[发明专利]光路转换装置,光扫描装置,以及图像形成设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种在激光打印机、数字复印机、普通纸传真机等等中使用的光扫描装置和图像形成设备。

背景技术

越来越多在激光打印机、数字复印机、普通纸传真机等等中使用的电子照相图像形成设备现在提供彩色和高速打印，并且具有多个感光体(典型地，四个感光体)的串联式图像形成设备已经变得常见。有仅具有一个感光体并且被设置为将感光体旋转与颜色的数目相同的次数(例如，在四种颜色和一个鼓的情况下，鼓需要被旋转四次)的电子照相图像形成设备。此类这些彩色的电子照相图像形成设备的复印速度慢。另一方面，串联式图像形成设备具有增加的光源数目，导致构成部件的数目增加，由于多个光源的波长之间的差而造成的色移，以及更高的成本。此外，半导体激光器的退化造成写入单元故障。光源数目越高，故障的风险越高。特别是，在VCSEL或边缘发射LD阵列被用作光源的情况下，故障风险被增加。

图8A-8C是各自说明相关技术的光扫描装置的一部分的图。图8A说明两段旋转多面镜1。图8B说明使来自单个光源2的光束入射在旋转多面镜1的两段1a和1b(上下部1a和1b)上的方法。图8说明光束分割器4的具体实例。

参照图8A-8C，参考标号1表示两段旋转多面镜(以下简单地称为“多面镜”)，其包括位相转移的上下反射面1a和1b(上下部1a和1b)；2表示用于写人的光源；3表示准直透镜；4表示光束分割器；以及L，L1，和L2表示光束。

参考标号4a表示半透镜；4b表示全反射镜；4-1表示三棱镜；4-2表示平行四边形棱镜，4-2a表示入射窗；并且4-1b和4-2b表示出射窗。

在图8A-8C中，纸的垂直方向可以被称为副扫描方向，而垂直于纸的方向可以被称为主扫描方向。

例如，如图8A-8C所示具有减少的光源数目并且能够以高速输出图像的光扫描装置在专利文献1中公开。该光扫描装置被设置为将一束普通光源分割为多个光束，并且使得这些光束入射在反射镜的不同段上以扫描不同的扫描面。

在图8A-8C中，光束L从光源2出射，由准直透镜3准直，并且变为入射在光束分割器4上。光束分割器4可以采用基于不同的原理的各种技术。典型地，使用如图8C所示使用半透镜4a的半反射镜棱镜。半反射镜棱镜(光束分割器)4是通过利用半透镜4a将三棱镜4-1的侧面和平行四边形棱镜4-2的表面接合所形成的。

已经变为入射在入射窗4-2a上并且通过半透镜4a传递的光束L变为具有光束L的一半功率的光束L1。光束L1直走以从出射窗4-1b出来并且变为入射在多面镜1的上反射面(上部)1a上。由半透镜4a反射的光束L变为具有光束L的一半功率的光束L2并且被反射到放置在下侧的全反射镜4b。光束L2通过全反射镜4b与原始光束L平行，从出射窗4-2b出射，并且变为入射在多面镜1的下反射面(下部)1b上。

多面镜1的上下部1a和1b设有位相差，即，角差θ。在此实例中，四面多面镜1的上下部1a和1b之间的角差θ是45度。

虽然未显示，但是在副扫描方向具有功率的柱面透镜被放置在光源2和多面镜1之间。此外，虽然未显示，但是配备有将来自多面镜1的扫描光集中到扫描面即感光体上的成像光学系统。

图9A和9B是说明分别通过多面镜1的上下部1a和1b的反射光的问题的图。图9A说明入射在多面镜1的上部1a上的光束L1扫描第一感光体(未显示)的情况。图9B说明入射在多面镜1的下部1b上的光束L2扫描第二感光体(未显示)的情况。

根据此结构，当上光束L1扫描第一感光体的表面(扫描面)的时候，下光束L2最好由遮光构件阻断以防止光束L2达到第一感光体的扫描面。另一方面，当下光束L2扫描第二感光体的表面(扫描面)的时候，上光束L1被阻断以防止光束达到第二感光体的扫描面。也就是说，光束L1和光束L2被交替地使用。相应地，对于上部1a和下部1b，以不同的时序进行光源2的调制驱动。更具体地说，在扫描对应于上部1a的第一感光体的过程中，基于对应于上部1a的颜色(例如，黑色)的图像信息进行光源2的调制驱动。在对应于下部1b的第二感光体的扫描过程中，基于对应于下部1b的颜色(例如，洋红)的图像信息进行光源2的调制驱动。

在此系统中，例如，因为使用半透镜4a，所以普通的光源2的光束被分成两个光束，从而使各个光束的功率具有约分割之前光束的一半的功率，因而减少了光源功率的实际效率。因此该系统需要使用多个光源的系统的两倍或更大的功率。增加功率导致光源2的劣化，其可能造成写入单元故障。

虽然未详细地描述，但是衍射光学元件的组合可以被用作使来自普通光源2的光束分割的光束分割器4，以代替半反射镜棱镜。