CN101126819B - 光学元件,光学扫描装置,以及成像设备 - Google Patents

光学元件,光学扫描装置,以及成像设备 Download PDF

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Abstract

一种具有光学表面和在不同于该光学表面的表面上的至少三个凸部的光学元件，其中，在所述至少三个凸部中，中心之间的间距最大的两个凸部和从中心到连接两个凸部中心的直线的垂线长度最大的一个凸部满足关系tan-1(h/p)≤第一规格值，其中h是以位于垂线垂足位置的光学元件的切面为基准，在位于两个凸部中心的光学元件的高度中较大的高度，p是垂线的长度，或者一种具有光学表面和在不同于所述光学元件的表面上的至少三个凸部的光学元件，其中，在所述至少三个凸部中间，中心之间的间距最大的两个凸部的中心和从中心到连接两个凸部中心的直线的垂线长度最大的一个凸部的中心被定位在以具有所述至少三个凸部的表面的重心为中心并半径为L/2的第一圆内或者在第一圆上，并且L是在连接两个凸部中心的直线方向上的光学元件的长度。

Description

光学元件，光学扫描装置，以及成像设备
技术领域
本发明涉及光学元件，光学扫描装置，以及成像设备。
背景技术
在用于多色成像设备的光学扫描装置中，多个感光体分别被由多个激光源发出并且穿过用于偏转光束传播方向的光偏转元件并穿过用于成像光束的多个成像光学元件的多个光束照射，然后根据各种彩色图像的信息，各个感光体被各个光束扫描，从而在各个感光体上形成与各种色彩相对应的图像。
最近，诸如包括串联光学***的数字复印机以及激光打印机的图像输出设备已被实际使用，以适应提高多色成像设备的速度和图像质量的要求。在其中沿输出纸张的传输方向排布四个感光鼓的串联光学***中，四个感光鼓被同时暴露于四个光束中并被该四个光束扫描，并且通过使用用于各种色彩(黄色，品红，青色，以及黑色)的显影机显影的四个彩色图像被顺序地重叠以形成彩色图像。
关于光学扫描装置的成像光学元件，JP-A-2003-177214(具体见权利要求1以及段落0007)公开了通过层叠并连接多个塑料光学元件集成的塑料光学元件，其特征在于，对于形成包含塑料光学元件的一个或者两个粘合面的表面的铸模壁面未进行转印的凹部，以及至少一个梯级面(step surface)(凸面)被设置在该表面上。在JP-A-2003-177214中公开的技术中，当通过粘合并集成由塑料构成的光学元件构造塑料光学元件时，粘合的光学元件的排布精度高并且可以在低成本的情况下将光学元件的粘合面层叠和集成。
另外，JP-A-2004-318024(具体见权利要求1以及段落0010)公开了一种光学元件，该光学元件带有具有一定曲率半径且经受转印(transcription)的表面、且利用由光源发出且被偏转的光束在主扫描方向上进行光扫描，其特征在于包括用于定位光学元件的主扫描方向、形成在光学元件的主扫描方向上的两端部上的定位表面，以及垂直于该定位表面的一对上下基准面。JP-A-2004-318024中公开的技术提供一种光学元件，该光学元件能够相对于扫描方向获得高定位精度并且容易定位用于逐步排布的多个常用光学元件，而不用显著提高光学元件的精度。
在这里，在JP-A-2003-177214中公开的塑料光学元件以及在JP-A-2004-318024中公开的光学元件中，梯级或者基准凸部被设置在不同于(塑料)光学元件的光学表面的表面上的中央部件上以及被设置在不同于(塑料)光学元件的光学表面的两端部上。一般认为在不同于该(塑料)光学元件的光学表面的表面上设置的梯级和基准凸部的位置能充分地确保没有发生变形的(塑料)光学元件的排布精度。然而，在该(塑料)光学元件具有可能在用于铸模(塑料)光学元件的处理中产生的变形的情况下，该(塑料)光学元件的排布精度仍能被充分地确保。
例如，由于(塑料)光学元件在副扫描方向上外形变形，在(塑料)光学元件上设置的梯级或者基准凸部的位置可能在光学元件的副扫描方向上被移位，结果，(塑料)光学元件的光轴可能是偏心的。因此，对于经由(塑料)光学元件成像的光束的束斑，不能获得所希望的束斑直径和/或所希望的束斑位置(可能引起扫描线弯曲)。这样，(塑料)光学元件的光学质量可能降低。
另外，在用于多色图像的光学扫描装置中，用于各种色彩的光束的束斑位置可能由于(塑料)光学元件的外形变形而发生互相置换(可能引起各种色彩的光束的扫描线的弯曲彼此不同)，并且在成像设备中形成的图像上可能产生显著的色移(color shift)。
当由于铸模(塑料)光学元件的成本降低，用于铸模(塑料)光学元件的循环时间周期被减小时会产生(塑料)光学元件的外形变形。也就是说，人们认为(塑料)光学元件的外形变形可能是由用于铸模(塑料)光学元件的塑模的温度分布不均匀或者从塑模释放(塑料)光学元件之后的冷却处理不均匀所引起的，以上不均匀性可能由于用于铸模(塑料)光学元件的循环时间周期被减小而产生。所以，(塑料)光学元件的外形之间会出现差异，例如，差异会存在于铸模(塑料)光学元件的压射(shots)中和/或在用于使塑模中形成的(塑料)光学元件成型的多个腔中。
在这里，发明者提供能够提高光学元件排布精度的光学元件。而且，发明者还提供包括能够提高光学元件排布精度的光学元件的光学扫描装置。此外，发明者提供包括能够提高光学元件排布精度的光学元件的光学扫描装置的成像设备。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供具有光学表面和在不同于该光学表面的表面上的至少三个凸部的光学元件，其中，在所述至少三个凸部中，中心之间的间距最大的两个凸部和从中心到连接两个凸部中心的直线的垂线长度最大的一个凸部满足关系tan-1(h/p)≤第一规格值，其中h是以位于垂线上的光学元件的表面的切面为基准，分别穿过两个凸部中心、垂直于该切面的直线与光学元件的表面的交点沿该直线到该切面的距离中较大的那一个，p是该一个凸部的中心到经过连接两个凸部中心的直线、垂直于该表面的平面的距离。
根据本发明的另一方面，提供具有光学表面和在不同于该光学表面的表面上的至少三个凸部的光学元件，多个光学元件可彼此层叠，且在层叠的多个光学元件中较高的光学元件由用于支持该光学元件的较低的光学元件的至少三个凸部支持，其中，在所述至少三个凸部中，中心之间的间距最大的两个凸部的中心以及从中心到连接两个凸部中心的直线的垂线长度最大的一个凸部的中心被定位在以具有所述至少三个凸部的表面的重心为中心并且半径为L/4的第一圆内或在第一圆上，并且L是位于连接两个凸部中心的直线方向上的光学元件的长度。
根据本发明的另一方面，提供通过使用由光源产生的光对物体进行扫描的光扫描装置，该装置包括至少一个光学元件，其中该至少一个光学元件包括如上所述的光学元件。
根据本发明的另一方面，提供用于在感光体上形成图像的成像设备，该设备包括通过使用由光源产生的光对感光体进行扫描的光扫描装置，其中光扫描装置包括如上所述的光学扫描装置。
附图说明
图1A和1B是说明根据本发明第一实施方式的光学元件实例的概略构造的图。
组图2A-2E是说明根据本发明第一实施方式的光学元件实例的详细构造的第一组图。
图3A和3B是说明根据本发明第一实施方式的光学元件实例的详细构造的第二组图。
图4说明根据本发明第二实施方式的光学元件的实例的图。
图5是说明设置在不同于光学元件的光学表面的表面上的具有坡度(draft)的凸部的实例的图。
图6是说明外壳和多个光学元件的排布实例的图。
图7A和7B是说明作为光学扫描装置的光学扫描***的第一实例的图。
图8A和8B是说明作为用于多色成像的光学扫描装置的光学扫描***的第二实例的图。
图9是说明作为能够形成彩色图像的多色成像设备的成像设备实例的图。
图10A和10B是显示根据本发明第一或第二实施方式的光学元件的第一实施例的图。
图11A和11B是显示根据本发明第一或第二实施方式的光学元件的第二实施例的图。
图12A和12B是显示根据本发明第一或第二实施方式的光学元件的第三实施例的图。
具体实施方式
接下来，参照附图说明本发明的最佳实施方式。
本发明第一实施方式是具有光学表面并且在不同于该光学表面的表面上具有至少三个凸部的光学元件，其中，在该至少三个凸部中，中心之间的间距最大的两个凸部和从中心到连接该两个凸部的中心的直线的垂线长度最大的一个凸部满足关系tan-1(h/p)≤第一规格值，其中h是以位于垂线垂足位置的光学元件的切面为基准，在位于该两个凸部的中心的光学元件的高度中较大的高度，p是垂线长度。
根据本发明第一实施方式的光学元件具有光学表面并且在不同于该光学表面的表面上具有至少三个凸部。该光学元件没有特别限定，可以是用于折射光的透镜、用于透射光的平行平面板、或者是用于反射光的镜子。而且，光学元件具有至少一个光学表面和至少一个不同于该光学表面的表面。该光学表面是具有光学元件功能的表面并且可以是用于折射光的透镜的表面、透射光的平行面，或者是用于反射光的镜子的表面。不同于该光学表面的表面是没有光学元件功能的表面。该光学元件在不同于该光学表面的至少一个表面上具有至少三个凸部。该至少三个凸部的全部或者一部分可以是互相相同的凸部也可以是互相不同的凸部。然而，更可取的是所有该至少三个凸部是相同的凸部，以提高光学元件的排布精度。特别地，更可取的是该至少三个凸部的高度可以被认为全部相同。在这里，考虑到光学元件的排布精度，术语“相同”既包括完全相同也包括大体上相同。凸部的数量或者形式没有特别限定。凸部的形式可以是突起形式。
在根据本发明第一实施方式的光学元件中，所述至少三个凸部(包括凸部A，B和C)包括特定的两个凸部(凸部A和B)以及特定的一个凸部(凸部C)。然而，所述特定的两个凸部(A和B)的中心和所述特定的一个凸部(C)的中心不都在同一直线上。另外，术语“凸部的中心”是指在不同于光学表面的表面的相对侧的凸部的表面的重力的几何中心。
在这里，相对于在所述至少三个凸部(包括A，B和C)中其它两个凸部的组合(A和C，B和C，等等)，所述特定的两个凸部(A和B)的中心之间的间距最大，并且等于或者大于两个凸部(A和C，B和C，等等)的中心之间的间距。而且，从所述特定的一个凸部(C)的中心至连接所述特定的两个凸部(A和B)的中心的直线的垂线的长度最大，并且等于或者大于从在所述至少三个凸部(包括A，B和C，并且进一步地包括，例如，D)中除所述特定的两个凸部(A和B)和所述特定的一个凸部(C)之外的另一凸部(D)的中心到连接所述特定的两个凸部(A和B)的中心的直线的垂线的长度。另外，如果存在对应于所述特定的两个凸部的多个组合，则对应于所述特定的两个凸部的任何两个凸部可以被选择。而且，如果所述特定的一个凸部存在多个候选者，则对应于所述特定的一个凸部的任何凸部可以被选择。
那么，所述特定的两个凸部(A和B)和所述特定的凸部(C)满足关系
tan-1(h/p)≤第一规格值。换句话说，h/p≤tan(第一规格值)。在这里，h是以位于垂线垂足位置的光学元件的切面为基准，在位于所述特定的两个凸部(A和B)的中心的光学元件的高度中较大的高度，p是垂线的长度。另外，位于所述垂线垂足位置的所述光学元件的切面是位于垂线垂足位置、所述特定的两个凸部(A和B)一侧的切面，并且位于所述凸部(A或B)的中心的光学元件的高度是从位于所述垂线垂足位置的光学元件的切面至位于所述切面一侧的所述凸部(A或B)的表面的中心的距离。而且，如果以位于垂线垂足位置的光学元件的切面为基准、位于所述特定的两个凸部(A和B)的中心的光学元件的高度是相同的，则h可以是以位于垂线垂足位置的光学元件的切面为基准，位于所述特定的两个凸部(A和B)的中心的光学元件的高度中的任一高度。
另外，第一规格值是关于tan-1(h/p)的值的规格值。更详细地，第一规格值是与具有长度为p的底和高为h的直角三角形中高为h的边对应的角的规格值。第一规格值取决于所述光学元件的形状以及所述光学元件需要的光学性能等等。第一规格值可以是，例如，所谓的光学元件的β-偏心的规格值，例如，100”可以被提供为光学元件的β-偏心的规格值。
然后，在根据本发明第一实施方式的光学元件中，所述特定的两个凸部(A和B)和所述特定的一个凸部(C)被设置在不同于所述光学表面的表面上，以使h/p的值(与底为p高为h的直角三角形中高为h的边对应的角的值)小于或等于tan(第一规格值)，借此可以减小包含所述特定的两个凸部(A和B)的中心和所述特定的一个凸部(C)的中心的平面与位于不同于所述光学表面的表面的相对一侧的所述特定的一个凸部(C)的表面之间形成的角，从而可以减小由位于连接所述特定的两个凸部(A和B)的中心的直线的方向与所述光学元件的理想形状不符合(所述光学元件的变形)所引起的所述光学元件的排布的偏差(例如所述光学元件的光轴的偏差)。
根据本发明第一实施方式，可以提供能够提高光学元件的排布精度的光学元件。另外，根据本发明第一实施方式，光学元件的制造可以不需要极端的高精度，因为可以提供能够提高光学元件的排布精度的光学元件。而且，由于可以减小光学元件偏离其理想形状(光学元件的变形)，诸如光学元件的外形的翘曲，所引起的光学元件排布的偏差，可以提高光学元件的产率。而且，因为可以减小光学元件的排布偏差，可以减小光学元件光学性能的退化。
在根据本发明第一实施方式的光学元件中，最好为，h＝(x2/L2)×h0，其中x是两个凸部的中心之间的间距，L是位于连接两个凸部中心的直线方向上的光学元件的长度，h0是以位于垂线垂足位置的光学元件的切面为基准，在连接两个凸部中心的直线方向上的光学元件末端的高度中较大的高度。
在这里，公式，h＝(x2/L2)×h0，意味着从位于连接所述特定的两个凸部(A和B)中心的直线方向上的光学元件与其理想形状的偏差(光学元件变形)是或者可以大体上被认为是两个凸部中心之间的间距的二次函数。在这里，x是所述特定的两个凸部(A和B)的中心之间的间距，L是在连接所述特定的两个凸部(A和B)中心的直线方向上的光学元件的长度，并且h0是以位于垂线垂足位置的光学元件的切面为基准，在连接两个凸部中心的直线方向上的光学元件末端的高度中较大的高度。
另外，光学元件末端的高度是从位于垂线垂足位置的光学元件的切面到位于所述切面一侧的光学元件的末端之间的距离。而且，如果以位于垂线垂足位置的光学元件的切面为基准、位于连接所述特定的两个凸部(A和B)中心的直线方向上的光学元件的末端的高度是相同的，则h0可以是以位于垂线垂足位置的光学元件切面为基准，在连接所述特定的两个凸部(A和B)中心的直线方向上的光学元件末端的高度中的任一的高度。
另外，如果光学元件满足h＝(x2/L2)×h0，在得到(制造)使连接所述特定的两个凸部(A和B)中心的直线方向上的光学元件与其理想形状的偏差(光学元件的变形)是或者可以大体被认为是两个凸部中心之间的间距的二次函数这样的光学元件时，可以提供能够提高光学元件的排布精度的光学元件。
在根据本发明第一实施方式的光学元件中，所述两个凸部和一个凸部最好满足关系
tan-1(q/x)≤第二规格值，其中q是以所述两个凸部中的一个凸部的上表面为基准另一个凸部的上表面的高度，x是所述两个凸部的中心之间的间距。
也就是说，所述特定的两个凸部(A和B)和所述特定的一个凸部(C)满足关系
tan-1(q/x)≤第二规格值。换句话说，q/x≤tan(第二规格值)。在这里，q是以所述特定的两个凸部(A或B)中的一个凸部(A或B)的上表面为基准另一个凸部(B或A)的上表面的高度，x是所述特定的两个凸部(A和B)的中心之间的间距。另外，以所述特定的两个凸部(A和B)中的一个凸部(A或B)的上表面为基准另一个凸部(B或A)的上表面的高度是从一个凸部(A或B)的上表面到另一个凸部(B或A)的上表面的距离，凸部的上表面是指在不同于所述光学表面的表面的相对一侧的凸部的表面。
另外，第二规格值是关于tan-1(q/x)的值的规格值。更详细地，第二规格值是与底为x并且高为q的直角三角形中高为q的边对应的角的规格值。第二规格值取决于所述光学元件的形状以及所述光学元件需要的光学性能等等。第二规格值可以是，例如，所谓的光学元件的γ-偏心的规格值，例如，100”可以被提供为光学元件的γ-偏心的规格值。
然后，在根据本发明第一实施方式的光学元件中，所述特定的两个凸部(A和B)和所述特定的一个凸部(C)被设置在不同于所述光学表面的表面上，以使q/x的值(与底为x并且高为q的直角三角形中高为q的边对应的角的值)小于或等于tan(第二规格值)，借此可以减小连接所述特定的两个凸部(A和B)中心的直线与所述特定的两个凸部(A和B)的一个凸部(A或B)的上表面之间的角，从而可以减小由位于连接所述特定的两个凸部(A和B)中心的直线方向上的光学元件与其理想形状的偏差(光学元件的变形)所引起的所述光学元件的排布偏差(例如光学元件的光轴的偏差)。
所以，可以提供能够进一步地提高光学元件的排布精度的光学元件。
在根据本发明第一实施方式的光学元件中，所述至少三个凸部最好仅由所述两个凸部和一个凸部组成。当所述至少三个凸部仅由所述特定的两个凸部(A和B)和所述特定的一个凸部(C)组成，即，所述至少三个凸部仅由所述三个凸部(A，B和C)组成时，可以仅取决于所述三个凸部(A，B和C)确定光学元件的排布。所以，可以以更好的精度排布光学元件。
在根据本发明第一实施方式的光学元件中，所述垂线的垂足最好是连接两个凸部中心的直线的中心。当所述垂线的垂足是连接所述特定的两个凸部(A和B)的中心的直线的中心时，所述特定的两个凸部(A和B)的中心和所述特定的一个凸部的中心形成等腰三角形。换句话说，所述特定的两个凸部(A和B)的中心位置相对于所述垂线是对称的。在这种情况下，可以更容易地排布所述特定的两个凸部(A和B)和所述特定的一个常规部件(C)以使所述特定的两个凸部(A和B)和所述特定的一个常规部件(C)满足关系tan-1(h/p)≤第一规格值和/或关系tan-1(q/x)≤第二规格值。所以，可以提供能够更容易地进一步提高光学元件的排布精度的光学元件。
图1A和1B是说明根据本发明第一实施方式的光学元件实例的概略构造的图。图1A是根据本发明第一实施方式的光学元件的实例的正视图，图1B是根据本发明第一实施方式的光学元件的实例的仰视图。如图1A和1B所示，根据本发明第一实施方式的光学元件10具有光学表面11和不同于光学表面11的表面12。在不同于光学表面11的表面12上，三个凸部13被分别设置在位置A，B和C。所述三个凸部13具有互相相同的形状。此外，光学元件10在不同于光学表面11的表面12的相对一侧可以具有下陷表面14。另外，下陷表面14是设置用于通过在下陷表面14中生成与光学元件10理想形状的偏差(变形)来减少生成的光学表面11的变形的凹面。
图2A-2E是说明根据本发明第一实施方式的光学元件实例的详细构造的第一组图。图2A是根据本发明第一实施方式的光学元件实例的正视图，图2B是根据本发明第一实施方式的光学元件的实例的仰视图，图2C是根据本发明第一实施方式的光学元件的实例的侧视图。此外，图2D是详细说明图2中所示的光学元件的凸部的排布的图，图2E是说明图2中所示的光学元件的β-偏心的图。
如图2A和2B所示，与图1所示的光学元件10相似，光学元件20具有光学表面21和在不同于光学表面21的表面上的三个凸部23。所述三个凸部23被分别设置在不同于光学表面21的表面22上的三点A，B和C。此外，所述三个凸部23具有互相相同的形状。在图2A和2B中，x是位于位置A的凸部23的中心和位于位置B的凸部的中心之间的间距，p是从位于位置C的凸部23的中心到连接位于位置A的凸部23的中心和位于位置B的凸部的中心的直线的垂线的长度。另外，从位于位置C的凸部23的中心到连接位于位置A的凸部23的中心和位于位置B的凸部23的中心的直线的垂线的垂足存在于位于位置A的凸部23的中心和位于位置B的凸部23的中心之间的线段的中心。也就是说，位于位置A的凸部的中心，位于位置B的凸部23的中心，以及位于位置C的凸部的中心形成等腰三角形。此外，L是在连接位于位置A的凸部23的中心以及位于位置B的凸部23的中心的直线方向上的光学元件20的长度，h是位于位置A的凸部23的中心或位于位置B的凸部23的中心的光学元件20的末端的高度。另外，光学元件20配备有下陷表面24。
此外，如图2A以及2D所示，光学元件20的母线25相对于连接凸部23的位置A和B的直线大体是二次函数曲线，光学元件20具有与图1所示的理想形状偏离的形状(变形)。所以，在图2所示的光学元件20中一般具有关系h＝(x2/L2)×h0。结果，如图2C所示，位于位置C的凸部23和位于位置A或B的凸部23之间的相对的排布背离其理想排布，光学元件20围绕位于位置C的凸部23的中心倾斜(β-偏心)。
在这里，如图2E所示，关于光学元件20的β-偏心，β-偏心的角度θ等于tan-1(h/p)。在光学元件20中，在不同于光学表面20的表面22上排布三个凸部23以使β-偏心的角度小于或等于β-偏心的角度的规格值，即，满足关系“tan-1(h/p)≤β-偏心的角度的规格值”。也就是说，关于所述三个凸部的x和p的值被选择以满足关系“tan-1(h/p)≤β-偏心的角度的规格值”和h＝(x2/L2)×h0.另外，β-偏心的角度的规格值取决于光学元件的形状和光学元件需要的光学性能。
图3A和3B是说明根据本发明第一实施方式的光学元件实例的详细构造的第二组图。图3A是根据本发明第一实施方式的光学元件实例的正视图，图3B是说明图3所示的光学元件的γ-偏心的图。
如图3A所示，与图1所示的光学元件10相似，光学元件30具有光学表面31以及在不同于光学表面31的表面32上配置的三个凸部33。所述三个凸部33被分别设置在不同于光学表面31的表面32上的位置A，B和C。此外，所述三个凸部33具有互相相同的形状。在图3A中，x是位于位置A的凸部33的中心和位于位置B的凸部33的中心之间的间距，q是以位于位置A(或B)的凸部的上表面为基准，位于位置B(或A)的凸部的上表面的高度。另外，光学元件30配备有下陷表面34。此外，如图3A所示，光学表面30的母线25相对于连接凸部33的位置A和B的直线大体是二次函数曲线。光学元件30具有与图1所示的理想形状偏离的形状(变形)。所以，在图3所示的光学元件30中，基本上存在关系h＝(x2/L2)×h0。结果，如图3A所示，位于位置A的凸部33的上表面和位于位置B的凸部33的上表面不共面，并且位于位置B(或A)的凸部33的上表面相对于位于位置A(或B)的凸部33的上表面倾斜(γ-偏心)。
在这里，如图3B所示，关于光学元件30的γ-偏心，γ-偏心的角度φ等于tan-1(q/x)。在光学元件30中，在不同于光学表面30的表面32上排布三个凸部33以使γ-偏心的角度小于或等于γ-偏心的角度的规格值，即，满足关系“tan-1(q/x)≤γ-偏心的角度的规格值”(加上β-偏心的角度小于或等于β-偏心的角度的规格值，如以上参照图2的说明)。也就是说，关于所述三个凸部的x和q的值被选择以满足关系“tan-1(q/x)≤γ-偏心的角度的规格值”。另外，γ-偏心的角度的规格值是取决于光学元件的形状和光学元件需要的光学性能。
本发明第二实施方式是具有光学表面并且在不同于该光学元件的表面上具有至少三个凸部的光学元件，其中，在所述至少三个凸部中，中心之间的间距最大的两个凸部的中心和从中心到连接两个凸部中心的直线的垂线长度最大的一个凸部的中心被定位在以具有所述至少三个凸部的表面的重心为中心并且半径为L/2的第一圆内或在第一圆上，并且L是在连接两个凸部中心的直线方向上的光学元件的长度。
此外，在本发明第二实施方式中，光学元件具有光学表面并且在不同于该光学元件的表面上具有至少三个凸部，在该至少三个凸部中，中心之间的间距最大的两个凸部(特定的两个凸部)和从中心到连接该两个凸部中心的直线的垂线长度最大的一个凸部(特定的一个凸部)类似于根据本发明第一实施方式的光学元件的三个凸部。
当所述特定的两个凸部(A和B)的中心和所述特定的一个凸部(C)的中心被定位在以具有至少三个凸部(A，B和C)的表面的重心为中心并且半径为L/2的第一圆内或在第一圆上时，可以更容易获得所述特定的两个凸部(A和B)以及特定的一个凸部(C)的排布以满足关系“tan-1(h/p)≤第一规格值”。另外，L是在连接所述特定的两个凸部(A和B)中心的直线方向上的光学元件的长度(光学元件两端之间的距离)。此外，通过用于计算物体重心的公知方法获得具有所述至少三个凸部(A，B和C)的表面的重心。
在这种情况下，可以提供能够(更容易地)提高光学元件的排布精度的光学元件。
在根据本发明第二实施方式的光学元件中，所述两个凸部的中心以及一个凸部的中心最好被定位在以具有所述至少三个凸部的表面的重心为中心并且半径为L/4的第一圆内或在第一圆上。
当所述特定的两个凸部(A和B)的中心和所述特定的一个凸部(C)的中心被定位在以具有至少三个凸部(A，B和C)的表面的重心为中心并且半径为L/4的第一圆内或在第一圆上时，可以更精确地获得所述特定的两个凸部(A和B)以及特定的一个凸部(C)的排布以满足关系tan-1(h/p)≤第一规格值。
在这种情况下，可以提供能够(更精确地)提高光学元件的排布精度的光学元件。
在根据本发明第二实施方式的光学元件中，所述两个凸部的中心以及一个凸部的中心最好被定位在以具有所述至少三个凸部的表面的重心为中心并且半径为L/10的第二圆外或在第二圆上。
当所述特定的两个凸部(A和B)的中心和所述特定的一个凸部(C)的中心被定位在以具有至少三个凸部(A，B和C)的表面的重心为中心并且半径为L/10的第二圆外或在第二圆上时，可以更容易获得所述特定的两个凸部(A和B)以及特定的一个凸部(C)的排布以满足关系tan-1(q/x)≤第二规格值。
在这种情况下，可以提供能够(更容易地)进一步地提高光学元件的排布精度的光学元件。
图4说明根据本发明第二实施方式的光学元件的实例的图。图4也是根据本发明第二实施方式的光学元件的实例的正视图。如图4所示，根据本发明第二实施方式的光学元件40具有光学表面41和不同于光学表面41的表面42。在不同于光学表面41的表面42上，三个凸部43被分别设置在位置A，B和C。而且，所述三个凸部43具有互相相同的形状。在图4中，x是位于位置A的凸部43的中心和位于位置B的凸部43的中心之间的间距，p是从位于位置C的凸部43的中心到连接位于位置A的凸部43的中心和位于位置B的凸部43的中心的直线的垂线的长度。另外，从位于位置C的凸部43的中心到连接位于位置A的凸部43的中心和位于位置B的凸部43的中心的直线的垂线的垂足存在于位于位置A的凸部43的中心和位于位置B的凸部43的中心之间的线段的中心。也就是说，位于位置A的凸部43的中心，位于位置B的凸部43的中心，以及位于位置C的凸部43的中心形成等腰三角形。此外，L是在连接位于位置A的凸部43的中心和位于位置B的凸部43的中心的直线方向上的光学元件40的长度。此外，G是光学元件40(不同于光学表面41的表面42)的重心。
然后，位于位置A，B和C的所述三个凸部43排布在不同于光学表面41的表面42上以使位于位置A，B和C的所述三个凸部43的中心被定位在以光学元件40的重心G为中心并且半径为L/2的第一圆内。例如，选择x和p的值以使位于位置A，B和C的所述三个凸部43被定位在以光学元件40的重心G为中心并且半径为L/2的第一圆内。
此外，位于位置A，B和C的所述三个凸部43排布在不同于光学表面41的表面42上以使位于位置A，B和C的所述三个凸部43的中心被定位在以光学元件40的重心G为中心并且半径为L/10的第二圆外。例如，选择x和p的值以使位于位置A，B和C的所述三个凸部43被定位在以光学元件40的重心G为中心并且半径为L/10的第二圆外。
在根据本发明第一或第二实施方式的光学元件中，所述至少三个凸部中的至少一个(最好是全部)的平行于不同于光学表面的截面从不同于光学表面的表面一侧到与不同于光学表面的表面相对的一侧不变或逐渐变窄。换句话说，所述至少三个凸部中的至少一个(最好是全部)从不同于光学表面的表面的一侧到与不同于光学表面的表面的相对的一侧具有相同的截面或逐渐变窄的截面。
在这种情况下，光学元件是塑料光学元件，并且当光学元件通过铸模被制造时，从不同于光学表面的表面一侧到与不同于光学表面的表面相对的一侧相同的或逐渐变窄的凸部的截面为更容易地从冲模释放光学元件提供坡度。另外，光学元件的凸部沿与从冲模释放树脂的方向平行的方向延伸。
这样，当平行于不同于光学表面的表面的所述至少三个凸部中的至少一个(最好是全部)的截面从不同于光学表面的表面一侧到与不同于光学表面的表面相对的一侧不变或逐渐变窄并且光学元件是塑料光学元件时，由于光学元件的凸部具有坡度，可以更容易地从冲模释放(拿出)光学元件的铸模产品。从而，可以提高光学元件的产率。
图5是说明设置在不同于光学元件的光学表面的表面上的具有坡度的凸部的实例的图。与如图1所示的光学元件10类似，图5所示的光学元件50具有光学表面51和不同于光学表面51的表面52。在不同于光学表面51的表面上，所述三个凸部53被分别设置在位置A，B和C。此外，所述三个凸部53具有互相相同的形状。然后，所述三个凸部53具有坡度，其截面平行于不同于光学表面51的表面52并且该截面从不同于光学表面51的表面52的一侧到与不同于光学表面51的表面52的相对一侧不变或逐渐变窄。
根据本发明第一或第二实施方式的光学元件优选是用于将从光源生成的光经由光学表面成像在用该光扫描的物体上的光成像元件。
在这种情况下，可以提供能够进一步地提高光学成像元件的排布精度的光学成像元件。此外，由于可以进一步地提高光学成像元件的排布精度，还可以减小光学成像元件的光学性能退化(例如扫描线翘曲)。
光源没有特别限定，例如可以配备能够生成光束的激光源等等。生成光源的灯没有特别限定，例如可以配备几乎不被光学成像元件吸收或根本不被光学成像元件吸收的可见光或红外光等等。此外，被光扫描的物体没有特别限定，例如可以配备感光体等等。例如可以配备可被用于光学扫描***的、诸如具有高精确的光学表面的塑料透镜以及具有高精确的光学表面的塑料镜的塑料光学元件作为光学成像元件。另外，光学成像元件的所述至少三个凸部可以在副扫描方向上确定光学元件的排布。
当根据本发明第一或第二实施方式的光学元件是塑料光学元件时，通过使用例如在JP-A-11-028745中公开的用于铸模塑料铸模产品的方法，其全部内容通过引用被结合在本专利申请中，或通过使用在JP-A-2000-141413中公开的用于制造塑料铸模产品的方法，其全部内容通过引用被结合在本专利申请中，可以制造根据本发明第一或第二实施方式的塑料光学元件。例如，在JP-A-11-028745中公开的用于铸模塑料铸模产品的方法包括准备具有至少一个转印表面并且在除所述转印表面之外的表面上配备至少一个可滑动腔冲模片的一对冲模，其中至少一个腔由转印表面以及腔冲模片形成，加热冲模至并保持它们在低于树脂的软化温度的温度，喷射被加热到等于或高于软化温度的温度并被溶入腔的树脂以及用树脂填充腔，然后通过生成转印表面上的树脂的压强将树脂接触至转印表面，接着在等于或低于软化温度的温度冷却树脂，然后打开冲模以取出树脂，其中当熔化的树脂被冷却到低于软化温度的温度时，至少一个腔模部件被滑动以使它被从树脂分离，从而强迫在树脂以及腔冲模片之间形成空隙。
当如在JP-A-11-028745中公开的用于铸模塑料铸模产品的方法或如在JP-A-2000-141413中公开的用于制造塑料铸模产品的方法被使用时，当熔化的树脂被冷却至低于其软化温度的温度时，可能产生由冲模中的温差所引起的树脂收缩以及由冲模被打开之后冷却以取出树脂所引起的树脂收缩。在这种情况下，塑料光学元件的外形可能翘曲或者塑料光学元件的母线也可能翘曲。另外，塑料光学元件经常具有自塑料光学元件的中心起的接近二次函数的外形翘曲。当塑料光学元件的这样的外形翘曲产生时，当排布光学元件时光学元件可能被偏离光学元件的凸部的延伸方向的预定排布(也就是说，β-偏心可能增加)。结果，光学元件的光学性能(例如色移)可能退化以及可能难以保证光学元件的质量。然而，即使通过如上所述方法制造塑料光学元件，也可以由于根据本发明第一或第二实施方式的光学元件提高光学元件的排布精度。
如图1，2，3和4所示的光学元件10，20，30和40可以是用于将从光源生成的光经由光学表面成像在用该光扫描的物体上。
另外，尽管根据本发明第一实施方式的光学元件和根据本发明第二实施方式的光学元件被分开说明，根据本发明第一实施方式的光学元件的构造和根据本发明第二实施方式的光学元件的构造可以被结合在本发明的全部实施方式中。
具体地，例如，可以是具有光学表面和位于不同于该光学表面的表面上的至少三个凸部的光学元件，其中，在所述至少三个凸部中，中心之间的间距最大的两个凸部和从中心到连接这两个凸部中心的直线的垂线长度最大的一个凸部满足关系tan-1(h/p)≤第一规格值，其中h是以位于垂线垂足位置的光学元件的切面为基准，在位于该两个凸部的中心的光学元件的高度中较大的高度，p为垂线长度，并且，在所述至少三个凸部中，中心之间的间距最大的两个凸部的中心和从中心到连接两个凸部中心的直线的垂线长度最大的一个凸部的中心被定位在以具有所述至少三个凸部的表面的重心为中心并且半径为L/2的第一圆内或在第一圆上，并且L是在连接两个凸部中心的直线方向上的光学元件的长度。
除上述构造之外，也可以配备光学元件，其中所述两个凸部和一个凸部满足关系tan-1(q/x)≤第二规格值，其中q是以所述两个凸部中的一个凸部的上表面为基准另一个凸部的上表面的高度，x是所述两个凸部的中心之间的间距，并且所述两个凸部的中心和一个凸部的中心被定位在以具有所述至少三个凸部的表面的重心为中心并且半径为L/10的第二圆外或在第二圆上。
本发明的第三实施方式是用于通过利用光源生成的光对物体进行扫描的光扫描装置，该装置包括至少一个光学元件，其中该至少一个光学元件包括根据本发明第一实施方式的光学元件或根据本发明第二实施方式的光学元件。
根据本发明第三实施方式，可以提供光学扫描装置，其包括能够提高光学元件的排布精度的光学元件。
另外，光源，从光源生成的光，以及物体与前文所述相同。而且，该光学扫描装置还可以包括旋转多面镜，用于偏转诸如激光源的光源所生成的光。
此外，光学扫描装置可以包括外壳，用于支持根据本发明第一或第二实施方式的光学元件。此外，根据本发明第一或第二实施方式的光学元件可以被粘合至在外壳上。该外壳可以具有至少三个(最好是三个)凸部(例如突起)用于支持根据本发明第一或第二实施方式的光学元件。在这种情况下，不同于根据本发明第一或第二实施方式的光学元件的光学表面的表面(其前表面上可以不配备光学元件的所述至少三个凸部)可以被外壳的至少三个凸部支持。外壳的所述至少三个凸部最好被排布在外壳中，类似于上述光学元件的所述至少三个凸部的排布。此外，当外壳具有至少三个凸部时，可以支持不同于根据本发明第一或第二实施方式的光学元件的光学表面的表面，其前表面上不配备凸部，通过外壳的所述至少三个凸部，并且由根据本发明第一或第二实施方式的光学元件的至少三个凸部支持另一光学元件。也就是说，在本发明的第一或第二实施方式的光学元件中，可以使用不同于其前表面上不配备凸部的光学表面的表面以及不同于其前表面上至少具有三个凸部的光学表面的表面。结果，可以提高包括光学元件和外壳的光学扫描装置的产率。
包含在光学扫描装置内的根据第一或第二实施方式的光学元件数目可以是多个。多个光学元件可以被层叠并且在层叠的多个光学元件中的光学元件由用于支持该光学元件的较低的光学元件的至少三个凸部支持。此外，与层叠的多个光学元件中的光学元件的光学表面不同的表面被粘合在用于支持该光学元件的较低的光学元件的至少三个凸部的上表面。也就是说，与一个光学元件(其前表面上可以不配备光学元件的至少三个凸部)的光学表面不同的表面是粘合表面，并且支持该光学元件的另一光学元件的至少三个凸部的上表面是粘合表面，从而使光学元件互相粘合。
这样，当多个光学元件一体地粘合并且层叠时，由于设置在根据本发明第一或第二实施方式的多个光学元件中的光学元件上的至少三个凸部被用来粘合多个光学元件，因此可以提高多个光学元件的排布精度。
此外，通过使用光固化粘合剂，根据第一或第二实施方式的一个光学元件最好为被粘合至根据第一或第二实施方式的另一光学元件或外壳上。更详细地，通过使用光固化粘合剂，不同于一个光学元件(其前表面上可以不配备光学元件的至少三个凸部)的光学表面的表面(粘合表面)被粘合至另一光学元件的至少三个凸部的上表面(粘合表面)或粘合至支持光学元件的外壳。当光学元件由透明材料形成时，在光固化粘合剂被加到一个光学元件的粘合表面和/或另一光学元件的粘合表面或外壳上时，并且一个光学元件的粘合表面和/或另一光学元件的粘合表面或外壳互相接触之后，光固化粘合剂被用光照射。这样，通过固化光固化粘合剂，一个光学元件和另一光学元件或外壳被互相粘合。
可以通过使用光固化粘合剂并且将根据第一或第二实施方式的一个光学元件粘合至根据第一或第二实施方式的另一光学元件或外壳，更容易将一个光学元件粘合至另一光学元件或外壳。结果，可以提高包括光学元件和/或外壳的光学扫描装置的产率。
此外，根据第一或第二实施方式的多个光学元件最好具有相同的形状。在这里，术语“相同”既包括完全相同也包括大体上相同。
当根据第一或第二实施方式的多个光学元件具有相同的形状时，由环境温度的变化所引起的多个光学元件的热膨胀或收缩相仿，从而可以减小根据第一或第二实施方式的多个光学元件的光学性能由于周围温度的变化所引起的变化。此外，当根据第一或第二实施方式的多个光学元件是塑料光学元件时，可以使用同一冲模和同一铸模机以铸模光学元件。结果，可以减小多个光学元件的产率并且可以提高包括多个光学元件的光学扫描装置的产率。
此外，根据第一或第二实施方式的多个光学元件最好由具有相同的热膨胀系数的材料形成。在这里，术语“相同”既包括完全相同也包括大体上相同。
当根据第一或第二实施方式的多个光学元件由具有相同的热膨胀系数的材料形成时，由环境温度的变化所引起的多个光学元件的热膨胀或收缩相仿，从而可以减小根据第一或第二实施方式的多个光学元件的光学性能由于周围温度的变化所引起的变化。
当光学元件的光轴被调整时，根据本发明第一或第二实施方式的光学元件最好被粘合至另一光学元件或外壳。更具体地说，当根据第一或第二实施方式的光学元件的光学性能被测量时，根据本发明的第一或第二实施方式的光学元件的光轴的位置通过使用合适的夹具或装备被调整。然后，当根据本发明第一或第二实施方式的光学元件的要求的光学性能被获得时，光学元件被粘合至元件或外壳。结果，可以提高根据本发明第一或第二实施方式的光学元件的排布精度。此外，由于可以减小光学元件的光学性能由于组件关于多个光学元件的精度的偏差所引起的变化(例如在主扫描方向的写位置的移位)，可以提供包括具有稳定性能的光学元件的光学扫描装置。
图6是说明外壳以及多个光学元件的排布实例的图。在图6所示的外壳以及多个光学元件的排布中，第一光学元件62被粘合至外壳61并且第二光学元件63被粘合至第一光学元件62。外壳61具有三个凸部。第一光学元件以及第二光学元件是根据本发明第一或第二实施方式的相同的光学元件(具有相同的形状并由相同的材料构成的光学元件)并且它们每一个都具有三个凸部。然后，外壳61的所述三个凸部被粘合至第一光学元件62的表面，其上不配备凸部，并且第一光学元件62的所述三个凸部被粘合至第二光学元件63的表面，其上不配备凸部。光固化粘合剂用于将第一光学元件62粘合至外壳61以及将第二光学元件63粘合至第一光学元件62。另外，当第一光学元件62的光轴以及第二光学元件63的光轴被调整时，第一光学元件62以及第二光学元件63被分别粘合至外壳61和第一光学元件62。
例如可以提供用于使用激光的数字复印机、激光打印机、传真机等等的光学扫描***作为光学扫描装置。
图7A和7B是说明作为光学扫描装置的光学扫描***的第一实例的图。图7A是光学扫描***第一实例的平面图，图7b是光学扫描***第一实例的侧视图。图7所示的光学扫描***70包括由树脂形成的外壳，用于生成两个光束的诸如半导体激光器的激光源72，柱面透镜73，包括旋转多面镜74的多面镜扫描器单元75，以及层叠的两个光学成像元件76a，76b(根据本发明的第一或第二实施方式)。由激光源72生成的两个光束通过柱面透镜73透过用于调整两个光束的束直径并且入射到作为用于偏转两个光束的传播方向的偏转器的旋转多面镜74的一个镜面上。组装在多面镜扫描器单元75中的旋转多面镜74以等角速度旋转并且以等角速度偏转两个激光束。由旋转多面镜74偏转的两个激光束分别入射在层叠的两个光学成像元件76a，76b上，并且通过两个光学成像元件76a，76b以及多个用于反射光束的反光镜被成像在设置在外壳71外部的两个感光体77a，77b上。此外，由两个光学成像元件76a，76b成像的两个光束分别以等速度扫描两个感光体77a，77b。另外，激光源72可以是由用于生成两个束的两个激光源组成。
图8A和8B是说明作为用于多色成像的光学扫描装置的光学扫描***的第二实例的图。图8A是光学扫描***第二实例的平面图，图8b是光学扫描***第二实例的侧视图。
图8所示的光学扫描***80包括由树脂形成的外壳81，四个例如半导体激光器的激光源82a，82b，82c，82d，每个生成单光束，四个柱面透镜83a，83b，83c，83d，包括旋转多面镜84的多面镜扫描器单元85，以及四个光学成像元件86a，86b，86c，86d(根据本发明第一或第二实施方式)。两个光学成像元件86a，86b被层叠并且另两个光学成像元件86c，86d被层叠。从四个激光源82a，82b，82c，82d生成的四个光束透过用于分别地调整光束的束直径的四个柱面透镜83a，83b，83c，83d并且入射到作为用于偏转四个光束传播方向的偏转器的旋转多面镜84的镜面上。从两个激光源82a，82b生成的两个光束入射到旋转多面镜84的一个镜面上并且从两个激光源82c，82d生成的两个光束入射在旋转多面镜84的另一镜面上。组装在多面镜扫描器单元75中的旋转多面镜74以等角速度旋转并且以等角速度偏转四个激光束。由旋转多面镜84偏转的四个激光束分别入射在四个光学成像元件86a，86b，86c，86d上，并且通过四个光学成像元件86a，86b，86c，86d以及用于反射光束的多个反光镜被成像在设置在外壳81外部的四个感光体87a，87b，87c，87d上。此外，通过四个光学成像元件86a，86b，86c，86d成像的四个光束以等速度分别扫描四个感光体87a，87b，87c，87d。另外，如图7所示的一组四个光学扫描***可以被用作用于多色成像的光学扫描装置。
本发明第四实施方式是用于在感光体上形成图像的成像设备，该设备包括用于通过使用从光源生成的光对感光体进行扫描的光学扫描装置，其中该光学扫描装置包括根据本发明第三实施方式的光学扫描装置。
根据本发明第四实施方式，可以提供成像设备，其包括能够提高光学元件的排布精度的光学元件。
例如可以提供使用激光的数字复印机、激光打印机、传真机等等作为成像设备。
图9是说明作为能够形成彩色图像的多色成像设备的成像设备实例的图。
成像设备1100是彩色激光打印机，然而，也可以是其它成像设备，例如其它类型打印机，传真机，复印机以及复印机和打印机的复合机。成像设备1100基于对应于从外部接收的图像信息的图像信号进行成像处理。在成像设备1100被用作传真机的情况下，成像设备1100能够在任何纸片形状的记录介质上进行成像，其可以是OHP纸片，诸如卡和明信片或信封的板，以及通常用于复印的正常纸张，等等。
成像设备1100是具有串联结构的串联类型成像设备，其中多个感光鼓1020Y，1020M，1020C，1020BK作为图像载体被并列设置，其能够形成对应于一定色彩(色彩被分别分成黄色，品红，青色和黑色)的图像的图片图像。感光鼓1020Y，1020M，1020C，1020BK具有相同的直径并且以相等间距被置于在作为近似排布在成像设备1100主体内部中心部件的环形带的中间转印带的转印带1011的外表面侧，即图像产生面的一侧。
当转印带1011与各个感光鼓1020Y，1020M，1020C，1020BK相对时，转印带1011可向箭头A1方向移动。可视图像，即，在各个感光鼓1020Y，1020M，1020C，1020BK上形成的墨粉图像被互相重叠并且被转印到向箭头A1方向移动的转印带1011上，并且接着，被立刻转印到作为记录介质的转印介质的转印纸张S上。
在转印带1011向A1方向移动的过程中，在各个感光鼓1020Y，1020M，1020C，1020BK正下方的位置，也就是转印位置，向转印带1011上进行所述重叠以及转印，通过从作为转印充电器的排布在与各个感光鼓1020Y，1020M，1020C，1020BK相对的各个位置的初级转印辊1012Y，1012M，1012C，1012BK，经由转印带1011施加电压并且沿A1方向从上游侧向下游侧变换电压施加的时序，以使在各个感光鼓1020Y，1020M，1020C，1020BK上形成的墨粉图像在转印带1011的同一位置被重叠和转印。
转印带1011是弹性带，其全部层通过使用诸如橡胶构件的弹性构件被配置。转印带1011可以是单层弹性带，可以是其一部分为弹性构件的弹性带，或者可以是非弹性带，通常使用含氟树脂，聚碳酸酯树酯，聚酰亚胺树脂，等等作为转印带1011。
各个感光鼓1020Y，1020M，1020C，1020BK从上游侧沿A1方向以此顺序被并列设置。各个感光鼓1020Y，1020M，1020C，1020BK被包含在作为用于分别形成黄色，品红，青色以及黑色图像的图像形成部分或者图像产生部分的成像站(imagingstation)1060Y，1060M，1060C，1060BK中。
成像设备1100包括：四个成像站1060Y，1060M，1060C，1060BK；作为带单元被排布在各个感光鼓1020Y，1020M，1020C，1020BK之下并与这些感光鼓相对并且配备有转印带1011的转印带单元；作为转印构件被排布以与转印带1011相对的纸张转印带，与转印带1011接触并且向与在转印带1011接触位置的转印带1011同一方向旋转的二次转印辊1005；未在图中显示的作为中间转印带清洁装置，被排布以与转印带1011相对并且是用于清洁转印带1011的中间清理片的清洁装置；以及作为写装置被排布在成像站1060Y，1060M，1060C，1060BK的上方并与这些成像站相对的光学扫描装置1008。
成像设备1100还包括：其上层叠转印纸张S的纸片馈送装置1061，纸张被传递至感光鼓1020Y，1020M，1020C，1020BK以及转印带1011之间；用于以适合于用于在成像站1060Y，1060M，1060C，1060BK中形成墨粉图像的时序的预定时序，将从纸张馈送装置1061传递的记录纸张S，传递至转印带1011以及二次转印辊1005之间的转印部分的校准辊对；以及传感器，用于感测转印纸张S的前端到达未在图中显示的校准辊对1013。
成像设备1100还包括：作为辊固定类型固定单元，用于将墨粉图像固定在墨粉图像已被转印其上并且被向箭头C1方向传递的转印纸张S之上的固定装置1006；用于传递已经完成固定的转印纸张S的传递辊1014；用于向成像设备1100的主体外排出由传递辊1014传递的转印纸张S的纸张排出辊1007；用于层叠由纸张排出辊1007排出至成像设备主体外的转印纸张S的纸张排出盘1017，该盘排布在成像设备1100的主体顶部；以及用未在图中显示的黄色，品红，青色以及黑色的各个色彩的墨粉进行填充的墨粉瓶。
除转印带1011之外，转印带单元1010包括初级转印辊1012Y，1012M，1012C，1012BK，作为驱动构件的驱动辊1072，转印入口辊1073以及作为其上转印带1011被拉紧的多个受拉构件的张力辊1074；以及未在图中显示的弹簧，其作为用于推动张力辊1074以使转印带1011的张力增加的推动单元。驱动辊1072由作为未在图中显示的驱动源的马达驱动，借此转印带1011向A1方向转动。
纸张馈送装置1061包括其上层叠纸片S的纸张馈送盘1015，以及用于传递层叠在纸张馈送盘1015上的纸片S的纸张馈送控制辊1016。固定装置1006包括固定辊1062，其包括热源和与固定辊1062接触并对其增压的增压辊1063，并且其上携带墨粉图像的转印纸张S穿过作为固定辊1062和增压辊1063的接触和产生压力的部分的固定部分，转印纸张所携带的墨粉图像由于施加的热和压强被固定在转印纸张S的表面上。
光学扫描装置1008发射束LY，LM，LC，LK，其是作为用于基于图像信号形成潜像的激光束，并且由感光鼓1020Y，1020M，1020C，1020BK的表面组成的待扫描表面暴露于光束中被光束扫描。
带有感光鼓1020Y的成像站1060Y的构造可以作为图像站1060Y，1060M，1060C，1060BK的构造的代表。另外，因为其它成像站的构造大体上相同，对应于指示成像站1060Y的组件的参考标号可以方便地指示其它成像站的组件并且其详细说明在下面的说明中可以被适当地省略，其中指示所述参考标号的符号的末端Y，M，C，K分别表示用于进行黄色，品红，青色和黑色成像的组件。
在感光鼓1020Y周围，在作为图中的顺时针方向的B1的旋转方向，带有感光鼓1020Y的成像站1060Y包括初级转印辊1012Y，作为用于清洁感光鼓1020Y的清洁装置的清洁装置1070Y，充电装置1030Y，其是作为充电装置的充电器或者用于以高电压对感光鼓1020Y充电的充电单元，以及显影装置1050Y，其是显影机或者用于在感光鼓1020Y上显影的显影单元。显影装置1050Y包括排布在背对感光鼓1020Y的位置的显影辊1051Y以及用于向显影辊1051Y提供墨粉的墨粉盒1052Y。
在上述构造中，随其向B1方向旋转，感光鼓1020Y的表面被充电装置1030Y均匀地充电，并且通过曝光以及用来自光学扫描装置1008的束LY扫描形成对应于黄色色彩的潜像。由于感光鼓1020Y向B1方向旋转，此潜像的形成通过用在作为垂直于纸表面的方向的主扫描方向的光束LY扫描并且向作为感光鼓1020Y旋转方向的副扫描方向被进行扫描。
带有从显影装置1050Y提供的黄色色彩的被充电的墨粉附着于通过该种方式形成的潜像上，用于黄色显色以及图像可视化，并且作为带有通过显影获得的黄色色彩的可视图像的墨粉图像被主要转印到通过初级转印辊1012Y向A1方向移动的转印带1011上。污染物例如转印之后的剩余墨粉被刮除去，以及通过清洁装置1070Y储存，并且感光鼓1020Y受到随后的电荷消除以及通过充电装置1030Y充电。
对于其它感光鼓1020C，1020M，1020BK，各个色彩墨粉图像也被类似地形成，并且形成的各个色彩墨粉图像主要在通过初级转印辊1012C，1012M，1012BK移动到A1方向的转印带1011的同一位置被依次转印。重叠在转印带1011上的墨粉图像移动到作为二次的转印部分的转印部分并且与二次转印辊1005相对的位置，随转印带1011向A1方向旋转，被二次转印到转印部分中的转印纸张S上。
基于传感器的检测信号，在转印带1011和二次转印辊1005之间传递的转印纸张S被从纸张馈送装置1061馈送并且通过校准辊对1013以转印带1011上的墨粉图像的前沿背对二次转印辊1005的时序传递。当所有的色彩墨粉图像被转印并立刻附着于转印纸张S上时，转印纸张S被向C1方向传递，进入固定装置1006，和穿过固定辊1062和增压辊1063之间的固定部分，携带的墨粉图像由于施加热和压强被固定。在此固定处理中，作为合成彩色图像的彩色图像被形成在转印纸张S上，借此获得永久的图像。已经通过固定装置1006并且其上已经进行固定的转印纸张S穿过传递辊1014以及纸张排出辊1007，并被层叠在纸片排出盘1017上，并且被层叠在成像设备1100主体顶部的该报纸纸片排出盘1017上。另一方面，其上已经完成二次转印的转印带1011通过清洁装置清洁准备好下一初级转印。
<实施例1>
图10A和10B是显示根据本发明第一或第二实施方式的光学元件的第一实施例的图。图10A是说明第一实施例中的光学元件构造的图，图10B是显示第一实施例中的光学元件的β-偏心以及γ-偏心的特征的图。
如图10A所示，第一实施例中的光学元件100是用于光学扫描装置的平凸的光学成像元件并且具有光学表面101和在不同于光学表面101的表面102上的位置A，B和C上配置的高度相同的三个凸部103。在所述三个凸部103中，位于位置A和B的所述两个凸部103，凸部中心之间的间距最大。此外，位于位置C的一个凸部103，从其中心到连接位于位置A和B的所述两个凸部103的中心的直线的垂线长度最大。另外，三角形ABC是等腰三角形，其中CA边长等于CB边长。
在图10A中，x是位于位置A和B的两个凸部103中心之间的间距(凸部间距)。P是从位于位置C的凸部103的中心到连接位于位置A和B的所述两个凸部103的中心的直线的垂线的长度，具体为21毫米。此外，L是位于连接在位置A和B的所述两个凸部103的中心的直线方向上的光学元件100的长度，具体为150毫米。此外，q是以位于位置B(或A)的凸部的上表面为基准未在图中显示的位于位置A(或B)的凸部的上表面的高度，对于常用铸模精度以及模制工序，具体为0.01毫米。此外，h。是以位于垂线垂足位置的光学元件100的切面为基准，在连接位于位置A和B的所述两个凸部103的中心的直线方向上的光学元件100的末端的高度，对于常用铸模精度以及模制工序，具体为0.05毫米。另外，光学元件100在连接位于位置A和B的所述两个凸部103的中心的直线方向一般以x的二次函数的形式变形。
在图10A所示的光学元件100中，位于位置A，B和C的所述三个凸部103排布为满足关系tan-1((x2/L2)×h0/p)≤β-偏心规格值以及tan-1(q/x)≤γ-偏心规格值。在这里，tan-1((x2/L2)×h0/p)是β-偏心，而tan-1(q/x)是γ-偏心。此外，β-偏心规格值以及γ-偏心规格值假定为100”。那么，满足β-偏心≤100”以及γ-偏心≤100”的x是设置在q/tan(100”)≤x≤(tan(100”)×p/h0×L2)1/2的范围中的x。也就是说，x近似在21mm≤x≤68mm的范围中。
图10b是显示β-偏心以及γ-偏心与凸部间距x的关系的图。在图10b中，水平轴代表凸部间距x(毫米)值，纵轴代表β-偏心值(”)或γ-偏心值(”)。如图10b所示，凸部间距x越小，β-偏心越小。此外，凸部间距x越大，γ-偏心越小。那么，在21mm≤x≤68mm范围中，β-偏心和γ-偏心近似等于或小于100”。
此外，当P＝21mm并且21mm≤x≤68mm时，位于位置A，B和C的凸部103被定位在以不同于光学元件100的光学表面101的表面102的重力G的几何中心为中心并且半径为L/4(37.5毫米)的第一圆内。此外，位于位置A，B和C的凸部103的中心被定位在以不同于光学元件100的光学表面101的表面102的重力G的几何中心为中心并且半径为L/10(15毫米)的第二圆外。
<实施例2>
图11A和11B是显示根据本发明第二或第二实施方式的光学元件的第二实施例的图。图11A是说明第二实施例中的光学元件构造的图，图11B是显示第二实施例中的光学元件的β-偏心以及γ-偏心的特性的图。
如图11A所示，第二实施例中的光学元件110是用于光学扫描装置的两面凸的光学成像元件并且具有光学表面111以及在不同于光学表面111的表面112上在位置A，B和C的高度相同的三个凸部113。在所述三个凸部113中，位于位置A和B的所述两个凸部113，凸部中心之间的间距最大。此外，位于位置C的一个凸部113，从其中心到连接位于位置A和B的所述两个凸部113的中心的直线的垂线长度最大。另外，三角形ABC是等腰三角形，其中CA边长等于CB边长。
在图11A中，x是在位置A和B的两个凸部113中心之间的间距(凸部间距)。P是从位于位置C的凸部113的中心到连接位于位置A和B的所述两个凸部113的中心的直线的垂线的长度，具体为25毫米。此外，L是位于连接在位置A和B的所述两个凸部113的中心的直线方向上的光学元件110的长度，具体为100毫米。此外，q是以位于位置B(或A)的凸部的上表面为基准未在图中显示的位于位置A(或B)的凸部的上表面的高度，对于常用铸模精度以及模制工序，具体为0.01毫米。此外，h0是以位于垂线垂足位置的光学元件110的切面为基准，在连接位于位置A和B的所述两个凸部113的中心的直线方向上的光学元件110的末端的高度，对于常用铸模精度以及模制工序，具体为0.05毫米。另外，光学元件110在连接位于位置A和B的所述两个凸部113的中心的直线方向一般以x的二次函数的形式变形。
在图11A所示的光学元件110中，位于位置A，B和C的所述三个凸部113排布满足关系tan-1((x2/L2)×h0/p)≤β-偏心规格值以及tan-1(q/x)≤γ-偏心规格值。在这里，tan-1((x2/L2)×h0/p)是β-偏心，而tan-1(q/x)是γ-偏心。此外，β-偏心规格值以及γ-偏心规格值假定为100”。那么，满足β-偏心≤100”以及γ-偏心≤100”的x是设置在q/tan(100”)≤x≤(tan(100”)×p/h0×L2)1/2的范围中的x。也就是说，x近似在21mm≤x≤49mm的范围中。
图11b是显示β-偏心以及γ-偏心与凸部间距x的关系的图。在图11b中，水平轴代表凸部间距x(毫米)值，纵轴代表β-偏心值(”)或γ-偏心值(”)。如图11b所示，凸部间距x越小，β-偏心越小。此外，凸部间距x越大，γ-偏心越小。那么，在21mm≤x≤49mm范围中，β-偏心和γ-偏心近似等于或小于100”。
此外，当P＝25mm并且21mm≤x≤49mm时，位于位置A，B和C的凸部113被定位在以不同于光学元件110的光学表面111的表面112的重力G的几何中心并且半径为L/4(25毫米)的第一圆内。此外，位于位置A，B和C的凸部113的中心被定位在以不同于光学元件110的光学表面111的表面112的重力G的几何中心为中心并且半径为L/10(10毫米)的第二圆外。
<实施例3>
图12A和12B是显示根据本发明第一或第二实施方式的光学元件的第三实施例的图。图12A是说明第三实施例中的光学元件构造的图，并且图12B是显示第三实施例中的光学元件的β-偏心以及γ-偏心的特征的图。
如图12A所示，第三实施例中的光学元件120是用于光学扫描装置的弯月光学成像元件并且具有光学表面121和在不同于光学表面121的表面122上的位置A，B和C的高度相同的三个凸部123。在所述三个凸部123中，位于位置A和B的所述两个凸部123，凸部中心之间的间距最大。此外，位于位置C的一个凸部123，从其中心到连接位于位置A和B的所述两个凸部123的中心的直线的垂线长度最大。另外，三角形ABC是等腰三角形，其中CA边长等于CB边长。
在图12A中，x是位于位置A和B的两个凸部123中心之间的间距(凸部间距)。P是从位于位置C的凸部123的中心到连接位于位置A和B的所述两个凸部123的中心的直线的垂线的长度，具体为30毫米。此外，L是位于连接在位置A和B的所述两个凸部123的中心的直线方向上的光学元件120的长度，具体为200毫米。此外，q是以位于位置B(或A)的凸部的上表面为基准未在图中显示的位于位置A(或B)的凸部的上表面的高度，对于常用铸模精度以及模制工序，具体为0.01毫米。此外，h0是以位于垂线垂足位置的光学元件120的切面为基准，在连接位于位置A和B的所述两个凸部123的中心的直线方向上的光学元件120的末端的高度，对于常用铸模精度以及模制工序，具体为0.05毫米。另外，光学元件120在连接位于位置A和B的所述两个凸部123的中心的直线方向一般以x的二次函数的形式变形。
在图12A所示的光学元件120中，位于位置A，B和C的所述三个凸部123排布为满足关系tan-1((x2/L2)×h0/p)≤β-偏心规格值以及tan-1(q/x)≤γ-偏心规格值。在这里，tan-1((x2/L2)×h0/p)是β-偏心，而tan-1(q/x)是γ-偏心。此外，β-偏心规格值以及γ-偏心规格值假定为100”。那么，满足β-偏心≤100”以及γ-偏心≤100”的x是设置在q/tan(100”)≤x≤(tan(100”)×p/h0×L2)1/2的范围中的x。也就是说，x近似在21mm≤x≤108mm的范围中。
图12b是显示β-偏心以及γ-偏心与凸部间距x的关系的图。在图12b中，水平轴代表凸部间距x(毫米)值，纵轴代表β-偏心值(”)或γ-偏心值(”)。如图12b所示，凸部间距x越小，β-偏心越小。此外，凸部间距x越大，γ-偏心越小。那么，在21mm≤x≤108mm范围中，β-偏心和γ-偏心近似等于或小于的100”。
此外，当P＝30mm并且21mm≤x≤108mm时，位于位置A，B和C的凸部123被定位在以不同于光学元件120的光学表面121的表面122的重力G的几何中心并且半径为L/4(50毫米)的第一圆内。此外，位于位置A，B和C的凸部123的中心被定位在以不同于光学元件120的光学表面121的表面122的重力G的几何中心为中心并且半径为L/10(20毫米)的第二圆外。
[附录]
本发明的典型的实施方式(1)至(11)描述如下。
实施方式(1)：具有光学表面和在不同于该光学表面的表面上的至少三个凸部的光学元件，其特征在于，在所述至少三个凸部中，中心之间的间距最大的两个凸部和从中心到连接这两个凸部中心的直线的垂线长度最大的一个凸部满足关系
tan-1(h/p)≤第一规格值，
其中h是以位于垂线垂足位置的光学元件的切面为基准，在位于该两个凸部的中心的光学元件的高度中较大的高度，并且
p是垂线的长度。
实施方式(2)：如以上实施方式(1)说明的光学元件，其特征在于
h＝(x2/L2)×h0，
其中
x是所述两个凸部的中心之间的间距，
L是位于连接两个凸部中心的直线方向上的光学元件的长度，并且
h0是以位于垂线垂足位置的光学元件的切面为基准，在连接两个凸部中心的直线方向上的光学元件的末端的高度中较大的高度。
实施方式(3)：如以上实施方式(1)或(2)说明的光学元件，其特征在于所述两个凸部和所述一个凸部满足关系
tan-1(q/x)≤第二规格值，其中q是以所述两个凸部中的一个凸部的上表面为基准另一个凸部的上表面的高度，x是所述两个凸部的中心之间的间距。
实施方式(4)：如以上实施方式(1)至(3)任何一个说明的光学元件，其特征在于所述至少三个凸部仅由所述两个凸部和所述一个凸部组成。
实施方式(5)：如以上实施方式(1)至(4)任何一个说明的光学元件，其特征在于，垂线的垂足是连接两个凸部中心的直线的中心。
实施方式(6)：具有光学表面和不同于光学元件的表面上的至少三个凸部的光学元件，其特征在于，在所述至少三个凸部中，中心之间的间距最大的两个凸部的中心和从中心到连接两个凸部中心的直线的垂线长度最大的一个凸部的中心被定位在以具有所述至少三个凸部的表面的重心为中心并且半径为L/2的第一圆内或在第一圆上，并且
L是在连接两个凸部中心的直线方向上的光学元件的长度。
实施方式(7)：如以上实施方式(6)说明的光学元件，其特征在于所述两个凸部的中心以及所述一个凸部的中心被定位在以具有所述至少三个凸部的表面的重心为中心并且半径为L/4的第一圆内或在第一圆上。
实施方式(8)：如以上实施方式(6)或(7)说明的光学元件，其特征在于所述两个凸部的中心以及所述一个凸部的中心被定位在以具有所述至少三个凸部的表面的重心为中心并且半径为L/10的第二圆外或在第二圆上。
实施方式(9)：如以上实施方式(1)到(8)任何一个说明的光学元件，其特征在于光学元件是用于将从光源产生的光经由光学表面成像在用该光扫描的物体上的光学成像元件。
实施方式(10)：用于通过使用从光源生成的光对物体进行扫描的光扫描装置，该装置包括至少一个光学元件，其特征在于该至少一个光学元件包括如以上实施方式(1)至(9)任何一个说明的光学元件。
实施方式(11)：用于在感光体上形成图像的成像设备，该设备包括用于通过使用从光源生成的光对感光体进行扫描的光学扫描装置，其特征在于该光学扫描装置包括如以上实施方式(10)说明的光学扫描装置。
根据至少一个上述典型的实施方式，可以提供能够提高光学元件的排布精度的光学元件。
根据至少一个上述典型的实施方式，可以提供包括能够提高光学元件的排布精度的光学元件的光学扫描装置。
根据至少一个上述典型的实施方式，可以提供包括光学扫描装置的成像设备，该光学扫描装置包括能够提高光学元件的排布精度的光学元件。
尽管本发明的实施方式和实施例已被具体地如上所述，但是本发明不局限于所述实施方式或实施例，并且所述实施方式或实施例可以被改变或修改而不背离本发明的精神和范围。
本申请要求获得基于在2006年8月14日提交的2006-221259号日本专利申请的外国优先权利益，其全部内容通过引用被结合在本专利申请中。

Claims (12)

1.一种具有光学表面和在不同于该光学表面的表面上的至少三个凸部的光学元件，多个所述光学元件可彼此层叠，且在层叠的多个光学元件中较高的光学元件由用于支持该光学元件的较低的光学元件的至少三个凸部支持，其特征在于，在所述至少三个凸部中，中心之间的间距最大的两个凸部和从中心到连接所述两个凸部中心的直线的垂线长度最大的一个凸部满足关系
tan-1(h/p)≤β-偏心规格值，其中
h是以位于所述垂线上的所述光学元件的表面的切面为基准，分别穿过所述两个凸部中心、垂直于所述切面的直线与所述光学元件的表面的交点沿该直线到所述切面的距离中较大的那一个，
p是所述一个凸部的中心到经过连接所述两个凸部中心的直线、垂直于所述表面的平面的距离。
2.如权利要求1所述的光学元件，其特征在于
h＝(x2/L2)×h0，
其中
x是所述两个凸部的中心之间的间距，
L是位于连接所述两个凸部中心的直线方向上的光学元件的长度，并且
h0是以位于所述垂线垂足位置的光学元件的切面为基准，在连接两个凸部中心的直线方向上的光学元件的末端的高度中较大的高度。
3.如权利要求1所述的光学元件，其特征在于，所述两个凸部和所述一个凸部满足关系
tan-1(q/x)≤γ-偏心规格值，其中
q是以所述两个凸部中的一个凸部的上表面为基准，另一个凸部的上表面的高度，
x是所述两个凸部的中心之间的间距。
4.如权利要求1所述的光学元件，其特征在于，所述至少三个凸部仅由所述两个凸部和所述一个凸部组成。
5.如权利要求1所述的光学元件，其特征在于，所述垂线的垂足是连接所述两个凸部中心的直线的中心。
6.如权利要求1所述的光学元件，其特征在于，所述光学元件是用于将光源产生的光经由光学表面成像在用该光扫描的物体上的光学成像元件。
7.一种用于通过使用从光源生成的光扫描物体的光扫描装置，该装置包括至少一个光学元件，其特征在于，该至少一个光学元件包括如权利要求1所述的光学元件。
8.一种用于在感光体上形成图像的成像设备，该设备包括用于通过使用从光源生成的光扫描感光体的光学扫描装置，其特征在于，该光学扫描装置包括如权利要求7所述的光学扫描装置。
9.如权利要求1所述的光学元件，其特征在于，在所述至少三个凸部中，中心之间的间距最大的两个凸部的中心和从中心到连接所述两个凸部中心的直线的垂线长度最大的一个凸部的中心被定位在以具有所述至少三个凸部的表面的重心为中心并且半径为L/4的第一圆内或在第一圆上，并且
L是在连接所述两个凸部中心的直线方向上的光学元件的长度，并且
所述两个凸部的中心以及所述一个凸部的中心被定位在以具有所述至少三个凸部的表面的重心为中心并且半径为L/10的第二圆外或在第二圆上。
10.如权利要求9所述的光学元件，其特征在于，所述光学元件是用于将光源产生的光经由光学表面成像在用该光扫描的物体上的光学成像元件。
11.一种用于通过使用从光源生成的光扫描物体的光扫描装置，该装置包括至少一个光学元件，其特征在于，该至少一个光学元件包括如权利要求9所述的光学元件。
12.一种用于在感光体上形成图像的成像设备，该设备包括用于通过使用从光源生成的光扫描感光体的光学扫描装置，其特征在于，该光学扫描装置包括如权利要求11所述的光学扫描装置。
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