专利名称：光学扫描设备、成像设备以及扫描线变化修正方法
技术领域：
本发明涉及诸如彩色数字复印机的复印机、多功能打印机(MFP)以及激光打印机的打印机、传真机、绘图仪、或具有上述功能的多功能产品的成像设备，具体来说，涉及通过将多个色彩的色粉图像重叠形成彩色图像的多色成像设备。本发明还涉及用作成像设备中的写入系统的光学扫描设备以及扫描线变化修正方法。
背景技术：
近年来，为了适应彩色成像设备的高速以及高图像质量，已经实际使用的数字复印机和激光打印机使多个光束在输出纸张输送方向上配置的4个光电导体上同时曝光，并且将贮存并提供不同色彩即黄色、品红色、青色、以及黑色显影剂的显影装置所显影的各图像顺序转印重叠来形成彩色图像。
总体来说，这样一种成像设备具有多个与每一光束相对应的扫描单元。但需要一较大空间用于配置各扫描单元，因此成像设备其尺寸有所增加。因而，提出了使得各光束进入单个偏转器并扫描、并将各成像透镜以堆叠方式配置(参照例如日本特开平H4-127115号公报)。
此外，为了补偿日本特开平H4-127115号公报中的问题，提出过一方法，其中对每一光束设置使得多个光束进入单个偏转器以扫描各光束并在对应的光电导体上形成图像的成像单元，并且构成成像单元的各光学元件通过在副扫描方向上按层堆叠而整体形成(参照例如日本特开平H10-148777号公报)。根据日本特开平H10-148777号公报所披露的技术，可减小光偏转器堆叠间隔，或者一个多面镜可起到光偏转器的作用。因而，可减小用于使该多面镜旋转的电动机的负载，并且可使装置紧凑。
其中结合有光学扫描设备的彩色成像设备的一个主要问题是发生串色套准。也就是说，彩色成像设备中，多个光束在输出纸张输送方向上配置的4个光电导体上同时曝光，并且对于不同色彩(黄色、品红色、青色、以及黑色)经过显影装置显影的各图像顺序转印重叠来形成彩色图像。因而，各光束在各光电导体其待扫描表面上所发生的扫描套准失误直接表现为各个色彩的串色套准。
已经发现，造成串色套准的扫描套准失误，主要是构成分别使光偏转器所偏转的各光束在相应的光电导体上成像的成像单元或成像光学系统(f-θ透镜光学系统等)的成像透镜的母面弯曲所造成的。
具体来说，当成像透镜是塑料制成的透镜(“塑料透镜”)时，很容易因其机械特性而发生轮廓变形。在副扫描方向上发生轮廓变形的话，该相同方向上便发生母线弯曲，也就是说，光电导体表面上便发生副扫描方向的扫描套准失误。
为了避免该不足，需要相当大程度延长塑料透镜的形成周期、或设置塑料透镜位置调整机构来改善轮廓精度以调整轮廓变形。这造成成本增加并使得整个装置复杂，这是不希望的。
上述不足以前并不认为是问题，但近来因对成像设备高速和图像质量改善的需要而作为问题显露。
发明内容
本发明的目的在于，至少是部分地解决现有技术中的各问题。
根据本发明一方面的光学扫描设备包括由至少一个或多个塑料透镜所形成的多个成像光学系统，其中从多个光源单元所发出的光束在单个偏转单元上成像，并且使偏转单元所偏转的各光束经由各自成像光学系统在多个对应的待扫描表面上成像和被扫描，其中构成各个成像光学系统的至少一个或多个塑料透镜设置于偏转单元的相对置侧，使得偏转单元所扫描的各光束的主扫描方向变为彼此大体平行，并且该成像光学系统中至少一个或多个塑料透镜形成得在待扫描表面上扫描位置的二次成分在相同方向上排列，并由相同模腔模制。
根据本发明另一方面的光学扫描设备包括由至少两个塑料透镜所形成的多个成像光学系统，其中多个光源单元所发出的光束在单个偏转单元上成像，并且使偏转单元所偏转的各光束经由各自成像光学系统在多个对应的待扫描表面上成像和被扫描，其中，构成该成像光学系统的至少两个塑料透镜，其中设置得最靠近偏转单元的透镜是与待扫描表面相对应的共用透镜，并且该成像光学系统中至少一个或多个塑料透镜形成为待扫描表面上各扫描位置的二次成分在相同方向上排列，并由相同模腔模制。
根据本发明另一方面的光学扫描装置包括由至少一个或多个塑料透镜所形成的多个成像光学系统，其中多个光源单元所发出的光束在多个偏转单元上成像，并且使各自偏转单元所偏转的各光束经由各自成像光学系统在多个对应的待扫描表面上成像和扫描，其中各成像光学系统中的至少一个或多个塑料透镜形成为在待扫描表面上各扫描位置的二次成分在相同方向上排列，并由相同模腔模制。
根据本发明另一方面的成像设备，通过使用上述光学扫描设备在多个图像承载部件上形成静电潜像，对于各图像承载部件用不同的颜色的色粉对静电潜像进行显影，并且将各自图像承载部件上形成的色粉图像顺序重叠并转印到中间转印体上，此后将各色粉图像批转印到片状记录介质上，由此获得彩色图像。
根据本发明另一方面的成像设备，通过使用上述光学扫描设备在多个图像承载部件上形成静电潜像，对于各图像承载部件用不同的颜色的色粉对静电潜像进行显影，并且将各自图像承载部件上形成的色粉图像顺序重叠并转印到转印体上载置的片状记录介质上，由此获得彩色图像。
根据本发明另一方面的扫描线变化修正方法，当使多个光源单元发出的各光束在单个或多个偏转单元上成像，并使各偏转单元所偏转的各光束经由具有至少一个或多个塑料透镜的成像光学系统在多个对应的待扫描表面上成像和扫描时，用于修正扫描线中的变化，其中该成像光学系统中至少一个或多个塑料透镜形成为待扫描表面上各扫描位置的二次成分在相同方向上排列，并且通过使用具有相同形状的塑料透镜，包括对由相同模腔模制的至少一个塑料透镜的使用，作为所述至少一个或多个塑料透镜，来修正扫描线中的变化。
本发明的上述以及其他目的、特征、优点、以及技术和产业方面的意义，通过与附图相结合考虑时阅读下面对本发明当前优选实施方式的具体说明，将会得到更好的理解。
图1是本发明第一实施例的光学扫描设备的平面图；图2是图1所示的光学扫描设备的正视图；图3是本发明第二实施例的光学扫描设备的平面图；图4是图3所示的光学扫描设备的正视图；图5是本发明第三实施例的光学扫描设备的正视图；
图6是第三实施例的光学扫描设备的修改例的正视图；图7是本发明第四实施例的光学扫描设备的正视图；图8是本发明第五实施例的光学扫描设备的正视图；图9是本发明第六实施例的光学扫描设备的正视图；图10是本发明第七实施例的光学扫描设备的正视图；图11是图10所示的光学扫描设备的正视图；图12是本发明第八实施例的光学扫描设备的平面图；图13A是现有技术的扫描线弯曲和串色套准的曲线图，其中光学设计使得4种色彩(Y、C、M、Bk)的二次成分在光电导体上彼此不同；图13B是各实施例的扫描线弯曲和串色套准的曲线图；图14是现有技术当光学设计使得二次成分彼此不同时扫描线弯曲的曲线图；图15是包括各实施例的光学扫描设备的彩色成像设备的立体图；图16是图15所示的彩色成像设备的侧视图；以及图17是图15所示的光学扫描设备中的激光器单元的分解立体图。
具体实施例方式
下面参照附图具体说明本发明的各示范性实施例。具有同样功能或形状的诸如组件以及组成部分这类部件在各实施例中均用同样的参照标号表示，其重复说明从略。为了使附图和说明简化，可省略无需具体说明的各附图所要图示的各部件。当本文中直接结合并说明专利公开公报中各部件时，其参照标号放在括号内来与本发明各实施例的参照标号相区别。
参照图15和图16说明其中结合有对其应用随后说明的实施例的光学扫描设备600的彩色成像设备620的总体配置。先参照图16说明彩色成像设备620的整体配置。
彩色成像设备620包括中间转印带606作为中间转印体，并且包括各自包含鼓状光电导体4Y、4M、4C、以及4Bk的图像形成站(image forming stations)作为沿中间转印带606的移动方向平行配置的多个图像承载部件。下文中，当不特别指定色彩时，4个光电导体4Y、4M、4C、和4Bk有时简称为“光电导体4”用以简化说明。
黄色(Y)色粉图像在具有光电导体4Y的图像形成站中形成，品红色(M)色粉图像在具有光电导体4M的图像形成站中形成，青色(C)色粉图像在具有光电导体4C的图像形成站中形成，而黑色(Bk)色粉图像在具有光电导体4Bk的图像形成站中形成。
上述4个图像形成站中，用于形成各自色彩的色粉图像的配置仅色彩有所不同以外其他大体相同。所以，以用于形成黄色色粉图像的图像形成站为代表例进行说明。
用于形成黄色色粉图像的图像形成站中，光电导体4Y周围配置有作为对光电导体4Y表面均匀充电的充电单元的充电器602Y；使经过充电的色粉能够附着于由光学扫描设备600在光电导体4Y上形成的静电潜像上以显现图像的显影辊603Y；作为包括用于对显影辊603Y提供黄色色粉的色粉盒的显影单元的显影装置604Y；作为用于将光电导体4Y上的色粉图像初次转印到中间转印带606上这种中间转印体的中间转印带606其内侧设置的作为初次转印单元的初次转印辊(未图示)；以及在转印之后刮除光电导体4Y上留存的色粉以贮存该色粉的清除装置605Y。其他图像形成站具有相同配置，因此通过添加表示各色彩的辨别用字母，其说明从略。但以下说明中未添加表示各色彩的字母的情形各部分作为共用配置说明。
通过由包括单个多面镜的光偏转器1按相对的各扫描方向扫描，就多条线(本实施例中四条线经过一分为二)在各光电导体4Y、4M、4C、以及4Bk上同时形成各潜像。
中间转印带606横跨3个辊606a、606b、以及606c的上方并受到支持，并受到逆时针方向的旋转驱动。各自黄色、品红色、青色、以及黑色的色粉图像以相配合的时序顺序转印到中间转印带606上，并重叠形成彩色图像。
作为一例片状记录介质的记录纸150由纸张进给辊608从顶部起逐一从供纸盘607输送，并由套准辊对609在副扫描方向(纸张进给方向)上按与记录开始时序相配合的时序输送至转印位置。
重叠于中间转印带606上的彩色图像由转印位置处作为二次转印单元的二次转印辊613批转印到记录纸150上。承载经过转印的彩色图像的记录纸150输送至作为包括热融辊610a和压力辊610b的定影单元的热融定影器610，以便使该彩色图像定影于其上。经过定影的记录纸150由纸张排出辊对612排出至成像设备主体其顶面形成的排纸盘611上堆叠。
如图15所示，光学扫描设备600是对置扫描式的，其中4个站一分为二，由包括多面镜(旋转多面镜)作为单个极化单元的光偏转器1按相对的主扫描方向进行扫描。
4个光电导体4Y、4M、4C、和4Bk沿图15中未图示的中间转印体(参照图16所示的中间转印带606)的移动方向105按相等间距配置，并且通过顺序转印重叠不同色彩的各色粉图像来形成彩色图像。
如图15所示，扫描各自光电导体4Y、4M、4C、和4Bk的光学扫描设备600整体形成以便由单个光偏转器1扫描各光束。光偏转器1的各相对侧，扫描方向彼此相对，并且将线图像写入使得其中一侧的写入开始位置和其中另一侧的写入结束位置相符。
光偏转器(多面镜)1是六面镜，本实施例中，按共轴安装的两级形成，并设置有一凹槽使得并不用于偏转的中间部其具有的直径稍小于光偏转器1的内切圆，由此减小转动损耗。光偏转器1其单层的厚度约为2毫米。上下光偏转器1其相位相同。
各激光器单元即图15所示的各激光器单元6Y和6Bk其高度调节至下部光偏转器1，而图15所示的各激光器单元6M和6C其高度则调节至上部光偏转器1，以改变其高度，并且各激光器单元与作为图5所示的保持单元(图15中未图示)的保持组件其壁上所形成的各啮合孔(未图示)相配合。上部和下部激光器单元6M和6Y、6C和6Bk的安装高度落差，以及光偏转器1上下两层之间的高度落差分别约为6毫米。下文中，为了简化说明，激光器单元6M、6Y、6C、以及6Bk有时简称为“各激光器单元6”。
本实施例中，各自激光器单元6中配置有一对半导体激光器，并通过按副扫描方向扫描并使其中一个行距偏移与记录密度相对应来同时扫描两条线。因而，光偏转器1的转速降低为相对于图像记录速度的一半。各自激光器单元6M、6Y、6C、和6Bk输出的各光束201、202、203、以及204从包括旋转轴的垂直扫描部分中的相对方向进入光偏转器1，并且按两者方向偏转和扫描。各光束201、202、203、和204由图15和图16中的细实线示出，但对稍后说明的其他实施例进行图示的各附图中，为了简化附图，未给予参照标号，而由虚线表示各光束。
下面沿光路说明其中一侧。
与激光器单元6Y相对应配置的柱面透镜7Y具有仅在副扫描方向上具有弯曲的为第一表面的柱面；以及为第二表面的平面。柱面透镜7Y形成激光扫描系统用的光学面紊乱误差修正，其使得光偏转器1的偏转面和各自光电导体4其鼓的外圆周面在副扫描方向上共轭，与环形(toroidal)透镜相组合，并且各光束由偏转面在副扫描方向上按直线形状会聚。
与激光器单元6M相对应配置的柱面透镜7M、与激光器单元6C相对应配置的柱面透镜7C、以及与激光器单元6Bk相对应配置的柱面透镜7Bk具有与柱面透镜7Y相同的配置。柱面透镜7M、7Y、7Bk、以及7C在本发明中具有起到构成成像光学系统的成像单元或成像装置的功能。
为了简化说明，柱面透镜7M、7Y、7C、以及7Bk有时简称为“柱面透镜7”。
f-θ透镜2-1具有通过塑料(树脂)模制至少在主扫描方向具有非圆弧形状的第一和第二面，并且通过压迹制模(impression molding)或整体制模(integral molding)依靠衔接以两级形式形成。f-θ透镜2-2具有与f-θ透镜2-1相同的配置。f-θ透镜2-1以及2-2具有起到构成在光电导体4Y、4M、4C、以及4Bk的待扫描表面上使经过光偏转器1偏转扫描的各自光束201、202、203、以及204成像的成像光学系统的成像单元或成像装置这种作用。
f-θ透镜2-1和2-2由具有光透射特性的塑料制成，其重量轻并且便宜。尤其是，f-θ透镜2-1和2-2由塑料制成，因而f-θ透镜2-1和2-2称为“第一塑料透镜2-1和2-2”。为了简化说明，第一塑料透镜2-1和2-2有时简称为“第一塑料透镜2”。
激光器单元6Y发出的光束202经由柱面透镜7Y进入下光偏转器1，经过下光偏转器1偏转，通过第一塑料透镜2-1的下部透镜，经过为反射单元的折回反射镜3-4的反射以改变方向至向下倾斜，以进入环形(toroidal)透镜8-2。各光束202然后经过为反射单元的折回反射镜3-5和3-6的反射，以到达光电导体4Y的待扫描表面，并且以诸多光点的形式成像，由此顺序形成静电潜像。因而，第一图像形成站形成黄色图像。
相对于激光器单元6Y在主扫描方向上配置有激光器单元6M，同时第一塑料透镜2-1光轴的延长线和光偏转器(多面镜)1的偏转面之间的交点按径向偏移。激光器单元6M发出的光束201其具有的相对于光偏转器1的入射角与光束202有所不同，并且经由柱面透镜7M进入上光偏转器1。
经过上光偏转器1偏转的光束201通过第一塑料透镜2-1的上部透镜，经过为反射单元的折回反射镜3-1的反射将方向改变至向下倾斜，以进入环形(toroidal)透镜8-1。各光束201然后经过为反射单元的折回反射镜3-2和3-3的反射，以到达光电导体4M的待扫描表面，并且以诸多光点的形式成像，由此顺序形成静电潜像。因而，第二图像形成站形成品红色图像。
光扫描单元其从激光器单元6Bk和6C到光电导体4Bk和4C的光路大体上与同光偏转器1有关的上述光路对称，因此其说明从略。但来自激光器单元Bk的各光束203导向至光电导体4Bk的待扫描表面，以形成作为第四图像形成站的黑色图像，而来自激光器单元C的各光束204导向至光电导体4C的待扫描表面，以形成作为第三图像形成站的青色图像。为了简化说明，折回反射镜3-1至3-12有时简称为“折回反射镜3”。
环形(toroidal)透镜8-1、8-2、8-3、以及8-4具有起到构成在光电导体4Y、4M、4C、以及4Bk的待扫描表面上使经过光偏转器1偏转扫描的各自光束201、202、203、以及204成像的成像光学系统的成像单元或成像装置这种作用。
环形(toroidal)透镜8-1至8-4由具有光透射特性的塑料制成，其重量轻而且便宜。尤其是，环形(toroidal)透镜8-1至8-4由塑料制成，因而环形(toroidal)透镜8-1至8-4称为“第二塑料透镜8-1、8-2、8-3、以及8-4”。为了简化说明，第二塑料透镜8-1至8-4有时简称为“第二塑料透镜8”。图16中，省略了第二塑料透镜8-1至8-4。
这样，各自的色彩站(图像形成站)中，多个折回反射镜，本实施例中，每个站3个折回反射镜，配置使得光偏转器1的偏转面至作为待扫描表面的光电导体表面的照射位置的各个光路长度符合预定值，并且相对于按相等间距配置的各个光电导体4Y、4M、4C、以及4Bk的入射位置和入射角彼此相同。因而，各光束201、202、203、以及204按相同角度进入光电导体4Y、4M、4C、以及4Bk。
各光电导体4Y、4M、4C、以及4Bk在各光束201、202、203、以及204的照射位置和转印位置(正下方)之间的旋转角彼此相同。各个第二塑料透镜8-1至8-4彼此共同，第一表面为共轴非球面，而第二表面为超环面(toroidal surface)。各个光电导体4Y、4M、4C、以及4Bk对于与黄色、品红色、青色、以及黑色相对应的各自图像形成站而言顺序形成图像。
参照图17说明作为光源单元的激光器单元的配置。全部激光器单元6M、6Y、6Bk、以及6C具有相同的配置。作为光源单元的半导体激光器11-1和11-2、以及耦合透镜12-1和12-2在各个彩色扫描单元所用的相对于排出轴的主扫描方向上对称配置，各半导体激光器11-1和11-2通过装配封装的外周从后侧相对于各自的基座组件305和306压紧配合。耦合透镜12-1和12-2具有与准直透镜相同的作用。
从正面插入的3个螺钉315螺旋至保持座组件307的背部以便与其对接加以保持。耦合透镜12-1和12-2通过簧片310和311向内拉并由螺钉316固定，使得其外周抵碰到所形成的V形凹槽308和309以便在与保持座组件307相对置的方向上扩展。
此时，基座组件305和306的邻接面(与光轴相正交面)上各半导体激光器11-1和11-2的配置经过调整以便其发光点处于耦合透镜12-1和12-2的光轴上，并且V形凹槽上(光轴上)的耦合透镜12-1和12-2的位置经过调整和固定以便耦合透镜12-1和12-2所发出的光成为平行光束。
所发出的光其光轴倾斜以便相对于发光轴彼此交叉。本实施例中，作为支持组件的印制电路板312其倾斜经过设置以便交叉位置靠近光偏转器1的反射面。
其上形成有驱动电路的印制电路板312由保持座组件307上按直立条件配置的直立螺钉固定，并且每一半导体激光器11-1和11-2的引线端子插入至通孔中并受到焊接，由此整体形成激光器单元6M、6Y、6Bk、以及6C。
多个半导体激光器用于各自激光器单元，但半导体激光器可能只是单个，或者可以是半导体激光器阵列，其中多个发光源集成于单片中。
如图15所示，图像记录区域的扫描开始侧和扫描结束侧配置有形成安装有光敏传感器的同步检测传感器的板138和140(“同步检测传感器插板138和140”)；以及形成安装有光敏传感器的结束检测传感器的板139和141(“结束检测传感器插板139和141”)，以便检测各自图像形成站中扫描的各光束。同步检测传感器插板138和140起到检测所扫描的光束的光检测器的作用。
本实施例中，同步检测传感器插板138和140配置于图像区域开始侧以便基于其检测信号获得写入开始时间。结束检测传感器插板139和141配置于图像区域结束侧以便同步检测传感器检测扫描时间，并且修正写入开始时间以便在主扫描方向上面对光偏转器1的各光扫描单元之间的扫描区域没有偏移，，即便是因波长波动或第一塑料透镜2-1和2-2的弯曲变化而具有放大倍数偏差。也就是说，本实施例的光学扫描设备600中，因为各扫描方向彼此相对，因而各图像区域当放大倍数波动时可以在相反方向延长，因此对时序进行修正以便各图像其中心彼此对准。
图15和图16所示的彩色成像设备620中，说明的是将各图像转印到中间转印体上、然后将各图像批转印至片状记录介质的级联型成像设备。但采用其中各图像顺序转印重叠、同时将片状记录介质承载于环形带上这种直接转印方法的级联型彩色成像设备中，可应用并执行本发明。
该图像承载部件不局限于鼓状光电导体，本发明可应用于使用包括待扫描表面的环形带形式光电导体的彩色成像设备和结合到该彩色成像设备中的光学扫描设备。
图1和图2示出本发明第一实施例的彩色成像设备中的光学扫描设备。
为了实现节省空间，图1和图2所示的光学扫描设备主要包括作为产生和发出图中虚线所示光束的多个光源单元的两激光器单元6；与每一激光器单元6相对应配置的柱面透镜7；具有作为单个偏转单元的单级配置的光偏转器1；作为具有至少一个或以上(本例中是一个)第一塑料透镜2的成像光学系统的多个(本例中是两个)f-θ透镜光学系统；各f-θ透镜光学系统的光路上配置的至少一个或以上(本例中是3个)折回反射镜3；以及用于保持各自光学元件的保持组件5。
每一激光器单元6具有半导体激光器和准直透镜。半导体激光器具有多半导体激光器这种配置(稍后说明的各实施例中相同)。单个保持组件5其功能在稍后说明的各实施例中相同。
第一实施例中，构成各f-θ透镜光学系统的至少一个或以上(本例中为一个)第一塑料透镜2配置于光偏转器1的相对置侧，以便光偏转器1扫描的各光束的主扫描方向彼此大体平行。此外，该f-θ透镜光学系统中的至少一个或以上塑料透镜形成为使得两个光电导体4的待扫描表面上各扫描位置的二次成分(secondary component)在相同方向上排列，并由相同模腔模制。
彩色成像设备中，为了适应按f-θ透镜光学系统形成一对的f-θ透镜光学系统和光电导体的组合(本例中每一光电导体4用作两种颜色例如Y和M、以及C和Bk)，每一光电导体4上的扫描位置偏差造成各自色彩之间的串色套准。“形成为使得两个光电导体4的待扫描表面上各扫描位置的二次成分在相同方向上排列”要求满足两条件，具体来说，4种色彩的各方向在光学设计中受到均衡(数学上则是提取二次成分)，并且使得因每一第一塑料透镜2而影响扫描线弯曲的轮廓弯曲方向为相同方向。稍后说明扫描位置的二次成分的相关例。
为了满足第一条件，在光学设计中需要规定各折回反射镜3的配置(布局)结构，具体来说，由各自的f-θ透镜光学系统均衡用于由折回反射镜3上下翻转光束的翻转数目。换句话说，重要的是构成光学扫描设备的f-θ透镜光学系统具有至少一个或以上的折回反射镜3，并且用于使已经通过至少一个或以上第一塑料透镜2的各光束折叠的折回反射镜数目对每一第一塑料透镜2来说相同。第一实施例中，如图2所示，对于左右第一塑料透镜2其中每一个均配置3个折回反射镜。
为了满足第二条件，需要使用由相同模腔模制的第一塑料透镜2。由相同模腔模制的第一塑料透镜2具有几乎相同的轮廓弯曲的方向或趋势。所以，可以抑制因第一塑料透镜2的轮廓弯曲造成的扫描线弯曲。由相同模腔模制的第一塑料透镜2不局限于由多腔模的相同模腔模制的第一塑料透镜，举例来说，自然包括由单腔模的相同模腔模制的第一塑料透镜。
为了抑制第一塑料透镜2的轮廓弯曲，希望除了使用相同模腔模制的第一塑料透镜以外，还使用相同制造条件下连续制造的第一塑料透镜。也就是说，更为理想的是制造批次相同。作为相同的制造条件，至少是材料规格和模制条件需要相同。因而，当制模在维护服务中经过抛光或不同的工艺变化时，该制模需要从相同的制造批次当中删掉。
此外，第二条件下，为了组装由相同模腔模制的第一塑料透镜2，避免误将另一模腔模制的第一塑料透镜与第一塑料透镜2混在一起，举例来说，在塑料透镜的非转印面上显示模腔序号或设置凹凸，将凹凸的序号和其配置组合，或可使塑料透镜非转印面部分着色，以便可从外部标识并识别第一塑料透镜2。
第二条件同样适用于稍后说明的各实施例中的第二塑料透镜8(参照图3、图4、图6、以及图7)以及构成f-θ透镜光学系统的整体形成的第一塑料透镜9(参照图7)，因此稍后说明的各实施例中省略其说明。
第一塑料透镜2其特征在于，部分具有非转印面。作为第一塑料透镜2形成非转印面的部分，例如图2中，收缩图案可产生于第一塑料透镜2除去外周边缘以外的顶面上。这是为了有意在第一塑料透镜2除去外周边缘以外的顶面上产生收缩作为塑料的注塑模制条件，由此改善重要的光束通道区域的成型精度并且避免产生弯曲。这一情况适用于稍后说明的各实施例中的第二塑料透镜8(参照图3、图4、图6、以及图7)以及构成f-θ透镜光学系统的整体形成的第一塑料透镜9(参照图7)，因此稍后说明的各实施例中省略其说明。
接下来说明其动作。从各自激光器单元6发出的各光束通过各个柱面透镜7进入光偏转器1并在其上成像，并经过光偏转器1的偏转，并通过各个第一塑料透镜2。具有相同配置的左、右f-θ透镜光学系统中，各光束随后分别经过3个折回反射镜3的反射以到达光电导体4的待扫描表面，以诸多光点的形式成像，并且在主扫描方向上扫描，由此顺序形成静电潜像。
所以，根据第一实施例，可以在避免相当大程度上提高塑料透镜(第一塑料透镜2)精度的情况下防止光学扫描设备的扫描线偏差。因而，可以提供能够减小串色套准的彩色成像设备。
图3和图4示出本发明第二实施例的彩色成像设备中的光学扫描设备。
图3和图4所示的光学扫描设备与图1和图2所示的第一实施例的光学扫描设备主要不同之处在于，较长的第二塑料透镜8分别配置于光偏转器1相对置两侧配置的左、右第一塑料透镜2的外侧。其他配置与第一实施例的彩色成像设备中的光学扫描设备的配置相同。下面主要说明与第一实施例的彩色成像设备中的光学扫描设备的不同之处。
第二实施例中，构成各f-θ透镜光学系统的至少一个或以上(本例中为一个)第二塑料透镜8，以及构成各f-θ透镜光学系统的至少一个或以上(本例中为一个)第一塑料透镜2，配置于光偏转器1的相对置两侧，以便光偏转器1扫描的各光束的主扫描方向彼此大体平行。此外，各f-θ透镜光学系统中的一个第二塑料透镜8形成为两个光电导体4的待扫描表面上各扫描位置的二次成分在相同方向上排列，并由相同模腔模制。
同样第二实施例中，构成光学扫描设备的f-θ透镜光学系统具有至少一个或以上折回反射镜3(本例中左右两侧各具有3个折回反射镜)，并且用于使已经通过至少一个或以上的左、右第一塑料透镜2的各光束折叠的折回反射镜数目对每一第二塑料透镜8来说为两个。
为了满足第二条件，重要的是使用由相同模腔模制的第二塑料透镜8。
另外，各f-θ透镜光学系统具有至少两个第一塑料透镜和第二塑料透镜，并且规定第一塑料透镜和第二塑料透镜的组合。
接下来说明其动作。各自激光器单元6所发出的各光束经由每一柱面透镜7进入光偏转器1并在其上成像，经过光偏转器1的偏转，并通过每一第一塑料透镜2。具有相同配置的左右侧f-θ透镜光学系统中，各光束分别由向下倾斜的一个折回反射镜3反射，通过每一第二塑料透镜8，并经过具有相同配置的左右侧两个折回反射镜3的反射，以到达光电导体4的待扫描表面，以诸多光点的形式成像，并且在主扫描方向上扫描，由此顺序形成静电潜像。
所以，根据第二实施例，可以在避免相当大程度上提高塑料透镜(第一塑料透镜2和第二塑料透镜8)的精度的情况下防止光学扫描设备的扫描线偏差。因而，可以提供能够减小串色套准的彩色成像设备。
图5示出本发明第三实施例的彩色成像设备中的光学扫描设备。
图5所示的光学扫描设备与图1和图2所示的第一实施例的光学扫描设备主要不同之处在于，光偏转器1在两个上下级中形成，构成f-θ透镜光学系统的至少一个或以上(本例中为一个)第一塑料透镜2在与主扫描方向相正交的副扫描方向上按上下两级层叠，并且4个光电导体4与4种色彩相对应。其他配置与第一实施例的彩色成像设备中的光学扫描设备的配置相同。
图6图示第三实施例的修改例。图6所示的彩色成像设备中的光学扫描设备与图5所示的第三实施例的彩色成像设备中的光学扫描设备主要不同之处在于，第二塑料透镜8设置于构成4个f-θ透镜光学系统的第一和第二折回反射镜3之间，并且用于使已经通过至少一个或以上的第二塑料透镜8的各光束折叠的折回反射镜3的数目对每一第二塑料透镜8来说分别为两个。其他配置与第三实施例的彩色成像设备中的光学扫描设备的配置相同。
图6所示的彩色成像设备中的光学扫描设备具有与图15和图16所示的光学扫描设备600相同的配置(上述附图中省略第二塑料透镜8)。
图5和图6所示的光学扫描设备，静电潜像可以按图1至图4所示的光学扫描设备的两倍速度、换言之以一半的扫描时间形成于4个光电导体4上。另外，不用说第三实施例中可同样获得第一和第二实施例的基本优点和效果。
图7图示本发明第四实施例的彩色成像设备中的光学扫描设备。
图7所示的光学扫描设备与图6所示的第三实施例的光学扫描设备不同之处在于，使用的是其中至少一个或以上(本例中为一个)构成f-θ透镜光学系统的第一塑料透镜2按与主扫描方向相正交的副扫描方向整体形成的一体成型的第一塑料透镜9，而不是按上下两级层叠的第一塑料透镜2。其他配置与图6所示的光学扫描设备的配置相同。
图8图示本发明第五实施例的彩色成像设备中的光学扫描设备。
图8所示的彩色成像设备中的光学扫描设备包括多个(本例中为四个)由至少两个第一塑料透镜(未图示)所形成的f-θ透镜光学系统，其中从多个具有半导体激光器和准直透镜的激光单元(未图示)所发出的各光束经由柱面透镜7成像于单个光偏转器1上，并且由光偏转器1偏转的各光束在光电导体4的多个(本例中为4个)相对应的待扫描表面上成像和扫描。光学扫描设备中，构成作为成像光学系统的f-θ透镜光学系统的两个塑料透镜当中配置为最靠近光偏转器1的透镜是由塑料制成的共用透镜10，与多个(本例中为4个)光电导体4相对应，并且构成f-θ透镜光学系统的至少一个或以上塑料透镜形成为在光电导体4的待扫描表面上各扫描位置处的二次成分在相同方向上排列，并且由相同模腔模制。
由于这种配置，根据第五实施例，可以在避免相当大程度上提高塑料透镜精度的情况下防止光学扫描设备的扫描线偏差，即可以提供能够减小串色套准的彩色成像设备。
图9图示本发明第六实施例的彩色成像设备中的光学扫描设备。
图9所示的光学扫描设备与图8所示的第五实施例的彩色成像设备中的光学扫描设备主要不同之处在于，第二塑料透镜8设置于构成各f-θ透镜光学系统的第一和第二折回反射镜3之间，并且用于使已经通过至少一个或以上第二塑料透镜8的各光束折叠的折回反射镜3的数目对每一第二塑料透镜8来说分别为两个。
另外，各f-θ透镜光学系统具有至少两个塑料透镜(共用透镜10和第二塑料透镜8)，并且规定共用透镜10和第二塑料透镜8的组合。
由于这种配置，根据第六实施例，可以在避免相当大程度上提高塑料透镜精度的情况下防止光学扫描设备的扫描线偏差，即可以提供能够减小串色套准的彩色成像设备。
图10和图11图示本发明第七实施例的彩色成像设备中的光学扫描设备。
为了实现空间节省，图10和图11所示的彩色成像设备中的光学扫描设备包括多个(本例中为两个)由至少一个或以上第一塑料透镜2所形成的f-θ透镜光学系统，其中从多个(本例中为两个)激光器单元所发出的各光束经由柱面透镜7成像于多个(本例中为两个)光偏转器1上，并且各自光偏转器1所偏转的各光束经由各自f-θ透镜光学系统在多个(本例中为两个)光电导体4其相对应的待扫描表面上成像和扫描。彩色成像设备中的光学扫描设备中，各f-θ透镜光学系统中的至少一个或以上第一塑料透镜形成为在光电导体4上各扫描位置处的二次成分在相同方向上排列，并且由相同模腔模制。
根据第七实施例，可以在避免相当大程度上提高塑料透镜精度的情况下防止光学扫描设备的扫描线偏差，即可以提供能够减小串色套准的彩色成像设备。
图12图示本发明第八实施例的彩色成像设备中的光学扫描设备。
图12所示的光学扫描设备与图10和图11所示的第七实施例的彩色成像设备中的光学扫描设备主要不同之处在于，f-θ透镜光学系统具有至少一个或以上折回反射镜3，并且使已经通过至少一个或以上第一塑料透镜的各光束折回的折回反射镜3的数目对每一第一塑料透镜来说相同。此外，至少一个或以上构成各f-θ透镜光学系统的第一塑料透镜在副扫描方向上层叠。各f-θ透镜光学系统具有至少两个第一塑料透镜2，并限定两个腔的组合。
图14中，对作为一例的第一塑料透镜(扫描透镜)提取并近似光电导体的待扫描表面上各扫描位置处的二次成分。在X轴左右方向上绘制+/-150毫米的距离(与A3纸张大小相对应)，其中指定旋转轴方向上光电导体外周中心作为图像高度“0”，并且将扫描位置偏差量标绘于Y轴上，由此将该扫描线弯曲作为二次成分(二次曲线)提取并标绘。
图13A示出其中光学设计使得4种色彩(Y、C、M、Bk)的二次成分在光电导体上有所不同的现有技术中的扫描线弯曲。这表明，举例来说，即便是使用其中全部f-θ透镜光学系统中的4个第一塑料透镜(扫描透镜)具有相同曲率的彩色成像设备中的光学扫描设备，但光学设计方面的布局是使得各个f-θ透镜光学系统中的折回反射镜其数目不同的话，便明显出现如图13A所示的串色套准。
如图13B所示，可通过采用第一至第八实施例中所说明的本发明独有的配置，换言之，满足下面两条件的具体配置，也就是说，4种色彩的各方向在光学设计中得到均衡(数学上提取的是二次成分)，并且使得因塑料透镜而影响扫描线弯曲的轮廓弯曲的方向为相同方向，在防止串色套准方面具有相当大的改善。
如上所述，第一至第八实施例中所利用的扫描线变化修正方法，用于当多个光源单元所发出的各光束成像于单个或多个偏转单元上，并且偏转单元所偏转的各光束经由具有至少一个或以上塑料透镜的成像光学系统在多个相对应的待扫描表面上成像和扫描时，修正扫描线的变化。扫描线变化修正方法中，各成像光学系统中至少一个或以上塑料透镜形成为在待扫描表面上各扫描位置处的二次成分在相同方向上排列，并且通过使用具有相同形状的塑料透镜，包括使用至少是由相同模腔模制的塑料透镜，作为至少一个或以上塑料透镜，来修正扫描线的变化。
虽然上面说明了本发明的代表性实施例，但本发明所披露的发明构思的范围不局限于各实施例。因而，如同本领域技术人员会理解的那样，上述实施例可以彼此适当组合，可以在不背离本发明范围的情况下根据需要和应用形成种种其他实施例和修改方案。
可以通过解决上述问题提供新颖的光学扫描设备、成像设备、以及扫描线变化修正方法。本发明主要效果如下。
根据本发明，可以通过简单的配置在避免相当大程度上提高塑料透镜的精度的情况下防止光学扫描设备的扫描线偏差，即可以提供能够减小串色套准的彩色成像设备和光学扫描设备。
根据本发明，可以通过简单的扫描线变化修正方法在避免相当大程度上提高塑料透镜精度的情况下防止光学扫描设备的扫描线偏差，即可以提供能够减小串色套准的简单的扫描线变化修正方法。
尽管本发明已就完整和清楚的披露所用的具体实施例进行了说明，所附加的权利要求并非要这样限制，而是应解读为，对本领域技术人员来说，会产生全部修改方案和替代性构成这种体现将会相当程度上落入本文给出的基本启示范围内。
权利要求
1.一种光学扫描设备，其特征在于，包含多个由至少一个或多个塑料透镜形成的成像光学系统，在该光学扫描设备中，从多个光源单元发出的光束成像在单个偏转单元上，并且由所述偏转单元偏转的光束通过所述各个成像光学系统在多个对应的待扫描表面上成像并被扫描，其中，构成各成像光学系统的至少一个或多个塑料透镜被设置在所述偏转单元的相对侧上，使得由所述偏转单元扫描的光束的主扫描方向大体上互相平行，并且所述成像光学系统中的至少一个或多个塑料透镜被形成得在待扫描表面上的扫描位置的二次成分以同一方向排列，并且由相同的模腔模制。
2.如权利要求1所述的光学扫描设备，其特征在于，各成像光学系统具有至少一个或多个折回反射镜，并且折回已经通过所述至少一个或多个塑料透镜的光束的折回反射镜的数目对各塑料透镜是一样的。
3.如权利要求1或2所述的光学扫描设备，其特征在于，构成所述成像光学系统的所述至少一个或多个塑料透镜层叠在与所述主扫描方向正交的副扫描方向上。
4.如权利要求1至3中任一项所述的光学扫描设备，其特征在于，构成所述成像光学系统的至少一个或多个塑料透镜在与所述主扫描方向正交的副扫描方向上整体地形成。
5.如权利要求1至4中任一项所述的光学扫描设备，其特征在于，所述光束由多半导体激光器生成。
6.如权利要求1至5中任一项所述的光学扫描设备，其特征在于，各成像光学系统具有至少两个塑料透镜，并且所述至少两个塑料透镜的组合被规定。
7.如权利要求1至6中任一项所述的光学扫描设备，其特征在于，各成像光学系统具有至少两个塑料透镜，并且所述至少两个塑料透镜能被识别。
8.一种光学扫描设备，其特征在于，包含多个由至少两个塑料透镜形成的成像光学系统，其中从多个光源单元发出的光束在单个偏转单元上成像，并且由所述偏转单元偏转的光束通过所述各个成像光学系统在多个对应的待扫描表面上成像并被扫描，其中，设置得最靠近构成所述成像光学系统的所述至少两个塑料透镜的所述偏转单元的透镜是对应于所述待扫描表面的共用透镜，并且所述成像光学系统中的所述至少一个或多个塑料透镜被形成得在待扫描表面上扫描位置的二次成分在同一方向排列，并且由相同的模腔模制。
9.如权利要求8所述的光学扫描设备，其特征在于，各成像光学系统具有至少一个或多个折回反射镜，并且折回已经通过所述至少一个或多个塑料透镜的光束的折回反射镜的数目对各塑料透镜是一样的。
10.如权利要求8或9所述的光学扫描设备，其特征在于，所述光束由多半导体激光器生成。
11.如权利要求8至10中任一项所述的光学扫描设备，其特征在于，各成像光学系统具有至少两个塑料透镜，并且所述至少两个塑料透镜的组合被规定。
12.如权利要求8至11中任一项所述的光学扫描设备，其特征在于，各成像光学系统具有至少两个塑料透镜，并且所述至少两个塑料透镜能被识别。
13.一种光学扫描设备，其特征在于，包含多个由至少一个或多个塑料透镜形成的成像光学系统，在该光学扫描设备中多个光源单元发出的光束在单个偏转单元上成像，并且由所述偏转单元偏转的光束通过所述各个成像光学系统在多个对应的待扫描表面上成像并被扫描，其中，所述成像光学系统中的至少一个或多个塑料透镜形成得在所述待扫描表面上扫描位置的二次成分在同一方向排布，并且由相同的模腔模制。
14.如权利要求13所述的光学扫描设备，其特征在于，各成像光学系统具有至少一个或多个折回反射镜，并且折回已经通过所述至少一个或多个塑料透镜的光束的折回反射镜的数目对各塑料透镜是一样的。
15.如权利要求13或14所述的光学扫描设备，其特征在于，构成所述成像光学系统的所述至少一个或多个塑料透镜层叠在与所述主扫描方向正交的副扫描方向上。
16.如权利要求13至15中任一项所述的光学扫描设备，其特征在于，所述光束由多半导体激光器生成。
17.如权利要求13至16中任一项所述的光学扫描设备，其特征在于，各成像光学系统具有至少两个塑料透镜，并且所述至少两个塑料透镜的组合被规定。
18.如权利要求13至17中任一项所述的光学扫描设备，其特征在于，各成像光学系统具有至少两个塑料透镜，并且所述至少两个塑料透镜能被识别。
19.如权利要求1至18中任一项所述的光学扫描设备，其特征在于，所述塑料透镜一部分具有非转印表面。
20.一种成像设备，其特征在于，通过光学扫描设备在多个图像承载部件上形成静电潜像，对于各图像承载部件用不同颜色的色粉显影所述静电潜像，并且将在各个图像承载部件上形成的色粉图像顺序地重叠并且转印到中间转印体上，并且此后，将所述色粉图像一起转印在片状记录介质上，从而获得彩色图像，其中，所述光学扫描设备是如权利要求1至19中任一项所述的光学扫描设备。
21.一种成像设备，其特征在于，通过光学扫描设备在多个图像承载部件上形成静电潜像，对于各图像承载部件用不同颜色的色粉显影所述静电潜像，并且将在各个图像承载部件上形成的色粉图像顺序地重叠并且转印到携带在转印体上的片状记录介质上，从而获得彩色图像，其中，所述光学扫描设备是如权利要求1至19中任一项所述的光学扫描设备。
22.一种扫描线变化修正方法，其特征在于，用于当从多个光源单元发出的光束在单个或多个偏转单元上成像，并且由所述偏转单元偏转的光束通过具有至少一个或多个塑料透镜的成像光学系统在多个对应的待扫描表面上成像并被扫描时，修正扫描线的变化，其中，所述成像光学系统中的所述至少一个或多个塑料透镜被形成得在待扫描表面上扫描位置的二次成分在同一方向被排列，并且所述扫描线的变化通过使用包括使用由相同的模腔模制的至少一个具有相同的形状的塑料透镜，作为所述至少一个或多个塑料透镜而被修正。
全文摘要
构成各成像光学系统的第一塑料透镜以及第二塑料透镜排布在光偏转器的相对侧上，使得由单个光偏转器扫描的光束的主扫描方向变为大体上互相平行，并且多个(四个)成像光学系统的至少一个的第一塑料透镜和第二塑料透镜被形成得在(四个)待扫描表面上扫描位置的二次成分在同一方向排列，并且由同样的模腔模制。
文档编号G03G15/04GK101038370SQ20071008930
公开日2007年9月19日 申请日期2007年3月16日 优先权日2006年3月17日
发明者林英一, 大桥隆道, 上浦伸也 申请人:株式会社理光