光學掃描器件以及彩色成像裝置的製作方法

2023-07-24 05:27:56 2

專利名稱：光學掃描器件以及彩色成像裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及以雷射印表機、雷射傳真機和數字複印機等為代表的彩色成像裝置，以及在這種彩色成像裝置中使用的光學掃描器件。
背景技術：
作為傳統的彩色成像裝置，如，眾所周知的所謂串聯式(tandemtype)裝置，其中多個成像單元相對於輸紙路徑沿水平方向順序排列，而且可將色粉圖像(toner images)從成像單元順序轉移到沿輸紙路徑傳輸的紙張上，從而在紙張上形成彩色圖像。作為用於串聯式彩色成像裝置中的光學掃描器件，已知僅僅使用四個光學掃描器且每個掃描器掃描單個光束的器件(見JP2000-141759A)，使用單個光學偏轉器和四套透鏡系統的器件(見JP2001-133717A)，或者使用四套曲面鏡和透鏡的器件(見JP10(1998)-148777A)。
然而，上述的光學掃描器件表現出下述問題。那就是，該光學掃描器件需要大量元件，因此成本很高。此外，在該光學掃描器中，幾乎不能提供一致的掃描線性能。

發明內容
考慮到上述問題，本發明的目標是提供可以實現低成本和極好的光學性能的串聯式彩色成像裝置和優選用於該彩色成像裝置中的光學掃描器件。
為了實現上述目標，根據本發明的光學掃描器件包括多個光源；單個光學偏轉器，它對分別由多個光源出射的光束進行掃描；第一成像光學系統，設置於光學偏轉器和多個光源之間，並使得在光學偏轉器的共用偏轉面上形成光束的線性圖像；以及第二成像光學系統，設置於光學偏轉器和多個光源之間，以對應於多個光源而進行掃描，並具有多個曲面鏡，該曲面鏡與多個待掃描表面一一對應。在光學掃描器件中，多個光源，光學偏轉器，和第二成像光學系統置於副掃描方向(sub-scanning)的不同位置，從而使來自第一成像光學系統的光束可分別相對於包括位於光學偏轉器偏轉面中心的法線並平行於主掃描方向的平面(下文中稱為主掃描平面)傾斜地入射到偏轉面上，並使來自光學偏轉器的光束分別相對於包括位於多個曲面鏡頂點處的各法線並平行於主掃描方向的平面傾斜地入射到多個曲面鏡上。此外，在該光學掃描器件中，將多個曲面鏡設置為相對於主掃描平面在同一側，而且該多個曲面鏡的曲面的形狀不同。
此外，根據本發明的彩色成像裝置包括根據本發明的上述光學掃描器件；分別設置於多個待掃描表面上的多個感光部件；與多個感光部件分別對應的多個顯影器(developer)，並分別在多個感光部件上顯影出不同色彩的色粉圖像；將多個感光部件上的色粉圖像轉印到轉印材料上的轉印單元；以及使轉印到轉印材料上的色粉圖像定影的定影器。
附圖簡述

圖1是作為根據本發明實施例1的光學掃描器件的光學單元的示意性結構視圖；圖2是曲面鏡的前視圖，該曲面鏡使用於根據本發明實施例1的光學掃描器件中；圖3是沿XZ平面的橫截面圖，顯示了使用於根據本發明實施例2光學掃描器件中的曲面鏡；圖4是曲面鏡的前視圖，該曲面鏡使用於根據本發明實施例2的光學掃描器件中；圖5是根據本發明實施例3的第一成像光學系統的示意性結構視圖；圖6是作為根據本發明實施例4的光學掃描器件的光學單元的示意性結構視圖；圖7是作為根據本發明實施例5的光學掃描器件的光學單元的示意性結構視圖；圖8是作為根據本發明實施例6的光學掃描器件的光學單元的示意性結構視圖；圖9是作為根據本發明實施例7的光學掃描器件的光學單元的示意性結構視圖；圖10是沿XZ平面的橫截面圖，顯示了使用於根據本發明實施例7的光學掃描器件中的曲面鏡；圖11是沿YZ平面的橫截面圖，顯示了使用於根據本發明實施例7的光學掃描器件中的曲面鏡；圖12是作為根據本發明實施例8的光學掃描器件的光學單元的示意性結構視圖；圖13是作為根據本發明實施例9的彩色成像裝置的示意性結構視圖；圖14是成像單元的橫截面圖，該成像單元使用於根據本發明實施例9的彩色成像裝置中。
發明詳述如上所述，根據本發明的光學掃描器件包括多個光源；單個光學偏轉器，它對分別對由多個光源出射的光束進行掃描；第一成像光學系統，設置於光學偏轉器和多個光源之間，並在光學偏轉器的共用偏轉面上形成光束的線性圖像；以及第二成像光學系統，設置於光學偏轉器和對應於多個光源的多個待掃描表面之間，並具有多個曲面鏡，該曲面鏡與多個待掃描表面一一對應。在光學掃描器件中，多個光源，光學偏轉器，和第二成像光學系統設置於副掃描方向上的不同位置，從而使來自第一成像光學系統的光束相對於包括位於光學偏轉器偏轉面中心的法線並平行於主掃描方向的平面(主掃描平面)分別傾斜地入射到偏轉面上，並使得來自光學偏轉器的光束相對於包括位於多個曲面鏡頂點處的各法線並平行於主掃描方向的平面分別傾斜地入射到多個曲面鏡上。此外，在該光學掃描器件中，將多個曲面鏡設置在相對於主掃描平面的同一側。而且，在該光學掃描器件中，該多個曲面鏡的曲面的形狀不同。
其中，「光學偏轉器偏轉面中心處的法線」指偏轉面的法線，當旋轉該偏轉面使其位於可使該法線處於XZ平面(包括光學偏轉器的旋轉軸和多個曲面鏡頂點的平面)內的方向時，光束入射到該偏轉面上。
根據本發明如上所述的光學掃描器件，當從光源到感光部件具有彼此不同的光路時，可以實現減小元件數量、具有極好的光學性能，並可以減小掃描線間性能的相對差異的光學掃描器件。
優選的是，在根據本發明如上所述的光學掃描器件中，多個曲面鏡在副掃描方向上具有一定的寬度，該寬度沿從多個曲面鏡中靠近光學偏轉器的一個曲面鏡到多個曲面鏡中遠離光學偏轉器的另一個曲面鏡的方向增加。
此外，優選的是，在根據本發明如上所述的光學掃描器件中，在包括光學偏轉器的旋轉軸和多個曲面鏡頂點的平面(下文中稱為「XZ平面」)內，在入射到光學偏轉器上的多個光束、由光學偏轉器反射併入射到多個曲面鏡上的多個光束、以及由多個曲面鏡反射從而直接射向多個待掃描表面的光束中，沒有兩束光是相互平行的。
此外，優選的是，在根據本發明如上所述的光學掃描器件中，在包括光學偏轉器的旋轉軸和多個曲面鏡頂點的平面(XZ平面)內，入射到在多個待掃描表面中與光學偏轉器相距最遠的待掃描表面上的光束相對於入射到在多個待掃描表面中與光學偏轉器相距最近的待掃描表面上的光束形成了不大於20度的角。
此外，優選的是，在根據本發明如上所述的光學掃描器件中，多個曲面鏡被配置為一體。
此外，優選的是，在根據本發明如上所述的光學掃描器件中，該多個曲面鏡的頂點位置在副掃描方向中不同。
此外，優選的是，在根據本發明如上所述的光學掃描器件中，在副掃描方向內，多個曲面鏡的頂點與該多個曲面鏡中相對應的一個曲面鏡在副掃描方向內的中部具有一定距離，該距離沿多個曲面鏡中靠近光學偏轉器的一個曲面鏡向多個曲面鏡中遠離光學偏轉器的另一個曲面鏡的方向增加。
此外，優選的是，在根據本發明如上所述的光學掃描器件中，第一成像光學系統包括單個柱面透鏡，多個光束入射到該柱面透鏡上。
此外，優選的是，根據本發明如上所述的光學掃描器件進一步包括單個光闌，該光闌具有用於調節由多個光源發射的光束形狀的多個開口，並且該光闌被設置於緊靠柱面透鏡的前方。
此外，優選的是，在根據本發明如上所述的光學掃描器件中，在由多個光源發射的多個光束中，不存在兩束相互平行的光。
此外，優選的是，在根據本發明如上所述的光學掃描器件中，在包括光學偏轉器的旋轉軸和多個曲面鏡頂點的平面(XZ平面)內，其中，在多個曲面鏡中，與主掃描平面最近的曲面鏡是第一曲面鏡，與主掃描平面最遠的曲面鏡是第N曲面鏡(N為不小於2的整數)，而且第一曲面鏡的頂點到第N曲面鏡的頂點的距離為Lm；在多個待掃描表面中，與第一曲面鏡相對應的待掃描表面是第一待掃描表面，與第N曲面鏡相對應的待掃描表面是第N待掃描表面，而且第一待掃描表面與入射到第一待掃描表面的光束的光軸的交叉點以及第N待掃描表面與入射到第N待掃描表面的光束的光軸的交叉點之間的距離為Li；第N曲面鏡的頂點與偏轉面的距離為D1；而且第N曲面鏡的頂點以及第N待掃描表面與入射到第N待掃描表面光束的光軸的交叉點之間的距離為D2，並滿足關係0.25＜(Lm/Li)/(D1/D2)＜0.45。
此外，優選的是，在根據本發明如上所述的光學掃描器件中，在包括光學偏轉器的旋轉軸和多個曲面鏡頂點的平面(XZ平面)內，其中，在射向多個待掃描表面的多個光束中，與光學偏轉器最近的光束是第一光束，與光學偏轉器最遠的光束是第N光束(N為不小於2的整數)，而且第一光束的光軸與第N光束的光軸形成角βr；在多個待掃描表面中，第一光束入射於其上的待掃描表面為第一待掃描表面，第N光束入射於其上的待掃描表面為第N待掃描表面，而且第一待掃描表面與入射到第一待掃描表面的第一光束的光軸的交叉點以及第N待掃描表面與入射到第N待掃描表面的第N光束的光軸的交叉點之間的距離為Li；與第N待掃描表面相對應的第N曲面鏡的頂點與偏轉面的距離為D1；而且第N曲面鏡的頂點以及第N待掃描表面和入射到第N待掃描表面的第N光束的光軸的交叉點之間的距離為D2，並滿足關係1.0＜(D1+D2)*tanβr/Li＜1.6此外，優選的是，在根據本發明如上所述的光學掃描器件中，在包括光學偏轉器的旋轉軸和多個曲面鏡頂點的平面(XZ平面)內，其中，在多個曲面鏡中，與主掃描平面最近的曲面鏡是第一曲面鏡，與主掃描平面最遠的曲面鏡是第N曲面鏡(N為不小於2的整數)；在多個待掃描表面中，與第一曲面鏡相對應的待掃描表面是第一待掃描表面，與第N曲面鏡相對應的掃描表面是第N待掃描表面，而且第一曲面鏡的頂點與第N曲面鏡的頂點的連線相對於第一待掃描表面與入射到第一待掃描表面的光束的光軸的交叉點和第N待掃描表面與入射到第N待掃描表面的光束的光軸的交叉點的連線形成角Δβ；第N曲面鏡頂點處的法線相對於從偏轉面入射到第N曲面鏡的第N光束的光軸之間形成角β2；第N曲面鏡頂點與偏轉面的距離為D1；第N曲面鏡的頂點以及第N待掃描表面和入射到第N待掃描表面的光束的光軸的交叉點之間的距離為D2，並滿足關係-1.8＜Δβ/β2-0.2(D1/D2)＜0.4。
此外，在根據本發明如上所述的光學掃描器件中，在包括光學偏轉器的旋轉軸和多個曲面鏡頂點的平面(XZ平面)內，假定，在射向多個待掃描表面的多個光束中，與光學偏轉器最近的光束是第一光束，與光學偏轉器最遠的光束是第N光束(N為不小於2的整數)，而且第一光束的光軸與第N光束的光軸形成角βr。此外，假定在多個曲面鏡中的各曲面鏡內，與XZ平面正交，並包括各曲面鏡頂點處的法線的平面為YZ平面。此外，假定，在多個曲面鏡中，與主掃描平面最近的曲面鏡是第一曲面鏡，而且在該第一曲面鏡的頂點處，該第一曲面鏡在XZ平面內的橫截面內具有曲率半徑RxL，在YZ平面內的橫截面內具有曲率半徑RyL。此外，假定，在多個曲面鏡中，與主掃描平面最遠的曲面鏡為第N曲面鏡，而且在該第N曲面鏡的頂點處，該第N曲面鏡在XZ平面內的橫截面內具有曲率半徑RxH，在YZ平面內的橫截面內具有曲率半徑RyH。在這種情況下，優選地滿足關係0.001＜[1-RyH*RxL/RxH*RyL]/tanβr＜0.012。
此外，優選的是，在根據本發明如上所述的光學掃描器件中，在包括光學偏轉器的旋轉軸和多個曲面鏡頂點的平面(XZ平面)內，其中，在多個曲面鏡中，與主掃描平面最近的曲面鏡是第一曲面鏡，與主掃描平面最遠的曲面鏡是第N曲面鏡(N為不小於2的整數)，而且第一曲面鏡對應的第一待掃描表面和入射到第一待掃描表面的光束的光軸的交叉點與第N曲面鏡相對應的第N待掃描表面和入射到第N待掃描表面的光束的光軸的交叉點的連線相對於入射到第N待掃描表面的第N光束的光軸形成角βid(度)，並滿足關係
55＜βid≤150。
此外，根據本發明的彩色成像裝置包括根據本發明的上述光學掃描器件；分別設置於多個待掃描表面上的多個感光部件；與多個感光部件分別對應的多個顯影器，並分別在多個感光部件上顯影不同顏色的色粉圖像；將多個感光部件上的色粉圖像轉移到轉印材料上的轉印單元；以及使轉移到轉印材料上的色粉圖像定影的定影器。
根據本發明上述的彩色成像裝置，可以實現小尺寸的彩色成像裝置，它允許以低成本形成極佳質量的圖像。
在下文中，根據本發明的光學掃描器件和彩色成像裝置將通過參照圖1至14具體實施例的方式進行說明。
(實施例1)圖1是作為本發明實施例1的光學掃描器件的光學單元40的示意性結構示圖。在以下的說明中，為代表元件的附圖標記提供了參考號a至d，以便於使其與用於形成彩色圖像的四種顏色(黃、洋紅、青和黑)相對應，並當不需要在顏色中加以區別的情況下省略該參考號。
在圖1中，附圖標記42a至42d代表準直透鏡，由半導體雷射器41a至41d發射的光束被該透鏡分別轉換成平行光，其中該半導體雷射器41a至41d是多個光源。附圖標記43a至43d代表柱狀透鏡，該透鏡僅在XZ平面內與光軸正交的方向(副掃描方向)內具有折射率，並將來自準直透鏡42a至42d的光束線性聚焦到反射面46上，其中該反射面46是多面鏡44的偏轉面。附圖標記47代表多面鏡馬達，它通過以預定的速度旋轉多面鏡44，從而對入射到反射面46上的光束進行掃描。該多面鏡44和多面鏡馬達47構成了光學偏轉器。此外，準直透鏡42a至42d和柱狀透鏡43a至43d構成了第一成像光學系統。
來自半導體雷射器41a至41d的雷射束L1a至L1d分別從相對於包括反射面46的法線並平行於主掃描方向的平面(主掃描平面)傾斜的方向入射到反射面46上，並根據其各自的入射角分別以光束L2a至L2d出射。光束L2a至L2d分別從關於包括曲面鏡45a至45d的反射面頂點的各法線並平行於主掃描方向的平面(此平面關於各曲面鏡而定義並被稱為各曲面鏡的「YZ平面」)傾斜的方向入射到曲面鏡45a至45d上，並分別以光束L3a至L3d反射到感光部件4a至4d並曝光，其中該感光部件是多個待掃描表面。所有的曲面鏡45a至45d都設置在關於包括反射面46的法線並平行於主掃描方向的平面(主掃描平面)的同一側(圖中的上側)。在XZ平面內，在光束L1a至L1d，光束L2a至L2d，光束L3a至L3d中，不存在兩束相互平行的光。關於曲面鏡45a至45d中每一個的形狀，確定了在主掃描方向的橫截面內的非圓弧形狀和與每一像高相對應的副掃描方向內的曲率半徑，從而補償了主掃描方向和副掃描方向內的掃描場曲率和f-θ誤差，此外，確定了位於與每一像高相對應的位置處的曲面鏡45a至45d的每一表面的畸變量，從而補償了掃描線彎曲。結果，該曲面鏡45a至45d的形狀不同。舉例而言，這些鏡可以形成如JP11(1999)-153764A或者JP2001-100130A所描述的曲面鏡。
在XZ平面內，光束L3a至L3d具有大體相同的長度，並從曲面鏡45a至45d分別以扇形射向感光部件4a至4d，從而使光束彼此分離。朝向每一對鄰近的感光部件4a至4d的光束的光軸之間的距離為25mm。光束L3a和光束L3d入射到感光部件4a和4d，從而分別相對於水平方向以大約8度的角度向垂直方向傾斜。也就是說，在XZ平面內，離多面鏡44最遠的光束L3d相對於離多面鏡44最近的光束L3a形成的角度為16度。
此外，通過例如樹脂塑造等方式整體形成曲面鏡45a至45d，從而構成整體的鏡51。
圖2是曲面鏡45a至45d的前視圖。附圖標記52a至52d代表光束L2a至L2d中心位置的徑跡(trajectory)，這些光束可以分別掃描曲面鏡45a至45d。光束L1a至L1d從相對於包括反射面46的法線並平行於主掃描方向的平面(主掃描平面)傾斜的方向入射到反射面46上，從而使曲面鏡45a至45d上的徑跡52a至52d形成了如圖2所示的曲線。該曲線相對於反射面46具有隨光束L1a至L1d中相應一個在XZ平面內的入射角增加而增加的曲率，而且在曲面鏡45a至45d的副掃描方向內寬度D1a至D1d相應地滿足關係D1a＜D1b＜D1c＜D1d。
下面是參照圖1和圖2對於具有上述構造的光學掃描器件的工作方式的說明。
來自半導體雷射器41a至41d的光束分別由準直透鏡42a至42d轉換成平行光。然後，光束僅在副掃描方向上由柱狀透鏡43a至43d會聚，並分別作為線性圖像聚焦到多面鏡44的反射面46上。多面鏡44關於旋轉光軸旋轉，從而使得光束L1a至L1d可以掃描，並分別以光束L2a至L2d入射到曲面鏡45a至45d上。然後，光束L2a至L2d分別經曲面鏡45a至45d反射，並以光束L3a至L3d在感光部件4a至4d上形成極好的圖像。對於曲面鏡45a至45d中每一個的形狀，確定了在主掃描方向的橫截面內的非圓弧形狀和與每一像高相對應的副掃描方向內的曲率半徑，從而補償了主掃描方向和副掃描方向內的場曲和f-θ誤差。此外，確定了位於與每一像高相對應的位置處的曲面鏡45a至45d的每一表面的畸變量，從而補償了掃描線的彎曲。因此，減小了掃描線間性能的相對差異。
此外，通過曲面鏡45a至45d，可以在感光部件4a至4d上掃描的光束被聚焦到設置於掃描方向末端但未顯示的光電二極體上。未顯示的控制器使用光電二級管發出的探測信號作為同步信號控制半導體雷射器41a至41d。
可以在曲面鏡45a至45d上掃描的光束L2a至L2d的徑跡52a至52d具有隨XZ平面內角度增加而增加的曲率度數，在該XZ平面內反射鏡46出射光束L2a至L2d中的一個相應光束。然而，由於根據各自的曲率度數，在曲面鏡45a至45d的副掃描方向內的寬度D1a至D1d滿足關係D1a＜D1b＜D1c＜D1d，因此在每一個曲面鏡上確保了足夠的有效反射區域，並因此在感光部件4a至4d上形成了極好的圖像。
如上所述，根據實施例1，曲面鏡45a至45d的曲面的形狀不同。因此，甚至當光學掃描器件具有從光源41a至41d到感光部件4a至4d的彼此不同的光路的情況下，也能夠實現具有極好光學性能並可減小掃描線之間性能的相對差異的光學掃描器件。此外，不必再在曲面鏡45a至45d和感光部件4a至4d之間提供彎曲鏡(bending mirror)，並因此減小了元件的數量。
此外，曲面鏡45a至45d分別在副掃描方向上具有寬度D1a至D1d，它們沿靠近多面鏡44(或主掃描平面)的曲面鏡45a到遠離多面鏡44(或主掃描平面)的曲面鏡45d的方向逐漸增加。因此，在每一個曲面鏡上確保了足夠的有效反射區域，並因此實現了可以在感光部件4a至4d上形成極好圖像的光學掃描器件。
此外，在XZ平面內，在分別入射到多面鏡44的反射表面46的光束L1a至L1d，分別由反射表面46反射併入射到曲面鏡45a至45d上的光束L2a至L2d，以及分別由曲面鏡45a至45d反射並朝向感光部件4a至4d上的光束L3a至L3d中，不存在兩束相互平行的光。因此，能夠以增加的自由度設置光學元件和感光部件4a至4d，從而可以獲得更適合的特性。
此外，在實施例1中，在XZ平面內，朝向距多面鏡44最遠的感光部件4d的光束L3d相對於朝向距多面鏡44最近的感光部件4a的光束L3a形成了不大於20度的角度(即，將隨後說明的角βr(見圖7和圖9))。在使用柱狀感光部件的情況下，每一個感光部件都具偏心組件，並因此使感光部件繞旋轉軸擺動時旋轉。為了抑制源於感光部件表面反射出的雜散光的影響，通常地，使得光束相對於入射位置的法線方向以傾斜的入射角入射到感光部件表面。正因為此，在擺動時旋轉該感光部件時，光束入射位置的變化結果導致紙張傳送方向上出現的色移。然而，根據上述構造，色移的量能夠被抑制到實際允許的水平。
另外，曲面鏡45a至45d構造為整體鏡51。因此，可以減小元件的數量，並在通過樹脂塑造等方法製造曲面鏡的情況下，能夠抑制曲面鏡特性的變化，並因此能夠獲得沒有色移和色彩不均勻的極好圖像。
(實施例2)圖3是沿XZ平面的橫截面視圖，顯示了實施例2中的曲面鏡55a至55d，圖4是曲面鏡55a至55d的前視圖。下述說明著重於與實施例1的差異。沒有具體說明的構造都與實施例1中的相同。
在圖3和圖4中，單獨地構造了曲面鏡55a至55d，從而使他們在副掃描方向上具有相同的寬度。附圖標記56a至56d代表光束L2a至L2d中心位置的徑跡，這些光束可以分別在曲面鏡55a至55d上掃描。光束L1a至L1d分別相對於包括反射面46的法線並平行於主掃描方向的平面(主掃描平面)以傾斜的方向入射到反射面46上，因而使位於曲面鏡55a至55d上的徑跡56a至56d形成如圖4所示的曲線。該曲線相對於反射面46具有隨光束L1a至L1d中一個相應光束在XZ平面內入射角增加而增加的曲率。因此，徑跡56a至56d具有沿徑跡56a到徑跡56d的方向逐漸增加的曲率。附圖標記57a至57d分別代表曲面鏡55a至55d的頂點。徑跡56a至56d是分別穿過頂點57a至57d的曲線。
其中，定義了分別包括徑跡56a至56d的矩形58a至58d。也就是說，矩形58a至58d被定義為具有一個長邊，其兩端與徑跡56a至56d中相對應一個的兩端一致，並且該矩形具有另一個長邊，其中點與徑跡56a至56d中相對應一個的中點(即，頂點57a至57d)一致。在此實施例中，將矩形58a至58d設置為，使得其基本上位於曲面鏡55a至55d中相對應的一個的主掃描方向和副掃描方向的中間。也就是說，曲面鏡55a至55d在曲面鏡55a至55d之間的副掃描方向內的頂點57a至57d的位置不同，而且在副掃描方向內，頂點57a至57d到曲面鏡55a至55d中相對應的一個的副掃描方向的中間的距離沿靠近多面鏡44(或主掃描平面)的曲面鏡55a到遠離多面鏡44(或主掃描平面)的曲面鏡55d的方向逐漸增加。
下面是對具有上述構造的光學掃描器件的操作說明，其中參照圖3和圖4僅僅描述了與實施例1的差異。
可以在曲面鏡55a至55d上掃描的光束L2a至L2d的徑跡56a至56d具有隨XZ平面內角度增加而增加的曲率度，其中在該XZ平面內由反射面46出射光束L2a至L2d中的相應光束。然而，與實施例1不同，當定義了分別包括徑跡56a至56d的矩形58a至58d時，將該矩形58a至58d設置為，使得其基本上位於曲面鏡55a至55d中相對應的一個的主掃描方向和副掃描方向的中間。也就是說，在副掃描方向內，曲面鏡55a至55d的頂點57a至57d到曲面鏡55a至55d中相對應一個的副掃描方向的中間的距離，沿靠近多面鏡44的曲面鏡55a到遠離多面鏡44的曲面鏡55d的方向逐漸增加。因此，甚至當曲面鏡55a至55d在主掃描方向和副掃描方向上具有相同尺寸的構造中，也能夠在每一個曲面鏡中確保足夠的有效反射區域，並因此能夠在感光部件4a至4d上形成極好的圖像。
如上所述，根據實施例2，曲面鏡55a至55d在副掃描方向內的頂點57a至57d的位置不同。此外，在副掃描方向內，該頂點距曲面鏡55a至55d中相對應一個的在副掃描方向內中間的距離，沿靠近多面鏡44(或主掃描平面)的曲面鏡55a到遠離多面鏡44(或主掃描平面)的曲面鏡55d的方向增加。因此，甚至在曲面鏡55a至55d在主掃描方向和副掃描方向上具有相同尺寸的構造中，也能夠在每一個曲面鏡中確保足夠的有效反射區域，並因此能夠在感光部件4a至4d上形成極好的圖像。因此，在通過樹脂塑造的方法製造曲面鏡55a至55d的情況下，能夠使用相同尺寸的模子，使得調節塑造條件更加容易，從而可以減小曲面鏡55a至55d之間的變化。
(實施例3)圖5是示意性的結構視圖，顯示了能夠用於上述實施例1或實施例2的第一成像光學系統的優選實施例。在圖5中，附圖標記62a至62d代表準直透鏡，由作為多個光源的半導體雷射器61a至61d發射的光束分別被該準直透鏡轉換成平行光。附圖標記63代表單個柱狀透鏡，該透鏡僅在XZ平面內與光軸正交的方向(副掃描方向)內具有折射率，並將來自準直透鏡62a至62d的光束線性聚焦到作為多面鏡64的偏轉面的反射面66上。由半導體雷射器61a至61d發射的光束相互不平行，而是具有一個角度，從而使該光束為朝向內部。附圖標記65代表金屬板形成的光闌，在該金屬板中通過蝕刻、壓制等方法提供了開口67a至67d，用於將來自準直透鏡62a至62d的光束調節為預定的形狀。該光闌65被設置在最接近柱面鏡63的前方。
通過使用上述第一成像光學系統，在減小元件數量的同時還能夠獲得具有一致特性的光束。
此外，使用單個柱狀透鏡63形成第一成像光學系統。這能夠阻止由於隨時間的變化而產生的相對位置誤差，並因此而獲得穩定的特性。
此外，單個光闌65被設置在最接近柱面鏡63的前方，其中在該光闌中形成了開口67a至67d。因此，與每一束光使用單獨的光闌的情況相比較，能夠減少元件的數量，此外還減小了由於安裝誤差和隨時間變化的影響而產生的性能變化。
另外，在從半導體雷射器61a至61d出射的光束中，不存在兩束相互平行的光。這能夠在半導體雷射器61a至61d每一對相鄰的雷射器之間提供增加的間隔，並因此簡化光源部件的構造。
(實施例4)圖6是光學單元示意性的結構視圖，該光學單元是沿XZ平面的法線方向所視的本發明實施例4的光學掃描器件。相同的附圖標記代表與實施例1相同的組成元件，將省略其詳細說明。
在此實施例中，如圖6所示，在包括多面鏡(光學偏轉器)44的旋轉軸和多個曲面鏡45a至45d的頂點的平面(XZ平面)內，其中，在多個曲面鏡45a至45d中，與包括位於反射面(偏轉面)46中心的法線並平行於主掃描方向的平面(主掃描平面)最近的曲面鏡是第一曲面鏡45a，與主掃描平面最遠的曲面鏡是第N(在本實施例中，N＝4)曲面鏡45d，而且第一曲面鏡45a的頂點到第N曲面鏡45d的頂點的距離為Lm；在多個感光部件(待掃描表面)4a至4d中，與第一曲面鏡45a相對應的感光部件是第一感光部件4a，與第N曲面鏡45d相對應的感光部件是第N感光部件4d，而且第一感光部件4a的表面與入射到第一感光部件4a表面的光束L3a的光軸的交叉點與第N感光部件4d的表面與入射到第N感光部件4d表面的光束L3d的光軸的交叉點之間的距離為Li；第N曲面鏡45d的頂點與反射面(偏轉面)46的距離為D1；而且第N曲面鏡45d頂點和第N感光部件4d的表面與入射到第N感光部件4d表面的光束L3d的光軸的交叉點之間的距離為D2，並滿足關係0.25＜(Lm/Li)/(D1/D2)＜0.45。
當(Lm/Li)/(D1/D2)的值小於上述不等式的下限值時，多個曲面鏡45a至45d中每一對相鄰的曲面鏡之間的間隔較小，因此反射多束光束的有效區域彼此重疊，使其很難分離光束。此外，當(Lm/Li)/(D1/D2)的值高於上述不等式的上限值時，在主掃描方向上產生了不小於2.5mm的場曲。此外，幾乎不能將光強為1/e2的光束的直徑減小為使其不多於80μm，並進一步地不多於60μm，從而阻礙了不小於400D.P.I的解析度的實現。
通過參照圖6，使用實施例1中所描述的光學系統作為例子進行前面的描述。然而，優選地是，實施例2和實施例3的光學系統也滿足上述關係從而提供如上所述相同的效果。
(實施例5)圖7是光學單元示意性的結構視圖，該光學單元是沿XZ平面的法線方向所視的本發明實施例5的光學掃描器件。相同的附圖標記代表與實施例1相同的組成元件，將省略其詳細說明。
在此實施例中，如圖7所示，在包括多面鏡(光學偏轉器)44的旋轉軸和多個曲面鏡45a至45d的頂點的平面(XZ平面)內，其中，在朝向多個感光部件(待掃描表面)4a至4d的多個光束L3a至L3d中，與多面鏡44最近的光束是第一光束L3a，與多面鏡44最遠的光束是第N(在本實施例中，N＝4)光束L3d，而且第一光束L3a的光軸與第N光束L3d的光軸形成角βr；在多個感光部件4a至4d的表面中，第一光束L3a入射的表面是第一感光部件4a的表面，第N光束L3d入射的表面是第N感光部件4d表面，而且第一感光部件4a的表面與入射到第一感光部件4a表面的第一光束L3a的光軸的交叉點與第N感光部件4d的表面與入射到第N感光部件4d表面的第N光束L3d的光軸的交叉點之間的距離為Li；與第N感光部件4d相對應的第N曲面鏡45d的頂點與反射面(偏轉面)46的距離為D1；而且第N曲面鏡45d頂點和第N感光部件4d的表面與入射到第N感光部件4d表面的第N光束L3d的光軸的交叉點之間的距離為D2，並滿足關係
1.0＜(D1+D2)*tanβr/Li＜1.6。
當(D1+D2)*tanβr/Li的值小於上述不等式的下限值時，在主掃描方向上產生了不小於2.5mm的場曲。此外，幾乎不能將光強為1/e2的光束的直徑減小為不多於80μm並進一步地不多於60μm，從而阻礙了不小於400D.P.I的解析度的實現。此外，當(D1+D2)*tanβr/Li的值高於上述不等式的上限值時，多個曲面鏡45a至45d中每一對相鄰的曲面鏡之間的間隔較小，並因此使反射多束光束的有效區域彼此重疊，使其很難分離該光束。
更優選地，滿足1.2＜(D1+D2)*tanβr/Li＜1.6。當(D1+D2)*tanβr/Li的值小於上述不等式的下限值時，在主掃描方向上產生了不小於1.0mm的場曲。此外，幾乎不能將光強為1/e2的光束的直徑減小為不多於60μm並進一步地不多於40μm，從而阻礙了不小於600D.P.I的解析度的實現。
通過參照圖7，使用實施例1中所描述的光學系統作為例子進行前面的描述。然而，優選地是，實施例2和實施例3的光學系統也滿足上述關係以提供如上所述相同的效果。
(實施例6)圖8是光學單元示意性的結構視圖，該光學單元是沿XZ平面的法線方向所視的本發明實施例6的光學掃描器件。相同的附圖標記代表與實施例1相同的組成元件，將省略其詳細說明。
在此實施例中，如圖8所示，在包括多面鏡(光學偏轉器)44的旋轉軸和多個曲面鏡45a至45d的頂點的平面(XZ平面)內，其中，在多個曲面鏡45a至45d中，與包括位於反射面(偏轉面)46中心的法線並平行於主掃描方向的平面(主掃描平面)最近的曲面鏡是第一曲面鏡45a，與主掃描平面最遠的曲面鏡是第N(在本實施例中，N＝4)曲面鏡45d，在多個感光部件(待掃描表面)4a至4d中，與第一曲面鏡45a相對應的感光部件是第一感光部件4a，與第N曲面鏡45d相對應的感光部件是第N感光部件4d，而且連接第一曲面鏡45a的頂點與第N曲面鏡45d的頂點的線81，和將第一感光部件4a的表面與入射到第一感光部件4a表面的光束L3a的光軸的交叉點和第N感光部件4d的表面與入射到第N感光部件4d表面的光束L3d的光軸的交叉點相連接的線段82形成角Δβ；第N曲面鏡45d頂點處的法線49d和由反射面(偏轉面)46入射到第N曲面鏡45d的第N光束L2d的光軸形成角β2；第N曲面鏡45d的頂點與反射面(偏轉面)46的距離為D1；而且第N曲面鏡45d的頂點到第N感光部件4d的表面與入射到第N感光部件4d表面的光束L3d的光軸的交叉點之間的距離為D2，並滿足關係-1.8＜Δβ/β2-0.2(D1/D2)＜0.4。
當Δβ/β2-0.2(D1/D2)的值小於上述不等式的下限值或者高於上述不等式的上限值時，在主掃描方向上產生了不小於2.5mm的場曲。此外，幾乎不能將光強為1/e2的光束的直徑減小為不多於80μm並進一步地不多於60μm，從而阻礙了不小於400D.P.I的解析度的實現。
更優選地，滿足關係-1.4＜Δβ/β2-0.2(D1/D2)＜0。當Δβ/β2-0.2(D1/D2)的值小於上述不等式的下限值或者高於上述不等式的上限值時，在主掃描方向上產生了不小於1.0mm的場曲。此外，幾乎不能將光強為1/e2的光束的直徑減小為不多於60μm並進一步地不多於40μm，從而阻礙了不小於600D.P.I的解析度的實現。
特別優選地，滿足關係-0.9＜Δβ/β2-0.2(D1/D2)＜-0.5。當Δβ/β2-0.2(D1/D2)的值小於上述不等式的下限值或者高於上述不等式的上限值時，在主掃描方向上產生了不小於0.5mm的場曲。此外，幾乎不能將光強為1/e2的光束的直徑減小為不多於40μm並進一步地不多於25μm，從而阻礙了不小於1,200D.P.I的解析度的實現。
通過參照圖8，使用實施例1中所描述的光學系統作為例子進行前面的描述。然而，優選的是，實施例2和實施例3的光學系統也滿足上述關係以提供如上所述相同的效果。
(實施例7)圖9是光學單元示意性的結構視圖，該光學單元是沿XZ平面的法線方向所視的本發明實施例7的光學掃描器件。圖10是沿XZ平面的橫截面視圖，用於顯示根據實施例7的光學掃描器件中使用的曲面鏡。圖11是用於顯示曲面鏡沿YZ平面(與XZ平面正交，並包括曲面鏡頂點處的每一法線的平面)的橫截面視圖。相同的附圖標記代表與實施例1和2相同的組成元件，將省略其詳細說明。
在此實施例中，如圖9所示，在包括多面鏡(光學偏轉器)44的旋轉軸和多個曲面鏡55a至55d的頂點的平面(XZ平面)內，假設，在朝向多個感光部件(待掃描表面)4a至4d的多個光束L3a至L3d中，與多面鏡44相距最近的光束是第一光束L3a，與多面鏡44相距最遠的光束是第N光束(在本實施例中，N＝4)L3d，而且第一光束L3a的光軸與第N光束L3d的光軸形成角βr。此外，如圖10所示，假設在每一個曲面鏡上，與XZ平面正交，並包括多個曲面鏡55a至55d頂點57a至57d處每條法線59a至59d的平面為YZ平面。此外，假設，在多個曲面鏡55a至55d中，與包括反射面(偏轉面)46中心法線並平行於主掃描方向的平面(主掃描平面)相距最近的曲面鏡是第一曲面鏡55a，而且在第一曲面鏡55a的頂點57a處，該第一曲面鏡55a在XZ平面內的橫截面中具有曲率半徑RxL(見圖10)，並在YZ平面內的橫截面中具有曲率半徑RyL(見圖11)。此外，假設，在多個曲面鏡55a至55d中，與主掃描平面相距最遠的曲面鏡是第N曲面鏡55d，而且在第N曲面鏡55d的頂點處，該第N曲面鏡55d在XZ平面內的橫截面中具有曲率半徑RxH(見圖10)，並在YZ平面內的橫截面中具有曲率半徑RyH(見圖11)。在這種情況下，滿足關係0.001＜[1-RyH*RxL/RxH*RyL]/tanβr＜0.012。
當[1-RyH*RxL/RxH*RyL]/tanβr的值小於上述不等式的下限值或者高於上述不等式的上限值時，在主掃描方向上產生了不小於2.5mm的場曲。此外，幾乎不能將光強為1/e2的光束的直徑減小為不多於80μm並進一步地不多於60μm，從而阻礙了不小於400D.P.I的解析度的實現。
更優選地，滿足關係0.003＜[1-RyH*RxL/RxH*RyL]/tanβr＜0.007。當[1-RyH*RxL/RxH*RyL]/tanβr的值小於上述不等式的下限值或者高於上述不等式的上限值時，在主掃描方向上產生了不小於1.0mm的場曲。此外，幾乎不將光強為1/e2的光束的直徑減小為不多於60μm並進一步地不多於40μm，從而阻礙了不小於600D.P.I的解析度的實現。
通過參照圖9至11，使用實施例2中所描述的光學系統作為例子進行前面的描述。然而，優選的是，實施例1和3的光學系統也滿足上述關係以提供如上所述相同的效果。
(實施例8)圖12是光學單元示意性的結構視圖，該光學單元是沿XZ平面的法線方向所視的本發明實施例8的光學掃描器件。相同的附圖標記代表與實施例1相同的組成元件，將省略其詳細說明。
在此實施例中，如圖12所示，在包括多面鏡(光學偏轉器)44的旋轉軸和多個曲面鏡45a至45d的頂點的平面(XZ平面)內，其中在多個曲面鏡45a至45d中，與包括反射面(偏轉面)46中心的法線並平行於主掃描方向的平面(主掃描平面)相距最近的曲面鏡是第一曲面鏡45a，與主掃描平面相距最遠的曲面鏡是第N(在本實施例中，N＝4)曲面鏡4d，而且與第一曲面鏡45a相對應的第一感光部件4a的表面(待掃描表面)與入射到第一感光部件4a表面的光束L3a的光軸的交叉點，以及第N曲面鏡4d所對應的第N感光部件4d的表面(待掃描表面)和入射到第N感光部件4d表面的光束L3d的光軸的交叉點之間的連線82與入射到第N感光部件4d的第N光束L3d的光軸形成的角度為βid，並滿足關係55＜βid≤150。
這種構造能夠防止與主掃描平面相距最遠的第N曲面鏡45d的反射區域阻礙光束L3c的現象，其中該光束L3c由與第N曲面鏡45d相鄰的曲面鏡45c射向感光部件4c，以及與主掃描平面相距最近的第一曲面鏡45a的反射區域阻礙光束L2b的現象，其中該光束L2b射向與第一曲面鏡45a相鄰的曲面鏡45b。因此能夠保證極好的光學性能，並能減小掃描線中的相對性能差異，從而可以獲得高解析度。
通過參照圖12，使用實施例1中所描述的光學系統作為例子進行前面的描述。然而，優選地，實施例2和3的光學系統也滿足上述關係以提供如上所述相同的效果。
(實施例9)圖13是用於顯示彩色成像裝置的示意性的橫截面視圖，根據實施例1至8的任意一個光學掃描器件都被應用於該裝置中。在圖13中，附圖標記2a至2d分別表示與四種顏色(黃、洋紅、青和黑)相對應的成像單元。
圖14是成像單元2a至2d的橫截面視圖。在圖14中，由於該成像單元具有相同的構造，因此僅顯示成像單元之一併省略其參考號。附圖標記9表示作為待掃描表面的感光鼓，其具有覆蓋有感光部件的表面，該感光部件的電荷根據光的照射而改變，而且附圖標記10表示充電輥，它將靜電離子附著到感光部件的表面從而使感光部件被充電。附圖標記11表示顯影單元，它將帶電色粉附著到感光鼓9上形成的靜電潛像部分，而且附圖標記12表示轉印輥，它將形成於感光鼓9上的色粉圖像轉印到轉印材料(紙張)30上。該成像單元2由感光鼓9、充電輥10、顯影單元11以及轉印輥12組成。
在圖13中，附圖標記14和15分別表示對紙張上的轉印色粉定影的定影器和送紙盒。此外，附圖標記16、17和18分別表示描述於實施例1至8中的任意一個光學掃描器件，由半導體雷射器組成的光源部件，軸對稱透鏡和柱狀透鏡以及多面鏡，而且附圖標記20a至20d表示曲面鏡。圖13顯示了和實施例1一樣將曲面鏡20a至20d整體成形的例子。然而，也能夠使用與實施例2中的曲面鏡20a至20d分離的構造。
分別與四種顏色(黃、洋紅、青和黑)相對應的成像單元2a至2d沿縱向方向設置。分別與各顏色相對應的靜電潛像形成在感光鼓9a至9d上，並分別由顯影單元11a至11d顯影。對於每一種顏色將顯影的色粉圖像順序地轉印到紙張上並被定影器14定影，其中該紙張由送紙盒15藉助於轉印輥12a至12d而傳送。
根據這種構造，可以實現小尺寸的彩色成像裝置，它可以實現低成本、高速操作以及高解析度。
如上所述，根據本實施例，在垂直方向上提供紙張傳送路徑，並將成像單元2a至2d設置為使其沿縱方向層疊。因此，通過設置外殼的尺寸，使其在垂直方向減小，並進一步地通過在成像單元2a至2d的下側放置送紙盒15，從而消除由於送紙盒15在橫向伸出致使安裝空間增加的缺點，能夠容易地實現緊湊的裝置。也就是說，相對於設置有四個單色光學系統從而使其在縱向層疊的傳統構造，根據本實施例，使用單個光學系統，能夠自由地調節各顏色的每個雷射器形成圖像的位置。因此，甚至在成像單元2a至2d沿縱方向排列在四個層內的構造中，也可以避免垂直方向上尺寸的增加。
此外，由曲面鏡20a至20d射向感光鼓9a至9d的光束L3a至L3d在XZ平面內基本以扇形擴散，並因此使每一對相鄰的曲面鏡20a至20d之間的間隔能夠小於每一對相鄰的感光鼓9a至9d之間的間隔，從而可以確保元件的精確性。能夠自由地調節光束L1a至L1d，光束L2a至L2d以及光束L3a至L3d各自的角度，因此能夠選擇任何一種配置以便於適應每一種裝置。然而，優選地，與此實施例相同，使得每一對相鄰的曲面鏡20a至20d之間的間隔很小，而且曲面鏡20a至20d是通過樹脂塑造等方式整體成形的。
此外，在XZ平面內，設置光束L3a和光束L3d形成16度的角。在這種情況下，即使感光鼓9a至9d具有100μm的偏心組件，也能夠將由於偏心組件引起的色移抑制到不大於30μm。
光束L3a和光束L3d形成的角度越小，色移的量越小。然而，光束L3a和光束L3d越接近於平行狀態，每一對相鄰的曲面鏡20a至20d之間所需的間隔變得越大。正因為此，在某些情況下，曲面鏡20a至20d幾乎不能夠被整體成形，從而增加了光學掃描器件16的尺寸。在其它情況下，每一對相鄰的感光鼓9a至9d之間的間隔太小，使得很難設置顯影單元11a至11d，充電輥10a至10d等。因此，優選地，光束L3的長度是在光束L3入射到感光鼓9a至9d的位置處光束L3中相鄰的每一對之間間隔的10或者更小倍數。
此外，長時間地連續運轉根據此實施例的彩色成像裝置，發現可以獲得極好的圖像而沒有出現問題，例如，圖像質量退化的問題。這是基於以下構造。也就是，第二成像光學系統僅僅包括曲面鏡20a至20d，而且這與使用透鏡的光學系統的情況不一樣，不存在由於溫度的變化引起折射率變化的問題。此外，相對於定影器14，將曲面鏡20a至20d設置為使其比感光鼓9a至9d以及多面鏡18更遠，因此遠離作為熱源的定影器14，從而減小曲面鏡20a至20d的變形度。
此外，根據此構造，通過改變光學掃描器件16的內部部分的構造(例如，通過改變曲面鏡的法線方向)，能夠自由地調節各顏色雷射束中每一對相鄰的光束之間的間隔，並因此能夠減小成像單元2a至2d中每一對相鄰的單元之間的間隔。此外，能夠將曲面鏡20a至20d中每一對相鄰的曲面鏡之間的間隔設置為比感光鼓9a至9d中每一對相鄰的感光鼓之間的間隔更小，並因而能夠保持很高的安裝精度。在上述技術上的構造中，優選地，考慮到安裝實用性等，將成像單元2a至2d形成在盒中，每盒都包含感光鼓9a至9d中相對應的一個以及儘可能多的外圍部件。
在本申請中公開的實施例是用來闡明本發明的技術方案，並不將本發明限制於此。本發明可以在不脫離由所附的權利要求所指出的本發明的精神和範圍的基礎上以其它形式實施，並被廣泛解釋。
權利要求
1.一種光學掃描器件，包括多個光源；單個光學偏轉器，用於掃描分別由該多個光源發出的光束；第一成像光學系統，設置於該光學偏轉器和該多個光源之間，並使得所述光束的線性圖像能夠形成在該光學偏轉器的共用偏轉面上；以及第二成像光學系統，設置於該光學偏轉器和與該多個光源相對應的多個待掃描表面之間，並具有與該多個待掃描表面一一對應的多個曲面鏡，其中該多個光源、該光學偏轉器以及該第二成像光學系統設置於副掃描方向的不同位置，使得來自該第一成像光學系統的光束相對於包括該光學偏轉器偏轉面中心處的法線並平行於主掃描方向的平面(下文中稱為「主掃描平面」)，分別傾斜入射到該偏轉面，並從而使來自該光學偏轉器的光束相對於包括該多個曲面鏡頂點處的各法線並平行於主掃描方向的平面，分別傾斜入射到該多個曲面鏡上，該多個曲面鏡被設置在關於該主掃描平面的相同一側，以及該多個曲面鏡的曲面的形狀不同。
2.根據權利要求1所述的光學掃描器件，其中該多個曲面鏡在該副掃描方向內具有一個寬度，該寬度沿該多個曲面鏡中靠近該光學偏轉器的一個曲面鏡向該多個曲面鏡中遠離該光學偏轉器的另一個曲面鏡的方向增加。
3.根據權利要求1所述的光學掃描器件，其中在包括該光學偏轉器的旋轉軸和該多個曲面鏡頂點的平面內，在入射到該光學偏轉器的多個光束、由該光學偏轉器反射從而入射到該多個曲面鏡上的多個光束、以及由該多個曲面鏡反射從而射向該多個待掃描表面的多個光束中，不存在兩個相互平行的光束。
4.根據權利要求1所述的光學掃描器件，其中在包括該光學偏轉器的旋轉軸和該多個曲面鏡頂點的平面內，入射到該多個待掃描表面中與該光學偏轉器相距最遠的待掃描表面上的光束，相對於入射到該多個待掃描表面中與該光學偏轉器相距最近的待掃描表面上的光束形成不大於20度的角。
5.根據權利要求1所述的光學掃描器件，其中該多個曲面鏡設置為一體。
6.根據權利要求1所述的光學掃描器件，其中該多個曲面鏡在該副掃描方向內的頂點的位置不同。
7.根據權利要求1所述的光學掃描器件，其中在該副掃描方向內，該多個曲面鏡的頂點與該多個曲面鏡中相對應的一個曲面鏡在該副掃描方向內中部具有一段距離，該距離沿該多個曲面鏡中與該光學偏轉器接近的一個曲面鏡向該多個曲面鏡中與該光學偏轉器遠離的另一個曲面鏡的方向增加。
8.根據權利要求1所述的光學掃描器件，其中該第一成像光學系統包括單個柱狀透鏡，多個該光束入射於該柱狀透鏡上。
9.根據權利要求8所述的光學掃描器件，其中進一步設置有單個光闌，它具有多個開口用於調節由該多個光源出射的光束的形狀，而且該光闌被設置在緊接於該柱狀透鏡的前方。
10.根據權利要求1所述的光學掃描器件，其中在由該多個光源出射的多個光束中，不存在兩個相互平行的光束。
11.根據權利要求1所述的光學掃描器件，其中在包括該光學偏轉器的旋轉軸和該多個曲面鏡頂點的平面內，其中，在該多個曲面鏡中，與該主掃描平面相距最近的曲面鏡是第一曲面鏡，與該主掃描平面相距最遠的曲面鏡是第N(N為不小於2的整數)曲面鏡，而且該第一曲面鏡的頂點到該第N曲面鏡的頂點的距離為Lm；在該多個待掃描表面中，與該第一曲面鏡相對應的待掃描表面是第一待掃描表面，與第N曲面鏡相對應的待掃描表面是第N待掃描表面，而且該第一待掃描表面與入射到該第一待掃描表面的光束的光軸的交叉點相距該第N待掃描表面與入射到該第N待掃描表面的光束的光軸的交叉點的距離為Li；該第N曲面鏡的頂點與該偏轉面的距離為D1；而且該第N曲面鏡的頂點相距該第N待掃描表面和入射到該第N待掃描表面的光束的光軸的交叉點的距離為D2，並滿足關係0.25＜(Lm/Li)/(D1/D2)＜0.45。
12.根據權利要求1所述的光學掃描器件，其中在包括該光學偏轉器的旋轉軸和該多個曲面鏡頂點的平面內，其中，在射向該多個待掃描表面的多個光束中，與該光學偏轉器相距最近的光束是第一光束，與該光學偏轉器相距最遠的光束是第N光束(N為不小於2的整數)，而且該第一光束的光軸相對於該第N光束的光軸形成角βr；在該多個待掃描表面中，該第一光束入射於其上的待掃描表面為第一待掃描表面，第N光束入射於其上的待掃描表面為第N待掃描表面，而且該第一待掃描表面與入射到該第一待掃描表面的第一光束的光軸的交叉點相距該第N待掃描表面與入射到該第N待掃描表面的第N光束的光軸的交叉點的距離為Li；與該第N待掃描表面相對應的第N曲面鏡的頂點與該偏轉面的距離為D1；而且該第N曲面鏡的頂點相距該第N待掃描表面和入射到該第N待掃描表面的第N光束的光軸的交叉點的距離為D2，並滿足關係1.0＜(D1+D2)*tanβr/Li＜1.6。
13.根據權利要求1所述的光學掃描器件，其中在包括該光學偏轉器的旋轉軸和該多個曲面鏡頂點的平面內，其中，在該多個曲面鏡中，與該主掃描平面最近的曲面鏡是第一曲面鏡，與該主掃描平面最遠的曲面鏡是第N曲面鏡(N為不小於2的整數)，在該多個待掃描表面中，與該第一曲面鏡相對應的待掃描表面是第一待掃描表面，與該第N曲面鏡相對應的待掃描表面是第N待掃描表面，而且該第一曲面鏡的頂點與該第N曲面鏡的頂點的連線相對於該第一待掃描表面與入射到該第一待掃描表面的光束的光軸的交叉點和該第N待掃描表面與入射到該第N待掃描表面的光束的光軸的交叉點的連線形成角Δβ；該第N曲面鏡頂點處的法線相對於從該偏轉面入射到該第N曲面鏡的第N光束的光軸之間形成角β2；該第N曲面鏡頂點與該偏轉面的距離為D1；而且該第N曲面鏡的頂點相距該第N待掃描表面與入射到該第N待掃描表面的光束的光軸的交叉點的距離為D2，並滿足關係-1.8＜Δβ/β2-0.2(D1/D2)＜0.4。
14.根據權利要求1所述的光學掃描器件，其中在包括該光學偏轉器的旋轉軸和該多個曲面鏡頂點的平面(下文中稱為「XZ平面」)內，其中，在射向該多個待掃描表面的多個光束中，與該光學偏轉器最近的光束是第一光束，與該光學偏轉器最遠的光束是第N光束(N為不小於2的整數)，而且該第一光束的光軸相對於該第N光束的光軸形成角βr；在該多個曲面鏡中的各曲面鏡內，與XZ平面正交、並包括該多個曲面鏡頂點處的各法線的平面為YZ平面；在該多個曲面鏡中，與該主掃描平面最近的曲面鏡是第一曲面鏡，而且在該第一曲面鏡的頂點處，該第一曲面鏡在XZ平面內的橫截面內具有曲率半徑RxL，在YZ平面內的橫截面內具有曲率半徑RyL；以及在該多個曲面鏡中，與該主掃描平面最遠的曲面鏡是第N曲面鏡，而且在該第N曲面鏡的頂點處，該第N曲面鏡在XZ平面內的橫截面內具有曲率半徑RxH，在YZ平面內的橫截面內具有曲率半徑RyH，並滿足關係0.001＜[1-RyH*RxL/RxH*RyL]/tanβr＜0.012。
15.根據權利要求1所述的光學掃描器件，其中在包括該光學偏轉器的旋轉軸和該多個曲面鏡頂點的平面內，其中，在該多個曲面鏡中，與該主掃描平面最近的曲面鏡是第一曲面鏡，與該主掃描平面最遠的曲面鏡是第N曲面鏡(N為不小於2的整數)，而且該第一曲面鏡所對應的第一待掃描表面和入射到該第一待掃描表面的光束的光軸的交叉點與該第N曲面鏡所對應的第N待掃描表面和入射到該第N待掃描表面的光束的光軸的交叉點的連線，相對於入射到該第N待掃描表面的第N光束的光軸形成角βid(度)，並滿足關係55＜βid≤150。
16.一種彩色成像裝置，包括根據權利要求1所述的光學掃描器件；多個感光部件，分別設置於該多個待掃描表面上；多個顯影器，分別與該多個感光部件相對應，並且分別在該多個感光部件上顯影不同顏色的色粉圖像；轉印單元，將該多個感光部件上的色粉圖像轉印到轉印材料上；以及定影器，對轉印到該轉印材料上的色粉圖像進行定影。
全文摘要
通過第一成像光學系統(42a至42d)，來自光源(41a至41d)的多個光束在光學偏轉器(44)的共用偏轉面(46)上形成線性圖像。由該光學反射鏡(44)反射的光束經多個曲面鏡(45a至45d)反射並分別在感光部件(4a至4d)上掃描。該多個曲面鏡(45a至45d)被設置在相對於包括該偏轉面(46)中心的法線並平行於主掃描方向的平面的同一側。此外，該多個曲面鏡(45a至45d)的曲面的形狀不同。從而，能夠提供可以實現低成本並具有很好的光學性能的串聯型彩色成像裝置，以及優選使用於該彩色成像裝置中的光學掃描器件。
文檔編號H04N1/12GK1726417SQ20038010576
公開日2006年1月25日 申請日期2003年12月8日 優先權日2003年1月16日
發明者吉川正紀, 廣瀨秀雄, 吉川智延, 山本義春 申請人:松下電器產業株式會社