[发明专利]光学扫描装置和图像形成装置

说明书

                          相关申请的交叉引用

本申请要求对于2007年3月7日在日本申请的No.2007-057659号日本优先权文件的优先权，并且该文件的全部内容通过引用而结合在本文中。

                               技术领域

本发明涉及用于图像形成装置的光学扫描装置。

                               背景技术

为了用光束扫描光电元件，各种光学扫描装置被用于诸如数字式光电复印机，传真机和激光印刷机的图像形成装置。根据常规使用的光学扫描装置，将多角镜或检流计反射镜用作偏转来自光源的光束的偏转器。

然而，为了以较高的分辩率在短时间内形成图像，必须以较高的速度转动该多角镜或检流计反射镜。由于诸如噪音，转动期间发热以及可转动地支撑多角镜或检流计反射镜的轴承的耐久性的干扰，所以以较高的速度转动多角镜或检流计反射镜会受到一定的限制。

由于该原因，作为用于光学扫描装置的偏转器，最近有人提出通过硅微加工产生的偏转器(例如，参见日本专利公报No.2924200，日本专利公报No.3011144，日本专利申请公开公报No.2002-82303)。

如图21所示，该类型的偏转器501具有由振动镜502和扭转梁503形成的整体模制结构，振动镜502的表面形成反射面502a，扭转梁503作为枢轴支撑振动镜502。偏转器501的优点在于可以通过将振动镜502制成小尺寸实现小型化，并且偏转器501在低噪声下运转，以及虽然可进行高速运转但仍可保持低电耗，这是因为振动镜502通过利用振动镜502的共振进行往复运动和振动。

此外，偏转器501的另一个优点在于，因为偏转器501引起低振动并几乎不发热，容纳光学扫描装置的壳体可以用薄壁制成，因此该壳体用包含低混合比例玻璃纤维的低成本树脂模制材料构成，而且图像质量几乎不受影响。

尤其是，日本专利申请公开公报No.2002-82303公开了使用偏转器501代替多角镜的实例。所提出的实例是一种图像形成装置，因为通过利用振动镜作为多角镜的替代实现低噪声和低电耗，因此该图像形成装置适合于办公室环境并且适宜于全球环境。

然而，当驱动振动镜502时，由于振动镜502的惯性矩和回复力，存在如下所述的动态表面变形。

假定图20中所示的振动镜502的尺度纵向为2a，横向为2b，厚度为d，并且硅的密度为ρ。振动镜502的惯性矩I由下述等式1表示。

惯性矩I＝(4abρd/3)×a²                              (1)

如等式1所示，振动镜502的惯性矩I是局部力矩，为离开振动镜502的旋转轴的距离的函数，并且较长的离开旋转轴的距离导致较大的惯性矩。

振动镜502的厚度是较薄的几百微米，因此由于往复振动和施加在振动镜502上的惯性矩而发生转速变化，在振动镜502的扭转梁503附近的一点和远离扭转梁503的端部沿相反的方向施加力，因此如图21所示，振动镜502发生波动和变形。

因此，由振动镜502反射的光束的光通量的波前像差变大，使光束变粗。

图21描绘作为简单平板形成的振动镜502的变形状态。随着光通量的波前像差指标的下降，如图21中的虚线所示，沿与扭转梁503垂直的方向(主扫描方向)产生入射位置的偏差。

在这样的情况下，表观曲率(apparent curvature)不同，使光束的成像位置发生偏离(散焦)。尤其是由于偏转器或光源的装配偏差，如图22A和22B所示，当光束照射至振动镜502的边缘时，成像位置505处的光束变粗或发生散焦。

因此，照射到振动镜502的边缘的光束变成沿主扫描方向的会聚光通量(参见图22A)或发散光通量(参见图22B)，其结果是，光束不能均匀地会聚到成像位置505，因此得不到期望的束斑直径。

由于该原因，通常光束不能在整个扫描表面上会聚，束斑直径不能保持恒定，导致图像恶化的问题。

                               发明内容

本发明的目的是至少部分解决常规技术中存在的问题。