium-Einzelkristallsubstrat (auf das im Folgenden lediglich als ein „Siliziumsubstrat" Bezug genommen ist) 652 als das „Halteglied" des Ausführungsbeispiels, und durch teilweises Verarbeiten des Siliziumsubstrats 652 wird eine bewegbare Platte 653 erhalten. Die bewegbare Platte 653 wird durch Torsionsfedern 654 elastisch an dem Siliziumsubstrat 652 gehalten und ist in der Lage, sich frei um die Drehachse AX zu drehen, die sich in der Teildurchlaufrichtung Y, die annähernd orthogonal zu der Hauptdurchlaufrichtung X ist, ausdehnt. In einem mittigen Teil der bewegbaren Platte 653 ist ferner ein Aluminiumfilm oder dergleichen als die Ablenkspiegeloberfläche 651 angeordnet. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die bewegbare Platte 653 in der Form eines länglichen Streifens ausgeführt, der sich in der Hauptdurchlaufrichtung X erstreckt, wie in 6 gezeigt ist.
  • Zusätzlich ist in einem annähernd mittigen Teil des Siliziumsubstrats 652 eine Ausnehmung 652a erzeugt, wie in 7 gezeigt, so dass sich die bewegbare Platte 653 um die Drehachse AX drehen kann. In der inneren unteren Oberfläche der Ausnehmung 652a sind Elektroden 658a und 658b an Orten fixiert, die den beiden Enden der bewegbaren Platte 653 gegenüberliegen (7). Diese zwei Elektroden 658a und 658b funktionieren als Elektroden, die zum Treiben der bewegbaren Platte 653 in den Drehvorgang um die Drehachse AX dienen. Kurz gesagt, die Elektroden 658a und 658b sind mit einem Drehtreiber 102b der Belichtungssteuerung 102 elektrisch verbunden, und wenn an die Elektrode eine Spannung angelegt wird, wirkt zwischen der Elektrode und der Ablenkspiegeloberfläche 651 eine elektrostatische Adsorptionskraft, so dass ein Randteil der Ablenkspiegeloberfläche 651 hin zu der Elektrode gezogen wird. Ein abwechselndes Anlegen einer vorbestimmten Spannung von dem Drehtreiber 102b an die Elektroden 658a und 658b lässt also die Ablenkspiegeloberfläche 651 wechselseitig um die Drehachse AX, nämlich die Torsionsfedern 654, schwingen. Wenn die Treibfrequenz zum Erhalten der wechselseitigen Schwingungen auf die Resonanzfrequenz der Ablenkspiegeloberfläche 651 eingestellt ist, schwingt die Ablenkspiegeloberfläche 651 mit einer großen Amplitude, und die Randabschnitte der Ablenkspiegeloberfläche 651 werden folglich zu Positionen verschoben, die sich in der Nähe der Elektroden 658a und 658b befinden. Während die Randteile der Ablenkspiegeloberfläche 651 infolge einer Resonanz die Positionen nahe bei den Elektroden 658a und 658b erreichen, tragen die Elektroden 658a und 658b ferner zum Treiben der Ablenkspiegeloberfläche 651 bei, und die Randteile der Ablenkspiegeloberfläche 651 und die beiden Elektroden, die auf einer ebenen Oberfläche angeordnet sind, machen es demgemäß möglich, die Schwingungen stabiler aufrechtzuerhalten.
  • Obwohl im Vorhergehenden beschrieben wurde, dass gemäß diesem Ausführungsbeispiel eine elektrostatische Adsorptionskraft die Ablenkspiegeloberfläche 651 wechselseitig schwingen lässt, kann eine elektromagnetische Kraft verwendet sein, um die Ablenkspiegeloberfläche 651 schwingen zu lassen. Ein Treiben der Ablenkspiegeloberfläche 651 mittels einer elektromagnetischen Kraft ist bereits ein gut bekanntes Verfahren und wird also hier nicht beschrieben.
  • Die Belichtungseinheit 6 wird, wieder auf 3 und 4 Bezug nehmend, weiter beschrieben. Der durchlaufende Lichtstrahl, dessen Durchlaufen durch die Ablenkeinrichtung 65 wie im Vorhergehenden beschrieben bewirkt wird, wird von der Ablenkeinrichtung 65 hin zu dem photoempfindlichen Glied 2 emittiert, und dieser durchlaufende Lichtstrahl Ls wird auf dem photoempfindlichen Glied 2 über die Durchlauflinse 66 und den Rückspiegel 67, die dem „zweiten optischen System" des Ausführungsbeispiels entsprechen, abgebildet, und folglich wird auf der Oberfläche des photoempfindlichen Glieds ein Fleck des Lichtstrahls Ls erzeugt. Der durchlaufende Lichtstrahl Ls läuft auf diese Art und Weise parallel zu der Hauptdurchlaufrichtung X durch, und ein linienartiges Latentbild, das sich in der Hauptdurchlaufrichtung X ausdehnt, wird bei einer Durchlaufposition auf dem photoempfindlichen Glied 2 erzeugt, wie in 5 gezeigt ist.
  • Bei diesem Ausführungsbeispiel lenken Rückspiegel 69a bis 69c bei dem Start oder Ende des durchlaufenden Lichtstrahls den durchlaufenden Lichtstrahl von der Ablenkeinrichtung 65 zu dem Synchronisationssensor 60, wie in 3 gezeigt ist. Kurz gesagt, bei diesem Ausführungsbeispiel funktioniert der Synchronisationssensor 60 als ein Horizontalsynchronisations-Lesesensor, der zum Erhalten eines Synchronisiersignals in der Hauptdurchlaufrichtung X, nämlich eines Horizontalsynchronisiersignals, dient.
  • Eine spezifische Struktur, die bei diesem Ausführungsbeispiel zu dem Zweck einer Milderung des Strahlenrotationsphänomens verwendet ist, wird nun unter Bezugnahme auf 4, 9A bis 9F und 10A bis 10C detailliert beschrieben. 9A bis 9F sind Zeichnungen, die zeigen, wie die Ablenkeinrichtung bewirkt, dass der Lichtstrahl durchläuft, während 10A bis 10C Zeichnungen sind, die die Form eines Flecks des einfallenden Lichtstrahls auf der Ablenkspiegeloberfläche zeigen. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Lichtstrahl Li, der von der Laserquelle 62 auf der Ablenkspiegeloberfläche 651 auftrifft, ein paralleler Fluss, dessen Querschnittsform annähernd oval ist, und trifft auf der Ablenkspiegeloberfläche 651 von der Vorderseite auf.
  • Es wird nun eine Beschreibung von Operationen zum Ablenken des Lichtstrahls gegeben, wie dieselben sind, wenn ein Drehwinkel θ null und die maximalen Winkel (+θ max) und (–θ max) wird. In 9A bis 9F (ferner in 12A bis 12F und 16A bis 16F, die im Folgenden beschrieben werden) bezeichnet das Symbol SL eine Schnittlinie, die erzeugt wird, während die Ablenkspiegeloberfläche 651 die Bezugsoberfläche SS bei einer Position eines Einfalls des Lichtstrahls Li auf die Ablenkspiegeloberfläche 651 schneidet, nämlich die „Bezugslinie" des Ausführungsbeispiels. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist eine Richtung, die orthogonal zu der Schnittlinie SL innerhalb der Ablenkspiegeloberfläche 651 ist, als eine Spiegelbreitenrichtung definiert.
  • Zuerst wird, wenn der Drehwinkel θ null ist (wenn die optische Achse OAi des einfallenden Lichtstrahls Li orthogonal zu der Bezugslinie SL bei diesem Ausführungsbeispiel ist), auf der Ablenkspiegeloberfläche 651 ein Strahlenfleck BSi, wie der in 10B gezeigte, erzeugt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist in der Spiegelbreitenrichtung Y die Größe Hbs des Flecks des einfallenden Lichtstrahls Li größer als die Breite Hb der Ablenkspiegeloberfläche 651. Das heißt, die Ablenkspiegeloberfläche 651 ist mit dem einfallenden Lichtstrahl Li überfüllt, und daher wird lediglich ein mittiger Teil des einfallenden Lichtstrahls Li durch die Ablenkspiegeloberfläche 651 reflektiert und als der durchlaufende Lichtstrahl Ls zu der Durchlauflinse 66 gelenkt. Bei diesem Fall (bei dem der Ablenkwinkel θ null ist) fällt ohne eine Strahlenrotation die mittige Achse CLi des einfallenden Lichtstrahls Li vollkommen mit der mittigen Achse CLs des abgehenden Lichtstrahls (des durchlaufenden Lichtstrahls) Ls zusammen, und diese fallen annähernd mit der Bezugslinie SL zusammen.
  • Während sich die Ablenkspiegeloberfläche 651 dreht und der Drehwinkel θ wächst, wie in 9D und 9F gezeigt ist, reflektiert die Ablenkspiegeloberfläche 651 den mittigen Teil des einfallenden Lichtstrahls Li bei der gleichen Höhe und der gleichen Position wie die Bezugsoberfläche SS, während dieselbe einen Teil des einfallenden Lichtstrahls Li hauptsächlich bei einem Abschnitt unter der Bezugsoberfläche SS reflektiert und den anderen Teil des einfallenden Lichtstrahls Li hauptsächlich bei einem Abschnitt über der Bezugsoberfläche SS reflektiert. Wenn der Drehwinkel θ der maximale Winkel (+θ max) wird, wie in 10A gezeigt ist, rotiert der Strahlenfleck BSi des einfallenden Lichtstrahls Li auf der Ablenkspiegeloberfläche 651 größtenteils, wobei die mittige Achse CLi des einfallenden Lichtstrahls Li hinsichtlich der Bezugslinie SL stark geneigt ist. Aufgrund dieses Phänomens tritt eine Strahlenrotation auf. Was diese Einrichtung betrifft, tritt eine Strahlenrotation ähnlich auch wegen eines Drehens in der entgegengesetzten Richtung auf (10C).
  • Nebenbei bemerkt, da bei diesem Ausführungsbeispiel die Fleckgröße Hbs des einfallenden Lichtstrahls Li größer als die Breite Hb der Ablenkspiegeloberfläche 651 ist, wenn der Drehwinkel θ null ist, wie im Vorhergehenden beschrieben, ist die folgende Beziehung erfüllt, selbst wenn der Drehwinkel θ etwas anderes als null ist:
    Hbs > Hb
  • Infolgedessen ist die Ablenkspiegeloberfläche 651 mit dem einfallenden Lichtstrahl Li überfüllt, und lediglich ein mittiger Teil des einfallenden Lichtstrahls Li wird durch die Ablenkspiegeloberfläche 651 reflektiert und als der durchlaufende Lichtstrahl Ls zu der Durchlauflinse 66 gelenkt. Bei einer Strahlenrotation wird also die mittige Achse CLs des abgehenden Lichtstrahls (des durchlaufenden Lichtstrahls) Ls nahe bei der mittigen Achse CLs sein, wie dieselbe ist, wenn der Drehwinkel θ null ist (10B). Mit anderen Worten, wenngleich der einfallende Lichtstrahl Li größtenteils rotiert, wird eine Rotation des durchlaufenden Lichtstrahls Ls gemildert. Dies mildert ferner eine Rotation des Strahlenflecks auf der Oberfläche des photoempfindlichen Glieds 2.
  • Ferner ist bei diesem Ausführungsbeispiel, selbst wenn der Drehwinkel θ der maximale Winkel (+θ max) oder (–θ max) wird, die Länge Has des Flecks des einfallenden Lichtstrahls Li in der Hauptdurchlaufrichtung X kürzer als die Länge Ha der Ablenkspiegeloberfläche 651, wie in 10A und 10C gezeigt ist. Es ist also möglich, sicher zu verhindern, dass sich der einfallende Lichtstrahl Li innerhalb des Durchlaufbereichs in der Hauptdurchlaufrichtung X außerhalb der Ablenkspiegeloberfläche 651 ausbreitet, und also den Lichtstrahl wirksam auf die Oberfläche des photoempfindlichen Glieds 2 abzulenken. Es ist folglich möglich, über den gesamten Durchlaufbereich einen hellen Lichtfleck auf der Oberfläche des photoempfindlichen Glieds zu erzeugen. Zusätzlich variiert das Volumen des durch die Ablenkspiegeloberfläche 651 reflektierten Flusses (die schraffierten Flächen in 10A bis 10C) weniger, ungeachtet des Werts des Drehwinkels θ, und man erhält also über den gesamten Durchlaufbereich eine annähernd einheitliche Lichtmenge.
  • Wie im Vorhergehenden beschrieben, läuft bei diesem Ausführungsbeispiel, obwohl der Lichtstrahl Li auf die Ablenkspiegeloberfläche 651 schräg einfällt, der Lichtstrahl, da die Ablenkspiegeloberfläche 651 in der Spiegelbreitenrichtung Y mit dem einfallenden Lichtstrahl Li überfüllt ist, auf der Oberfläche des photoempfindlichen Glieds 2 mit einer ausgezeichneten Durchlaufcharakteristik durch, während eine Rotation des Strahlenflecks unterdrückt wird. Es wird folglich ein Latentbild auf der Oberfläche des photoempfindlichen Glieds 2 stabil erzeugt.
  • Um sicherzustellen, dass die Ablenkspiegeloberfläche 651 in der Spiegelbreitenrichtung Y kleiner als der Strahlenfleck BSi des einfallenden Lichtstrahls Li ist, und dadurch den im Vorhergehenden beschriebenen überfüllten Zustand zu erreichen, ist die bewegbare Platte 653 in der Form eines länglichen Streifens ausgeführt, und die Breite Hb in der Spiegelbreitenrichtung Y ist daher bei diesem Ausführungsbeispiel beträchtlich schmaler als bei herkömmlichen Vorrichtungen. Bei der Belichtungseinheit 6, die eine solche Struktur hat, hat also die bewegbare Platte 653 ein geringes Gewicht und wird demgemäß veranlasst, sich anders als bei herkömmlichen Vorrichtungen mit einer hohen Geschwindigkeit auf eine stabile Art und Weise zu drehen. Der Lichtstrahl läuft somit auf der Oberfläche des photoempfindlichen Glieds 2 stabil mit einer hohen Geschwindigkeit durch, wodurch auf eine stabile Art und Weise ein Latentbild erzeugt wird.
  • Die vorliegende Erfindung ist nicht auf das vorhergehende Ausführungsbeispiel begrenzt, sondern kann auf verschiedene Art und Weise modifiziert sein. Die Ablenkeinrichtung 65 kann beispielsweise eine herkömmliche Ablenkeinrichtung sein, wie ein Galvanometerspiegel und ein Polygonspiegel.
  • Obwohl ferner bei den vorhergehenden Ausführungsbeispielen ein Lichtstrahl von einer Vorderseite der Ablenkspiegeloberfläche 651 auf die Ablenkspiegeloberfläche 651 einfällt, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf begrenzt. Ein Lichtstrahl kann stattdessen von einer Seite (oder von unten) oder von der anderen Seite (oder von oben) hinsichtlich der Bezugsoberfläche SS schräg auf die Ablenkspiegeloberfläche 651 einfallen.
  • Obwohl die optische Durchlaufvorrichtung bei dem Ausführungsbeispiel als eine Belichtungseinheit einer Farbbilderzeugungsvorrichtung verwendet ist, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf begrenzt. Mit anderen Worten, die optische Durchlaufvorrichtung kann als eine Belichtungseinheit einer Bilderzeugungsvorrichtung verwendet sein, bei der ein Lichtstrahl auf einem Latentbildträger, wie einem photoempfindlichen Glied, durchläuft, um dadurch ein elektrostatisches Latentbild zu erzeugen, das elektrostatische Latentbild mit einem Toner entwickelt wird, und ein Tonerbild erzeugt wird. Die Anwendung der optischen Durchlaufvorrichtung ist natürlich nicht auf eine Belichtungseinheit, die bei einer Bilderzeugungsvorrichtung angeordnet ist, begrenzt, sondern umfasst allgemein eine beliebige optische Durchlaufvorrichtung, die bewirkt, dass ein Lichtstrahl auf einer zu durchlaufenden Oberfläche durchläuft.

Claims (5)

  1. Optische Durchlaufvorrichtung zum Bewirken, dass ein Lichtstrahl auf einer zu durchlaufenden Oberfläche (2) in einer Hauptdurchlaufrichtung (X) durchläuft, mit: einer Ablenkeinrichtung (65), die eine Ablenkspiegeloberfläche (651) zum Reflektieren eines einfallenden Lichtstrahls (Li) und einen Treiber (658a, 658b) zum Verschieben der Ablenkspiegeloberfläche (651) um eine Treibachse (AX, Y), die annähernd orthogonal zu der Hauptdurchlaufrichtung (X) ist, aufweist, um dadurch den einfallenden Lichtstrahl in der Hauptdurchlaufrichtung (X) innerhalb eines vorbestimmten Durchlaufbereichs abzulenken; einer Lichtquelle (62) zum Emittieren des Lichtstrahls (Li); einem ersten optischen System (63) zum Formen des Lichtstrahls (Li) von der Lichtquelle (62) und zum Bewirken, dass der Lichtstrahl (Li) unter einem spitzen Winkel (γ) hinsichtlich einer Bezugsebene (SS), die orthogonal zu der Treibachse (AX) ist, auf der Ablenkspiegeloberfläche (651) auftrifft; und einem zweiten optischen System (66, 67) zum Bewirken, dass der Lichtstrahl (Ls), der durch die Ablenkspiegeloberfläche (651) abgelenkt wird, auf der zu durchlaufenden Oberfläche (2) ein Bild erzeugt; wobei bei einer Verwendung die Linie (SL), bei der die Bezugsebene (SS) die Ablenkspiegeloberfläche (651) bei der Position des Einfalls des einfallenden Lichtstrahls (Li) auf die Ablenkspiegeloberfläche (651) schneidet, als eine Bezugslinie (SL) definiert ist, und eine Richtung, die orthogonal zu der Hauptdurchlaufrichtung (X) ist, als eine Richtung einer Spiegelbreite (Hb) definiert ist, die Größe (Hbs) des Flecks (BSi) des einfallenden Lichtstrahls (Li), der auf der Ablenkspiegeloberfläche (651) erzeugt wird, größer als die Breite (Hb) der Ablenkspiegeloberfläche (651) in der Breitenrichtung des Spiegels ist, wenn die optische Achse des einfallenden Lichtstrahls (Li) orthogonal zu der Bezugslinie (SL) ist; und die Größe (Has) des Flecks (BSi) des einfallenden Lichtstrahls (Li), der auf der Ablenkspiegeloberfläche (651) erzeugt wird, in der Hauptdurchlaufrichtung (X) innerhalb des Durchlaufbereichs des Lichtstrahls, der durch die Verschiebung der Ablenkspiegeloberfläche (651) um die Treibachse (AX) abgelenkt wird, kleiner als die Länge (Ha) der Ablenkspiegeloberfläche (651) in der Hauptdurchlaufrichtung (X) ist, wobei die Verschiebung bis zu den Winkeln zwischen der optischen Achse des einfallenden Lichtstrahls (Li) und der Bezugslinie (SL) reicht, bei denen die Winkel den maximalen Wert und den minimalen Wert, die jeweils dem maximalen Winkel (|+θ max|) der Ablenkspiegeloberfläche (651) um die Treibachse (AX) in einer Richtung und dem maximalen Winkel (|–θ max|) der Ablenkspiegeloberfläche (651) um die Treibachse (AX) in der anderen Richtung entsprechen, erreichen.
  2. Optische Durchlaufvorrichtung nach Anspruch 1, bei der das erste optische System angeordnet ist, um den Lichtstrahl (Li) aus der Lichtquelle (62) in einen parallelen Fluss zu formen und zu bewirken, dass der parallele Fluss auf der Ablenkspiegeloberfläche (651) als der einfallende Lichtstrahl auftrifft.
  3. Optische Durchlaufvorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei der das erste optische System angeordnet ist, um zu bewirken, dass der einfallende Lichtstrahl (Li) auf der Ablenkspiegeloberfläche (651) von einer Vorderseite der Ablenkspiegeloberfläche auftrifft.
  4. Optische Durchlaufvorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei der die Ablenkeinrichtung ein bewegbares Glied (653), das eine Form eines länglichen Streifens hat, der sich in der Hauptdurchlaufrichtung erstreckt und die Ablenkspiegeloberfläche (651) hat, sowie ein Halteglied (652), das mit dem bewegbaren Glied einstückig gebildet ist, und das das bewegbare Glied auf eine solche Art und Weise hält, dass sich das bewegbare Glied um die Treibachse (AX) frei drehen kann, aufweist, wobei der Treiber (658a, 658b) angeordnet ist, um das bewegbare Glied zu treiben, damit es sich um die Treibachse (AX) dreht, um dadurch den einfallenden Lichtstrahl abzulenken.
  5. Bilderzeugungsvorrichtung mit: der optischen Durchlaufvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche; und einem Latentbildträger, wobei die optische Durchlaufvorrichtung angeordnet ist, um zu bewirken, dass der Lichtstrahl auf einer Oberfläche des Latentbildträgers durchläuft, um dadurch ein elektrostatisches Latentbild auf dem Latentbildträger zu erzeugen.
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