专利名称：光扫描装置和彩色图像形成装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及激光打印机、激光传真机和数码复印机等彩色图像形成装置所使用的光扫描装置。
背景技术：
过去的彩色图像形成装置，已知的串列型结构是例如对于配置成水平延伸状的用纸传送路设置多个光扫描装置，从各个光扫描装置上依次把墨像转印到沿用纸传送路移动的用纸上，在用纸上形成彩色图像。
串列型彩色图像形成装置中使用的光扫描装置，已知的有单纯地使用了4个单一光束扫描的过去的光扫描装置的(日本专利特开2000-141759号公报)结构、使用了单一的光偏转器和4组透镜系统的(日本专利特开2001-133717号公报)结构、以及采用了单一的光偏转器和4组曲面反射镜及透镜的(特开平10-148777号公报)结构。
但是，上述过去的光扫描装置，存在的问题都是零件数量多，小型化困难，成本也高。并且，因为使用多个透镜系统，所以，还存在各扫描线性能的一致性很难实现的问题。
发明内容
本发明正是为了解决上述过去的问题，其目的在于提供一种能够小型化、能获得良好的光学性能的光扫描装置以及利用它的彩色图像形成装置。
为了达到上述目的，本发明的第1光扫描装置包括多个光源；单一的光偏转器，用于扫描从上述多个光源发出的各光束；
成像光学系统，配置在上述多个光源和上述光偏转器之间，用于在上述光偏转器的同一偏振面上形成上述各光束的线像；以及多个曲面反射镜，配置在与上述多个光源对应的多个被扫描面和上述光偏转器之间，分别与上述多个被扫描面对应；来自上述成像光学系统的各光束，向包含上述光偏转器的上述偏振面中心的法线且与主扫描方向相平行的面倾斜地入射；上述多个曲面反射镜配置在相对于副扫描方向不同的位置，以便使来自上述光偏转器的各光束，向包含上述多个曲面反射镜的各个顶点的法线且与与主扫描方向平行的面倾斜地入射；将包含上述偏振面中心的法线且与主扫描方向平行的面作为边界，则上述多个曲面反射镜，被配置在由上述边界分割的空间中的同一空间内；对上述多个被扫描面进行扫描的多个光束的扫描速度大致相等。
本发明的第2光扫描装置，包括多个光源；单一的光偏转器，用于扫描从上述多个光源发出的各光束；成像光学系统，配置在上述多个光源和上述光偏转器之间，用于在上述光偏转器的同一偏振面上形成上述各光束的线像；以及多个曲面反射镜，配置在与上述多个光源对应的多个被扫描面和上述光偏转器之间，分别与上述多个被扫描面对应；来自上述成像光学系统的各光束，向包含上述光偏转器的上述偏振面中心的法线且与主扫描方向平行的面倾斜地入射；上述多个曲面反射镜配置在相对于副扫描方向不同的位置，以便使来自上述光偏转器的各光束，向包含上述多个曲面反射镜的各个顶点的法线且与与主扫描方向平行的面倾斜地入射；将包含上述偏振面中心的法线且与主扫描方向平行的面作为边界，则上述多个曲面反射镜，被配置在由上述边界分割的空间中的同一空间内；
从上述成像光学系统射向上述光偏转器的各光束的主扫描方向的聚束程度或发散程度大致相等。
本发明的第3光扫描装置，包括多个光源；单一的光偏转器，用于扫描从上述多个光源发出的各光束；成像光学系统，配置在上述多个光源和上述光偏转器之间，用于在上述光偏转器的同一偏振面上形成上述各光束的线像；以及多个曲面反射镜，配置在与上述多个光源对应的多个被扫描面和上述光偏转器之间，分别与上述多个被扫描面对应；来自上述成像光学系统的各光束，向包含上述光偏转器的上述偏振面中心的法线且与主扫描方向相平行的面倾斜地入射；上述多个曲面反射镜配置在相对于副扫描方向不同的位置，以便使来自上述光偏转器的各光束，向包含上述多个曲面反射镜的各个顶点的法线且与与主扫描方向平行的面倾斜地入射；将包含上述偏振面中心的法线且与主扫描方向平行的面作为边界，则上述多个曲面反射镜，被配置在由上述边界分割的空间中的同一空间内；在包含上述光偏转器的旋转轴和上述多个曲面反射镜的顶点的XZ面上，设上述多个曲面反射镜中的最上面的曲面反射镜的顶点和最下面的曲面反射镜的顶点之间的距离为Lm，上述多个被扫描面中的最上面的被扫描面的中心和最下面的被扫描面的中心之间的距离为Li，上述偏振面和上述最上面的曲面反射镜的顶点的距离为D1；上述最上面的曲面反射镜的顶点和上述最上面的被扫描面的中心之间的距离为D2，则能满足以下的关系式0.25＜(Lm/Li)/(D1/D2)＜0.45。
本发明的第4光扫描装置，包括多个光源；单一的光偏转器，用于扫描从上述多个光源发出的各光束；
成像光学系统，配置在上述多个光源和上述光偏转器之间，用于在上述光偏转器的同一偏振面上形成上述各光束的线像；以及多个曲面反射镜，配置在与上述多个光源对应的多个被扫描面和上述光偏转器之间，分别与上述多个被扫描面对应；来自上述成像光学系统的各光束，向包含上述光偏转器的上述偏振面中心的法线且与主扫描方向相平行的面倾斜地入射；上述多个曲面反射镜配置在相对于副扫描方向不同的位置，以便使来自上述光偏转器的各光束，向包含上述多个曲面反射镜的各个顶点的法线且与与主扫描方向平行的面倾斜地入射；将包含上述偏振面中心的法线且与主扫描方向平行的面作为边界，则上述多个曲面反射镜，被配置在由上述边界分割的空间中的同一空间内；在包含上述光偏转器的旋转轴和上述多个曲面反射镜的顶点的XZ面上，设定射向上述多个被扫描面的各光束的中心轴中的最上面和最下面的中心轴所成的角为βr，上述多个被扫描面中的最上面的被扫描面的中心和最下面的被扫描面的中心之间的距离为Li，上述偏振面和上述最上面的曲面反射镜的顶点之间的距离为D1，上述最上面的曲面反射镜的顶点和上述最上面的被扫描面的中心之间的距离为D2，则满足以下的关系式1.0＜(D1+D2)·tanβr/Li＜1.6。
本发明的第5光扫描装置，包括多个光源；单一的光偏转器，用于扫描从上述多个光源发出的各光束；成像光学系统，配置在上述多个光源和上述光偏转器之间，用于在上述光偏转器的同一偏振面上形成上述各光束的线像；以及多个曲面反射镜，配置在与上述多个光源对应的多个被扫描面和上述光偏转器之间，分别与上述多个被扫描面对应；来自上述成像光学系统的各光束，向包含上述光偏转器的上述偏振面中心的法线且与主扫描方向相平行的面倾斜地入射；上述多个曲面反射镜配置在相对于副扫描方向不同的位置，以便使来自上述光偏转器的各光束，向包含上述多个曲面反射镜的各个顶点的法线且与与主扫描方向平行的面倾斜地入射；将包含上述偏振面中心的法线且与主扫描方向平行的面作为边界，则上述多个曲面反射镜，被配置在由上述边界分割的空间中的同一空间内；在包含上述光偏转器的旋转轴和上述多个曲面反射镜的顶点的XZ面上，设连结上述多个曲面反射镜中的最上面的曲面反射镜的顶点与最下面的曲面反射镜的顶点的连结线、和连结上述多个被扫描面中的最上面的被扫描面的中心与最下面的被扫描面的中心的连结线所成的角为Δβ，上述最上面的曲面反射镜的顶点的法线和来自上述偏振面的光束所成的角度为β2，上述偏振面和上述最上面的曲面反射镜的顶点之间的距离为D1，上述最上面的曲面反射镜的顶点和上述最上面的被扫描面的中心之间的距离为D2，则满足以下的关系式-1.8＜Δβ/β2-0.2(D1/D2)＜0.4。
本发明的第6光扫描装置，包括多个光源；单一的光偏转器，用于扫描从上述多个光源发出的各光束；成像光学系统，配置在上述多个光源和上述光偏转器之间，用于在上述光偏转器的同一偏振面上形成上述各光束的线像；以及多个曲面反射镜，配置在与上述多个光源对应的多个被扫描面和上述光偏转器之间，分别与上述多个被扫描面对应；来自上述成像光学系统的各光束，向包含上述光偏转器的上述偏振面中心的法线且与主扫描方向相平行的面倾斜地入射；上述多个曲面反射镜配置在相对于副扫描方向不同的位置，以便使来自上述光偏转器的各光束，向包含上述多个曲面反射镜的各个顶点的法线且与与主扫描方向平行的面倾斜地入射；
将包含上述偏振面中心的法线且与主扫描方向平行的面作为边界，则上述多个曲面反射镜，被配置在由上述边界分割的空间中的同一空间内；在包含上述光偏转器的旋转轴和上述多个曲面反射镜的顶点的XZ面上，设定向上述多个被扫描面入射的各光束的中心轴中的最上面和最下面的中心轴所成的角为βr，将与上述XZ面相垂直且包含上述多个曲面反射镜的各顶点处的法线的面作为各曲面反射镜的YZ面，设上述多个曲面反射镜中的最上面的曲面反射镜的顶点处的XZ剖面曲率半径为RxH，YZ剖面曲率半径为RyH，最下面的曲面反射镜的顶点处的XZ剖面曲率半径为RxL，YZ剖面曲率半径为RyL，则满足以下的关系式0.001＜(1-RyH·RxL/RxH·RyL)/tanβr＜0.012。
本发明的第7光扫描装置，包括多个光源；单一的光偏转器，用于扫描从上述多个光源发出的各光束；成像光学系统，配置在上述多个光源和上述光偏转器之间，用于在上述光偏转器的同一偏振面上形成上述各光束的线像；以及多个曲面反射镜，配置在与上述多个光源对应的多个被扫描面和上述光偏转器之间，分别与上述多个被扫描面对应；来自上述成像光学系统的各光束，向包含上述光偏转器的上述偏振面中心的法线且与主扫描方向相平行的面倾斜地入射；上述多个曲面反射镜配置在相对于副扫描方向不同的位置，以便使来自上述光偏转器的各光束，向包含上述多个曲面反射镜的各个顶点的法线且与与主扫描方向平行的面倾斜地入射；将包含上述偏振面中心的法线且与主扫描方向平行的面作为边界，则上述多个曲面反射镜，被配置在由上述边界分割的空间中的同一空间内；
在包含上述光偏转器的旋转轴和上述多个曲面反射镜的顶点的XZ面上，设定射向上述多个被扫描面的各光束的中心轴中位于离上述光源最远的位置的中心轴、和连结上述多个被扫描面中配置在离上述光源最远的位置上的被扫描面的中心和配置在离上述光源最近的位置上的被扫描面的中心的连结线所成的角为βid，则满足以下的关系式55＜βid≤150。
其次，本发明的第1彩色图像形成装置是具有上述本发明的任一个光扫描装置的彩色图像形成装置，其中，配置有对不同颜色的墨进行显影的多个显影器、把由上述多个显影器显影后的墨像转印到转印材料上的转印机构、以及对上述转印到上述转印材料上的墨像进行定影的定影器，其分别对应于配置在上述多个被扫描面上的多个感光体。
本发明的第2彩色图像形成装置是具有满足55＜βid≤50的关系的上述光扫描装置的彩色图像形成装置，其中，配置有对不同颜色的墨进行显影的多个显影器、把由上述多个显影器显影后的墨像转印到转印材料上的转印机构、以及对上述转印到上述转印材料上的墨像进行定影的定影器，其分别对应于配置在上述多个被扫描面上的多个感光体；若把配置有光源的一侧作为上侧，则上述多个被扫描面被依次配置在下侧方向，上述多个被扫描面中的位于离上述光源最远的位置上的被扫描面是最下侧的扫描面。
本发明的第1光扫描装置，由于对多个被扫描面进行扫描的多个光束的扫描速度几乎相等，所以，能使多个光源的驱动频率相同，能简化电路。
本发明的第2光扫描装置，由于从成像光学系统射向光偏转器的各光束的主扫描方向的聚束程度或发散程度几乎相等，所以各光源和第1成像光学系统的位置调整机构可以相同，因此能降低调整成本。
本发明的第3光扫描装置，由于能满足以下关系式0.25＜(Lm/Li)/(D1/D2)＜0.45
所以，能防止各反射面的间隔减小、光束反射的有效区重叠，容易使主扫描方向像面弯曲减小到2.5mm以下，容易满足为实现分辨率400D.P.I.所需要的1/e2强度的束径60～80μm以下。
本发明的第4光扫描装置，由于能满足下式关系1.0＜(D1+D2)·tanβr/Li＜1.6所以，容易使主扫描方向像面弯曲减小到2.5mm以下，容易满足为实现分辨率400D.P.I.所需要的1/e2强度的束径60～80μm以下，能防止各反射面间隔减小、光束反射的有效区重叠。
本发明的第5光扫描装置，由于能满足下式关系-1.8＜Δβ/β2-0.2(D1/D2)＜0.4所以，容易使主扫描方向像面弯曲减小到2.5mm以下，容易满足为实现分辨率400D.P.I.所需要的1/e2强度的束径60～80μm以下。
本发明的第6光扫描装置，能满足下式关系0.001＜[1-RyH·RxL/RxH·RyL]/tanβr＜0.012所以，容易使主扫描方向像面弯曲小于2.5mm，容易满足为实现分辨率400D.P.I.所需要的1/e2强度的束径60～80μm以下。
本发明的第7光扫描装置，由于能满足下式关系55＜βid≤150所以，能防止离光源最远的曲面反射镜的反射区遮挡从相邻的曲面反射镜射向被扫描面的光束，还能防止离光源最近的曲面反射镜的反射区遮挡射向相邻的曲面反射镜的光束。因此，能确保良好的光学性能，同时，能减小各扫描线的相对性能误差，因此能实现高分辨率。
在上述本发明的第1、第2光扫描装置中，希望由上述多个曲面反射镜反射的各光束分别直射到各自对应的上述被扫描面上。若采用上述这种光扫描装置，能减少零件数量，所以能降低部件成本、降低装配调整成本，同时能使各扫描线性能均一。
此外，在包括上述光偏转器的旋转轴和上述多个曲面反射镜顶点的XZ面上，希望上述多个被扫描面的中心配置在大致一条直线上。若采用上述的这种光扫描装置，在用于彩色图像形成装置的情况下，多个感光体、显影器、转印材料传送路的配置构成容易实现。
再者，希望形成在上述光偏转器上的上述各光束的线像形成在大致相同的位置。若采用上述的光扫描装置，则能实现光偏转器的薄型化，还能实现装置整体的小型化。
另外，希望在包括上述光偏转器的旋转轴和上述多个曲面反射镜的顶点的XZ面上，从上述多个曲面反射镜射向上述多个被扫描面的各光束的中心轴，任意2个都不是平行的，而是扩展成大致扇形。若采用上述这种光扫描装置，则能实现光偏转器的小型化。
在上述第3光扫描装置中，最好是对上述多个被扫描面进行扫描的多个光束的扫描速度几乎相等，而且，从上述成像光学系统射向上述光偏转器的各光束的主扫描方向的聚束程度或分散程度几乎相等。若采用上述这种光扫描装置，则能使多个光源的驱动频率相同，能简化电路，而且能使各光源和第1成像光学系统的位置调整机构相同，所以能降低调整成本。
在上述第4光扫描装置中，希望满足下式关系1.2＜(D1+D2)·tanβr/Li＜1.6在上述关系式中，若低于下限，则主扫描方向像面弯曲产生1.0mm以上，很难满足为实现分辨率600D.P.I.所需要的1/e2强度的束径40～60μm以下。若超过上限，则结果各反射面的间隔减小，光束反射的有效区重叠，难以分离。
在上述第5光扫描装置中，希望满足下式关系-1.4＜Δβ/β2-0.2(D1/D2)＜0在上述关系式中，若低于下限或高于上限，则主扫描方向像面弯曲产生1.0mm以上，很难满足为实现分辨率600D.P.I.所需要的1/e2强度的束径40～60μm以下。
并且，希望满足下式关系-0.9＜Δβ/β2-0.2(D1/D2)＜-0.5
在上述关系式中，若低于下限或高于上限，则主扫描方向像面弯曲产生0.5mm以上，很难满足为实现分辨率1200D.P.I.所需要的1/e2强度的束径25～40μm以下。
此外，对上述多个被扫描面进行扫描的多个光束的扫描速度几乎相等，而且，从上述成像光学系统射向上述光偏转器的各光束的主扫描方向的聚束程度或分散程度几乎相等。若采用上述这种光扫描装置，则能使多个光源的驱动频率相同，能简化电路，而且能使各光源和第1成像光学系统的位置调整机构相同，所以能降低调整成本。
在上述第6光扫描装置中，希望满足下式关系0.003＜(1-RyH·RxL/RxH·RyL)/tanβr＜0.07在上述关系式中，若低于下限或高于上限，则主扫描方向像面弯曲产生1.0mm以上，很难满足为实现分辨率600D.P.I.所需要的1/e2强度的束径40～60μm以下。
在上述第7光扫描装置中，希望对上述多个被扫描面进行扫描的多个光束的扫描速度几乎相等，而且，从上述成像光学系统射向上述光偏转器的各光束的主扫描方向的聚束程度或分散程度几乎相等，希望上述βid满足下式关系55＜βid＜100若采用该结构，则主扫描方向像面弯曲能小于2.5mm，容易满足为实现分辨率400D.P.I.所需要的1/e2强度的束径60～80μm以下。并且，若使对被扫描面进行扫描的光束的扫描速度相等，则能使光源的驱动频率相同，能简化电路。而且，若允许射向光偏转器的各光束的主扫描方向的聚束程度不同，则能比较自由地配置各被扫描面，所以，在以下两种情况下是有效的，即例如各曲面反射镜的间隔必须达到某一宽度以上的情况，或者使多个被扫描面的排列方向倾斜于垂直方向来降低装置的高度的情况。
另外，在上述各光扫描装置中，希望在包括上述光偏转器的旋转轴和上述多个曲面反射镜的顶点的XZ面中，相对于连结上述多个曲面反射镜中最上面的曲面反射镜顶点和最下面的曲面反射镜顶点的线，其他曲面反射镜的顶点被配置在与上述多个被扫描面相反的一侧。若采用上述这种光扫描装置，则既能达到良好的性能，又能使各扫描线的性能、扫描速度、来自第1成像光学系统的光束的聚束度均一。
此外，希望上述多个曲面反射镜的副扫描方向剖面形状是圆弧。若采用上述这种光扫描装置，则多个曲面反射镜成为容易加工、容易测量的形状。
再者，希望上述多个曲面反射镜是对倾斜入射引起的扫描线弯曲进行校正的形状。
而且，希望上述多个曲面反射镜相对于包含括各顶点的法线且与主扫描方向相平行的YZ面，是非对称的。若采用上述这样的光扫描装置，则能校正由倾斜入射引起的扫描线弯曲。
再者，希望上述多个曲面反射镜中，位于上述YZ面和曲面相交的曲线、即母线上的顶点以外的各点的法线，是不包含在上述YZ面内的扭曲形状。若采用上述这种光扫描装置，则能简化各光学系统的结构，能校正因光束的斜入射而引起的光线像差，而且能校正扫描线弯曲。
此外，希望在上述曲面反射镜是扭曲形状的光扫描装置中，上述母线上的各点的法线和上述YZ面形成的角度，越靠近周边越大。若采用上述这种光扫描装置，则能校正因斜入射而产生的扫描线弯曲。
再者，当被上述曲面反射镜反射的光束相对于来自上述偏光面的入射光束所形成的角度为正方向的情况下，希望上述母线上各点的法线与上述YZ面形成的角度的方向，是正方向。若采用上述这样的光扫描装置，能校正因斜入射而引起的扫描线弯曲。
而且，在上述各光扫描装置中，希望上述多个曲面反射镜是顶点的主扫描方向的曲率半径和副扫描方向的曲率半径不相同的变形反射镜。若采用上述这种光扫描装置，则能使主扫描方向成像位置和副扫描方向成像位置分别位于各被扫描面附近。
再者，希望上述多个曲面反射镜是主扫描方向、副扫描方向均为凹面的反射镜面。若采用上述这样的光扫描装置，则能使主扫描方向成像位置和副扫描方向成像位置分别位于被扫描面附近。
另外，希望上述多个曲面反射镜是副扫描方向的折射率在主扫描方向上的中心部和周围部变化的反射镜面。若采用上述这种光扫描装置，则能校正副扫描方向像面弯曲。
此外，希望上述多个曲面反射镜的副扫描方向剖面的曲率半径不依靠主扫描方向剖面形状。若采用这种光扫描装置，则能校正副扫描方向像面弯曲。
再者，希望上述成像光学系统使来自上述多个光源部的光束对于主扫描方向成为聚束光束。若采用上述这种光扫描装置，则能使主扫描方向、副扫描方向的各像面弯曲、fθ特性成为良好特性。
并且，希望上述多个光源部的至少一个具有波长可变光源和波长控制部。若采用上述这样的光扫描装置，则像点的大小几乎与波长成正比，所以，若控制波长，即可任意控制感光鼓上成像的点的大小，而且，因为第2成像光学系统仅由反射镜构成，所以完全不会产生色像差，所以不使fθ特性等性能变差而能够任意改变分辨率。
并且，在本发明的彩色图像形成装置中，希望上述βid能满足下式90＜βid≤150若采用该结构，则因为角度βid是钝角，所以能使感光鼓30a～30d的排列方向相对于垂直方向倾斜，能降低装置的高度，有利于装置的小型化。并且，如图33所示，能使从中间转印带33对用纸的转印位置位于最上部，所以，容易转印。
图1是用与副扫描方向平行的平面对涉及本发明一实施方式的光扫描装置剖切的剖面图。
图2A是第1实施例的主扫描方向像面弯曲。
图2B是第1实施例的副扫描方向像面弯曲。
图3A是第1实施例的fθ误差。
图3B是第1实施例的扫描线弯曲。
图4A是第2实施例的主扫描方向像面弯曲。
图4B是第2实施例的副扫描方向像面弯曲。
图5A是第2实施例的fθ误差。
图5B是第2实施例的扫描线弯曲。
图6A是第3实施例的主扫描方向像面弯曲。
图6B是第3实施例的副扫描方向像面弯曲。
图7A是第3实施例的fθ误差。
图7B是第3实施例的扫描线弯曲。
图8A是第4实施例的主扫描方向像面弯曲。
图8B是第4实施例的副扫描方向像面弯曲。
图9A是第4实施例的fθ误差。
图9B是第4实施例的扫描线弯曲。
图10A是第5实施例的主扫描方向像面弯曲。
图10B是第5实施例的副扫描方向像面弯曲。
图11A是第5实施例的fθ误差。
图11B是第5实施例的扫描线弯曲。
图12A是第6实施例的主扫描方向像面弯曲。
图12B是第6实施例的副扫描方向像面弯曲。
图13A是第6实施例的fθ误差。
图13B是第6实施例的扫描线弯曲。
图14A是第7实施例的主扫描方向像面弯曲。
图14B是第7实施例的副扫描方向像面弯曲。
图15A是第7实施例的fθ误差。
图15B是第7实施例的扫描线弯曲。
图16A是第8实施例的主扫描方向像面弯曲。
图16B是第8实施例的副扫描方向像面弯曲。
图17A是第8实施例的fθ误差。
图17B是第8实施例的扫描线弯曲。
图18A是第9实施例的主扫描方向像面弯曲。
图18B是第9实施例的副扫描方向像面弯曲。
图19A是第9实施例的fθ误差。
图19B是第9实施例的扫描线弯曲。
图20A是第10实施例的主扫描方向像面弯曲。
图20B是第10实施例的副扫描方向像面弯曲。
图21A是第10实施例的fθ误差。
图21B是第10实施例的扫描线弯曲。
图22是用与副扫描方向平行的平面对涉及第4实施方式的光扫描装置剖切的剖面图。
图23是用与副扫描方向平行的平面对涉及第4实施方式的光扫描装置剖切的剖面图。
图24A是第11实施例的主扫描方向像面弯曲。
图24B是第11实施例的副扫描方向像面弯曲。
图25A是第11实施例的fθ误差。
图25B是第11实施例的扫描线弯曲。
图26A是第12实施例的主扫描方向像面弯曲。
图26B是第12实施例的副扫描方向像面弯曲。
图27A是第12实施例的fθ误差。
图27B是第12实施例的扫描线弯曲。
图28A是第13实施例的主扫描方向像面弯曲。
图28B是第13实施例的副扫描方向像面弯曲。
图29A是第13实施例的fθ误差。
图29B是第13实施例的扫描线弯曲。
图30A是第14实施例的主扫描方向像面弯曲。
图30B是第14实施例的副扫描方向像面弯曲。
图31A是第14实施例的fθ误差。
图31B是第14实施例的扫描线弯曲。
图32是涉及本发明第5实施方式的彩色图像形成装置的概要剖面图。
图33是涉及本发明第6实施方式的彩色图像形成装置的概要剖面图。
最佳实施方式以下参照附图，详细说明本发明的一实施方式。
图1表示涉及本发明的一实施方式的光扫描装置的基本结构图。本图是用包含多面反射镜4的旋转轴5和多个曲面反射镜7a～7d的顶点在内的面(以下简称为“XZ面”)对涉及本实施方式的光扫描装置进行剖切的剖面图。
在图1中，作为光源的半导体激光器1a～1d射出的各光束，通过构成与各半导体激光器1a～1d相对应的第1成像光学系统的轴对称透镜2a～2d，分别变成较缓的聚束光，入射到同样地构成第1成像光学系统的圆柱透镜3内。轴对称透镜2a～2d是在主扫描方向、副扫描方向两个方向均具有折射能力的透镜；圆柱透镜3是仅在副扫描方向上具有折射能力的透镜；入射到圆柱透镜3的光束仅在副扫描方向上聚束。
该聚束光倾斜地射入到作为光偏转器的多面反射镜4内，在偏振面4a上形成线像，以便使各焦线重合。也就是说，偏振面4a上的线像形成在几乎相同的位置，能实现多面反射镜4的薄型化，也能使装置整体小型化。
在此，水平面6是包含多面反射镜4的偏振面4a的中心的法线在内的面，而且，是与沿主扫描方向(与图1的纸面相垂直的方向)延伸的面相平行的面。上述的所谓斜入射是指倾斜地射入到该水平面6内。而且，水平面6在图1中是用直线图示，是向包括该直线、向与纸面相垂直的方向延伸的面。
其次，由多面反射镜4偏振的各光束斜入射到作为第2成像光学系统的曲面反射镜7a～7d内。所谓斜入射是指，相对于包括曲面反射镜7a～7d的各顶点的法线且与主扫描方向相平行的面，来自多面反射镜4的各光束倾斜地入射。曲面反射镜7a～7d产生的反射光束在被扫描面8a、8d上成像。利用这种斜入射，把多个曲面反射镜7a～7d配置在相对于副扫描方向不同的位置。再者，若以水平面6为边界，曲面反射镜7a～7d则被配置在相同侧(与半导体激光器1a～1d相反的一侧)。
如此，从多面反射镜4来的反射光束不返回到圆柱透镜3。不必再相对主扫描方向斜入射，所以能使曲面反射镜7a～7d的形状成为相对于包含偏振面4a的法线且与副扫描方向相平行的面成面对称的形状。
此外，在本实施方式中，在XZ面内，从曲面反射镜7a～7d向多个被扫描面8a～8d发射的各光束的中心轴是其任意2个都相互不平行，而是扩展成大致扇形的方向。也就是说，若考察任意2个光束的中心轴，则是朝被扫描面8a～8d侧扩展。因此，在本实施方式中实现了多面反射镜4的小型化。也就是说，在使各中心轴平行的构成中，为了使任一光学系统均有良好性能，偏振面4a的焦线位置有很大不同，多面反射镜4体积增大，成本提高。
而且，在本实施方式中的XZ面内，各被扫描面8a～8d的中心按等间隔配置在一条直线上。在这种结构用于彩色图像形成装置的情况下，构成多个感光体、显影器、和转印材料传送路的配置结构容易实现。
再者，在本实施方式中，曲面反射镜具有光束折弯机构的功能，所以，在曲面反射镜7a～7d和被扫描面之间不配置光束折弯机构。也就是说，由曲面反射镜7a～7d反射的各光束分别直接进入到对应的被扫描面8a～8d。这样，能减少零件数量，所以，能降低零件成本、装配调整成本，并且能使各扫描线的性能均一。
此外，设计成光束在被扫描面8a～8d上扫描的各扫描速度相等。其实现的方法是对多面反射镜4、曲面反射镜7a～7d和被扫描面8a～8d进行适当配置，此外，对曲面反射镜7a～7d进行优化。这样的结构能使光源的驱动频率相同，能简化电路。
在本图的例中，曲面反射镜7a～7d在XZ面内，相对于连结最上面的曲面反射镜7d的顶点和最下面的曲面反射镜7a的顶点的连结线，其他曲面反射镜7b、7c的顶点被配置在与被扫描面8a～8d相反的一侧。利用这种结构，能减小偏振面4a与各曲面反射镜7a～7d的顶点之间的距离的差异，所以，既能获得良好的性能，又能使各扫描线的性能、扫描速度均一。而且，在后面说明的第2、3实施方式中，在获得良好性能的同时，又能使各扫描线的性能、从第1成像光学系统来的光束的聚束度均一。
各曲面反射镜7a～7d的形状，由扫描方向剖面的非圆弧形状、与各像高对应的副扫描方向的曲率半径决定，以便校正主像面弯曲、副像面弯曲和fθ误差，。此外，因为副扫描方向剖面形状采用圆弧形，所以容易加工和测量。
再者，采用校正由斜入射而产生的扫描线弯曲的形状，并且，为了校正扫描线弯曲，决定与各像高对应的位置上的面的扭曲量。更具体地说，曲面反射镜7a～7d，具有以下4种结构①相对于包含各顶点的法线且与主扫描方向相平行的YZ面，是非对称的。②位于上述YZ面和曲面相交的曲线、即母线上的顶点以外的各点的法线是未包含在上述YZ面内的扭曲形状。③上述母线上的各点的法线与上述YZ面所成的角度，越靠周边越大。④当由曲面反射镜7a～7d反射的光束相对于来自偏振面4a的入射光束所成的角度为正方向的情况下，上述母线的各点的法线与上述YZ面所成的角度的方向，是正的方向。
此外，曲面反射镜7a～7d，还具有以下两种结构⑤是顶点处的主扫描方向的曲率半径和副扫描方向的曲率半径不同的变形反射镜。⑥是主扫描方向和副扫描方向均为凹面的反射镜面。这样一来，能使主扫描方向成像位置和副扫描方向成像位置分别位于被扫描面附近。
另外，曲面反射镜7a～7d还具有以下两种结构⑦是副扫描方向的折射能力在主扫描方向上的中心部和周边部进行变化的反射镜面。⑧副扫描方向剖面的曲率半径不依靠主扫描方向剖面形状。这样一来，能校正副扫描方向像面弯曲。
各曲面反射镜的面形状由下式表示，即在以面的顶点为原点、副扫描方向为x轴、主扫描方向为y轴、顶点处的法线为z轴的正交坐标系中，将副扫描方向坐标为x(mm)、主扫描方向坐标为y(mm)的位置上的自顶点的下垂量作为以入射光束前进的方向为正向时的z(mm)，则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)是表示母线上的形状即非圆弧的式子，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位置上的副扫描方向(x方向)的曲率半径，θ(y)是y位置上的扭曲量，分别由下面的式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)是顶点处的主扫描方向曲率半径；RDx(mm)是副扫描方向曲率半径；k是表示母线形状的圆锥常数。并且，AD、AE、AF、AG是表示母线形状的高次常数，BC、BD、BE、BF、BG是决定y位置上的副扫描方向曲率半径的常数，EC、ED、EE是决定y位置上的扭曲量的扭曲常数。
而且，曲面反射镜形状不仅仅限于由式(1)所表示的形状，如果能表示同样的形状，那么也可以用其他公式。
此外，有关上述曲面反射镜形状的说明，对于以下的第2、3实施方式也是一样。
第1实施例以下，利用表1表示本实施方式的第1实施例。
表1Ymax＝110，rp＝17.32 βid＝136.1
表中，a～d对应于被扫描面8a～8d。并且，β1(度)是来自各半导体激光器1a～1d的光束的中心轴与水平面6形成的角；β2(度)是各曲面反射镜7a～7d的顶点处的法线(图1的虚线)与各光束的中心轴所形成的角；D1(mm)是偏振反射点和各曲面反射镜7a～7d的顶点之间的距离；D2是各曲面反射镜7a～7d的顶点和各被扫描面8a～8d的中心之间的距离；rp(mm)是多面反射镜4的内接半径；Ymax(mm)是最大像高；α(度)是与最大像高相对应的多面旋转角。在本第1实施例中，被扫描面间隔G(图1)是25mm。
此外，作为表示朝向多面反射镜4的各光束的主扫描方向的聚束度的值，采用了S(mm)。S(mm)是在后方完全没有光学系统时的主扫描方向的成像位置和偏振反射点之间的距离。S(mm)以朝向光源的方向为正。因此，若是负值，则表明是聚束光。这些关于表1的各符号的说明，对以下的表2～10、12～15也是同样适用。
在本实施例中，设计成在被扫描面8a～8d上进行扫描的光束的各扫描速度相等。所以，在a～d中，多面旋转角α均为10.754(度)，是相同的值。
图2、3表示第1实施例的测量结果。图2A表示主扫描方向像面弯曲(CM)；图2B表示副扫描方向像面弯曲(CS)；图3A表示误差(fθ)；图4B表示扫描线弯曲(BOW)。在各图中，纵轴Y是像高，线的种类a～d对应于被扫描面8a～8d。
当设定扫描中心附近的多面的、对应每个单位旋转角的扫描速度(在感光鼓表面上光束扫描的速度)为V(mm)，多面旋转角为α(度)，像高为Y(mm)时，fθ误差(ΔY)是由下面的式5表示的量。
式5ΔY＝Y-V×α以上关于图2的说明，对以下的图4、6、8、10、12、14、16、18、20、24、26、28和30也同样适用。关于图3的说明，对以下图5、7、9、11、13、15、17、19、25、27、29和31也同样适用。
从图2和图3中可以看出，第1实施例是良好的光学性能，而且各扫描线的相对性能误差小，能实现高分辨率。
而且，因为扫描速度相等，所以，能使光源的驱动频率相同，能简化电路。并且如表1所示，在第1实施例中，S值在a～d中各不相同，允许朝向光偏转器的各光束的主扫描方向的聚束程度不同，所以，能比较自由地配置曲面反射镜，例如，对于各曲面反射镜的间隔必须达到一定宽度以上等情况下是有效的。
第2实施方式涉及第2实施方式的光扫描装置的基本结构与图1所示的第1实施方式相同。第2实施方式与第1实施方式的不同点是设计配置成由轴对称透镜2a～2d产生的各光束的聚束程度相等。
第2实施例
以下用表2表示本实施方式的第2实施例。而且，本实施例的被扫描面间隔G(图1)是25mm。
表2Ymax＝110，rp＝17.32 βid＝84.6
在本实施例中，由于设计配置成由轴对称透镜2a～2d引起的各光束的聚束程度相等，所以，在a～d中，距离S均为-831.75，是相同值。另一方面，允许对各被扫描面进行扫描的各光束的扫描速度不同，在a～d中，多面旋转角α分别为不同值。
图4、5表示第2实施例的测量结果，从图4、图5中可以看出，第2实施例是良好的光学性能，而且，各扫描线的相对性能误差小，能实现高分辨率。
并且，由于朝向光偏转器的各光束的主扫描方向的聚束程度相等，所以能使各光源和第1成像光学系统的位置调整机构相同，能降低调整成本。再者，允许对各被扫描面进行扫描的各光束的扫描速度不同，因此，能比较自由地配置曲面反射镜，例如对各曲面反射镜的间隔必须为某一宽度以上等情况是有效的。
第3实施方式涉及第3实施方式的光扫描装置的基本结构与图1所示的第1实施方式相同。在本实施方式中，与第1实施方式一样，设计成在被扫描面8a～8d上进行光束扫描时的各扫描速度相等。此基础上，设计配置成由轴对称透镜2a～2d引起的各光束的聚束程度相等。
在此，假定在XZ面内，曲面反射镜7a～7d中的最上面的曲面反射镜7d的顶点和最下面的曲面反射镜7a的顶点的距离为Lm；被扫描面8a～8d中的最上面的被扫描面8d的中心和最下面的被扫描面8a的中心的距离为Li；偏振面4a和最上面的曲面反射镜7d的顶点的距离为D1；最上面的曲面反射镜7d的顶点和最上面的被扫描面8d的中心的距离为D2，那么，本实施方式能满足以下的式6。
式6 0.25＜(Lm/Li)/(D1/D2)＜0.45在式6中，若低于下限，则各反射面的间隔减小，光束反射的有效区重合，很难分离。若高于上限，则主扫描方向像面弯曲产生2.5mm以上，很难满足为实现分辨率400D.P.I.所需要的1/e2强度的束径60～80μm以下。
而且，在XZ面中，若在射向多个被扫描面8a～8d的各光束的中心轴中，最上面的中心轴和最下面的中心轴所形成的角度为βr，则本实施方式满足以下的式7。
式7 1.0＜(D1+D2)·tanβr/Li＜1.6在式7中，若低于下限，则主扫描方向像面弯曲产生2.5mm以上，很难满足为实现分辨率400D.P.I.所需要的1/e2强度的束径60～80μm以下。若高于上限，则结果是各反射面的间隔减小，光束反射的有效区重合，很难分离。
为了达到更高的分辨率，希望满足以下的式8，进一步校正主扫描方向像面弯曲式81.2＜(D1+D2)·tanβr/Li＜1.6在式8中，若低于下限，则主扫描方向像面弯曲产生1.0mm以上，很难满足为实现分辨率600D.P.I.所需要的1/e2强度的束径40～60μm以下。若高于上限，则结果是各反射面的间隔减小，光束反射的有效区重合，很难分离。
此外，假定在XZ面内，连结曲面反射镜7a～7d中的最上面的曲面反射镜7d的顶点与最下面的曲面反射镜7a的顶点的连结线、和连结被扫描面8a～8d中的最上面的被扫描面8d的中心与最下面的被扫描面8a的中心的连结线所形成的角度为Δβ；最上面的曲面反射镜7d的顶点处的法线与来自偏振面4a的光束所形成的角度为β2，那么，本实施方式满足以下的式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，则主扫描方向像面弯曲产生2.5mm以上，很难满足为实现分辨率400D.P.I.所需要的1/e2强度的束径60～80μm以下。
为了达到更高的分辨率，希望满足以下的式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，则主扫描方向像面弯曲产生1.0mm以上，很难满足为实现分辨率600D.P.I.所需要的1/e2强度的束径40～60μm以下。
为了进一步提高分辨率，希望满足以下的式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，则主扫描方向像面弯曲产生0.5mm以上，很难满足为实现分辨率1200D.P.I.所需要的1/e2强度的束径25～40μm以下。
并且，将与XZ面相垂直且包含多个曲面反射镜7a～7d的各顶点处的法线的面作为各曲面反射镜中的YZ面，将多个曲面反射镜中的最上面的曲面反射镜的顶点处的XZ剖面曲率半径设为RxH、YZ剖面曲率半径设为RyH、最下面的曲面反射镜的顶点处的XZ剖面曲率半径设为RxL、YZ剖面曲率半径设为RyL，那么，本实施方式满足以下的式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，则主扫描方向像面弯曲产生2.5mm以上，很难满足为实现分辨率400D.P.I.所需要的1/e2强度的束径60～80μm以下。
为了进一步提高分辨率，希望满足以下的式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，则主扫描方向像面弯曲产生1.0mm以上，很难满足为实现分辨率600D.P.I.所需要的1/e2强度的束径40～60μm以下。
以下，用表3～10表示本实施方式的第3～10实施例。而且，第8、9实施例的被扫描面间隔G(图1)是30mm，其他实施例的被扫描面间隔为25mm。
第3实施例表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实施例表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实施例表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实施例表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实施例表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实施例表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实施例表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实施例表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实施例均能满足上述的式6、式7、式9和式12，第3～8实施例能满足上述的式8、式11和式13。与各实施例的各式相当的数值示于以下的表11内。
表11
表11中，曲率半径条件式是指式12或式13。
图6、图7表示第3实施例，图8、图9表示第4实施例，图10、图11表示第5实施例，图12、图13表示第6实施例，图14、图15表示第7实施例，图16、图17表示第8实施例，图18、图19表示第9实施例，图20、图21表示第10实施例的测量结果。
从图6～图21中可以看出，第3～10实施例的全部的副扫描方向像面弯曲、fθ误差、和扫描线弯曲特性均为良好。
而且，第3～8实施例满足上述式7、式9和式12。主扫描方向像面弯曲也能获得±1mm以内的良好特性。
第9、10实施例，是对曲面反射镜的配置有限制的情况下的实施例。能满足上述式6、式7和式9。第9、10实施例的数值接近各式的上限或下限，所以，主扫描方向像面弯曲与数值例3～8相比，较大。
再者，本实施方式与第1、2实施方式相比，配置自由度减小，但扫描速度相等(多面旋转角α相等)，所以能使光源的驱动频率相同，能简化电路，并且，朝向光偏转器的各光束的主扫描方向的聚束程度相等(距离S相等)，所以，能使各光源和第1成像光学系统的位置调整机构相同，能降低调整成本。
而且，利用全部满足上述式6、式7、式9和式12的实施例说明了本实施方式。但也可以是满足这些式中至少一个式子的结构。
第4实施方式涉及第4实施方式的光扫描装置的基本结构，与图1所示的第1实施方式相同。用与副扫描方向相平行的平面对涉及第4实施方式的光扫描装置进行剖切的剖面图示于图22、23。光扫描装置的结构部件和图1所示的第1实施方式相同，本实施方式的特征在于各结构件的配置位置。
具体来说，在XZ面上，射向多个被扫描面8a～8d的各光束的中心轴中的离半导体激光器1a～1d最远的位置上的中心轴、和连结被扫描面8a～8d中离光源1a～1d最远的位置上的被扫描面8d的中心与离半导体激光器1a～1d最近的位置上的被扫描面8a的中心的连结线所成的角，假定为βid(度)，则满足以下的式14。
式14 55＜βid≤150通过满足该关系式，即可防止离半导体激光器1a～1d最远的曲面反射镜7d的反射区遮挡从邻接的曲面反射镜7c射向被扫描面8c的光束，还可防止离半导体激光器1a～1d最近的曲面反射镜7a的反射区遮挡射向邻接的曲面反射镜7b的光束。因此，能确保良好的光学性能，并且能减小各扫描线的相对性能误差，所以，能实现高分辨率。
在此，图22表示式14的βid接近下限的结构。在本图的结构中，曲面反射镜7d的反射区和来自曲面反射镜7c的光束之间的间隔变小。因此，若βid低于下限，则离半导体激光器1a～1d最远的曲面反射镜7d的反射区遮挡从邻接的曲面反射镜7c射向被扫描面8c的光束。
另一方面，图23表示式14的βid接近上限的结构。本图的结构中，曲面反射镜7a的反射区和射向曲面反射镜7b的光束之间的间隔变小。因此，若βid高于上限，则离半导体激光器1a～1d最近的曲面反射镜7a的反射区遮挡射向邻接的曲面反射镜7b的光束。
此外，若使在被扫描面8a～8d的各被扫描面上进行扫描的光束的扫描速度相等，则能使光源的驱动频率相同，能简化电路。
再者，也可以使在被扫描面8a～8d上进行扫描的多个光束的扫描速度大致上相等，而且使射向多面反射镜4的各光束的主扫描方向的聚束程度或分散程度大致相等，并满足下式15。
式15 55＜βid≤100若采用该结构，则能使主扫描方向像面弯曲小于2.5mm，容易满足为实现分辨率400D.P.I.所需要的1/e2强度的束径60～80μm以下。
而且，如果允许射向多面反射镜4的各光束的主扫描方向的聚束程度不同，那么，能比较自由地配置各被扫描面8a～8d，所以，例如在各曲面反射镜7a～7d的间隔必须达到某一宽度以上的情况、或者使多个被扫描面(感光鼓)的排列方向相对于垂直方向倾斜而降低装置的高度的情况下有效。
再者，也可以如上述第3实施方式那样，也可以采用满足上述的式6、式7、式9和式12中的至少一个的结构。
以下用表12～15来表示涉及本实施方式的第11～14实施例。在以下各实施例中，被扫描面间隔G为30mm。
第11实施例表12Ymax＝110，rp＝17.32，βid＝57
第12实施例表13Ymax＝110，rp＝17.32，βid＝106
第13实施例表14Ymax＝110，rp＝17.32，βid＝120
第14实施例表15Ymax＝110，rp＝17.32，βid＝150
第11～14实施例的βid满足式14的关系。图24、图25表示第11实施例的测量结果，图26、图27表示第12实施例的测量结果，图28、图29表示第13实施例的测量结果，图30、图31表示第14实施例的测量结果。
而且，涉及上述第1～10实施例的表1～10也示出βid的值，第1～10实施例满足式14的关系。
并且，第3～10实施例中，与各被扫描面相对应的s、α的值相等，βid满足式15的关系。
第5实施方式
图32表示涉及本发明一实施方式的串列型彩色图像形成装置，其光扫描装置16采用了上述第1～4实施方式中的任一种所述的光扫描装置。在感光鼓9a～9d的表面上覆盖着照射光时电荷发生变化的感光体。在该感光体的表面，利用带电辊轮10a～10d来吸附静电离子，使感光体载电。在显影单元11a～11d的印字部上粘附带电墨。在转印辊12a～12d上转印感光鼓9a～9d上所形成的墨像。
感光鼓9a～9d、带电辊10a～10d、显影单元11a～11d、转印辊12a～12d，构成4个图像形成单元13a～13d。此外，转印到定影器14上的墨固定附着在用纸上。15是供纸盒。
在光扫描装置16中具有由半导体激光器、轴对称透镜和圆柱透镜构成的光源组件17，多面反射镜18，平面的折返反射镜19，曲面反射镜20a～20d。
4色(黄、红、绿、黑)的图像形成单元13a～13d沿纵向配置，利用光扫描装置16在感光鼓9a～9d上形成各色的图像。这些图像由显影单元11a～11d进行显影，利用转印辊12a～12d按各色的顺序依次转印到从给纸盒15输送来的用纸上，由定影器14进行定影。
涉及本实施方式的彩色图像形成装置，采用第1～3实施方式中的任一项所述的光扫描装置，所以，能实现小型、低成本、高速、高分辨率的彩色图像形成装置。
第6实施方式图33表示涉及第6实施方式的彩色图像形成装置的基本结构。在图33中，30a～30d是在表面覆盖有照射光时电荷发生变化的感光体的感光鼓；31a～31d是把静电离子吸附到感光体表面上并带电的带电辊；32a～32d是把带电墨附着到印字部上的显影单元；33是将在与各色对应的感光鼓30a～30d上形成的墨像临时进行转印的中间转印带；34是把在中间转印带33上形成的墨像转印到用纸上的转印辊；而且，35a～35d是由感光鼓30a～30d、带电辊31a～31d和显影单元32a～32d构成的图像形成单元；36是使转印的墨在用纸上定影的定影器；37是给纸盒。另外，38是表示第1～4实施方式中的任一项所示的光扫描装置；39是由作为光源的半导体激光器、轴对称透镜、圆柱透镜构成的光源组件；40是多面反射镜；41是平面的折返反射镜；42a～42d是曲面反射镜。
4色(黄、红、绿、黑)的图像形成单元35a～35d在纵向上配置，利用光扫描装置38在感光鼓30a～30d上形成各色图像，利用显影单元32a～32d进行显影，按各色顺序依次向中间转印带33上转印，并利用转印辊34转印到从纸盒37输送的用纸上，利用定影器36进行定影。
本图所示的彩色图像形成装置，若将配置光源组件39的一侧做为上侧，则感光鼓30a～30d被依次向下侧方向配置。因此，感光鼓30a～30d，随着向下移动，离光源组件39越来越远，最下侧的感光鼓30d的位置离光源组件39最远。
若采用该结构，则可以把光源组件39、多面反射镜40配置在曲面反射镜42a～42d的上部空间，所以能使装置整体小型化。也就是说，能有效地利用曲面反射镜42a～42d上部的空间。在曲面反射镜42a～42d的下侧配置给纸盒37，所以，为了配置光源组件39、多面反射镜40，需要另外设置专用的空间。
此外，在射向感光鼓30a～30d的各光束的中心轴中的离光源组件39最远的位置上的中心轴、和连结配置在感光鼓30a～30d中的离光源组件39最远的位置上的感光鼓30d的扫描面中心与配置在离光源组件39最近的位置上的感光鼓30a的被扫描面中心的连结线所成的角，假定为βid，则希望能满足以下的式16的关系。
式1690＜βid≤150若采用该结构，由于角度βid是钝角，所以，感光鼓30a～30d的配置方向可以相对于垂直方向倾斜，能降低装置的高度，有利于装置的小型化。并且，如图33所示，可以使从中间转印带33向用纸的转印位置在最上部，所以，容易转印。
产业上利用的可能性如上所述，若采用本发明的光扫描装置，则在第2成像光学系统和感光鼓之间不需要折返反射镜，能减少零件数量，降低成本，实现小型化，光学性能良好且各扫描线的相对性能误差小，所以能实现高分辨率。
再者，由于扫描速度相等，所以，光源的驱动频率相同，能简化电路，并且，射向光偏转器的各光束的主扫描方向的聚束程度大致相等，所以能使各光源和第1成像光学系统的位置调整机构相同，能降低调整成本。因此，本发明适用于激光打印机、激光传真机、或数码复印机等彩色图像形成装置。
权利要求
1.一种光扫描装置，其特征在于，包括多个光源；单一的光偏转器，用于扫描从上述多个光源发出的各光束；成像光学系统，配置在上述多个光源和上述光偏转器之间，用于在上述光偏转器的同一偏振面上形成上述各光束的线像；以及多个曲面反射镜，配置在与上述多个光源对应的多个被扫描面和上述光偏转器之间，分别与上述多个被扫描面对应；来自上述成像光学系统的各光束，向包含上述光偏转器的上述偏振面中心的法线且与主扫描方向相平行的平面倾斜地入射；上述多个曲面反射镜配置在相对于副扫描方向不同的位置，以便使来自上述光偏转器的各光束，向包含上述多个曲面反射镜的各个顶点的法线且与与主扫描方向平行的平面倾斜地入射；将包含上述偏振面中心的法线且与主扫描方向平行的平面作为边界，则上述多个曲面反射镜，被配置在由上述边界分割的空间中的同一空间内；对上述多个被扫描面进行扫描的多个光束的扫描速度大致相等。
2.如权利要求1所述的光扫描装置，其特征在于，在上述多个曲面反射镜反射的各光束直线传播到各自对应的上述被扫描面上。
3.如权利要求1所述的光扫描装置，其特征在于，在包含上述光偏转器的旋转轴和上述多个曲面反射镜的顶点的XZ面上，上述多个被扫描面的中心大致配置在一条直线上。
4.如权利要求1所述的光扫描装置，其特征在于，形成在上述光偏转器上的上述各光束的线像，形成在大致相同的位置。
5.如权利要求4所述的光扫描装置，其特征在于，在包含上述光偏转器的旋转轴和上述多个曲面反射镜的顶点的XZ面上，从上述多个曲面反射镜射向上述多个被扫描面的各光束的中心轴，其任意2个都是不平行的，扩散成大致扇形。
6.一种光扫描装置，其特征在于，包括多个光源；单一的光偏转器，用于扫描从上述多个光源发出的各光束；成像光学系统，配置在上述多个光源和上述光偏转器之间，用于在上述光偏转器的同一偏振面上形成上述各光束的线像；以及多个曲面反射镜，配置在与上述多个光源对应的多个被扫描面和上述光偏转器之间，分别与上述多个被扫描面对应；来自上述成像光学系统的各光束，向包含上述光偏转器的上述偏振面中心的法线且与主扫描方向平行的平面倾斜地入射；上述多个曲面反射镜配置在相对于副扫描方向不同的位置，以便使来自上述光偏转器的各光束，向包含上述多个曲面反射镜的各个顶点的法线且与与主扫描方向平行的平面倾斜地入射；将包含上述偏振面中心的法线且与主扫描方向平行的平面作为边界，则上述多个曲面反射镜，被配置在由上述边界分割的空间中的同一空间内；从上述成像光学系统射向上述光偏转器的各光束的主扫描方向的聚束程度或发散程度大致相等。
7.如权利要求6所述的光扫描装置，其特征在于，在上述多个曲面反射镜反射的各光束直线传播到各自对应的上述被扫描面上。
8.如权利要求6所述的光扫描装置，其特征在于，在包含上述光偏转器的旋转轴和上述多个曲面反射镜的顶点的XZ面上，上述多个被扫描面的中心大致配置在一条直线上。
9.如权利要求6所述的光扫描装置，其特征在于，形成在上述光偏转器上的上述各光束的线像，形成在大致相同的位置。
10.如权利要求9所述的光扫描装置，其特征在于，在包含上述光偏转器的旋转轴和上述多个曲面反射镜的顶点的XZ面上，从上述多个曲面反射镜射向上述多个被扫描面的各光束的中心轴，其任意2个都是不平行的，扩散成大致扇形。
11.光扫描装置，其特征在于，包括多个光源；单一的光偏转器，用于扫描从上述多个光源发出的各光束；成像光学系统，配置在上述多个光源和上述光偏转器之间，用于在上述光偏转器的同一偏振面上形成上述各光束的线像；以及多个曲面反射镜，配置在与上述多个光源对应的多个被扫描面和上述光偏转器之间，分别与上述多个被扫描面对应；来自上述成像光学系统的各光束，向包含上述光偏转器的上述偏振面中心的法线且与主扫描方向相平行的平面倾斜地入射；上述多个曲面反射镜配置在相对于副扫描方向不同的位置，以便使来自上述光偏转器的各光束，向包含上述多个曲面反射镜的各个顶点的法线且与与主扫描方向平行的平面倾斜地入射；将包含上述偏振面中心的法线且与主扫描方向平行的平面作为边界，则上述多个曲面反射镜，被配置在由上述边界分割的空间中的同一空间内；在包含上述光偏转器的旋转轴和上述多个曲面反射镜的顶点的XZ面上，设上述多个曲面反射镜中的最上面的曲面反射镜的顶点和最下面的曲面反射镜的顶点之间的距离为Lm，上述多个被扫描面中的最上面的被扫描面的中心和最下面的被扫描面的中心之间的距离为Li，上述偏振面和上述最上面的曲面反射镜的顶点的距离为D1；上述最上面的曲面反射镜的顶点和上述最上面的被扫描面的中心之间的距离为D2，则能满足以下的关系式0.25＜(Lm/Li)/(D1/D2)＜0.45。
12.如权利要求11所述的光扫描装置，其特征在于，对上述多个被扫描面进行扫描的多个光束的扫描速度大致相等，并且，从上述成像光学系统射向上述光偏转器的各光束的主扫描方向的聚束程度或发散程度大致上相等。
13.一种光扫描装置，其特征在于，包括多个光源；单一的光偏转器，用于扫描从上述多个光源发出的各光束；成像光学系统，配置在上述多个光源和上述光偏转器之间，用于在上述光偏转器的同一偏振面上形成上述各光束的线像；以及多个曲面反射镜，配置在与上述多个光源对应的多个被扫描面和上述光偏转器之间，分别与上述多个被扫描面对应；来自上述成像光学系统的各光束，向包含上述光偏转器的上述偏振面中心的法线且与主扫描方向相平行的平面倾斜地入射；上述多个曲面反射镜配置在相对于副扫描方向不同的位置，以便使来自上述光偏转器的各光束，向包含上述多个曲面反射镜的各个顶点的法线且与与主扫描方向平行的平面倾斜地入射；将包含上述偏振面中心的法线且与主扫描方向平行的平面作为边界，则上述多个曲面反射镜，被配置在由上述边界分割的空间中的同一空间内；在包含上述光偏转器的旋转轴和上述多个曲面反射镜的顶点的XZ面上，设定射向上述多个被扫描面的各光束的中心轴中的最上面和最下面的中心轴所成的角为βr，上述多个被扫描面中的最上面的被扫描面的中心和最下面的被扫描面的中心之间的距离为Li，上述偏振面和上述最上面的曲面反射镜的顶点之间的距离为D1，上述最上面的曲面反射镜的顶点和上述最上面的被扫描面的中心之间的距离为D2，则满足以下的关系式1.0＜(D1+D2)·tanβr/Li＜1.6。
14.如权利要求13所述的光扫描装置，其特征在于，上述D1、D2、βr和Li能满足以下的关系式1.2＜(D1+D2)·tanβr/Li＜1.6。
15.如权利要求13所述的光扫描装置，其特征在于，对上述多个被扫描面进行扫描的多个光束的扫描速度大致相等，并且，从上述成像光学系统射向上述光偏转器的各光束的主扫描方向的聚束程度或发散程度大致上相等。
16.一种光扫描装置，其特征在于，包括多个光源；单一的光偏转器，用于扫描从上述多个光源发出的各光束；成像光学系统，配置在上述多个光源和上述光偏转器之间，用于在上述光偏转器的同一偏振面上形成上述各光束的线像；以及多个曲面反射镜，配置在与上述多个光源对应的多个被扫描面和上述光偏转器之间，分别与上述多个被扫描面对应；来自上述成像光学系统的各光束，向包含上述光偏转器的上述偏振面中心的法线且与主扫描方向相平行的平面倾斜地入射；上述多个曲面反射镜配置在相对于副扫描方向不同的位置，以便使来自上述光偏转器的各光束，向包含上述多个曲面反射镜的各个顶点的法线且与与主扫描方向平行的平面倾斜地入射；将包含上述偏振面中心的法线且与主扫描方向平行的平面作为边界，则上述多个曲面反射镜，被配置在由上述边界分割的空间中的同一空间内；在包含上述光偏转器的旋转轴和上述多个曲面反射镜的顶点的XZ面上，设连结上述多个曲面反射镜中的最上面的曲面反射镜的顶点与最下面的曲面反射镜的顶点的连结线、和连结上述多个被扫描面中的最上面的被扫描面的中心与最下面的被扫描面的中心的连结线所成的角为Δβ，上述最上面的曲面反射镜的顶点的法线和来自上述偏振面的光束所成的角度为β2，上述偏振面和上述最上面的曲面反射镜的顶点之间的距离为D1，上述最上面的曲面反射镜的顶点和上述最上面的被扫描面的中心之间的距离为D2，则满足以下的关系式-1.8＜Δβ/β2-0.2(D1/D2)＜0.4。
17.如权利要求16所述的光扫描装置，其特征在于，上述Δβ、β2、D1、D2满足下式-1.4＜Δβ/β2-0.2(D1/D2)＜0。
18.如权利要求16所述的光扫描装置，其特征在于，上述Δβ、β2、D1、D2满足下式-0.9＜Δβ/β2-0.2(D1/D2)＜-0.5。
19.如权利要求16所述的光扫描装置，其特征在于，对上述多个被扫描面进行扫描的多个光束的扫描速度大致相等，并且，从上述成像光学系统射向上述光偏转器的各光束的主扫描方向的聚束程度或发散程度大致上相等。
20.一种光扫描装置，其特征在于，包括多个光源；单一的光偏转器，用于扫描从上述多个光源发出的各光束；成像光学系统，配置在上述多个光源和上述光偏转器之间，用于在上述光偏转器的同一偏振面上形成上述各光束的线像；以及多个曲面反射镜，配置在与上述多个光源对应的多个被扫描面和上述光偏转器之间，分别与上述多个被扫描面对应；来自上述成像光学系统的各光束，向包含上述光偏转器的上述偏振面中心的法线且与主扫描方向相平行的平面倾斜地入射；上述多个曲面反射镜配置在相对于副扫描方向不同的位置，以便使来自上述光偏转器的各光束，向包含上述多个曲面反射镜的各个顶点的法线且与与主扫描方向平行的平面倾斜地入射；将包含上述偏振面中心的法线且与主扫描方向平行的平面作为边界，则上述多个曲面反射镜，被配置在由上述边界分割的空间中的同一空间内；在包含上述光偏转器的旋转轴和上述多个曲面反射镜的顶点的XZ面上，设定向上述多个被扫描面入射的各光束的中心轴中的最上面和最下面的中心轴所成的角为βr，将与上述XZ面相垂直且包含上述多个曲面反射镜的各顶点处的法线的平面作为各曲面反射镜的YZ面，设上述多个曲面反射镜中的最上面的曲面反射镜的顶点处的XZ剖面曲率半径为RxH，YZ剖面曲率半径为RyH，最下面的曲面反射镜的顶点处的XZ剖面曲率半径为RxL，YZ剖面曲率半径为RyL，则满足以下的关系式0.001＜(1-RyH·RxL/RxH·RyL)/tanβr＜0.012。
21.如权利要求20所述的光扫描装置，其特征在于，上述βr、RxH、RyH、RxL和RyL满足以下的关系式0.003＜(1-RyH·RxL/RxH·RyL)/tanβr＜0.007。
22.一种光扫描装置，其特征在于，包括多个光源；单一的光偏转器，用于扫描从上述多个光源发出的各光束；成像光学系统，配置在上述多个光源和上述光偏转器之间，用于在上述光偏转器的同一偏振面上形成上述各光束的线像；以及多个曲面反射镜，配置在与上述多个光源对应的多个被扫描面和上述光偏转器之间，分别与上述多个被扫描面对应；来自上述成像光学系统的各光束，向包含上述光偏转器的上述偏振面中心的法线且与主扫描方向相平行的平面倾斜地入射；上述多个曲面反射镜配置在相对于副扫描方向不同的位置，以便使来自上述光偏转器的各光束，向包含上述多个曲面反射镜的各个顶点的法线且与与主扫描方向平行的平面倾斜地入射；将包含上述偏振面中心的法线且与主扫描方向平行的平面作为边界，则上述多个曲面反射镜，被配置在由上述边界分割的空间中的同一空间内；在包含上述光偏转器的旋转轴和上述多个曲面反射镜的顶点的XZ面上，设定射向上述多个被扫描面的各光束的中心轴中位于离上述光源最远的位置的中心轴、和连结上述多个被扫描面中配置在离上述光源最远的位置上的被扫描面的中心和配置在离上述光源最近的位置上的被扫描面的中心的连结线所成的角为βid，则满足以下的关系式55＜βid≤150。
23.如权利要求22所述的光扫描装置，其特征在于，对上述多个被扫描面进行扫描的多个光束的扫描速度大致相等，并且，从上述成像光学系统射向上述光偏转器的各光束的主扫描方向的聚束程度或发散程度大致上相等；并且，上述βid满足以下的关系式55＜βid≤100。
24.如权利要求1～23中的任一项所述的光扫描装置，其特征在于，在包含上述光偏转器的旋转轴和上述多个曲面反射镜的顶点的XZ面上，相对于连结上述多个曲面反射镜中的最上面的曲面反射镜的顶点和最下面的曲面反射镜的顶点的连结线，其它曲面反射镜的顶点被配置在与上述多个被扫描面相反的一侧。
25.如权利要求1～23中的任一项所述的光扫描装置，其特征在于，上述多个曲面反射镜的副扫描方向剖面形状是圆弧形。
26.如权利要求1～23中的任一项所述的光扫描装置，其特征在于，上述多个曲面反射镜具有对因斜入射而产生的扫描线弯曲进行校正的形状。
27.如权利要求1～23中的任一项所述的光扫描装置，其特征在于，上述多个曲面反射镜相对于包含各顶点的法线且与主扫描方向相平行的YZ面，是非对称的。
28.如权利要求1～23中的任一项所述的光扫描装置，其特征在于，上述多个曲面反射镜具有位于上述YZ面和曲面相交的曲线即母线上的顶点以外的各点的法线不包含在上述YZ面内的、扭曲形状。
29.如权利要求28所述的光扫描装置，其特征在于，上述母线上的各点的法线和上述YZ面所成的角度，越靠周边越大。
30.如权利要求28所述的光扫描装置，其特征在于，当由上述曲面反射镜反射的光束对来自上述偏振面的入射光束所成的角度为正方向的情况下，上述母线上的各点的法线与上述YZ面构成的角度的方向为正方向。
31.如权利要求1～23中的任一项所述的光扫描装置，其特征在于，上述多个曲面反射镜是顶点处的主扫描方向的曲率半径和副扫描方向的曲率半径不同的变形反射镜。
32.如权利要求1～23中的任一项所述的光扫描装置，其特征在于，上述多个曲面反射镜是主扫描方向和副扫描方向均为凹面的反射镜面。
33.如权利要求1～23中的任一项所述的光扫描装置，其特征在于，上述多个曲面反射镜是副扫描方向的折射能力在主扫描方向的中心部和周边部发生变化的反射镜面。
34.如权利要求1～23中的任一项所述的光扫描装置，其特征在于，上述多个曲面反射镜的副扫描方向剖面的曲率半径不依靠主扫描方向剖面形状。
35.如权利要求1～23中的任一项所述的光扫描装置，其特征在于，上述成像光学系统使来自上述多个光源部的光束相对于主扫描方向成为聚束光束。
36.如权利要求1～23中的任一项所述的光扫描装置，其特征在于，上述多个光源部的至少一个具有波长可变光源和波长控制部。
37.一种彩色图像形成装置，具有权利要求1～23中的任一项所述的光扫描装置，其特征在于，配置有对不同颜色的墨进行显影的多个显影器、把由上述多个显影器显影后的墨像转印到转印材料上的转印机构、以及对上述转印到上述转印材料上的墨像进行定影的定影器，其分别对应于配置在上述多个被扫描面上的多个感光体。
38.一种彩色图像形成装置，具有如权利要求22所述的光扫描装置，其特征在于，配置有对不同颜色的墨进行显影的多个显影器、把由上述多个显影器显影后的墨像转印到转印材料上的转印机构、以及对上述转印到上述转印材料上的墨像进行定影的定影器，其分别对应于配置在上述多个被扫描面上的多个感光体；若把配置有光源的一侧作为上侧，则上述多个被扫描面被依次配置在下侧方向，上述多个被扫描面中的位于离上述光源最远的位置上的被扫描面是最下侧的扫描面。
39.如权利要求38所述的彩色图像形成装置，其特征在于，上述βid能满足以下的关系式90＜βid≤150。
全文摘要
本发明提供一种光扫描装置，包括光偏转器(4)、成像光学系统(3)、曲面反射镜(7a～7d)；来自成像光学系统(3)的各光束倾斜入射到光偏转器(4)的偏振面(4a)上，来自光偏转器(4)的各光束斜入射到曲面反射镜(7a～7d)上；若以包含偏振面(4a)中心的法线且与主扫描方向平行的平面(6)为边界，则曲面反射镜(7a～7d)被配置在用上述边界分割的空间中的相同空间内；对被扫描面(8a～8d)进行扫描的多个光束的扫描速度大致相等。这样，能使光源(1a～1d)的驱动频率相同，能简化电路。
文档编号H04N1/113GK1571937SQ02820808
公开日2005年1月26日 申请日期2002年12月19日 优先权日2001年12月21日
发明者吉川智延, 山本义春, 松木大三郎, 山本肇, 吉川正纪, 奥田晃庸 申请人:松下电器产业株式会社