專利名稱：光掃描裝置和彩色圖像形成裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及激光打印機(jī)、激光傳真機(jī)和數(shù)碼復(fù)印機(jī)等彩色圖像形成裝置所使用的光掃描裝置。
背景技術(shù)：
過去的彩色圖像形成裝置，已知的串列型結(jié)構(gòu)是例如對于配置成水平延伸狀的用紙傳送路設(shè)置多個光掃描裝置，從各個光掃描裝置上依次把墨像轉(zhuǎn)印到沿用紙傳送路移動的用紙上，在用紙上形成彩色圖像。
串列型彩色圖像形成裝置中使用的光掃描裝置，已知的有單純地使用了4個單一光束掃描的過去的光掃描裝置的(日本專利特開2000-141759號公報)結(jié)構(gòu)、使用了單一的光偏轉(zhuǎn)器和4組透鏡系統(tǒng)的(日本專利特開2001-133717號公報)結(jié)構(gòu)、以及采用了單一的光偏轉(zhuǎn)器和4組曲面反射鏡及透鏡的(特開平10-148777號公報)結(jié)構(gòu)。
但是，上述過去的光掃描裝置，存在的問題都是零件數(shù)量多，小型化困難，成本也高。并且，因為使用多個透鏡系統(tǒng)，所以，還存在各掃描線性能的一致性很難實(shí)現(xiàn)的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明正是為了解決上述過去的問題，其目的在于提供一種能夠小型化、能獲得良好的光學(xué)性能的光掃描裝置以及利用它的彩色圖像形成裝置。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的第1光掃描裝置包括多個光源；單一的光偏轉(zhuǎn)器，用于掃描從上述多個光源發(fā)出的各光束；
成像光學(xué)系統(tǒng)，配置在上述多個光源和上述光偏轉(zhuǎn)器之間，用于在上述光偏轉(zhuǎn)器的同一偏振面上形成上述各光束的線像；以及多個曲面反射鏡，配置在與上述多個光源對應(yīng)的多個被掃描面和上述光偏轉(zhuǎn)器之間，分別與上述多個被掃描面對應(yīng)；來自上述成像光學(xué)系統(tǒng)的各光束，向包含上述光偏轉(zhuǎn)器的上述偏振面中心的法線且與主掃描方向相平行的面傾斜地入射；上述多個曲面反射鏡配置在相對于副掃描方向不同的位置，以便使來自上述光偏轉(zhuǎn)器的各光束，向包含上述多個曲面反射鏡的各個頂點(diǎn)的法線且與與主掃描方向平行的面傾斜地入射；將包含上述偏振面中心的法線且與主掃描方向平行的面作為邊界，則上述多個曲面反射鏡，被配置在由上述邊界分割的空間中的同一空間內(nèi)；對上述多個被掃描面進(jìn)行掃描的多個光束的掃描速度大致相等。
本發(fā)明的第2光掃描裝置，包括多個光源；單一的光偏轉(zhuǎn)器，用于掃描從上述多個光源發(fā)出的各光束；成像光學(xué)系統(tǒng)，配置在上述多個光源和上述光偏轉(zhuǎn)器之間，用于在上述光偏轉(zhuǎn)器的同一偏振面上形成上述各光束的線像；以及多個曲面反射鏡，配置在與上述多個光源對應(yīng)的多個被掃描面和上述光偏轉(zhuǎn)器之間，分別與上述多個被掃描面對應(yīng)；來自上述成像光學(xué)系統(tǒng)的各光束，向包含上述光偏轉(zhuǎn)器的上述偏振面中心的法線且與主掃描方向平行的面傾斜地入射；上述多個曲面反射鏡配置在相對于副掃描方向不同的位置，以便使來自上述光偏轉(zhuǎn)器的各光束，向包含上述多個曲面反射鏡的各個頂點(diǎn)的法線且與與主掃描方向平行的面傾斜地入射；將包含上述偏振面中心的法線且與主掃描方向平行的面作為邊界，則上述多個曲面反射鏡，被配置在由上述邊界分割的空間中的同一空間內(nèi)；
從上述成像光學(xué)系統(tǒng)射向上述光偏轉(zhuǎn)器的各光束的主掃描方向的聚束程度或發(fā)散程度大致相等。
本發(fā)明的第3光掃描裝置，包括多個光源；單一的光偏轉(zhuǎn)器，用于掃描從上述多個光源發(fā)出的各光束；成像光學(xué)系統(tǒng)，配置在上述多個光源和上述光偏轉(zhuǎn)器之間，用于在上述光偏轉(zhuǎn)器的同一偏振面上形成上述各光束的線像；以及多個曲面反射鏡，配置在與上述多個光源對應(yīng)的多個被掃描面和上述光偏轉(zhuǎn)器之間，分別與上述多個被掃描面對應(yīng)；來自上述成像光學(xué)系統(tǒng)的各光束，向包含上述光偏轉(zhuǎn)器的上述偏振面中心的法線且與主掃描方向相平行的面傾斜地入射；上述多個曲面反射鏡配置在相對于副掃描方向不同的位置，以便使來自上述光偏轉(zhuǎn)器的各光束，向包含上述多個曲面反射鏡的各個頂點(diǎn)的法線且與與主掃描方向平行的面傾斜地入射；將包含上述偏振面中心的法線且與主掃描方向平行的面作為邊界，則上述多個曲面反射鏡，被配置在由上述邊界分割的空間中的同一空間內(nèi)；在包含上述光偏轉(zhuǎn)器的旋轉(zhuǎn)軸和上述多個曲面反射鏡的頂點(diǎn)的XZ面上，設(shè)上述多個曲面反射鏡中的最上面的曲面反射鏡的頂點(diǎn)和最下面的曲面反射鏡的頂點(diǎn)之間的距離為Lm，上述多個被掃描面中的最上面的被掃描面的中心和最下面的被掃描面的中心之間的距離為Li，上述偏振面和上述最上面的曲面反射鏡的頂點(diǎn)的距離為D1；上述最上面的曲面反射鏡的頂點(diǎn)和上述最上面的被掃描面的中心之間的距離為D2，則能滿足以下的關(guān)系式0.25＜(Lm/Li)/(D1/D2)＜0.45。
本發(fā)明的第4光掃描裝置，包括多個光源；單一的光偏轉(zhuǎn)器，用于掃描從上述多個光源發(fā)出的各光束；
成像光學(xué)系統(tǒng)，配置在上述多個光源和上述光偏轉(zhuǎn)器之間，用于在上述光偏轉(zhuǎn)器的同一偏振面上形成上述各光束的線像；以及多個曲面反射鏡，配置在與上述多個光源對應(yīng)的多個被掃描面和上述光偏轉(zhuǎn)器之間，分別與上述多個被掃描面對應(yīng)；來自上述成像光學(xué)系統(tǒng)的各光束，向包含上述光偏轉(zhuǎn)器的上述偏振面中心的法線且與主掃描方向相平行的面傾斜地入射；上述多個曲面反射鏡配置在相對于副掃描方向不同的位置，以便使來自上述光偏轉(zhuǎn)器的各光束，向包含上述多個曲面反射鏡的各個頂點(diǎn)的法線且與與主掃描方向平行的面傾斜地入射；將包含上述偏振面中心的法線且與主掃描方向平行的面作為邊界，則上述多個曲面反射鏡，被配置在由上述邊界分割的空間中的同一空間內(nèi)；在包含上述光偏轉(zhuǎn)器的旋轉(zhuǎn)軸和上述多個曲面反射鏡的頂點(diǎn)的XZ面上，設(shè)定射向上述多個被掃描面的各光束的中心軸中的最上面和最下面的中心軸所成的角為βr，上述多個被掃描面中的最上面的被掃描面的中心和最下面的被掃描面的中心之間的距離為Li，上述偏振面和上述最上面的曲面反射鏡的頂點(diǎn)之間的距離為D1，上述最上面的曲面反射鏡的頂點(diǎn)和上述最上面的被掃描面的中心之間的距離為D2，則滿足以下的關(guān)系式1.0＜(D1+D2)·tanβr/Li＜1.6。
本發(fā)明的第5光掃描裝置，包括多個光源；單一的光偏轉(zhuǎn)器，用于掃描從上述多個光源發(fā)出的各光束；成像光學(xué)系統(tǒng)，配置在上述多個光源和上述光偏轉(zhuǎn)器之間，用于在上述光偏轉(zhuǎn)器的同一偏振面上形成上述各光束的線像；以及多個曲面反射鏡，配置在與上述多個光源對應(yīng)的多個被掃描面和上述光偏轉(zhuǎn)器之間，分別與上述多個被掃描面對應(yīng)；來自上述成像光學(xué)系統(tǒng)的各光束，向包含上述光偏轉(zhuǎn)器的上述偏振面中心的法線且與主掃描方向相平行的面傾斜地入射；上述多個曲面反射鏡配置在相對于副掃描方向不同的位置，以便使來自上述光偏轉(zhuǎn)器的各光束，向包含上述多個曲面反射鏡的各個頂點(diǎn)的法線且與與主掃描方向平行的面傾斜地入射；將包含上述偏振面中心的法線且與主掃描方向平行的面作為邊界，則上述多個曲面反射鏡，被配置在由上述邊界分割的空間中的同一空間內(nèi)；在包含上述光偏轉(zhuǎn)器的旋轉(zhuǎn)軸和上述多個曲面反射鏡的頂點(diǎn)的XZ面上，設(shè)連結(jié)上述多個曲面反射鏡中的最上面的曲面反射鏡的頂點(diǎn)與最下面的曲面反射鏡的頂點(diǎn)的連結(jié)線、和連結(jié)上述多個被掃描面中的最上面的被掃描面的中心與最下面的被掃描面的中心的連結(jié)線所成的角為Δβ，上述最上面的曲面反射鏡的頂點(diǎn)的法線和來自上述偏振面的光束所成的角度為β2，上述偏振面和上述最上面的曲面反射鏡的頂點(diǎn)之間的距離為D1，上述最上面的曲面反射鏡的頂點(diǎn)和上述最上面的被掃描面的中心之間的距離為D2，則滿足以下的關(guān)系式-1.8＜Δβ/β2-0.2(D1/D2)＜0.4。
本發(fā)明的第6光掃描裝置，包括多個光源；單一的光偏轉(zhuǎn)器，用于掃描從上述多個光源發(fā)出的各光束；成像光學(xué)系統(tǒng)，配置在上述多個光源和上述光偏轉(zhuǎn)器之間，用于在上述光偏轉(zhuǎn)器的同一偏振面上形成上述各光束的線像；以及多個曲面反射鏡，配置在與上述多個光源對應(yīng)的多個被掃描面和上述光偏轉(zhuǎn)器之間，分別與上述多個被掃描面對應(yīng)；來自上述成像光學(xué)系統(tǒng)的各光束，向包含上述光偏轉(zhuǎn)器的上述偏振面中心的法線且與主掃描方向相平行的面傾斜地入射；上述多個曲面反射鏡配置在相對于副掃描方向不同的位置，以便使來自上述光偏轉(zhuǎn)器的各光束，向包含上述多個曲面反射鏡的各個頂點(diǎn)的法線且與與主掃描方向平行的面傾斜地入射；
將包含上述偏振面中心的法線且與主掃描方向平行的面作為邊界，則上述多個曲面反射鏡，被配置在由上述邊界分割的空間中的同一空間內(nèi)；在包含上述光偏轉(zhuǎn)器的旋轉(zhuǎn)軸和上述多個曲面反射鏡的頂點(diǎn)的XZ面上，設(shè)定向上述多個被掃描面入射的各光束的中心軸中的最上面和最下面的中心軸所成的角為βr，將與上述XZ面相垂直且包含上述多個曲面反射鏡的各頂點(diǎn)處的法線的面作為各曲面反射鏡的YZ面，設(shè)上述多個曲面反射鏡中的最上面的曲面反射鏡的頂點(diǎn)處的XZ剖面曲率半徑為RxH，YZ剖面曲率半徑為RyH，最下面的曲面反射鏡的頂點(diǎn)處的XZ剖面曲率半徑為RxL，YZ剖面曲率半徑為RyL，則滿足以下的關(guān)系式0.001＜(1-RyH·RxL/RxH·RyL)/tanβr＜0.012。
本發(fā)明的第7光掃描裝置，包括多個光源；單一的光偏轉(zhuǎn)器，用于掃描從上述多個光源發(fā)出的各光束；成像光學(xué)系統(tǒng)，配置在上述多個光源和上述光偏轉(zhuǎn)器之間，用于在上述光偏轉(zhuǎn)器的同一偏振面上形成上述各光束的線像；以及多個曲面反射鏡，配置在與上述多個光源對應(yīng)的多個被掃描面和上述光偏轉(zhuǎn)器之間，分別與上述多個被掃描面對應(yīng)；來自上述成像光學(xué)系統(tǒng)的各光束，向包含上述光偏轉(zhuǎn)器的上述偏振面中心的法線且與主掃描方向相平行的面傾斜地入射；上述多個曲面反射鏡配置在相對于副掃描方向不同的位置，以便使來自上述光偏轉(zhuǎn)器的各光束，向包含上述多個曲面反射鏡的各個頂點(diǎn)的法線且與與主掃描方向平行的面傾斜地入射；將包含上述偏振面中心的法線且與主掃描方向平行的面作為邊界，則上述多個曲面反射鏡，被配置在由上述邊界分割的空間中的同一空間內(nèi)；
在包含上述光偏轉(zhuǎn)器的旋轉(zhuǎn)軸和上述多個曲面反射鏡的頂點(diǎn)的XZ面上，設(shè)定射向上述多個被掃描面的各光束的中心軸中位于離上述光源最遠(yuǎn)的位置的中心軸、和連結(jié)上述多個被掃描面中配置在離上述光源最遠(yuǎn)的位置上的被掃描面的中心和配置在離上述光源最近的位置上的被掃描面的中心的連結(jié)線所成的角為βid，則滿足以下的關(guān)系式55＜βid≤150。
其次，本發(fā)明的第1彩色圖像形成裝置是具有上述本發(fā)明的任一個光掃描裝置的彩色圖像形成裝置，其中，配置有對不同顏色的墨進(jìn)行顯影的多個顯影器、把由上述多個顯影器顯影后的墨像轉(zhuǎn)印到轉(zhuǎn)印材料上的轉(zhuǎn)印機(jī)構(gòu)、以及對上述轉(zhuǎn)印到上述轉(zhuǎn)印材料上的墨像進(jìn)行定影的定影器，其分別對應(yīng)于配置在上述多個被掃描面上的多個感光體。
本發(fā)明的第2彩色圖像形成裝置是具有滿足55＜βid≤50的關(guān)系的上述光掃描裝置的彩色圖像形成裝置，其中，配置有對不同顏色的墨進(jìn)行顯影的多個顯影器、把由上述多個顯影器顯影后的墨像轉(zhuǎn)印到轉(zhuǎn)印材料上的轉(zhuǎn)印機(jī)構(gòu)、以及對上述轉(zhuǎn)印到上述轉(zhuǎn)印材料上的墨像進(jìn)行定影的定影器，其分別對應(yīng)于配置在上述多個被掃描面上的多個感光體；若把配置有光源的一側(cè)作為上側(cè)，則上述多個被掃描面被依次配置在下側(cè)方向，上述多個被掃描面中的位于離上述光源最遠(yuǎn)的位置上的被掃描面是最下側(cè)的掃描面。
本發(fā)明的第1光掃描裝置，由于對多個被掃描面進(jìn)行掃描的多個光束的掃描速度幾乎相等，所以，能使多個光源的驅(qū)動頻率相同，能簡化電路。
本發(fā)明的第2光掃描裝置，由于從成像光學(xué)系統(tǒng)射向光偏轉(zhuǎn)器的各光束的主掃描方向的聚束程度或發(fā)散程度幾乎相等，所以各光源和第1成像光學(xué)系統(tǒng)的位置調(diào)整機(jī)構(gòu)可以相同，因此能降低調(diào)整成本。
本發(fā)明的第3光掃描裝置，由于能滿足以下關(guān)系式0.25＜(Lm/Li)/(D1/D2)＜0.45
所以，能防止各反射面的間隔減小、光束反射的有效區(qū)重疊，容易使主掃描方向像面彎曲減小到2.5mm以下，容易滿足為實(shí)現(xiàn)分辨率400D.P.I.所需要的1/e2強(qiáng)度的束徑60～80μm以下。
本發(fā)明的第4光掃描裝置，由于能滿足下式關(guān)系1.0＜(D1+D2)·tanβr/Li＜1.6所以，容易使主掃描方向像面彎曲減小到2.5mm以下，容易滿足為實(shí)現(xiàn)分辨率400D.P.I.所需要的1/e2強(qiáng)度的束徑60～80μm以下，能防止各反射面間隔減小、光束反射的有效區(qū)重疊。
本發(fā)明的第5光掃描裝置，由于能滿足下式關(guān)系-1.8＜Δβ/β2-0.2(D1/D2)＜0.4所以，容易使主掃描方向像面彎曲減小到2.5mm以下，容易滿足為實(shí)現(xiàn)分辨率400D.P.I.所需要的1/e2強(qiáng)度的束徑60～80μm以下。
本發(fā)明的第6光掃描裝置，能滿足下式關(guān)系0.001＜[1-RyH·RxL/RxH·RyL]/tanβr＜0.012所以，容易使主掃描方向像面彎曲小于2.5mm，容易滿足為實(shí)現(xiàn)分辨率400D.P.I.所需要的1/e2強(qiáng)度的束徑60～80μm以下。
本發(fā)明的第7光掃描裝置，由于能滿足下式關(guān)系55＜βid≤150所以，能防止離光源最遠(yuǎn)的曲面反射鏡的反射區(qū)遮擋從相鄰的曲面反射鏡射向被掃描面的光束，還能防止離光源最近的曲面反射鏡的反射區(qū)遮擋射向相鄰的曲面反射鏡的光束。因此，能確保良好的光學(xué)性能，同時，能減小各掃描線的相對性能誤差，因此能實(shí)現(xiàn)高分辨率。
在上述本發(fā)明的第1、第2光掃描裝置中，希望由上述多個曲面反射鏡反射的各光束分別直射到各自對應(yīng)的上述被掃描面上。若采用上述這種光掃描裝置，能減少零件數(shù)量，所以能降低部件成本、降低裝配調(diào)整成本，同時能使各掃描線性能均一。
此外，在包括上述光偏轉(zhuǎn)器的旋轉(zhuǎn)軸和上述多個曲面反射鏡頂點(diǎn)的XZ面上，希望上述多個被掃描面的中心配置在大致一條直線上。若采用上述的這種光掃描裝置，在用于彩色圖像形成裝置的情況下，多個感光體、顯影器、轉(zhuǎn)印材料傳送路的配置構(gòu)成容易實(shí)現(xiàn)。
再者，希望形成在上述光偏轉(zhuǎn)器上的上述各光束的線像形成在大致相同的位置。若采用上述的光掃描裝置，則能實(shí)現(xiàn)光偏轉(zhuǎn)器的薄型化，還能實(shí)現(xiàn)裝置整體的小型化。
另外，希望在包括上述光偏轉(zhuǎn)器的旋轉(zhuǎn)軸和上述多個曲面反射鏡的頂點(diǎn)的XZ面上，從上述多個曲面反射鏡射向上述多個被掃描面的各光束的中心軸，任意2個都不是平行的，而是擴(kuò)展成大致扇形。若采用上述這種光掃描裝置，則能實(shí)現(xiàn)光偏轉(zhuǎn)器的小型化。
在上述第3光掃描裝置中，最好是對上述多個被掃描面進(jìn)行掃描的多個光束的掃描速度幾乎相等，而且，從上述成像光學(xué)系統(tǒng)射向上述光偏轉(zhuǎn)器的各光束的主掃描方向的聚束程度或分散程度幾乎相等。若采用上述這種光掃描裝置，則能使多個光源的驅(qū)動頻率相同，能簡化電路，而且能使各光源和第1成像光學(xué)系統(tǒng)的位置調(diào)整機(jī)構(gòu)相同，所以能降低調(diào)整成本。
在上述第4光掃描裝置中，希望滿足下式關(guān)系1.2＜(D1+D2)·tanβr/Li＜1.6在上述關(guān)系式中，若低于下限，則主掃描方向像面彎曲產(chǎn)生1.0mm以上，很難滿足為實(shí)現(xiàn)分辨率600D.P.I.所需要的1/e2強(qiáng)度的束徑40～60μm以下。若超過上限，則結(jié)果各反射面的間隔減小，光束反射的有效區(qū)重疊，難以分離。
在上述第5光掃描裝置中，希望滿足下式關(guān)系-1.4＜Δβ/β2-0.2(D1/D2)＜0在上述關(guān)系式中，若低于下限或高于上限，則主掃描方向像面彎曲產(chǎn)生1.0mm以上，很難滿足為實(shí)現(xiàn)分辨率600D.P.I.所需要的1/e2強(qiáng)度的束徑40～60μm以下。
并且，希望滿足下式關(guān)系-0.9＜Δβ/β2-0.2(D1/D2)＜-0.5
在上述關(guān)系式中，若低于下限或高于上限，則主掃描方向像面彎曲產(chǎn)生0.5mm以上，很難滿足為實(shí)現(xiàn)分辨率1200D.P.I.所需要的1/e2強(qiáng)度的束徑25～40μm以下。
此外，對上述多個被掃描面進(jìn)行掃描的多個光束的掃描速度幾乎相等，而且，從上述成像光學(xué)系統(tǒng)射向上述光偏轉(zhuǎn)器的各光束的主掃描方向的聚束程度或分散程度幾乎相等。若采用上述這種光掃描裝置，則能使多個光源的驅(qū)動頻率相同，能簡化電路，而且能使各光源和第1成像光學(xué)系統(tǒng)的位置調(diào)整機(jī)構(gòu)相同，所以能降低調(diào)整成本。
在上述第6光掃描裝置中，希望滿足下式關(guān)系0.003＜(1-RyH·RxL/RxH·RyL)/tanβr＜0.07在上述關(guān)系式中，若低于下限或高于上限，則主掃描方向像面彎曲產(chǎn)生1.0mm以上，很難滿足為實(shí)現(xiàn)分辨率600D.P.I.所需要的1/e2強(qiáng)度的束徑40～60μm以下。
在上述第7光掃描裝置中，希望對上述多個被掃描面進(jìn)行掃描的多個光束的掃描速度幾乎相等，而且，從上述成像光學(xué)系統(tǒng)射向上述光偏轉(zhuǎn)器的各光束的主掃描方向的聚束程度或分散程度幾乎相等，希望上述βid滿足下式關(guān)系55＜βid＜100若采用該結(jié)構(gòu)，則主掃描方向像面彎曲能小于2.5mm，容易滿足為實(shí)現(xiàn)分辨率400D.P.I.所需要的1/e2強(qiáng)度的束徑60～80μm以下。并且，若使對被掃描面進(jìn)行掃描的光束的掃描速度相等，則能使光源的驅(qū)動頻率相同，能簡化電路。而且，若允許射向光偏轉(zhuǎn)器的各光束的主掃描方向的聚束程度不同，則能比較自由地配置各被掃描面，所以，在以下兩種情況下是有效的，即例如各曲面反射鏡的間隔必須達(dá)到某一寬度以上的情況，或者使多個被掃描面的排列方向傾斜于垂直方向來降低裝置的高度的情況。
另外，在上述各光掃描裝置中，希望在包括上述光偏轉(zhuǎn)器的旋轉(zhuǎn)軸和上述多個曲面反射鏡的頂點(diǎn)的XZ面中，相對于連結(jié)上述多個曲面反射鏡中最上面的曲面反射鏡頂點(diǎn)和最下面的曲面反射鏡頂點(diǎn)的線，其他曲面反射鏡的頂點(diǎn)被配置在與上述多個被掃描面相反的一側(cè)。若采用上述這種光掃描裝置，則既能達(dá)到良好的性能，又能使各掃描線的性能、掃描速度、來自第1成像光學(xué)系統(tǒng)的光束的聚束度均一。
此外，希望上述多個曲面反射鏡的副掃描方向剖面形狀是圓弧。若采用上述這種光掃描裝置，則多個曲面反射鏡成為容易加工、容易測量的形狀。
再者，希望上述多個曲面反射鏡是對傾斜入射引起的掃描線彎曲進(jìn)行校正的形狀。
而且，希望上述多個曲面反射鏡相對于包含括各頂點(diǎn)的法線且與主掃描方向相平行的YZ面，是非對稱的。若采用上述這樣的光掃描裝置，則能校正由傾斜入射引起的掃描線彎曲。
再者，希望上述多個曲面反射鏡中，位于上述YZ面和曲面相交的曲線、即母線上的頂點(diǎn)以外的各點(diǎn)的法線，是不包含在上述YZ面內(nèi)的扭曲形狀。若采用上述這種光掃描裝置，則能簡化各光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，能校正因光束的斜入射而引起的光線像差，而且能校正掃描線彎曲。
此外，希望在上述曲面反射鏡是扭曲形狀的光掃描裝置中，上述母線上的各點(diǎn)的法線和上述YZ面形成的角度，越靠近周邊越大。若采用上述這種光掃描裝置，則能校正因斜入射而產(chǎn)生的掃描線彎曲。
再者，當(dāng)被上述曲面反射鏡反射的光束相對于來自上述偏光面的入射光束所形成的角度為正方向的情況下，希望上述母線上各點(diǎn)的法線與上述YZ面形成的角度的方向，是正方向。若采用上述這樣的光掃描裝置，能校正因斜入射而引起的掃描線彎曲。
而且，在上述各光掃描裝置中，希望上述多個曲面反射鏡是頂點(diǎn)的主掃描方向的曲率半徑和副掃描方向的曲率半徑不相同的變形反射鏡。若采用上述這種光掃描裝置，則能使主掃描方向成像位置和副掃描方向成像位置分別位于各被掃描面附近。
再者，希望上述多個曲面反射鏡是主掃描方向、副掃描方向均為凹面的反射鏡面。若采用上述這樣的光掃描裝置，則能使主掃描方向成像位置和副掃描方向成像位置分別位于被掃描面附近。
另外，希望上述多個曲面反射鏡是副掃描方向的折射率在主掃描方向上的中心部和周圍部變化的反射鏡面。若采用上述這種光掃描裝置，則能校正副掃描方向像面彎曲。
此外，希望上述多個曲面反射鏡的副掃描方向剖面的曲率半徑不依靠主掃描方向剖面形狀。若采用這種光掃描裝置，則能校正副掃描方向像面彎曲。
再者，希望上述成像光學(xué)系統(tǒng)使來自上述多個光源部的光束對于主掃描方向成為聚束光束。若采用上述這種光掃描裝置，則能使主掃描方向、副掃描方向的各像面彎曲、fθ特性成為良好特性。
并且，希望上述多個光源部的至少一個具有波長可變光源和波長控制部。若采用上述這樣的光掃描裝置，則像點(diǎn)的大小幾乎與波長成正比，所以，若控制波長，即可任意控制感光鼓上成像的點(diǎn)的大小，而且，因為第2成像光學(xué)系統(tǒng)僅由反射鏡構(gòu)成，所以完全不會產(chǎn)生色像差，所以不使fθ特性等性能變差而能夠任意改變分辨率。
并且，在本發(fā)明的彩色圖像形成裝置中，希望上述βid能滿足下式90＜βid≤150若采用該結(jié)構(gòu)，則因為角度βid是鈍角，所以能使感光鼓30a～30d的排列方向相對于垂直方向傾斜，能降低裝置的高度，有利于裝置的小型化。并且，如圖33所示，能使從中間轉(zhuǎn)印帶33對用紙的轉(zhuǎn)印位置位于最上部，所以，容易轉(zhuǎn)印。


圖1是用與副掃描方向平行的平面對涉及本發(fā)明一實(shí)施方式的光掃描裝置剖切的剖面圖。
圖2A是第1實(shí)施例的主掃描方向像面彎曲。
圖2B是第1實(shí)施例的副掃描方向像面彎曲。
圖3A是第1實(shí)施例的fθ誤差。
圖3B是第1實(shí)施例的掃描線彎曲。
圖4A是第2實(shí)施例的主掃描方向像面彎曲。
圖4B是第2實(shí)施例的副掃描方向像面彎曲。
圖5A是第2實(shí)施例的fθ誤差。
圖5B是第2實(shí)施例的掃描線彎曲。
圖6A是第3實(shí)施例的主掃描方向像面彎曲。
圖6B是第3實(shí)施例的副掃描方向像面彎曲。
圖7A是第3實(shí)施例的fθ誤差。
圖7B是第3實(shí)施例的掃描線彎曲。
圖8A是第4實(shí)施例的主掃描方向像面彎曲。
圖8B是第4實(shí)施例的副掃描方向像面彎曲。
圖9A是第4實(shí)施例的fθ誤差。
圖9B是第4實(shí)施例的掃描線彎曲。
圖10A是第5實(shí)施例的主掃描方向像面彎曲。
圖10B是第5實(shí)施例的副掃描方向像面彎曲。
圖11A是第5實(shí)施例的fθ誤差。
圖11B是第5實(shí)施例的掃描線彎曲。
圖12A是第6實(shí)施例的主掃描方向像面彎曲。
圖12B是第6實(shí)施例的副掃描方向像面彎曲。
圖13A是第6實(shí)施例的fθ誤差。
圖13B是第6實(shí)施例的掃描線彎曲。
圖14A是第7實(shí)施例的主掃描方向像面彎曲。
圖14B是第7實(shí)施例的副掃描方向像面彎曲。
圖15A是第7實(shí)施例的fθ誤差。
圖15B是第7實(shí)施例的掃描線彎曲。
圖16A是第8實(shí)施例的主掃描方向像面彎曲。
圖16B是第8實(shí)施例的副掃描方向像面彎曲。
圖17A是第8實(shí)施例的fθ誤差。
圖17B是第8實(shí)施例的掃描線彎曲。
圖18A是第9實(shí)施例的主掃描方向像面彎曲。
圖18B是第9實(shí)施例的副掃描方向像面彎曲。
圖19A是第9實(shí)施例的fθ誤差。
圖19B是第9實(shí)施例的掃描線彎曲。
圖20A是第10實(shí)施例的主掃描方向像面彎曲。
圖20B是第10實(shí)施例的副掃描方向像面彎曲。
圖21A是第10實(shí)施例的fθ誤差。
圖21B是第10實(shí)施例的掃描線彎曲。
圖22是用與副掃描方向平行的平面對涉及第4實(shí)施方式的光掃描裝置剖切的剖面圖。
圖23是用與副掃描方向平行的平面對涉及第4實(shí)施方式的光掃描裝置剖切的剖面圖。
圖24A是第11實(shí)施例的主掃描方向像面彎曲。
圖24B是第11實(shí)施例的副掃描方向像面彎曲。
圖25A是第11實(shí)施例的fθ誤差。
圖25B是第11實(shí)施例的掃描線彎曲。
圖26A是第12實(shí)施例的主掃描方向像面彎曲。
圖26B是第12實(shí)施例的副掃描方向像面彎曲。
圖27A是第12實(shí)施例的fθ誤差。
圖27B是第12實(shí)施例的掃描線彎曲。
圖28A是第13實(shí)施例的主掃描方向像面彎曲。
圖28B是第13實(shí)施例的副掃描方向像面彎曲。
圖29A是第13實(shí)施例的fθ誤差。
圖29B是第13實(shí)施例的掃描線彎曲。
圖30A是第14實(shí)施例的主掃描方向像面彎曲。
圖30B是第14實(shí)施例的副掃描方向像面彎曲。
圖31A是第14實(shí)施例的fθ誤差。
圖31B是第14實(shí)施例的掃描線彎曲。
圖32是涉及本發(fā)明第5實(shí)施方式的彩色圖像形成裝置的概要剖面圖。
圖33是涉及本發(fā)明第6實(shí)施方式的彩色圖像形成裝置的概要剖面圖。
最佳實(shí)施方式以下參照附圖，詳細(xì)說明本發(fā)明的一實(shí)施方式。
圖1表示涉及本發(fā)明的一實(shí)施方式的光掃描裝置的基本結(jié)構(gòu)圖。本圖是用包含多面反射鏡4的旋轉(zhuǎn)軸5和多個曲面反射鏡7a～7d的頂點(diǎn)在內(nèi)的面(以下簡稱為“XZ面”)對涉及本實(shí)施方式的光掃描裝置進(jìn)行剖切的剖面圖。
在圖1中，作為光源的半導(dǎo)體激光器1a～1d射出的各光束，通過構(gòu)成與各半導(dǎo)體激光器1a～1d相對應(yīng)的第1成像光學(xué)系統(tǒng)的軸對稱透鏡2a～2d，分別變成較緩的聚束光，入射到同樣地構(gòu)成第1成像光學(xué)系統(tǒng)的圓柱透鏡3內(nèi)。軸對稱透鏡2a～2d是在主掃描方向、副掃描方向兩個方向均具有折射能力的透鏡；圓柱透鏡3是僅在副掃描方向上具有折射能力的透鏡；入射到圓柱透鏡3的光束僅在副掃描方向上聚束。
該聚束光傾斜地射入到作為光偏轉(zhuǎn)器的多面反射鏡4內(nèi)，在偏振面4a上形成線像，以便使各焦線重合。也就是說，偏振面4a上的線像形成在幾乎相同的位置，能實(shí)現(xiàn)多面反射鏡4的薄型化，也能使裝置整體小型化。
在此，水平面6是包含多面反射鏡4的偏振面4a的中心的法線在內(nèi)的面，而且，是與沿主掃描方向(與圖1的紙面相垂直的方向)延伸的面相平行的面。上述的所謂斜入射是指傾斜地射入到該水平面6內(nèi)。而且，水平面6在圖1中是用直線圖示，是向包括該直線、向與紙面相垂直的方向延伸的面。
其次，由多面反射鏡4偏振的各光束斜入射到作為第2成像光學(xué)系統(tǒng)的曲面反射鏡7a～7d內(nèi)。所謂斜入射是指，相對于包括曲面反射鏡7a～7d的各頂點(diǎn)的法線且與主掃描方向相平行的面，來自多面反射鏡4的各光束傾斜地入射。曲面反射鏡7a～7d產(chǎn)生的反射光束在被掃描面8a、8d上成像。利用這種斜入射，把多個曲面反射鏡7a～7d配置在相對于副掃描方向不同的位置。再者，若以水平面6為邊界，曲面反射鏡7a～7d則被配置在相同側(cè)(與半導(dǎo)體激光器1a～1d相反的一側(cè))。
如此，從多面反射鏡4來的反射光束不返回到圓柱透鏡3。不必再相對主掃描方向斜入射，所以能使曲面反射鏡7a～7d的形狀成為相對于包含偏振面4a的法線且與副掃描方向相平行的面成面對稱的形狀。
此外，在本實(shí)施方式中，在XZ面內(nèi)，從曲面反射鏡7a～7d向多個被掃描面8a～8d發(fā)射的各光束的中心軸是其任意2個都相互不平行，而是擴(kuò)展成大致扇形的方向。也就是說，若考察任意2個光束的中心軸，則是朝被掃描面8a～8d側(cè)擴(kuò)展。因此，在本實(shí)施方式中實(shí)現(xiàn)了多面反射鏡4的小型化。也就是說，在使各中心軸平行的構(gòu)成中，為了使任一光學(xué)系統(tǒng)均有良好性能，偏振面4a的焦線位置有很大不同，多面反射鏡4體積增大，成本提高。
而且，在本實(shí)施方式中的XZ面內(nèi)，各被掃描面8a～8d的中心按等間隔配置在一條直線上。在這種結(jié)構(gòu)用于彩色圖像形成裝置的情況下，構(gòu)成多個感光體、顯影器、和轉(zhuǎn)印材料傳送路的配置結(jié)構(gòu)容易實(shí)現(xiàn)。
再者，在本實(shí)施方式中，曲面反射鏡具有光束折彎機(jī)構(gòu)的功能，所以，在曲面反射鏡7a～7d和被掃描面之間不配置光束折彎機(jī)構(gòu)。也就是說，由曲面反射鏡7a～7d反射的各光束分別直接進(jìn)入到對應(yīng)的被掃描面8a～8d。這樣，能減少零件數(shù)量，所以，能降低零件成本、裝配調(diào)整成本，并且能使各掃描線的性能均一。
此外，設(shè)計成光束在被掃描面8a～8d上掃描的各掃描速度相等。其實(shí)現(xiàn)的方法是對多面反射鏡4、曲面反射鏡7a～7d和被掃描面8a～8d進(jìn)行適當(dāng)配置，此外，對曲面反射鏡7a～7d進(jìn)行優(yōu)化。這樣的結(jié)構(gòu)能使光源的驅(qū)動頻率相同，能簡化電路。
在本圖的例中，曲面反射鏡7a～7d在XZ面內(nèi)，相對于連結(jié)最上面的曲面反射鏡7d的頂點(diǎn)和最下面的曲面反射鏡7a的頂點(diǎn)的連結(jié)線，其他曲面反射鏡7b、7c的頂點(diǎn)被配置在與被掃描面8a～8d相反的一側(cè)。利用這種結(jié)構(gòu)，能減小偏振面4a與各曲面反射鏡7a～7d的頂點(diǎn)之間的距離的差異，所以，既能獲得良好的性能，又能使各掃描線的性能、掃描速度均一。而且，在后面說明的第2、3實(shí)施方式中，在獲得良好性能的同時，又能使各掃描線的性能、從第1成像光學(xué)系統(tǒng)來的光束的聚束度均一。
各曲面反射鏡7a～7d的形狀，由掃描方向剖面的非圓弧形狀、與各像高對應(yīng)的副掃描方向的曲率半徑?jīng)Q定，以便校正主像面彎曲、副像面彎曲和fθ誤差，。此外，因為副掃描方向剖面形狀采用圓弧形，所以容易加工和測量。
再者，采用校正由斜入射而產(chǎn)生的掃描線彎曲的形狀，并且，為了校正掃描線彎曲，決定與各像高對應(yīng)的位置上的面的扭曲量。更具體地說，曲面反射鏡7a～7d，具有以下4種結(jié)構(gòu)①相對于包含各頂點(diǎn)的法線且與主掃描方向相平行的YZ面，是非對稱的。②位于上述YZ面和曲面相交的曲線、即母線上的頂點(diǎn)以外的各點(diǎn)的法線是未包含在上述YZ面內(nèi)的扭曲形狀。③上述母線上的各點(diǎn)的法線與上述YZ面所成的角度，越靠周邊越大。④當(dāng)由曲面反射鏡7a～7d反射的光束相對于來自偏振面4a的入射光束所成的角度為正方向的情況下，上述母線的各點(diǎn)的法線與上述YZ面所成的角度的方向，是正的方向。
此外，曲面反射鏡7a～7d，還具有以下兩種結(jié)構(gòu)⑤是頂點(diǎn)處的主掃描方向的曲率半徑和副掃描方向的曲率半徑不同的變形反射鏡。⑥是主掃描方向和副掃描方向均為凹面的反射鏡面。這樣一來，能使主掃描方向成像位置和副掃描方向成像位置分別位于被掃描面附近。
另外，曲面反射鏡7a～7d還具有以下兩種結(jié)構(gòu)⑦是副掃描方向的折射能力在主掃描方向上的中心部和周邊部進(jìn)行變化的反射鏡面。⑧副掃描方向剖面的曲率半徑不依靠主掃描方向剖面形狀。這樣一來，能校正副掃描方向像面彎曲。
各曲面反射鏡的面形狀由下式表示，即在以面的頂點(diǎn)為原點(diǎn)、副掃描方向為x軸、主掃描方向為y軸、頂點(diǎn)處的法線為z軸的正交坐標(biāo)系中，將副掃描方向坐標(biāo)為x(mm)、主掃描方向坐標(biāo)為y(mm)的位置上的自頂點(diǎn)的下垂量作為以入射光束前進(jìn)的方向為正向時的z(mm)，則z由下式1表示。
式1z=f(y)+x2g(y)-2x·sin{θ(y)}cos{θ(y)}+cos2{θ(y)}-[xg(y)]2+2x·sin{θ(y)}g(y)]]>在式1中，f(y)是表示母線上的形狀即非圓弧的式子，用下式2表示。
式2f(y)=[y2RDy]1+1-(1+k)[yRDy]2+ADy4+AEy6+AFy8+AGy10]]>其中，g(y)是y位置上的副掃描方向(x方向)的曲率半徑，θ(y)是y位置上的扭曲量，分別由下面的式3、式4表示。
式3g(y)＝RDx(1+BCy2+BDy4+BEy6+BFy8+BGy10)式4
θ(y)＝ECy2+EDy4+EEy6在此，在上式2～4中，RDy(mm)是頂點(diǎn)處的主掃描方向曲率半徑；RDx(mm)是副掃描方向曲率半徑；k是表示母線形狀的圓錐常數(shù)。并且，AD、AE、AF、AG是表示母線形狀的高次常數(shù)，BC、BD、BE、BF、BG是決定y位置上的副掃描方向曲率半徑的常數(shù)，EC、ED、EE是決定y位置上的扭曲量的扭曲常數(shù)。
而且，曲面反射鏡形狀不僅僅限于由式(1)所表示的形狀，如果能表示同樣的形狀，那么也可以用其他公式。
此外，有關(guān)上述曲面反射鏡形狀的說明，對于以下的第2、3實(shí)施方式也是一樣。
第1實(shí)施例以下，利用表1表示本實(shí)施方式的第1實(shí)施例。
表1Ymax＝110，rp＝17.32 βid＝136.1

表中，a～d對應(yīng)于被掃描面8a～8d。并且，β1(度)是來自各半導(dǎo)體激光器1a～1d的光束的中心軸與水平面6形成的角；β2(度)是各曲面反射鏡7a～7d的頂點(diǎn)處的法線(圖1的虛線)與各光束的中心軸所形成的角；D1(mm)是偏振反射點(diǎn)和各曲面反射鏡7a～7d的頂點(diǎn)之間的距離；D2是各曲面反射鏡7a～7d的頂點(diǎn)和各被掃描面8a～8d的中心之間的距離；rp(mm)是多面反射鏡4的內(nèi)接半徑；Ymax(mm)是最大像高；α(度)是與最大像高相對應(yīng)的多面旋轉(zhuǎn)角。在本第1實(shí)施例中，被掃描面間隔G(圖1)是25mm。
此外，作為表示朝向多面反射鏡4的各光束的主掃描方向的聚束度的值，采用了S(mm)。S(mm)是在后方完全沒有光學(xué)系統(tǒng)時的主掃描方向的成像位置和偏振反射點(diǎn)之間的距離。S(mm)以朝向光源的方向為正。因此，若是負(fù)值，則表明是聚束光。這些關(guān)于表1的各符號的說明，對以下的表2～10、12～15也是同樣適用。
在本實(shí)施例中，設(shè)計成在被掃描面8a～8d上進(jìn)行掃描的光束的各掃描速度相等。所以，在a～d中，多面旋轉(zhuǎn)角α均為10.754(度)，是相同的值。
圖2、3表示第1實(shí)施例的測量結(jié)果。圖2A表示主掃描方向像面彎曲(CM)；圖2B表示副掃描方向像面彎曲(CS)；圖3A表示誤差(fθ)；圖4B表示掃描線彎曲(BOW)。在各圖中，縱軸Y是像高，線的種類a～d對應(yīng)于被掃描面8a～8d。
當(dāng)設(shè)定掃描中心附近的多面的、對應(yīng)每個單位旋轉(zhuǎn)角的掃描速度(在感光鼓表面上光束掃描的速度)為V(mm)，多面旋轉(zhuǎn)角為α(度)，像高為Y(mm)時，fθ誤差(ΔY)是由下面的式5表示的量。
式5ΔY＝Y(jié)-V×α以上關(guān)于圖2的說明，對以下的圖4、6、8、10、12、14、16、18、20、24、26、28和30也同樣適用。關(guān)于圖3的說明，對以下圖5、7、9、11、13、15、17、19、25、27、29和31也同樣適用。
從圖2和圖3中可以看出，第1實(shí)施例是良好的光學(xué)性能，而且各掃描線的相對性能誤差小，能實(shí)現(xiàn)高分辨率。
而且，因為掃描速度相等，所以，能使光源的驅(qū)動頻率相同，能簡化電路。并且如表1所示，在第1實(shí)施例中，S值在a～d中各不相同，允許朝向光偏轉(zhuǎn)器的各光束的主掃描方向的聚束程度不同，所以，能比較自由地配置曲面反射鏡，例如，對于各曲面反射鏡的間隔必須達(dá)到一定寬度以上等情況下是有效的。
第2實(shí)施方式涉及第2實(shí)施方式的光掃描裝置的基本結(jié)構(gòu)與圖1所示的第1實(shí)施方式相同。第2實(shí)施方式與第1實(shí)施方式的不同點(diǎn)是設(shè)計配置成由軸對稱透鏡2a～2d產(chǎn)生的各光束的聚束程度相等。
第2實(shí)施例
以下用表2表示本實(shí)施方式的第2實(shí)施例。而且，本實(shí)施例的被掃描面間隔G(圖1)是25mm。
表2Ymax＝110，rp＝17.32 βid＝84.6

在本實(shí)施例中，由于設(shè)計配置成由軸對稱透鏡2a～2d引起的各光束的聚束程度相等，所以，在a～d中，距離S均為-831.75，是相同值。另一方面，允許對各被掃描面進(jìn)行掃描的各光束的掃描速度不同，在a～d中，多面旋轉(zhuǎn)角α分別為不同值。
圖4、5表示第2實(shí)施例的測量結(jié)果，從圖4、圖5中可以看出，第2實(shí)施例是良好的光學(xué)性能，而且，各掃描線的相對性能誤差小，能實(shí)現(xiàn)高分辨率。
并且，由于朝向光偏轉(zhuǎn)器的各光束的主掃描方向的聚束程度相等，所以能使各光源和第1成像光學(xué)系統(tǒng)的位置調(diào)整機(jī)構(gòu)相同，能降低調(diào)整成本。再者，允許對各被掃描面進(jìn)行掃描的各光束的掃描速度不同，因此，能比較自由地配置曲面反射鏡，例如對各曲面反射鏡的間隔必須為某一寬度以上等情況是有效的。
第3實(shí)施方式涉及第3實(shí)施方式的光掃描裝置的基本結(jié)構(gòu)與圖1所示的第1實(shí)施方式相同。在本實(shí)施方式中，與第1實(shí)施方式一樣，設(shè)計成在被掃描面8a～8d上進(jìn)行光束掃描時的各掃描速度相等。此基礎(chǔ)上，設(shè)計配置成由軸對稱透鏡2a～2d引起的各光束的聚束程度相等。
在此，假定在XZ面內(nèi)，曲面反射鏡7a～7d中的最上面的曲面反射鏡7d的頂點(diǎn)和最下面的曲面反射鏡7a的頂點(diǎn)的距離為Lm；被掃描面8a～8d中的最上面的被掃描面8d的中心和最下面的被掃描面8a的中心的距離為Li；偏振面4a和最上面的曲面反射鏡7d的頂點(diǎn)的距離為D1；最上面的曲面反射鏡7d的頂點(diǎn)和最上面的被掃描面8d的中心的距離為D2，那么，本實(shí)施方式能滿足以下的式6。
式6 0.25＜(Lm/Li)/(D1/D2)＜0.45在式6中，若低于下限，則各反射面的間隔減小，光束反射的有效區(qū)重合，很難分離。若高于上限，則主掃描方向像面彎曲產(chǎn)生2.5mm以上，很難滿足為實(shí)現(xiàn)分辨率400D.P.I.所需要的1/e2強(qiáng)度的束徑60～80μm以下。
而且，在XZ面中，若在射向多個被掃描面8a～8d的各光束的中心軸中，最上面的中心軸和最下面的中心軸所形成的角度為βr，則本實(shí)施方式滿足以下的式7。
式7 1.0＜(D1+D2)·tanβr/Li＜1.6在式7中，若低于下限，則主掃描方向像面彎曲產(chǎn)生2.5mm以上，很難滿足為實(shí)現(xiàn)分辨率400D.P.I.所需要的1/e2強(qiáng)度的束徑60～80μm以下。若高于上限，則結(jié)果是各反射面的間隔減小，光束反射的有效區(qū)重合，很難分離。
為了達(dá)到更高的分辨率，希望滿足以下的式8，進(jìn)一步校正主掃描方向像面彎曲式81.2＜(D1+D2)·tanβr/Li＜1.6在式8中，若低于下限，則主掃描方向像面彎曲產(chǎn)生1.0mm以上，很難滿足為實(shí)現(xiàn)分辨率600D.P.I.所需要的1/e2強(qiáng)度的束徑40～60μm以下。若高于上限，則結(jié)果是各反射面的間隔減小，光束反射的有效區(qū)重合，很難分離。
此外，假定在XZ面內(nèi)，連結(jié)曲面反射鏡7a～7d中的最上面的曲面反射鏡7d的頂點(diǎn)與最下面的曲面反射鏡7a的頂點(diǎn)的連結(jié)線、和連結(jié)被掃描面8a～8d中的最上面的被掃描面8d的中心與最下面的被掃描面8a的中心的連結(jié)線所形成的角度為Δβ；最上面的曲面反射鏡7d的頂點(diǎn)處的法線與來自偏振面4a的光束所形成的角度為β2，那么，本實(shí)施方式滿足以下的式9。
式9 -1.8＜Δβ/β2-0.2(D1+D2)＜0.4在式9中，若低于下限或高于上限，則主掃描方向像面彎曲產(chǎn)生2.5mm以上，很難滿足為實(shí)現(xiàn)分辨率400D.P.I.所需要的1/e2強(qiáng)度的束徑60～80μm以下。
為了達(dá)到更高的分辨率，希望滿足以下的式10。
式10-1.4＜Δβ/β2-0.2(D1+D2)＜0在式10中，若低于下限或高于上限，則主掃描方向像面彎曲產(chǎn)生1.0mm以上，很難滿足為實(shí)現(xiàn)分辨率600D.P.I.所需要的1/e2強(qiáng)度的束徑40～60μm以下。
為了進(jìn)一步提高分辨率，希望滿足以下的式11。
式11 -0.9＜Δβ/β2-0.2(D1+D2)＜-0.5在式11中，若低于下限或高于上限，則主掃描方向像面彎曲產(chǎn)生0.5mm以上，很難滿足為實(shí)現(xiàn)分辨率1200D.P.I.所需要的1/e2強(qiáng)度的束徑25～40μm以下。
并且，將與XZ面相垂直且包含多個曲面反射鏡7a～7d的各頂點(diǎn)處的法線的面作為各曲面反射鏡中的YZ面，將多個曲面反射鏡中的最上面的曲面反射鏡的頂點(diǎn)處的XZ剖面曲率半徑設(shè)為RxH、YZ剖面曲率半徑設(shè)為RyH、最下面的曲面反射鏡的頂點(diǎn)處的XZ剖面曲率半徑設(shè)為RxL、YZ剖面曲率半徑設(shè)為RyL，那么，本實(shí)施方式滿足以下的式12。
式12 0.001＜(1-RyH·RxL/RxH·RyL)/tanβr＜0.012在式12中，若低于下限或高于上限，則主掃描方向像面彎曲產(chǎn)生2.5mm以上，很難滿足為實(shí)現(xiàn)分辨率400D.P.I.所需要的1/e2強(qiáng)度的束徑60～80μm以下。
為了進(jìn)一步提高分辨率，希望滿足以下的式13。
式13 0.003＜(1-RyH·RxL/RxH·RyL)/tanβr＜0.007在式13中，若低于下限或高于上限，則主掃描方向像面彎曲產(chǎn)生1.0mm以上，很難滿足為實(shí)現(xiàn)分辨率600D.P.I.所需要的1/e2強(qiáng)度的束徑40～60μm以下。
以下，用表3～10表示本實(shí)施方式的第3～10實(shí)施例。而且，第8、9實(shí)施例的被掃描面間隔G(圖1)是30mm，其他實(shí)施例的被掃描面間隔為25mm。
第3實(shí)施例表3Ymax＝110，rp＝17.32 Lm＝28.23，Li＝75，βm＝88.7，βi＝-88.4，Δβ＝-7.9，βr＝12.658，βid＝76.1

第4實(shí)施例表4Ymax＝110，rp＝17.32 Lm＝33.45，Li＝75，βm＝89.4，βi＝-81.5，Δβ＝-9.1，βr＝16.305，βid＝72.0

第5實(shí)施例表5Ymax＝110，rp＝17.32 Lm＝34.19，Li＝75，βm＝-89.8，βi＝-84.2，Δβ＝-5.6，βr＝11.366，βid＝78.3

第6實(shí)施例表6Ymax＝110，rp＝17.32 Lm＝17.20，Li＝75，βm＝88.2，βi＝-80.7，Δβ＝-11.1，βr＝18.779，βid＝73.5

第7實(shí)施例表7Ymax＝110，rp＝17.32 Lm＝34.23，Li＝90，βm＝89.1，βi＝-83.9，Δβ＝-7.0，βr＝15.150，βid＝75.6

第8實(shí)施例表8Ymax＝110，rp＝17.32 Lm＝32.73，Li＝90，βm＝89.4，βi＝-84.4，Δβ＝-6.2，βr＝18.51，βid＝75.0

第9實(shí)施例表9Ymax＝110，rp＝17.32 Lm＝34.83，Li＝75，βm＝-56.6，βi＝-63.7，Δβ＝7.1.βr＝10.72，βid＝95.8

第10實(shí)施例表10Ymax＝110，rp＝17.32 Lm＝28.36，Li＝75，βm＝74.1，βi＝-89.9，Δβ＝-16.0，βr＝12.996，βid＝69.6

第3～10實(shí)施例均能滿足上述的式6、式7、式9和式12，第3～8實(shí)施例能滿足上述的式8、式11和式13。與各實(shí)施例的各式相當(dāng)?shù)臄?shù)值示于以下的表11內(nèi)。
表11

表11中，曲率半徑條件式是指式12或式13。
圖6、圖7表示第3實(shí)施例，圖8、圖9表示第4實(shí)施例，圖10、圖11表示第5實(shí)施例，圖12、圖13表示第6實(shí)施例，圖14、圖15表示第7實(shí)施例，圖16、圖17表示第8實(shí)施例，圖18、圖19表示第9實(shí)施例，圖20、圖21表示第10實(shí)施例的測量結(jié)果。
從圖6～圖21中可以看出，第3～10實(shí)施例的全部的副掃描方向像面彎曲、fθ誤差、和掃描線彎曲特性均為良好。
而且，第3～8實(shí)施例滿足上述式7、式9和式12。主掃描方向像面彎曲也能獲得±1mm以內(nèi)的良好特性。
第9、10實(shí)施例，是對曲面反射鏡的配置有限制的情況下的實(shí)施例。能滿足上述式6、式7和式9。第9、10實(shí)施例的數(shù)值接近各式的上限或下限，所以，主掃描方向像面彎曲與數(shù)值例3～8相比，較大。
再者，本實(shí)施方式與第1、2實(shí)施方式相比，配置自由度減小，但掃描速度相等(多面旋轉(zhuǎn)角α相等)，所以能使光源的驅(qū)動頻率相同，能簡化電路，并且，朝向光偏轉(zhuǎn)器的各光束的主掃描方向的聚束程度相等(距離S相等)，所以，能使各光源和第1成像光學(xué)系統(tǒng)的位置調(diào)整機(jī)構(gòu)相同，能降低調(diào)整成本。
而且，利用全部滿足上述式6、式7、式9和式12的實(shí)施例說明了本實(shí)施方式。但也可以是滿足這些式中至少一個式子的結(jié)構(gòu)。
第4實(shí)施方式涉及第4實(shí)施方式的光掃描裝置的基本結(jié)構(gòu)，與圖1所示的第1實(shí)施方式相同。用與副掃描方向相平行的平面對涉及第4實(shí)施方式的光掃描裝置進(jìn)行剖切的剖面圖示于圖22、23。光掃描裝置的結(jié)構(gòu)部件和圖1所示的第1實(shí)施方式相同，本實(shí)施方式的特征在于各結(jié)構(gòu)件的配置位置。
具體來說，在XZ面上，射向多個被掃描面8a～8d的各光束的中心軸中的離半導(dǎo)體激光器1a～1d最遠(yuǎn)的位置上的中心軸、和連結(jié)被掃描面8a～8d中離光源1a～1d最遠(yuǎn)的位置上的被掃描面8d的中心與離半導(dǎo)體激光器1a～1d最近的位置上的被掃描面8a的中心的連結(jié)線所成的角，假定為βid(度)，則滿足以下的式14。
式14 55＜βid≤150通過滿足該關(guān)系式，即可防止離半導(dǎo)體激光器1a～1d最遠(yuǎn)的曲面反射鏡7d的反射區(qū)遮擋從鄰接的曲面反射鏡7c射向被掃描面8c的光束，還可防止離半導(dǎo)體激光器1a～1d最近的曲面反射鏡7a的反射區(qū)遮擋射向鄰接的曲面反射鏡7b的光束。因此，能確保良好的光學(xué)性能，并且能減小各掃描線的相對性能誤差，所以，能實(shí)現(xiàn)高分辨率。
在此，圖22表示式14的βid接近下限的結(jié)構(gòu)。在本圖的結(jié)構(gòu)中，曲面反射鏡7d的反射區(qū)和來自曲面反射鏡7c的光束之間的間隔變小。因此，若βid低于下限，則離半導(dǎo)體激光器1a～1d最遠(yuǎn)的曲面反射鏡7d的反射區(qū)遮擋從鄰接的曲面反射鏡7c射向被掃描面8c的光束。
另一方面，圖23表示式14的βid接近上限的結(jié)構(gòu)。本圖的結(jié)構(gòu)中，曲面反射鏡7a的反射區(qū)和射向曲面反射鏡7b的光束之間的間隔變小。因此，若βid高于上限，則離半導(dǎo)體激光器1a～1d最近的曲面反射鏡7a的反射區(qū)遮擋射向鄰接的曲面反射鏡7b的光束。
此外，若使在被掃描面8a～8d的各被掃描面上進(jìn)行掃描的光束的掃描速度相等，則能使光源的驅(qū)動頻率相同，能簡化電路。
再者，也可以使在被掃描面8a～8d上進(jìn)行掃描的多個光束的掃描速度大致上相等，而且使射向多面反射鏡4的各光束的主掃描方向的聚束程度或分散程度大致相等，并滿足下式15。
式15 55＜βid≤100若采用該結(jié)構(gòu)，則能使主掃描方向像面彎曲小于2.5mm，容易滿足為實(shí)現(xiàn)分辨率400D.P.I.所需要的1/e2強(qiáng)度的束徑60～80μm以下。
而且，如果允許射向多面反射鏡4的各光束的主掃描方向的聚束程度不同，那么，能比較自由地配置各被掃描面8a～8d，所以，例如在各曲面反射鏡7a～7d的間隔必須達(dá)到某一寬度以上的情況、或者使多個被掃描面(感光鼓)的排列方向相對于垂直方向傾斜而降低裝置的高度的情況下有效。
再者，也可以如上述第3實(shí)施方式那樣，也可以采用滿足上述的式6、式7、式9和式12中的至少一個的結(jié)構(gòu)。
以下用表12～15來表示涉及本實(shí)施方式的第11～14實(shí)施例。在以下各實(shí)施例中，被掃描面間隔G為30mm。
第11實(shí)施例表12Ymax＝110，rp＝17.32，βid＝57

第12實(shí)施例表13Ymax＝110，rp＝17.32，βid＝106

第13實(shí)施例表14Ymax＝110，rp＝17.32，βid＝120

第14實(shí)施例表15Ymax＝110，rp＝17.32，βid＝150

第11～14實(shí)施例的βid滿足式14的關(guān)系。圖24、圖25表示第11實(shí)施例的測量結(jié)果，圖26、圖27表示第12實(shí)施例的測量結(jié)果，圖28、圖29表示第13實(shí)施例的測量結(jié)果，圖30、圖31表示第14實(shí)施例的測量結(jié)果。
而且，涉及上述第1～10實(shí)施例的表1～10也示出βid的值，第1～10實(shí)施例滿足式14的關(guān)系。
并且，第3～10實(shí)施例中，與各被掃描面相對應(yīng)的s、α的值相等，βid滿足式15的關(guān)系。
第5實(shí)施方式
圖32表示涉及本發(fā)明一實(shí)施方式的串列型彩色圖像形成裝置，其光掃描裝置16采用了上述第1～4實(shí)施方式中的任一種所述的光掃描裝置。在感光鼓9a～9d的表面上覆蓋著照射光時電荷發(fā)生變化的感光體。在該感光體的表面，利用帶電輥輪10a～10d來吸附靜電離子，使感光體載電。在顯影單元11a～11d的印字部上粘附帶電墨。在轉(zhuǎn)印輥12a～12d上轉(zhuǎn)印感光鼓9a～9d上所形成的墨像。
感光鼓9a～9d、帶電輥10a～10d、顯影單元11a～11d、轉(zhuǎn)印輥12a～12d，構(gòu)成4個圖像形成單元13a～13d。此外，轉(zhuǎn)印到定影器14上的墨固定附著在用紙上。15是供紙盒。
在光掃描裝置16中具有由半導(dǎo)體激光器、軸對稱透鏡和圓柱透鏡構(gòu)成的光源組件17，多面反射鏡18，平面的折返反射鏡19，曲面反射鏡20a～20d。
4色(黃、紅、綠、黑)的圖像形成單元13a～13d沿縱向配置，利用光掃描裝置16在感光鼓9a～9d上形成各色的圖像。這些圖像由顯影單元11a～11d進(jìn)行顯影，利用轉(zhuǎn)印輥12a～12d按各色的順序依次轉(zhuǎn)印到從給紙盒15輸送來的用紙上，由定影器14進(jìn)行定影。
涉及本實(shí)施方式的彩色圖像形成裝置，采用第1～3實(shí)施方式中的任一項所述的光掃描裝置，所以，能實(shí)現(xiàn)小型、低成本、高速、高分辨率的彩色圖像形成裝置。
第6實(shí)施方式圖33表示涉及第6實(shí)施方式的彩色圖像形成裝置的基本結(jié)構(gòu)。在圖33中，30a～30d是在表面覆蓋有照射光時電荷發(fā)生變化的感光體的感光鼓；31a～31d是把靜電離子吸附到感光體表面上并帶電的帶電輥；32a～32d是把帶電墨附著到印字部上的顯影單元；33是將在與各色對應(yīng)的感光鼓30a～30d上形成的墨像臨時進(jìn)行轉(zhuǎn)印的中間轉(zhuǎn)印帶；34是把在中間轉(zhuǎn)印帶33上形成的墨像轉(zhuǎn)印到用紙上的轉(zhuǎn)印輥；而且，35a～35d是由感光鼓30a～30d、帶電輥31a～31d和顯影單元32a～32d構(gòu)成的圖像形成單元；36是使轉(zhuǎn)印的墨在用紙上定影的定影器；37是給紙盒。另外，38是表示第1～4實(shí)施方式中的任一項所示的光掃描裝置；39是由作為光源的半導(dǎo)體激光器、軸對稱透鏡、圓柱透鏡構(gòu)成的光源組件；40是多面反射鏡；41是平面的折返反射鏡；42a～42d是曲面反射鏡。
4色(黃、紅、綠、黑)的圖像形成單元35a～35d在縱向上配置，利用光掃描裝置38在感光鼓30a～30d上形成各色圖像，利用顯影單元32a～32d進(jìn)行顯影，按各色順序依次向中間轉(zhuǎn)印帶33上轉(zhuǎn)印，并利用轉(zhuǎn)印輥34轉(zhuǎn)印到從紙盒37輸送的用紙上，利用定影器36進(jìn)行定影。
本圖所示的彩色圖像形成裝置，若將配置光源組件39的一側(cè)做為上側(cè)，則感光鼓30a～30d被依次向下側(cè)方向配置。因此，感光鼓30a～30d，隨著向下移動，離光源組件39越來越遠(yuǎn)，最下側(cè)的感光鼓30d的位置離光源組件39最遠(yuǎn)。
若采用該結(jié)構(gòu)，則可以把光源組件39、多面反射鏡40配置在曲面反射鏡42a～42d的上部空間，所以能使裝置整體小型化。也就是說，能有效地利用曲面反射鏡42a～42d上部的空間。在曲面反射鏡42a～42d的下側(cè)配置給紙盒37，所以，為了配置光源組件39、多面反射鏡40，需要另外設(shè)置專用的空間。
此外，在射向感光鼓30a～30d的各光束的中心軸中的離光源組件39最遠(yuǎn)的位置上的中心軸、和連結(jié)配置在感光鼓30a～30d中的離光源組件39最遠(yuǎn)的位置上的感光鼓30d的掃描面中心與配置在離光源組件39最近的位置上的感光鼓30a的被掃描面中心的連結(jié)線所成的角，假定為βid，則希望能滿足以下的式16的關(guān)系。
式1690＜βid≤150若采用該結(jié)構(gòu)，由于角度βid是鈍角，所以，感光鼓30a～30d的配置方向可以相對于垂直方向傾斜，能降低裝置的高度，有利于裝置的小型化。并且，如圖33所示，可以使從中間轉(zhuǎn)印帶33向用紙的轉(zhuǎn)印位置在最上部，所以，容易轉(zhuǎn)印。
產(chǎn)業(yè)上利用的可能性如上所述，若采用本發(fā)明的光掃描裝置，則在第2成像光學(xué)系統(tǒng)和感光鼓之間不需要折返反射鏡，能減少零件數(shù)量，降低成本，實(shí)現(xiàn)小型化，光學(xué)性能良好且各掃描線的相對性能誤差小，所以能實(shí)現(xiàn)高分辨率。
再者，由于掃描速度相等，所以，光源的驅(qū)動頻率相同，能簡化電路，并且，射向光偏轉(zhuǎn)器的各光束的主掃描方向的聚束程度大致相等，所以能使各光源和第1成像光學(xué)系統(tǒng)的位置調(diào)整機(jī)構(gòu)相同，能降低調(diào)整成本。因此，本發(fā)明適用于激光打印機(jī)、激光傳真機(jī)、或數(shù)碼復(fù)印機(jī)等彩色圖像形成裝置。
權(quán)利要求
1.一種光掃描裝置，其特征在于，包括多個光源；單一的光偏轉(zhuǎn)器，用于掃描從上述多個光源發(fā)出的各光束；成像光學(xué)系統(tǒng)，配置在上述多個光源和上述光偏轉(zhuǎn)器之間，用于在上述光偏轉(zhuǎn)器的同一偏振面上形成上述各光束的線像；以及多個曲面反射鏡，配置在與上述多個光源對應(yīng)的多個被掃描面和上述光偏轉(zhuǎn)器之間，分別與上述多個被掃描面對應(yīng)；來自上述成像光學(xué)系統(tǒng)的各光束，向包含上述光偏轉(zhuǎn)器的上述偏振面中心的法線且與主掃描方向相平行的平面傾斜地入射；上述多個曲面反射鏡配置在相對于副掃描方向不同的位置，以便使來自上述光偏轉(zhuǎn)器的各光束，向包含上述多個曲面反射鏡的各個頂點(diǎn)的法線且與與主掃描方向平行的平面傾斜地入射；將包含上述偏振面中心的法線且與主掃描方向平行的平面作為邊界，則上述多個曲面反射鏡，被配置在由上述邊界分割的空間中的同一空間內(nèi)；對上述多個被掃描面進(jìn)行掃描的多個光束的掃描速度大致相等。
2.如權(quán)利要求1所述的光掃描裝置，其特征在于，在上述多個曲面反射鏡反射的各光束直線傳播到各自對應(yīng)的上述被掃描面上。
3.如權(quán)利要求1所述的光掃描裝置，其特征在于，在包含上述光偏轉(zhuǎn)器的旋轉(zhuǎn)軸和上述多個曲面反射鏡的頂點(diǎn)的XZ面上，上述多個被掃描面的中心大致配置在一條直線上。
4.如權(quán)利要求1所述的光掃描裝置，其特征在于，形成在上述光偏轉(zhuǎn)器上的上述各光束的線像，形成在大致相同的位置。
5.如權(quán)利要求4所述的光掃描裝置，其特征在于，在包含上述光偏轉(zhuǎn)器的旋轉(zhuǎn)軸和上述多個曲面反射鏡的頂點(diǎn)的XZ面上，從上述多個曲面反射鏡射向上述多個被掃描面的各光束的中心軸，其任意2個都是不平行的，擴(kuò)散成大致扇形。
6.一種光掃描裝置，其特征在于，包括多個光源；單一的光偏轉(zhuǎn)器，用于掃描從上述多個光源發(fā)出的各光束；成像光學(xué)系統(tǒng)，配置在上述多個光源和上述光偏轉(zhuǎn)器之間，用于在上述光偏轉(zhuǎn)器的同一偏振面上形成上述各光束的線像；以及多個曲面反射鏡，配置在與上述多個光源對應(yīng)的多個被掃描面和上述光偏轉(zhuǎn)器之間，分別與上述多個被掃描面對應(yīng)；來自上述成像光學(xué)系統(tǒng)的各光束，向包含上述光偏轉(zhuǎn)器的上述偏振面中心的法線且與主掃描方向平行的平面傾斜地入射；上述多個曲面反射鏡配置在相對于副掃描方向不同的位置，以便使來自上述光偏轉(zhuǎn)器的各光束，向包含上述多個曲面反射鏡的各個頂點(diǎn)的法線且與與主掃描方向平行的平面傾斜地入射；將包含上述偏振面中心的法線且與主掃描方向平行的平面作為邊界，則上述多個曲面反射鏡，被配置在由上述邊界分割的空間中的同一空間內(nèi)；從上述成像光學(xué)系統(tǒng)射向上述光偏轉(zhuǎn)器的各光束的主掃描方向的聚束程度或發(fā)散程度大致相等。
7.如權(quán)利要求6所述的光掃描裝置，其特征在于，在上述多個曲面反射鏡反射的各光束直線傳播到各自對應(yīng)的上述被掃描面上。
8.如權(quán)利要求6所述的光掃描裝置，其特征在于，在包含上述光偏轉(zhuǎn)器的旋轉(zhuǎn)軸和上述多個曲面反射鏡的頂點(diǎn)的XZ面上，上述多個被掃描面的中心大致配置在一條直線上。
9.如權(quán)利要求6所述的光掃描裝置，其特征在于，形成在上述光偏轉(zhuǎn)器上的上述各光束的線像，形成在大致相同的位置。
10.如權(quán)利要求9所述的光掃描裝置，其特征在于，在包含上述光偏轉(zhuǎn)器的旋轉(zhuǎn)軸和上述多個曲面反射鏡的頂點(diǎn)的XZ面上，從上述多個曲面反射鏡射向上述多個被掃描面的各光束的中心軸，其任意2個都是不平行的，擴(kuò)散成大致扇形。
11.光掃描裝置，其特征在于，包括多個光源；單一的光偏轉(zhuǎn)器，用于掃描從上述多個光源發(fā)出的各光束；成像光學(xué)系統(tǒng)，配置在上述多個光源和上述光偏轉(zhuǎn)器之間，用于在上述光偏轉(zhuǎn)器的同一偏振面上形成上述各光束的線像；以及多個曲面反射鏡，配置在與上述多個光源對應(yīng)的多個被掃描面和上述光偏轉(zhuǎn)器之間，分別與上述多個被掃描面對應(yīng)；來自上述成像光學(xué)系統(tǒng)的各光束，向包含上述光偏轉(zhuǎn)器的上述偏振面中心的法線且與主掃描方向相平行的平面傾斜地入射；上述多個曲面反射鏡配置在相對于副掃描方向不同的位置，以便使來自上述光偏轉(zhuǎn)器的各光束，向包含上述多個曲面反射鏡的各個頂點(diǎn)的法線且與與主掃描方向平行的平面傾斜地入射；將包含上述偏振面中心的法線且與主掃描方向平行的平面作為邊界，則上述多個曲面反射鏡，被配置在由上述邊界分割的空間中的同一空間內(nèi)；在包含上述光偏轉(zhuǎn)器的旋轉(zhuǎn)軸和上述多個曲面反射鏡的頂點(diǎn)的XZ面上，設(shè)上述多個曲面反射鏡中的最上面的曲面反射鏡的頂點(diǎn)和最下面的曲面反射鏡的頂點(diǎn)之間的距離為Lm，上述多個被掃描面中的最上面的被掃描面的中心和最下面的被掃描面的中心之間的距離為Li，上述偏振面和上述最上面的曲面反射鏡的頂點(diǎn)的距離為D1；上述最上面的曲面反射鏡的頂點(diǎn)和上述最上面的被掃描面的中心之間的距離為D2，則能滿足以下的關(guān)系式0.25＜(Lm/Li)/(D1/D2)＜0.45。
12.如權(quán)利要求11所述的光掃描裝置，其特征在于，對上述多個被掃描面進(jìn)行掃描的多個光束的掃描速度大致相等，并且，從上述成像光學(xué)系統(tǒng)射向上述光偏轉(zhuǎn)器的各光束的主掃描方向的聚束程度或發(fā)散程度大致上相等。
13.一種光掃描裝置，其特征在于，包括多個光源；單一的光偏轉(zhuǎn)器，用于掃描從上述多個光源發(fā)出的各光束；成像光學(xué)系統(tǒng)，配置在上述多個光源和上述光偏轉(zhuǎn)器之間，用于在上述光偏轉(zhuǎn)器的同一偏振面上形成上述各光束的線像；以及多個曲面反射鏡，配置在與上述多個光源對應(yīng)的多個被掃描面和上述光偏轉(zhuǎn)器之間，分別與上述多個被掃描面對應(yīng)；來自上述成像光學(xué)系統(tǒng)的各光束，向包含上述光偏轉(zhuǎn)器的上述偏振面中心的法線且與主掃描方向相平行的平面傾斜地入射；上述多個曲面反射鏡配置在相對于副掃描方向不同的位置，以便使來自上述光偏轉(zhuǎn)器的各光束，向包含上述多個曲面反射鏡的各個頂點(diǎn)的法線且與與主掃描方向平行的平面傾斜地入射；將包含上述偏振面中心的法線且與主掃描方向平行的平面作為邊界，則上述多個曲面反射鏡，被配置在由上述邊界分割的空間中的同一空間內(nèi)；在包含上述光偏轉(zhuǎn)器的旋轉(zhuǎn)軸和上述多個曲面反射鏡的頂點(diǎn)的XZ面上，設(shè)定射向上述多個被掃描面的各光束的中心軸中的最上面和最下面的中心軸所成的角為βr，上述多個被掃描面中的最上面的被掃描面的中心和最下面的被掃描面的中心之間的距離為Li，上述偏振面和上述最上面的曲面反射鏡的頂點(diǎn)之間的距離為D1，上述最上面的曲面反射鏡的頂點(diǎn)和上述最上面的被掃描面的中心之間的距離為D2，則滿足以下的關(guān)系式1.0＜(D1+D2)·tanβr/Li＜1.6。
14.如權(quán)利要求13所述的光掃描裝置，其特征在于，上述D1、D2、βr和Li能滿足以下的關(guān)系式1.2＜(D1+D2)·tanβr/Li＜1.6。
15.如權(quán)利要求13所述的光掃描裝置，其特征在于，對上述多個被掃描面進(jìn)行掃描的多個光束的掃描速度大致相等，并且，從上述成像光學(xué)系統(tǒng)射向上述光偏轉(zhuǎn)器的各光束的主掃描方向的聚束程度或發(fā)散程度大致上相等。
16.一種光掃描裝置，其特征在于，包括多個光源；單一的光偏轉(zhuǎn)器，用于掃描從上述多個光源發(fā)出的各光束；成像光學(xué)系統(tǒng)，配置在上述多個光源和上述光偏轉(zhuǎn)器之間，用于在上述光偏轉(zhuǎn)器的同一偏振面上形成上述各光束的線像；以及多個曲面反射鏡，配置在與上述多個光源對應(yīng)的多個被掃描面和上述光偏轉(zhuǎn)器之間，分別與上述多個被掃描面對應(yīng)；來自上述成像光學(xué)系統(tǒng)的各光束，向包含上述光偏轉(zhuǎn)器的上述偏振面中心的法線且與主掃描方向相平行的平面傾斜地入射；上述多個曲面反射鏡配置在相對于副掃描方向不同的位置，以便使來自上述光偏轉(zhuǎn)器的各光束，向包含上述多個曲面反射鏡的各個頂點(diǎn)的法線且與與主掃描方向平行的平面傾斜地入射；將包含上述偏振面中心的法線且與主掃描方向平行的平面作為邊界，則上述多個曲面反射鏡，被配置在由上述邊界分割的空間中的同一空間內(nèi)；在包含上述光偏轉(zhuǎn)器的旋轉(zhuǎn)軸和上述多個曲面反射鏡的頂點(diǎn)的XZ面上，設(shè)連結(jié)上述多個曲面反射鏡中的最上面的曲面反射鏡的頂點(diǎn)與最下面的曲面反射鏡的頂點(diǎn)的連結(jié)線、和連結(jié)上述多個被掃描面中的最上面的被掃描面的中心與最下面的被掃描面的中心的連結(jié)線所成的角為Δβ，上述最上面的曲面反射鏡的頂點(diǎn)的法線和來自上述偏振面的光束所成的角度為β2，上述偏振面和上述最上面的曲面反射鏡的頂點(diǎn)之間的距離為D1，上述最上面的曲面反射鏡的頂點(diǎn)和上述最上面的被掃描面的中心之間的距離為D2，則滿足以下的關(guān)系式-1.8＜Δβ/β2-0.2(D1/D2)＜0.4。
17.如權(quán)利要求16所述的光掃描裝置，其特征在于，上述Δβ、β2、D1、D2滿足下式-1.4＜Δβ/β2-0.2(D1/D2)＜0。
18.如權(quán)利要求16所述的光掃描裝置，其特征在于，上述Δβ、β2、D1、D2滿足下式-0.9＜Δβ/β2-0.2(D1/D2)＜-0.5。
19.如權(quán)利要求16所述的光掃描裝置，其特征在于，對上述多個被掃描面進(jìn)行掃描的多個光束的掃描速度大致相等，并且，從上述成像光學(xué)系統(tǒng)射向上述光偏轉(zhuǎn)器的各光束的主掃描方向的聚束程度或發(fā)散程度大致上相等。
20.一種光掃描裝置，其特征在于，包括多個光源；單一的光偏轉(zhuǎn)器，用于掃描從上述多個光源發(fā)出的各光束；成像光學(xué)系統(tǒng)，配置在上述多個光源和上述光偏轉(zhuǎn)器之間，用于在上述光偏轉(zhuǎn)器的同一偏振面上形成上述各光束的線像；以及多個曲面反射鏡，配置在與上述多個光源對應(yīng)的多個被掃描面和上述光偏轉(zhuǎn)器之間，分別與上述多個被掃描面對應(yīng)；來自上述成像光學(xué)系統(tǒng)的各光束，向包含上述光偏轉(zhuǎn)器的上述偏振面中心的法線且與主掃描方向相平行的平面傾斜地入射；上述多個曲面反射鏡配置在相對于副掃描方向不同的位置，以便使來自上述光偏轉(zhuǎn)器的各光束，向包含上述多個曲面反射鏡的各個頂點(diǎn)的法線且與與主掃描方向平行的平面傾斜地入射；將包含上述偏振面中心的法線且與主掃描方向平行的平面作為邊界，則上述多個曲面反射鏡，被配置在由上述邊界分割的空間中的同一空間內(nèi)；在包含上述光偏轉(zhuǎn)器的旋轉(zhuǎn)軸和上述多個曲面反射鏡的頂點(diǎn)的XZ面上，設(shè)定向上述多個被掃描面入射的各光束的中心軸中的最上面和最下面的中心軸所成的角為βr，將與上述XZ面相垂直且包含上述多個曲面反射鏡的各頂點(diǎn)處的法線的平面作為各曲面反射鏡的YZ面，設(shè)上述多個曲面反射鏡中的最上面的曲面反射鏡的頂點(diǎn)處的XZ剖面曲率半徑為RxH，YZ剖面曲率半徑為RyH，最下面的曲面反射鏡的頂點(diǎn)處的XZ剖面曲率半徑為RxL，YZ剖面曲率半徑為RyL，則滿足以下的關(guān)系式0.001＜(1-RyH·RxL/RxH·RyL)/tanβr＜0.012。
21.如權(quán)利要求20所述的光掃描裝置，其特征在于，上述βr、RxH、RyH、RxL和RyL滿足以下的關(guān)系式0.003＜(1-RyH·RxL/RxH·RyL)/tanβr＜0.007。
22.一種光掃描裝置，其特征在于，包括多個光源；單一的光偏轉(zhuǎn)器，用于掃描從上述多個光源發(fā)出的各光束；成像光學(xué)系統(tǒng)，配置在上述多個光源和上述光偏轉(zhuǎn)器之間，用于在上述光偏轉(zhuǎn)器的同一偏振面上形成上述各光束的線像；以及多個曲面反射鏡，配置在與上述多個光源對應(yīng)的多個被掃描面和上述光偏轉(zhuǎn)器之間，分別與上述多個被掃描面對應(yīng)；來自上述成像光學(xué)系統(tǒng)的各光束，向包含上述光偏轉(zhuǎn)器的上述偏振面中心的法線且與主掃描方向相平行的平面傾斜地入射；上述多個曲面反射鏡配置在相對于副掃描方向不同的位置，以便使來自上述光偏轉(zhuǎn)器的各光束，向包含上述多個曲面反射鏡的各個頂點(diǎn)的法線且與與主掃描方向平行的平面傾斜地入射；將包含上述偏振面中心的法線且與主掃描方向平行的平面作為邊界，則上述多個曲面反射鏡，被配置在由上述邊界分割的空間中的同一空間內(nèi)；在包含上述光偏轉(zhuǎn)器的旋轉(zhuǎn)軸和上述多個曲面反射鏡的頂點(diǎn)的XZ面上，設(shè)定射向上述多個被掃描面的各光束的中心軸中位于離上述光源最遠(yuǎn)的位置的中心軸、和連結(jié)上述多個被掃描面中配置在離上述光源最遠(yuǎn)的位置上的被掃描面的中心和配置在離上述光源最近的位置上的被掃描面的中心的連結(jié)線所成的角為βid，則滿足以下的關(guān)系式55＜βid≤150。
23.如權(quán)利要求22所述的光掃描裝置，其特征在于，對上述多個被掃描面進(jìn)行掃描的多個光束的掃描速度大致相等，并且，從上述成像光學(xué)系統(tǒng)射向上述光偏轉(zhuǎn)器的各光束的主掃描方向的聚束程度或發(fā)散程度大致上相等；并且，上述βid滿足以下的關(guān)系式55＜βid≤100。
24.如權(quán)利要求1～23中的任一項所述的光掃描裝置，其特征在于，在包含上述光偏轉(zhuǎn)器的旋轉(zhuǎn)軸和上述多個曲面反射鏡的頂點(diǎn)的XZ面上，相對于連結(jié)上述多個曲面反射鏡中的最上面的曲面反射鏡的頂點(diǎn)和最下面的曲面反射鏡的頂點(diǎn)的連結(jié)線，其它曲面反射鏡的頂點(diǎn)被配置在與上述多個被掃描面相反的一側(cè)。
25.如權(quán)利要求1～23中的任一項所述的光掃描裝置，其特征在于，上述多個曲面反射鏡的副掃描方向剖面形狀是圓弧形。
26.如權(quán)利要求1～23中的任一項所述的光掃描裝置，其特征在于，上述多個曲面反射鏡具有對因斜入射而產(chǎn)生的掃描線彎曲進(jìn)行校正的形狀。
27.如權(quán)利要求1～23中的任一項所述的光掃描裝置，其特征在于，上述多個曲面反射鏡相對于包含各頂點(diǎn)的法線且與主掃描方向相平行的YZ面，是非對稱的。
28.如權(quán)利要求1～23中的任一項所述的光掃描裝置，其特征在于，上述多個曲面反射鏡具有位于上述YZ面和曲面相交的曲線即母線上的頂點(diǎn)以外的各點(diǎn)的法線不包含在上述YZ面內(nèi)的、扭曲形狀。
29.如權(quán)利要求28所述的光掃描裝置，其特征在于，上述母線上的各點(diǎn)的法線和上述YZ面所成的角度，越靠周邊越大。
30.如權(quán)利要求28所述的光掃描裝置，其特征在于，當(dāng)由上述曲面反射鏡反射的光束對來自上述偏振面的入射光束所成的角度為正方向的情況下，上述母線上的各點(diǎn)的法線與上述YZ面構(gòu)成的角度的方向為正方向。
31.如權(quán)利要求1～23中的任一項所述的光掃描裝置，其特征在于，上述多個曲面反射鏡是頂點(diǎn)處的主掃描方向的曲率半徑和副掃描方向的曲率半徑不同的變形反射鏡。
32.如權(quán)利要求1～23中的任一項所述的光掃描裝置，其特征在于，上述多個曲面反射鏡是主掃描方向和副掃描方向均為凹面的反射鏡面。
33.如權(quán)利要求1～23中的任一項所述的光掃描裝置，其特征在于，上述多個曲面反射鏡是副掃描方向的折射能力在主掃描方向的中心部和周邊部發(fā)生變化的反射鏡面。
34.如權(quán)利要求1～23中的任一項所述的光掃描裝置，其特征在于，上述多個曲面反射鏡的副掃描方向剖面的曲率半徑不依靠主掃描方向剖面形狀。
35.如權(quán)利要求1～23中的任一項所述的光掃描裝置，其特征在于，上述成像光學(xué)系統(tǒng)使來自上述多個光源部的光束相對于主掃描方向成為聚束光束。
36.如權(quán)利要求1～23中的任一項所述的光掃描裝置，其特征在于，上述多個光源部的至少一個具有波長可變光源和波長控制部。
37.一種彩色圖像形成裝置，具有權(quán)利要求1～23中的任一項所述的光掃描裝置，其特征在于，配置有對不同顏色的墨進(jìn)行顯影的多個顯影器、把由上述多個顯影器顯影后的墨像轉(zhuǎn)印到轉(zhuǎn)印材料上的轉(zhuǎn)印機(jī)構(gòu)、以及對上述轉(zhuǎn)印到上述轉(zhuǎn)印材料上的墨像進(jìn)行定影的定影器，其分別對應(yīng)于配置在上述多個被掃描面上的多個感光體。
38.一種彩色圖像形成裝置，具有如權(quán)利要求22所述的光掃描裝置，其特征在于，配置有對不同顏色的墨進(jìn)行顯影的多個顯影器、把由上述多個顯影器顯影后的墨像轉(zhuǎn)印到轉(zhuǎn)印材料上的轉(zhuǎn)印機(jī)構(gòu)、以及對上述轉(zhuǎn)印到上述轉(zhuǎn)印材料上的墨像進(jìn)行定影的定影器，其分別對應(yīng)于配置在上述多個被掃描面上的多個感光體；若把配置有光源的一側(cè)作為上側(cè)，則上述多個被掃描面被依次配置在下側(cè)方向，上述多個被掃描面中的位于離上述光源最遠(yuǎn)的位置上的被掃描面是最下側(cè)的掃描面。
39.如權(quán)利要求38所述的彩色圖像形成裝置，其特征在于，上述βid能滿足以下的關(guān)系式90＜βid≤150。
全文摘要
本發(fā)明提供一種光掃描裝置，包括光偏轉(zhuǎn)器(4)、成像光學(xué)系統(tǒng)(3)、曲面反射鏡(7a～7d)；來自成像光學(xué)系統(tǒng)(3)的各光束傾斜入射到光偏轉(zhuǎn)器(4)的偏振面(4a)上，來自光偏轉(zhuǎn)器(4)的各光束斜入射到曲面反射鏡(7a～7d)上；若以包含偏振面(4a)中心的法線且與主掃描方向平行的平面(6)為邊界，則曲面反射鏡(7a～7d)被配置在用上述邊界分割的空間中的相同空間內(nèi)；對被掃描面(8a～8d)進(jìn)行掃描的多個光束的掃描速度大致相等。這樣，能使光源(1a～1d)的驅(qū)動頻率相同，能簡化電路。
文檔編號H04N1/113GK1571937SQ02820808
公開日2005年1月26日 申請日期2002年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月21日
發(fā)明者吉川智延, 山本義春, 松木大三郎, 山本肇, 吉川正紀(jì), 奧田晃庸 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社