CN104345449A

CN104345449A - 光扫描设备

Info

Publication number: CN104345449A
Application number: CN201410353882.XA
Authority: CN
Inventors: 乙黑康明; 石馆毅洋
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2013-07-24
Filing date: 2014-07-23
Publication date: 2015-02-11
Anticipated expiration: 2034-07-23
Also published as: US20150029284A1; US20150277082A1; JP2015025855A; CN104345449B; US9086645B2; US9720207B2; JP6319961B2

Abstract

本发明涉及一种光扫描设备，其包括：光源；偏转器，所述偏转器具有旋转多角镜和电动机，所述旋转多角镜构造成偏转从光源发射的光束，所述电动机构造成使得多角镜旋转；多个反射镜，所述多个反射镜构造成将光束反射到感光构件；和光学盒，光源安装在所述光学盒上，其中，光学盒具有：安装壁，偏转器安装在所述安装壁上；和支撑壁，所述支撑壁相对于多角镜定位在感光构件一侧上，所述支撑壁设置有支撑部分，所述支撑部分构造成支撑至少一个反射镜，具有多个台阶的台阶部形成在安装壁和支撑壁之间，台阶部的后表面的形状遵循台阶部的内侧表面。

Description

光扫描设备

技术领域

本发明涉及一种在诸如复印机、打印机、传真机的成像设备和其多功能外围设备中使用的光扫描设备。

背景技术

作为在电子照相成像设备中使用的光扫描设备，一种具有以下构造的光扫描设备是众所周知的。具体地，已知一种光扫描设备，其构造成通过旋转多角镜而使得从光源发射的光束偏转，并且通过诸如透镜和镜的光学部件将偏转的光束引导到感光构件的感光表面上，以便在感光构件上形成潜像。成像光学系统由至少一个fθ透镜形成。fθ透镜具有以非球面为特征的特殊的透镜有效表面，以增强扫描特征。此外，由于诸如确保形状自由度、减重和价格降低的优势，由树脂模制形成构造成支撑并且固定光学系统的构件的壳体(在下文中，称作“光学盒”)。特别地，在串联式成像设备中使用由树脂制成的光学盒具有极大优势，原因在于使用大量光学部件以及支撑和固定光学部件的安装方向和安装方法不一致。另一方面，与金属制成的光学盒相比，由树脂制成的光学盒在温度升高的情况下具有更大的热膨胀系数。此外，与由金属制成的光学盒相比，由树脂制成的光学盒具有更低的导热系数。因此，当使用由树脂制成的光学盒时，在包含热源的光扫描设备中，温度分布变得不均匀，并且局部出现热部分和冷部分。结果，在光学盒中沿着不同方向发生翘曲和局部扭曲。

在光扫描设备中经常使用诸如旋转多角镜的偏转构件，所述偏转构件具有多个偏转反射表面。当驱动偏转构件时，因诸如电动机的驱动部分产生的热量而致使温度升高。如果连续长时间实施光扫描，则旋转多角镜的旋转轴接收部分和安装在构造成驱动旋转多角镜的电动机部分上的集成电路芯片被加热到较高温度。此外，即使在短时间实施光扫描的情况中，在电动机开始旋转之后温度也立即呈对数波动并且上升。因此，光学盒因光扫描设备中温度不均匀地升高而发生极大扭曲和变形。构成光扫描设备的透镜、旋转多角镜和镜容纳在光学盒中，因此光学盒的变形改变了诸如透镜和镜的光学部件的位置，结果光束通过的路径和反射方向随着时间而发生改变。

主要因为以下两个原因发生光学盒的变形。第一个原因是热气流，第二个原因是辐射热。作为第一原因的热气流如下产生。旋转多角镜以高速旋转并且因此产生风，风吸收在偏转器的外周上产生的热量而变成热气流。偏转器的外周由肋所包围，所述肋垂直于光学盒的底壁设置，以保持光学盒的强度，并且肋堵塞热气流的途径，使得热气流停滞在偏转器周围。由此，偏转器的外周上的温度升高大于光学盒的其它部分中的温度升高。结果，光学盒的温度局部升高，这导致光学盒发生诸如翘曲和扭曲的变形。此外，作为第二原因的辐射热如下发生。旋转多角镜以高速旋转，因此装配在光学盒中以便定位偏转器的旋转多角镜的旋转轴接收部分达到高温度。此外，安装在电动机部分上的集成电路芯片也产生热量。因而，紧邻旋转轴接收部分下方的部分和安装有集成电路芯片的位置因辐射热而局部变热，结果光学盒膨胀且发生变形。

如上所述，因光学盒的变形，光束的方向和数量在不同颜色的站中发生变化，使得待扫描的表面上的聚光位置改变，并且因此水平方向、竖直方向或者图像扫描线的放大率出现波动，从而导致图像质量下降。特别地，在串联式成像设备中，每种颜色的光束位置均发生波动，因此当相应颜色的调色剂图像叠置时发生颜色失准。为了解决上述问题，已经提出了一种光扫描设备，在所述光扫描设备中，垂直于壳体主体的底部部分设置的肋倾斜，使得从旋转多角镜等产生的热气流沿着倾斜的肋扩散。(日本专利No.4170736)。

然而，根据传统方法，虽然针对上述造成光学盒变形的第一原因获得了一定效果，但是存在这样的风险，即，可能没有获得针对第二原因的效果。即，从偏转器产生的热气流能够扩散到外周；然而，将热气流吹送到光学盒的倾斜部分，这导致整个光学盒因倾斜部分的膨胀和变形导致的扭曲而发生极大扭曲。光学盒的倾斜部分具有直线形状，因此其膨胀使得整个光学盒发生扭曲。此外，旋转多角镜的旋转轴接收部分的局部变形和从旋转轴接收部分的中心至其外周的膨胀的变形不能被形成为直线形状的倾斜部分所吸收，这导致整个光学盒发生变形。

发明内容

在上述情况下已经实现了本发明，并且本发明的目的是利用简单构造减小光学盒的变形。

为了解决上述问题，根据本发明的实施例提供了一种光扫描设备，所述光扫描设备包括：光源，所述光源构造成发射光束；偏转器，所述偏转器包括旋转多角镜、电动机、驱动单元和电路板，所述旋转多角镜构造成偏转光束，使得光束扫描感光构件，所述电动机构造成使得旋转多角镜旋转，所述驱动单元构造成驱动电动机，电动机和驱动单元安装在所述电路板上；多个反射镜，所述多个反射镜构造成反射由偏转器偏转的光束，以便将由偏转器偏转的光束引导到感光构件上；和光学盒，光源安装在所述光学盒上，所述光学盒构造成容纳偏转器和多个反射镜，其中，光学盒包括安装有偏转器的安装壁和相对于旋转多角镜定位在感光构件侧的支撑壁，所述支撑壁设置有支撑部分，所述支撑部分构造成支撑多个反射镜中的至少一个，包括多个台阶的台阶部形成在安装壁和支撑壁之间，并且台阶部的后表面的形状遵循在光学盒内侧的台阶部的形状。

根据本发明的另一个实施例，提供了一种光扫描设备，其包括：光源，所述光源构造成发射光束；偏转器，所述偏转器包括旋转多角镜、电动机、驱动单元和电路板，所述旋转多角镜构造成偏转光束，使得光束扫描感光构件，所述电动机构造成使得旋转多角镜旋转，所述驱动单元构造成驱动电动机，电动机和驱动单元安装在所述电路板上；多个反射镜，所述多个反射镜构造成反射由偏转器偏转的光束，以便将由偏转器偏转的光束引导到感光构件上；和光学盒，光源安装在所述光学盒上，所述光学盒构造成容纳偏转器和多个反射镜，其中，光学盒包括安装有偏转器的安装壁和相对于旋转多角镜定位在感光构件侧的支撑壁，所述支撑壁设置有支撑部分，所述支撑部分构造成支撑多个反射镜中的至少一个，包括多个台阶的台阶部形成在安装壁和支撑壁之间，并且台阶部的厚度小于安装壁的厚度。

根据本发明的又一实施例，提供了一种光扫描设备，其包括：光源，所述光源构造成发射光束；偏转器，所述偏转器包括旋转多角镜、电动机、驱动单元和电路板，所述旋转多角镜构造成偏转光束，使得光束扫描感光构件，所述电动机构造成使得旋转多角镜旋转，所述驱动单元构造成驱动电动机，电动机和驱动单元安装在所述电路板上；光学构件，所述光学构件构造成将由旋转多角镜偏转的光束引导到感光构件上；和光学盒，光源安装在所述光学盒上，所述光学盒构造成容纳偏转器和光学构件，其中，光学盒包括安装有偏转器的安装壁和相对于旋转多角镜定位在感光构件侧的支撑壁，所述支撑壁设置有支撑部分，所述支撑部分构造成支撑光学构件；和台阶部，所述台阶部位于偏转器附近，包括至少两个台阶。

根据本发明的又一个实施例，提供了一种光扫描设备，其包括：光源，所述光源构造成发射光束；偏转器，所述偏转器包括旋转多角镜、电动机、驱动单元和电路板，所述旋转多角镜构造成偏转光束，使得光束扫描感光构件，所述电动机构造成使得旋转多角镜旋转，所述驱动单元构造成驱动电动机，电动机和驱动单元安装在所述电路板上；多个反射镜，所述多个反射镜构造成反射由偏转器偏转的光束，以便将由偏转器偏转的光束引导到感光构件上；和光学盒，所述光学盒构造成容纳偏转器和多个反射镜，其中，光学盒包括安装有偏转器的安装壁和相对于旋转多角镜定位在感光构件侧的支撑壁，所述支撑壁设置有支撑部分，所述支撑部分构造成支撑多个反射镜中的至少一个，并且在安装壁和支撑壁之间形成波形部分，所述波形部分的沿着从安装壁朝向支撑壁的方向的横截面呈波形。

参照附图从示例性实施例的以下描述中本发明的其它特征将变得显而易见。

附图说明

图1A是根据第一实施例的成像设备的截面图；

图1B是根据第一实施例的光扫描设备的截面图；

图2是图解了根据第一实施例的光扫描设备的构造的视图；

图3A、3B和3C是图解了根据第一实施例的光扫描设备的台阶部的构造的视图；

图4A是图解了第一实施例中的热气流的流动的视图；

图4B是图解了第一实施例中的台阶部的弯曲部分的视图；

图5是图解了与第一实施例相比台阶部具有一个台阶的情况的视图；

图6A、6B和6C是图解了第一实施例和传统示例之间的比较结果的视图；

图7是图解了根据第二实施例的光扫描设备的台阶部的构造的视图

具体实施方式

现在，将参照附图详细描述本发明的示例性实施例。

【第一实施例】

【成像设备的构造】

将描述根据第一实施例的成像设备的构造。图1A是图解了本实施例的串联式彩色激光束打印机的整体构造的示意性结构视图。激光束打印机(在下文中，简称为“打印机”)包括四个成像引擎(成像部分)10Y、10M、10C和10Bk(用点划线表示)，所述成像引擎构造成形成相应颜色的调色剂图像：黄色(Y)、洋红色(M)、青色(C)和黑色(Bk)。此外，打印机包括中间转印带20，调色剂图像从成像引擎10Y、10M、10C、10Bk中的每一个转印到所述中间转印带20上。然后，打印机构造成使得多次转印到中间转印带20上的调色剂图像被转印到作为记录介质的记录片材P上，以形成全色图像。

中间转印带20形成为环状并且在一对带运送辊21、22上通过，使得在中间转印带20沿着由箭头B表示的方向旋转的同时由每个成像引擎10形成的调色剂图像均转印到中间转印带20上。二次转印辊65设置在经中间转印带20与一个带运送辊21相对的位置处。记录片材P插入在相互压力接触的二次转印辊65和中间转印带20之间，结果调色剂图像从中间转印带20转印到记录片材P。上述四色成像引擎10Y、10M、10C和10Bk并排布置在中间转印带20下方，使得根据每种颜色的图像信息形成的调色剂图像被转印到中间转印带20上(在下文中称作“初次转印”)。四个成像引擎10沿着中间转印带20的旋转方向(箭头B表示的方向)按照以下顺序布置：用于黄色的成像引擎10Y、用于洋红色的成像引擎10M、用于青色的成像引擎10C、用于黑色的成像引擎10Bk。

此外，光扫描设备40设置在成像引擎10下方，所述光扫描设备40构造成根据图像信息使得设置在每个成像引擎10中的作为感光构件的感光鼓50曝光。注意，光扫描设备40的详细图解和描述在图1B中省略而稍后参照图2描述。如图1B所示，所有成像引擎10Y、10M、10C、10Bk共用光扫描设备40，所述光扫描设备40包括四个半导体激光器(未示出)，每个半导体激光器均构造成发射根据对应颜色的图像信息调制的激光束。此外，光扫描设备40包括偏转器43，所述偏转器43包括：旋转多角镜42，所述旋转多角镜42以高速旋转，以偏转4条光路的光束，使得光束沿着旋转轴线方向(Y轴方向)扫描感光鼓50；和电动机单元，所述电动机单元构造成使得旋转多角镜42旋转。偏转器43包括：旋转多角镜42；电动机，所述电动机构造成使得旋转多角镜42旋转；电动机单元41，所述电动机单元41作为驱动单元，所述驱动单元构造成驱动电动机；和电路板64，电动机和电动机单元41安装在所述电路板上(见图3A)。由偏转器43扫描的每个光束在被设置在光扫描设备40中的光学构件引导的同时均行进通过预定路径。然后，已经行进通过预定路径的每个光束均穿过设置在光扫描设备40的上部分中的每个照射孔(未示出)，以便使得每个成像引擎10的每个感光鼓50曝光。

每个成像引擎10均包括感光鼓50和充电辊12，所述充电辊12构造成使得感光鼓50充电至均匀的背景电势。此外，每个成像引擎10均包括显影装置13，所述显影装置13构造成使得通过曝光于光束而形成在感光鼓50(感光构件)上的静电潜像显影，以形成调色剂图像。显影装置13根据每种颜色的图像信息在作为感光构件的感光鼓50上形成调色剂图像。

初次转印辊(初次转印构件)15设置在经中间转印带20与每个成像引擎10的感光鼓50相对的位置处。当将预定转印电压施加到初次转印辊15上时，感光鼓50上的调色剂图像被转印到中间转印带20上。

另一方面，将记录片材P从装在打印机壳体1的下部分中的供给盒2供应到打印机的内部，具体供应到二次转印位置处，在所述二次转印位置处中间转印带20和二次转印辊(二次转印构件)65相互抵靠。在供给盒2的上部分中，并排布置拾取辊24和供给辊25，所述拾取辊24构造成拾取容纳在供给盒2中的记录片材P。构造成防止两次供给记录片材P的延迟辊26设置在与供给辊25相对的位置处。位于打印机内部的记录片材P的运送路径27大体竖直地沿着打印机壳体1的右侧表面设置。从位于打印机壳体1的底部部分中的供给盒2送出的记录片材P上升通过运送路径27并且被送至对准辊29，所述对准辊29构造成控制记录片材P进入二次转印位置的定时。在将调色剂图像转印到位于二次转印位置处的记录片材P上之后，记录片材P被送至设置在运送方向下游侧上的定影装置3(用虚线表示)。然后，传送辊28将其上通过定影装置3已定影有调色剂图像的记录片材P传送至设置在打印机壳体1的上部分中的传送托盘1a。

当通过如上所述构造的彩色激光束打印机形成全色图像时，首先，光扫描设备40根据每种颜色的图像信息使得每个成像引擎10的感光鼓50在预定定时曝光。结果，根据图像信息的调色剂图像形成在每个成像引擎10的感光鼓50上。为了获得高质量图像，必须以高准确度再现由光扫描设备40形成的潜像的位置。

【光扫描设备的构造】

图1B是图解了当安装光学部件时的概貌的示意图，图2是图解了本实施例的光扫描设备40的构造的视图。注意，光扫描设备40包括光学盒105和盖70，所述盖70构造成覆盖光学盒105的上部分的开口。光源单元61和偏转器43以及电动机单元41设置在光扫描设备40的外周部分上和内侧中，构造成发射光束的光源安装在所述光源单元61上，所述偏转器43包括旋转多角镜42，所述旋转多角镜42构造成使得光束偏转。此外，光扫描设备40包括光学透镜60(60a至60d)和反射镜62(62a至62h)，所述反射镜62构造成将光束引导至感光鼓50，以便在感光鼓50上提供图像。光学盒105包括：安装壁105a，偏转器43安装在安装壁105a上；支撑壁105b，所述支撑壁105b相对于旋转多角镜42定位在感光鼓50的一侧上(感光构件侧)，在所述支撑壁105b上形成有构造成支撑反射镜62a至62h中的至少一个的支撑部分。

从光源单元61发射的对应于感光鼓50Y的光束LY被旋转多角镜42偏转并且进入到光学透镜60a中。穿过光学透镜60a的光束LY进入光学透镜60b并且穿过光学透镜60b而被反射镜62a反射。由反射镜62a反射的光束LY通过透明窗口(未示出)扫描感光鼓50Y。

从光源单元61发射的对应于感光鼓50M的光束LM被旋转多角镜42偏转并且进入光学透镜60a。已经穿过光学透镜60a的光束LM进入光学透镜60b，并且穿过光学透镜60b而被反射镜62b、62c和62d反射。由反射镜62d反射的光束LM通过透明窗口(未示出)扫描感光鼓50M。

从光源单元61发射的对应于感光鼓50C的光束LC被旋转多角镜42偏转并且进入光学透镜60C。已经穿过光学透镜60C的光束LC进入光学透镜60d，并且穿过光学透镜60d而被反射镜62e、62f和62g反射。由反射镜62g反射的光束LC通过透明窗口(未示出)扫描感光鼓50C。

从光源单元61发射的对应于感光鼓50Bk的光束LBk被旋转多角镜42偏转并且进入光学透镜60c。已经穿过光学透镜60c的光束LBk进入光学透镜60d并且穿过光学透镜60d而被反射镜62h反射。由反射镜62h反射的光束LBk通过透明窗口(未示出)扫描感光鼓50Bk。

图2图解了光学扫描设备40，其中移除了盖70，使得能够观察光学盒105的内部，并且图2图解了用于减小因温度升高而导致的光束位置变化的实施例的构造。光源单元61和偏转器43设置在光扫描设备40的外周部分上和内部中，构造成发射光束的光源安装在所述光源单元61上，所述偏转器43构造成反射和偏转光束。此外，将光束引导至感光鼓50以便在感光鼓50上提供图像所需的光学透镜60(60a、60b)和反射镜62设置在光扫描设备40中。注意，在以下描述中，偏转器43的旋转多角镜42的旋转轴线方向定义为Z轴方向，作为光束的扫描方向的主扫描方向或者光学透镜60或反射镜62的纵向方向定义为Y轴方向，并且正交于Y轴和Z轴的方向定义为X轴方向。

由偏转器43偏转和扫描的光束穿过第一光学透镜60a，所述第一光学透镜60a沿着主扫描方向(Y轴方向)具有强功率，然后所述光束被引导到第二光学透镜60b，所述第二光学透镜60b沿着副扫描方向(X轴方向)具有强功率。已经穿过第一光学透镜60a和第二光学透镜60b的光束被反射镜62反射至少一次，并且被引导到作为待扫描的表面的感光鼓50，以便形成图像。

(台阶部)

台阶部68A和台阶部68B形成为与本实施例的光学盒105结合成一体。例如，如图3A和图3B所示，台阶部68A和台阶部68B形成为包括至少两个台阶的多个台阶的台阶状，使得多个表面弯曲且连接(诸如手风琴状或者三角波形的波形部分)。换言之，台阶部68A和台阶部68B由至少两个台阶形成，使得高度随着台阶部与偏转器43相距的距离增加而增加。台阶部68A和68B的厚度小于安装有偏转器43的安装壁105a的厚度。例如，台阶部68A和68B的厚度是2.5mm，安装壁105a的厚度为3mm。这也适用于台阶部68A和68B是波形部分的情况。注意，图3A和3B是沿着图2的线IIIA-IIIA获得的截面图，这也适用于图5和图7。

现在，关注形成台阶部68A的多个台阶中的一个。如图3B所示，一个台阶由第一壁68A1和第二壁68A2形成，所述第一壁68A1与光学盒105的平行于XY平面的安装壁(在下文中，称作“底壁”)105a基本垂直，所述第二壁68A2基本垂直于第一壁68A1并且基本平行于光学盒105的底壁105a。一个台阶包括第一壁68A1和第二壁68A2，并且连续设置至少两个台阶，以形成本实施例的台阶部68A。类似地，一个台阶包括第一壁68B1和第二壁68B2，并且连续设置至少两个台阶，以形成台阶部68B。在这个情况中，第一壁68B1与光学盒105的平行于XY平面的底壁105a基本垂直，第二壁68B2基本垂直于第一壁68B1并且基本平行于光学盒105的底壁105a。此外，台阶部68A和68B的外侧上的表面68A_b和68B_b(也作为后表面)成形为遵循光学盒105的内侧上的台阶部68A和68B的表面68A_f和68B_f，使得台阶部68A和68B能够热变形。

注意，在本实施例中，作为第一台阶部的台阶部68A设置在偏转器43和光源单元61之间，而且由两个台阶形成。另一方面，作为第二台阶部的台阶部68B相对于偏转器43设置在与台阶部68A相反的一侧上而且由四个台阶形成。具体地，台阶部68B设置在偏转器43和光学盒105的相对于偏转器43位于与光学单元61相反一侧上的外壁之间。注意，将在下文描述台阶部68A的台阶的数量小于台阶部68B的台阶的数量的原因。

【关于辐射热】

如上所述，偏转器43的偏转器承载部分69在偏转器43的旋转多角镜42以高速旋转时产生热量。此外，安装在电动机单元41上的集成电路芯片67也产生热量，所述电动机单元41构造成驱动偏转器43的旋转多角镜42。因此，如图3A所示，在偏转器承载部分69装配到光学盒105中的承载部分附近N1中和在紧邻安装有集成电路芯片67的位置下方的部分N2中，光学盒105被辐射热局部加热。当加热偏转器承载部分69和光学盒105的紧邻安装集成电路芯片67的位置下方的部分时，因光学盒105局部膨胀，应力沿着图3A中的箭头L表示的方向作用，并且光学盒105变形而推开周围构件。注意，这样的应力也称作膨胀变形应力。

在本实施例中，通过在光学盒105上设置台阶部68A和68B，台阶部68A和68B能够吸收因应力沿着箭头L表示的方向作用而导致的光学盒105的变形。具体地，在台阶部68A中，由于应力沿着由箭头L表示的方向作用，因此形成台阶的第一壁68A1基本不垂直于光学盒105的底壁105a，并且由于应力沿着由箭头L表示的方向作用，第二壁68A2基本不垂直于第一壁68A1(见图3A)。另一方面，类似地在台阶部68B中，由于应力沿着由箭头L表示的方向作用，形成台阶的第一壁68B1基本不垂直于光学盒105的底壁105a，并且由于应力沿着由箭头L表示的方向作用，第二壁68B2基本不垂直于第一壁68B1。因此，本实施例的台阶部68A和68B因应力沿着箭头L表示的方向作用而发生变形。然后，台阶部68A和68B因应力沿着由箭头L表示的方向作用而发生变形，使得防止整个光学盒105因应力沿着由箭头L表示的方向作用而发生变形。因此，可以说台阶部68A和68B吸收了整个光学盒105因应力沿着由箭头L表示的方向作用而导致的变形。

特别地，当设置在台阶部68A侧上的光源单元61的姿势因光学盒105的变形而发生改变时，光源单元61的光学特征改变。因此，通过使台阶部68A吸收光学盒105的变形而获得的技术效果显著。因此，通过使台阶部68A吸收光学盒105的变形能够减小整个光学盒105的变形，结果能够减小从光源单元61发射的光束的照射位置的变化。

此外，如上所述，台阶部68B相对于偏转器43设置在光源单元61的相反侧上。以与台阶部68A相同的方式，台阶部68B还能够防止因偏转器承载部分69等的热量导致的膨胀变形应力传递到周围更广泛的区域。与设置有光源单元61的一侧上的光学盒105的外壁不同，相对于偏转器43的相反侧上的光学盒105的外壁没有设置孔等，因此具有高硬度。当该外壁的温度升高且变形时，导致整个光学盒105翘曲且扭曲。然而，通过相对于偏转器43在与台阶部68A相反的位置设置台阶部68B，能够抑制光学盒105的整体扭曲，此外能够减小光束的照射位置的变化。

在成像设备的光扫描设备的操作开始之后，光学盒105的承载部分附近N1和紧邻集成电路芯片67下方的部分N2变得最热，并且承载部分附近N1和紧邻集成电路芯片67下方的部分N2开始较大地膨胀。由承载部分附近N1和紧邻集成电路芯片67下方的部分N2的膨胀导致的变形按压周围光学盒材料并且扩散到周围，因此应力沿着图3A中图解的箭头L表示的方向作用。当接收沿着箭头L表示的方向作用的应力时，台阶部68A和68B变形以吸收应力，由此防止光学盒105的其它部分，诸如镜安置表面发生变形，所述镜安置表面很大程度上影响光束照射位置的变化。

【关于热气流】

如图3B所示，本实施例的台阶部68A和68B构造成使得更加远离偏转器43的一侧G定位成高于更靠近偏转器43的一侧F。在这种构造中，当偏转器43以高速旋转时，如箭头W所示，能够将从偏转器43中心向外流动的空气从偏转器43的外周顺畅地引导到外侧。由偏转器43的高速旋转产生的气流是包含从偏转器承载部分69和集成电路芯片67释放的热量的热气流。因此，在偏转器43由用于增强的肋包围的情况中，如在传统技术中那样所述肋垂直于光学盒105的底壁105a设置，热气流停滞在偏转器43的外周中，而产生热空气停滞不流动的状态。因此，在传统构造中，加速光学盒105的局部变形。

然而，通过如在本实施例中那样设置台阶部68A和68B，已经产生的热气流能够沿着由台阶部68A和68B形成的斜坡顺畅地在大范围中扩散。这能够减小光扫描设备40中产生的温度差异。注意，在台阶部68B的最高台阶和光学盒105的盖70之间存在间隙，因此，由箭头W表示的热气流能够从间隙扩散到光学盒105的其它部分。因此，能够减小当热气流停滞在偏转器43附近中时导致的光学盒105的热变形，并且能够大大减小因光束照射位置变化而导致的颜色失准。

(关于台阶部的肋)

本实施例的台阶部68B的斜坡从下至上延伸，与穿过光束偏转的偏转点且垂直于偏转表面(平行于Z轴)的平面(平行于XY平面)交叉。利用这种构造，因偏转器43的旋转多角镜42的高速旋转而流出的热气流被可靠引导且顺畅地送至周围。此外，能够通过形成肋而增强光学盒105的刚度，所述肋设置在由台阶的高度差限定的空间R中。

例如，如图3C中所示设置本实施例的台阶部68B的肋68C。图3C是当从光学盒105的底壁105a观察(即，当从光学盒105的后侧观察)时的光学盒105的视图。此外，如图3C所示，在空间R中，沿着图2中的线IIIA-IIIA延伸的肋68C设置在光学盒105上。为了使得台阶部68有效吸收沿着由箭头L表示的方向作用的应力，理想的是设置在空间R中的肋的数量较小。另一方面，为了增强光学盒105的刚度，理想的是设置在空间R中的肋的数量较大。因此，针对每个光学盒，基于台阶部68吸收应力的效果和肋增强刚度的效果之间的平衡来确定设置在空间R中用于增强的肋的数量。

此外，就本实施例的台阶部68而言，在相对于偏转器43与光源单元61相反的一侧上设置的台阶部68B中，距光学盒105的底壁105a的高度大于在偏转器43和光源单元61之间设置的台阶部68A中的高度。即，在与台阶部68A相反的一侧上设置的台阶部68B的高度设置成高于在光束的入射光侧上设置的台阶部68A的高度，在入射光侧上限制台阶部68A的高度。结果，能够有效使用光束没有通过的空间(也称作“截面空间”)，并且能够进一步增强光学盒105的刚度。

(关于遮光壁)

在本实施例中，为了防止由每个透镜表面反射的意外光(在下文中称作“闪烁光”)进入其它成像引擎而照亮其它感光鼓50，构造成阻止闪烁光的遮光壁66设置在偏转器43和第一光学透镜60a之间。如图2所示，遮光壁66设置成与YZ平面平行。构造成确定第一光学透镜60a在光学轴方向上的位置的安置表面设置在遮光壁66的一部分中。通常，利用该构造，能够提供大扫描视场角，使得能够将光扫描设备40小型化。

如图4A所示，通过在偏转器43附近设置遮光壁66，当在从上方观察光学盒105的情况中偏转器43沿着顺时针方向(由图4A中的箭头E表示)旋转时产生的气流强劲地沿着由箭头J表示的方向流出。即，在光束沿着与本实施例的光扫描设备的方向相反的方向偏转的类型的设备中，热气流大量流向台阶部68，因此提高了吸收热变形的效率。注意，遮光壁66具有沿着Z轴方向升高的壁形状，因此，遮光壁66的变形(如果存在)不会影响整个光学盒105的翘曲等。

【台阶部的曲线部分或者弯曲部分】

此外，如图4B所示，台阶部68B构造成当沿着偏转器43的旋转轴线方向(Z轴方向)从上方观察光学盒105时具有曲线部分或者弯曲部分68Bc(由图4B中的虚线包围的部分)。即，如图4B中的双头宽箭头所示，当沿着Z轴方向观察时台阶部68B具有弧状或者大体U状。注意，在图4B中，省略偏转器43，以便于观察台阶部68B的形状。以这种方式，在偏转器43的外周中，台阶部68B设置在没有诸如光学透镜的光学部件的部分中，因此能够提供台阶状，以便包围偏转器43。结果，能够进一步抑制镜安置表面等发生变形，并且能够减小因温度升高而导致的照射位置变化。注意，当沿着Z轴方向观察时台阶部68A还可以具有曲线部分或者弯曲部分。

注意，沿着由图3A中图解的箭头L表示的方向作用的应力径向作用在光学盒105的底壁105a上的偏转器43周围。换言之，沿着由箭头L表示的方向作用的应力在光学盒105的平行于XY平面的底壁105a中在偏转器43周围沿着所有方向作用。因此理想地，期望构造成吸收沿着箭头L表示的方向作用的应力的台阶部设置在偏转器43周围的整个外周中。然而实际上，为了不影响光束从光源单元61至偏转器43的光路和光束从偏转器43至光学透镜60的光路，台阶部能够设置在偏转器43的外周中的范围受到限制。在作为示例的实施例中，如图4B所示构造台阶部68A和68B；然而，适当的是设置台阶部，使得台阶部在不影响光束的光路的范围内尽可能多地包围偏转器43的外周。

【仅仅具有一个台阶的情况】

现在，将描述如图5所示在其中设置有具有一个大台阶的台阶部的光学盒。具有仅仅一个台阶的台阶部呈现出在一定程度上吸收偏转器承载部分69的变形和紧邻集成电路芯片67下方的部分的变形而不会影响周围的效果。然而，如图5所示，出现由偏转器43产生的热气流的停滞部分N3，因此热气流不能顺畅地在光扫描设备中流动。因此，在具有仅仅一个台阶的台阶部中，存在这样的风险，即，与光学盒105的外周部分相比，在偏转器43的外周中以及偏转器承载部分69和紧邻集成电路芯片67下方的部分中温差增大，并且光束的照射位置的变化可能增大。因此，台阶部68A和68B设置成如在本实施例中那样具有至少两个台阶。

【本实施例的效果】

为了证实本实施例的效果，测量并且相互比较本实施例的具有多个台阶的台阶部68的光学盒105的位移量和不具有多个台阶的台阶部68的光学盒的位移量。此外，集成电路芯片67和偏转器承载部分69作为热源，并且就热传递、辐射和热气流进行模拟分析。

图6A是示出了镜安置表面的位移量【μm(微米)】的图表，所述镜安置表面显著影响光学盒105中的光束的照射位置的变化。在图6A中，左侧条表示具有传统壁表面的光学盒(由“斜坡”表示)的位移量，所述传统壁表面仅仅设置有没有台阶部68的斜坡，右侧条表示具有本实施例的台阶部68的光学盒105(由“台阶式斜坡”表示)的位移量。如图6A所示，传统光学盒的位移量为大约50μm，而本实施例的光学盒105的位移量为大约30μm。

此外，图6B图解了不具有台阶部的传统光学盒的热变形分析结果，图6C图解了具有本实施例的台阶部68的光学盒105的热变形分析结果。在图6B中图解的具有传统构造的光学盒中，由虚线包围的部分A'的变形尤为明显。相比之下，在图6C图解的本实施例的光学盒105中，应理解，与传统技术相比，由虚线包围的对应于传统部分A'的部分A的变形减小。此外，在传统技术的图6B中，遮光壁66的变形程度大于本实施例的图6C中的遮光壁的变形程度，因此应当理解产生的热气流停滞在偏转器43附近。

因此，当比较不具有台阶部的传统光学盒与具有本实施例的台阶部68的光学盒105时，应当理解，与传统技术相比，本实施例中的位移量减小了大约40％。此外，类似地，在基于模拟对实际产品的检查中，证实了减小效果。

如上所述，根据本实施例，能够利用简单构造减小光学盒的变形。

【第二实施例】

【台阶部的构造】

图7是图解了第二实施例的台阶部168的构造的视图。本实施例的台阶部168A和台阶部168B构造成使得形成台阶部168A和168B的每个壁的厚度不一致。在本实施例中，在台阶部168B中，垂直于光学盒105的底壁105a的部分168B1的厚度小于平行于光学盒105的底壁105a的部分168B2的厚度。注意，部分168B1对应于第一实施例的第一壁68B1，部分168B2对应于第一实施例的第二壁68B2。类似地，在台阶部168A中，对应于第一实施例的第一壁68A1的第一壁168A1的厚度小于对应于第一实施例的第二壁68A2的第二壁168A2的厚度。利用这种构造，当沿着由箭头L表示的方向作用的应力施加在台阶部168A和168B上时，台阶部168A和168B易于发生变形。结果，能够减小因局部温度升高而造成的光学盒105的变形所导致的光束照射位置变化。

此外，台阶部168中厚度不同的部分可以位于台阶部168A或者台阶部168B中的任何位置中，以便展现效果。例如，部分168B1的厚度和部分168B2的厚度可以交换。具体地，垂直于光学盒105的底壁105a的部分168B1的厚度可以设置成大于平行于光学盒105的底壁105a的部分168B2的厚度。即使在这种情况中，也能够减小光学盒105的变形。注意，在本实施例中，在显著受到热量影响的偏转器承载部分69的承载部分附近N1和紧邻集成电路芯片67下方的部分N2中产生的变形应力如图3A所示平行于由箭头L表示的方向，换言之，平行于光学盒的底壁105a。因此，如上所述，垂直于由箭头L表示的方向(应力沿该方向作用)的部分168B1的厚度较薄，并且平行于由箭头L表示的方向(应力沿该方向作用)的部分168B2的厚度较厚。利用这种构造，能够进一步产生吸收台阶部168A和168B的变形的效果。

【其它实施例】

在上述实施例中，已经描述了台阶部68(168)形成为与由树脂制成的光学盒105结合成一体的情况。然而，台阶部68(168)能够形成为与光学盒105分离开的构件并且附接到光学盒105。在这种情况中，与光学盒105的安装有偏转器43的底壁105a对应的部分(在下文中，称作“偏转器43的附接部分”)包括在分离构件中。如上所述，因偏转器承载部分69和集成电路芯片67产生的热量，应力径向作用在光学盒105的在偏转器43周围的底壁105a上，使得光学盒105发生变形。为了使得台阶部68(168)吸收在偏转器43的附接部分中产生的变形，偏转器43的附接部分和台阶部68(168)必须形成为一体。因此，在台阶部68(168)形成为分离构件的情况中，偏转器43的受到辐射热影响的附接部分包括在分离构件中。即，偏转器43的附接部分可以由不同于光学盒105的构件形成，并且台阶部68(168)可以与附接部分形成为一体。

如上所述，同样在本实施例中，能够利用简单构造减小光学盒的变形。

尽管已经参照示例性实施例描述了本发明的实施例，但是应当理解的是本发明并不局限于公开的示例性实施例。应当赋予以下权利要求的范围以最宽泛的理解，以便涵盖所有修改方案以及等同结构和功能。

Claims

1.一种光扫描设备，包括：

光源，所述光源构造成发射光束；

偏转器，所述偏转器包括：旋转多角镜，所述旋转多角镜构造成偏转所述光束，使得所述光束扫描感光构件；电动机，所述电动机构造成使得所述旋转多角镜旋转；驱动单元，所述驱动单元构造成驱动所述电动机；和电路板，所述电动机和所述驱动单元安装在所述电路板上；

多个反射镜，所述多个反射镜构造成反射由所述偏转器偏转的光束，以便将由所述偏转器偏转的光束引导到所述感光构件上；和

光学盒，所述光源安装在所述光学盒上，所述光学盒构造成容纳所述偏转器和所述多个反射镜，

其中，所述光学盒包括：安装壁，所述偏转器安装在所述安装壁上；和支撑壁，所述支撑壁相对于所述旋转多角镜定位在所述感光构件一侧上，所述支撑壁设置有支撑部分，所述支撑部分构造成支撑所述多个反射镜中的至少一个，包括多个台阶的台阶部形成在所述安装壁和所述支撑壁之间，并且所述台阶部的后表面的形状遵循在所述光学盒内侧的所述台阶部的形状。

2.一种光扫描设备，包括：

光源，所述光源构造成发射光束；

偏转器，所述偏转器包括：旋转多角镜，所述旋转多角镜构造成偏转所述光束，使得所述光束扫描感光构件；电动机，所述电动机构造成使得旋转多角镜旋转；驱动单元，所述驱动单元构造成驱动所述电动机；和电路板，所述电动机和所述驱动单元安装在所述电路板上；

其中，所述光学盒包括：安装壁，所述偏转器安装在所述安装壁上；和支撑壁，所述支撑壁相对于所述旋转多角镜定位在所述感光构件一侧上，所述支撑壁设置有构造成支撑所述多个反射镜中的至少一个的支撑部分，包括多个台阶的台阶部形成在所述安装壁和所述支撑壁之间，并且所述台阶部的厚度小于所述安装壁的厚度。

3.一种光扫描设备，包括：

光源，所述光源构造成发射光束；

光学构件，所述光学构件构造成将由所述旋转多角镜偏转的光束引导到所述感光构件上；和

光学盒，所述光源安装在所述光学盒上，所述光学盒构造成容纳所述偏转器和所述光学构件，

其中，所述光学盒包括：安装壁，所述偏转器安装在所述安装壁上；支撑壁，所述支撑壁相对于所述旋转多角镜定位在所述感光构件一侧上，所述支撑壁设置有构造成支撑所述光学构件的支撑部分；和位于所述偏转器附近并包括至少两个台阶的台阶部。

4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的光扫描设备，其中，所述台阶部的多个台阶距所述安装壁的高度从所述安装壁朝向所述支撑壁增加。

5.根据权利要求1至3中的任意一项所述的光扫描设备，其中，所述台阶部包括曲线部分或者弯曲部分。

6.根据权利要求1至3中的任意一项所述的光扫描设备，其中，所述台阶部的多个台阶中的每一个均包括垂直于所述安装壁的第一壁和平行于所述安装壁的第二壁，并且所述第一壁的厚度小于所述第二壁的厚度。

7.根据权利要求1至3中的任意一项所述的光扫描设备，其中，所述光学盒由树脂制成，并且所述台阶部与所述光学盒形成为一体。

8.根据权利要求1至3中的任意一项所述的光扫描设备，还包括构造成加强所述光学盒的肋，在相对于所述偏转器与安装有所述光源的一侧相反的一侧上，所述肋设置在所述台阶部的后表面和所述光学盒的外壁之间。

9.一种光扫描设备，包括：

光源，所述光源构造成发射光束；

光学盒，所述光学盒构造成容纳所述偏转器和所述多个反射镜，

其中，所述光学盒包括：安装壁，所述偏转器安装在所述安装壁上；和支撑壁，所述支撑壁相对于所述旋转多角镜定位在所述感光构件一侧上，所述支撑壁设置有支撑部分，所述支撑部分构造成支撑所述多个反射镜中的至少一个，并且在所述安装壁和所述支撑壁之间形成波形部分，所述波形部分的横截面沿着从所述安装壁朝向所述支撑壁的方向成波形。

10.根据权利要求9所述的光扫描设备，其中，所述波形部分的厚度小于所述安装壁的厚度。

11.根据权利要求9所述的光扫描设备，其中，所述波形部分具有三角形波形。

12.根据权利要求9所述的光扫描设备，还包括构造成加强所述光学盒的肋，在相对于所述偏转器与安装有所述光源的一侧相反的一侧上，所述肋设置在所述波形部分的后表面和所述光学盒的外壁之间。

13.根据权利要求9所述的光扫描设备，其中，所述波形部分包括曲线部分或者弯曲部分。

14.根据权利要求9所述的光扫描设备，其中，所述光学盒由树脂制成，并且所述波形部分与所述光学盒形成为一体。