專利名稱：光掃描裝置以及圖像形成裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及光掃描裝置及具有該光掃描裝置的圖像形成裝置。更詳細地說，涉及用于例如數(shù)字復印機、打印機、傳真機等電子照相方式的圖像形成裝置的光掃描裝置。
背景技術(shù)：
數(shù)字復印機、激光打印機、或者傳真機等圖像形成裝置已被普及。在這樣的圖像形成裝置中，采用掃描激光束的光掃描裝置。在由圖像形成裝置形成圖像的情況下，在用帶電裝置使感光體帶電后，由光掃描裝置進行對應于圖像信息的寫入，從而在感光體上形成靜電潛像。然后，用從顯影裝置供給的調(diào)色劑使感光體上的靜電潛像顯影。接著，由轉(zhuǎn)印裝置將在感光體上顯影了的調(diào)色劑像轉(zhuǎn)印到記錄紙上，進而，由定影裝置定影在記錄紙上，從而得到所希望的圖像。
另外，在數(shù)字復印機和激光打印機等彩色圖像形成裝置中，伴隨著其高速化，串聯(lián)排列多個感光體的串聯(lián)方式裝置正在實用化。在此，將例如四個感光鼓配置于記錄紙的輸送方向上，并由與這些各感光鼓相對應的掃描光學系統(tǒng)來對這些感光鼓同時進行曝光、制成潛像，并借助使用黃色、品紅色、青色、黑色等各種不同顏色的顯影劑的顯影器使這些潛像顯影。然后，將已顯影的調(diào)色劑像依次重疊、轉(zhuǎn)印到同一記錄紙上，從而得到彩色圖像。
在多個感光體上同時曝光的串聯(lián)方式，相對于在一個感光體上依次進行各種顏色的圖像形成的方式，由于無論是彩色還是單色都能夠以同樣的速度輸出，從而有利于高速打印。而另一方面，由于需要對應于多個感光體的掃描光學系統(tǒng)，從而存在用于進行感光體曝光的裝置大型化的傾向，因此，使裝置小型化就成為了課題。另外，如何使得在各感光體上顯影了的調(diào)色劑像重疊轉(zhuǎn)印于記錄紙上時不產(chǎn)生套色不準，也成為了課題。
關于上述那樣的串聯(lián)方式的圖像形成裝置，在例如日本特開2004-109700號公報以及日本特開2004-109699號公報中公開了下述的光掃描裝置其具有配置于從光源裝置至偏轉(zhuǎn)機構(gòu)的光路中的楔形棱鏡、以及寫入開始位置修正機構(gòu)，在圖像數(shù)據(jù)的寫入過程中可以控制感光鼓上的聚束點的位置，其中，該寫入開始位置修正機構(gòu)通過大致繞光軸旋轉(zhuǎn)而調(diào)整該楔形棱鏡，能改變副掃描方向的聚束點的位置。在此，即使在連續(xù)打印時，也可以有效地修正各色之間的相對套色不準，輸出套色不準問題少的優(yōu)良的彩色圖像。
此外，在日本特開2004-233638號公報中公開了下述的透鏡調(diào)整裝置，其具有光源；將從該光源射出的光分成四束光的裝置；在以第二透鏡的光軸為法線的平面上驅(qū)動該第二透鏡的調(diào)整裝置；使來自第一和第二透鏡的會聚光衍射并干涉的衍射光柵；將該衍射光柵在該光柵面內(nèi)向包括垂直于槽方向的方向分量的方向驅(qū)動的微動臺；由物鏡、成像透鏡以及CCD照相機構(gòu)成的、觀察干涉光的四個干涉像觀察系統(tǒng)；處理四個干涉像并檢測相對于第二透鏡的偏心具有靈敏度的像差中的一個像差的處理裝置；從檢測出的像差中檢測出調(diào)整量并驅(qū)動調(diào)整裝置的控制裝置；由此，即使相對于NA小的透鏡，也可以進行高精度的調(diào)整。
此外，在日本特開2002-90675號公報中公開了下述的光掃描裝置，其具有使光向規(guī)定方向偏轉(zhuǎn)的光偏轉(zhuǎn)裝置；多個激光元件；偏轉(zhuǎn)前光學系統(tǒng)，包括玻璃透鏡和塑料透鏡，將來自各激光元件的射出光的截面形狀變換成規(guī)定形狀；偏轉(zhuǎn)后光學系統(tǒng)，包括兩個透鏡，所述兩個透鏡以使由光偏轉(zhuǎn)裝置偏轉(zhuǎn)了的各光以等速在規(guī)定像面上掃描的方式成像。偏轉(zhuǎn)光學系統(tǒng)的兩個透鏡的光學能力，在與光偏轉(zhuǎn)裝置的反射面的轉(zhuǎn)動軸正交的方向上分別規(guī)定為正。另外，各透鏡的至少一個透鏡面形成為不含旋轉(zhuǎn)對稱面的透鏡。由此，可以提供一種適用于下述圖像形成裝置的光掃描裝置，該圖像形成裝置能夠以低成本提供不存在套色不準問題的彩色圖像。
在上述的圖像形成裝置中，印刷速度(圖像形成速度)的規(guī)格根據(jù)機種的不同而各不相同。例如，既有一分鐘可以印刷二十多張的機種，也有一分鐘可以印刷60張以上的機種。另外，在要求印刷速度的高速化的過程中，也產(chǎn)生了希望通過例如改變圖像形成裝置內(nèi)的光學元件和運轉(zhuǎn)條件等，而進行從低速到高速的規(guī)格改變的需求。
在進行這樣的圖像形成裝置的規(guī)格改變的情況下，在光掃描裝置中，必須要改變其光學元件的規(guī)格，或者改變配置而進行光路調(diào)整。另外，光掃描裝置自身也必須構(gòu)成為可以從圖像形成裝置卸下，而且，在將光掃描裝置組裝到圖像形成裝置中時，必須能保持安裝精度地進行組裝。
但是，以往，沒有在上述高速化等的規(guī)格改變中能高精度且容易地進行相對于圖像形成裝置的組裝、或者能高精度且容易地進行光學元件的更換或光路的改變等的光掃描裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種光掃描裝置、以及具有該光掃描裝置的圖像形成裝置。該光掃描裝置，在進行圖像形成的高速化等規(guī)格改變的情況下，能夠通過更換光學系統(tǒng)的光學元件或改變配置來應對，而且，通過將光掃描裝置的組件自身構(gòu)成為能夠更換的形式，而使得光掃描裝置的組件及其光學元件在圖像形成裝置的多個機種或多個規(guī)格間能夠共用。
本發(fā)明的另一目的是提供一種光掃描裝置，將對應于圖像數(shù)據(jù)從光源射出的多個光束照射到多面反射鏡上，通過所述多面反射鏡的旋轉(zhuǎn)而使該多個光束成為掃描光，該多個掃描光同時掃描多個感光體并對其進行曝光，由此在各感光體上形成潛像，其特征在于，光掃描裝置具有一級光學系統(tǒng)組件，該一級光學系統(tǒng)組件具有光源、和將從該光源射出的多個光束朝多面反射鏡射出的光學系統(tǒng)；二級光學系統(tǒng)組件，該二級光學系統(tǒng)組件具有多面反射鏡、和將由該多面反射鏡反射的光束朝感光體射出的光學系統(tǒng)；一級光學系統(tǒng)組件相對于二級光學系統(tǒng)組件裝卸自如，組合了一級光學系統(tǒng)組件和二級光學系統(tǒng)組件的組件相對于具有感光體的圖像形成裝置裝卸自如。
本發(fā)明的另一目的是提供一種光掃描裝置，其特征在于，一級光學系統(tǒng)組件具有第一激光二極管、第二激光二極管、第三激光二極管以及第四激光二極管作為光源，而且還具有使從第二至第四激光二極管射出的光束反射的第一反射鏡、使從第一激光二極管射出的光束以及由第一反射鏡反射的光束反射的第二反射鏡、作用于從第二反射鏡射出的光束的一級光學系統(tǒng)柱面透鏡、以及使從一級光學系統(tǒng)柱面透鏡射出的光束朝多面反射鏡反射的第三反射鏡，二級光學系統(tǒng)組件具有多面反射鏡、作用于從多面反射鏡射出的光束的fθ透鏡、以及使從fθ透鏡射出的光束朝感光體的表面會聚的二級光學系統(tǒng)柱面透鏡。
本發(fā)明的另一目的是提供一種光掃描裝置，其特征在于，將感光體的表面上的掃描方向作為主掃描方向，將多個感光體的排列方向作為副掃描方向，fθ透鏡包括第一fθ透鏡和第二fθ透鏡，從多面反射鏡射出的各光束在主掃描方向上為平行光且在副掃描方向上為發(fā)散光，而且，多個光束的各光軸在副掃描方向上以各光軸相互之間具有角度的方式發(fā)散前進，第一fθ透鏡和第二fθ透鏡，將在主掃描方向上為平行光的各光束變換成大致會聚于感光體表面的會聚光，第二fθ透鏡，將在副掃描方向上發(fā)散的多個光束變換成，多個光束的光軸相互平行，二級光學系統(tǒng)柱面透鏡僅在從第二fθ透鏡射出的光束的副掃描方向上作用，將各光束為平行光且多個光束的光軸相互平行的光束變換成，各光束大致會聚于感光體表面，并且變換成，多個光束大致會聚于感光體表面。
本發(fā)明的另一目的是提供一種光掃描裝置，其特征在于，二級光學系統(tǒng)組件通過在殼體的內(nèi)部配置包括多面反射鏡的多個光學元件而構(gòu)成，一級光學系統(tǒng)組件從配置有光學元件的殼體的底面?zhèn)劝惭b于所述二級光學系統(tǒng)組件。
本發(fā)明的另一目的是提供一種光掃描裝置，其特征在于，構(gòu)成一級光學系統(tǒng)組件以及二級光學系統(tǒng)組件的光學系統(tǒng)的光學元件的至少一部分能夠卸下，以便能夠?qū)诰哂懈泄怏w的圖像形成裝置的性能而重新裝配。
本發(fā)明的另一目的是提供一種光掃描裝置，其特征在于，一級光學系統(tǒng)組件和/或二級光學系統(tǒng)組件具有用來對應于圖像形成裝置的性能而改變光學元件的配置位置并重新裝配的定位機構(gòu)，當對光學元件進行重新裝配時，能夠卸下不必要的光學元件并將必要的光學元件配置于定位機構(gòu)。
本發(fā)明的另一目的是提供一種光掃描裝置，其特征在于，構(gòu)成一級光學系統(tǒng)組件以及二級光學系統(tǒng)組件的光學系統(tǒng)的光學元件的至少一部分，相對于入射光束的角度或位置能夠調(diào)整。
本發(fā)明的另一目的是提供一種光掃描裝置，其特征在于，能夠調(diào)整的光學元件包括第二反射鏡、第三反射鏡、以及二級光學系統(tǒng)柱面透鏡。
本發(fā)明的另一目的是提供一種光掃描裝置，其特征在于，用于調(diào)整角度或位置的調(diào)整機構(gòu)能夠從各光學系統(tǒng)組件的一側(cè)進行操作。
本發(fā)明的另一目的是提供一種光掃描裝置，其特征在于，各光學系統(tǒng)組件的一側(cè)是安裝該光學系統(tǒng)組件的圖像形成裝置的操作側(cè)。
本發(fā)明的另一目的是提供一種光掃描裝置，其特征在于，在二級光學系統(tǒng)組件的殼體上具有兩個固定用軸，組合了一級光學系統(tǒng)組件和二級光學系統(tǒng)組件的組件通過固定用軸固定于圖像形成裝置。
本發(fā)明的另一目的是提供一種光掃描裝置，其特征在于，相對于固定用軸，能在高度方向上以三點支承并固定光掃描裝置的殼體。
本發(fā)明的另一目的是提供一種圖像形成裝置，其特征在于，具有感光體、以及光掃描裝置，由光掃描裝置在感光體上形成潛像，并使該潛像顯影，從而形成圖像。


圖1是表示采用本發(fā)明的光掃描裝置的圖像形成裝置的構(gòu)成例的圖。
圖2是表示本發(fā)明的光掃描裝置的一級光學系統(tǒng)組件的構(gòu)成例的俯視圖。
圖3是圖2的一級光學系統(tǒng)組件的概略立體圖。
圖4A和圖4B是表示光掃描裝置的二級光學系統(tǒng)的構(gòu)成例的圖。
圖5A和圖5B是用于說明一級光學系統(tǒng)和二級光學系統(tǒng)的各色光束狀態(tài)的圖。
圖6是示意地表示副掃描方向上的四個光束的光路的圖。
圖7是示意地表示BD傳感器的結(jié)構(gòu)的圖，其中，該BD傳感器用于檢測光束副掃描方向的寫入位置。
圖8A至圖8C是用于說明可用于本實施方式的BD傳感器的構(gòu)成例的圖。
圖9是用于說明為了提高BD傳感器的檢測精度而設有掩模的構(gòu)成例的圖。
圖10是用于說明光掃描裝置的控制系統(tǒng)的構(gòu)成例的框圖。
圖11是用于說明二級光學系統(tǒng)的柱面透鏡的角度調(diào)整機構(gòu)的圖。
圖12是用于說明用來進行二級光學系統(tǒng)的柱面透鏡角度調(diào)整的調(diào)整機構(gòu)的主要部分放大概略圖。
圖13A和圖13B是用于說明軸結(jié)構(gòu)的圖，其中，該軸用于將光掃描裝置固定在圖像形成裝置內(nèi)部的規(guī)定位置。
圖14A至圖14D是用于說明固定第一固定用軸221a的機構(gòu)的圖。
具體實施例方式
圖1表示采用本發(fā)明的光掃描裝置的圖像形成裝置的構(gòu)成例。圖像形成裝置根據(jù)從外部傳來的圖像數(shù)據(jù)將多色和單色圖像形成在規(guī)定的片材(記錄紙)上。如圖所示，具有曝光組件1、顯影器2、感光鼓3、清潔器組件4、帶電器5、中間轉(zhuǎn)印帶組件6、定影組件7、供紙盒8、排紙托盤9等。
本圖像形成裝置中所處理的圖像數(shù)據(jù)對應于使用黑色(K)、青色(C)、品紅色(M)、黃色(Y)這各個顏色的彩色圖像。因此，顯影器2、感光鼓3、帶電器5、清潔器組件4為了形成對應于各種顏色的四種潛像而分別設有四個，并分別設定為黑色、青色、品紅色、黃色，由此構(gòu)成四個圖像站。
帶電器5是用于使感光鼓3的表面均勻地帶電而成為規(guī)定電位的帶電機構(gòu)，除了圖1所示接觸型的輥型或刷型帶電器，還可以采用充電器型的帶電器。
曝光組件1相當于本發(fā)明所涉及的光掃描裝置，如圖1所示構(gòu)成為具有激光照射部和反射鏡的激光掃描組件(LSU)。曝光組件1配置有使激光束進行掃描的多面反射鏡201、以及用來將由多面反射鏡201反射的光束引導到感光鼓3上的透鏡和反射鏡等光學元件。構(gòu)成曝光組件1的光掃描裝置的結(jié)構(gòu)將在下面予以具體說明。另外，曝光組件1除此之外也有采用將發(fā)光元件排列成陣列狀的例如EL或LED寫入頭的方式。
曝光組件1具有對應于輸入的圖像數(shù)據(jù)對帶電的感光鼓3進行曝光而在其表面上形成與圖像數(shù)據(jù)相應的靜電潛像的功能。顯影器2是通過四色(Y、M、C、K)調(diào)色劑使形成于各感光鼓3上的靜電潛像顯影的機構(gòu)。另外，清潔器組件4去除/回收在顯影/圖像轉(zhuǎn)印后的感光鼓3表面上殘留的調(diào)色劑。
配置于感光鼓3上方的中間轉(zhuǎn)印帶組件6具有中間轉(zhuǎn)印帶61、中間轉(zhuǎn)印帶驅(qū)動輥62、中間轉(zhuǎn)印張緊機構(gòu)63、中間轉(zhuǎn)印帶從動輥64、中間轉(zhuǎn)印輥65以及中間轉(zhuǎn)印帶清潔組件66。所述中間轉(zhuǎn)印輥65對應于Y、M、C、K用的各種顏色而設有四個。
中間轉(zhuǎn)印帶驅(qū)動輥62、中間轉(zhuǎn)印帶張緊機構(gòu)63、中間轉(zhuǎn)印帶從動輥64以及中間轉(zhuǎn)印輥65架設著中間轉(zhuǎn)印帶61，并驅(qū)動其向箭頭M方向旋轉(zhuǎn)。另外，各中間轉(zhuǎn)印輥65以能夠旋轉(zhuǎn)的方式支承在中間轉(zhuǎn)印帶組件6的中間轉(zhuǎn)印帶張緊機構(gòu)63的中間轉(zhuǎn)印輥安裝部上，賦予用來將感光鼓3的調(diào)色劑像轉(zhuǎn)印到中間轉(zhuǎn)印帶61上的轉(zhuǎn)印偏壓。
中間轉(zhuǎn)印帶61以與各感光鼓3接觸的方式設置。并且，具有下述功能通過將形成于感光鼓3上的各種顏色的調(diào)色劑像依次重疊轉(zhuǎn)印到中間轉(zhuǎn)印帶61上，而在中間轉(zhuǎn)印帶61上形成彩色的調(diào)色劑像(多種顏色的調(diào)色劑像)。中間轉(zhuǎn)印帶61采用厚度為100μm～150μm左右的薄膜形成為環(huán)狀。
調(diào)色劑像從感光鼓3向中間轉(zhuǎn)印帶61的轉(zhuǎn)印由與中間轉(zhuǎn)印帶61的背面?zhèn)冉佑|的中間轉(zhuǎn)印輥65進行。在中間轉(zhuǎn)印輥65上施加用于轉(zhuǎn)印調(diào)色劑像的高電壓的轉(zhuǎn)印偏壓(與調(diào)色劑的帶電極性(-)相反極性(+)的高電壓)。中間轉(zhuǎn)印輥65是以直徑為8～10mm的金屬(例如不銹鋼)軸為基體、其表面由導電性的彈性材料(例如EPDM、發(fā)泡聚氨酯等)覆蓋的輥。通過該導電性的彈性材料，能向中間轉(zhuǎn)印帶61施加均勻的高電壓。在本實施方式中，作為轉(zhuǎn)印電極，可以采用輥形狀的電極，除此以外也可以采用刷等。
如上述那樣，對應于各色相而在各感光鼓3上顯影了的靜電像層疊在中間轉(zhuǎn)印帶61上。這樣，通過中間轉(zhuǎn)印帶61的旋轉(zhuǎn)，由配置于后述紙張和中間轉(zhuǎn)印帶61相接觸的位置上的轉(zhuǎn)印輥10將層疊的圖像信息轉(zhuǎn)印到紙張上。
此時，中間轉(zhuǎn)印帶61和轉(zhuǎn)印輥10以規(guī)定的輥隙壓接，并且，在轉(zhuǎn)印輥10上施加用來將調(diào)色劑轉(zhuǎn)印到紙張上的電壓(與調(diào)色劑的帶電極性(-)相反極性(+)的高電壓)。而且，轉(zhuǎn)印輥10，為了持久地得到所述輥隙，采用硬質(zhì)材料(金屬等)來制成轉(zhuǎn)印輥10和所述中間轉(zhuǎn)印帶驅(qū)動輥62中的某一者，采用彈性輥等軟質(zhì)材料(彈性橡膠輥或發(fā)泡性樹脂輥等)來制成其中的另一者。
此外，如上所述，對于通過與感光鼓3相接觸而附著于中間轉(zhuǎn)印帶61上的調(diào)色劑、或者未由轉(zhuǎn)印輥10轉(zhuǎn)印到紙張上而是殘存在中間轉(zhuǎn)印帶61上的調(diào)色劑，為了防止其成為在下一工序中導致調(diào)色劑混色的原因，而設定為由中間轉(zhuǎn)印帶清潔組件66去除/回收。在中間轉(zhuǎn)印帶清潔組件66中具備與中間轉(zhuǎn)印帶61相接觸的、作為清潔部件的例如清潔刮板。清潔刮板所接觸的中間轉(zhuǎn)印帶61由中間轉(zhuǎn)印帶從動輥64從背面?zhèn)戎С小?br> 供紙盒8是用來預先存儲用于圖像形成的片材(記錄紙)的托盤，設置于圖像形成裝置的曝光組件1的下側(cè)。另外，設置于圖像形成裝置上部的排紙托盤9是用于以面向下的方式收集印刷完畢的片材的托盤。
另外，在圖像形成裝置中設置有大致垂直形狀的紙張輸送路徑S，該紙張輸送路徑S用于使供紙盒8的片材經(jīng)由轉(zhuǎn)印輥10和定影組件7而輸送到排紙托盤9。在從供紙盒8到排紙托盤9的紙張輸送路徑S的附近，配置有拾取輥11、多個輸送輥12a～12e、套準調(diào)節(jié)輥13、轉(zhuǎn)印輥10、定影組件7等。
輸送輥12a～12e是用于促進/輔助片材輸送的小型輥，沿紙張輸送路徑S設有多個。另外，拾取輥11配置于供紙盒8的端部附近，從供紙盒8一張張地拾取片材并供給到紙張輸送路徑S。
此外，套準調(diào)節(jié)輥13暫時保持沿紙張輸送路徑S輸送的片材。而且具有以使感光鼓3上的調(diào)色劑像的末端與片材的末端相一致的時機控制將片材輸送到轉(zhuǎn)印輥10上的功能。
定影組件7具有加熱輥71和加壓輥72，加熱輥71和加壓輥72夾著片材旋轉(zhuǎn)。另外，加熱輥71具有下述功能根據(jù)來自未圖示的溫度檢測器的信號由控制部設定為規(guī)定的定影溫度，通過用加壓輥72將調(diào)色劑熱壓接在片材上，使轉(zhuǎn)印到片材上的多種顏色的調(diào)色劑像熔融/混合/壓接，而使其熱定影到片材上。
接下來，詳細說明片材輸送路徑。如上所述，在圖像形成裝置中設有收納片材的供紙盒8。為了從供紙盒8供給片材，分別配置有拾取輥11，將片材一張張地引導至輸送路徑S。
從供紙盒8輸送的片材由紙張輸送路徑S的輸送輥12輸送到套準調(diào)節(jié)輥13，在使片材末端和中間轉(zhuǎn)印帶61上的圖像信息的末端相匹配的時機輸送到轉(zhuǎn)印輥10，而將圖像信息寫到片材上。然后，片材經(jīng)過定影組件7，從而借助于熱量而使得片材上未定影的調(diào)色劑熔融/固結(jié)，然后經(jīng)過配置在后面的輸送輥12c而被排出到排紙托盤9上。
上述的輸送路徑是在對片材進行單面印刷時所采用的，然而當需要進行雙面印刷時，在由最后的輸送輥12c夾住如上述那樣完成了單面印刷并通過了定影組件7的片材的后端時，通過輸送輥12c的反轉(zhuǎn)而將片材導向輸送輥12d、12e。然后，經(jīng)過套準調(diào)節(jié)輥13，進行片材背面的印刷，之后將片材排出到排紙托盤9。
接下來，具體地說明本發(fā)明中的光掃描裝置的實施方式。
本實施方式的光掃描裝置可用于串聯(lián)方式的圖像形成裝置，如上述那樣，具有多個感光鼓3，由多個光束對各感光鼓3同時進行掃描曝光，從而在各感光鼓3上形成顏色各不相同的圖像，通過使各種顏色的圖像重合在同一轉(zhuǎn)印介質(zhì)上來形成彩色圖像。
如上所述，在圖像形成裝置中，以大致相等的間隔配置有黑色(K)圖像形成用的感光鼓、青色(C)圖像形成用的感光鼓、品紅色(M)圖像形成用的感光鼓、黃色(Y)圖像形成用的感光鼓。串聯(lián)方式的圖像形成裝置可以同時形成各色圖像，所以可大幅度地縮短形成彩色圖像所需的時間。
下面分別用K、C、M、Y來表示黑色、青色、品紅色、黃色。
用來曝光感光鼓3的本發(fā)明的光掃描裝置，由分別組件化的一級光學系統(tǒng)(入射光學系統(tǒng))和二級光學系統(tǒng)(出射光學系統(tǒng))構(gòu)成。一級光學系統(tǒng)具有分別射出Y、M、C、K光束的四個半導體激光器、將這些光束引導至二級光學系統(tǒng)的多面反射鏡201(旋轉(zhuǎn)多面鏡)的反射鏡以及透鏡等光學元件。另外，二級光學系統(tǒng)具有使激光束在作為被掃描體的感光鼓3上進行掃描的所述多面反射鏡201、用來將由多面反射鏡201反射的光束引導到感光鼓3上的透鏡或反射鏡等光學元件、以及檢測光束的BD傳感器等。另外，所述多面反射鏡201采用各種顏色共用的結(jié)構(gòu)。
圖2是表示本發(fā)明的光掃描裝置的一級光學系統(tǒng)組件的構(gòu)成例的俯視圖。圖3是圖2的一級光學系統(tǒng)組件的概略立體圖。在圖2和圖3中，100是一級光學系統(tǒng)組件，101是激光二極管、102是準直透鏡、103是窗孔、104是激光驅(qū)動器基板、105是激光器保持器、106是透鏡保持器、107是鏡筒、108是安裝螺紋件、110是第一反射鏡、111是第二反射鏡、112是柱面透鏡、113是第三反射鏡、120是配置一級光學系統(tǒng)的光學元件的基板。
K、C、M、Y用的各激光二極管101由作為光源驅(qū)動機構(gòu)的激光驅(qū)動電路(未圖示)驅(qū)動。在該激光驅(qū)動電路中，輸入由圖像形成裝置的控制部輸出的各種控制信號和從圖像處理部供給的圖像數(shù)據(jù)，根據(jù)這些控制信號和圖像數(shù)據(jù)來控制各激光二極管101的發(fā)光。
在各激光二極管101的激光射出側(cè)分別配置有K、C、M、Y用的準直透鏡102。從各激光二極管101輸出的光束為大致橢圓形狀的發(fā)散光，借助對應于各種顏色準備的準直透鏡102而成為平行光。在各種顏色的準直透鏡102后，設置有具有規(guī)定間隙的窗孔(狹縫)103，限制光束的直徑。在本說明書中，平行光指的是即使光束前進、光束的直徑也不會改變的狀態(tài)，與多個光束的光軸相互平行的狀態(tài)不同。
所述各激光二極管101安裝在激光器保持器105上。激光器保持器105安裝在一體形成于一級光學系統(tǒng)的基板上的透鏡保持器106的背面?zhèn)?。另外，配置有準直透鏡102和窗孔103的鏡筒107安裝在透鏡保持器106的前面?zhèn)?。從激光二極管101發(fā)出的光束經(jīng)由準直透鏡102以及窗孔103射出到鏡筒107的外部前方。
從K用激光二極管101的鏡筒107射出的光束經(jīng)過K用準直透鏡102和K用窗孔103，朝向第二反射鏡111。此外，從C、M、Y用的激光二極管101的鏡筒107射出的光束分別經(jīng)過C、M、Y用的準直透鏡102以及窗孔103，入射到第一反射鏡110。第一反射鏡110由分別單獨反射C、M、Y用光束的三個反射鏡構(gòu)成，由這些反射鏡反射的各色用光束朝所述K用光束的前進方向前進，入射到第二反射鏡111。
各色的激光二極管101在副掃描方向(垂直于基板面的方向)上配置于彼此不同的高度。高度的差設定為例如約2mm。第一反射鏡110配置在僅能夠反射從對應的激光二極管101射出的光束的位置上。另外，構(gòu)成第一反射鏡110的三個(C、M、Y用)反射鏡，配置在從主掃描方向看與從K用激光二極管101射出的光束相重合的位置上。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，從K用激光二極管101射出的K用光束以及由第一反射鏡110反射的C、M、Y用光束，在主掃描方向上是全部一致的，而在副掃描方向上卻存在偏差(高低差)，各光束的光軸相互平行，入射到第二反射鏡111上。在此，從各準直透鏡102射出的各色用光束是即使光束前進、其光束的直徑也不會改變的平行光。
第二反射鏡111使入射的K、C、M、Y的各色用光束入射到柱面透鏡112上。柱面透鏡112用于在副掃描方向上將入射的各色用光束會聚。從柱面透鏡112射出的各色用光束由第三反射鏡113反射，進而入射到多面反射鏡201的反射面上。
在此，柱面透鏡112在副掃描方向上具有透鏡光學能力(lenspower)，并設定成，沿著從柱面透鏡112到多面反射鏡201的光路長，光束在副掃描方向上于多面反射鏡201的反射面附近會聚。也就是說，分別為平行光而入射到柱面透鏡112上的各色用光束，在副掃描方向上于多面反射鏡201的反射面表面上大致會聚。同時，光軸相互平行地入射到柱面透鏡112上的各色用光束，在副掃描方向上會聚于多面反射鏡201表面的大致同一位置上。
該柱面透鏡112在主掃描方向上沒有透鏡光學能力，所以，入射的各色用光束在主掃描方向上保持原有狀態(tài)以平行光的形式射出，進而入射到多面反射鏡201的反射面上。通常，在主掃描方向上是使平行光入射到多面反射鏡201上。若在主掃描方向上為會聚光，則會由于后述的fθ透鏡而產(chǎn)生負的場曲。另外，在副掃描方向上，為了修正反射面的面歪斜(面倒れ)，使光會聚于反射面的表面。例如，入射到多面反射鏡201的反射面上的光束在副掃描方向上的位置處于反射面的高度方向的中央附近。
在本實施方式的光掃描裝置中，用二級光學系統(tǒng)的一個多面反射鏡201使Y、M、C、K用的四個光束偏轉(zhuǎn)。在此情況下，經(jīng)過多面反射鏡201之后，必須能使四個光束分離且使得各色用光束不會在主掃描方向上產(chǎn)生偏離。為此，設定成，從一級光學系統(tǒng)的柱面透鏡112射出的四個光束，相對于多面反射鏡201在主掃描方向上從同一方向入射到同一位置，在副掃描方向上從具有角度差的方向入射到大致相同的位置。這些光路設定是如下實現(xiàn)的通過配置在所述副掃描方向上具有高低差的激光二極管101，各色用光束在主掃描方向上全部一致而在副掃描方向上具有規(guī)定高低差地前進。由此，可以由掃描光學系統(tǒng)來分離各色用光束。
此外，根據(jù)所述的構(gòu)成，在一級光學系統(tǒng)的各色用準直透鏡102至柱面透鏡112的光路上，各色用光束為平行光且其光軸相互平行，從而可以自由地設定從準直透鏡102到柱面透鏡112的光路長。
圖4A和圖4B是表示光掃描裝置的二級光學系統(tǒng)的構(gòu)成例的圖，圖4A表示從上面看到的二級光學系統(tǒng)組件的殼體內(nèi)部的結(jié)構(gòu)圖，圖4B表示從側(cè)面看到的殼體223內(nèi)部以及感光體的概略結(jié)構(gòu)。在圖4A和圖4B中，200是二級光學系統(tǒng)組件、201是多面反射鏡、202是第一fθ透鏡、203是第二fθ透鏡、204是K用反射鏡、205是C用第一反射鏡、206是C用第二反射鏡、207是C用第三反射鏡、208是M用第一反射鏡、209是M用第二反射鏡、210是Y用第一反射鏡、211是Y用第二反射鏡、212是Y用第三反射鏡、213是同步反射鏡、214是BD傳感器透鏡、215是BD傳感器、220是各色用柱面透鏡、221a、221b是固定用軸、222是一級光學系統(tǒng)組件的設置位置、223是殼體、224是保持柱面透鏡的框。
多面反射鏡201在旋轉(zhuǎn)方向上具有多個(例如七個)反射面，由未圖示的多面反射鏡馬達驅(qū)動其旋轉(zhuǎn)。多面反射鏡馬達設置在設有多面反射鏡201的殼體223的背面?zhèn)劝疾恐校?，設有用來密閉該凹部的蓋。另外，在多面反射鏡馬達上設有用來散熱的風扇。從一級光學系統(tǒng)的激光二極管101射出并由第三反射鏡113反射的各色光束，由二級光學系統(tǒng)的多面反射鏡201的反射面反射，經(jīng)由其后的各個光學元件而在感光鼓3上掃描。
這樣，在副掃描方向上具有角度差地入射到多面反射鏡201上的各激光束，在此后也維持著角度差，經(jīng)過由第一fθ透鏡202以及第二fθ透鏡203構(gòu)成的掃描光學系統(tǒng)后被分離。
第一fθ透鏡202在主掃描方向上具有透鏡光學能力。由此，在主掃描方向上，使從多面反射鏡201射出的平行光光束在感光鼓3的表面會聚而達到規(guī)定的光束直徑。另外，第一fθ透鏡202具有如下功能對借助多面反射鏡201的等角速度運動而在主掃描方向上以等角速度移動的光束進行變換，使其在感光鼓3上的掃描線上以等線速度移動。
此外，第二fθ透鏡203主要在副掃描方向上具有透鏡光學能力。由此，在副掃描方向上，將從多面反射鏡201射出的發(fā)散光光束變換為平行光。另外，第二fθ透鏡203在主掃描方向上也具有透鏡光學能力，對第一fθ透鏡202的功能進行輔助，能夠高精度地進行光束直徑的控制以及光束的等線速度移動。
所述的第一fθ透鏡202和第二fθ透鏡203由樹脂制成。為了形成用于得到fθ透鏡的希望特性的非球面形狀，優(yōu)選地fθ透鏡采用樹脂材料。特別是，由于第二fθ透鏡203在主掃描方向和副掃描方向這兩個方向上均具有透鏡光學能力，所以為了得到能夠?qū)崿F(xiàn)這種功能的復雜的非球面形狀，優(yōu)選采用樹脂材料來制作該第二fθ透鏡?？紤]透明性、成型性、光彈性率、耐熱性、吸濕性、機械強度、成本等因素而選擇最佳的樹脂材料。
在由所述多面反射鏡201分離并通過了第一和第二fθ透鏡202、203的各色用的四個光束中，K用光束經(jīng)過第一和第二fθ透鏡202、203后，由K用反射鏡204反射，通過K用柱面透鏡220，入射到感光鼓3(K)上。在感光鼓3上，在其掃描區(qū)域中進行描繪。
被分離的Y用光束，由Y用第一～第三反射鏡210、211、212反射，通過Y用柱面透鏡220后入射到感光鼓3(Y)。同樣，被分離的C用光束，由C用第一～第三反射鏡205、206、207反射，通過C用柱面透鏡220后入射到感光鼓3(C)。此外，被分離的M用光束，由M用第一～第二反射鏡208、209反射，通過M用柱面透鏡220后入射到感光鼓3(M)。
在二級光學系統(tǒng)中，各色用的柱面透鏡220在副掃描方向上具有透鏡光學能力。由此，在副掃描方向上，使以平行光的形式入射的光束在感光鼓3上會聚而成為規(guī)定的光束直徑。另外，在主掃描方向上，借助所述的第一fθ透鏡202而成為會聚光的光束保持該狀態(tài)而會聚于感光鼓3上。柱面透鏡220由樹脂形成。覆蓋光掃描裝置那樣的整個掃描寬度區(qū)域的長條的柱面透鏡220，優(yōu)選采用樹脂透鏡。
從柱面透鏡220射出的各色光束，對應于圖像數(shù)據(jù)而對帶電的感光鼓3進行曝光。由此，可以在感光鼓3的表面上形成對應于圖像數(shù)據(jù)的靜電潛像。然后借助顯影器，由Y、M、C、K調(diào)色劑使形成于各感光鼓3上的靜電潛像顯影。
下面，說明上述實施方式中各光學元件之間的各色光束的狀態(tài)。圖5A和圖5B是用于說明所述一級光學系統(tǒng)和二級光學系統(tǒng)的各色光束的狀態(tài)的圖，圖5A示意性地示出了主掃描方向上的一個光束的形狀，圖5B示意性地示出了副掃描方向上的一個光束的形狀。
首先說明圖5A所示的主掃描方向的光束變化過程。從一級光學系統(tǒng)的激光二極管101射出的光束為發(fā)散光，入射到準直透鏡102。在此時的主掃描方向上，來自激光二極管101的發(fā)散光的角度為約30°。
然后，準直透鏡102使入射的發(fā)散光變換為平行光后射出。在準直透鏡102之后設置有窗孔103，由該窗孔103的開口來限制光束的直徑。窗孔103在主掃描方向上的開口直徑在此為大約7mm。
從窗孔103射出的平行光光束，經(jīng)由第一反射鏡110以及第二反射鏡111(對于K僅存在第二反射鏡111)(在圖5A中未加圖示)，而后入射到一級光學系統(tǒng)的柱面透鏡112。由于一級光學系統(tǒng)的柱面透鏡112在主掃描方向上不具有透鏡光學能力，所以，在此平行光是以原有的狀態(tài)通過的。
從柱面透鏡112射出的平行光光束，經(jīng)由第三反射鏡(在圖5A中未加圖示)后入射到多面反射鏡201的反射面上。如圖所示，多面反射鏡201的反射面，隨著其旋轉(zhuǎn)，角度在主掃描方向上發(fā)生變化。
由多面反射鏡201反射的平行光光束，邊以等角速度在主掃描方向上移動邊入射到第一fθ透鏡202，進而入射到第二fθ透鏡203。第一fθ透鏡202以及第二fθ透鏡203在主掃描方向上具有透鏡光學能力，從而將以平行光的形式入射的光束變換成會聚于感光鼓3表面的會聚光。另外，將以等角速度在主掃描方向上移動的光束變換成，以等線速度在感光鼓3表面的掃描線上移動。
第二fθ透鏡203對第一fθ透鏡202進行輔助，進一步修正從第一fθ透鏡202射出的光束，使光束顯示出所期望的變化。
此外，在所述第二fθ透鏡203和感光鼓3之間的光路上，設置有用于使各色光的光路折回并引導至目標感光鼓3上的反射鏡(對應于每種顏色設置有一個或多個的反射鏡)(在圖5A中未加圖示)、以及二級光學系統(tǒng)的柱面透鏡220。由于柱面透鏡220在主掃描方向上不具有透鏡光學能力，所以，從第二fθ透鏡203射出的光束在主掃描方向上并不受到作用而朝向感光鼓3。此時，感光鼓3上的主掃描方向的光束的光斑直徑為大約60μm。
下面說明圖5B所示的副掃描方向的光束變化過程。從激光二極管101射出的光束與主掃描方向同樣地為發(fā)散光，入射到準直透鏡102。但是，在此時的副掃描方向上，來自激光二極管101的發(fā)散光的角度比主掃描方向要小，為大約11°。
然后，準直透鏡102使入射的發(fā)散光變換成平行光后射出。在準直透鏡102之后設有窗孔103，由其開口來限制光束的直徑。窗孔103的開口直徑在此為大約2mm。
從窗孔103射出的平行光光束，經(jīng)由第一反射鏡110以及第二反射鏡111(對于K僅存在第二反射鏡111)(在圖5B中未加圖示)后，入射到一級光學系統(tǒng)的柱面透鏡112。由于一級光學系統(tǒng)的柱面透鏡112在副掃描方向上具有透鏡光學能力，所以，入射的平行光變換為在多面反射鏡201的反射面上大致會聚的會聚光。在此，從柱面透鏡112射出的平行光光束，經(jīng)由第三反射鏡113(在圖5B中未加圖示)，而后入射到多面反射鏡201的反射面。在副掃描方向上，使光束大致會聚于反射面的高度方向的大致中央。此時，通過在多面反射鏡201的反射面和感光鼓3表面之間預先生成共軛關系，來修正反射面的面歪斜。
由多面反射鏡201反射的光束成為發(fā)散光后入射到第一fθ透鏡202，進而入射到第二fθ透鏡203。由于第一fθ透鏡202在副掃描方向上不具有透鏡光學能力，所以，入射到第一fθ透鏡202的發(fā)散光光束是以原有狀態(tài)通過的。
而第二fθ透鏡203在副掃描方向上具有透鏡光學能力，從而以發(fā)散光形式入射的光束在副掃描方向上變換為平行光。
在第二fθ透鏡203和感光鼓3之間的光路上，設置有使各色光的光路折回并引導至目標感光鼓3的反射鏡(對應每種顏色設置有一個或多個的反射鏡)(在圖5B中未加圖示)、以及二級光學系統(tǒng)的柱面透鏡220。由于柱面透鏡220在副掃描方向上具有透鏡光學能力，從而從第二fθ透鏡203射出的平行光光束變換成在感光鼓3表面上大致會聚的光。此時，感光鼓3上的光束的副掃描方向的光斑直徑為大約67μm。
圖6示意性地示出了副掃描方向上的四個光束的光路。對于Y、M、C、K四種顏色用的光束的光路，如上所述，在主掃描方向上這四個光束通過同一位置，而在副掃描方向上，這四個光束相互隔開相當于激光二極管101高度差的量，從激光二極管101射出。
如圖6所示，從四個激光二極管101(Y、M、C、K用)射出并通過了準直透鏡102的四個光束，其光軸相互平行地入射到一級光學系統(tǒng)的柱面透鏡112。在柱面透鏡112處，四個光束分別變換而在多面反射鏡201的反射面上的大致中央會聚。也就是說，在副掃描方向上，相對于多面反射鏡201的反射面，四個光束相互之間具有角度差地會聚于大致同一位置。而在主掃描方向上，相對于多面反射鏡201的反射面，四個光束從同一方向入射到同一位置。在圖6中，第一反射鏡110至第三反射鏡113也省略了圖示。
由多面反射鏡201反射后的四個光束再次相互之間具有角度差地發(fā)散，從第一fθ透鏡202入射到第二fθ透鏡203。由于第一fθ透鏡202在副掃描方向上不具有透鏡光學能力，所以，入射到第一fθ透鏡202的四個光束保持原狀態(tài)通過。第二fθ透鏡203在副掃描方向上具有透鏡光學能力，將入射的四個光束變換成為其光軸相互平行的狀態(tài)。
在第二fθ透鏡203和感光鼓3之間的光路上，設有使各色光的光路折回并引導至目標感光鼓3的反射鏡(對應于每種顏色設置有一個或多個的反射鏡)(在圖6中未加圖示)，這些反射鏡利用從第二fθ透鏡203射出的四個光束的光軸的偏離，對四個光束進行區(qū)分并分別引導至目標感光鼓3上。另外，從二級光學系統(tǒng)的第二fθ透鏡203至柱面透鏡220間的光路長，在各色用的四個光束之間都是相同的。
下面對BD(光束檢測)傳感器的設置示例進行說明，該BD傳感器用來在光束于感光鼓3上進行的主掃描開始之前檢測光束、并產(chǎn)生開始寫入的基準信號。
在由多面反射鏡201反射而朝向感光鼓3的光束中，將用于在感光鼓3上形成圖像的光束、即用于在主掃描線上掃描的光束作為主掃描光束。在此，將主掃描光束進行掃描時通過的空間區(qū)域稱為圖像區(qū)域，將圖像區(qū)域以外的區(qū)域稱為非圖像區(qū)域。
當光束在感光鼓3上進行掃描時，光束定期地在主掃描線上進行掃描。此時，由于感光鼓3旋轉(zhuǎn)，從而每隔一定的時間就對感光鼓3的不同部位進行掃描。每次進行光束的掃描時，必須使掃描線的寫入開始位置相同。
為了檢測該掃描線的寫入開始位置，在光掃描裝置中設置同步檢測裝置。下面參照圖4A和圖4B進行說明，同步檢測裝置具有BD傳感器(同步檢測傳感器)215，用來將所述非圖像區(qū)域的光束作為同步檢測光束進行檢測；同步檢測光束的折回反射鏡(同步反射鏡)213，作為將同步檢測光束引導到BD傳感器215的引導機構(gòu)；BD傳感器透鏡214，將同步檢測光束會聚到BD傳感器215。
所述同步檢測光束是用于取得同步的信號，是從多面反射鏡201射出的光束在通過第一以及第二fθ透鏡202、203之后、由同步反射鏡213反射的光束。同步檢測光束由同步反射鏡213折回，并經(jīng)由BD傳感器透鏡214而到達BD傳感器215。該BD傳感器215輸出與受光量相應的傳感器信號。然后，光掃描裝置的控制部(例如后述的LSU控制器)根據(jù)來自BD傳感器215的傳感器信號，生成用來決定圖像寫入開始位置的同步信號(BD信號)。具體地說，在BD傳感器215的受光量至少達到其激光光束使感光鼓3曝光而形成靜電潛像所需的光量以上的情況下，生成BD信號。BD信號用作主掃描方向的掃描開始基準信號，以該信號為基準來取得各掃描線的主掃描方向的寫入開始位置的同步。
此外，同步檢測裝置在無法由BD傳感器215檢測出光束的情況下輸出錯誤信號。在組裝有光掃描裝置的圖像形成裝置中，停止裝置運轉(zhuǎn)，并且例如使規(guī)定的服務碼顯示在其顯示畫面中來告知使用者，產(chǎn)生了掃描方向的寫入開始位置的問題。
檢測所述主掃描方向的寫入開始位置的BD傳感器215僅配備于K用光束的光路上，僅與四個光束中的K用光束相對應，使其他色用光束按照以此為參照而預先確定的圖像數(shù)據(jù)寫入開始時機開始掃描。
而且，在本實施方式中，除了檢測所述光束的主掃描方向的寫入開始位置的BD傳感器215，還設置有用來檢測Y、M、C、K用各色的副掃描方向的寫入位置的BD傳感器。在此，對于檢測副掃描方向的寫入位置的BD傳感器中的K用BD傳感器，也可以與所述主掃描方向的寫入開始位置檢測用BD傳感器215并用。
圖7示意性地示出了用來檢測所述光束副掃描方向的寫入位置的BD傳感器的結(jié)構(gòu)，在圖中，216表示用來檢測副掃描方向的寫入位置的BD傳感器，虛線a是表示K用光束的圖像區(qū)域的光路，虛線b～e分別表示非圖像區(qū)域的各色用光束的光路。圖7概略地示出了BD傳感器216的配置，省略了反射鏡和透鏡等元件，也簡化了光路。另外，柱面透鏡220中的Y、M、C、K的各色用光束的掃描寬度相同。
如圖7所示，檢測副掃描方向的寫入位置的各色用的四個BD傳感器216設置于二級光學系統(tǒng)中。各色用的BD傳感器216配置在能夠分別檢測Y、M、C、K各色用的非圖像區(qū)域的光束并判斷副掃描方向的寫入位置是否合適的位置上。
此時，在朝向感光鼓3的光束的光路上，若在其非圖像形成區(qū)域直接配置BD傳感器216，則可以得到簡單的結(jié)構(gòu)從而優(yōu)選。另外，由于非圖像區(qū)域部分的空間制約，在想要將BD傳感器216配置于二級光學系統(tǒng)的所希望的位置、例如沒有其他光學元件而從光路離開的空間富余的位置上的情況下，可以采用如下結(jié)構(gòu)對應于每種顏色適當采用折回反射鏡，將非圖像區(qū)域的光束導向各BD傳感器216。
與所述主掃描方向的寫入開始位置檢測用的BD傳感器215同樣，所述副掃描方向的寫入位置檢測用的BD傳感器216也根據(jù)是否檢測出光束來判斷各光束的副掃描方向的寫入位置是否合適。當用所述各色用BD傳感器216無法檢測出光束時，光掃描裝置輸出錯誤信號。在組裝有光掃描裝置的圖像形成裝置中，停止裝置運轉(zhuǎn)，并且通過使例如規(guī)定的服務碼顯示在其顯示畫面中來告知使用者，產(chǎn)生了副掃描方向的寫入開始位置的問題。在此情況下，考慮到有檢測出錯誤的顏色用的激光二極管101自身不發(fā)光的情況、或光路上的反射鏡或其他光學元件的位置偏離等，而在核實了這些原因之后，進行調(diào)整。
所述副掃描方向的寫入位置檢測用BD傳感器216、以及用于檢測主掃描方向的寫入開始位置的BD傳感器215，可以采用下面兩種構(gòu)成中的任意一種，即檢測從二級光學系統(tǒng)的柱面透鏡220射出后的光束，或者在二級光學系統(tǒng)的柱面透鏡220以前的光路上對光束進行檢測。
采用在二級光學系統(tǒng)的柱面透鏡220后對光束進行檢測的構(gòu)成的情況下，由于光束在柱面透鏡220的作用下在主掃描方向和副掃描方向上縮徑，從而光束的單位面積的能量變大。因此，即使BD傳感器216的靈敏度相對較低，也能夠檢測出光束。
另外，采用在二級光學系統(tǒng)的柱面透鏡220之前對光束進行檢測的構(gòu)成的情況下，特別是采用在從二級光學系統(tǒng)的第二fθ透鏡203至柱面透鏡220之間對光束進行檢測的構(gòu)成的情況下，在從第二fθ透鏡203射出后，由于各光束的光軸在副掃描方向上相互平行地前進，從而關于BD傳感器215、216的安裝的定位容許范圍變大，可以使得BD傳感器215、216與組件夠成為一體，可以獲得裝置小型化、或者提高安裝精度(光束的調(diào)整精度)的效果?；蛘撸部梢圆捎镁容^低的傳感器來作為BD傳感器215、216。
如上所述，BD傳感器215、216的配置位置在二級光學系統(tǒng)的柱面透鏡220的前后可以獲得不同的效果，可以根據(jù)目標檢測精度或使用的傳感器、或者配置BD傳感器215、216的空間條件等，適當?shù)剡x擇最佳位置。在此，可以將BD傳感器215、216與光掃描裝置的組件構(gòu)成為一體，所以，可以實現(xiàn)裝置的小型化或提高傳感器的安裝精度(提高光束的調(diào)整精度)。
圖8A至圖8C是用于說明可用于本實施方式的BD傳感器的構(gòu)成例的圖。在此，可以將圖8A至圖8C的構(gòu)成用于檢測所述副掃描方向的寫入位置的BD傳感器216、以及檢測主掃描方向的寫入開始位置的BD傳感器215這兩者。圖8A表示一般的BD傳感器的構(gòu)成例，BD傳感器215(216)具有由例如2cm正方形左右大小的光電二極管構(gòu)成的受光部217。當制造光掃描裝置(LSU組件)時，以使得光束L入射到受光部217的中心位置的方式進行組裝。
在如上述那樣構(gòu)成的情況下，在產(chǎn)生例如印刷偏離等印刷紊亂時，如圖8B或者圖8C那樣，在光束L幾乎從受光部217離開的時刻，輸出錯誤信號。也就是說，當受光部217的面積大于光束L的光束直徑時，其檢測精度相對較低。
在此，本實施方式中，如圖9所示，在BD傳感器215的受光部217上設置用來提高檢測精度的掩模218。在掩模218上形成狹縫，該狹縫僅在受光部217的狹窄范圍內(nèi)開口。狹縫具有例如1mm左右的寬度。這樣，當光束L入射到通過該狹縫而露出的受光部上時，判斷光束L的寫入位置合適，而且，在光束L的位置發(fā)生哪怕是很小的移動而從狹縫的開口部離開時，由于無法由受光部217檢測到光束L，從而產(chǎn)生錯誤。根據(jù)這樣的構(gòu)成，可以提高BD傳感器215(216)對光束位置檢測的精度。
圖10是說明所述光掃描裝置的控制系統(tǒng)的構(gòu)成例的框圖。
LSU控制器301，輸入從圖像形成裝置的圖像處理部402的圖像存儲器等輸出的圖像數(shù)據(jù)信號，然后，與從圖像形成裝置的主體控制部401送入的掃描開始時機一致地將圖像數(shù)據(jù)信號送入激光驅(qū)動器電路(LD驅(qū)動器)302，對激光二極管(LD)101進行點亮控制。
此外，LSU控制器301對驅(qū)動多面反射鏡的多面反射鏡馬達303的基準旋轉(zhuǎn)動作進行控制，以便與圖像形成裝置的主掃描方向的規(guī)格相一致。另外，檢測主掃描方向的寫入開始位置的BD傳感器215，通過接受光束而檢測主掃描的時機，當為錯誤時，將錯誤信號輸出到主體控制部401。另外，輸入檢測副掃描方向的寫入位置的BD傳感器216的檢測信號，當為錯誤時，將錯誤信號輸出到主體控制部401。LSU控制器301由ASIC(用于特定用途的集成電路)構(gòu)成。
下面說明本實施方式中的光學元件的調(diào)整機構(gòu)。本實施方式的光掃描裝置，針對將從激光二激光101射出的光束引導至各色用感光鼓3的光路上的反射鏡和透鏡等光學元件，具有多個調(diào)整機構(gòu)。調(diào)整機構(gòu)可以調(diào)整光學元件相對于入射到該光學元件上的光束的角度或位置。這些調(diào)整機構(gòu)可以在光掃描裝置的組裝調(diào)整時、或者組裝后的任意時刻進行適當?shù)恼{(diào)整。
本實施方式的光掃描裝置，在一級光學系統(tǒng)的第二反射鏡111、第三反射鏡113以及二級光學系統(tǒng)的柱面透鏡220上設有所述調(diào)整機構(gòu)。但是，調(diào)整角度或位置的機構(gòu)不僅限于此，可以適當?shù)卦O置于二級光學系統(tǒng)的折回反射鏡等上。例如，可以通過改變二級光學系統(tǒng)的柱面透鏡220之前的最后一個反射鏡的角度，調(diào)整由所述BD傳感器215檢測的主掃描方向的寫入開始位置。
下面說明一級光學系統(tǒng)的第二和第三反射鏡111、113。本實施方式的光掃描裝置的一級光學系統(tǒng)的第二反射鏡111以及第三反射鏡113分別設定成其角度能夠改變。這些第二反射鏡111以及第三反射鏡113分別承擔著主掃描方向和副掃描方向上光束的光路調(diào)整的作用。
第二反射鏡111可以沿圖3所示的箭頭A方向進行其角度的調(diào)整。也就是說，第二反射鏡111構(gòu)成為，可以在主掃描方向上調(diào)整從激光二極管101射出的、在副掃描方向上光軸平行的四個光束的反射光路。并不將第二反射鏡111限定為可改變角度的構(gòu)成，例如，設置軸支承第二反射鏡111(或者保持第二反射鏡111的框部)使其能沿箭頭A方向轉(zhuǎn)動的支承部件，將該支承部件固定在一級光學系統(tǒng)的基板120上。并且，將調(diào)整螺紋件設置于所述支承部件上，該調(diào)整螺紋件與第二反射鏡111的背面?zhèn)认嗟纸樱谑沟诙瓷溏R111沿箭頭A方向轉(zhuǎn)動的方向上進退。調(diào)整者通過適當?shù)卣{(diào)整該調(diào)整螺紋件，可以改變第二反射鏡111的傾斜，由此，可以調(diào)整從第二反射鏡111射出的光束的主掃描方向的光路。在此，也可以設置對第二反射鏡111施力的彈簧等施力機構(gòu)，以使得當將調(diào)整螺紋件向從第二反射鏡111離開的方向調(diào)整時，第二反射鏡111隨著該調(diào)整螺紋件的動作而動作。
此外，第三反射鏡113可以沿圖3所示的箭頭B的方向上進行其角度的調(diào)整。也就是說，第三反射鏡113構(gòu)成為，可以在副掃描方向上調(diào)整從激光二極管101射出的、光軸在副掃描方向上平行的四個光束的反射光路。與第二反射鏡111同樣地，并不將第三反射鏡113限定為可改變角度的構(gòu)成，例如，設置軸支承第三反射鏡113(或者保持第三反射鏡113的框部)使其能沿箭頭B方向轉(zhuǎn)動的支承部件，并將該支承部件固定在一級光學系統(tǒng)的基板120上。并且，將調(diào)整螺紋件設置于所述支承部件上，該調(diào)整螺紋件與第三反射鏡113的背面?zhèn)认嗟纸?，在使第三反射鏡113沿箭頭B方向轉(zhuǎn)動的方向上進退。調(diào)整者通過適當?shù)卣{(diào)整該調(diào)整螺紋件，可以改變第三反射鏡113的傾斜，由此，可以調(diào)整從第三反射鏡113射出的光束的副掃描方向的光路。在此，也可以設置對第三反射鏡113施力的彈簧等施力機構(gòu)，以使得當將調(diào)整螺紋件向從第三反射鏡113離開的方向調(diào)整時，第三反射鏡113隨著該調(diào)整螺紋件的動作而動作。
根據(jù)所述構(gòu)成，在一級光學系統(tǒng)的柱面透鏡前后的光路上的位置上，可以通過第二以及第三反射鏡111、113來分別調(diào)整主掃描方向和副掃描方向的光路。
作為第二反射鏡111和第三反射鏡113的其他構(gòu)成例，也可以構(gòu)成為，不僅能進行主掃描方向和副掃描方向中某一方向的角度調(diào)整，而是能在主掃描方向和副掃描方向這兩個方向上進行角度調(diào)整。該機構(gòu)可以設置于第二反射鏡111和第三反射鏡113中的某一個上，或者設置于兩者上。
在此情況下，例如設置保持第二/第三反射鏡111、113使其能向主掃描方向和副掃描方向這兩個方向變位的框部，并設置抵接于該第二/第三反射鏡111、113背面?zhèn)纫稽c的調(diào)整螺紋件。并且可以設成，當調(diào)整調(diào)整螺紋件時，背面?zhèn)缺话磯簳r該部分向前面?zhèn)忍匠?，結(jié)果可以進行主掃描方向和副掃描方向的角度調(diào)整。在此情況下，也可以設置對第二/第三反射鏡111、113施力的彈簧等施力機構(gòu)，使得當向從第二/第三反射鏡111、113離開的方向調(diào)整調(diào)整螺紋件時，第二/第三反射鏡111、113隨著該調(diào)整螺紋件的動作而動作。
此外，所述第二/第三反射鏡111、113的調(diào)整機構(gòu)構(gòu)成為，能夠從作為光掃描裝置而構(gòu)成的組件的一側(cè)操作。該一側(cè)例如是指將光掃描裝置組裝到圖像形成裝置中時圖像形成裝置的操作側(cè)(前面?zhèn)?。根據(jù)該構(gòu)成，可以從圖像形成裝置的操作側(cè)簡單地進行第二/第三反射鏡111、113的調(diào)整。
下面說明二級光學系統(tǒng)的柱面透鏡220的角度調(diào)整機構(gòu)示例。必須使得二級光學系統(tǒng)的柱面透鏡220的長度方向和感光鼓3的中心軸相互平行。在本實施方式中，設置可以調(diào)整二級光學系統(tǒng)的柱面透鏡220相對于感光鼓3的角度的機構(gòu)。
圖11是用于說明二級光學系統(tǒng)的柱面透鏡220的角度調(diào)整機構(gòu)的圖，示出了柱面透鏡220及其保持機構(gòu)的概略立體圖。在圖11中，224是保持柱面透鏡的框，225是里側(cè)支承部，226是偏心凸輪，227是調(diào)整螺紋件，228是彈簧部件，229是前面?zhèn)戎С胁浚?30是設置于框的長孔。另外，R表示裝置的里側(cè)，F(xiàn)表示裝置的前面?zhèn)?操作側(cè))。
如上所述，準備Y、M、C、K各色用的四個感光鼓3。為了使光束會聚于各色用的感光鼓3，在各感光鼓3的下方部分設置二級光學系統(tǒng)的柱面透鏡220。各柱面透鏡220保持于金屬制的框224的內(nèi)部。為了調(diào)整柱面透鏡220的角度，在該金屬制的框224上設置里側(cè)支承部225和前面?zhèn)戎С胁?29。在此，雖然可以不采用框224而直接由各支承部225、229來支承柱面透鏡220，但是，將柱面透鏡220保持于框224內(nèi)，在柱面透鏡220上不會作用不必要的應力而能使其特性穩(wěn)定。
里側(cè)支承部225，在圖像形成裝置的里側(cè)支承框224使其能沿箭頭C方向轉(zhuǎn)動。對于前面?zhèn)戎С胁?29，借助于形成在框224上的長孔230，前面?zhèn)戎С胁?29的支承軸能在長孔230中變位，由此，框224可繞所述里側(cè)支承部225的軸微小地轉(zhuǎn)動。
在圖像形成裝置中，感光鼓3由裝置里側(cè)的壁部的軸承部定位安裝。感光鼓3的位置偏離大多是裝置近前側(cè)以所述裝置里側(cè)為支點向副掃描方向偏離而產(chǎn)生的。裝置里側(cè)的感光鼓3的軸承部精度本來就很高，在安裝了感光鼓3時，幾乎不存在內(nèi)側(cè)的軸承部向副掃描方向偏離的問題。
因此，二級光學系統(tǒng)的柱面透鏡220，也在位于裝置里側(cè)的部分上設置使框224繞其軸微小轉(zhuǎn)動的里側(cè)支承部225，通過進行與感光鼓3上產(chǎn)生的位置偏離同樣的動作，可以進行相對于感光鼓3的角度調(diào)整。
圖12是用于說明進行二級光學系統(tǒng)的柱面透鏡的角度調(diào)整的調(diào)整機構(gòu)的主要部分放大概略圖。柱面透鏡220的向副掃描方向的角度調(diào)整可以通過使調(diào)整螺紋件227進退來進行。在此，支承柱面透鏡220的框224的前面?zhèn)鹊亩瞬總?cè)面與偏心凸輪226相抵接。當沿箭頭D方向調(diào)整調(diào)整螺紋件227時，偏心凸輪226向箭頭E方向轉(zhuǎn)動，按壓框224側(cè)面，使其朝箭頭J方向變位。由于在裝置里側(cè)軸支承框224，所以，通過向上述箭頭J方向的變位，框224繞裝置里側(cè)的里側(cè)支承部225的軸轉(zhuǎn)動變位。在此，通過使偏心凸輪226與框224相抵接，不會在柱面透鏡220上作用不必要的應力。
在柱面透鏡220的框224的前面?zhèn)榷瞬可显O置有彈簧部件228，該彈簧部件相對于二級光學系統(tǒng)的殼體223對框224施以箭頭G方向的力。當朝箭頭H方向調(diào)整調(diào)整螺紋件227時，偏心凸輪226向箭頭I方向轉(zhuǎn)動，從而在彈簧部件228的作用力下，框224向箭頭G方向變位。
根據(jù)該構(gòu)成，可以由調(diào)整螺紋件227調(diào)整柱面透鏡220的副掃描方向的角度。另外，本構(gòu)成具有下述效果由于在裝置的前面?zhèn)?即圖像形成裝置的操作側(cè))設置調(diào)整螺紋件227，所以與所述第二/第三反射鏡111、113的調(diào)整機構(gòu)同樣可以容易地調(diào)整。
接下來，說明所述光掃描裝置組裝時主要光學元件的調(diào)整示例。本實施方式的光掃描裝置的一級光學系統(tǒng)和二級光學系統(tǒng)分別形成組件，通過組合各光學系統(tǒng)而構(gòu)成光掃描裝置。
一級光學系統(tǒng)通過將各光學元件配置在例如鋁等由壓鑄形成的基板120上而構(gòu)成。在此，通過一體地形成在壓鑄的基板120上，確保了光學系統(tǒng)的定位精度。另外，二級光學系統(tǒng)將各光學元件配置于殼體223的內(nèi)部。而且如圖4B所示，在配置有二級光學系統(tǒng)的殼體223的下側(cè)的設置位置222上，組裝一級光學系統(tǒng)的由壓鑄形成的組件。另外，一級光學系統(tǒng)以及二級光學系統(tǒng)構(gòu)成為可以將透鏡和反射鏡等各光學元件卸下。
此時，一級光學系統(tǒng)的組件組裝成，相對于壓鑄的基板120，光學元件配置于下側(cè)。也就是說，通過將光學元件配置于壓鑄的基板120上，制成一級光學系統(tǒng)的組件，然后將得到的組件上下顛倒，從二級光學系統(tǒng)的殼體223下方(底面?zhèn)?組裝到該殼體223內(nèi)部的規(guī)定設置位置222上。通過上下顛倒地從下方組裝一級光學系統(tǒng)，所有配線都不會露到反射鏡等光學元件側(cè)，從而還具有容易布線的優(yōu)點。
在此，作為本發(fā)明的一級光學系統(tǒng)以及二級光學系統(tǒng)的組件構(gòu)成，也可以預先將光學元件的底座等定位機構(gòu)制作于壓鑄的基板120或殼體223的壁部上，以能夠盡可能地與圖像形成裝置的使用或設計變更相對應。例如，在改變激光二極管101的規(guī)格而換上不同類型的激光二極管(例如具有兩個激光發(fā)光部而同時掃描兩條線的激光二極管)的情況下，有時由于激光二極管的更換而必須對光路進行修正。
一級光學系統(tǒng)的光學元件配置于壓鑄基板上的規(guī)定位置，并通過一體化來確保精度。在本實施方式中，為了能夠向上述那樣與規(guī)格改變相對應，在假設規(guī)格改變的各光學元件的配置位置上預先形成底座或槽、或者支承用的突出部等定位機構(gòu)。
當進行規(guī)格改變時，從光掃描裝置中將一級光學系統(tǒng)的基板120與光學元件一并取出，卸下光學元件，將必要的光學元件配置于規(guī)定的定位機構(gòu)。可以根據(jù)需要來更換光學元件，還可以僅使配置位置移動。
根據(jù)這樣的構(gòu)成，即使在規(guī)格改變時也可以高精度地配置各光學元件，而且，即使改變了規(guī)格，光學元件也可以根據(jù)其規(guī)格而繼續(xù)使用，從而在成本方面可以獲得很好的效果。另外，在一級光學系統(tǒng)中，在準直透鏡102至柱面透鏡112之間，由于光束為平行光且四個光束的光軸相互平行，因此，可以自由地設定光路長，可以靈活地應對空間的制約。
用于所述規(guī)格改變的光學元件的定位機構(gòu)也可以用于二級光學系統(tǒng)的組件。例如，在使印刷速度(圖像形成速度)高速化時，存在感光鼓3的直徑變大的情況。由于從二級光學系統(tǒng)的第二fθ透鏡203至柱面透鏡220的光路長在Y、M、C、K各色間是相同的，從而為了與這樣的規(guī)格改變相對應，需要改變柱面透鏡220的位置和用來將光束引導至柱面透鏡220的反射鏡的位置。為了能夠與這樣的規(guī)格改變相對應，在假設規(guī)格改變的各光學元件的配置位置上預先形成底座或槽、或者支承用的突出部等定位機構(gòu)。當進行規(guī)格改變時，卸下必要的光學元件，將必要的光學元件配置于規(guī)定的定位機構(gòu)上。
通過采用這樣的結(jié)構(gòu)，即使在規(guī)格改變時也可以高精度地配置各光學元件，而且，即使改變了規(guī)格，光學元件也可以根據(jù)其規(guī)格而繼續(xù)使用。特別是在二級光學系統(tǒng)中，由于高價的fθ透鏡在規(guī)格改變后仍可以使用，從而在成本方面可以獲得很好的效果。
圖13A和圖13B是說明用來將光掃描裝置固定在圖像形成裝置內(nèi)部的規(guī)定位置上的軸的構(gòu)成。圖13A是從操作側(cè)的左面看到的曝光組件1的概略立體圖，圖13B是從操作側(cè)的右面看到的曝光組件的概略立體圖。在圖13A和圖13B中，221a是第一固定用軸，221b是第二固定用軸，231a～231c是固定第一固定用軸的固定部件，232a、232b是與第二固定用軸相卡合的卡合部，BK、BC、BM、BY分別示意性地表示K(黑色)、C(青色)、M(品紅色)、Y(黃色)的光束。
光掃描裝置如上述那樣，在殼體223內(nèi)部配置二級光學系統(tǒng)的光學元件，而且，在殼體223內(nèi)部的規(guī)定位置上配置一級光學系統(tǒng)的組件。這樣在殼體223內(nèi)部組件化了的光掃描裝置可相對于打印機等圖像形成裝置裝卸。
圖像形成裝置如上所述具有光掃描裝置(曝光組件)，通過該光掃描裝置使感光鼓3對應于圖像數(shù)據(jù)進行曝光。在本實施方式中，光掃描裝置是組件化地制作在殼體223內(nèi)的，從而可以進行相對于圖像形成裝置主體的裝卸。例如，在產(chǎn)生圖像形成的高速化等規(guī)格改變的情況下，如上所述，可以通過更換一級光學系統(tǒng)或二級光學系統(tǒng)的光學元件、或改變配置而應對，而且，可以將光掃描裝置的組件自身構(gòu)成為能夠進行更換。
從圖4B也可以看出，為了將光掃描裝置的殼體223固定在圖像形成裝置內(nèi)，將兩根固定用軸221a、221b安裝在光掃描裝置的殼體223的兩側(cè)面上。而且，在圖像形成裝置主體的框架內(nèi)部，設置用來固定支承各固定用軸221a、221b的支承部，從而將殼體223固定在被固定支承的軸221a、221b上。也就是說，通過兩根固定用軸221a、221b將光掃描裝置的殼體223保持在圖像形成裝置主體內(nèi)。
固定于殼體223的固定用軸221a、221b設置成，其長度方向與平行于感光鼓3軸向的方向(即主掃描方向)一致。通過將光掃描裝置的組件從圖像形成裝置的前面?zhèn)认蚶飩?cè)插入，使光掃描裝置的組件位于規(guī)定的位置，使設置于殼體223上的卡合部232a、232b(圖13B)卡合于第二固定用軸221b，用固定用部件231a～231c將殼體223固定于第一固定用軸221a。
圖14A至圖14D是用來說明固定第一固定用軸221a的機構(gòu)的圖。圖14A是殼體主要部分的概略立體圖，圖14B是表示配置于裝置里側(cè)和前面?zhèn)鹊牡谝缓偷诙С胁考膱D，圖14C是表示配置于所述第一和第二支承部件的中間附近的第三支承部件的圖，圖14D是表示使第一固定用軸卡合于第一支承部件和第三支承部件的狀態(tài)的圖。在圖14A至圖14D中，233a是第一支承部件，233b是第二支承部件，233c是第三支承部件，234是第一(或者第二)支承部件的槽部，235是第三支承部件的槽部。
如圖14A所示，從操作側(cè)看，在殼體223的左側(cè)設有用來支承固定第一固定用軸221a的第一～第三支承部件233a～233c。第一以及第二支承部件233a、233b設置于裝置的里側(cè)和前面?zhèn)?操作側(cè))的兩個部位，其間設有第三支承部件233c。
在所述各支承部件233a～233c上設有用來支承第一固定用軸221a的槽部234、235。第一固定用軸221a由這些槽部234、235支承，可以在感光鼓3的軸向上移動。在將第一固定用軸221a配置于各支承部件的槽部234、235的狀態(tài)下，通過將圖13A所示那樣的固定用部件231a～231c安裝于各支承部件233a～233c，而將各支承部件233a～233c固定于第一固定用軸221a上。由于殼體223的卡合部232a、232b與第二固定用軸221b相卡合，所以在該狀態(tài)下，殼體223相對于各固定用軸221a、221b固定。
所述各支承部件233a～233c中，實際支承殼體的支承部件是中央的第三支承部件233c。如圖14B和圖14C所示，設置于第一和第二支承部件233a、233b的槽部234的形狀與設置于第三支承部件233c的槽部235的形狀不同。也就是說，第一固定用軸221a與第三支承部件233c的槽部235的內(nèi)壁面相抵接，由該槽部235的內(nèi)壁面支承。
與之相對，第一和第二支承部件233a、233b的槽部234構(gòu)成為，其上下方向的內(nèi)壁面位于從第一固定用軸221a的表面離開的位置上。也就是說，第一固定用軸221a為在上下方向上具有間隙地松插于槽部234的狀態(tài)。
當由各支承部件233a～233c支承第一固定用軸221a時，如圖14D所示，在上下方向上由第三支承部件233c的一點支承第一固定用軸221a，而第一和第二支承部件233a、233b在上下方向不支承第一固定用軸221a。第一和第二支承部件233a、233b主要進行水平方向的支承。
也就是說，根據(jù)所述的構(gòu)成，殼體223由第一固定用軸221a中央部的一個點以及第二固定用軸221b的兩個點、共計三個點支承。在該構(gòu)成中，由于支承點為三個點，所以，由該三點決定面從而可以提高殼體223的支承穩(wěn)定性。
當然，也可以采用兩個點或兩個點以上的支承點來支承第一固定用軸221a，從而采用合計四個點以上的支承點來支承殼體223。在該情況下，雖然由于支承點多而可以獲得可靠性，但是，當四個以上的支承點中的一個以上支承點從包含其它支承點的面內(nèi)脫離時，會產(chǎn)生晃動，從而從支承穩(wěn)定性的方面來看反而不理想。另外，也可以設置能夠在副掃描方向上微調(diào)各固定用軸221a、221b的機構(gòu)，由此，可以調(diào)整光掃描裝置相對于感光鼓3向副掃描方向的傾斜。
下面對組裝光掃描裝置時各光學元件的位置調(diào)整方法的一個例子進行說明。首先，將激光二極管101安裝在鏡筒107(包括準直透鏡102以及窗孔103)上并使其發(fā)光，然后驗證任意屏幕上的光束。由于從鏡筒107射出的光束為平行光，所以屏幕上的光束直徑與到屏幕的距離無關、是一定的。對Y、M、C、K用的四個激光二極管101進行上述驗證，確認從所有的激光二極管101均射出平行光。
接下來，在一級光學系統(tǒng)的基板上的規(guī)定位置上安裝四個鏡筒以及激光二極管101并使其發(fā)光。在此，預先卸下一級光學系統(tǒng)的柱面透鏡112。將從四個激光二極管101射出的光束投射到任意的屏幕上，確認四個光束的間隔是否為規(guī)定的間隔。即，由于四個光束在從準直透鏡102射出后，以其光軸相互平行的方式前進，從而投射到屏幕上的四個光束的間隔也是一定的。另外，在該情況下，不論與屏幕之間的距離如何，其光束之間的間隔都是一定的。通過驗證這些狀況，確認四個光束分別為平行光且四個光束的光軸相互平行。在觀察光束間隔的情況下，只要確認各光束的中心之間的距離即可。
接下來，將一級光學系統(tǒng)的柱面透鏡112等光學元件配置在規(guī)定位置，將一級光學系統(tǒng)組件組裝到二級光學系統(tǒng)的殼體223的規(guī)定設置位置222上。然后，使激光二極管101發(fā)光，確認四個發(fā)光光束會聚到多面反射鏡201的反射面上。
然后，在二級光學系統(tǒng)的第二fθ透鏡203和柱面透鏡220之間設置屏幕，使從第二fθ透鏡203射出的四個光束投射于其上。驗證四個光束在副掃描方向上以規(guī)定的間隔投射到屏幕上。
進而，在所述二級光學系統(tǒng)的第二fθ透鏡203和柱面透鏡220之間再設置一個屏幕，驗證共計兩個屏幕上的四個光束均是以同樣的光束間隔投射的。當從第二fθ透鏡203射出后，四個光束的光軸在副掃描方向上隔開規(guī)定間隔地相互平行，所以如上所述，通過驗證投射到兩個屏幕上的投射光束，可以確認光學系統(tǒng)處于最佳的狀態(tài)。
在此，在屏幕上的四個光束并非以規(guī)定的間隔排列的情況下，調(diào)整一級光學系統(tǒng)的例如第二反射鏡111或者第三反射鏡113，設定成光束顯示出希望的變化過程。
根據(jù)本發(fā)明，可以獲得如下所述的效果。
根據(jù)本發(fā)明，由于光掃描裝置是被組件化地制作的，從而可以相對于圖像形成裝置主體裝卸。例如，在存在圖像形成的高速化等規(guī)格改變的情況下，如上所述，可以通過更換一級光學系統(tǒng)或二級光學系統(tǒng)的光學元件、或者改變其配置而應對，而且，可以將光掃描裝置的組件自身構(gòu)成為能夠更換的形式。另外，由此可以使得光掃描裝置的組件及其光學元件為圖像形成裝置的多個機種或者多個規(guī)格所共用。
而且，根據(jù)本發(fā)明，通過在一級光學系統(tǒng)的基板上配置光學元件而制作一級光學系統(tǒng)組件，將得到的組件上下顛倒并從二級光學系統(tǒng)的殼體下方(底面?zhèn)?組裝到該殼體內(nèi)部的規(guī)定設置位置上，從而易于進行一級光學系統(tǒng)和二級光學系統(tǒng)的組件彼此的裝卸，另外，所有配線都不會顯露于反射鏡等光學元件側(cè)，容易進行布線。
而且，根據(jù)本發(fā)明，為了能夠與圖像形成裝置的規(guī)格改變相對應，在假設規(guī)格改變的各光學元件的配置位置上預先形成底座或槽、或者支承用的突出部等定位機構(gòu)，從而即使在規(guī)格改變時也可以高精度地配置各光學元件，而且即使改變了規(guī)格，光學元件也可以根據(jù)其規(guī)格而繼續(xù)使用，從而在成本方面可以獲得很好的效果。另外，在一級光學系統(tǒng)中，在從準直透鏡至柱面透鏡之間，光束為平行光且四個光束的光軸相互平行，因此，可以自由地設定光路長，可以靈活地應對空間的制約。另外，在二級光學系統(tǒng)中，由于高價的fθ透鏡在規(guī)格改變后仍可以使用，從而在成本方面可以獲得很好的效果。
而且，根據(jù)本發(fā)明，對于將從激光二極管射出的光束引導至各色用感光鼓的光束上的反射鏡和透鏡等光學元件，配備有能對這些光學元件相對于入射到該光學元件上的光束的角度或位置進行調(diào)整的調(diào)整機構(gòu)，從而可以適當?shù)剡M行光束的調(diào)整。
而且，根據(jù)本發(fā)明，所述調(diào)整機構(gòu)配置于作為光掃描裝置而構(gòu)成的組件的一側(cè)，例如配置在將光掃描裝置組裝到圖像形成裝置中時的圖像形成裝置的操作側(cè)(前面?zhèn)?，從而可以從圖像形成裝置的操作側(cè)簡單地進行光學元件的調(diào)整。
而且，根據(jù)本發(fā)明，在光掃描裝置的組件中設置與主掃描方向平行的軸，用軸固定部件固定軸，從而向副掃描方向的偏離變少，能以高安裝精度將組件安裝于圖像形成裝置。
而且，根據(jù)本發(fā)明，用一個固定用軸的大致中央部的一個點以及另一固定用軸的兩個點，共計三個點來支承光掃描裝置的殼體，支承點為三個點，所以由該三點決定面而可以提高光掃描裝置的組件的支承穩(wěn)定性。
權(quán)利要求
1.一種光掃描裝置，將對應于圖像數(shù)據(jù)從光源射出的多個光束照射到多面反射鏡上，通過所述多面反射鏡的旋轉(zhuǎn)而使該多個光束成為掃描光，該多個掃描光同時掃描多個感光體并對其進行曝光，由此在各所述感光體上形成潛像，其特征在于，該光掃描裝置具有一級光學系統(tǒng)組件，該一級光學系統(tǒng)組件具有所述光源、和將從該光源射出的多個光束朝所述多面反射鏡射出的光學系統(tǒng)；二級光學系統(tǒng)組件，該二級光學系統(tǒng)組件具有所述多面反射鏡、和將由該多面反射鏡反射的光束朝所述感光體射出的光學系統(tǒng)；所述一級光學系統(tǒng)組件相對于所述二級光學系統(tǒng)組件裝卸自如，組合了所述一級光學系統(tǒng)組件和所述二級光學系統(tǒng)組件的組件相對于具有所述感光體的圖像形成裝置裝卸自如。
2.如權(quán)利要求1所述的光掃描裝置，其特征在于，所述一級光學系統(tǒng)組件具有第一激光二極管、第二激光二極管、第三激光二極管以及第四激光二極管作為所述光源，而且還具有使從所述第二至第四激光二極管射出的光束反射的第一反射鏡、使從所述第一激光二極管射出的光束以及由所述第一反射鏡反射的光束反射的第二反射鏡、作用于從該第二反射鏡射出的光束的一級光學系統(tǒng)柱面透鏡、以及使從該一級光學系統(tǒng)柱面透鏡射出的光束朝所述多面反射鏡反射的第三反射鏡，所述二級光學系統(tǒng)組件具有所述多面反射鏡、作用于從該多面反射鏡射出的光束的fθ透鏡、以及使從該fθ透鏡射出的光束朝所述感光體的表面會聚的二級光學系統(tǒng)柱面透鏡。
3.如權(quán)利要求2所述的光掃描裝置，其特征在于，將所述感光體的表面上的掃描方向作為主掃描方向，將所述多個感光體的排列方向作為副掃描方向，所述fθ透鏡包括第一fθ透鏡和第二fθ透鏡，從所述多面反射鏡射出的各光束在主掃描方向上為平行光且在副掃描方向上為發(fā)散光，而且，所述多個光束的各光軸在副掃描方向上以所述各光軸相互之間具有角度的方式發(fā)散前進，所述第一fθ透鏡和第二fθ透鏡，將在所述主掃描方向上為平行光的各光束變換成大致會聚于所述感光體表面的會聚光，所述第二fθ透鏡，將在所述副掃描方向上發(fā)散的多個光束變換成，該多個光束的光軸相互平行，所述二級光學系統(tǒng)柱面透鏡僅在從所述第二fθ透鏡射出的光束的副掃描方向上作用，將所述各光束為平行光且多個光束的光軸相互平行的光束變換成，該各光束大致會聚于所述感光體表面，并且變換成，多個光束大致會聚于所述感光體表面。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項所述的光掃描裝置，其特征在于，所述二級光學系統(tǒng)組件通過在殼體的內(nèi)部配置包括所述多面反射鏡的多個光學元件而構(gòu)成，所述一級光學系統(tǒng)組件從配置有所述光學元件的殼體的底面?zhèn)劝惭b于所述二級光學系統(tǒng)組件。
5.如權(quán)利要求1至3中任一項所述的光掃描裝置，其特征在于，構(gòu)成所述一級光學系統(tǒng)組件以及所述二級光學系統(tǒng)組件的光學系統(tǒng)的光學元件的至少一部分能夠卸下，以便能夠?qū)诰哂兴龈泄怏w的圖像形成裝置的性能而重新裝配。
6.如權(quán)利要求5所述的光掃描裝置，其特征在于，所述一級光學系統(tǒng)組件和/或所述二級光學系統(tǒng)組件具有用來對應于圖像形成裝置的性能而改變光學元件的配置位置并重新裝配的定位機構(gòu)，當對所述光學元件進行重新裝配時，能夠卸下不必要的光學元件并將必要的光學元件配置于所述定位機構(gòu)。
7.如權(quán)利要求1至3中任一項所述的光掃描裝置，其特征在于，構(gòu)成所述一級光學系統(tǒng)組件以及所述二級光學系統(tǒng)組件的光學系統(tǒng)的光學元件的至少一部分，相對于入射光束的角度或位置能夠調(diào)整。
8.如權(quán)利要求7所述的光掃描裝置，其特征在于，所述能夠調(diào)整的光學元件包括所述第二反射鏡、所述第三反射鏡、以及所述二級光學系統(tǒng)柱面透鏡。
9.如權(quán)利要求8所述的光掃描裝置，其特征在于，用于調(diào)整所述角度或位置的調(diào)整機構(gòu)能夠從所述各光學系統(tǒng)組件的一側(cè)進行操作。
10.如權(quán)利要求9所述的光掃描裝置，其特征在于，所述各光學系統(tǒng)組件的一側(cè)是安裝該光學系統(tǒng)組件的圖像形成裝置的操作側(cè)。
11.如權(quán)利要求1至3中任一項所述的光掃描裝置，其特征在于，在所述二級光學系統(tǒng)組件的殼體上具有兩個固定用軸，組合了所述一級光學系統(tǒng)組件和所述二級光學系統(tǒng)組件的組件通過所述固定用軸固定于所述圖像形成裝置。
12.如權(quán)利要求11所述的光掃描裝置，其特征在于，相對于所述固定用軸，能在高度方向上以三點支承并固定所述光掃描裝置的殼體。
13.一種圖像形成裝置，其特征在于，具有所述感光體、以及權(quán)利要求1至3中任一項所述的光掃描裝置，由該光掃描裝置在所述感光體上形成潛像，并使該潛像顯影，從而形成圖像。
全文摘要
本發(fā)明的課題在于實現(xiàn)，光掃描裝置的組件及其光學元件能夠為圖像形成裝置的多個機種或者多個規(guī)格所共用。光掃描裝置，將對應于圖像數(shù)據(jù)從光源射出的多個光束照射到多面反射鏡上，使該多個光束成為掃描光而掃描多個感光體并對其進行曝光。光掃描裝置具有一級光學系統(tǒng)組件，該一級光學系統(tǒng)組件包括將從光源射出的多個光束朝多面反射鏡射出的光學系統(tǒng)；二級光學系統(tǒng)組件，該二級光學系統(tǒng)組件具有將由多面反射鏡反射的光束朝感光體射出的光學系統(tǒng)。并且，一級光學系統(tǒng)組件相對于二級光學系統(tǒng)組件裝卸自如，組合了一級光學系統(tǒng)組件和二級光學系統(tǒng)組件的組件相對于具有感光體的圖像形成裝置裝卸自如。
文檔編號G03G15/00GK1866072SQ20061008249
公開日2006年11月22日 申請日期2006年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月19日
發(fā)明者和田孝澄, 大野孝之, 小野泰宏, 小田步, 成清隆久 申請人:夏普株式會社