专利名称：光扫描装置、图像形成装置、光扫描方法
技术领域：
本发明涉及一种光扫描装置，其在主扫描方向上对于多个感光体的各个感光面扫描来自光源的光束，尤其涉及一种实现缩小光学系统的配置空间及提高扫描光的光学特性的技术。
背景技术：
一直以来，关于在主扫描方向上对于多个感光体的各个感光面扫描来自光源的光束的技术，公开有一种技术(例如，参照专利文献1及2)在通过光束的照射在感光体上进行静电潜像等图像形成的图像形成装置中，以相对于旋转轴保持不同倾斜角度的方式设定对多个感光体进行光束的扫描的旋转偏转器中的多个反射面，并且，在该倾斜角度不同的每个反射面上进行不同的感光体的扫描。
在这样构成的上述现有技术中，通过使用各反射面的反射角度不同的多面反射镜，以一个多面反射镜的旋转动作就可以进行激光束的扫描和光路切换两者的扫描，所以，可以实现因减少部件件数、减少可动部分而引起的成本的降低，通过简化控制动作而实现高精度印刷等。
在上述现有技术中，有一种在偏转前光学系统中配置有柱面透镜(参照专利文献1)的技术，在偏转器反射面附近，在副扫描方向上使光会聚，在偏转后光学系统中，可以认为，在副扫描方向上，使偏转器反射面和像面为大致共轭关系，并具有面倾斜校正功能。另一方面，在偏转前光学系统中还具有不包括柱面透镜的结构，在这样的结构中，可以认为偏转后光学系统不具有面倾斜校正功能(例如，参照专利文献2及专利文献3)。
专利文献1日本特开2000-2846号公报专利文献2日本特开平11-218991号公报专利文献3日本特开昭63-273814号公报在上述这样的现有技术的光扫描技术中，公知如下结构对于载有各不相同的颜色的显影剂的多个感光体而言，分别对多个感光体逐个地配置一个光源，并通过这些多个光源形成潜像。但是，为了配置光学系统，这样的结构需要较大的空间，并且，从节省空间及降低成本的观点来看不是优选的。
另一方面，还公知一种将一个LD用作对多个感光体形成潜像的光源的结构。但是，如果是这种结构，如上所述，与对应各感光体逐个配备光源的结构相比，需要提高多面反射镜的旋转次数和LD的驱动频率，从而难以实现高速化和高精度化。
发明内容
本发明为了解决上述问题而提出，其目的在于提供一种技术，在在主扫描方向上对于多个感光体的各感光面扫描来自光源的光束的光扫描装置中，实现节省空间及降低成本，同时，可以实现光扫描处理的高速化及扫描光的间距的均匀化。
为了解决上述问题，本发明涉及的光扫描装置是一种在主扫描方向上对于多个感光体的各个感光面可扫描来自光源的光束的光扫描装置，其包括多个光源，上述多个光源在与上述主扫描方向正交的副扫描方向上被配置在相互不同的位置上，同时上述多个光源的各光源可独立地进行闪光；偏转前光学系统，将来自上述光源的光束整形为规定的截面形状；以及旋转偏转器，上述旋转偏转器通过由在旋转方向上与上述多个感光体的各感光体对应地被排列的多个反射面将在上述偏转前光学系统中被整形后的光束进行反射偏转，从而在上述主扫描方向上扫描该光束，其中，上述多个反射面的各反射面的相对于上述旋转偏转器的旋转轴的倾斜角度被设定为与各反射面所对应的感光体相适应的角度。
而且，本发明涉及的图像形成装置包括上述构成的光扫描装置；通过由上述光扫描装置扫描的光束形成静电潜像的感光体；以及使形成在上述感光体上的静电潜像进行显影的显影部。
而且，本发明涉及的光扫描方法是在主扫描方向上对于多个感光体的各个感光面扫描来自光源的光束的光扫描方法，将在与上述主扫描方向正交的副扫描方向上被配置在相互不同的位置上的、分别可独立地进行闪光的多个光源射出的光束整形为规定的截面形状，并通过旋转偏转器使该整形的光束进行反射偏转，从而在上述主扫描方向上使该光束进行扫描，其中，在上述旋转偏转器中，与该旋转偏转器的该多个反射面的各反射面的相对于上述旋转偏转器的旋转轴的倾斜角度被设定为与对应于各反射面的感光体相对应的角度，同时，该旋转偏转器在旋转方向上与上述多个感光体分别对应地排列多个反射面。
根据如上详述的本发明，可以提供一种技术在将来自光源的光束对于多个感光体的各感光面在主扫描方向上进行扫描的光扫描装置中，实现节省空间化及降低成本，同时，可以实现光扫描处理的高速化及扫描光的间距的均匀化。
图1是在展开反射镜的折叠的状态下表示本发明的第一实施例的光扫描装置的光学系统构成的平面图；图2是具有本实施例的光扫描装置的图像形成装置的简略构成示意图；图3是本实施例的光扫描装置中的光学系统的光路示意图；图4是在展开反射镜的折叠的状态下在副扫描方向上放大表示被导向至本实施例的光扫描装置中的多个感光体的光束的光路图；图5是在展开反射镜的折叠的状态下在副扫描方向上放大表示被导向至本实施例的光扫描装置中的多个感光体的光束的光路图；图6是fθ1透镜111的在副扫描方向上的光焦度分布的一例示意图；图7是fθ2透镜112的在副扫描方向上的光焦度分布的一例的示意图；图8是位于多个光源内的副扫描方向上的两端的光源的光束主光线的间隔、和光轴方向上的位置之间的关系示意图；图9是位于多个光源内的副扫描方向上的两端的光源的光束主光线的间隔、和光轴方向上的位置之间的关系示意图；图10是位于多个光源内的副扫描方向上的两端的光源的光束主光线的间隔、和光轴方向上的位置之间的关系示意图；
图11是位于多个光源内的副扫描方向上的两端的光源的光束主光线的间隔、和光轴方向上的位置之间的关系示意图；图12是彩色图像形成装置所具备的现有技术的光扫描装置的光学系统配置的一例示意图；图13是在本发明的第二实施例的光扫描装置中的光学系统的光路示意图；图14是在展开反射镜的折叠的状态下在副扫描方向上放大表示导向至本实施例的光扫描装置中的多个感光体的光束的光路图；图15是放大图14中的fθ透镜附近的图；图16是本实施例的、位于多个光源内的副扫描方向上的两端的光源的光束主光线的间隔、和光轴方向上的位置之间的关系示意图；图17是本实施例的、位于多个光源内的副扫描方向上的两端的光源的光束主光线的间隔、和光轴方向上的位置之间的关系示意图；图18是本实施例的、位于多个光源内的副扫描方向上的两端的光源的光束主光线的间隔、和光轴方向上的位置之间的关系示意图；图19是本实施例的、位于多个光源内的副扫描方向上的两端的光源的光束主光线的间隔、和光轴方向上的位置之间的关系示意图；
图20是本实施例的fθ透镜110’的副扫描方向上的光焦度分布的示意图；图21是在副扫描方向上向本实施例的柱面透镜120y的入射面入射的光线入射位置的示意图；图22是在展开反射镜的折叠的状态下表示第三实施例的光扫描装置的光学系统的构成的平面图；图23是具备有本实施例的光扫描装置的图像形成装置900的简略构成示意图；图24是在展开反射镜的折叠的状态下表示本实施例的光扫描装置中的光学系统的光路图；图25是在展开反射镜的折叠的状态下在副扫描方向上放大表示导向至本实施例的光扫描装置中的多个感光体的光束的光路图；图26是放大图25中的fθ透镜附近的图；图27是本实施例的、位于多个光源内的副扫描方向的两端的光源的光束主光线的间隔(纵轴)、和光轴方向的位置(横轴)之间的关系的示意图；图28是本实施例的、位于多个光源内的副扫描方向的两端的光源的光束主光线的间隔(纵轴)、和光轴方向的位置(横轴)之间的关系的示意图；图29是本实施例的、位于多个光源内的副扫描方向的两端的光源的光束主光线的间隔(纵轴)、和光轴方向的位置(横轴)之间的关系的示意图；
图30是本实施例的、位于多个光源内的副扫描方向的两端的光源的光束主光线的间隔(纵轴)、和光轴方向的位置(横轴)之间的关系的示意图；图31是本实施例的fθ透镜110’的副扫描方向上的光焦度分布的示意图；图32是在展开反射镜的折叠的状态下表示第四实施例的光扫描装置中的光学系统的光路图；图33是在展开反射镜的折叠的状态下在副扫描方向上放大表示导向至本实施例的光扫描装置中的多个感光体的光束的光路图；图34是放大图33中的fθ透镜附近的图；图35是本实施例的、位于多个光源内的副扫描方向的两端的光源的光束主光线的间隔(纵轴)、和光轴方向的位置(横轴)之间的关系的示意图；图36是本实施例的、位于多个光源内的副扫描方向的两端的光源的光束主光线的间隔(纵轴)、和光轴方向的位置(横轴)之间的关系的示意图；图37是本实施例的、位于多个光源内的副扫描方向的两端的光源的光束主光线的间隔(纵轴)、和光轴方向的位置(横轴)之间的关系的示意图；图38是本实施例的、位于多个光源内的副扫描方向的两端的光源的光束主光线的间隔(纵轴)、和光轴方向的位置(横轴)之间的关系的示意图；
图39是表示本实施例的fθ1透镜111的副扫描方向上的光焦度分布的图；图40是表示本实施例的fθ2透镜112的副扫描方向上的光焦度分布的图；以及图41是在本实施例中，对fθ1透镜及fθ2透镜中的任一透镜面，是否用于形成自由曲面的讨论结果的示意图，其中，该自由曲面具有作用于导向至多个感光体的全部光束的光焦度。
具体实施例方式
下面，参照附图对本发明的实施例进行说明。
(第一实施例)首先，对本发明的第一实施例进行说明。图1是在展开反射镜的折叠的状态下表示本实施例的光扫描装置的光学系统的构成平面图，图2是具有本实施例的光扫描装置的图像形成装置900的简略构成示意图，图3是在本实施例的光扫描装置的光学系统中的光路示意图，图4及图5是在展开反射镜的折叠的状态下在副扫描方向上放大表示被导向至本实施例的光扫描装置中的多个感光体的光束的光路图。
如图1及图2所示，本实施例的光扫描装置1构成为包括偏转前光学系统7、多面反射镜(旋转偏转器)80及偏转后光学系统A。
光扫描装置1具有在主扫描方向上对多个感光体401y～401k的各个感光面扫描来自光源的光束的功能，通过由光扫描装置1扫描的光束在感光体401y～401k的感光面上形成静电潜像。由显影部501y～501k用与各感光体相对应的颜色的显影剂将形成在各感光体上的静电潜像进行显影。
下面，对本实施例的光扫描装置1进行详细的说明。
多面反射镜80通过在旋转方向上分别对应多个感光体401y～401k而被配置多个的反射面80y～80k反射偏转入射光束，从而在主扫描方向上扫描该入射光束。而且，多面反射镜80的多个反射面80y～80k分别相对于多面反射镜80的旋转轴的倾斜角度被设定为与对应于各反射面的感光体相对应的角度。在这种构成中，多面反射镜80的反射面的数量为颜色数量的倍数。在此，由于使用黄色(401y)、深红色(401m)、青色(401c)及黑色(401k)四色，所以多面反射镜80的反射面的数量变为4的倍数(4、8、12、...)。
偏转前光学系统7配置有光源71，在与主扫描方向正交的副扫描方向(多面反射镜的旋转轴的方向)上被配置在相互不同的位置上，同时，分别由可独立闪光的四个LD构成；有限透镜(或者准直透镜)72，使来自光源71的发散光变为会聚光、平行光或者缓慢的扩散光；光圈(aperture)73；以及柱面透镜74，在多面反射镜80的附近使光束会聚。
根据这种构成，偏转前光学系统7将来自光源71的光在例如主扫描方向上整形为长的截面形状(规定的截面形状)的光束，并导向多面反射镜80，同时，在多面反射镜80的反射面附近使光束会聚在副扫描方向上。
偏转后光学系统A由塑料等的树脂材料形成，并包括fθ1透镜111及fθ2透镜112，具有光焦度连续变化这样的光焦度分布的自由曲面；柱面透镜120y～120k，与各感光体401y～401k对应地被设置、且入射面侧是凸面；盖玻片130，用于防止垃圾或者尘埃进入光扫描装置内。
根据这种构成，偏转后光学系统A将由多面反射镜80上的多个反射面80y～80k分别反射偏转的光束Ly～Lk在各自不同的光路上导向与各反射面相对应的感光体401y～401k的感光面上。在本实施例中，由于多面反射面80的反射面为八个面，所以当入射到多面反射镜的光束为一条时，通过多面反射镜80旋转一次就可以在各感光体上写入四色的颜色信息。在此，由于光源71射出分别在感光面上独立地形成静电潜像的四条光束、即采用所谓的“多光束光学系统”，所以，通过多面反射镜80旋转一次就可以在各感光体中分别写入8线(line)的四色的颜色信息。
而且，由于被集中到一个阵列中的光源也兼用于与各感光体相对应的原色(黑色、青色、深红色、黄色)的图像形成处理，所以可以减少光学部件的件数，实现降低成本，同时，可以实现配置空间的降低。如果对多个感光体通过由一个LD等构成的光源来形成潜像时，为了形成四色的潜像，需要将多面反射镜的旋转次数、LD的驱动频率设定为四倍，并且，难以实现图像形成处理的高速化和图像的高精度化，但是，在本实施例中，由于采用多光束光学系统，所以，甚至无需过多地提高多面反射镜的旋转次数和LD的驱动频率就可实现向感光体形成静电潜像的速度的高速化。而且，与在不同的位置上分别配置多个LD等的光源的情况相比，可以避免发生光源的配置位置的调整误差等，还可以对提高光学特性寄予希望。
fθ1透镜111及fθ2透镜112的曲率在主扫描方向和副扫描方向二个方向上独立地变化。此处的fθ1透镜111及fθ2透镜112相当于共有光学元件。fθ1透镜111及fθ2透镜112的各个光焦度分布被设定成分配光焦度的光焦度分布，该光焦度是指对于由多面反射镜80进行反射偏转、并应该被分别导向多个感光体401y～401k的光束Ly～Lk，按照该光束的入射位置，由偏转后光学系统A导向感光面的光束在该感光面上形成规定的光学特性(例如，满足关于光束的束径、扫描线弯曲的程度、与扫描范围相对的光束的位置等规定条件的特性)。如上所述，共有光学元件具有作用于通过多面反射镜80上的多个反射面的各反射面反射偏转的全部光束的光滑的透镜面。
如上所述，通过将单独设置在每个现有感光体上的光学部件的一部分集中在共有光学元件中，该共享光学元件对应该被导向多个感光体的全部光束分配光焦度，从而可以对降低副扫描方向上的光学部件的配置空间寄予希望。而且，由于可以减少应该配置的光学部件的数量，所以可以避免由各光学部件的配置误差等而引起的光学特性的劣化，同时，也可以对降低成本寄予希望。
而且，通过将单独设置在每个感光体上的光学部件的一部分集中在光学元件中，可以将多面反射镜的各反射面的倾斜角度设定为较小的角度，从而可以减少光学系统的副扫描方向上的配置空间。而且，可以抑制当多面反射镜的反射面的倾斜角度较大时而产生的非对称型的波象差的发生，并可进一步实现改善成像特性。进而，通过将这样构成的光扫描装置适用于图像形成装置，可以对图像形成装置的小型化及图像形成处理中的画质的稳定化寄予希望。
此外，此处的“规定的光学特性”是指在感光体的感光面上形成静电潜像的基础上优选的光学特性。而且，通过构成为使从偏转前光学系统向多面反射镜入射的光束会聚在反射面附近(在多面反射镜的反射面上和感光体的感光面上，在副扫描方向上为共轭关系)，从而抑制由多面反射镜的各反射面的倾斜而引起的副扫描方向上的光束位置的偏移(面倾斜校正)。
而且，本实施例的fθ1透镜111及fθ2透镜112(共有光学元件)设定为以下这种光焦度分配多面反射镜侧的副扫描方向上的合成焦点位置，在fθ1透镜111及fθ1透镜112的光轴方向上，与多面反射镜80的反射面80y～80k相比，位于更靠近配置有多面反射镜80的旋转轴的一侧。在图4中示出包括fθ1透镜111及fθ2透镜112的多面反射镜侧的副扫描方向上的合成焦点位置的焦平面FS。此外，在图4及图5中，虚线表示入射来自偏转前光学系统的光束侧(摆角最小值时)的光线及作用于该光线的透镜截面，实线表示扫描光的摆角位置位于主扫描方向上的中央位置时的光线及作用于该光线的透镜截面，双点划线表示不邻接扫描范围中的偏转前光学系统的一侧(摆角最大值时)的光线及作用于该光线的透镜截面。在图5中，放大示出了fθ1透镜111及fθ2透镜112附近。
若多面反射镜的反射面的相对于副扫描方向的倾斜角度变大，则根据优选的结果知道存在成像特性劣化的倾向。因此，即使是小的倾斜角，为了对于用光路分离反射镜分离光路而获得充分的副扫描方向距离，即使在通过fθ1透镜及fθ2透镜后的光路下游侧，仍要确定上述的焦点位置，以便在副扫描方向上分离各光束(经过共有光学元件后的光束扩散的同时继续进行)。通过在这样的焦平面位置上设定fθ1透镜111及fθ2透镜112的多面反射镜侧的副扫描方向上的合成焦点位置，从而可以确保配置折叠反射镜等空间。图6是fθ1透镜111的副扫描方向上的光焦度分布的一例的示意图，图7是fθ2透镜112的副扫描方向上的光焦度分布的一例的示意图。
而且，偏转前光学系统7将来自光源71的光整形为在主扫描方向上形成长截面形状的光束，并导向多面反射镜80，同时，在与多面反射镜80的反射面80y～80k相比光束进行方向上游侧的位置上，使来自多个光源的光束在副扫描方向上进行交叉。
图8～图11是本实施例的、位于多个光源内的副扫描方向上的两端的光源(此处为第一光源和第四光源)的光束的主光线的间隔(下面称为主光线间距离)(纵轴)、和光轴方向上的位置(横轴)之前的关系的示意图。在图8～图11中，位置P表示fθ2透镜112的射出面位置，横轴上的“0”表示多面反射镜80的反射面位置。在此，图8表示的是被偏转到图4中的最上面位置的光束Ly，图9表示的是被偏转到图4中的从上处于第二个位置的光束Lm，图10表示的是被偏转到图4中的从上处于第三个位置的光束Lc，图11表示的是被偏转到图4中的最下面位置的光束Lk。
如图8～图11所示，根据在与反射面80y～80k相比光束进行方向上游侧的位置上，使来自多个光源的光束在副扫描方向上进行交叉的结构，通过fθ1透镜111及fθ2透镜112后的主光线间距离慢慢向缩短的方向变化，在像面位置附近，表示通过fθ透镜的主扫描方向上的中央位置的光束中的主光线间距离的曲线向右上升，通过fθ透镜的主扫描方向上的两端位置的光束中的主光线间距离的曲线向右下降。在如图8～图11所示的关系中，通过使fθ透镜通过后的主光线间距离平衡，可以使感光面上的光束具有适用于图像形成的光学特性，并且，即使是在由于感光体的形状误差、旋转轴的偏移(倾斜、偏心等)、损耗等而导致感光面的位置伴随感光体的旋转而向光轴方向变化的情况下，也可以抑制感光面上的光束间距(pitch)的变动。
当光束通过fθ1透镜111及fθ2透镜112后，为了不使在最终柱面透镜并成像后的、相对于光轴方向的光束间间距变化量变大，随着向光路下游的不断行进，使多条光束间的间隔不断接近所需要的光束间间距。这有利于以下情况当为彩色设备时，为了校正感光体上的扫描线倾斜、或者由于感光体的倾斜而引起的转印图像的倾斜而在折叠反射镜上设置倾斜机构并进行控制，或者，抑制由于感光体直径的误差影响而引起生成的光路长度的变化时的光束间间距的偏移的发生。
此外，fθ1透镜111及fθ2透镜112(共有光学元件)的副扫描方向上的光焦度被设定成从主扫描方向的中央位置越向外侧远离越强(参照图6及图7)。
位于光束行进方向上的与fθ1透镜111及fθ2透镜112相比靠近下游侧的柱面透镜120上的有效焦点距离随主扫描方向上的光束的入射角越大其越短。因此，为了将形成一个静电潜像的束组在像面的束间间距保持为恒定，通过增大主扫描方向入射角变大(摆角大)时的、在fθ透镜上的副扫描方向光焦度，并尽可能地减少在柱面透镜120上的相对于光轴的高度，减小角度变化量(降低入射到柱面透镜的入射面的光束的副扫描方向的位置偏移)，最终，可以在像面上确保一定的光束间间距。
而且，fθ1透镜111及fθ2透镜112的副扫描方向上的光焦度设定成从副扫描方向上的中央位置越向外侧远离越弱(参照图6及图7)。
通过共有光学元件的光束由于在副扫描方向上的何处通过共有光学元件而各有不同的光路长度。根据本实施例的结构，可以使到达副扫描方向上的通过位置相互不同的光束位于光路的下游侧的光学元件时的光束直径(会聚位置)大致相同，并且，可以抑制依存于副扫描方向上的通过位置的光学特性的偏差。如图4可知，越是外侧的光线，副扫描方向上的倾斜越大，实质的光路长度越长。
图12是彩色图像形成装置所具备的现有的光扫描装置的光学系统配置的一例的示意图。与如图12所示的、只配置感光鼓的数量的构成偏转前光学系统的有限透镜72J、光圈73J、柱面透镜74J的现有光扫描装置相比，可知图1所示的本实施例的光扫描装置的结构有助于节省空间及降低成本。
此外，在本实施例中，虽然以两片fθ透镜构成共有光学元件为例进行了说明，但是并不仅限于此，也可以是例如通过大于等于三片的透镜构成。如上所述，通过由多片透镜构成上述共有光学元件，与由一片透镜构成时相比，可以将各个透镜的透镜面的曲率设定得平缓一些，从而便于加工，并可以有助于降低制造成本及提高加工精度。
而且，在本实施例中，虽然将构成共有光学元件的fθ1透镜及fθ2透镜的各个入射面及射出面两者设定为连续变化的光焦度分布，但是，没有必要必须对共有光学元件的全部透镜面设定这样的光焦度分布。
(第二实施例)接下来，对本发明的第二实施例进行说明。本实施例是上述第一实施例的变形例，只是fθ透镜附近的结构与第一实施例有所不同。下面，对已经在第一实施例中说明过的部分及相同的部分标注了相同的符号，因此省略对其的说明。
图13是表示本实施例的光扫描装置中的光学系统上的光路的平面图，图14是在展开反射镜的折叠的状态下在副扫描方向上放大表示导向至本实施例的光扫描装置中的多个感光体的光束的光路图，图15是放大图14中的fθ透镜附近的图。在图14及图15中，虚线表示来自偏转前光学系统的光束入射的一侧(摆角最小值时)的光线及作用于该光线的透镜截面，实线表示扫描光的摆角位置在主扫描方向上的中央位置时的光线及作用于该光线的透镜截面，双点划线表示不邻接扫描范围的偏转前光学系统一侧(摆角最大值时)的光线及作用于该光线的透镜截面。
在本实施例中，第一实施例中的fθ1透镜111及fθ2透镜112被合并为一个fθ透镜110’(共有光学元件)。由此，与第一实施例的结构相比可以减少光学系统的部件数量，并可有助于降低成本。
图16～图19是本实施例中的、位于多个光源内的副扫描方向的两端的光源(在此为第一光源及第四光源)的光束的主光线间隔(以下称为主光线间距离)(纵轴)、和光轴方向上的位置(横轴)之间的关系的示意图。在图16～图19中，位置P表示fθ透镜110’的射出面位置，横轴上的“0”表示多面反射镜80的反射面位置。在此，图16表示的是偏转到图14中的最上面位置的光束Ly，图17表示的是偏转到图14中的从上处于第二个位置的光束Lm，图18表示的是偏转到图14中的从上处于第三个位置的光束Lc，图19表示的是偏转到图14中的最下面位置的光束Lk。
图20是本实施例中的fθ透镜110’的副扫描方向上的光焦度分布的示意图。图21是表示向本实施例中的柱面透镜120y的入射面入射副扫描方向的光线入射位置的示意图。如同图所示可知，在主扫描方向上的正侧，通过使扫描光的摆角较大时的在fθ透镜上的副扫描方向光焦度变大，从而可以抑制向依存于主扫描方向的扫描光的摆角的柱面透镜的副扫描方向的光线入射位置的偏移。
(第三实施例)接下来，对本发明的第三实施例进行说明。本实施例是上述第二实施例的变形例，主要是，作用于通过fθ透镜后的光束的光学系统的结构与第二实施例有所不同。下面，对已经在第二实施例中说明过的部分及相同的部分标注了相同的符号，因此省略对其的说明。
具体而言，在本实施例中，采用入射面侧为凹面的柱面反射镜140y～140k，以代替第二实施例的结构中的柱面透镜120y～120k。
图22是在展开反射镜的折叠的状态下表示本实施例的光扫描装置的光学系统的结构的俯视图，图23是具备有本实施例的光扫描装置的图像形成装置900’的简略结构的示意图，图24是在展开反射镜的折叠的状态下表示本实施例的光扫描装置中的光学系统的光路的俯视图，图25是在展开反射镜的折叠的状态下在副扫描方向上放大表示导向本实施例的光扫描装置中的多个感光体的光束的光路图，图26是放大图25中的fθ透镜附近的图。
图27～图30是本实施例中的、位于多个光源内的副扫描方向上的两端的光源(在此为第一光源及第四光源)的光束的主光线间隔(以下称为主光线间距离)(纵轴)、和光轴方向上的位置(横轴)之间的关系的示意图。在图27～图30中，位置P表示fθ透镜110’的射出面位置，横轴上的“0”表示多面反射镜80的反射面位置。在此，图27表示的是偏转到图26中的最上面位置的光束Ly，图28表示的是偏转到图26中的从上处于第二个位置的光束Lm，图29表示的是偏转到图26中的从上处于第三个位置的光束Lc，图30表示的是偏转到图26中的最下面位置的光束Lk。图31是本实施例中的fθ透镜110’的副扫描方向上的光焦度分布的示意图。
(第四实施例)接下来，对本发明的第四实施例进行说明。本实施例是上述第一实施例的变形例，主要是作用于通过fθ透镜后的光束的光学系统的结构与第一实施例有所不同。下面，对已经在第一实施例中说明过的部分及相同的部分标注了相同的符号，因此省略对其的说明。
具体而言，在本实施例中，采用入射面为凹面的柱面反射镜140y～140k，以代替第一实施例的结构中的柱面透镜120y～120k。
图32是在展开反射镜的折叠的状态下表示在本实施例的光扫描装置中的光学系统的光路图，图33是在展开反射镜的折叠的状态下在副扫描方向上放大表示导向至本实施例的光扫描装置中的多个感光体的光束的光路图，图34是放大图33中的fθ透镜附近的图。
图35～图38是表示本实施例中的、位于多个光源内的副扫描方向上的两端的光源(在此为第一光源及第四光源)的光束的主光线间隔(以下称为主光线间距离)(纵轴)、和光轴方向上的位置(横轴)之间的关系的示意图。在图35～图38中，位置P表示fθ2透镜112的射出面位置，横轴上的“0”表示多面反射镜80的反射面位置。在此，图35表示的是偏转到图33中的最上面位置的光束Ly，图36表示的是偏转到图33中的从上处于第二个位置的光束Lm，图37表示的是偏转到图33中的从上处于第三个位置的光束Lc，图38表示的是偏转到图33中的最下面位置偏转的光束Lk。图39是本实施例中的fθ1透镜111的副扫描方向上的光焦度分布的示意图，图40是本实施例中的fθ2透镜112的副扫描方向上的光焦度分布的示意图。
图41是表示在本实施例中，对于fθ1透镜及fθ2透镜中的任一透镜面，对是否应该形成自由曲面的讨论结果的示意图，其中，该自由曲面具有作用于导向至多个感光体的全部光束的光焦度。在图41中，最上面表示使全部透镜面的曲率变化的情况，其他表示使两个透镜面的曲率变化的情况，以评价系数小的顺序进行排列。评价系数是对各光学特性的、与作为目标的光学特性之差进行加权处理后的值的平方和。如同图所示，当采用本实施例所示的共有光学元件的情况下，当使两个透镜面的曲率变化时，可知使多面反射镜侧的透镜面的曲率变化的结构具有卓越的光学特性。
虽然通过指定的实施例对本发明进行了说明，但是，本领于技术人员应该明白只要不背离本发明的精神和范围，可以对其进行各种变更和改善。
附图标记7偏转前光学系统80 多面反射镜110 fθ透镜 111 fθ1透镜112 fθ2透镜 120y～120k柱面透镜140y～140k多面反射镜
权利要求
1.一种光扫描装置，可在主扫描方向上对于多个感光体的各个感光面扫描来自光源的光束，包括多个光源，所述多个光源在与所述主扫描方向正交的副扫描方向上被配置在相互不同的位置上，同时所述多个光源的各光源可独立地进行闪光；偏转前光学系统，将来自所述光源的光束整形为规定的截面形状；以及旋转偏转器，所述旋转偏转器通过由在旋转方向上与所述多个感光体的各感光体对应地被排列的多个反射面将在所述偏转前光学系统中被整形后的光束进行反射偏转，从而在所述主扫描方向上扫描该光束，其中，所述多个反射面的各反射面的相对于所述旋转偏转器的旋转轴的倾斜角度被设定为与各反射面所对应的感光体相适应的角度。
2.根据权利要求1所述的光扫描装置，其中，所述偏转前光学系统将来自光源的光整形为规定的截面形状并导向所述旋转偏转器，同时，在所述旋转偏转器的反射面的附近在副扫描方向上使光束会聚。
3.根据权利要求2所述的光扫描装置，其中，所述偏转前光学系统在与所述旋转偏转器的反射面相比靠近光束行进方向上游侧的位置上使来自所述多个光源的光束在副扫描方向上进行交叉。
4.根据权利要求1所述的光扫描装置，其中，光扫描装置包括偏转后光学系统，所述偏转后光学系统将通过所述旋转偏转器中的多个反射面的各反射面反射偏转的光束导向与各反射面相对应的感光体的感光面上，所述偏转后光学系统包括用于分配光焦度的共有光学元件，所述光焦度是指对于被所述旋转偏转器反射偏转的、应该被导向所述多个感光体的各感光体的光束，对应所述光束的入射位置，由所述偏转后光学系统导向所述感光面的光束在所述感光面上形成规定的光学特性。
5.根据权利要求4所述的光扫描装置，其中，所述规定的光学特性是光束的光束直径、扫描线的弯曲程度及相对于扫描范围的光束的位置中的至少一种。
6.根据权利要求4所述的光扫描装置，其中，所述共有光学元件的所述旋转偏转器侧的焦点在所述共有光学元件的光轴方向上，位于与所述旋转偏转器的反射面相比靠近配置有所述旋转偏转器的旋转轴的一侧。
7.根据权利要求4所述的光扫描装置，其中，所述共有光学元件的副扫描方向上的光焦度被设定成离主扫描方向上的中央位置越向外侧光焦度越强。
8.根据权利要求4所述的光扫描装置，其中，所述共有光学元件的副扫描方向上的光焦度被设定成离副扫描方向上的中央位置越向外侧光焦度越弱。
9.根据权利要求4所述的光扫描装置，其中，所述共有光学元件包括在光轴方向上排列的多个透镜，所述多个透镜中的至少一个透镜中的、至少一个透镜面分配光焦度，其中，光焦度是指对于被所述旋转偏转器反射偏转的、应该被导向所述多个感光体的各感光体的光束，对应所述光束的入射位置，由所述偏转后光学系统导向所述感光面的光束在所述感光面上形成规定的光学特性。
10.一种图像形成装置，包括根据权利要求1至权利要求9中任一项所述的光扫描装置；通过由所述光扫描装置扫描的光束形成静电潜像的感光体；以及将形成在所述感光体上的静电潜像进行显影的显影部。
全文摘要
本发明提供了一种在主扫描方向上对于多个感光体的各感光面扫描来自光源的光束的光扫描装置中，实现节省空间及降低成本，可以实现光扫描处理的高速化及扫描光的间距的均匀的技术。包括多个光源，在与主扫描方向正交的副扫描方向上配置在相互不同的位置上，分别可独立闪光；偏转前光学系统，将来自光源的光束整形为规定的截面形状；以及旋转偏转器，通过由在旋转方向上与多个感光体的各感光面对应地被排列的多个的反射面将在偏转前光学系统中被整形后的光束进行反射偏转，从而在主扫描方向上扫描该光束，多个反射面的各反射面的相对于旋转偏转器的旋转轴的倾斜角度被设定为与各反射面所对应的感光体相适应的角度。
文档编号G03G15/00GK101082701SQ20071011060
公开日2007年12月5日 申请日期2007年6月4日 优先权日2006年6月2日
发明者白石贵志 申请人:株式会社东芝, 东芝泰格有限公司