光偏转器、扫描光学装置以及成像设备

背景技术

本发明涉及一种光偏转器、一种扫描光学装置以及一种成像设备，例如一种包括用于将激光扫描到图像承载构件上的光偏转器的扫描光学装置，以及一种使用所述扫描光学装置的成像设备。

在诸如激光打印机的成像设备中使用的常规扫描光学装置根据图像信号调制从光源发射的激光，并且调制的激光被包括例如可旋转多面镜的光偏转器偏转和扫描。偏转和扫描的激光通过诸如fθ透镜的扫描透镜形成在感光鼓上，并且形成静电潜像。接着，成像设备通过显影装置将感光鼓上的静电潜像显影成调色剂图像，将调色剂图像转印到记录材料并将其传送到定影装置，并且通过加热和定影记录材料上的调色剂来执行打印。通常，光偏转器由可旋转多面镜、转子、与转子和用于安装可旋转多面镜的基座集成的旋转轴、与板集成的轴承套以及定子构成。并且当可旋转多面镜压靠在基座上时，可旋转多面镜通过诸如弹簧的推压构件固定到基座上。推压构件用于将可旋转多面镜精确且稳定地固定到基座上。

当可旋转多面镜的每个反射表面通过接收来自弹簧的推压力和弹簧与可旋转多面镜之间的摩擦力而不同地变形时，会发生抖动和表面倾斜，并且可以发生图像缺陷，因为反射表面之间的反射表面精度的差会增加。另一方面，当为了抑制每个反射表面的变形而减小弹簧的推压力时，例如，因为可旋转多面镜未正确地固定到基座上，可旋转多面镜可能在电机旋转期间偏离基座。在这种情况下，因为抖动增加，可能出现图像缺陷。为了抑制这些问题，期望将可旋转多面镜牢固地固定到基座上，同时通过将弹簧的推压力均匀地分配到可旋转多面镜来减小反射表面之间的反射表面精度的差异。例如，在日本公开专利申请(JP-A)Hei08-171067中，其被配置成使得弹簧与可旋转多面镜之间几乎不产生摩擦力，这是因为使用了截面为U形的弹簧，并且弹簧的推压力作用在电机的旋转轴线方向上。

然而，在常规示例中，弹簧设置在开口部分中，以用于在旋转轴线的径向方向上安装弹簧，因此推压力几乎不会均匀地作用于可旋转多面镜。因此，可旋转多面镜可能变形，并且因为每个反射表面的变形量不同，反射表面之间的反射表面精度的差异可能增大。

针对上述问题，本发明的一个目的是更准确且更稳定地将可旋转多面镜固定到基座，并且抑制抖动、表面倾斜等的发生。

发明内容

针对上述问题，本发明包括以下配置。根据本发明的一个方面，提供一种光偏转器，所述光偏转器包括：可旋转多面镜，所述可旋转多面镜包括用于反射光的多个反射表面；驱动单元，所述驱动单元被配置成驱动所述可旋转多面镜；推压构件，所述推压构件被配置成将所述可旋转多面镜朝向所述驱动单元推压以将所述可旋转多面镜固定到所述驱动单元；以及限制构件，所述限制构件被配置成按压所述推压构件并限制所述推压构件相对于所述可旋转多面镜的旋转轴线方向的移动，其中所述推压构件包括具有接触所述可旋转多面镜的环形表面的环形部分和与所述环形部分一体形成的多个臂部分，并且其中所述多个臂部分从所述环形部分的外周径向延伸，并相对于围绕所述可旋转多面镜的旋转中心的旋转方向以相等的间隔设置，并且被所述限制构件按压。

参考附图，根据示例性实施例的以下描述，本发明的其他特征将变得显而易见。

附图说明

图1是示出根据第一实施例和第二实施例的成像设备的示意性截面图。

图2是根据第一实施例和第二实施例的光偏转器和扫描光学装置的透视图。

图3是包括根据第一实施例的偏转器的旋转中心的截面图。

图4的部分(a)和部分(b)是根据第一实施例的弹簧的俯视图和侧视图。

图5是根据第一实施例的偏转器的可旋转多面镜的固定部分的侧视图。

图6的部分(a)是弹簧的透视图，并且图6的部分(b)是偏转器的可旋转多面镜的固定部分的侧视图，显示了根据第一实施例的修改示例。

图7的部分(a)是弹簧的透视图，并且图7的部分(b)是根据第二实施例的可旋转多面镜的透视图。

图8的部分(a)是偏转器的可旋转多面镜的固定部分的透视图，并且图8的部分(b)是示出了当从根据第二实施例的弹簧的底面侧看时应力分布的四个相等区域中的一个区域的图。

具体实施方式

将描述设置有根据本发明实施例的扫描光学装置的成像设备。在下文中，首先，将描述设置有根据本发明的扫描光学装置的成像设备，然后，将描述成像设备中的扫描光学装置。随后，将描述作为将被安装在扫描光学装置上的光偏转器的偏转器。顺便提及，除非特别地具体描述过，否则以下实施例中描述的组成部分的尺寸、材料、形状和相对布置等并不旨在将本发明的范围仅限于它们。

<第一实施例>

[成像设备]

图1是示出根据第一实施例的成像设备的示意性截面图。成像设备110包括扫描光学装置101。成像设备110设置有成像装置，所述成像装置通过扫描光学装置101在作为图像承载构件的感光鼓103(在图像承载构件上)上扫描，并且基于扫描的图像在诸如记录纸P的记录材料上执行成像。这里，将打印机用作成像设备的示例。

成像设备110基于从作为曝光装置的扫描光学装置101获得的图像信息发射激光L，并且将其照射到包括在处理盒102中的感光鼓103上。潜像(静电潜像)形成在感光鼓103上，并且处理盒102使用调色剂作为显影剂将潜像显影成调色剂图像。顺便提及，处理盒102整体包括感光鼓103和充电装置、显影装置等，所述显影装置是作用在感光鼓103上的处理装置。

另一方面，堆叠在堆叠板104上的记录纸P被给送到传送通道，同时记录纸P被给送辊105一张一张地分离。记录纸P被中间辊106传送到相对于传送方向更下游的一侧。在被给送的记录纸P上，形成在感光鼓103上的调色剂图像被转印辊107转印。其上形成未定影的调色剂图像的记录纸P被传送到更下游侧，并且调色剂图像通过内部包括加热构件的定影装置108定影到记录纸P上。此后，排出辊109将记录纸P从设备中排出。

顺便提及，在第一实施例中，充电装置和作为作用在感光鼓103上的处理装置的显影装置与感光鼓103整体包括在处理盒102中，然而，每个处理装置可以与感光鼓103分开配置。此外，在图1中，描述了包括单个处理盒的成像设备，然而，它可以是包括多个处理盒或多个扫描光学装置101的成像设备。

[扫描光学装置]

将通过使用图2来描述成像设备110包括在其中的扫描光学装置101。图2是示出根据第一实施例的扫描光学装置101的配置的透视图。从光源201发射的激光L被柱面透镜202会聚在副扫描方向上，并被形成在外壳203中的光学隔膜204限制到预定光直径。激光L被由电机可旋转地驱动的可旋转多面镜3偏转，并且在穿过fθ透镜205之后，被会聚并扫描在感光鼓103(图2中未示出)上，并且形成了静电潜像。

顺便提及，光源201、柱面透镜202、偏转器1等容纳在外壳203中，并且外壳203的开口部分由塑料或金属光学盖(未示出)封闭。此外，根据第一实施例的可旋转多面镜3包括四个反射表面，这四个反射表面是反射激光L并且平行于可旋转多面镜的旋转轴线方向的反射表面。

[偏转器]

将通过使用图3来描述偏转器1。图3是包括偏转器1的旋转中心的截面图。在偏转器1中，可旋转多面镜3安装在电机上，所述电机由轴承套筒5、转子7、旋转轴8、基座2和定子线圈9构成。可旋转多面镜3将图3中未示出的激光L偏转。轴承套筒5由板4支撑，所述板由金属板构成。转子7包括转子磁体6。旋转轴8和基座2与转子7是一体的。定子线圈9固定到板4。转子7、旋转轴8和定子线圈9构成电机，所述电机是旋转地驱动可旋转多面镜3的驱动装置。可旋转多面镜3例如由金属或树脂制成，并且通过作为推压构件的弹簧10和诸如卡环的限制构件11固定到基座2，所述限制构件限制弹簧10相对于弹簧10的旋转轴线方向的移动。弹簧10通过推压可旋转多面镜3将可旋转多面镜3固定到电机。限制构件11推压弹簧10并限制弹簧10相对于弹簧10的旋转轴线方向的移动。

[弹簧]

将通过使用图4的部分(a)和部分(b)描述弹簧10的配置。图4的部分(a)是当沿着以下将描述的环形部分12的假想垂直线T(见图4的部分(b))的方向观察时弹簧10的俯视图，而图4的部分(b)是弹簧10的侧视图。顺便提及，当弹簧10安装在扫描器电机1上时，假想垂直线T与旋转轴8的旋转轴线方向处于同一方向。在第一实施例中作为推压构件的弹簧10包括环形部分12和多个臂部分13，所述环形部分包括与可旋转多面镜3邻接的环形表面12b，所述臂部分与环形部分12一体形成。臂部分13从作为环形部分12的外周的外形部分12a径向延伸，并且相对于围绕可旋转多面镜3的旋转中心的旋转方向以相等的间隔设置。臂部分13包括第一部分13d、弯曲部分13a和第二部分13e。

第一部分13d从环形部分12的外周延伸。弯曲部分13a从第一部分13d延续并弯曲，使得臂部分13相对于旋转轴线方向远离环形部分12的环形表面12b并且朝向旋转中心。第二部分13e从弯曲部分13a延续并延伸，使得第二部分13e相对于旋转轴线方向远离环形部分12的环形表面12b并且朝向旋转中心。第二部分13e的前端部分13b邻接限制构件11。第一部分13d不与可旋转多面镜3的顶表面3a(见图5)邻接，所述顶表面邻接环形部分12，同时弹簧10被限制构件11推压。

通过冲压和弯曲金属板来制造弹簧10。弹簧10包括其中形成有通孔17的环形部分12和四个臂部分13。臂部分13从环形部分12的中心O向外(换句话说，在径向方向上)延伸、等距地间隔开并且与环形部分12径向间隔开，并且朝向穿过环形部分12的中心O的假想垂直线T弯曲并凸起。也就是说，臂部分13包括弯曲部分13a。臂部分13的前端部分13b形成为使得其位于环形部分12的在假想垂直线T的方向上投影的外形部分12a(外形)(外周)的内侧。此外，前端部分13b包括朝向环形部分12弯曲的弯曲部分13c。

此外，每个臂部分13的宽度和长度相等，并且臂部分13的每个顶点(换句话说，弯曲部分13c)具有距离环形部分12的相等的高度H。在图4的部分(a)和部分(b)中，四个臂部分13以相等的间隔设置，例如，它们围绕中心O间隔90度。

[通过弹簧固定可旋转多面镜]

将通过使用图5来描述如何将可旋转多面镜3固定到基座2的方法。图5是偏转器1中的可旋转多面镜3的侧视图，此时可旋转多面镜3被固定。当可旋转多面镜3被弹簧10固定时，环形部分12抵靠可旋转多面镜3的顶表面3a，同时图5中未示出的环形部分12的通孔17与旋转轴8大致接合。之后，限制构件11固定到旋转轴8。当弯曲且凸起的臂部分13(具体的是臂部分的弯曲部分13c)抵靠固定到旋转轴8的限制部分11时，弹簧10在旋转轴线方向上的移动受到限制。

并且臂部分13通过设定限制构件11的位置弹性变形，使得臂部分13(弯曲部分13c)的顶点距环形部分12的环形表面12b的高度H低于初始状态。这里，当图4的部分(b)中所示的初始高度H被定义为H0，并且图5中所示的由限制构件11限制的状态下的高度H被定义为H1时，变成H1

通过这样做，分别在弹簧10与限制构件11之间的邻接部分S1以及弹簧10与可旋转多面镜3之间的邻接部分S2中产生排斥力。这里，邻接部分S1是弹簧10的前端部分13b(弯曲部分13c)抵靠限制构件11的表面11a的部分。邻接部分S2是这样的部分，在该部分中，位于弹簧10的环形部分12中的表面12b的相对侧的表面12c抵靠可旋转多面镜3的顶表面3a。

因为限制构件11固定到旋转轴8，环形部分12通过排斥力推压可旋转多面镜3，并且可旋转多面镜3固定到基座2。此时，形成在与环形部分12相同的平面中的臂部分13的第一部分13d通过力矩与可旋转多面镜3分离，并且只有环形部分12推压可旋转多面镜3。这里，臂部分13的第一部分13d是位于环形部分12与臂部分13的弯曲部分13a之间的部分。

这样，臂部分13包括从环形部分12的外周延伸的第一部分13d。此外，臂部分13包括弯曲部分13a，所述弯曲部分从第一部分13d延续并弯曲，使得臂部分13相对于旋转轴线方向远离环形部分12的环形表面12b并且朝向旋转中心。此外，臂部分13包括第二部分13e，所述第二部分从弯曲部分13a延续并延伸，使得第二部分13e相对于旋转轴线方向远离环形部分12的环形表面12b并且朝向旋转中心。并且第二部分13e的前端部分13b邻接限制构件11。并且第一部分13d不与顶表面3a邻接，在该顶表面处，可旋转多面镜3邻接环形部分12的环形表面12b，同时弹簧10被限制构件11推压。

[效果]

根据第一实施例，当应用上述用于可旋转多面镜3的固定方法的配置时，可以获得将在下面描述的效果。在弹簧的环形部分12与可旋转多面镜3之间，环形部分12的环形表面12c和可旋转多面镜的顶表面3a是接触的表面。当向弹簧10施加推压力时，邻接可旋转多面镜3的环形部分12相对于可旋转多面镜3的径向方向基本上不移位。因此，可以几乎仅在旋转轴线方向上推压可旋转多面镜3。

此外，弹簧10的推压力通过臂部分13作用在环形部分12上，所述臂部分以与可旋转多面镜3的反射表面的数量相同的数量等间隔形成。在第一实施例中，可旋转多面镜3的反射表面的数量是四个，并且臂部分13的数量也是相同的四个。因此，弹簧10的推压力均等地作用在可旋转多面镜3的反射表面上。以这种方式，可以最小化可旋转多面镜3的反射表面的变形，并且还抑制每个表面的变形的变化。

此外，当环形部分12与旋转轴8大致接合时，可以抑制可旋转多面镜3相对于径向方向的偏离。这样，可以抑制可旋转多面镜3的扭曲变形，这是因为作用在可旋转多面镜3上的推压力抑制了相对于旋转轴8的偏心。

根据以上所述，可以通过弹簧10的推压力抑制可旋转多面镜3的每个反射表面的变形，并且还均衡每个反射表面的变形量。也就是说，可以更精确地将可旋转多面镜3固定到基座2，并且可以获得高清晰度图像。

顺便提及，如图2所示，弹簧10被安装成使得臂部分13定位在可旋转多面镜3的对角线上。更具体地，弹簧10被安装成使得臂部分13定位在连接可旋转多面镜3的旋转中心和可旋转多面镜3的每个顶点的假想线上。这里，可旋转多面镜的顶点在可旋转多面镜包括四个反射表面的情况下是正方形的顶点，并且在可旋转多面镜包括五个反射表面的情况下是五边形的顶点，并且是反射表面与相邻反射表面之间的边界部分。

[弹簧的修改示例]

将通过使用图6来描述第一实施例的修改示例。图6的部分(a)是示出修改示例的弹簧100的透视图。图6的部分(b)是示出修改示例的偏转器1中的可旋转多面镜3的固定部分的侧视图。根据第一实施例的修改示例的弹簧100的臂部分130包括弯曲部分130a和部分130d。弯曲部分130a从环形部分120的外周(外形部分120a)延续并弯曲，使得臂部分130相对于旋转轴线方向远离环形部分120的环形表面120b，并且远离旋转中心。所述部分130d从弯曲部分130a延续并延伸，使得所述部分130d相对于旋转轴线方向远离环形部分120的环形表面120b，并且远离旋转中心。所述部分130d的前端部分130b邻接限制构件111。

弹簧100例如通过冲压和弯曲金属板等整体制造，并且由其中形成有通孔170的环形部分120和四个臂部分130构成。臂部分130以相等的间隔并从环形部分120径向延伸，并且朝向穿过环形部分120的中心O的假想垂直线T弯曲和凸起。此外，臂部分130不形成在与环形部分120相同的平面上，并且在外形部分120a(外周)附近弯曲和凸起。也就是说，臂部分130包括弯曲部分130a。此外，臂部分130的前端部分130b包括朝着远离环形部分120的中心O的方向弯曲的弯曲部分130c。

当用弹簧100固定可旋转多面镜3时，环形部分120抵靠可旋转多面镜3的顶表面3a，同时环形部分120的通孔170与旋转轴8大致接合。当弯曲和凸起的臂部分130(具体的是臂部分的弯曲部分130c)抵靠固定到旋转轴8的限制构件111时，弹簧100相对于旋转轴线的移动受到限制。并且臂部分130通过设定限制构件111的位置弹性变形，使得臂部分130(弯曲部分130c)的顶点距环形部分120的环形表面120b的高度低于初始状态。

通过这样做，分别在弹簧100与限制构件111之间的邻接部分S3以及弹簧100与可旋转多面镜3之间的邻接部分S4中产生排斥力。这里，邻接部分S3是弹簧100的前端部分130b抵靠限制构件111的表面111a的部分。邻接部分S4是这样的部分，在该部分中，位于表面120b的相对侧的表面120c抵靠可旋转多面镜3的顶表面3a。

每个臂部分130的宽度和长度相等，并且弯曲和凸起的臂部分130(弯曲部分130c)的每个顶点距环形部分120的高度相等。并且环形部分120邻接可旋转多面镜3，并且当限制构件111推压臂部分130时，可旋转多面镜3被固定到基座2。

这样，根据修改示例的弯曲部分130从环形部分120的外周延续并弯曲，使得臂部分130相对于旋转轴线方向远离环形部分120的环形表面120b，并且远离旋转中心。此外，臂部分130包括部分130d，所述部分130d从弯曲部分130a延续并延伸，使得所述部分130d相对于旋转轴线方向远离环形部分120的环形表面120b，并且远离旋转中心。所述部分130d的前端部分130b邻接限制构件111。

即使在上述构造中，也可以仅通过环形部分120来推压可旋转多面镜3，并且可以获得与上述第一实施例相同的效果。此外，臂部分130的数量减少，提高了弹簧100的可加工性。

顺便提及，在第一实施例中，臂部分13和臂部分130中的每一者的数量被设定为四个，然而，数量不限于此，只要可旋转多面镜3的每个反射表面的变形量可以相等。臂部分13和臂部分130中的每一者的数量可以是例如可旋转多面镜3的反射表面的数量的倍数。也就是说，多个臂部分13和臂部分130应该设置成可旋转多面镜3的反射表面的数量的整数倍数。

这样，因为作为推压构件的弹簧仅在旋转轴线方向上均等地推压可旋转多面镜，可旋转多面镜的扭曲变形受到抑制，并且即使当可旋转多面镜的每个反射表面变形时，变形量也大致相等。因此，因为表面之间的反射表面的精度差异减小，可以使被固定到基座的可旋转多面镜更精确且更稳定地固定，并且可以抑制抖动、表面倾斜等的发生，并且获得更高清晰度的图像。

如上所述，根据第一实施例，可以更准确且更稳定地将可旋转多面镜固定到基座，并且还可以抑制抖动、表面倾斜等的发生。

<第二实施例>

[弹簧]

将描述第二实施例。顺便提及，将对与第一实施例中描述的配置相同的部分添加相同的附图标记，并且将省略描述。通过使用图7的部分(a),将描述固定可旋转多面镜18的弹簧14的配置。图7的部分(a)是弹簧14的透视图。根据第二实施例的可旋转多面镜18包括多个突出部分19，所述突出部分将弹簧14的臂部分13定位在顶表面18a上，所述顶表面与根据第二实施例的弹簧14的邻接部分15相对。弹簧14的邻接部分15包括与多个突出部分19接合的多个切口部分16。也就是说，弹簧14的环形内周朝向外周有切口。多个突出部分19设置在以可旋转多面镜18的旋转中心为中心的假想圆(C，将在下文中描述)上，并且设置在假想线(N，将在下文中描述)上，所述假想线连接当在旋转轴线方向上观察可旋转多面镜18时可旋转多面镜18的形状的顶点A和可旋转多面镜18的旋转中心。

弹簧14例如通过冲压和弯曲金属板等一体形成，并且由外形为圆形的邻接部分15和四个臂部分13构成。在邻接部分15中，形成通孔17和切口部分16，它们的相位与臂部分13径向延伸的方向对准。臂部分13以相等的间隔并从邻接部分15径向延伸，并且朝向穿过邻接部分15的中心O的假想垂直线T弯曲和凸起，这在图7的部分(a)中未示出。也就是说，臂部分13包括弯曲部分13a。每个臂部分13的宽度和长度相等，并且臂部分13(换句话说，弯曲部分13c)的每个顶点距邻接部分15的高度H相等。

[可旋转多面镜的形状]

将通过使用图7的部分(b)来描述可旋转多面镜18的形状。图7的部分(b)是可旋转多面镜18的透视图。根据第二实施例的可旋转多面镜18例如是树脂模制产品，并且突出部分19被整体模制并设置在顶表面18a上。突出部分19以相等的间隔(例如，90度的间隔)放置在可旋转多面镜18的顶表面18a内的可旋转多面镜18的中心M的同心圆C上，并且分别放置在连接可旋转多面镜18的中心M和四个顶点A的线N上。

[通过弹簧固定可旋转多面镜]

将通过使用图8的部分(a)来描述如何通过弹簧14固定可旋转多面镜18的方法。图8的部分(a)是示出可旋转多面镜18固定到偏转器20的状态的透视图。当可旋转多面镜18被弹簧14固定时，图8的部分(a)中未示出的通孔17与旋转轴8大致接合，弹簧14的相位由切口部分16和突出部分19对准，并且邻接部分15的邻接部分15a(见图7的部分(a))抵靠可旋转多面镜18的顶表面18a。在这种情况下，相位是臂部分13朝向可旋转多面镜18的顶点A。在这种状态下，限制构件11以与第一实施例中相同的方式安装，并且可旋转多面镜18固定到基座2。

[效果]

将通过使用图8的部分(b)来描述在臂部分13布置在臂部分13指向可旋转多面镜18的顶点A的方向的相位中的情况下的效果。图8的部分(b)是示出弹簧14的四个相等区域中的一个区域的视图以及当从可旋转多面镜18的顶表面18a的一侧看时邻接部分15和弹簧14的应力分布的图。在图中，白色表示高应力区，黑色表示低应力区，并且灰色表示中等应力区。

当臂部分13弹性变形时，弹簧14推压可旋转多面镜18，因此推压力(应力)在臂部分13的根部21中最大。当臂部分13定位在可旋转多面镜18的顶点A的方向上时，根部21离可旋转多面镜18的反射表面22最远。因为具有最大推压力的根部21远离反射表面22，所以可以通过弹簧14的推压力抑制反射表面22的变形。

顺便提及，可以不限于第二实施例，切口部分16和突出部分19可以形成在这样的位置，使得臂部分13朝向可旋转多面镜18的顶点A延伸。此外，切口部分16和突出部分19可以应用于第一实施例的修改示例。

此外，因为可旋转多面镜18是模制的树脂产品，当突出部分19以相等的间隔形成在可旋转多面镜18的中心M的同心圆上并且数量与反射表面22的数量相同时，可以在模制可旋转多面镜18期间使树脂流均匀地流到每个反射表面。因此，可以高精度地模制可旋转多面镜18。在第二实施例中，可以实现成像性能的改善，这是因为可以高精度地模制可旋转多面镜18，并且减少在其安装在偏转器20上时的变形。

如上所述，根据第二实施例，可以更准确且更稳定地将可旋转多面镜固定到基座，并且还可以抑制抖动、表面倾斜等的发生。

在第一实施例和第二实施例中，四个臂部分13或四个臂部分130具有相同的宽度，然而，它们不限于此。例如，跨通孔17或通孔170彼此相对的两个臂部分13或两个臂部分130仅需要具有相同的宽度，并且相邻的臂部分13或相邻的臂部分130的宽度可以不同。这里，臂部分13或臂部分130的宽度被定义为臂部分13或臂部分130在与臂部分13或臂部分130延伸的方向垂直的方向上的长度。

尽管已经参考示例性实施例描述了本发明，但是应理解，本发明不限于所公开的示例性实施例。所附权利要求书的范围将被赋予最宽泛解释，以便涵盖所有此类修改以及等效结构和功能。