CN101174026B - 光扫描装置以及具有该装置的图像形成装置 - Google Patents

Abstract

本发明的目的是提供一种光扫描装置及具有该光扫描装置的图像形成装置，使得不会由于孔径遮断本应通过的平行光束，能以低成本稳定得到期望的束斑直径。本发明的光扫描装置具有：发出激光的光源；将从所述光源发出的激光变换为平行光束的准直镜；和一体形成有对所述激光进行整形的孔径部，并支承着所述准直镜的透镜座。

Description

光扫描装置以及具有该装置的图像形成装置

技术领域

本发明涉及在打印机、传真机、复印机等图像形成装置中作为记录用光学系统来使用的光扫描装置。 

背景技术

近年来，随着使用激光束为光源的光扫描装置的开发，也在开发使用多个激光束同时记录多行的多光束型的光扫描装置。特别是由于半导体激光(激光二极管(laser diode))具有开关(ON/OFF)控制简单且体积小的优点，因而将半导体激光用作光源的光扫描装置也正在进行开发。 

在所述光扫描装置中，将从半导体激光等的光源射出的光束通过多角镜(polygon mirror)等偏转单元进行偏转，并通过扫描在感光体上形成静电潜像。此外，在所述光扫描装置中一般进行如下动作：使用准直镜(collimator lens)将从光源发出的扩散光变换为平行光束，并通过开口光圈(以下称为孔径(aperture))进行整形，从而得到期望的束斑直径(beam spot diameter)。 

这里，为了使对平行光束进行整形的孔径即使在准直镜与光源间发生了光轴错位时也能防止由于孔径而遮断本应通过的平行光束，公知将其配置在准直镜的像侧焦点位置最佳，如图6所示，在现有的光扫描装置中，分别形成有准直镜100、透镜座101以及孔径102，在将这些部件组装为单元时，使孔径102配置在准直镜100的像侧焦点位置(例如，参照日本专利公开2001-71553号公报)。 

然而，如图6所示，日本专利公开2001-71553号公报所述的光扫描装置为了使孔径102配置在准直镜100的像侧焦点位置，需要将透镜座101以及孔径102的一部分形成为在光轴方向上具有像侧焦点距离以上的长度，或是将透镜座101或孔径102的任意一个的一部分形成为在光轴方向上具有像侧焦点距离以上长度，从而会引起准直镜101或孔径102的制造成本增大的问题。 

另外，由于是分别形成准直镜100、透镜座101以及孔径102，在这些部件组装成单元时，由于将孔径102配置在准直镜100的像侧焦点位置上，因而在产生了组装公差的情况下，孔径102会从准直镜100的像侧焦点位置偏离，遮断了本应通过的平行光束，从而产生无法得到期望的束斑直径的问题。 

发明内容

本发明是鉴于所述问题而完成的，其第一目的在于提供一种光扫描装置，该扫描装置不会由于孔径遮断本应通过的平行光束，能以低成本稳定得到期望的束斑直径。 

另外本发明的第二目的在于提供一种图像形成装置，该图像形成装置具有不会由于孔径遮断本应通过的平行光束，能以低成本稳定得到期望的束斑直径的光扫描装置。 

为了解决所述的第一目的，根据本发明的第一方式的光扫描装置的特征在于，具有：发出激光的光源；将从所述光源发出的激光变换为平行光束的准直镜；与所述准直镜紧密相接，并对激光进行整形的孔径部；和支承着所述准直镜的透镜座部；其中，所述孔径部与所述准直镜的激光射出侧透镜面的整个区域紧密相接。 

根据本发明的第二方式的光扫描装置的特征在于，在所述第一方式的光扫描装置中，所述孔径部被形成为可发生弹性形变。 

根据本发明的第三方式的光扫描装置的特征在于，在所述第一方式的光扫描装置中，所述透镜座部一体形成有孔径部和镜筒部，其中所述孔径部沿透镜面形状与所述准直镜的激光射出侧透镜面紧密相接，并对所述激光进行整形，所述镜筒部支承着所述准直镜。 

另外，为了解决所述的第二目的，根据本发明的第四方式的图像形成装置的特征在于，其具备的光扫描装置包括如下部件：发出激光的光源；将从所述光源发出的激光变换为平行光束的准直镜；与所述准直镜紧密相 接，并对激光进行整形的孔径部；和支承着所述准直镜的透镜座部；其中，所述孔径部与所述准直镜的激光射出侧透镜面的整个区域紧密相接。 

根据本发明的第一方式，通过使对激光进行整形的孔径部沿透镜面紧密相接，不会由于孔径遮断本应通过的平行光束，另外不需要使形成的透镜座在光轴方向上的长度在准直镜的像侧焦点距离以上，从而能够通过削减部件材料来实现削减制造成本。通过形成孔径部与激光射出部在整个区域紧密相接，并对变换为平行光束后的激光进行剪裁的结构，不会由于孔径遮断本应通过的平行光束，与对入射至准直镜的扩散光进行剪裁的情况相比，能减小束斑直径的误差。 

根据本发明的第二方式，可以提供一种光扫描装置，在所述第二实施方式中，通过使形成的孔径部的壁厚薄至可容易地发生弹性形变的程度，并按照激光射出侧透镜面的透镜形状来发生形变，可容易地使孔径部与激光射出侧透镜面紧密相接，从而不会由于孔径遮断本应通过的平行光束，能以低成本稳定得到期望的束斑直径。 

根据本发明的第三方式，通过将进行透镜座和对激光进行整形的孔径部的一体形成，因此在将透镜座与准直镜组装成单元时，可以防止孔径部相对于准直镜的安装公差等现象的发生，可稳定得到期望的束斑直径，另外，同时能够消减部件个数及安装工序，消减制造成本。 

根据本发明的第四方式，可以提供一种图像形成装置，其由于具备使对激光进行整形的孔径部沿透镜面紧密相接的光扫描装置，不会由于孔径部遮断本应通过的平行光束，另外不需使形成的透镜座在光轴方向上的长度在准直镜的像侧焦点距离以上，从而通过削减部件材料来削减制造成本。 

附图说明

图1是本发明的光扫描装置的立体图。 

图2是本发明的光扫描装置所具有的光源装置的立体图。 

图3是准直镜单元的立体图。 

图4是准直镜单元的侧面截面图。 

图5是在组装成单元之前的准直镜及透镜座的侧面截面图。 

图6是现有的准直镜单元的侧面截面图。 

具体实施方式

下面，参照附图来说明本发明的实施方式。首先，参照图1及图2，对本发明的光扫描装置的构成及动作进行说明。图1是本发明的光扫描装置的立体图；图2是本发明的光扫描装置所具有的光源装置的立体图。此外，为了方便说明，图1中未示出对光扫描装置的框体进行密闭的盖部件。 

如图1所示，光扫描装置1包括：配置在框体2的内侧面或内底面的光源装置10、柱面透镜(cylindrical lens)3、多角镜(polygon mirror)4及其驱动马达、扫描透镜5、回位镜6、镜7以及光束检测传感器8。另外，在框体2的外侧设置有作为图像载体的感光鼓(未图示)，在框体2的底面设置有用于将激光从框体2导向感光鼓的窗口部9。 

如图2所示，光扫描装置1所具有的光源装置10包括：射出激光的激光二极管(以下称为LD)11、准直镜单元20和支承该准直镜单元的基座12，其中所述准直镜单元包括准直镜21(参照图3)以及透镜座(lensholder)22(参照图3)。 

基座12包括支承LD 11的平板状的LD支承部12a和支承准直镜单元20的透镜支承部12b，并一体成形为L字形状，以使透镜支承部12b与LD支承部12a的下边缘呈直角。并且，在LD支承部12a上设有贯通孔13，将LD 11从形成有透镜支承部12b侧的相反侧插入该贯通孔13。 

另外，在透镜支承部12b的上面设有大致呈V字形状的滑动槽14，该滑动槽支承准直镜单元20，并使其在LD射出的激光的光轴方向(图2中箭头标号A所示方向)上可以滑动。此外，滑动槽14被形成为：将准直镜单元20支承在从LD 11射出的激光可入射至准直镜21的位置，并通过使准直镜单元20沿滑动槽14滑动，能够调整LD 11与准直镜21的间隔。 

并且，通过使用手动或者公知的进给机构(未图示)等，在箭头标记A方向上以微小单位滑动来调整准直镜单元20的位置，以使从LD 11射出的激光以规定的束斑状态(例如，直径大小或调焦等)在未图示的感光鼓上成像，然后使用紫外线硬化性粘合剂、瞬间粘合剂、环氧系粘合剂(epoxy resin adhesives)或一般的粘结剂(bond)将准直镜单元20透镜粘合固定在支承部12b上。 

在如上构成的光扫描装置1中，激光从光源装置10所具有的LD 11射出，并由准直镜单元20变换为平行光束，由柱面透镜3会聚为线状光束，由多角镜4向规定的扫描方向偏转并进行扫描，经过扫描透镜5、回位镜6在感光鼓上成像。该成像的光束通过多角镜4的旋转沿主扫描方向在感光鼓上进行扫描、并通过感光鼓的旋转在副扫描方向上进行扫描，从而在感光鼓表面形成静电潜像。 

另外，多角镜4的扫描光在其主扫描方向的一端，通过镜7向扫描面的下方分离，被导入光束检测传感器8。在光束检测传感器8中将导入的扫描光变换为扫描开始信号，并发送至光源装置10具有的LD 11。然后，LD 11在接收到扫描开始信号后，开始进行记录调试。 

下面，参照图3～图5，对于本发明的光扫描装置1具有的光源装置10所使用的准直镜单元20来进行说明。图3是准直镜单元的立体图；图4是准直镜单元的侧面截面图。另外，图5是在组装成单元之前的准直镜及透镜座的侧面截面图。如图3及图4所示，准直镜单元20包括准直镜21以及透镜座22。 

如图5所示，透镜座22的截面形状被形成为帽状，该透镜座具有：用于在内部装入准直镜21的圆筒形状的镜筒部22a；和按照阻塞镜筒部的一端开口的方式而一体成形的孔径部22b。此外，透镜座的材料可以优选使用重量轻并具有耐热性的合成树脂(例如ABS树脂(AcrylonitrileButadiene Styrene copolymer)和PC树脂(polycarbonate resin)的聚合物合金材料(polymer alloy))等。 

镜筒部22a具有不容易发生弹性形变程度的壁厚，使其能稳定支承着准直镜21，内径与准直镜21的外径大致相同，使得能压入准直镜21。另 外，镜筒部22a的光轴方向的长度比准直镜21的光轴方向的长度长，使其能容纳准直镜21。 

孔径部22b一体成形于镜筒部22a的一端，在其中央部形成有圆形开口部22c，该开口部22c与准直镜21的透镜面相对，用于将通过准直镜21变换为平行光束的激光整形为期望的束斑直径。并且，孔径部22b的壁厚为薄至可容易地发生弹性形变的程度。 

如图5所示，在将所述准直镜21装入所述结构的透镜座22时，激光射出侧透镜面21a对着孔径部22b，从镜筒部22a的开口装入准直镜21，按入准直镜21直至激光射出侧透镜面21a与孔径部22b相抵接的位置。 

并且，在激光射出侧透镜面21a与孔径部22b相抵接后，通过进一步按入准直镜21，如上所述，由于形成的孔径部22b的壁厚为薄至可容易地发生弹性形变的程度，因此孔径部22b沿激光射出侧透镜面21a发生弹性形变，如图4所示，孔径部22b沿透镜面形状与激光射出侧透镜面21a紧密相接。 

通过这样使孔径部22b与激光射出侧透镜面21a紧密相接，可防止在将所述部件组装成单元时产生的孔径部22b相对于准直镜21的安装公差等，并可稳定得到期望的束斑直径。另外，通过使孔径部22b与激光射出侧透镜面21a紧密相接，透镜座22在光轴方向上的长度无需在准直镜21的像侧焦点距离以上，从而能够通过消减部件材料来削减制造成本。 

此外，上述实施方式中是使形成的孔径部22b的壁厚为薄至可容易地发生弹性形变的程度，并且沿激光射出侧透镜面21a的透镜面形状发生弹性形变，由此与激光射出侧透镜面21a紧密相接，但不限于此，还可以预先将孔径部22b对着准直镜21的面成形为与激光射出侧透镜面21a的透镜面形状相同的形状。另外，形成于孔径部22b的开口部的形状除了图3所示的圆形以外，还可适当变更为方形、椭圆形、多边形或者将所述形状组合后的形状等。 

另外，在上述实施方式中采用了使孔径部22b与激光射出侧透镜面21a相接的结构，但不限于此，还可以使孔径部22b与激光入射侧透镜面相接。然而，与对入射至准直镜21的扩散光进行剪裁相比，对通过准直 镜变换后的平行光束进行剪裁可以减小得到的束斑直径的偏差，因此激光的整形优选使孔径部22b与激光射出侧透镜面21a紧密相接。 

进而，在上述实施方式中是对于将作为不同部件的准直镜21装入一体形成有支承准直镜21的镜筒部22a和对激光进行整形的孔径部22b的透镜座22的情况进行了说明，但不限于此，还可以使用二色成形法，将准直镜21与透镜座22一体形成。 

此外，在上述实施方式中是对于一体成形有对激光进行整形的孔径部22b的透镜座22，使准直镜21与孔径部紧密相接的构成进行了说明，但不限于此，由于将孔径部与透镜座进行一体成形和使准直镜与孔径部紧密相接是相互独立的，因此还可以将其各自作为单独的构成。 

此外，本发明不限于上述实施方式，在不脱离本发明主旨的范围内还可实施多种变更，例如在所述实施方式中，对于使用一个LD作为光学装置、使用记录行的光扫描装置进行了说明，但不限于此，还可以应用在多光束型的光扫描装置。 

本发明可应用在打印机、传真机、复印机等图像形成装置中作为记录用光学系统来使用的光扫描装置。 

Claims (3)

1.一种光扫描装置，其特征在于，具有：

发出激光的光源；

将从所述光源发出的激光变换为平行光束的准直镜；

与所述准直镜紧密相接，并对激光进行整形的孔径部；和

支承着所述准直镜的透镜座部；

其中，所述孔径部的壁厚为薄至可容易地发生弹性形变的程度，使得所述孔径部能够沿透镜面形状与所述准直镜的激光射出侧的曲面的透镜面紧密相接，

所述透镜座部还具有镜筒部，该镜筒部具有不容易发生弹性形变程度的壁厚，使其能稳定支承着所述准直镜。

2.如权利要求1所述的光扫描装置，其特征在于，

所述透镜座部一体形成有所述孔径部和支承着所述准直镜的镜筒部。

3.一种图像形成装置，其特征在于，其具备的光扫描装置包括如下部件：

发出激光的光源；

将从所述光源发出的激光变换为平行光束的准直镜；

与所述准直镜紧密相接，并对激光进行整形的孔径部；和

支承着所述准直镜的透镜座部；

其中，所述孔径部的壁厚为薄至可容易地发生弹性形变的程度，使得所述孔径部能够沿透镜面形状与所述准直镜的激光射出侧的曲面的透镜面紧密相接，

所述透镜座部还具有镜筒部，该镜筒部具有不容易发生弹性形变程度的壁厚，使其能稳定支承着所述准直镜。

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