扫描光学装置以及设有该扫描光学装置的成像装置的制作方法

专利名称：扫描光学装置以及设有该扫描光学装置的成像装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电子照相成像装置(下文中简称为"成像装置")， 例如复印机、传真机、打印机以及多功能外围设备(该多功能外围设 备为多功能复印机)，本发明还涉及包含在成像装置中的扫描光学装 置。
背景技术：
通常，在包含于复印机、激光束打印机等中的扫描光学装置中， 从激光束源发射的光束通过偏转器而偏转，并通过成像光学系统(例
如f-e透镜)来收集，聚束点形成于作为图像承载部件的感光鼓上， 且感光鼓表面由聚束点扫描。例如，在纵列式彩色成像装置中(在该
彩色成像装置中，与Y (黄色)、M (洋红色)、C (青色)和K (黑 色)颜色相对应的四个感光鼓布置为利用Y、 M、 C和K显影剂(下 文中称为"调色剂")来形成多色图像)，从激光束源发射的激光束进 行偏转，感光鼓由激光束进行扫描，以便分别形成静电潜像。静电潜 像分别通过Y、 M、 C和K显影装置而显影成四个调色剂图像，且该 调色剂图像顺序叠加和转印至环形带上，该环形带为中间转印部件。 转印至中间转印部件带上的调色剂图像再转印至纸张上。然后，纸张 传送至定影装置，且调色剂图像进行加热和加压，以便将调色剂图像 永久性地定影在纸张上。
对于纵列式成像装置，已经提出了一种成像装置，其中， 一个偏 转器共用于Y、 M、 C和K颜色的四个感光鼓。
这样，从偏转器朝着感光鼓的激光束进行分离。在激光束分离方 法中有这样的技术，其中，激光束从各激光束源倾斜入射向偏转器， 以便提供在入射和反射射束之间的角度差(倾斜入射光学系统)。在 激光束分离方法中，还提出了这样的技术，其中，偏转器的高度增加， 以便沿垂直方向提供多个偏转和反射点(例如见日本专利申请公开
No.2005-242131 )。
在共用偏转器的感光鼓中，因为多个激光束经过单个成像透镜沿 子扫描方向的不同高度，因此当环境温度变化时，成像位置的变化量 取决于激光束，这导致图像产生色移。因为偏转器位于光学盒的中心 位置，因此需要提供多个反射镜，以便增加光学盒中的光通路长度。 这引起整个结构复杂的问题。
另一方面，在纵列式成像装置中，已经提出这样的结构，其中， 两个偏转器和与Y、 M、 C和K颜色相对应的四个感光鼓装入光学盒 中。两个偏转器各自由两个感光鼓共用(例如见日本专利申请公开 No.2005-208176 )。
不过，在本例中，因为各光学系统装入光学盒的总长度的一半中， 因此当光学盒中的光通路长度增加时，来自相邻偏转器的激光束在中 心位置处相互干涉。采用使得偏转器强行相互离开的结构将导致装置 的尺寸增大。当增加通过镜反射的次数来增加光通路长度时，反射镜 的数目增加将引起整个结构复杂的问题。在斜入射光学系统的偏转器 布置成彼此相对的情况下也产生使得整个结构复杂的问题。这是因为 由于色移，激光束入射角不能增加太大，由偏转器偏转的激光束相互 干涉，或者激光束彼此靠近。
通常，当使用偏转器时采用平面倾斜校正光学系统，在偏转器和 感光鼓表面之间沿子扫描方向为共轭关系，且成像光学系统共用于Y、 M、 C和K颜色。
因此，从偏转器的反射表面至Y、 M、 C和K颜色的感光鼓表面 的光通路长度需要相互匹配。因此，在扫描光学系统中，各光通路通 过反射镜等而沿子扫描方向合适折叠，这样，从偏转和反射平面至感 光鼓表面的光通路相互匹配。
可用于成像装置的空间有限。为了有效利用有限空间，优选是光 通路在扫描光学装置外部尽可能短。

发明内容
考虑到上述情况，本发明提供了一种扫描光学装置，它包含于成 像装置中，其中，光通路可以被延长，而不需要增大装置或者提供镜。
本发明的一个方面提供了一种扫描光学装置，它包括第一多面 镜，该第一多面镜使得第一激光束偏转；第二多面镜，该第二多面镜 使得第二激光束偏转，该第二多面镜的旋转轴线相对于第一多面镜的 旋转轴线倾斜；多个镜，这些镜反射通过第一和第二多面镜而偏转的 激光束；以及光学盒，第一和第二多面镜和该多个镜装入在该光学盒 中。


图1显示了根据本发明示例实施例包含在成像装置中的扫描光学 装置；
图2显示了根据本发明第一实施例的扫描光学装置； 图3显示了根据本发明第二实施例的扫描光学装置； 图4显示了整个彩色激光束打印机，它是设有扫描光学装置实施
例的成像装置实例。
具体实施例方式
下面将参考附图详细介绍本发明示例实施例的扫描光学装置和成 像装置。
成像装置
图4显示了彩色激光束打印机主体1的结构，它是本发明示例实 施例的成像装置，其中，图像通过电子照相处理而形成。四个成像站 Pa、 Pb、 Pc和Pd在彩色激光束打印机主体1中布置成纵列结构。
成l象站Pa至Pd包括感光鼓la、 lb、 lc和ld，它们是分别用于 承载静电潜像的图像承栽部件。显影装置等环绕各感光鼓la至ld布 置，通过各成像站而形成于感光鼓1上的静电潜像进行可视化，以便 利用显影剂(调色剂)而形成调色剂图像，且调色剂图像转印至纸张 S例如记录纸张上。在本实施例中，成像站Pa至Pd分别利用Y (黄 色)、M (洋红色)、C (青色)和K (黑色)颜色组分调色剂而形 成图像。 在打印机主体l中，充电辊2a、显影装置4a和清洁器6a沿鼓旋 转方向环绕感光鼓la顺序布置。转印部分布置在感光鼓la至ld下面。 转印部分包括环形转印带10和转印辊5a至5d。用于传送纸张S的转 印带10共用于成像站1Pa至1Pd。供给装置8a至8d使得显影装置 4a至4d分别充满预定量的Y、 M、 C和K颜色调色剂。
具有上述结构的彩色激光束打印机主体1的实施例的操作如下。
从纸盒20供给的纸张S通过转印带10而顺序传送，且形成于感 光鼓la至ld上的Y、 M、 C和K颜色调色剂图傳^皮转印。
当转印处理在转印部分中结束时，纸张S与转印带IO分离。转印 有调色剂图像的纸张S引导至定影装置30，且纸张S进行加热和加压， 以便定影调色剂图4象，且纸张S排出至排出盘。
图1显示了偏转器部分，该偏转器部分是包含在打印机主体1中 的扫描光学装置实施例的主要部分。图1是表示光学盒在从感光鼓的 旋转轴线方向看时的剖视图。感光鼓la至ld沿预定方向布置，且感 光鼓la至ld的旋转轴相互平行。
扫描光学装置第一实施例
如图2中所示，扫描光学装置包括四个激光束源11、 12、 13和 14,它们发射与Y、 M、 C和K颜色相对应的激光束通量。激光束源 11至14和四个准直仪透镜21、 22、 23和24装入光学盒中。准直仪 透镜21至24分别使得激光束收敛成平行光束通量。扫描光学装置包 括复合柱形透镜31和32。复合柱形透镜31和32分别对应于两个激 光束源11和12以及13和14,且复合柱形透镜31和32使得激光束 通量集中在沿主扫描方向成长线形状的多面镜上。
扫描光学装置包括两个偏转器41和42 (第一和第二多面镜)， 它们是由无刷马达驱动的多面镜。例如，偏转器41使得K和C颜色 激光束通量偏转，偏转器42使得M和Y颜色激光束通量偏转。偏转 器42安装成使得偏转平面基本平行于光学盒100中的安装参考平面。 光学盒100有用于支承布置在光学盒中的透镜等的底表面以及环绕该 底表面的侧表面(侧壁)。在本实施例中，安装参考平面平行于光学
盒的底表面。这里使用的偏转平面的意思是当激光束通过各偏转器41 和42而偏转和扫描时由该激光束形成的平面。
如图1中9所示，偏转器41安装成使得偏转平面沿扫描光学轴线 的方向从安装参考平面倾斜大约10。角度。偏转器41的偏转平面安装 成从安装参考平面倾斜的原因如下。
假定光学盒的纵向方向的尺寸设置在大约300至大约400mm的 范围内，高度设置在大约60至大约100mm的范围内。这样，在由光 学盒的长度方向和高度形成的矩形截面中，朝向对角线方向的角度为 大约8。至大约15。。因此，偏转器41的旋转轴线从与光学盒的底表面 垂直的方向倾斜大约8。至大约15°。也就是，偏转器41的偏转平面从 光学盒的底表面倾斜，以便接近光学盒的对角线方向。这能够有效利 用光学盒中的空间，以便防止增加光学盒的尺寸。在本实施例中，偏 转器41的旋转轴线倾斜大约10°。
在激光束通量被偏转器41和42偏转之后，为各K、 C、 M和Y 颜色提供扫描光学系统，且扫描光学系统将由偏转器41和42偏转的 激光束通量聚焦在分别与Y、 M、 C和K颜色相对应的感光鼓上。扫 描光学系统包括第一成像透镜51、 52、 53和54、笫二成像透镜61、 62、 63和64以及反射镜71、 72、 73、 74、 75和76。反射镜71至76 由单个反射镜形成，或者通过耦合两个反射镜而形成。第一成像透镜 51至54和第二成像透镜61至64进行扫描光的f-e校正，且沿子扫描 方向的成像主要通过第二成像透镜61至64来进行。
下面将参考图2详细介绍激光束通过偏转器41和42而偏转以便 扫描感光鼓的结构。
激光束源13和14平行布置且彼此分开预定距离，以便使得包含 在偏转器42中的多面镜通过马达而旋转，从而进行沿水平方向的对称 扫描。独立布置在光轴上的准直仪透镜23和24使得激光束通量(该 激光束通量是从激光束源13和14发射的发散光束)形成平行光束通 量。这时，准直仪透镜23和24被调节和固定在这样的位置，在所述 位置，分别确保照射位置和聚焦位置以用于激光束通量。两个平行激
光束通量通过复合柱形透镜32而沿子扫描方向聚焦，在该复合柱形透 镜32中，BD透镜和柱形透镜模制成一体，且线段图像形成于偏转器 的多面镜上的反射点处。
通过使用作为f-e透镜的第一成像透镜54和第二成像透镜64,将 对在偏转器42的多面镜表面上的点42b附近反射和偏转的激光束通量
进行f-e校正。进行了 f-e校正的激光束通量通过布置在光学盒ioo的
一端部分中的反射镜75而朝着光学盒的内部方向反射。然后，激光束 通量通过反射镜76而向上反射，激光束通量朝着对应于Y颜色的感 光鼓表面中的照射点方向前进，且激光束通量在对应于Y颜色的感光 鼓表面上成像。
通过使用作为f-e透镜的第一成像透镜53和第二成像透镜63,将 对在偏转器42的多面镜表面上的点42a附近反射和偏转的激光束通量
进行f-e校正。进行了 f-e校正的激光束通量朝着光学盒ioo的中心部
分前进，并通过光学盒100的中心位置。然后，激光束通量通过布置 在偏转器41侧面的反射镜74而向上反射，激光束通量通过邻近Y颜 色的M颜色，激光束通量朝着与邻近M颜色的C颜色相对应的感光 鼓表面的照射点方向前进，且激光束通量在对应于C颜色的感光鼓表 面上成像。也就是，在从偏转器42偏转的激光束通过反射镜74而反 射后，激光束与从光学盒中的偏转器41偏转的激光束进行交叉，且激 光束从光学盒输出。这样，光通路设置为比光学盒100的中心位置更 远的深度方向，这样，外部光通路长度可以通过一个反射镜而缩短。
在由偏转器42偏转的激光束通量中，朝向BD透镜侧的激光束通 量通过BD传感器(未示出)来检测，并用作开始图像写入的激发信 号。由于偏转器42的单个BD信号，该BD信号用作开始Y和C颜 色图像写入的激发信号。
另一方面，激光束源11和12布置成平行且彼此分开预定距离， 以便使偏转器41上的多面镜旋转，从而进行沿水平方向的对称扫描。 独立布置在光轴上的准直仪透镜21和22使得激光束通量(该激光束 通量是从激光束源11和12发射的发散光束)形成平行光束通量。这
时，准直仪透镜21和22被调节和固定在这样的位置，在所述位置， 分别确保照射位置和聚焦位置以用于激光束通量。两个平行激光束通 量通过复合柱形透镜32而沿子扫描方向聚焦，在该复合柱形透镜32 中，BD透镜和柱形透镜模制成一体，且线段图像形成于偏转器41的 多面镜上的反射点处。
在第一实施例中，假定激光束通量平行于偏转器41的偏转表面入 射。因此，扫描光学系统设置成类似于偏转器41的旋转轴线与偏转器 42的旋转轴线倾斜大约10。时的情况，如图1中所示。也就是，光学 盒100的安装表面设置成使得激光束源11和12、准直仪透镜21和22 以及复合柱形透镜31的光学轴线中心根据偏转器41的斜度而倾斜大 约10。。
通过使用作为f-e透镜的第一成像透镜5i和笫二成像透镜61，将
对在偏转器41的多面镜表面上的点41附近反射和偏转的激光束通量
进行f-e校正。进行了 f-e校正的激光束通量通过布置在光学盒ioo的 一端部分中的反射镜71而朝着光学盒ioo的内部方向反射。然后，激
光束通量通过反射镜72而向上反射，激光束通量朝着对应于K颜色 的感光鼓表面中的照射点方向前进，且激光束通量在对应于K颜色的 感光鼓表面上成像。
通过使用作为f-e透镜的第一成像透镜52和第二成像透镜62,将 对在偏转器41中的多面镜表面上的点41b附近反射和偏转的激光束通
量进行f-e校正。进行了 f-e校正的激光束通量朝着光学盒ioo的中心
部分的上部前进。然后，激光束通量通过光学盒100的中心位置，且 激光束通量通过布置在偏转器42侧面的反射镜73而向上反射。然后， 激光束通量通过邻近K颜色的C颜色，激光束通量朝着与邻近C颜 色的M颜色相对应的感光鼓表面的照射点方向前进，且激光束通量在 对应于M颜色的感光鼓表面上成像。
由上述说明可知，在第一实施例中，基本光通路倾斜大约10°, 以便与在偏转器42侧面的基本光通路交叠。也就是，如图1中所示， 当从与光学盒的底表面垂直的方向看时，偏转器41和42的偏转平面 相互交叠。因此，将获得以下效果。
(1) 光通路在光学盒100中被延长，从而能够减少反射镜的数目。
(2) 因为在两个偏转器中通过旋转而引起的振动方向并不相互匹 配，因此即使当两个偏转器之间的平衡改变时，两个偏转器的振动相 互干涉，以便能够防止光学盒中的节拍现象。
(3) 末级反射镜能够集中布置在光学盒的上部部分中，因此当调 节四个激光束通量时很容易接近反射镜，这样，四个激光束通量的倾 斜和弯曲将均匀。因此提高了处理的自动化。
与偏转器41相同，单个BD信号用于偏转器42中，这样，BD信 号用作开始K和M颜色的图像写入的激发信号。在第一实施例中， 平行激光束入射至一个偏转器。也可选择，可以使用倾斜入射光学系 统。
扫描光学装置第二实施例
图3显示了本发明第二实施例的扫描光学装置。在第二实施例中， 因为偏转器142沿偏转器41的相反方向倾斜大约10°，因此布置在光 学盒100的一端部分中的反射镜175位于反射镜75下面(见图1)。 反射镜174位于反射镜74上面(见图1)，且构成末级反射镜的反射 镜72、 174、 73和76能够安装在基本相同高度。
尽管上面介绍了本发明实施例的扫描光学装置和成像装置，但是 在不脱离本发明范围的情况下可以有其它实施例、应用、变化和组合。
根据本发明的扫描光学装置，因为两个偏转器的偏转平面与安装 参考表面相对倾斜，因此，通过利用在光学盒中的对角线空间而获得 沿倾斜方向的激光束的光通路长度，且反射镜的数目可以减少。
尽管已经参考示例实施例介绍了本发明，但是应当知道，本发明 并不局限于所述示例实施例。下面的权利要求的范围应当根据最广义 的解释，以便包含所有这些变化和等效的结构和功能。
本申请要求日本专利申请No.2006-287850的优先权，该日本专利 申请于2006年10月23日提交，它整体被本文参引。
权利要求
1.一种扫描光学装置，包括第一多面镜，该第一多面镜使得第一激光束偏转；第二多面镜，该第二多面镜使得第二激光束偏转，该第二多面镜的旋转轴线相对于第一多面镜的旋转轴线倾斜；多个镜，这些镜反射被第一和第二多面镜偏转的激光束；以及光学盒，第一和第二多面镜和该多个镜装入在该光学盒中。
2. 根据权利要求l所述的扫描光学装置，其中当从与光学盒的 底表面垂直的方向看时，由被第一多面镜偏转的激光束形成的偏转平 面的至少一部分和由被第二多面镜偏转的激光束形成的偏转平面的至 少一部分相互交叠。
3. 根据权利要求l所述的扫描光学装置，其中第一和第二激光 束被第一和第二多面镜偏转，第一和第二激光束在光学盒中相互交叉， 且第一和第二激光束从光学盒中输出。
4. 根据权利要求l所述的扫描光学装置，其中第一和第二多面 镜的旋转轴线中的一个相对于与光学盒的底表面垂直的方向倾斜大约 8°至大约15°。
5. —种扫描光学装置，包括第一多面镜，该第一多面镜使得第一激光束偏转； 第二多面镜，该第二多面镜使得第二激光束偏转； 多个镜，这些镜反射被第一和第二多面镜偏转的激光束；以及 光学盒，第一和第二多面镜和该多个镜装入在该光学盒中； 其中，第一和第二多面镜的旋转轴线中的至少一个相对于光学盒 的底表面倾斜。
6. 根据权利要求5所述的扫描光学装置，其中当从与光学盒的 底表面垂直的方向看时，由被第一多面镜偏转的激光束形成的偏转平 面的至少一部分和由被第二多面镜偏转的激光束形成的偏转平面的至 少一部分相互交叠。
7. 根据权利要求5所述的扫描光学装置，其中第一和第二激光 束被第一和第二多面镜偏转，第一和第二激光束在光学盒中相互交叉， 且第一和第二激光束从光学盒中输出。
8. 根据权利要求5所述的扫描光学装置，其中第一和第二多面 镜的旋转轴线中的一个相对于与光学盒的底表面垂直的方向倾斜大约 8°至大约15°。
9. 一种成像装置，包括 多个感光部件；以及扫描光学装置，该扫描光学装置布置成面对着所述多个感光部件， 该多个感光部件被该扫描光学装置扫描，该扫描光学装置包括第一 多面镜，该第一多面镜使得第一激光束和第二激光束偏转；第二多面 镜，该第二多面镜使得第三激光束和第四激光束偏转；多个镜，这些 镜反射被第一和第二多面镜偏转的激光束；以及光学盒，第一和第二 多面镜和该多个镜装入在该光学盒中；其中，第一多面镜的旋转轴线布置成相对于第二多面镜的旋转轴 线倾斜。
10. 根据权利要求9所述的成像装置，其中在所述多个感光部 件中不彼此相邻的不同感光部件被分别用第一激光束和第二激光束来 照射。
11. 根据权利要求9所述的成像装置，其中在所述多个感光部 件中不彼此相邻的不同感光部件被分别用第三激光束和第四激光束来 照射。
12. 根据权利要求9所述的成像装置，其中第一多面镜或第二 多面镜的旋转轴线相对于预定方向和与所述多个感光部件的旋转轴线 方向垂直的方向倾斜大约8°至大约15°。
13. —种成像装置，包括 多个感光部件；以及扫描光学装置，该扫描光学装置布置成面对着该多个感光部件， 该多个感光部件被该扫描光学装置扫描，该扫描光学装置包括第一多面镜，该第一多面镜使得第一激光束和第二激光束偏转；第二多面 镜，该第二多面镜使得第三激光束和第四激光束偏转；多个镜，这些 镜反射被第一和第二多面镜偏转的激光束；以及光学盒，第一和第二 多面镜和该多个镜装入在该光学盒中；其中，第一多面镜和第二多面镜的旋转轴线中的至少一个相对于 光学盒的底表面倾斜。
14. 根据权利要求13所述的成像装置，其中在所述多个感光部 件中不彼此相邻的不同感光部件被分别用第一激光束和第二激光束来 照射。
15. 根据权利要求13所述的成像装置，其中在所述多个感光部 件中不彼此相邻的不同感光部件被分别用第三激光束和第四激光束来 照射。
16. 根据权利要求13所述的成像装置，其中第一多面镜或第二 多面镜的旋转轴线相对于预定方向和与所述多个感光部件的旋转轴线 方向垂直的方向倾斜大约8°至大约15°。
全文摘要
一种扫描光学装置，包括两个偏转器，这两个偏转器由马达驱动以便使激光束偏转。一个偏转器布置成相对于光学盒中的安装参考平面倾斜大约10°，而另一偏转器布置成与该安装参考平面平行。设有扫描光学装置的成像装置包括与Y、M、C和K颜色相对应的四个感光鼓。在成像装置中，与Y、M、C和K颜色相对应的感光鼓被来自偏转器的激光束通量交替照射。因此，与K和M颜色相对应的两个感光鼓通过一个偏转器被照射，而与C和Y颜色相对应的两个感光鼓通过另一个偏转器被照射。
文档编号G02B26/10GK101169514SQ20071016740
公开日2008年4月30日 申请日期2007年10月23日 优先权日2006年10月23日
发明者卯月和男 申请人:佳能株式会社