专利名称：光学扫描装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及使用来自光源的激光束对扫描对象进行扫描的光学扫描装置，以及配置成使用光学扫描装置在作为扫描对象的图像承载部件上形成静电潜像的图像形成装置。
背景技术：
例如，这种光学扫描装置适用于具有与四种颜色，即黑色(K)、青色(C)、品红色(M)和黄色(Y)相关的图像承载部件的图像形成装置。这种类型的光学扫描装置包括用于反射从与各颜色相关的光源发出的激光束的多面镜，和用于分离由多面镜反射的激光束的与各颜色相关的镜。光学扫描装置用分离后的各激光束扫描与各颜色相关的图像承载部件以形成静电潜像(例如，參见日本特开2008-26909号公报)。在日本特开2008-26909号公报中所述的光学扫描装置中，在与各颜色相关的各 光源间隔预定距离的位置设置镜块。镜块具有在块体的预定面上形成的三个反射面和在块体上方形成的通过区域。镜块通过由各反射面反射与青色、品红色和黄色相关的激光束而将激光束分配至多面镜，同时通过使与黑色相关的激光束直接通过通过区域而将激光束分配至多面镜。如此分配至多面镜的激光束被多面镜反射，通过第一至第三成像透镜，并且被与各颜色相关的镜分离。与各颜色相关的镜被设置在与多面镜间隔不同距离的位置，以便将分离后的激光束引导至在图像形成装置的尺寸限制内设置在不同位置的各图像承载部件。在光学扫描装置中，镜块是可引起安装位置误差的光学部件。当镜块的这种安装位置误差发生吋，从与各颜色相关的各光源发出的激光束关于镜块的入射角和反射角发生偏差，使得从光源到多面镜的激光束的光路也发生偏差。从各光源到多面镜的光路的偏差使得激光束关于多面镜的入射角和反射角发生偏差。这使得从多面镜到与各颜色相关的各个镜的光路发生偏差。从多面镜到各个镜的光路的偏差引起各个镜上的入射位置的偏差，这进而引起激光束晕蚀(eclipse)发生。随着与各颜色相关的各个镜上的入射位置的偏差増加，这种激光束晕蚀变得更加显著。随着从各光源到多面镜的光路长度和从多面镜到各个镜的光路长度变得更长，各个镜上的入射位置的偏差増加。在日本特开2008-26906号公报中所述的光学扫描装置中，从与各颜色相关的光源到多面镜的光路长度基本上彼此相等。因此，与各颜色相关的激光束从多面镜到与各颜色相关的镜的较长的ー个光路长度使得相关的ー个镜上的入射位置发生较大偏差，因此，使得发生更显著的激光束晕蚀。鉴于上文，本发明的目的在于提供能够防止激光束晕蚀显著发生的光学扫描装置，以及设置有这种光学扫描装置的图像形成装置。
发明内容
根据本发明的光学扫描装置包括多个光源、光学扫描部件、和多个第一镜。多个光源被配置成发出各自的激光束。光学扫描部件被配置成在预定方向上等速扫描来自多个光源的各激光束。多个第一镜被设置在与光学扫描部件间隔不同距离的各自的位置，并且各自配置成向扫描对象反射由光学扫描部件扫描的相应的ー个激光束。多个光源被设置在与光学扫描部件间隔不同距离的各自的位置。第一镜被设置成使得在从光源到光学扫描部件的较长的ー个入射光程上传播的激光束在从光学扫描部件到第一镜的较短的一个出射光程上传播。通过这种构造，从多个光源发出的各激光束由光学扫描部件在预定方向上等速扫描。如此被等速扫描的激光束由相应的ー个第一镜反射，以在扫描对象上扫描。第一镜被设置成使得在从光源到光学扫描部件的较长的ー个入射光程上传播的激光束在从光学扫描部件到第一镜的较短的一个出射光程上传播。根据本发明的另一方面，光学扫描装置包括多个光源、光学扫描部件、多个第一镜、和第二镜。第二镜被设置在多个光源与光学扫描部件之间，用于向光学扫描部件反射从多个光源入射于其上的激光束。第一镜被设置成使得在从光源到第二镜的较长的ー个入射 光程上传播的激光束在从光学扫描部件到第一镜的较短的一个出射光程上传播。这种构造在多个光源与光学扫描部件之间设置有第二镜。第二镜向光学扫描部件反射从多个光源入射于其上的激光束。由于激光束从第二镜到光学扫描部件传播经过的光程彼此相等，因此第一镜被设置成使得在从光源到第二镜的较长的ー个入射光程上传播的激光束在从光学扫描部件到第一镜的较短的一个出射光程上传播。如此配置的光学扫描装置使得能够容易地视觉识别从光源到第二镜的入射光程，且因此使得易于放置第一镜，以便向各自的图像承载部件反射从光源入射于其上的激光束。根据本发明，能够防止激光束晕蚀显著地发生。
图I是示出设置有根据本发明的实施例的光学扫描装置的图像形成装置的示意图；图2是示出光学扫描装置的内部的俯视图；图3是光学扫描装置的内部的示意性主视图；图4是示出光学扫描装置的相关部分的透视图；图5是光学扫描装置的相关部分的俯视图；图6是沿图5的线N-N截取的截面图；图7是示出当在镜安装位置存在错误时所形成的前半部分光路的视图；并且图8是示出当在镜安装位置存在错误时所形成的后半部分光路的视图。
具体实施例方式以下，将说明设置有根据本发明的实施例的光学扫描装置的图像形成装置。參照图1，设置有根据本发明的实施例的光学扫描装置I的图像形成装置100配置成，按照图像数据在预定纸张(即，记录纸)上形成多色或单色图像。图像形成装置100包括装置主体110，其上部设置有用于放置原稿的透明玻璃制成的原稿载置台92，和配置成读取放置于原稿载置台92上的原稿的图像的图像读取部90。自动原稿处理装置120安装在原稿载置台92的上側。自动原稿处理装置120自动地将原稿输送到原稿载置台92上。自动原稿处理装置120可枢转，并且通过露出原稿载置台92的顶面而允许将原稿手动地放置于原稿载置台92上。装置主体110包括图像形成部60A至60D，各自配置成以相应的ー种颜色，即黑色(K)、青色(C)、品红色(M)和黄色⑴形成调色剂图像。图像形成部60A包括光学扫描装置I、显影装置2、感光鼓3、清洁单元4、静电充电装置5、中间转印带单元6、定影单元7、进纸盒81、排纸托盘91等等。其它图像形成部60B至60D与图像形成部60A在构造上相似。各个图像形成部60A至60D的感光鼓，分别形成本发明所限定的“扫描对象”，为了方便起见由附图标记3A至3D表示。
静电充电装置5将感光鼓3的周面均匀地静电充电至预定电势。光学扫描装置I根据所输入的图像数据将静电充电状态的感光鼓3曝光，以根据该图像数据在其周面上形成静电潜像。显影装置2使用黒色(K)、青色(C)、品红色(M)和黄色(Y)四种颜色的调色剂使各个感光鼓3上形成的静电潜像显像。清洁单元4去除并回收跟随显影操作的图像转印操作之后残留在感光鼓3的周面上的残余调色剂。设置在感光鼓3上方的中间转印带单元6包括中间转印带61、驱动辊62、惰辊63和中间转印辊64。设置与各顔色，即黑色(K)、青色(C)、品红色(M)和黄色(Y)相对应的四个中间转印辊64。驱动辊62、惰辊63和中间转印辊64张架中间转印带61，以旋转驱动中间转印带61。中间转印辊64施加用于将感光鼓3A至3D的调色剂图像转印到中间转印带61上的转印偏压。中间转印带61设置成与感光鼓3A至3D接触。在各感光鼓3A至3D上形成的调色剂图像被转印到中间转印带61上，以便顺序地相互叠加，使得在中间转印带61上形成彩色调色剂图像(多色调色剂图像)。调色剂图像从感光鼓3A至3D到中间转印带61的转印通过与中间转印带61的背侧接触的中间转印辊64来实现。中间转印带61上的调色剂图像通过中间转印带61的旋转移动到后述的记录纸与中间转印带61之间的接触位置，然后通过设置在接触位置的转印辊10转印到记录纸上。中间转印带61上保留的残余调色剂由中间转印带清洁単元65去除并回收。进纸盒81是用于存储图像形成使用的纸张(即，记录纸)的托盘，其设置在装置主体110的光学扫描装置I的下方。手动进纸盒82也能够放置用于图像形成的纸张。位于装置主体110上方的排纸托盘91是用于面向下地积累印刷后的纸张的托盘。装置主体110设置有用于将每张纸从进纸盒81或手动送纸盒82经由转印辊10和定影单元7输送至排纸托盘91的、基本上垂直的纸张输送路径S。定影单元7位于纸张输送路径S上转印辊10的下游侧。定影单元7配置成熔化、混合并压接转印到纸张上的多色调色剂图像，以将调色剂图像热定影到纸张上。如图2和3中所示，光学扫描装置I具有壳体20，其中容纳包括激光二极管21A至21D、准直透镜22k至22D、镜23至27、柱面透镜28、多面镜29、第一 f 0透镜30、第二 f 0透镜31、第三f 0透镜32A至32D、镜33A至33D和34至38等的光学部件。光学扫描装置I可以采用使用具有例如EL或LED的其他类型的发光元件阵列的写入头的技木。在图2和3中，省略ー些上述的光学部件。
形成本发明所限定的“光源”的激光二极管21A至21D与黒色⑷、青色(C)、品红色(M)和黄色(Y)的各颜色相关联，并且各自发出根据与各颜色相关的图像数据而调制的激光束。准直透镜22A至22D各自用于使从激光二极管21A至21D中相应的ー个发出的激光束变换为平行光线。镜23至26使从各激光二极管2IA至2ID发出的激光束向镜27 ( S卩，第二镜)偏转。镜27向多面镜29反射由镜23至26偏转的激光束。柱面透镜28使从各激光二极管21A至21D输出的激光束仅向副扫描方向聚光。镜23至27设置在激光二极管21A至21D与多面镜29之间。多面镜29相当于本发明所限定的“光学扫描部件”，通过以等角速度偏转激光束而在预定的扫描面内向主扫描方向扫描激光束。为此目的，多面镜29为具有沿外周延伸的多个反射面的正多边形柱的形状，并且配置成在预定方向上等速旋转。第一 f 0透镜30和第二 f 9透镜31用于使已由多镜面29以等角速度偏转的激光束等速偏转。第三f0透镜32A至32D用于使各激光束适当地成形，并且将激光束分配到壳体20外部设置的各感光鼓3A至3D。镜(第一镜)33A至33D使由第一和第二 f 9透镜30、31偏转的激光束彼此分离，而镜34至38将如此分离的激光束引导至各第三f 9透镜32A至32D。如图4至6中所示，镜23至27保持在壳体20的内部。为此目的，保持部41至45以如下方式与壳体20的内表面20A整体形成，即保持部41至45沿着内表面20A的法线方向从内表面20A直立。保持部41至44分别保持镜23至26。保持部45保持镜27。除保持部41至45以外，用于保持多面镜29、第一至第三f 0透镜30、31和32A至32D、镜33A至33D和34至38等的多个保持部也与内表面20A整体形成。保持部41至44形成为具有从内表面20A逐渐增加的延伸量，并且在内表面20A的法线方向上在不同位置保持镜23至26。具体地，如图5中所示，镜23至26在远离镜27的相反方向上在内表面20A上方的不同位置阶梯状地设置，以便随着与镜27的距离变得更长而与内表面20A隔开更多。由各个镜23至26反射的激光束在内表面20A的法线方向上的不同位置平行地入射到镜27上。镜27向多面镜29反射由各个镜23至26反射的激光束。保持部41至44必须将各个镜23至25保持成使得由镜23至25反射的激光束入射到镜27上。另ー方面，保持部45必须将镜27保持成使得由镜27反射的激光束入射到多面镜29的反射面上。为此，保持部41至44以预定角度与保持部45相对且与保持部45间隔开预定距离设置。如上所述，在包括从激光二极管21A至21D到多面镜29的光路的入射光学系统中，与各颜色相关的激光束的光路长度彼此不同。具体地，与黑色相关的激光束的光路长度最短，与青色相关的激光束的光路长度第二短，与品红色相关的激光束的光路长度第三短，并且与黄色相关的激光束的光路长度最长。镜33A至33D使由多面镜29反射的激光束彼此分离，然后将激光束引导至中间转印带61附近并排设置的各感光鼓3A至3D。镜33A至33D设置在感光鼓3A至3D的下方并 且与多面镜29间隔不同距离，以避免图像形成装置100的上下尺寸的増加。
如上所述，在包括从多面镜29到镜33A至33D的光路的出射光学系统中，与各颜色相关的激光束的光路长度彼此不同。具体地，与黑色相关的激光束的光路长度最长，与青色相关的激光束的光路长度第二长，与品红色相关的激光束的光路长度第三长，并且与黄色相关的激光束的光路长度最短。如图3中所不,入射光学系统中与各颜色相关的激光束的光路长度和出射光学系统中与各颜色相关的激光束的光路长度之间的关系如下。在入射光学系统中，与黒色、青色、品红色和黄色相关的激光束从激光二极管21A至21D到多面镜29的光路长度分别由X(A)、X(B)、X(C)和X(D)表示。在出射光学系统中，与黒色、青色、品红色和黄色相关的激光束从多面镜29到镜33A至33D的光路长度分别由Y(A)、Y 、Y(C)和Y(D)表示。与各颜色相关的激光束的光路长度满足下列关系X(A)
<X(B) < X(C) < X (D)和 Y(A) > Y (B) > Y(C) > Y (D)。与各颜色相关的激光束从镜27到多面镜29的光路长度彼此相等。与黒色、青色、品红色和黄色相关的激光束从激光二极管21A至21D到镜27的光路长度分别由XX(A)、XX(B), XX(C)和XX⑶表示。与各颜色相关的激光束的光路长度满足下列关系XX(A)
<XX (B) < XX (C) < XX (D)和 Y(A) > Y (B) > Y(C) > Y (D)。与各颜色相关的激光束从多面镜29到第二 f 0透镜31的光路长度彼此相等。与黒色、青色、品红色和黄色相关的激光束从第二 f 9透镜31到镜33A至33D的光路长度分别由YY(A)、YY(B)、YY(C)和YY(D)表示。与各颜色相关的激光束的光路长度满足下列关系X(A) < X(B) < X(C) < X(D)和 YY(A) > YY(B) > YY(C) > YY(D)。此外，与各颜色相关的激光束的光路长度满足下列关系XX(A) <XX⑶< XX (C) <XX⑶和YY (A) > YY (B)> YY (C) > YY ⑶。一般地，光学部件的安装位置发生的误差随着光路长度的増加更严重地影响光学扫描装置I。具体地，这种误差使得各激光束的光路、各激光束在光学部件上的入射角和各激光束从光学部件的反射角随着光路长度的增加而逐渐产生偏差。在光学扫描装置I中，与各颜色相关的激光束的光路被设定成使得在入射光学系统中较长的ー个光路长度上传播的激光束在出射光学系统中较短的ー个光路长度上传播。通过这种设定，即使当光学部件的安装位置存在误差时，光学扫描装置I也能够防止激光束的光路显著偏离。參照图7和8，说明在入射光学系统中镜27的安装位置存在误差的情形。在图7和8中，双点划线示出在镜27的安装位置不存在误差的情形下所限定的光路，而实线示出在镜27的安装位置存在误差的情形下所限定的光路。如图7中所示，从激光二极管21A至21D发出的各激光束在入射到柱面透镜28上时必须是平行光的形式，使得其光轴通过多面镜29的中心。在镜27的安装位置发生误差的情况下，镜27的反射面傾斜，因此激光二极管21A至21D必须发出激光束使得各激光束以变化的入射角入射到镜27上。从激光二极管21A至21D到镜27的较长的ー个光路长度引起激光束在镜27上的入射角的较大偏差，因此，相关的ー个激光二极管必须在发出激光束时更大程度地变化发射角。
以如此变化的发射角从各激光二极管21A至21D发出的各激光束被引导至多面镜29，使得光轴通过多面镜29的中心。各激光束在多面镜29上的入射角和各激光束从多面镜29的反射角发生偏差。这种偏差随着各激光二极管21A至21D的发射角的増加而变大。也就是说，从激光二极管21A至21D到镜27的较长的ー个光路长度使得关于多面镜29的入射角和反射角发生较大的偏差。更准确地，由于激光束从镜27到多面镜29的光路长度彼此相等，而从激光二极管21A至21D到镜27的光路长度彼此不同，因此从激光二极管21A至21D到镜27的较长的ー个光路长度使得关于多面镜29的入射角和反射角发生较大偏差。如图8中所示,在出射光学系统中，随着从多面镜29反射的激光束的反射角的偏差变大，各激光束在相应的ー个镜33A至33D上的入射位置更大程度地偏离。此外，在多面镜29的反射角发生偏差的情况下，各激光束从多面镜29到镜33A至33D的较长的ー个光路长度使得在相关的ー个镜33A至33D上的入射位置发生较大偏差。更准确地，由于激光束从多面镜29到第二 f 0透镜31的光路长度彼此相等，而从第二 f 9透镜31到镜33A至33D的光路长度彼此不同，因此从第二 f 0透镜31到镜33A至33D的 较长的ー个光路长度使得在相关的ー个镜33A至33D上的入射位置发生较大偏差。在各个镜33A至33D上的入射位置的这种偏差，因为防止各激光束由相应的ー个镜33A至33D全反射而导致激光束晕蚀发生。由各个镜33A至33D反射的激光束入射到各个镜34至38上。因此，在镜34至38上也发生激光束晕蚀。然而，在镜33A至33D上的激光束晕蚀比在镜34至38上激光束晕蚀的更加显著。如上所述，各激光束的光路被设定成使得在入射光学系统中较长的ー个光路长度上传播的激光束在出射光学系统中较短的ー个光路长度上传播。因此，在入射光学系统中相关的ー个镜33A至33D上的入射位置引起较大偏差的激光束，在出射光学系统中相关的ー个镜33A至33D上的入射位置引起较小的偏差。通过这种设定，光学扫描装置I能够防止各激光束在相应的ー个镜33A至33D上的入射位置的偏差显著变大，由此防止激光束晕蚀显著地发生。在光学扫描装置I中，在入射光学系统和出射光学系统中与黑色相关的激光束的光路长度的总和被设定成在入射光学系统和出射光学系统中与各颜色相关的激光束的总光路长度中的最大值。光学扫描装置I设置有用于检测与黑色相关的激光束的BD传感器40。BD传感器40位于由与黑色相关的激光束扫描感光鼓3A的预定范围的两端，以检测激光束的通过。基于由BD传感器40检测的结果，光学扫描装置I能够确定与各颜色相关的激光束的光路是否偏离。这是因为当与黑色相关的激光束的光路偏离时，很可能与其他颜色相关的其他激光束的光路也偏离。由于在入射光学系统和出射光学系统中与黑色相关的激光束的光路长度的总和最大，因此与黑色相关的激光束的光路很可能比与其他颜色相关的其他激光束的光路更显著地偏离。因此，光学扫描装置I能够容易地确定光路是否偏离。此夕卜，与黑色相关的激光束比其他激光束更频繁地使用。因此，光学扫描装置I能够频繁地检测光路是否偏离。基于由BD传感器40检测的结果，光学扫描装置I能够执行包括显示通知用户发生激光束的光路偏差的出错信息和改变激光束的扫描速度的功能。例如，当BD传感器40不能检测激光束时，光学扫描装置I使图像形成装置100的显示部(未示出)显示通知用户光学扫描装置I中出现错误的出错信息。因此，图像形成装置100使用户能够容易地确定图像失效的起因，是图像形成部60A至60D的故障，还是光学扫描装置I的故障。前述实施例在所有点上均是例示性的，且不应被认为限制本发明。本发明的范围不是由前述实施例而是由以下权利要求限定的。此外，本发明的范围意图在于包括权利要求的范围内及其等价物的含义和范围内的 所有变型。
权利要求
1.ー种光学扫描装置，包括 多个光源，被配置成发出各自的激光束； 光学扫描部件，被配置成在预定方向上等速扫描来自所述多个光源的各激光束；和多个第一镜，被设置在与所述光学扫描部件间隔不同距离的各自的位置，并且各自配置成向扫描对象反射由所述光学扫描部件扫描的相应的ー个激光束， 所述光源被设置在与所述光学扫描部件间隔不同距离的各自的位置， 所述第一镜被设置成使得在从所述光源到所述光学扫描部件的较长的ー个入射光程上传播的激光束在从所述光学扫描部件到所述第一镜的较短的一个出射光程上传播。
2.根据权利要求I所述的光学扫描装置，其中 所述光学扫描部件包括多面镜，被配置成以等角速度偏转从所述多个光源入射的激光束； 还设置用于等速偏转由所述多面镜偏转的激光束的透镜；并且 所述多个第一镜是由所述透镜偏转的激光束首先入射到的镜。
3.根据权利要求I所述的光学扫描装置，还包括配置用于检测从所述入射光程和所述出射光程的总和最长的光源发出的激光束的检测装置。
4.根据权利要求I所述的光学扫描装置，其在各自适合于相应的ー种不同颜色的多个扫描对象上扫描激光束，其中 所述多个光源被配置成发出各自与相应的ー种所述不同颜色相关的各自的激光束；并且 所述多个第一镜被设置成将来自所述多个光源的激光束引导至适合干与所述各自的激光束相关的所述不同顔色的各自的扫描对象。
5.ー种光学扫描装置，包括 多个光源，被配置成发出各自的激光束； 光学扫描部件，被配置成在预定方向上等速扫描来自所述多个光源的各激光束； 多个第一镜，被设置在与所述光学扫描部件间隔不同距离的各自的位置，并且各自配置成向扫描对象反射由所述光学扫描部件扫描的相应的ー个激光束，和 第二镜，被设置在所述多个光源与所述光学扫描部件之间，用于向所述光学扫描部件反射从所述多个光源入射的激光束， 所述光源被设置在与所述光学扫描部件间隔不同距离的各自的位置， 所述第一镜被设置成使得在从所述光源到所述第二镜的较长的ー个入射光程上传播的激光束在从所述光学扫描部件到所述第一镜的较短的一个出射光程上传播。
6.根据权利要求5所述的光学扫描装置,其中 所述光学扫描部件包括多面镜，被配置成以等角速度偏转从所述多个光源入射的激光束； 还设置用于等速偏转由所述多面镜偏转的激光束的透镜；并且 所述多个第一镜是由所述透镜偏转的激光束首先入射到的镜。
7.根据权利要求5所述的光学扫描装置，还包括配置用于检测从所述入射光程和所述出射光程的总和最长的光源发出的激光束的检测装置。
8.根据权利要求5所述的光学扫描装置，其在各自适合于相应的ー种不同顔色的多个扫描对象上扫描激光束，其中 所述多个光源被配置成发出各自与相应的ー种所述不同颜色相关的各自的激光束；并且 所述多个第一镜被设置成将来自所述多个光源的激光束引导至适合干与所述各自的激光束相关的所述不同顔色的各自的扫描对象。
9.一种图像形成装置，包括如权利要求I所述的光学扫描装置。
10.一种图像形成装置，包括如权利要求5所述的光学扫描装置。
全文摘要
根据本发明的光学扫描装置包括多个光源、光学扫描部件、和多个第一镜。多个光源被配置成发出各自的激光束。光学扫描部件被配置成在预定方向上等速扫描来自多个光源的各激光束。多个第一镜被设置在与光学扫描部件间隔不同距离的各自的位置，并且各自配置成向扫描对象反射由光学扫描部件扫描的相应的一个激光束。多个光源被设置在与光学扫描部件间隔不同距离的各自的位置。第一镜被设置成使得在从光源到光学扫描部件的较长的一个入射光程上传播的激光束在从光学扫描部件到第一镜的较短的一个出射光程上传播。
文档编号G02B26/12GK102645746SQ201210034228
公开日2012年8月22日 申请日期2012年2月15日 优先权日2011年2月15日
发明者上田笃 申请人:夏普株式会社