專利名稱：光學(xué)多光束掃描裝置和圖像形成裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及諸如復(fù)印機(jī)、打印機(jī)、以及具有復(fù)印功能和打印功能的復(fù)合機(jī)的圖像形成裝置，以及裝配在圖像形成裝置上的光學(xué)多光束掃描裝置。特別地，本發(fā)明涉及用于彩色模式的光學(xué)多光束掃描裝置和圖像形成裝置。
背景技術(shù)：
圖像形成裝置主要采用增加每次將被掃描光束的數(shù)量(多光束)的方法作為寫入光學(xué)系統(tǒng)的速度提高措施。在四個(gè)串列式(一次通過)彩色復(fù)合機(jī)的寫入光學(xué)系統(tǒng)中，為了降低成本，共享多角鏡、掃描透鏡等日漸成為主流。
在采用多光束的情況下，通常采用使用分光鏡、半反射鏡等將來自多個(gè)獨(dú)立LD(individual laser diodes，激光二極管)的多個(gè)激光束彼此合成以將合成的激光束引導(dǎo)至多角鏡的方法，以及使用用于將激光束發(fā)射到一個(gè)方向的LD陣列將多個(gè)激光束引導(dǎo)至多角鏡的方法。從安裝空間的角度看，優(yōu)選采用LD陣列，當(dāng)掃描光束的數(shù)量增加至4、8、……時(shí)，應(yīng)該同時(shí)使用分光鏡合成。在四個(gè)串列式(一次通過)彩色復(fù)合機(jī)中，光束(激光束)通過反射鏡分離，以在偏轉(zhuǎn)后到達(dá)對應(yīng)于各個(gè)顏色成分的感光鼓。因?yàn)樵谑褂肔D陣列的方法中的分離間隔太窄，所以采用多個(gè)獨(dú)立LD的方法是優(yōu)選的。
光學(xué)多光束掃描裝置日漸增多，其大多采用使用分光鏡、半反射鏡、和類似物合成來自多個(gè)LD的激光束，以將合成的激光束引導(dǎo)至多角鏡的方法。
用于改變?nèi)Q于入射光的極化方向和到分光鏡、半反射鏡、和類似物的反射層膜厚度的反射率和透射率的光學(xué)部件被應(yīng)用到激光束光路的合成單元中。在這種情況下，也存在前進(jìn)到一想要的方向(例如，透射方向)之外的方向(例如，反射方向)的激光束(剩余光)，這些激光束會變?yōu)殡s散光，從而使裝置的性能變差。
在公開號為5-54421的日本待審專利申請中披露了涉及光學(xué)讀頭的技術(shù)。在該公報(bào)中，45°的錐形部分位于用于容納光學(xué)讀頭的光學(xué)部件的部分上，通過該錐形部分反射從偏振光分光鏡射出的剩余光(剩余光的光路被折疊90°)，以使其射到外面。還提到錐形部分為黑色時(shí)效果更好。
依靠光學(xué)部件(諸如分光鏡和半反射鏡)應(yīng)用的雜散光防范措施只能在光學(xué)部件的雜散光出射面的后部位置具有足夠空間的情況下應(yīng)用。在將多個(gè)激光束從多個(gè)LD引導(dǎo)至一個(gè)多角鏡的光學(xué)多光束掃描裝置中，因?yàn)楦鱾€(gè)光學(xué)部件的安裝位置彼此非常接近，所以從空間的角度考慮，以上方法在多數(shù)情況下均不能被應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種光學(xué)多光束掃描裝置，即使當(dāng)剩余光出射面的后部位置沒有足夠空間時(shí)，也可以防止由于來自光路合成光學(xué)部件(用于將多個(gè)光束引導(dǎo)至一個(gè)反射面)的剩余光出射面的光束的雜散光對光源和其它光學(xué)部件造成不利影響，以及采用這種光學(xué)多光束掃描裝置的圖像形成裝置。
根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)多光束掃描裝置包括多個(gè)光源；多個(gè)偏轉(zhuǎn)前光學(xué)單元(pre-deflection optical unit)，用于將預(yù)定特性賦予來自多個(gè)光源的多個(gè)光束，多個(gè)偏轉(zhuǎn)前光學(xué)單元分別對應(yīng)于多個(gè)光源；光路合成部件，用于在偏轉(zhuǎn)前光學(xué)單元將預(yù)定特性賦予光束后或正在將預(yù)定特性賦予光束時(shí)，使來自所有光源或一部分光源的光束的光路在水平掃描方向上成一直線(align)(使來自所有光源或一部分光源的光束的水平掃描方向上的光路成一直線)；剩余光處理部件，具有帶有多個(gè)具有不同傾角的錐形面的多級錐形結(jié)構(gòu)，用于反射從剩余光出射面射出的剩余光，該剩余光出射面不是光路合成部件的入射面也不是光路合成部件的出射面；以及光偏轉(zhuǎn)裝置，通過從一個(gè)面的反射，將來自對應(yīng)于多個(gè)光源的多個(gè)偏轉(zhuǎn)前光學(xué)單元的多個(gè)光束偏轉(zhuǎn)至水平掃描方向。
另外，根據(jù)本發(fā)明的另一方面的光學(xué)多光束掃描裝置包括多個(gè)光源；多個(gè)偏轉(zhuǎn)前光學(xué)單元，用于將預(yù)定特性賦予來自多個(gè)光源的光束，多個(gè)偏轉(zhuǎn)前光學(xué)單元分別對應(yīng)于多個(gè)光源；光路合成部件，用于在偏轉(zhuǎn)前光學(xué)單元將預(yù)定特性賦予光束后或正在將預(yù)定特性賦予光束時(shí)，使來自所有光源或一部分光源的光束的光路在水平掃描方向上成一直線；剩余光處理部件，具有與剩余光出射面大致平行的吸收面，用于吸收從剩余光出射面射出的剩余光，該剩余光出射面不是光路合成部件的入射面也不是光路合成部件的出射面；以及，光偏轉(zhuǎn)裝置，通過從一個(gè)面的反射，將來自對應(yīng)于多個(gè)光源的多個(gè)偏轉(zhuǎn)前光學(xué)單元的多個(gè)光束偏轉(zhuǎn)至水平掃描方向。
通過將光吸收片粘附到吸收面，或重復(fù)用于反射和吸收剩余光的凸凹圖案(pattern，又稱圖樣)，形成剩余光處理部件的吸收面。
根據(jù)本發(fā)明的再一方面的光學(xué)多光束掃描裝置包括多個(gè)光源；多個(gè)偏轉(zhuǎn)前光學(xué)單元，用于將預(yù)定特性賦予來自多個(gè)光源的多個(gè)光束，多個(gè)偏轉(zhuǎn)前光學(xué)單元分別對應(yīng)于多個(gè)光源；光路合成部件，用于在多個(gè)偏轉(zhuǎn)前光學(xué)單元將預(yù)定特性賦予光束后或正在將預(yù)定特性賦予光束時(shí)，使來自所有光源或一部分光源的光束的光路在水平掃描方向上成一直線；剩余光處理部件，具有用于分散從剩余光出射面射出的剩余光的重復(fù)的局部圖案，剩余光出射面既不是光路合成部件的入射面也不是光路合成部件的出射面；以及光偏轉(zhuǎn)裝置，通過一個(gè)面的反射，將來自對應(yīng)于光源的偏轉(zhuǎn)前光學(xué)單元的光束偏轉(zhuǎn)至水平掃描方向。
根據(jù)本發(fā)明的圖像形成裝置包括具有多個(gè)光源的光學(xué)多光束掃描裝置、用于控制光源的光發(fā)射時(shí)間的控制單元、以及基于來自光學(xué)多光束掃描裝置的光束在其上形成潛像的感光器。圖像形成裝置采用以上描述的光學(xué)多光束掃描裝置作為光學(xué)多光束掃描裝置。


圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的彩色圖像形成裝置的示意性剖視圖；圖2是示出在根據(jù)第一實(shí)施例的光學(xué)多光束掃描裝置中的偏轉(zhuǎn)后光學(xué)系統(tǒng)的組件的示意性剖視圖；圖3是示出根據(jù)第一實(shí)施例的光學(xué)多光束掃描裝置的組件的示意性平面圖；圖4是示出根據(jù)第一實(shí)施例的光學(xué)多光束掃描裝置中的偏轉(zhuǎn)前光學(xué)系統(tǒng)的組件設(shè)置的示意圖，其中，光路是直線光路；圖5A至圖5C是示出在根據(jù)第一實(shí)施例的光學(xué)多光束掃描裝置中的到光路合成光學(xué)部件的入射光和出射光的示意圖；圖6是示出來自光路合成光學(xué)部件的剩余光的示意圖；
圖7是示出根據(jù)第一實(shí)施例的剩余光處理部件在垂直掃描方向上的示意性剖視圖；圖8是示出根據(jù)第二實(shí)施例的剩余光處理部件在垂直掃描方向上的示意性剖視圖；圖9是示出根據(jù)第三實(shí)施例的剩余光處理部件在垂直掃描方向上的示意性剖視圖；圖10A和10B是示出根據(jù)第四實(shí)施例的剩余光處理部件在水平掃描方向上的示意性剖視圖；圖11A和11B是對應(yīng)于圖10A和10B的示意性剖視圖，示出第四實(shí)施例的變形實(shí)施例；圖12是示出根據(jù)第五實(shí)施例的剩余光處理部件在水平掃描方向上的示意性剖視圖；圖13是示出根據(jù)第六實(shí)施例的剩余光處理部件在水平掃描方向上的示意性剖視圖；圖14是示出第六實(shí)施例的變形實(shí)施例在水平掃描方向上的、對應(yīng)于圖13的示意性剖視圖；以及圖15是根據(jù)本發(fā)明的第七實(shí)施例的剩余光處理部件在垂直掃描方向上的示意性剖視圖。
具體實(shí)施例方式
以下參照附圖詳細(xì)地描述根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的光學(xué)多光束掃描裝置和圖像形成裝置。
(A)第一實(shí)施例圖1是示出結(jié)合了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的光學(xué)多光束掃描裝置的彩色圖像形成裝置的示意圖。這種彩色圖像形成裝置利用四組不同的裝置形成分解為Y(yellow，黃色)、M(magenta，品紅色)、C(cyan，青色)、以及B(black，黑色)的顏色成分的四種圖像數(shù)據(jù)，還對應(yīng)于Y、M、C和B形成各個(gè)顏色成分的圖像。因此，在各個(gè)參考標(biāo)號中附加了Y、M、C和B，以區(qū)別用于各個(gè)顏色成分的圖像數(shù)據(jù)和其裝置。
如圖1所示，圖像形成裝置100具有第一至第四圖像形成部(分)50Y、50M、50C、和50B，用于形成對應(yīng)于被分解了的顏色成分的圖像。
圖像形成部50Y、50M、50C、和50B以在光學(xué)掃描裝置1的下方對應(yīng)于激光束L(Y、M、C和B)射出的位置的順序排列。激光束使用光學(xué)多光束掃描裝置1的第一折疊式反射鏡33B和第三折疊式反射鏡37Y、37M和37C掃描關(guān)于顏色成分的圖像信息，將參考圖2和圖3詳細(xì)描述。
用于傳送將通過圖像形成部50(Y、M、C和B)形成的圖像轉(zhuǎn)印到其上的轉(zhuǎn)印材料的傳送帶52設(shè)置在圖像形成部50(Y、M、C和B)的下方。
在帶傳動輥56和張力輥54之間輸送傳送帶52，這些輥在電機(jī)(未示出)的作用下朝箭頭方向轉(zhuǎn)動。傳送帶52以預(yù)定速度朝帶傳動輥56轉(zhuǎn)動的方向轉(zhuǎn)動。
圖像形成部50(Y、M、C、和B)被形成為可朝箭頭方向轉(zhuǎn)動的圓筒形狀，且分別具有感光鼓58Y、58M、58C和58B。在感光鼓上形成對應(yīng)于通過光學(xué)掃描裝置1曝光的圖像的靜電潛像。
在感光鼓58(Y、M、C和B)的周圍，充電裝置60(Y、M、C和B)、顯影裝置62(Y、M、C和B)、轉(zhuǎn)印裝置64(Y、M、C和B)、清潔器66(Y、M、C和B)、和抗靜電裝置68(Y、M、C和B)以沿著感光鼓58(Y、M、C和B)轉(zhuǎn)動的方向，按順序排列。充電裝置60(Y、M、C和B)將預(yù)定電位施加給感光鼓58(Y、M、C和B)的表面。顯影裝置62(Y、M、C和B)提供具有對應(yīng)于形成在感光鼓58(Y、M、C和B)的表面的靜電潛像的顏色的墨粉(toner，又稱色調(diào)劑)，以使圖像顯影。在傳送帶52介于轉(zhuǎn)印裝置和感光鼓之間的狀態(tài)下，轉(zhuǎn)印裝置64(Y、M、C和B)被設(shè)置為在傳送帶52的背面與感光鼓58(Y、M、C和B)相對。轉(zhuǎn)印裝置64(Y、M、C和B)將感光鼓58(Y、M、C和B)上的墨粉圖像轉(zhuǎn)印到通過傳送帶52傳送的記錄介質(zhì)(即，記錄紙P)上。當(dāng)轉(zhuǎn)印裝置64(Y、M、C和B)將墨粉圖像轉(zhuǎn)印到紙P上時(shí)，清潔器66(Y、M、C和B)去除感光鼓58(Y、M、C和B)上沒有被轉(zhuǎn)印的殘留墨粉?？轨o電裝置68(Y、M、C和B)去除轉(zhuǎn)印裝置64(Y、M、C和B)轉(zhuǎn)印墨粉圖像后留在感光鼓58(Y、M、C和B)上的殘留潛像(電位)。
存紙盒70設(shè)置在傳送帶52的下方，用于容納將圖像形成部50(Y、M、C和B)形成的圖像轉(zhuǎn)印到其上的記錄紙P。
供紙輥72位于存紙盒70靠近張力輥54的一端，該供紙輥大致呈半月形狀，用于從頂部開始一頁接一頁地取出存紙盒70中容納的紙P。
套準(zhǔn)調(diào)節(jié)輥74設(shè)置在供紙輥72和張力輥54之間，用于使從存紙盒70取出的一張紙P的前端與在圖像形成部50B(黑色)的感光鼓58B上形成的墨粉圖像的前端對準(zhǔn)。
吸附輥76設(shè)置在套準(zhǔn)調(diào)節(jié)輥74與第一圖像形成部50Y之間的張力輥54附近、且基本上面向與張力輥54與傳送帶52接觸的位置對應(yīng)的傳送帶52的外圍的位置處。吸附輥76施加預(yù)定靜電吸附力在通過套準(zhǔn)調(diào)節(jié)輥74以預(yù)定時(shí)間傳送的一張紙P上。
記錄傳感器(registration sensor，又稱記錄檢測器)78和80在帶傳動輥56的軸向上隔開預(yù)定距離，設(shè)置在傳送帶52一端，且在帶傳動輥56附近，并實(shí)質(zhì)上配置在與帶傳動輥56接觸的傳送帶52的外圍上(因?yàn)閳D1是前視剖視圖，所以在圖1中位于紙片(張)前方的第一傳感器78不能被看到)。記錄傳感器78和80用于檢測在傳送帶52上形成的圖像的位置或轉(zhuǎn)印到紙P上的圖像的位置。
傳送帶清潔器82設(shè)置在與帶傳動輥56接觸的傳送帶52的外圍上，且不與通過傳送帶52傳送的紙P接觸的位置處。傳送帶清潔器82用于去除粘附在傳送帶52上的墨粉或紙屑。
定影裝置84設(shè)置在通過傳送帶52傳送的紙P從帶傳動輥56脫離，且進(jìn)一步被傳送的方向上。定影裝置84用于將轉(zhuǎn)印到紙P上的墨粉圖像定影在紙P上。
圖2和圖3是示出結(jié)合到圖1所示的圖像形成裝置中的光學(xué)多光束掃描裝置的示意圖。
光學(xué)多光束掃描裝置1具有光源3Y、3M、3C和3B，以及作為偏轉(zhuǎn)單元的光偏轉(zhuǎn)裝置7。光源3Y、3M、3C和3B分別將光束傳送到圖1中示出的第一至第四圖像形成部50Y、50M、50C和50B。光偏轉(zhuǎn)裝置7使從光源3(Y、M、C和B)射出的光束(激光束)以預(yù)定線速度朝位于預(yù)定位置處的成像面(即，圖1中示出的第一至第四圖像形成單元50Y、50M、50C和50B的感光鼓58Y、58M、58C和58B的外圍表面)偏轉(zhuǎn)(掃描)。偏轉(zhuǎn)前光學(xué)系統(tǒng)(pre-deflectionoptical system)5(Y、M、C和B)設(shè)置在光偏轉(zhuǎn)裝置7和光源3(Y、M、C和B)之間。偏轉(zhuǎn)后光學(xué)系統(tǒng)9設(shè)置在光偏轉(zhuǎn)裝置7和成像面之間。
光偏轉(zhuǎn)裝置7偏轉(zhuǎn)(掃描)激光束的方向被稱為水平掃描方向。與水平掃描方向以及作為光偏轉(zhuǎn)裝置對激光束執(zhí)行的偏轉(zhuǎn)操作的基準(zhǔn)、以使經(jīng)光偏轉(zhuǎn)裝置偏轉(zhuǎn)(掃描)的光束指向水平掃描方向的軸線垂直交叉的方向，被稱為垂直掃描方向。
如圖3和圖4所示(在圖4中，用任意激光束L作為代表示出)，偏轉(zhuǎn)前光學(xué)系統(tǒng)5分別具有用于由半導(dǎo)體激光器元件構(gòu)成的各個(gè)顏色成分的光源3(Y、M、C和B)、有限聚焦透鏡13(Y、M、C、B)、光闌(diaphragm，光圈)14(Y、M、C和B)、和柱面透鏡17。有限聚焦透鏡13用于將預(yù)定聚焦特性賦予從光源3(Y、M、C和B)射出的激光束。光闌14(Y、M、C和B)用于使通過有限聚焦透鏡13(Y、M、C和B)的激光束L具有任意的剖面光束形狀(arbitrary sectional beam shape)。柱面透鏡17還將預(yù)定聚焦特性賦予在垂直掃描方向上通過光闌14(Y、M、C和B)的激光束L。偏轉(zhuǎn)前光學(xué)系統(tǒng)5使從光源3(Y、M、C和B)射出的激光束的剖面光束形狀形成為預(yù)定形狀，以將激光束引導(dǎo)至光偏轉(zhuǎn)裝置7的反射面。
在從柱面透鏡17C射出的青色激光束LC的光路被折疊式反射鏡(folding mirror)15C折疊后，激光束LC透過光路合成光學(xué)部件19，從而被引導(dǎo)至光偏轉(zhuǎn)裝置7的反射面。在從柱面透鏡17B射出的黑色激光束LB的光路被折疊式反射鏡15B折疊后，激光束LB被光路合成光學(xué)部件19反射，從而被引導(dǎo)至光偏轉(zhuǎn)裝置7的反射面。在從柱面透鏡17Y射出的黃色激光束LY的光路通過折疊式反射鏡15C的上部后，激光束LY透過光路合成光學(xué)部件19，從而被引導(dǎo)至光偏轉(zhuǎn)裝置7的反射面。在從柱面透鏡17M射出的品紅色激光束LM的光路通過折疊式反射鏡15M被折疊且激光束LM通過折疊式反射鏡15B的上部后，激光束LM被光路合成光學(xué)部件19反射，被引導(dǎo)至光偏轉(zhuǎn)裝置7的反射面。在圖4中，省略了折疊式反射鏡15Y、15B、和15C以及光路合成光學(xué)部件19。
圖5A至圖5C是示出關(guān)于光路合成光學(xué)部件19的入射光和出射光的示意圖。圖5A是平面圖，圖5B是從圖5A的箭頭B的方向看的光路合成光學(xué)部件19的示意圖(右側(cè)視圖)，圖5C是從圖5A的箭頭C的方向看的光路合成光學(xué)部件19的示意圖(前視圖)。
激光束入射到光路合成光學(xué)部件19的位置的高度按照由光路合成光學(xué)部件19反射的黑色激光束LB、透過光路合成光學(xué)部件19的青色激光束LC、由光路合成光學(xué)部件19反射的品紅色激光束LM、以及透過光路合成光學(xué)部件19的黃色激光束LY的順序變高。
將在后面描述的體現(xiàn)第一實(shí)施例特征的剩余光處理部件20設(shè)置在光路合成光學(xué)部件19附近。
光偏轉(zhuǎn)裝置7具有多角鏡7a，例如，其八個(gè)平面反射面(平面反射鏡)是正多邊形，以及電機(jī)7b，用于使多角鏡7a以預(yù)定速度轉(zhuǎn)動到水平掃描方向。
偏轉(zhuǎn)后光學(xué)系統(tǒng)9具有一對成像透鏡21(21a和21b)、多個(gè)反射鏡33Y、35Y和37Y(黃色)、33M、35M和37M(品紅色)、33C、35C和37C(青色)、以及33B(黑色)等。該對成像透鏡21優(yōu)化通過多角鏡7a偏轉(zhuǎn)(掃描)的激光束L(Y、M、C和B)在成像面上的形狀和位置。反射鏡33Y、35Y、37Y、33M、35M、37M、33C、35C、37C、以及33B分別將用于從該對成像透鏡21射出的各個(gè)顏色成分的激光束L(Y、M、C和B)引導(dǎo)至相應(yīng)的感光鼓58(Y、M、C和B)。
分光鏡或半反射鏡可以被用作光路合成光學(xué)部件19，但是無論使用任何一種，都會如圖6所示，產(chǎn)生剩余光(excessive light)。也就是說，入射光AIN(品紅色和黑色)通過光路合成光學(xué)部件(例如，分光鏡)19被反射，成為出射光AOUT，而入射光AIN的一部分透過光路合成光學(xué)部件19，變?yōu)槭Ｓ喙釧R。入射光BIN(黃色和青色)透過光路合成光學(xué)部件19，變成出射光BOUT，且入射光BIN的一部分通過光路合成光學(xué)部件19被反射，變成剩余光BR。剩余光AR和BR被從光路合成光學(xué)部件19的一個(gè)相同面射出。
來自光路合成光學(xué)部件19的剩余光變成雜散光(stray light，又稱漫射光)，這對光源和其它光學(xué)部件造成了不良影響。為了防止這種情況發(fā)生，在光路合成光學(xué)部件19的剩余光出射面附近設(shè)置了剩余光處理部件20。
圖7是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的剩余光處理部件20在垂直掃描方向上的示意性剖視圖。在圖7中，為了簡化說明，在光路合成光學(xué)部件19中反射的顏色成分的激光束為直線前進(jìn)。
根據(jù)第一實(shí)施例的剩余光處理部件20位于既不是光路合成光學(xué)部件(分光鏡)19的入射面也不是光路合成光學(xué)部件的出射面的面(剩余光出射面)的后側(cè)。其由具有結(jié)合了不同角度的四個(gè)錐形面20Y、20M、20C、和20B的多級錐形結(jié)構(gòu)的反射壁構(gòu)成。
用于處理在光路合成光學(xué)部件19上的出射位置在垂直掃描方向上最低的剩余光(黑色)的錐形面20B被設(shè)置到最靠近光路合成光學(xué)部件19的位置處。而且，將其傾角設(shè)置為最小。用于處理在光路合成光學(xué)部件19上的出射位置是在垂直掃描方向上第二低的剩余光(青色)的錐形面20C被設(shè)置到第二靠近光路合成光學(xué)部件19的位置處。而且，將其傾角設(shè)置為第二小。用于處理在光路合成光學(xué)部件19上的出射位置在垂直掃描方向上為第二高的剩余光(品紅色)的錐形面20M被設(shè)置在離光路合成光學(xué)部件19第二遠(yuǎn)的位置處。而且，將其傾角設(shè)置為第二大。用于處理在光路合成光學(xué)部件19上的出射位置在垂直掃描方向上是最高的剩余光(黃色)的錐形面20Y被設(shè)置在離光路合成光學(xué)部件19最遠(yuǎn)的位置處。而且，將其傾角設(shè)置為最大。
如圖7所示，設(shè)置處理錐形面20Y、20M、20C和20B的傾角，以使來自其錐形面的反射回的光通過光路合成光學(xué)部件19上方的位置，而不與光路合成光學(xué)部件相交。
畫出圖7中所示的虛線是為了將45°的錐形面與根據(jù)本發(fā)明的剩余光處理部件20進(jìn)行比較。即使具有最小角度的剩余光處理部件20的錐形面20B的傾角大于45°，剩余光處理部件20的必要厚度(從剩余光前進(jìn)的方向看的必要長度)也比45°的錐形面的厚度小。
根據(jù)第一實(shí)施例的光學(xué)多光束掃描裝置和圖像形成裝置，即使當(dāng)用于將多個(gè)光束引導(dǎo)至一偏轉(zhuǎn)面的光路合成光學(xué)部件的剩余光出射面上的后部位置沒有足夠的空間時(shí)，來自剩余光出射面的光束通過包括具有陡峭傾角的錐形面的多個(gè)錐形面前進(jìn)到不相關(guān)的方向。因此，這可以防止剩余光變成雜散光而對光源和其它光學(xué)部件造成不良影響。
因?yàn)楣饴泛铣晒鈱W(xué)部件具有多級結(jié)構(gòu)，但由于僅單純地具有錐形面，所以錐形形狀起到起模角(drawing angle)的作用，這樣，其可以通過注模法(噴射造型法)形成。因此，光路合成光學(xué)部件可以直接設(shè)置在單元的殼體或殼體壁上。
(B)第二實(shí)施例根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的光學(xué)多光束掃描裝置和其中結(jié)合有光學(xué)多光束掃描裝置的根據(jù)第二實(shí)施例的彩色圖像形成裝置具有與第一實(shí)施例中大致相同的結(jié)構(gòu)。位于光路合成光學(xué)部件19附近的剩余光處理部件20的結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施例中的稍微不同。
圖8是示出在根據(jù)第二實(shí)施例的剩余光處理部件20垂直掃描方向上的示意性剖視圖，且它對應(yīng)于第一實(shí)施例的圖7。
在第一實(shí)施例中，設(shè)置剩余光處理部件20的處理錐形面20Y、20M、20C和20B的傾角，以使來自錐形面的反射光不與光路合成光學(xué)部件19相交，而是通過其上方的位置。但是，在第二實(shí)施例中，設(shè)置剩余光處理部件20的處理錐形面20Y、20M、20C和20B的傾角，以使從錐形面反射回的光通過光路合成光學(xué)部件19，但僅從光路合成光學(xué)部件19通過光源側(cè)的光學(xué)部件的上部。
也就是說，在第二實(shí)施例中，處理錐形面20Y、20M、20C和20B的傾角比在第一實(shí)施例中處理錐形面的傾角大。因此，剩余光處理部件20的必要厚度(從剩余光前進(jìn)的方向看的必要長度)D2比在第一實(shí)施例中的厚度D1薄。
根據(jù)第二實(shí)施例的光學(xué)多光束掃描裝置和圖像形成裝置，可以獲得與第一實(shí)施例中同樣的效果。當(dāng)在光路合成光學(xué)部件的剩余光出射面上的后部幾乎沒有多余空間時(shí)，第二實(shí)施例比第一實(shí)施例更合適。
(C)第三實(shí)施例在本發(fā)明的第三實(shí)施例中，在光路合成光學(xué)部件19附近的剩余光處理部件20的結(jié)構(gòu)與在第一和第二實(shí)施例中剩余光處理部件的結(jié)構(gòu)不同。
圖9是示出根據(jù)第三實(shí)施例的剩余光處理部件20在垂直掃描方向上的示意性剖視圖，對應(yīng)于第一實(shí)施例的圖7和第二實(shí)施例的圖8。
根據(jù)第三實(shí)施例的剩余光處理部件20部分采用第一和第二實(shí)施例中的技術(shù)方案。也就是說，在根據(jù)第三實(shí)施例的剩余光處理部件20中，類似于第一實(shí)施例，設(shè)置用于黃色的錐形面20Y的傾角，以使入射剩余光的反射回的光在光路合成光學(xué)部件19上方傳播，但不與它相交。但是，設(shè)置其它的錐形面20M、20C和20B的傾角，以使從錐形面反射回的光通過光路合成光學(xué)部件19，但從來自光路合成光學(xué)部件19通過光源側(cè)的光學(xué)部件的上部。
在第三實(shí)施例中，剩余光處理部件20的必要厚度D3(從剩余光前進(jìn)的方向看的必要長度)比第一實(shí)施例中的必要厚度D1小。厚度D3比第二實(shí)施例中的必要厚度D2大。
根據(jù)第三實(shí)施例的光學(xué)多光束掃描裝置和圖像形成裝置，也可以產(chǎn)生和第一實(shí)施例中同樣的效果。第三實(shí)施例適用于在光路合成光學(xué)部件的剩余光出射面上的后部位置具有其尺寸在第一實(shí)施例中的合適空間和第二實(shí)施例中的合適空間之間的空間的情況。
(D)第四實(shí)施例在本發(fā)明的第四實(shí)施例中，位于光路合成光學(xué)部件19附近的剩余光處理部件20的結(jié)構(gòu)與上述實(shí)施例中剩余光處理部件的結(jié)構(gòu)不同。
圖10A和圖10B是示出根據(jù)第四實(shí)施例的剩余光處理部件20在水平掃描方向上的示意性剖視圖(對應(yīng)于圖6的平面圖)。
在根據(jù)第四實(shí)施例的剩余光處理部件20中，與光路合成光學(xué)部件19的剩余光出射面相對的面在水平掃描方向上的橫截面上具有鋸齒形狀。鋸齒形狀通過與剩余光的前進(jìn)方向平行的面和與剩余光的前進(jìn)方向成45°傾角的面的重復(fù)而構(gòu)成。來自光路合成光學(xué)部件19的剩余光在第四實(shí)施例的剩余光處理部件20中反射三次，再回到光路合成光學(xué)部件19，如在圖10B的部分放大圖中所示的。
來自光路合成光學(xué)部件19的剩余光的能量較弱，且通過剩余光處理部件20反射三次，再返回到光路合成光學(xué)部件19。因此，由于每次反射均有預(yù)定吸收率的吸收，到光路合成光學(xué)部件19的返回光的能量不會對光源和其他光學(xué)部件造成不良影響。
另外，剩余光處理部件20具有鋸齒形的橫截面，可以是大致為板狀的部件，或可以形成為殼體的一個(gè)面，以便能夠設(shè)置成非?？拷饴泛铣晒鈱W(xué)部件19的剩余光出射面。
根據(jù)第四實(shí)施例的光學(xué)多光束掃描裝置和圖像形成裝置，甚至當(dāng)用于將多個(gè)光束引導(dǎo)至(同)一個(gè)偏轉(zhuǎn)面的光路合成光學(xué)部件的剩余光出射面上的后部位置沒有足夠空間時(shí)，來自剩余光出射面的光束也可以被剩余光處理部件多次反射，以致在每次反射時(shí)被吸收。這樣，可以防止剩余光變成雜散光而對光源和其他光學(xué)部件造成不良影響。
圖11A和圖11B是示出對應(yīng)于圖10A和10B的根據(jù)第四實(shí)施例的變形實(shí)施例的示意圖。在圖11A和圖11B中示出的剩余光處理部件中，鋸齒形狀是銳角，從而使反射次數(shù)增加，以吸收剩余光。
第四實(shí)施例的變形實(shí)施例的鋸齒形狀的重復(fù)方向可以不是圖10A、10B、11A和11B所示的方向。例如，該方向可以是垂直掃描方向。
(E)第五實(shí)施例在本發(fā)明的第五實(shí)施例中，位于光路合成光學(xué)部件19附近的剩余光處理部件20的結(jié)構(gòu)與以上實(shí)施例中的不同。
圖12是示出根據(jù)第五實(shí)施例的剩余光處理部件20在水平掃描方向上的示意性剖視圖。
根據(jù)第五實(shí)施例的剩余光處理部件20被構(gòu)造為板狀部件，具有與光路合成光學(xué)部件19的剩余光出射面相對的面。在另一方式中，剩余光處理部件20被構(gòu)造為殼體或類似物的一個(gè)面，且光吸收片20S被設(shè)置到與光路合成光學(xué)部件19的剩余光出射面相對的面上。
根據(jù)第五實(shí)施例的光學(xué)多光束掃描裝置和圖像形成裝置，光吸收片20S吸收來自光路合成光學(xué)部件的剩余光。因此，可以產(chǎn)生與第四實(shí)施例中相同的效果。
(F)第六實(shí)施例在本發(fā)明的第六實(shí)施例中，位于光路合成光學(xué)部件19附近的剩余光處理部件20的結(jié)構(gòu)與以上實(shí)施例中的不同。
圖13是示出根據(jù)第六實(shí)施例的剩余光處理部件20在水平掃描方向上的示意性剖視圖。
根據(jù)第六實(shí)施例的剩余光處理部件20被構(gòu)造為例如板狀部件。具有半球形狀(或只延伸到特定方向如垂直掃描方向的半圓柱形狀)的多個(gè)小的局部反射面例如在每個(gè)方向上(例如，水平掃描方向和垂直掃描方向)設(shè)置在與光路合成光學(xué)部件19的剩余光出射面相對的面上。剩余光被從各個(gè)局部反射面反射，因而被分散到多個(gè)方向。結(jié)果，每個(gè)單元區(qū)域反射的光的能量變?nèi)酢?br> 因此，第六實(shí)施例可以防止剩余光變?yōu)殡s散光且對光源和其他光學(xué)部件造成不良影響。
圖14是示出對應(yīng)于圖13的第六實(shí)施例的變形實(shí)施例的示意圖。圖14中所示的剩余光處理部件20具有一形狀使包括具有半球形或半圓柱形的多個(gè)小的局部反射面的整個(gè)面沿著球形狀或圓柱形面的一部分。這樣，使返回到光路合成光學(xué)部件19的剩余光處理部件的從各個(gè)局部反射面反射的分散光的量最小。
(G)第七實(shí)施例在本發(fā)明的第七實(shí)施例中，位于光路合成光學(xué)部件19附近的剩余光處理部件20的結(jié)構(gòu)與以上實(shí)施例中剩余光處理部件的結(jié)構(gòu)不同。
圖15是示出根據(jù)第七實(shí)施例的剩余光處理部件20在垂直掃描方向上的示意性剖視圖。
第七實(shí)施例可以在以下情況下應(yīng)用光路合成光學(xué)部件19可承受板狀彈簧部件150的壓力，以使其位置被止動部分101約束(調(diào)整)，且光路合成光學(xué)部件19的剩余光出射面承受板狀彈簧部件150的壓力。板狀彈簧部件150與光路合成光學(xué)部件19的剩余光出射面相對的一個(gè)面具有根據(jù)上述任一實(shí)施例的剩余光處理部件20的功能。在圖15所示的實(shí)例中，板狀彈簧部件150的一個(gè)面具有根據(jù)第四實(shí)施例(特別是，第四實(shí)施例的變形實(shí)施例)的剩余光處理部件20的功能。
根據(jù)第七實(shí)施例，板狀彈簧部件150需要進(jìn)行新的表面處理等，在不設(shè)置新部件的情況下，可以防止剩余光變成雜散光且對光源和其他光學(xué)部件造成不良影響。
(H)其它實(shí)施例以上實(shí)施例描述了多種變化的實(shí)例，但還可以給出以下描述的變形實(shí)施例。
第一實(shí)施例至第三實(shí)施例描述了具有其數(shù)目與提供的四種激光束的數(shù)目相同的不同傾角的錐形面。但是，只要它們的結(jié)合可以使剩余光處理部件20的厚度變薄，具有不同傾角的錐形面的數(shù)目并不受限于激光束的數(shù)目。因此，該數(shù)目可以是兩個(gè)或多個(gè)。另外，剩余光處理部件20可以具有傾角連續(xù)變化的曲面(例如，具有拋物線形狀的橫截面的面)。在這種情況下，可以抑制在傾角的固定轉(zhuǎn)換位置向不希望的方向的反射(漫反射)。
第一實(shí)施例至第三實(shí)施例描述了來自剩余光處理部件20的反射光指向從垂直掃描方向看比入射光高的位置。也可以選擇錐形面的傾角以使來自剩余光處理部件20的反射的光從垂直掃描方向看指向下方。另一方面，也可以同時(shí)存在正傾角和負(fù)傾角，以使光通過特定錐形面從垂直掃描方向看被向上反射且通過另一個(gè)錐形面從垂直掃描方向看被向下反射。
第一實(shí)施例至第三實(shí)施例描述了允許剩余光相對于垂直掃描方向向上或向下前進(jìn)，也允許向水平掃描方向前進(jìn)。
第四實(shí)施例描述了通過使用鋸齒形狀進(jìn)行用于吸收剩余光的多次反射。多次反射可以通過利用諸如三角波形狀的其它的重復(fù)形狀進(jìn)行。
第六實(shí)施例描述了通過具有半球形狀或半圓柱形狀的局部反射面的重復(fù)進(jìn)行分散反射。分散反射(漫反射)也可以通過表面的粗糙化加工等進(jìn)行。
以上實(shí)施例描述了用于使四個(gè)光束入射到多角鏡的(同)一個(gè)面的光學(xué)多光束掃描裝置。但是，本發(fā)明可以應(yīng)用到用于使諸如兩個(gè)光束、七個(gè)光束或八個(gè)光束入射到多角鏡的(同)一個(gè)面的光學(xué)多光束掃描裝置。也就是說，本發(fā)明可以應(yīng)用到具有一個(gè)或多個(gè)用于合成多個(gè)光束的光路的光路合成光學(xué)部件(分光鏡或半反射鏡)的光學(xué)多光束掃描裝置。而且，本發(fā)明不限于彩色模式，也可以被應(yīng)用到用于具有一個(gè)或多個(gè)用于合成多個(gè)光束的光路的光路合成部件(分光鏡或半反射鏡)的單色模式用的光學(xué)多光束裝置。
光路合成光學(xué)部件的偏轉(zhuǎn)前光學(xué)系統(tǒng)的位置不限于在這些實(shí)施例中所示的位置。用于在垂直掃描方向上賦予預(yù)定聚焦特性的圓柱形透鏡，例如，可以位于光路合成光學(xué)部件的下游側(cè)(下流側(cè))。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)多光束掃描裝置，包括多個(gè)光源；多個(gè)偏轉(zhuǎn)前光學(xué)單元，用于將預(yù)定特性賦予來自所述多個(gè)光源的多個(gè)光束，所述多個(gè)偏轉(zhuǎn)前光學(xué)單元分別對應(yīng)于所述多個(gè)光源；光路合成部件，用于在所述多個(gè)偏轉(zhuǎn)前光學(xué)單元將所述預(yù)定特性賦予所述多個(gè)光束之后或正將所述預(yù)定特性賦予所述多個(gè)光束之時(shí)，使來自所有光源或一部分光源的所述多個(gè)光束的光路在水平掃描方向上成一條直線；剩余光處理部件，具有多級錐形結(jié)構(gòu)，所述多級錐形結(jié)構(gòu)具有不同傾角的多個(gè)錐形面，用于反射從剩余光出射面射出的剩余光，所述剩余光出射面既不是所述光路合成部件的入射面，也不是所述光路合成部件的出射面；以及光偏轉(zhuǎn)裝置，用于通過一個(gè)面的反射，將來自對應(yīng)于所述多個(gè)光源的所述多個(gè)偏轉(zhuǎn)前光學(xué)單元的多個(gè)光束偏轉(zhuǎn)到水平掃描方向。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)多光束掃描裝置，其中，所述剩余光處理部件具有多個(gè)錐形面，所述多個(gè)錐形面具有不同的傾角，其數(shù)量與自身成一條直線的光路的數(shù)量相同。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)多光束掃描裝置，其中，所述剩余光處理部件中的所有錐形面的傾角被設(shè)置成使來自所述錐形面的反射光不進(jìn)入所述光路合成部件的剩余光出射面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)多光束掃描裝置，其中，所述剩余光處理部件中的所有錐形面的傾角被設(shè)置成使來自所述錐形面的反射光再次進(jìn)入所述光路合成部件的剩余光出射面，再次進(jìn)入的光束具有預(yù)定角度，以通過位于從所述光路合成部件射出的光束前進(jìn)的方向上的光學(xué)部件的上部或下部。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)多光束掃描裝置，其中，所述剩余光處理部件中的一些錐形面的傾角被設(shè)置成使來自所述錐形面的反射光不進(jìn)入所述光路合成部件的剩余光出射面，其他錐形面的傾角被設(shè)置成使來自所述錐形面的反射光再次進(jìn)入所述光路合成部件的剩余光出射面，再次進(jìn)入的光束具有預(yù)定角度，以通過位于從光路合成部件射出的光束前進(jìn)的方向上的光學(xué)部件的上部或下部。
6.一種光學(xué)多光束掃描裝置，包括多個(gè)光源；多個(gè)偏轉(zhuǎn)前光學(xué)單元，用于將預(yù)定特性賦予來自所述多個(gè)光源的多個(gè)光束，所述多個(gè)偏轉(zhuǎn)前光學(xué)單元分別對應(yīng)于所述多個(gè)光源；光路合成部件，用于在所述多個(gè)偏轉(zhuǎn)前光學(xué)單元將所述預(yù)定特性賦予所述多個(gè)光束之后或正將所述預(yù)定特性賦予所述多個(gè)光束之時(shí)，使來自所有光源或一部分光源的所述多個(gè)光束的光路在水平掃描方向上成一條直線；剩余光處理部件，具有大致與剩余光出射面平行的吸收面，用于吸收從所述剩余光出射面射出的剩余光，所述剩余光出射面既不是所述光路合成部件的入射面，也不是所述光路合成部件的出射面；以及光偏轉(zhuǎn)裝置，用于通過一個(gè)面的反射，將來自對應(yīng)于所述多個(gè)光源的多個(gè)偏轉(zhuǎn)前光學(xué)單元的多個(gè)光束偏轉(zhuǎn)到水平掃描方向。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光學(xué)多光束掃描裝置，其中，通過將光吸收片粘附到所述吸收面上形成所述剩余光處理部件的吸收面。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光學(xué)多光束掃描裝置，其中，所述剩余光處理部件的吸收面具有重復(fù)的凸凹圖案，用于反射和吸收所述剩余光。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的光學(xué)多光束掃描裝置，其中，所述凸凹圖案具有一形狀，使得三次反射剩余入射光，且使所述剩余光返回所述光路合成部件的剩余光出射面。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的光學(xué)多光束掃描裝置，其中所述凸凹圖案具有一形狀，使得反射剩余入射光，從而在每次反射所述剩余入射光時(shí)，使所述剩余入射光離所述光路合成部件的剩余光出射面越來越遠(yuǎn)。
11.一種光學(xué)多光束掃描裝置，包括多個(gè)光源；多個(gè)偏轉(zhuǎn)前光學(xué)單元，用于將預(yù)定特性賦予來自所述多個(gè)光源的多個(gè)光束，所述多個(gè)偏轉(zhuǎn)前光學(xué)單元分別對應(yīng)于所述多個(gè)光源；光路合成部件，用于在所述多個(gè)偏轉(zhuǎn)前光學(xué)單元將所述預(yù)定特性賦予所述多個(gè)光束之后或正將所述預(yù)定特性賦予所述多個(gè)光束之時(shí)，使來自所有光源或一部分光源的所述多個(gè)光束的光路在水平掃描方向上成一條直線；剩余光處理部件，具有重復(fù)的局部圖案，用于分散從剩余光出射面射出的剩余光，所述剩余光出射面既不是所述光路合成部件的入射面，也不是所述光路合成部件的出射面；以及光偏轉(zhuǎn)裝置，用于通過一個(gè)面的反射，將來自對應(yīng)于所述多個(gè)光源的多個(gè)偏轉(zhuǎn)前光學(xué)單元的多個(gè)光束偏轉(zhuǎn)到所述水平掃描方向。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的光學(xué)多光束掃描裝置，其中，所述局部圖案具有半圓柱形狀，且在直線或圓弧上重復(fù)。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的光學(xué)多光束掃描裝置，其中，所述局部圖案具有半球形狀，且在平面或球面上重復(fù)。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)多光束掃描裝置，其中，用于調(diào)節(jié)所述光路合成部件的位置的部件也起到所述剩余光處理部件的作用。
15.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光學(xué)多光束掃描裝置，其中，用于調(diào)節(jié)所述光路合成部件的位置的部件也起到所述剩余光處理部件的作用。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的光學(xué)多光束掃描裝置，其中，用于調(diào)節(jié)所述光路合成部件的位置的部件也起到所述剩余光處理部件的作用。
17.一種圖像形成裝置，包括根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)多光束掃描裝置；以及感光器，具有將被掃描的面，基于來自所述光學(xué)多光束掃描裝置的光束在所述將被掃描的面上形成潛像。
18.一種圖像形成裝置，包括根據(jù)權(quán)利要求6所述的光學(xué)多光束掃描裝置；以及感光器，具有將被掃描的面，基于來自所述光學(xué)多光束掃描裝置的光束在所述將被掃描的面上形成潛像。
19.一種圖像形成裝置，包括根據(jù)權(quán)利要求11所述的光學(xué)多光束掃描裝置；以及感光器，具有將被掃描的面，基于來自所述光學(xué)多光束掃描裝置的光束在所述將被掃描的面上形成潛像。
全文摘要
本發(fā)明提供了光學(xué)多光束掃描裝置和圖像形成裝置，在光路合成光學(xué)部件的剩余光出射面上的后部位置沒有足夠空間時(shí)，可防止剩余光變成雜散光對光源和其他光學(xué)部件造成不良影響。多光束掃描裝置有多個(gè)偏轉(zhuǎn)后光學(xué)單元、光路合成部件和剩余光處理部件。偏轉(zhuǎn)前光學(xué)單元賦予光源光束預(yù)定特性。在偏轉(zhuǎn)前光學(xué)單元賦予光束預(yù)定特性后或過程中，光路合成部件使光源光束的光路在水平掃描方向成一直線。剩余光處理部件處理剩余光出射面射出的剩余光，剩余光出射面不是光路合成部件的入射面或出射面。剩余光處理部件有多個(gè)不同傾角錐形面的多級錐形結(jié)構(gòu)，吸收面與剩余光出射面平行，吸收從剩余光出射面射出的剩余光，重復(fù)局部圖案分散剩余光出射面射出的剩余光。
文檔編號B41J15/14GK1680840SQ200510055
公開日2005年10月12日 申請日期2005年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月9日
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