CN101460881A - 光学扫描设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种光学扫描设备，其在抑制部件数目增加的同时抵抗外应力的能力较强，其内可插入激光光源单元(1)的插入部(6)设置在机架部件(5)上。在激光光源单元(1)已插入到插入部(6)内的状态下，激光光源单元(1)和机架部件(5)的插入部(6)在光轴方向上彼此远离的两个位置(前缘侧配合部(4a)和前缘侧接触部(6a)；底侧配合部(4b)和底侧配合部(6b))过盈配合。

Description

光学扫描设备
技术领域
本发明涉及一种用于复印机、激光打印机等的光学扫描设备。
背景技术
至今，其内半导体激光器和准直透镜构成为一个单元的激光光源单元被装配到用于例如复印机、激光打印机等的电子照相型成像设备的光学扫描设备上。当激光光源单元被装配到光学扫描设备的机架部件上时，光轴精确定位在机架部件上是必要的，其中光轴已根据激光光源单元中半导体激光器和准直透镜的布置而预定。为此，作为至今仍被常用的结构，存在这样一种结构，在该结构中，用以保持半导体激光器和准直透镜的激光器保持器10被装配在设置于光学箱H的侧壁内的装配孔H10内，并且激光器保持器10的连接部18在其在光轴方向上邻接于光学箱H的侧壁的状态下利用螺钉K2固定(参考日本特开2002-244062号公报)。然而，在这种结构的情况下，由于使用了螺钉来将激光器保持器10固定到光学箱H上，故而部件的数目增加了。由于用于将激光器保持器10的连接部18邻接到光学箱H的侧壁和使用螺钉固定连接部的空间是必要的，因此光学扫描设备的小型化存在障碍。特别地，在使用具有多个半导体激光器的多个激光光源单元的情况下，由于为了使用共有的激光电路板并简化装配工作而考虑紧密排列多个激光光源单元，因此就光学扫描设备的小型化而言，这一结构是不利的。
因此，作为解决上述后一个问题的结构，已在日本特开2004-037836号公报中公开了一种结构，其中多个激光光源单元在不使用任何螺钉的情况下仅通过一根弹簧来固定。图1是示出在现有技术中使用一根弹簧来固定多个激光光源单元的示意图。
在图1中，激光光源单元530具有半导体激光器539、准直透镜538、激光器保持器504等。在该实例中，设置了两个激光光源单元530。
横截面形状大致为字母U形(在横截面中，两部件从水平部件的两边缘垂直延伸)的沟槽部件的肋条506突出在光学箱536上，多角镜、扫描透镜等(未示出)已被连接在光学箱536上。板簧503设置在光学箱536上。激光器保持器504通过板簧503的臂部503a被推至肋条506，从而将激光光源单元530固定在光学箱536上。
图2是示出具有已装配了现有技术中的激光光源单元的光学扫描设备的彩色成像设备的示意图。
根据图2所示的彩色成像设备，Y、M、C和Bk四色图像形成在四个感光鼓610的表面上并叠加在转印带611上，从而形成了全彩色图像。为此，光学扫描设备600具有两个激光光源单元530，从而形成两色图像。在图2所示的彩色成像设备中，设置了两个光学扫描设备600，从而以四色复制。光学扫描设备600内有多角镜601、扫描透镜602和603以及反射镜604。
然而，在如上所述的现有技术的情况下，通过板簧503作用的推力而产生的约束力是微弱的。当被作用外应力(例如，部件由于温度变化而产生热膨胀的差异、激光器驱动电路板(未示出)的连接等)时，存在激光光源单元的位置改变的风险。如果激光光源单元的位置改变了，则会产生感光鼓上的扫描行的位置变化或成像性能的恶化。
由于使用了板簧503将激光光源单元530固定到光学箱536，部件的数目增加了。
发明内容
本发明的一个目的在于，提供一种光学扫描设备，其在抑制部件数目增加的同时抵抗外应力的能力较强。
本发明的另一目的在于，提供一种光学扫描设备，包括：激光光源，其发射激光光束；准直透镜，将从激光光源发出的激光光束转换成平行光束；筒形保持部件，保持激光光源和准直透镜；以及具有筒形孔的机架部件，筒形保持部件被插入该筒形孔内，其中，筒形保持部件以过盈配合的方式在机架部件的筒形孔内的光轴方向上彼此远离的两个位置被装配。
本发明的另一目的在于，提供一种光学扫描设备，包括：第一筒形保持部件，保持用于发射第一激光光束的第一激光光源和用于将从第一激光光源发出的激光光束转换成平行光束的第一准直透镜；第二筒形保持部件，保持用于发射第二激光光束的第二激光光源和用于将从第二激光光源发出的激光光束转换成平行光束的第二准直透镜；以及具有第一筒形孔和第二筒形孔的机架部件，第一筒形保持部件插入该第一筒形孔内且第二筒形保持部件插入该第二筒形孔内，其中，第一筒形保持部件和第二筒形保持部件在垂直于光轴的方向上并列，第一筒形保持部件以过盈配合的方式在机架部件的第一筒形孔内的光轴方向上彼此远离的两个位置被装配，且第二筒形保持部件以过盈配合的方式在机架部件的第二筒形孔内的光轴方向上彼此远离的两个位置被装配。
本发明的其他目的将从随后的说明书和附图中变得明显。
本发明的进一步特征将从随后的参考附图的示范性实施例说明中变得明显。
附图说明
图1是用于描述现有技术中的激光光源单元的视图。
图2是用于描述现有技术中的彩色成像设备的视图。
图3是用于描述根据一个实施例的激光光源单元的视图。
图4是用于描述根据该实施例的光学扫描设备的视图。
图5是用于描述根据该实施例的光源插入部的示意性剖视图。
图6用于描述根据该实施例的光源插入部的示意性剖视图。
图7是用于描述根据该实施例的激光光源单元的拉出阻挡单元的视图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图以实例的形式详细描述用以体现本发明的示范性实施例。然而，该实施例中已公开的部件的尺寸、材料、形状、相对布局等应根据本发明所应用的设备的构造和多方面条件而适当地修改，并且本发明的范围不局限于以下实施例。
(实施例)
图3和4是用于描述本发明可应用的光学扫描设备的视图。图4是示出整个光学扫描设备的视图。图3是示出激光光源单元和其周围部件的视图。
在图3中，四个激光光源单元1a、1b、1c和1d被安装到光学扫描设备上。激光光源单元1a至1d基本上具有相同的构造。每个激光光源单元由作为光源的半导体激光器2、准直透镜3和保持光源及准直透镜的筒形保持部件构成。与激光光源单元1a、1b、1c和1d数目相同的作为筒形孔的插入部6、旋转阻挡销7和保持部件4内形成的长孔8形成在光学扫描设备的机架部件5中。如图3所示，多个插入部6形成在机架部件5中，从而多个激光光源单元1a至1d可以从同一方向插入。
现在，将参考附图4来描述光学扫描设备的概要。
在图4中，柱面透镜21、多角镜22、扫描器马达23、用作成像装置的扫描透镜24、反射镜25以及用作图像保持部件的感光鼓26a、26b、26c和26d被布置在光学扫描设备中。多角镜22和扫描器马达23构成了偏转单元。
现在，将描述光学扫描设备的操作。
在激光光源单元1a至1d中，从半导体激光器2发射的发散光的激光光束通过准直透镜3被转换成平行光束，或者被转换成在几乎平行的范围内有特定发散率的激光光束，从而生成激光光束。
当激光光束穿过柱面透镜21时，仅仅在副扫描方向上会聚，并且在多角镜22的反射表面上形成行式图像。
多角镜22通过扫描器马达23被旋转，并偏转激光光束。
被偏转的激光光束穿过扫描透镜24和反射镜25，并且在用作被扫描表面的感光鼓26a至26d(感光鼓的表面)上形成扫描行式图像。
容纳了Y(黄色)、M(品红色)、C(青色)和Bk(黑色)调色剂的显影单元(未示出)被布置在相邻于感光鼓26a至26d的位置。已通过显影单元显影的各色调色剂图像被叠加到转印带(未示出)等上，从而形成了全彩色图像。
因此，激光光源单元1a至1d分别根据各Y、M、C和Bk图像而闪烁。
图5是示出激光光源单元1和机架部件5的插入部6的局部剖视图。图6是沿图5中B-B线的剖视图。在图5中，上侧示出了激光光源单元1已装配到机架部件5的状态，而下侧示出了激光光源单元1被装配之前的状态。
下面将参考这些附图详细描述激光光源单元1和插入部6。
筒形保持部件4具有筒形前缘侧配合部4a和筒形底侧配合部4b。保持部件4在其保持光源的一侧上还具有大致为板形的凸缘部4c。前缘侧接触部6a和底侧接触部6b被设置在机架部件5的插入部6的内周面。如图6所示，前缘侧接触部6a排列在圆周方向上的三个位置。底侧接触部6b同样排列在圆周方向上的三个位置。
三个位置中的每个前缘侧接触部6a的内切圆的直径Da略小于保持部件4的前缘侧配合部4a的外径da(Da<da)。同样，三个位置中的每个底侧接触部6b的内切圆的直径Db略小于底侧配合部4b的外径db(Db<db)。
在插入部6中，随着其在激光光源单元1的插入方向上从入口侧向后侧渐进，前缘侧接触部6a和底侧接触部6b每个的内切圆的直径递减(递减到的值大致等于配置在插入方向上的下游侧(前缘侧)的内切圆的直径)。在保持部件4中，同样地，随着其在激光光源单元1的插入方向上从入口侧向后侧渐进，前缘侧配合部4a和底侧配合部4b每个的外径递减。也就是说，在直径Da和Db之间存在关系(Da<Db)，在外径da和db之间存在关系(da<db)。
因此，当激光光源单元1被装配到机架部件5时，换句话说，当激光光源单元1a的保持部件4从箭头A的方向被插入到插入部6时，可以达到如下的状态，即前缘侧配合部4a已以过盈配合的方式被装配到前缘侧接触部6a内，且底侧配合部4b已以过盈配合的方式被装配到底侧接触部6b内。因此，激光光源单元1的光轴被定位到机架部件5。
在装配完成状态下，由于凸缘部4c邻接到机架部件的邻接面6c，故而在光轴方向上的定位得以执行。由于旋转阻挡销7被装配到长孔8内，激光光源单元1的旋转被阻挡了。
如上所述，激光光源单元1的筒形保持部件4以过盈配合的方式被装配到插入部(筒形孔)6内在光轴方向上彼此远离的两个位置。因此，激光光源单元1的光轴被定位到机架部件5。激光光源单元1的筒形保持部件4和机架部件5的插入部(筒形孔)6分别在光轴方向上彼此远离的两个位置(前缘侧配合部4a和前缘侧接触部6a；底侧配合部4b和底侧接触部6b)于圆周方向上的至少三个位置彼此接触。因此，由于以过盈配合方式被应用在圆周方向上的力是平衡的，因此激光光源单元1的光轴可以容易且精确地被定位到机架部件5。
在该实施例中，激光光源单元1的保持部件4和机架部件5的插入部6以过盈配合的方式被装配在光轴方向上彼此远离的两个位置中，本发明不局限于该实例，而是可以以过盈配合的方式装配在三个或更多的位置中。尽管激光光源单元1的保持部件4与机架部件5的插入部6分别在光轴方向上彼此远离的两个位置及圆周方向上的三个位置相接触，但本发明并不局限于该实例，而是可以在圆周方向上的四个或更多的位置分别接触。
现在，将描述该实施例的效果。
在该实施例中，当激光光源单元1仅仅被插入到机架部件5的插入部6中时，激光光源单元1的光轴被定位到机架部件5。如上所述，由于激光光源单元1以过盈配合的方式在光轴方向上的两个位置及圆周方向上的三个位置固定，因而其可被精确且严密地固定到机架部件5而不用开沟槽。因此，该设备足以抵抗产生至今出现的问题的外应力，并且也不会导致激光光源单元1的位置变化。由于无需固定部件(对应于现有技术中的板簧)且抑制了部件数目的增加，因而提高了装配性能，也降低了部件的费用。
为了从一个光学扫描设备中形成四色扫描行，在该设备中，两个左右激光光源单元以及两个上下激光光源单元，也即多个激光光源单元被二维地排列(参照图4)，在以与现有技术类似的方式使用板簧作为固定部件的情况下，则有必要准备两个上下板簧。在这种情况下，部件的数目增加了，费用增加了，此外，有必要将下侧板簧的装配方向从上侧板簧的装配方向改变180°。因此存在装配工作也变得困难的风险。
在该实施例中，由于所有四个激光光源单元1可以从同一方向装配，即便在多个激光光源单元被二维安装的情况下，也可以于装配时在不增加改变机架部件5的位置的步骤的情况下提高装配的可操作性。
如上所述，根据该实施例，可以提供一种对抗外应力强、成本低廉的光学扫描设备，并且其可以在防止部件数目增加和防止装配方向多向化的同时易于装配。
将直径Da和da之间的差值和直径Db和db之间的差值设得过大是不理想的，理想的是，将其保持在适于执行所谓的压入配合的数值。这是因为，如果压入配合所需的压力过高，则需要将按压设备或类似设备用于装配工作，或使保持部件4变形。
在这种情况下，为了防止激光光源单元1在装配之后从光轴方向被拉出，理想的是，增加拉出阻挡单元。图7是描述一实例的视图，在该实例中，一个螺钉51被用作拉出阻挡单元。如果激光光源单元1的光轴仅仅通过使用如实施例中所示的围绕光轴的结构而被固定到机架部件上，则四个激光光源单元1a至1d可紧密地排列。因此，由于仅仅使用一个螺钉便足以在光轴方向上固定四个激光光源单元1a至1d，故而可抑制部件数目的增加。
也可弃用旋转阻挡销7，当激光光源单元1被装配时，其围绕光轴旋转，并作出相位调整。这样的结构是有效的，例如，当从半导体激光器2发射的激光光束的偏振方向被调节时，或者在所谓的多光束激光器(其内的半导体激光器2具有多个发光点)的情况下、对应感光鼓26上的发光点的扫描行之间的间隔被调节时。
尽管该实施例已通过使用在整个圆周的筒形保持部件4而加以描述，但关于保持部件4的形状，保持部件4和机架部件5的插入部(筒形孔)6之间的接触部具有筒形的形状便足够了。例如，也可使用这种几乎为筒形的形状，即在圆周方向的非接触部上存在局部凹槽或直线部分。
保持部件4具有筒形的形状，并且前缘侧接触部6a和底侧接触部6b以突起状设置在机架部件5的插入部6上。然而，这一关系当然可以反过来，也可使用这样的结构，即插入部6具有筒形的形状，并且接触部以突起状形成在保持部件4上。
尽管本发明的实施例已如上所述，但本发明不局限于前述的实施例，而是可以在本发明的技术思想的范围内作出多种修改和变化。
尽管本发明已参考示范性实施例作了描述，但可以理解，本发明并不局限于已公开的示范性实施例。以下权利要求的范围要与其最宽泛的解释对应一致，从而包含所有此类修改和等效的结构及功能。
本申请要求2006年6月5日申请的日本特开2006-156064号公报的权益，在此整体引入作为参考。

Claims (5)

1.一种光学扫描设备，包括：激光光源，发射激光光束；准直透镜，将从激光光源发射的激光光束转换成平行光束；筒形保持部件，保持激光光源和准直透镜；以及具有筒形孔的机架部件，筒形保持部件被插入该筒形孔，其中，筒形保持部件以过盈配合的方式被装配到机架部件的筒形孔内的在光轴方向上彼此远离的两个位置。
2.根据权利要求1所述的光学扫描设备，其中，筒形保持部件以过盈配合的方式在筒形孔的光轴方向上彼此远离的两个位置被装配到圆周方向上的至少三个位置。
3.一种光学扫描设备，包括：第一筒形保持部件，保持用于发射第一激光光束的第一激光光源和用于将从第一激光光源发射的第一激光光束转换成平行光束的第一准直透镜；第二筒形保持部件，用以保持用于发射第二激光光束的第二激光光源和用于将从第二激光光源发射的第二激光光束转换成平行光束的第二准直透镜；以及具有其内插入第一筒形保持部件的第一筒形孔和其内插入第二筒形保持部件的第二筒形孔的机架部件，其中，第一筒形保持部件和第二筒形保持部件在垂直于光轴的方向上并列，第一筒形保持部件以过盈配合的方式被装配机架部件的第一筒形孔内的在光轴方向上彼此远离的两个位置，并且第二筒形保持部件以过盈配合的方式被装配机架部件的第二筒形孔内的在光轴方向上彼此远离的两个位置。
4.根据权利要求3所述的光学扫描设备，其中，第一筒形保持部件以过盈配合的方式在第一筒形孔的光轴方向上彼此远离的两个位置被装配到圆周方向上的至少三个位置，并且第二筒形保持部件以过盈配合的方式在第二筒形孔的光轴方向上彼此远离的两个位置被装配到圆周方向上的至少三个位置。
5.根据权利要求3所述的光学扫描设备，还包括一个固定部件，其在光轴方向上将第一筒形保持部件和第二筒形保持部件固定在机架部件上。
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