CN101334528B - 多光束光学扫描装置和使用该装置的图像形成设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多光束光学扫描装置和使用该装置的图像形成设备。能够实现一致的扫描线间距和高精度图像的多光束光学扫描装置，包括：光源，具有多个发光件；旋转多面镜，具有偏转面；第一光学系统，将光束成像在偏转面上；和第二光学系统，将光束成像在将被扫描的扫描面上，其中，在副扫描截面中以相对于与偏转面的偏转轴垂直的平面的特定角度布置第一光学系统的光轴，并且其中，关于偏转面和扫描面之间的第二光学系统的副扫描截面中的光轴上的成像倍率，使扫描开始侧的成像倍率大，而使扫描结束侧的成像倍率小，或者，可替换地，使扫描开始侧的成像倍率小，而使扫描结束侧的成像倍率大。

Description

多光束光学扫描装置和使用该装置的图像形成设备
技术领域
本发明涉及一种多光束光学扫描装置和使用该装置的图像形成设备。本发明可适合于用在具有电子照相处理的图像形成设备中，诸如激光束打印机(LBP)、数字复印机或多功能打印机。更具体地讲，本发明涉及一种将多个光源(发光件)用作光源装置以实现更高速度和更高记录密度的多光束光学扫描装置以及具有这样的光学扫描装置的图像形成设备。
背景技术
关于将多个光源(发光件)用作光源装置的多光束光学扫描装置，已提出了几种提议(参见专利文档1和2)。
图45是这样的多光束光学扫描装置的主要部分的主扫描方向上的截面图(主扫描截面图)。
附图中1表示的是光源装置(多光束光源)，其包括具有多个发光件(发光点)的整体式多光束半导体激光器，在图45中，发光件有两个，即，发光件A和发光件B。
通过准直透镜2将从发光件A和B发射的光束的每束变换为平行光束。然后，柱面透镜4将该光束会聚仅在副扫描方向上，随后，孔径光阑3将该光束定形。在多面镜5的偏转面5a上，被孔径光阑3定形的光束被成像成沿主扫描方向延伸的聚焦线形状，多面镜5为旋转多面镜。
上述准直透镜2和柱面透镜4的元件为输入光学系统LA的部件。
通过成像光学系统(fθ透镜系统)6将被多面镜5扫描偏转的每束光束聚集在将被扫描的扫描面7(感光鼓)上形成光点形状，多面镜5以恒定角速度沿附图中的箭头5c的方向旋转。光以恒定速度沿附图中的箭头7b的方向对扫描面进行扫描。
这里，fθ透镜系统6包括第一fθ透镜6a和第二fθ透镜6b这两片透镜。
在这样的多光束光学扫描装置中，如果如图46所示多个发光件A和B沿副扫描方向垂直排列，则扫描面上的扫描线在副扫描方向上的间隔(间距)变得比记录密度宽。
考虑到这种情况，通常，如图47所示，对角布置多个发光件A和B，并且通过调整斜角δ，对扫描面7上的扫描线在副扫描方向上的间隔进行调整以精确地匹配记录密度。
【专利文档】
1、第2004-302062号日本专利申请公布
2、第2004-070108号日本专利申请公布
在诸如彩色LBP或数字彩色复印机的图像形成设备中，诸如上述的多光束光学扫描装置被频繁用于满足更高速度的要求。
此外，为了满足减小尺寸的要求，通过如第2个专利文档提出的单个旋转多面镜以及为此目的通过如下结构对多个扫描面进行扫描，所说结构即：光束在副扫描方向上斜着入射在与旋转多面镜的偏转面的旋转轴垂直的面上(以下，这被称为“斜入射扫描光学系统”)。
在上述多光束光学扫描装置中，重要的是，在旋转多面镜的偏转面和扫描面之间，fθ透镜系统在副扫描截面(副扫描方向)中的成像倍率变得在整个有效的图像区上一致。
这是因为，如果fθ透镜系统在副扫描截面中的成像倍率不一致，则在有效的图像区内，扫描面上的多束光束在副扫描方向上的扫描线间距不可能相等。
然而，如果在斜入射扫描光学系统中使用诸如上述的多光束光源，并且如果使fθ透镜系统在副扫描截面中的成像倍率在整个有效扫描区上恒定，则引起以下问题。即，如果使成像倍率恒定，则扫描面上的多束光束在副扫描方向上的扫描线间距变得在扫描开始侧和扫描结束侧之间不同。
以下将参考附图更详细地对这种情况进行解释。
图48是包括具有多光束光源的斜入射扫描光学系统的多光束光学扫描装置的主要部分的主扫描方向上的截面图(主扫描截面图)。
在图48中1表示的是包括具有两个发光件(光源)1a和1b的多半导体激光器(多光束光源)的光源装置。
在图48中，主扫描方向被称为y轴，从光源装置1发射的光线前进的方向(即，光线与准直透镜的光轴平行地前进的方向)被称为x轴。与x轴和y轴垂直的副扫描方向被称为z轴。当从箭头O的方向看时，两个发光件1a和1b诸如图49所示。这里，对角布置两个发光件1a和1b，并且通过调整对角角度δ，对扫描面7上的副扫描方向上的扫描线间隔进行调整以精确地匹配记录密度。
准直透镜2将从两个发光件1a和1b发射的两束光束(为了简明，在图48中仅示出一束光束)变换成平行光束，然后，柱面透镜4将它们仅会聚在副扫描方向上。被柱面透镜4仅会聚在副扫描方向上的两束光束穿过孔径光阑3，孔径光阑3调整这两束光束的截面形状。然后，在旋转多面镜(多面镜)5的偏转面5a上，这些光束被成像成沿主扫描方向延长的聚焦线形状，旋转多面镜5为偏转装置。
上述准直透镜2和柱面透镜4的元件为输入光学系统LA的部件。
此外，通过具有两片透镜61和62的成像光学系统6将被旋转多面镜5的偏转面5a扫描偏转的两束光束分别聚集在表面(感光鼓表面)7上形成类似光点的形状，旋转多面镜5以恒定角速度沿附图中的箭头5c的方向旋转。然后，在扫描面上聚焦的两束光束以恒定速度沿附图中的箭头7b的方向对扫描面进行扫描。
以下，将成像光学系统6称为“fθ透镜系统6”，将透镜61称为“第一fθ透镜”，将透镜62称为“第二fθ透镜”。
8表示的是被提供以防止灰尘颗粒或调色剂颗粒进入光学扫描装置的防尘玻璃。
这里，在主扫描截面内，fθ透镜系统6起将平行光束成像在扫描面7上的作用。此外，在副扫描截面内，fθ透镜系统6起这样的作用，即，按彼此共轭关系放置扫描面7和被柱面透镜4沿副扫描方向成像在偏转面5a上的成像位置(聚焦线位置)，从而提供所谓的倾斜校正光学系统。
图50和图51是具有多光束光源的斜入射扫描光学系统的主要部分的副扫描方向上的截面图(副扫描截面图)。图50是从偏转面5a到扫描面7的成像光学系统6的副扫描截面图。图51是从两个发光件1a和1b到偏转面5a的输入光学系统LA的副扫描截面图。
在与偏转面5a的枢轴垂直的平面(在图51中用虚线描绘)的下方斜着布置从两个发光件1a和1b到偏转面5a的输入光学系统LA，同时相对于该平面限定2.5度角。相对于与偏转面5a的枢轴垂直的平面，从下斜着入射从两个发光件1a和1b发射的两束光束，同时相对于该平面限定2.5度角。
被偏转面5a扫描偏转的两束光束相对于与偏转面5a的枢轴垂直的平面(图50中用虚线描绘)被斜着向上反射，同时相对于该平面限定2.5度角。然后，通过fθ透镜系统6将这些光束聚集在扫描面7上形成类似光点的形状。
这里，如果如图49所示对角布置两个发光件1a和1b，则入射在偏转面5a上的两束光束在主扫描方向上的角度不同。因此，被偏转面5a反射的两束光束的反射角也不同。这导致光点在扫描面7上被成像在主扫描方向上彼此相隔的位置上。
为了避免这种情况，在上述结构的光学扫描装置中，在移动预定时间δT的定时供应图像数据，以使从发光件之一(参考发光件)发射的光束的成像位置与从其它发光件发射的光束被成像的位置对准。
这里应该指出，通常，从参考发光件发射的光束是从在扫描方向上位于前面的发光件发射的光束。在图49中，从发光件1a发射的光束对应于此。
图52是主要部分在主扫描方向上的截面图(主扫描截面图)，示出当在图48中扫描开始侧(如在图48中看到的上侧)正被扫描时两束光束的主光线如何被偏转面5a反射。
一开始，从发光件1a(未显示)发射的光束a被偏转面5a(用实线显示)反射在朝向a1的方向上，并且它被布置在图52的右方向上的fθ透镜系统6(未显示)成像在扫描面7上。
在相同定时，从发光件1b(未显示)发射的光束b被偏转面5a(用实线显示)反射在朝向b1的方向上，并且它被布置在图52的右方向上的fθ透镜系统6(未显示)成像在扫描面7上。
在相同定时被偏转面5a(用实线显示)反射之后的两束光束a和b分别被反射在朝向a1和b1的不同方向上。因而，从两个发光件1a和1b发射的两束光束a和b在扫描面7上被作为光点成像在主扫描方向上彼此相隔的位置上。
考虑到这种情况，在移动预定时间δT的定时供应图像数据(用虚线在5b处描绘此刻的偏转面)，以使后光束b的成像位置与在主扫描方向上位于前面的光束a被成像的位置对准。
这里，从发光件1b发射的被偏转面5b反射的光束b被反射在朝向b1’的方向(与a1相同的方向)上，并且它在扫描面7上被成像在与前光束a在主扫描方向上相同的位置上。
图53是主要部分在副扫描方向上的截面图(副扫描截面图)，示出当在图48中扫描开始侧(如在图48中看到的上侧)正被扫描时两束光束a和b的主光线如何被偏转面5a反射。
这里，如在图53中看到的，当定时移动预定时间δT时来自发光件1b的光束b被偏转面5b(用虚线显示)反射的反射点将如下。即，可以看出，光束b的反射点沿与fθ透镜系统6相隔的方向偏离来自发光件1a的光束a被偏转面5a(用实线显示)反射的反射点。
在图53中，在孔径光阑3，从两个发光件1a和1b发射的两束光束a和b在副扫描截面内彼此交叉，并且它们以聚焦线形状被成像在偏转面5a上、在副扫描方向彼此相隔预定间隔的位置上。
然后，在相同定时被偏转面5a(用实线显示)反射的两束光束a和b被fθ透镜系统6成像在扫描面7上、彼此相隔预定间隔的位置7a和7b上。
这里，扫描面7正沿着图53中从下至上的箭头A的方向移动，扫描面7首先被前光束a沿线扫描，其后，被前光束a扫描的线的正好下方的扫描面区域被后光束b沿线扫描。
关于扫描面7上的位置7a和7b之间的间隔，如果副扫描方向上的分辨率为600DPI，则通常间隔将为：
25.4/600＝0.04233mm＝42.33μm
通过副扫描方向上的分辨率确定这个间隔。
然而，如果将定时移动预定时间δT以使后光束b的成像位置与在主扫描方向上位于前面的光束a被成像在扫描面7上的位置对准，则此时被偏转面5b(用虚线显示)反射的光束b将如下。即，由于此时偏转面5b沿远离fθ透镜系统6的方向偏离，所以光束b被反射在偏转面5a上沿副扫描方向向上偏离的位置上，并且它被反射在朝向b1’的方向上。
结果，在扫描面7上，光束b被成像在位置7b’上，位置7b’在副扫描方向上相对于位置7b向下偏离。因此，可以看出，扫描面7上的扫描线的间隔变得比通过分辨率确定的间隔宽。
图54是示出当在图48中扫描结束侧(如在图48中看到的下侧)正被扫描时两束光束a和b的主光线如何被偏转面5a反射的主扫描截面图。
一开始，从发光件1a(未显示)发射的光束a被偏转面5a(用实线显示)反射在朝向a1的方向，并且它被布置在图54的右方向上的fθ透镜系统6(未显示)成像在扫描面7上。
在相同定时，从发光件1b(未显示)发射的光束b被偏转面5a(用实线显示)反射在朝向b1的方向，并且它被布置在图54的右方向上的fθ透镜系统6(未显示)成像在扫描面7上。
在相同定时被偏转面5a(用实线显示)反射之后的两束光束a和b分别被反射在朝向a1和b1的不同方向上。因而，从两个发光件1a和1b发射的两束光束a和b将作为光点在扫描面7上被成像在主扫描方向上彼此相隔的位置上。
考虑到这种情况，在移动预定时间δT的定时供应图像数据(用虚线在5b描绘此时刻的偏转面)，以使后光束b的成像位置与在主扫描方向上位于前面的光束a被成像的位置对准。
这里，从发光件1b发射的被偏转面5b反射的光束b被反射在朝向b1’的方向(与a1相同的方向)上，并且它在扫描面7上被成像在与前光束a在主扫描方向上相同的位置上。
图55是示出当在图48中扫描结束侧(如在图48中看到的下侧)正被扫描时两束光束a和b的主光线如何被偏转面5a反射的副扫描截面图。
这里，如在图55中所见，当定时移动预定时间δT时来自发光件1b的光束b被偏转面5b(用虚线显示)反射的反射点将如下。即，可以看出，光束b的反射点沿靠近fθ透镜系统6的方向偏离来自发光件1a的光束a被偏转面5a(用实线显示)反射的反射点。
在图55中，在孔径光阑3，从两个发光件1a和1b发射的两束光束a和b在副扫描截面内彼此交叉，并且它们以聚焦线形状在偏转面5a上被成像在副扫描方向上彼此相隔预定间隔的位置上。
然后，在相同定时被偏转面5a(用实线显示)反射的两束光束a和b在扫描面7上被fθ透镜系统6成像在彼此相隔预定间隔的位置7a和7b上。
这里，扫描面7正沿图55中的从下至上的箭头A的方向移动，扫描面7首先被前光束a沿线扫描，其后，被前光束a扫描的线正好下方的扫描面区域被后光束b沿线扫描。
关于扫描面7上的位置7a和7b之间的间隔，如果副扫描方向上的分辨率为600DPI，则通常间隔将为：
25.4/600＝0.04233mm＝42.33μm
通过副扫描方向上的分辨率确定这个间隔。
然而，如果定时移动预定时间δT以使后光束b的成像位置与在主扫描方向上位于前面的光束a被成像在扫描面7上的位置对准，则此时被偏转面5b(用虚线显示)反射的光束b将如下。即，由于此时偏转面5b沿靠近fθ透镜系统6的方向偏离，所以光束b被反射在偏转面5a上沿副扫描方向向下偏离的位置上，并且它被反射在朝向b1’的方向上。
结果，在扫描面7上，光束b被成像在位置7b’上，位置7b’在副扫描方向上相对于位置7b向上偏离。因此，可以看出，扫描面7上的扫描线的间隔变得比通过分辨率确定的间隔窄。
这种情况的结果是，如图56所示，在扫描面7上由从两个发光件1a和1b发射的两束光束a和b限定的扫描线的间隔在扫描开始侧变得比预定间隔宽，而它在扫描结束侧变得比较窄，从而引起间距不均匀。
将指出，在图56中，扫描面7沿着从下至上的箭头A的方向移动。
如上所述，如果以图49所示的方式布置和使用多光束光源，则它导致：如果使fθ透镜系统6在副扫描方向上的成像倍率在整个有效扫描区上恒定，则扫描面上的多束光束在副扫描方向上的扫描线间距变得在扫描开始侧和扫描结束侧之间不同。具体地讲，不便之处在于，在扫描开始侧和扫描结束侧的端部存在严重的间距不均匀性。
发明内容
本发明提供一种多光束光学扫描装置和使用这样的光学扫描装置的图像形成设备，通过所述多光束光学扫描装置，扫描线间距一致，并可获得高精度的图像。
根据本发明的一方面，提供一种多光束光学扫描装置，包括：光源装置，包括在主扫描方向上具有间隔的多个发光件；旋转多面镜，被构造为对从所述发光件发射的多束光束进行扫描偏转；第一光学系统，被构造为在副扫描截面中将来自所述多个发光件的多束光束成像在所述旋转多面镜的偏转表面上；和第二光学系统，被构造为将被所述旋转多面镜的偏转面扫描偏转的多束光束成像在将被扫描的扫描面上；其中，在副扫描截面中，所述旋转多面镜的偏转面和扫描面彼此为共轭关系，其中，从副扫描截面中相对于与所述旋转多面镜的偏转面的旋转轴垂直的平面的斜向入射被入射在所述旋转多面镜的偏转面上的多束光束中的每束光束，并且其中，所述多光束光学扫描装置满足以下条件中的一个条件：(i)所述旋转多面镜的偏转面和扫描面之间的所述第二光学系统的副扫描截面中的光轴上的成像倍率比所述旋转多面镜的偏转面和扫描面之间的、所述第二光学系统的副扫描截面中的、扫描扫描面的光束的扫描开始侧的端部中的成像倍率大，而比所述旋转多面镜的偏转面和扫描面之间的、所述第二光学系统的副扫描截面中的、扫描扫描面的光束的扫描结束侧的端部中的成像倍率小；和(ii)所述旋转多面镜的偏转面和扫描面之间的、所述第二光学系统的副扫描截面中的光轴上的成像倍率比所述旋转多面镜的偏转面和扫描面之间的、所述第二光学系统的副扫描截面中的、扫描扫描面的光束的扫描开始侧的端部中的成像倍率小，而比所述旋转多面镜的偏转面和扫描面之间的、所述第二光学系统的副扫描截面中的、扫描扫描面的光束的扫描结束侧的端部中的成像倍率大。
在本发明的这个方面的一个优选形式中，光源装置包括整体式多光束半导体激光器，该激光器具有在同一基座构件上形成的多个发光件。
光源装置可包括各自具有一个或多个发光件的多个光源单元，其中，所述第一光学系统包括光束组合件，其被构造为将从所述多个光源单元发射的一束或多束光束引到相同方向上。
当将朝向扫描面的移动方向的下游侧的方向定义为副扫描方向的正方向而将朝向扫描面的移动方向的上游侧的方向定义为副扫描方向的负方向时，可从副扫描方向上相对于与所述旋转多面镜的偏转面的旋转轴垂直的平面的斜负方向入射被入射在所述旋转多面镜的偏转面上的多束光束中的每束光束，其中，在以上条件下，所述旋转多面镜的偏转面和扫描面之间的、所述第二光学系统的副扫描截面中的光轴上的成像倍率可比所述旋转多面镜的偏转面和扫描面之间的、所述第二光学系统的副扫描截面中的、扫描扫描面的光束的扫描开始侧的端部中的成像倍率小，并可比所述旋转多面镜的偏转面和扫描面之间的、所述第二光学系统的副扫描截面中的、扫描扫描面的光束的扫描结束侧的端部中的成像倍率大。
当将朝向扫描面的移动方向的上游侧的方向定义为副扫描方向的正方向而将朝向扫描面的移动方向的下游侧的方向定义为副扫描方向的负方向时，可从副扫描方向上相对于与所述旋转多面镜的偏转面的旋转轴垂直的平面的斜负方向入射被入射在所述旋转多面镜的偏转面上的多束光束中的每束光束，其中，在以上条件下，所述旋转多面镜的偏转面和扫描面之间的、所述第二光学系统的副扫描截面中的光轴上的成像倍率可比所述旋转多面镜的偏转面和扫描面之间的、所述第二光学系统的副扫描截面中的、扫描扫描面的光束的扫描开始侧的端部中的成像倍率大，并可比所述旋转多面镜的偏转面和扫描面之间的、所述第二光学系统的副扫描截面中的、扫描扫描面的光束的扫描结束侧的端部中的成像倍率小。
根据本发明的另一方面，提供一种图像形成设备，包括：如上所述的多光束光学扫描装置；置于扫描面的感光构件；显影装置，用被所述光学扫描装置扫描偏转的光束对在所述感光构件上形成的静电潜像进行显影，以生成调色剂图像；转印装置，将显影的调色剂图像转印到转印材料上；和定影装置，在转印材料上对转印的调色剂图像进行定影。
根据本发明的另一方面，提供一种图像形成设备，包括：如上所述的多光束光学扫描装置；和打印机控制器，将从外部机器供应的代码数据转换为影像信号，并将该影像信号输入到所述光学扫描装置中。
根据本发明的另一方面，提供一种彩色图像形成设备，包括：如上所述的多光束光学扫描装置；和多个图像承载构件，每个置于所述多光束光学扫描装置的扫描面上，用于形成不同颜色的图像。
彩色图像形成设备还可包括打印机控制器，其用于将从外部机器供应的彩色信号转换为不同颜色的影像数据，并将该影像数据输入到对应的光学扫描装置中。
当考虑结合附图对本发明的优选实施例的以下描述时，本发明的这些和其它目的、特征和优点将变得更清楚。
附图说明
图1是根据本发明的第一实施例的多光束光学扫描装置的主要部分的副扫描方向上的截面图。
图2是图1的光学系统的主要部分的主扫描方向上的截面图。
图3是本发明的第一实施例的主要部分的副扫描方向上的截面图。
图4是本发明的第一实施例的副扫描方向上的截面图。
图5是示出本发明的第一实施例中的两个发光件的布置的示图。
图6是示出在本发明的第一实施例中两束光束如何被偏转面反射的主扫描截面图。
图7是示出在本发明的第一实施例中两束光束如何被偏转面反射的副扫描截面图。
图8是示出在本发明的第一实施例中两束光束如何被偏转面反射的主扫描截面图。
图9是示出在本发明的第一实施例中两束光束如何被偏转面反射的副扫描截面图。
图10是显示在本发明的第一实施例中扫描面上的两条扫描线的间隔的变化的示图。
图11是显示本发明的第一实施例中的副扫描倍率的曲线图。
图12是显示本发明的第一实施例中的副扫描倍率的一致性的曲线图。
图13是显示本发明的第一实施例中的副扫描方向上的扫描线间隔的一致性的曲线图。
图14是显示本发明的第一实施例中的副扫描方向上的实际扫描线间隔的曲线图。
图15是显示比较示例中的偏转面和扫描面之间的fθ透镜的副扫描倍率的曲线图。
图16是显示图15中的副扫描倍率的一致性的曲线图。
图17是显示比较示例中的副扫描方向上的扫描线间隔的一致性的曲线图。
图18是显示比较示例中的副扫描方向上的实际扫描线间隔的曲线图。
图19是示出在本发明的第二实施例中两束光束如何被偏转面反射的副扫描截面图。
图20是示出在本发明的第二实施例中两束光束如何被偏转面反射的副扫描截面图。
图21是显示本发明的第二实施例中的扫描面上的两条扫描线的间隔的变化的示图。
图22是示出本发明的第二实施例中的两个发光件的布置的示图。
图23是显示本发明的第二实施例中的偏转面和扫描面之间的fθ透镜的副扫描倍率的曲线图。
图24是显示图23中的副扫描倍率的一致性的曲线图。
图25是显示本发明的第二实施例中的副扫描方向上的扫描线间隔的一致性的曲线图。
图26是显示本发明的第二实施例中的副扫描方向上的实际扫描线间隔的曲线图。
图27是本发明的第三实施例中的从偏转面到扫描面的成像光学系统的副扫描方向上的截面图。
图28是本发明的第三实施例中的从发光件到偏转面的输入光学系统的副扫描方向上的截面图。
图29是示出在本发明的第三实施例中两束光束如何被偏转面反射的副扫描截面图。
图30是示出在本发明的第三实施例中两束光束如何被偏转面反射的副扫描截面图。
图31是显示在本发明的第三实施例中扫描面上的两条扫描线的间隔的变化的示图。
图32是显示本发明的第三实施例中的偏转面和扫描面之间的fθ透镜的副扫描倍率的曲线图。
图33是显示图32中的副扫描倍率的一致性的曲线图。
图34是显示本发明的第三实施例中的副扫描方向上的扫描线间隔的一致性的曲线图。
图35是显示本发明的第三实施例中的副扫描方向上的实际扫描线间隔的曲线图。
图36是示出在本发明的第四实施例中两束光束如何被偏转面反射的副扫描截面图。
图37是示出在本发明的第四实施例中两束光束如何被偏转面反射的副扫描截面图。
图38是显示在本发明的第四实施例中扫描面上的两条扫描线的间隔的变化的示图。
图39是显示本发明的第四实施例中的偏转面和扫描面之间的fθ透镜的副扫描倍率的曲线图。
图40是显示图39中的副扫描倍率的一致性的曲线图。
图41是显示本发明的第四实施例中的副扫描方向上的扫描线间隔的一致性的曲线图。
图42是显示本发明的第四实施例中的副扫描方向上的实际的扫描线间隔的曲线图。
图43是根据本发明的实施例的图像形成设备的主要部分的副扫描方向上的截面图。
图44是根据本发明的实施例的彩色图像形成设备的主要部分的示意图。
图45是具有多个光源的传统多光束光学扫描装置的主扫描方向上的截面图。
图46是示出当沿副扫描方向垂直排列多个发光件时这些发光件的布置的示图。
图47是示出当对角布置多个光源时发光件的布置的示图。
图48是从主扫描方向看到的使用多光束光源的倾斜入射扫描光学系统的主要部分的示意图。
图49是示出当对角布置两个光源时发光件的布置的示图。
图50是从副扫描方向看到的使用多光束光源的倾斜入射扫描光学系统的主要部分的示意图。
图51是从副扫描方向看到的使用多光束光源的倾斜入射扫描光学系统的主要部分的示意图。
图52是示出在图48中两束光束如何被偏转面反射的主扫描截面图。
图53是示出在图48中两束光束如何被偏转面反射的主扫描截面图。
图54是示出在图48中两束光束如何被偏转面反射的主扫描截面图。
图55是示出在图48中两束光束如何被偏转面反射的主扫描截面图。
图56是示出扫描面上的两束光束的扫描线间隔的变化的示图。
具体实施方式
现在将参考附图描述本发明的优选实施例。
【实施例1】
图1是根据本发明的第一实施例的多光束光学扫描装置的主要部分的副扫描方向上的截面图(副扫描截面图)。
图2是被图1中的旋转多面镜的偏转面5a斜着向上反射的光束穿过的光学系统(在图2中，被图1的反射镜B反射的光束穿过的光学系统)的主要部分的主扫描方向上的截面图(主扫描截面图)。
图3和图4是图2的主要部分的副扫描方向上的截面图(副扫描截面图)。具体地讲，图3是从旋转多面镜5的偏转面5a到扫描面7的成像光学系统6的副扫描截面图，其中，在图示中省略了通过反射镜B发生的偏转。
图4是从两个发光件(发光点)1a和1b到偏转面5a的输入光学系统LA的副扫描截面图，它示出从两个发光件1a和1b发射的两束光束在副扫描方向上斜着从下入射在旋转多面镜5的偏转面5a上。
在以下描述中，主扫描方向(y方向)是指光束被偏转装置扫描偏转的方向。副扫描方向(z方向)是指与偏转装置的旋转轴平行的方向。
主扫描截面是指具有沿副扫描方向(z方向)延伸到其的法线的平面。副扫描截面是指具有沿主扫描方向(y方向)延伸到其的法线的平面。
在图1至图4中，光源装置1包括整体式多光束半导体激光器(多光束光源)，在该激光器中，在基板上形成在主扫描方向上具有间隔的多个发光件1a和1b(在本实施例中为两个发光件)。
在图2中，主扫描方向被称为y轴，来自光源装置1的光线前进的方向(光线与准直透镜的光轴平行地前进的方向)被称为x轴。与x轴和y轴正交的副扫描方向被称为z轴。当从箭头O的方向看时的两个发光件1a和1b诸如图5所示。这里，对角布置这两个发光件1a和1b，并且通过调整对角角度δ，精确地调整扫描面7上的扫描线在副扫描方向上的间隔(间距)以匹配记录密度。
准直透镜2将从光源装置1发射的两束发散光束(为了图示的简化，在附图中仅示出了一束光束)变换为平行光束，准直透镜2为第一光学元件。其后，柱面透镜4将光束仅会聚在副扫描方向上，柱面透镜4为第二光学元件。
虽然本实施例中的第一光学元件2将光束的状态变换为平行光束，但是本发明不限于此。它可将发散光束变换为具有更慢发散度的发散光束或者会聚光束。
被柱面透镜4会聚在仅副扫描方向上的两束光束穿过孔径光阑3，通过孔径光阑3，调整光束的截面形状。然后，在作为偏转装置的旋转多面镜(多面镜)5的偏转面5a上，这些光束被成像为沿主扫描方向延长的聚焦线形状。
上述准直透镜2和柱面透镜4的元件为作为第一光学系统的输入光学系统LA的部件。
应该指出，布置输入光学系统LA的光轴具有在副扫描截面内相对于与旋转多面镜5的偏转面5a的偏转轴垂直的平面不为零的预定角度(在本实施例中，为2.5度)，这就是所谓的斜入射扫描光学系统的结构。
换句话说，从副扫描截面内相对于与旋转多面镜5的偏转面的旋转轴垂直的平面的斜向入射被入射在旋转多面镜5的偏转面上的多束光束中的每束光束。
此外，通过具有两片透镜61和62的成像光学系统6(第二光学系统)分别将被旋转多面镜5的偏转面5a扫描偏转的两束光束聚集在扫描面(感光鼓表面)7上形成类似光点的形状，旋转多面镜5以恒定的角速度沿附图中的箭头5c的方向旋转。然后，两束光束以恒定速度沿附图中的箭头7b的方向对扫描面进行扫描。
成像光学系统6起这样的作用，即，在副扫描截面内按彼此共轭的关系布置旋转多面镜5的偏转面5a和扫描面7，并将被旋转多面镜5的偏转面5a扫描偏转的两束光束成像在扫描面7上。
如已经描述的，将成像光学系统6称为“fθ透镜系统6”，将透镜61称为“第一fθ透镜”，将透镜62称为“第二fθ透镜”。
8表示的是被提供以防止灰尘颗粒或调色剂颗粒进入光学扫描装置中的防尘玻璃。
这里，在主扫描截面内，fθ透镜系统6起将平行光束成像为扫描面7上的光点形状的作用。此外，在副扫描截面内，fθ透镜系统6起这样的作用，即，使扫描面7和被柱面透镜4在副扫描方向上成像在偏转面5a上的成像位置(聚焦线位置)形成彼此共轭的关系，从而提供所谓的倾斜校正光学系统。
本实施例使用这样的结构，即，多束光束入射在单个旋转多面镜5上，并且同时对多个扫描面(感光鼓表面)7-1和7-2进行光学扫描。
来自第一fθ透镜61的朝向扫描面7-1的光束被反射镜A-1反射，进入第二fθ透镜62。然后，光束被反射镜A-2反射，并对扫描面7-1进行扫描。
另一方面，来自第一fθ透镜61的朝向扫描面7-2的光束直接入射在相同形状但是分开安装的第二fθ透镜62上。然后，光束被反射镜B反射，并对扫描面7-2进行扫描。
应该指出，被偏转面5a偏转的两束光束都穿过第一fθ透镜61。
当在侧面平行布置本实施例的两个多光束光学扫描装置时，可实现彩色图像形成设备。
本实施例关注这样的结构，即，从图3和图4中显示的两个发光件1a和1b发射的两束光束在副扫描方向上斜着从下入射在旋转多面镜5的偏转面5a上，并且这些光束被偏转面5a斜着向上反射。
表1和表2显示本实施例中的多光束光学扫描装置的光学系统的特性。
如果将每个镜面与光轴的交叉点取作原点，将光轴方向取作X轴，将主扫描截面内与光轴正交的轴取作Y轴，并将与副扫描截面内与光轴正交的轴取作Z轴，则构成fθ透镜系统6的第一fθ透镜61和第二fθ透镜62的镜面的主扫描截面中的形状为可通过以下等式表达的非球面形状：
x = y 2 / R 1 + ( 1 - ( 1 + k ) ( y / R ) 2 ) 1 / 2 + Σ i = 4 16 B i y i
其中，R为曲率半径，k为偏心率，B4至B16为非球面系数。
如果在Y的正侧(图2中的上侧)和其负侧(图2中的下侧)之间系数不同，则将下标u附加到正侧的系数，而将下标1附加到负侧的系数。
在主扫描截面中第二fθ透镜62在旋转多面镜5侧的形状为弓形。此外，在副扫描截面中第一fθ透镜61的镜面和第二fθ透镜62的表面在旋转多面镜5侧的形状为副扫描截面中具有曲率半径r的弓形。
关于第二fθ透镜62的镜面在扫描面7侧的副扫描截面的形状，副扫描截面中的曲率半径r’随着镜面的Y坐标而连续改变，它具有可通过下式表达的形状：
r ′ = r × ( 1 + Σ j = 2 10 D j y i )
其中，r为副扫描截面中的光轴上的曲率半径，D2至D10为副扫描截面中的曲率半径的变化系数。
如果在Y的正侧(图2中的上侧)和其负侧(图2中的下侧)之间系数不同，则将下标u附加到正侧的系数，而将下标1附加到负侧的系数。
表1
Figure S2008101274499D00201
表2
Figure S2008101274499D00211
接下来，将具体解释根据本实施例的扫描方法。
图6是示出当在图2中扫描开始侧(如图2中看到的上侧)正被扫描时两束光束的主光线如何被偏转面5a反射的主扫描截面图。
一开始，从发光件1a(未显示)发射的光束a被偏转面5a(用实线显示)反射在朝向a1的方向上，并且它被布置在图6的右方向上的fθ透镜系统6(未显示)成像在扫描面7上。
在相同定时，从发光件1b(未显示)发射的光束b被偏转面5a(用实线显示)反射在朝向b1的方向上，并且它被布置在图6的右方向上的fθ透镜系统6(未显示)成像在扫描面7上。
在相同定时被偏转面5a(用实线显示)反射之后的两束光束a和b分别被反射到朝向a1和b1的不同方向上。因而，从两个发光件1a和1b发射的两束光束a和b将在扫描面7上被作为光点成像在主扫描方向上彼此相隔的位置上。
考虑到这种情况，在移动预定时间δT的定时供应图像数据(在5b用虚线描绘此刻的偏转面)，以使后光束b的成像位置与在主扫描方向上位于前面的光束a被成像的位置对准。
这里，从发光件1b发射的被偏转面5b反射的光束b被反射到朝向b1’的方向(与a1相同的方向)上，并且它在扫描面7上被成像在与前光束a在主扫描方向上相同的位置上。
图7是示出当在图2中扫描开始侧(如图2中看到的上侧)正被扫描时两束光束a和b的主光线如何被偏转面5a反射的副扫描截面图。
这里，如在图7中所见，当定时移动预定时间δT时来自发光件1b的光束b被偏转面5b(用虚线显示)反射的反射点将如下。即，可以看到，光束b的反射点沿与fθ透镜系统6间隔开的方向偏离来自发光件1a的光束a被偏转面5a(用实线显示)反射的反射点。
在图7中，在孔径光阑3，从两个发光件1a和1b发射的两束光束a和b在副扫描截面内彼此交叉，并且它们以聚焦线形状在偏转面5a上被成像在副扫描方向上彼此相隔预定间隔的位置上。
然后，在相同定时被偏转面5a(用实线显示)反射的两束光束a和b在扫描面7上被fθ透镜系统6成像在彼此相隔预定间隔的位置7a和7b上。
这里，扫描面7正沿着图7中的从下至上的箭头A的方向移动，扫描面7首先被前光束a沿线扫描，其后，被前光束a扫描的线的正好下方的扫描面区域被后光束b沿线扫描。
在图7中，将附图中的向下方向定义为副扫描方向的负方向(扫描面7的移动方向的上游侧)，而将附图中的向上方向定义为副扫描方向的正方向(扫描面7的移动方向的下游侧)。
关于扫描面7上的成像位置7a和7b之间的间隔，如果副扫描方向上的分辨率为例如600DPI，则通常间隔将为：
25.4/600＝0.04233mm＝42.33μm
通过副扫描方向上的分辨率来确定这个间隔。
然而，如果定时移动预定时间δT以使后光束b的成像位置与在主扫描方向位于前面的光束a被成像在扫描面7上的位置对准，则此时被偏转面5b(用虚线显示)反射的光束b将如下。即，由于此时的偏转面5b沿远离fθ透镜系统6的方向偏离，所以光束b被反射在偏转面5a上在副扫描方向向上偏离的位置上，并且它被反射在朝向b1’的方向上。
结果，在扫描面7上，光束被成像在位置7b’上，位置7b’在副扫描方向上相对于位置7b向下偏离。
图8是示出当在图2中扫描结束侧(如在图2中看到的下侧)正被扫描时两束光束a和b的主光线如何被偏转面5a反射的主扫描截面图。
一开始，从发光件1a(未显示)发射的光束a被偏转面5a(用实线显示)反射在朝向a1的方向上，并且它被布置在图8的右方向上的fθ透镜系统6(未显示)成像在扫描面7上。
在相同定时，从发光件1b(未显示)发射的光束b被偏转面5a(用实线显示)反射在朝向b1的方向上，并且它被布置在图8的右方向上的fθ透镜系统6(未显示)成像在扫描面7上。
在相同定时被偏转面5a(用实线显示)反射之后的两束光束a和b分别被反射在朝向a1和b1的不同方向上。因而，从两个发光件1a和1b发射的两束光束a和b将在扫描面7上被作为光点成像在主扫描方向上彼此相隔的位置上。
考虑到这种情况，在移动预定时间δT的定时供应图像数据(在5b用虚线描绘此刻的偏转面)，以使后光束b的成像位置与在主扫描方向上位于前面的光束a被成像的位置对准。
这里，从发光件1b发射的被偏转面5b反射的光束b被反射在朝向b1’的方向(与a1相同的方向)上，并且它在扫描面7上被成像在与前光束a在主扫描方向上相同的位置上。
图9是示出当在图2中扫描结束侧(如在图2看到的下侧)正被扫描时两束光束a和b的主光线如何被偏转面5a反射的副扫描截面图。
这里，如在图9中看到的，当定时移动预定时间δT时来自发光件1b的光束b被偏转面5b(用虚线显示)反射的反射点将如下。即，可以看到，光束b的反射点沿靠近fθ透镜系统6的方向偏离来自发光件1a的光束a被偏转面5a(用实线显示)反射的反射点。
在图9中，在孔径光阑3，从两个发光件1a和1b发射的两束光束a和b在副扫描截面内彼此交叉，并且它们以聚焦线形状在偏转面5a上被成像在副扫描方向上彼此相隔预定间隔的位置上。
然后，在相同定时被偏转面5a(用实线显示)反射的两束光束a和b在扫描面7上被fθ透镜系统6成像在彼此相隔预定间隔的位置7a和7b上。
这里，扫描面7正沿着图9中的从下至上的箭头A的方向移动，扫描面7首先被前光束a沿线扫描，其后，被前光束a扫描的线的正好下方的扫描面区域被后光束b沿线扫描。
在图9中，将附图中的向下方向定义为副扫描方向的负方向(扫描面7的移动方向的上游侧)，而将附图中的向上方向定义为副扫描方向的正方向(扫描面7的移动方向的下游侧)。
关于扫描面7上的成像位置7a和7b之间的间隔，如果副扫描方向上的分辨率为600DPI，则通常间隔将为：
25.4/600＝0.04233mm＝42.33μm
通过副扫描方向上的分辨率来确定这个间隔。
然而，如果定时移动预定时间δT以使后光束b的成像位置与在主扫描方向上位于前面的光束a被成像在扫描面7上的位置对准，则此时被偏转面5b(用虚线显示)反射的光束b将如下。即，由于此时的偏转面5b沿靠近fθ透镜系统6的方向偏离，所以光束b被反射在偏转面5a上在副扫描方向向下偏离的位置上，并且它被反射在朝向b1’的方向上。
结果，在扫描面7上，光束b被成像在位置7b’上，位置7b’在副扫描方向上相对于位置7b向上偏离。
这导致，如果fθ透镜系统6的副扫描截面中的成像倍率在整个有效扫描区上恒定，则如图10所示，间距没有规律地发生。即，在扫描面7上由从两个发光件1a和1b发射的两束光束a和b限定的扫描线的间隔在扫描开始侧变得比预定间隔宽，而它在扫描结束侧变得比较窄，从而引起间距不均匀。
如与其相比，在本实施例中，fθ透镜系统6在副扫描截面中的成像倍率在整个有效扫描区上不保持恒定，而是，使fθ透镜系统6在扫描扫描面的光束的扫描开始侧的离轴区(扫描开始侧端部)中的副扫描倍率βs小。
相反，使fθ透镜系统6在扫描扫描面的光束的扫描结束侧的离轴区(扫描结束侧端部)中的副扫描倍率βe大。
即，在本实施例中，存在关系βs＜βe。
在图10中，扫描面7沿如在附图中看到的从下至上的箭头A的方向移动。
图11显示本实施例中的偏转面5a和扫描面7之间的fθ透镜系统6的副扫描截面中的成像倍率(副扫描倍率)。
在图11中，横坐标轴表示扫描面7上的扫描图像高度(mm)。图像高度的正侧对应于扫描开始侧(图2的上侧和图10中的扫描开始侧)，而图像高度的负侧对应于扫描结束侧(图2的下侧和图10中的扫描结束侧)。
如从图11看到的，相对于扫描中心部分的副扫描倍率βc，使扫描开始侧(图像高度的正侧)的副扫描倍率βs小，而使扫描结束侧(图像高度的负侧)的副扫描倍率βe大。即，在本实施例中，存在关系βs＜βc＜βe。
图12示出在图11中的光轴(扫描中心部分)上的副扫描倍率βc被正规化(normalize)为1的情况下的副扫描倍率的一致性。
从图12看出，相对于光轴(扫描中心部分)上的副扫描倍率βc，不使副扫描倍率在整个扫描区上一致。
具体地讲，这样推翻副扫描倍率的一致性，即，使扫描开始侧(图像高度的正侧)的副扫描倍率βs小，相反，使扫描结束侧(图像高度的负侧)的副扫描倍率βe大。
图13显示副扫描方向上的扫描线间隔的一致性。
在本实施例中，定时移动预定时间δT，以使从发光件1b发射的光束b的成像位置与从发光件1a发射的光束被成像在感光鼓表面7上的位置对准。图13显示当从发光件1a发射的光束a和从发光件1b发射的光束b此时(即，当使副扫描倍率恒定时)被成像在感光鼓表面7上时副扫描方向上的扫描线间隔的一致性。
这里，副扫描方向上的图像分辨率为600DPI，旨在在扫描中心部分中为42.33μm，42.33μm被正规化为1。
图14显示本实施例的副扫描方向上的实际扫描线间隔。
可以看出，与图13相比，副扫描方向上的扫描线间隔的一致性更好。
具体地讲，扫描线间隔的离散度从41.91μm至42.59μm，参考图像分辨率600DPI的42.33μm，该离散度为相对小的离散度。因而，看出实现了良好性能。
在使用本实施例的斜入射扫描光学系统的结构的多光束光学扫描装置中，如果使用多光束光源并且使fθ透镜系统6在副扫描截面中的成像倍率在整个有效扫描区上恒定，则引起以下问题。即，扫描面7上的多束光束的副扫描方向上的扫描线间距变得在扫描开始侧和扫描结束侧之间不同。
考虑到这种情况，在本实施例中，如图11所示，特意使fθ透镜系统6在有效扫描区内的副扫描倍率不一致，具体地讲，使扫描扫描面的光束的扫描开始侧的离轴区(扫描开始侧端部)中的副扫描倍率βs小。相反，使扫描扫描面的光束的扫描结束侧的离轴区(扫描结束侧端部)中的fθ透镜系统6的副扫描倍率βe大。
通过这样做，确保使副扫描方向上的扫描面7上的扫描线间隔恒定。
更准确地陈述这种情况，如图7和图9所示，将朝向扫描面7的移动方向的下游侧的方向定义为副扫描方向的正方向，而将朝向上游侧的方向定义为副扫描方向的负方向。在这种情况下，这样布置输入光学系统LA以便限定相对于与偏转面的偏转轴垂直的平面与副扫描截面中的负方向不为零的特定角度。
此外，在这种情况下，如下设置副扫描截面中的fθ透镜系统6的成像倍率β。也就是说，与fθ透镜系统6的光轴上的成像倍率βc相比，使扫描开始侧端部的成像倍率βs小，而使扫描结束侧端部的成像倍率βe大。
通过这样做，确保使副扫描方向上的扫描面7上的扫面线间隔恒定。
即，在本实施例中，存在关系βs＜βc＜βe。
因此，对于具有斜入射扫描光学系统结构的多光束扫描装置，实现能够实现一致的扫描线间距和高精度图像输出的多光束扫描装置的提供。此外，实现能够实现高速度和高精度图像输出的紧凑型彩色LBP或数字彩色复印机的提供。
这里，将描述针对本实施例的比较示例，在该比较示例中，在使用斜入射扫描光学系统结构的多光束光学扫描装置中，使副扫描截面中的fθ透镜系统6的成像倍率在整个有效扫描区上恒定。
表3和表4显示比较示例中的多光束光学扫描装置的光学系统的特性。
表3
Figure S2008101274499D00281
Figure S2008101274499D00291
表4
Figure S2008101274499D00301
在比较示例中，指定构成fθ透镜系统6的第一fθ透镜61和第二fθ透镜62的镜面在主扫描截面中的形状的等式与指定第二fθ透镜62在扫描面7侧的镜面在副扫描截面中的形状的等式与参考本发明的第一实施例描述的那些等式相同。
将指出，主扫描方向和副扫描方向上的比较示例的截面图显示与图1至图4中示出的第一实施例的截面图的布置类似的布置，两个发光件1a和1b具有图5中显示的第一实施例的类似布置。
图15显示该比较示例中的偏转面5a和扫描面7之间的fθ透镜系统6的副扫描倍率。
在图15中，横坐标轴表示扫描面7上的扫描图像高度(mm)。图像高度的正侧对应于扫描开始侧(图2的上侧和图10中的扫描开始侧)，而图像高度的负侧对应于扫描结束侧(图2的下侧和图10中的扫描结束侧)。
从图15看出，与图11相比，设计副扫描倍率在有效扫描区中一致。
图16示出在图15中的扫描中心部分的副扫描倍率βc被正规化为1的情况下的副扫描倍率的一致性。
从图16可以看出，与图12相比较，在有效扫描区域确保有良好的副扫描倍率的一致性。
图17显示该比较示例中的副扫描方向上的扫描线间隔的一致性。
在比较示例中，定时移动预定时间δT，以使从发光件1b发射的光束b的成像位置与从发光件1a发射的光束a被成像在感光鼓表面7上的位置对准。图17显示当从发光件1a发射的光束a和从发光件1b发射的光束b此时被成像在感光鼓表面上时副扫描方向上的扫描线间隔的一致性。
这里，副扫描方向上的图像分辨率为600DPI，旨在使扫描中心部分中为42.33μm，以及42.33μm被正规化为1。
可以看出，与图16中的副扫描倍率的一致性相比，图17中的副扫描方向上的扫描线间隔的一致性被大大地推翻。
图18显示比较示例的副扫描方向上的实际扫描线间隔。
扫描线间隔的特定离散度从41.27μm至43.42μm，即，参考图像分辨率600DPI的42.33μm，该离散度为大的离散度。
在前面所述的本发明的第一实施例中，离散度仅为P-P0.68μm，从41.91μm变到42.59μm。因而，可以看出，离散度增大至约3倍。
从该比较例看出，如果在斜入射扫描光学系统中使用多光束光源，并且如果fθ透镜系统在副扫描截面中的成像倍率被设计为在整个有效扫描区上恒定，则引起以下问题。即，扫描面上的副扫描方向上的多束光束的扫描线间距在扫描开始侧和扫描结束侧之间变得不同。
因而，如果如在本实施例中那样使用多光束光源，则应该如图11所示特意使fθ透镜系统的副扫描倍率在有效扫描区中不一致，具体地讲，应该使扫描开始侧端部的副扫描倍率βs小，而应该使扫描结束侧端部的副扫描倍率βe大。可以看出，通过这样做，可获得使副扫描方向上的扫描面7上的扫描线间隔恒定的非常明显的有利结果。
应该指出，虽然已参考使用包括多个发光件(具体地讲，两个发光件)的整体式多光束半导体激光器的示例描述了本实施例，但是发光件的数量不限于2。使用两个或更多个发光件，可获得类似的有利结果。
此外，虽然已参考使用包括多个发光件(具体地讲，两个发光件)的整体式多光束半导体激光器的示例描述了本实施例，但是本发明不限于此。可使用各自具有一个发光件的多个单束半导体激光器，并可通过使用任何已知的光束组合装置来组合光束。当在相同的方向上发射光束时，自然可获得类似的有利结果。
此外，可使用各自包括多个发光件的多个整体式多光束半导体激光器(光源构件)，并可通过使用任何已知的光束组合装置来合成光束。当在相同的方向上发射光束时，可获得类似的有利结果。
【实施例2】
以下将解释本发明的第二实施例。
这个实施例与前面所描述的第一实施例的不同之处在于，将扫描面7的移动方向设置在第一实施例的反方向上。其余部分的结构和光学功能与第一实施例类似，并获得类似的有利结果。
在第二实施例中，同样，从副扫描截面中相对于与旋转多面镜5的偏转面的旋转轴垂直的平面的斜向入射被入射在旋转多面镜5的偏转面上的光束。
将指出，主扫描方向和副扫描方向上的本实施例的截面图显示与图1至图4中示出的第一实施例的截面图的布置类似的布置。
图19是示出当第二实施例的扫描开始侧(如图2中看到的上侧)正被扫描时两束光束a和b的主光线如何被偏转面5a反射的副扫描截面图。在图19中，用类似的标号表示与图7的部件对应的部件。
这里，扫描面7正沿图19中的从上至下的箭头B的方向移动，这与第一实施例相反，且扫描面7首先被前光束a沿线扫描，其后，被前光束a扫描的线的正好上方的扫描面区域被后光束b沿线扫描。
因此，与第一实施例相反地设置从两个发光件1a和1b发射的副扫描方向上的两束光束a和b的垂直关系。
在图19中，朝向移动方向的上游侧(图2中的向上)的方向为正方向，而朝向移动方向的下游侧(图2中的向下)的方向为负方向。
关于扫描面7上的成像位置7a和7b之间的间隔，如果副扫描方向上的分辨率为600DPI，则通常间隔将为：
25.4/600＝0.04233mm＝42.33μm
通过副扫描方向上的分辨率来确定这个间隔。
然而，如果定时移动预定时间δT以使后光束b的成像位置与在主扫描方向上位于前面的光束a被成像在扫描面7上的位置对准，则此时被偏转面5b(用虚线显示)反射的光束b将如下。即，由于此时的偏转面5b沿远离fθ透镜系统6的方向偏离，所以光束b被反射在偏转面5a上在副扫描方向上向上偏离的位置上，并且它被反射在朝向b1’的方向上。
结果，在扫描面7上，光束b被成像在位置7b’上，位置7b’在副扫描方向上相对于位置7b向下偏离。
图20是示出在第二实施例中当扫描结束侧(如图2中看到的下侧)正被扫描时两束光束a和b的主光线如何被偏转面5a反射的副扫描截面图。在图20中，用类似的标号表示与图9的部件对应的部件。
在图20中，与图19相似，扫描面7正沿图20中的从上至下的箭头B的方向移动，扫描面7首先被前光束a沿线扫描，其后，被前光束a扫描的线的正好上方的扫描面区域被后光束b沿线扫描。
因此，与第一实施例相反地设置从两个发光件1a和1b发射的副扫描方向上的两束光束a和b的垂直关系。
在图20中，朝向移动方向的上游侧(图2中的向上)的方向为正方向，而朝向移动方向的下游侧(图2中的向下)的方向为负方向。
关于扫描面7上的成像位置7a和7b之间的间隔，如果副扫描方向上的分辨率为600DPI，则通常间隔将为：
25.4/600＝0.04233mm＝42.33μm
通过副扫描方向上的分辨率来确定这个间隔。
然而，如果定时移动预定时间δT以使后光束b的成像位置与在主扫描方向上位于前面的光束a被成像在扫描面7上的位置对准，则此时被偏转面5b(用虚线显示)反射的光束b将如下。即，由于此时的偏转面5b沿靠近fθ透镜系统6的方向偏离，所以光束b被反射在偏转面5a上在副扫描方向上向下偏离的位置上，并且它被反射在朝向b1’的方向上。
结果，在扫描面7上，光束b被成像在位置7b’上，位置7b’在副扫描方向上相对于位置7b向上偏离。
这导致，如果fθ透镜系统6的副扫描截面中的成像倍率在整个有效扫描区上恒定，则如图21所示，发生间距不规律。即，扫描面7上由从两个发光件1a和1b发射的两束光束a和b限定的扫描线的间隔在扫描开始侧变得比预定间隔窄，而它在扫描结束侧变得较宽，从而引起间距不均匀。
与此相比，在本实施例中，fθ透镜系统6在副扫描截面中的成像倍率在整个有效扫描区上不保持恒定，而是，使扫描开始侧端部的副扫描倍率βs大，反之，使扫描结束侧端部的副扫描倍率βe小。
即，在本实施例中，存在关系βe＜βs。
在图21中，扫描面7沿如在附图中看到的从上至下的箭头B的方向移动。
表5和表6显示本发明的第二实施例中的多光束光学扫描装置的光学系统的特性。
表5
Figure S2008101274499D00361
表6
Figure S2008101274499D00381
这里将指出，指定构成fθ透镜系统6的第一fθ透镜61和第二fθ透镜62的镜面在主扫描截面中的形状的等式与指定第二fθ透镜62在扫描面7侧的镜面在副扫描截面中的形状的等式与参考本发明的第一实施例描述的那些等式相同。
此外，相对于前面描述的第一实施例，在副扫描方向上使两个发光件1a和1b的布置倒置，图22显示所述布置。
图23显示本发明的第二实施例中的偏转面5a和扫描面7之间的fθ透镜系统6的副扫描倍率。
在图23中，横坐标轴表示扫描面7上的扫描图像高度(mm)。图像高度的正侧对应于扫描开始侧(图2的上侧和图21中的扫描开始侧)，而图像高度的负侧对应于扫描结束侧(图2的下侧和图21中的扫描结束侧)。
如从图23看出，相对于扫描中心部分的副扫描倍率βc，使扫描开始侧端部(图像高度的正侧)的副扫描倍率βs大，而使扫描结束侧端部(图像高度的负侧)的副扫描倍率βe小。
即，在本实施例中，存在关系βe＜βc＜βs。
图24示出在图23中的扫描中心部分的副扫描倍率被正规化为1的情况下副扫描倍率的一致性。
从图24看出，相对于扫描中心部分的副扫描倍率βc，不使副扫描倍率在整个扫描区上一致。具体地讲，这样推翻副扫描倍率的一致性，即，使扫描开始侧(图像高度的正侧)的副扫描倍率βs大，反之，使扫描结束侧(图像高度的负侧)的副扫描倍率βe小。
图25显示副扫描方向上的扫描线间隔的一致性。
在本实施例中，将定时移动预定时间δT，以使从发光件1b发射的光束b的成像位置与从发光件1a发射的光束a被成像在感光鼓表面7上的位置对准。图25显示当从发光件1a发射的光束a和从发光件1b发射的光束b此时(即，当使副扫描倍率恒定时)被成像在感光鼓表面7上时副扫描方向上的扫描线间隔的一致性。
这里，副扫描方向上的图像分辨率为600DPI，旨在使扫描中心部分中为42.33μm，以及42.33μm被正规化为1。
可以看出，与图24相比，图25中的副扫描方向上的扫描线间隔的一致性更好。
图26显示本实施例的副扫描方向上的实际扫描线间隔。
具体地讲，扫描线间隔的离散度从42.20μm至42.85μm，参考图像分辨率600DPI的42.33μm，该离散度为相对小的离散度。因而，看出实现良好的光学性能。
在使用本实施例的斜入射扫描光学系统结构的多光束光学扫描装置中，如果使副扫描截面中的fθ透镜系统6的成像倍率在整个有效扫描区上恒定，则引起以下问题。即，扫描面7上的多束光束的副扫描方向上的扫描线间距变得在扫描开始侧和扫描结束侧之间不同。
考虑到这种情况，在本实施例中，如图23所示，特意使有效扫描区内的fθ透镜系统6的副扫描倍率不一致，具体地讲，使扫描开始侧端部的副扫描倍率βs大，而使扫描结束侧端部的副扫描倍率βe小。通过这样做，确保使副扫描方向上的扫描面7上的扫描线间隔恒定。
更准确地陈述这种情况，如图19和图20所示，将朝向扫描面7的移动方向的上游侧的方向定义为副扫描方向的正方向，而将朝向下游侧的方向定义为副扫描方向的负方向。
在这种情况下，这样布置输入光学系统LA以便限定相对于与偏转面的偏转轴垂直的平面与副扫描截面的负方向不为零的特定角度。
此外，在这种情况下，如下设置旋转多面镜5的偏转面和扫描面7之间的副扫描截面中的fθ透镜系统6的成像倍率β。也就是说，与fθ透镜系统6的光轴上的成像倍率βc相比，使扫描开始侧端部的成像倍率βs大，而使扫描结束侧端部的成像倍率βe小。
通过这样做，确保使副扫描方向上的扫描面7上的扫面线间隔恒定。
即，在本实施例中，存在关系βe＜βc＜βs。
因此，对于具有斜入射扫描光学系统结构的多光束扫描装置，实现能够实现一致的扫描线间距和高精度图像输出的多光束扫描装置的提供。此外，实现能够实现高速度和高精度图像输出的紧凑型彩色LBP或数字彩色复印机的提供。
【第三实施例】
图27和图28是本发明的第三实施例的副扫描截面图。具体地讲，图27是从旋转多面镜5的偏转面5a到扫描面7的成像光学系统6的副扫描截面图，其中，在图示中省略通过反射镜B引起的偏转。图28是从两个发光件(发光点)1a和1b到偏转面5a的输入光学系统LA的副扫描截面图，它示出从两个发光件1a和1b发射的两束光束在副扫描方向上从斜下方入射在旋转多面镜5的偏转面5a上。在图27和图28中，用类似的标号表示与图7和图4的部件对应的部件。
本实施例与前述第一实施例的不同之处在于，从副扫描方向斜上方入射从两个发光件1a和1b发射的两束光束，同时限定与和偏转面5a的枢轴垂直的平面成2.5度的角度。其余部分的结构和光学功能与第一实施例类似，并获得类似的有利结果。
更具体地讲，在本实施例中，与第一实施例相反，从副扫描方向斜上方入射从两个发光件1a和1b发射的两束光束a和b，同时定义与和偏转面5a的枢轴垂直的平面成2.5度的角度。
应该指出，本实施例中的扫描面7的移动方向与第一实施例相同。
此外，主扫描方向上的本实施例的截面图具有与图2中示出的第一实施例的截面图的布置类似的布置。
此外，两个发光件1a和1b具有与图5中显示的第一实施例类似的布置。
图29是示出在本发明的第三实施例中当扫描开始侧(如在图2中看到的上侧)正被扫描时两束光束a和b的主光线如何被偏转面5a反射的副扫描截面图。在图29中，用类似的标号表示与图7的部件对应的部件。
这里，扫描面7正沿图29中的从下至上的箭头A的方向移动，扫描面7首先被前光束a沿线扫描，其后，被前光束a扫描的线的正好下方的扫描面区域被后光束b沿线扫描。
在图29中，朝向移动方向的上游侧(图2中的向上)的方向为正方向，而朝向移动方向的下游侧(图2中的向下)的方向为负方向。
关于扫描面7上的成像位置7a和7b之间的间隔，如果副扫描方向上的分辨率为600DPI，则通常间隔将为：
25.4/600＝0.04233mm＝42.33μm
通过副扫描方向上的分辨率来确定这个间隔。
然而，如果将定时移动预定时间δT以使后光束b的成像位置与在主扫描方向上位于前面的光束a被成像在扫描面7上的位置对准，则此时被偏转面5b(用虚线显示)反射的光束b将如下。即，由于此时的偏转面5b沿远离fθ透镜系统6的方向偏离，所以光束b被反射在偏转面5a上在副扫描方向向下偏离的位置上，并且它被反射在朝向b1’的方向上。
结果，在扫描面7上，光束b被成像在位置7b’上，位置7b’在副扫描方向上相对于位置7b向上偏离。
图30是示出在本发明的第三实施例中当扫描结束侧(如在图2中看到的下侧)正被扫描时两束光束a和b的主光线如何被偏转面5a反射的副扫描截面图。在图30中，用类似的标号表示与图9的部件对应的部件。
这里，扫描面7正沿着图30中的从下至上的箭头A的方向移动，扫描面7首先被前光束a沿线扫描，其后，被前光束a扫描的线的正好下方的扫描面区域被后光束b沿线扫描。
在图30中，朝向移动方向的上游侧(图2中的向上)的方向为正方向，而朝向移动方向的下游侧(图2中的向下)的方向为负方向。
关于扫描面7上的成像位置7a和7b之间的间隔，如果副扫描方向上的分辨率为600DPI，则通常间隔将为：
25.4/600＝0.04233mm＝42.33μm
通过副扫描方向上的分辨率来确定这个间隔。
然而，如果将定时移动预定时间δT以使后光束b的成像位置与在主扫描方向上位于前面的光束a被成像在扫描面7上的位置对准，则此时被偏转面5b(用虚线显示)反射的光束b将如下。即，由于此时的偏转面5b沿靠近fθ透镜系统6的方向偏离，所以光束b被反射在偏转面5a上在副扫描方向上向上偏离的位置上，并且它被反射在朝向b1’的方向上。
结果，在扫描面7上，光束b被成像在位置7b’上，位置7b’在副扫描方向上相对于位置7b向下偏离。
这导致，如果fθ透镜系统6的副扫描截面中的成像倍率在整个有效扫描区上恒定，则如图31所示，发生间距不规律。即，在扫描面7上由从两个发光件1a和1b发射的两束光束a和b限定的扫描线的间隔在扫描开始侧变得比预定间隔窄，而它在扫描结束侧变得比较宽，从而引起间距不均匀。
在图31中，扫描面7沿着如在附图中看到的从下至上的箭头A的方向移动。
这里，可以看出，在参考第二实施例解释的图21的情况和图31的情况下，关于两个发光件1a和1b，如果副扫描截面中的fθ透镜系统6的成像倍率恒定，则扫描面7上的扫描线间隔的不对称性相同。
如果对于这两种情况，副扫描截面中的fθ透镜系统6的成像倍率恒定，则由从来自两个发光件1a和1b的光束限定的扫描线的间隔在扫描开始侧端部变得比预定间隔窄，而它在扫描结束侧端部变得比较宽。
更具体地讲，在前面描述的第二实施例中，在副扫描方向从斜下方入射来自输入光学系统LA的光束，并如在附图中看到的，从上至下设置扫描面7的移动方向。与此相比，在本实施例中，在副扫描方向从斜上方入射来自输入光学系统LA的光束，并如在附图中看到的，从下至上设置扫描面7的移动方向。
在这种情况下，在第二实施例和本实施例中，如果副扫描截面中的fθ透镜系统6成像倍率恒定，则两个发光件1a和1b的扫描面7上的扫描线间隔的不对称性相同。
因此，在本实施例中，副扫描截面中的fθ透镜系统6的成像倍率在整个有效扫描区上不保持恒定，而是相反，与第二实施例类似，使扫描开始侧端部的副扫描倍率βs大，反之，使扫描结束侧端部的副扫描倍率βe小。
即，在本实施例中，存在关系βe＜βs。
因此，本实施例的多光束光学扫描装置可正好使用第二实施例的多光束光学扫描装置的结构。
因此，本实施例的多光束光学扫描装置的光学系统的特性与前面所提及的表5和表6中显示的相同。
将指出，两个发光件1a和1b的布置与第一实施例相同，所述布置诸如图5所示。
图32显示本发明的第三实施例中的偏转面5a和扫描面7之间的fθ透镜系统6的副扫描倍率。
在图32中，横坐标轴表示扫描面7上的扫描图像高度(mm)。图像高度的正侧对应于扫描开始侧(图2的上侧和图31中的扫描开始侧)，而图像高度的负侧对应于扫描结束侧(图2的下侧和图31中的扫描结束侧)。
如从图32看到的，相对于扫描中心部分的副扫描倍率βc，使扫描开始侧端部(图像高度的正侧)的副扫描倍率βs大，而使扫描结束侧端部(图像高度的负侧)的副扫描倍率βe小。
即，在本实施例中，存在关系βe＜βc＜βs。
图33示出在图32中的扫描中心部分的副扫描倍率βc被正规化为1的情况下的副扫描倍率的一致性。
从图33看出，相对于扫描中心部分的副扫描倍率βc，不使副扫描倍率在整个扫描区上一致。具体地讲，这样推翻副扫描倍率的一致性，即，使扫描开始侧(图像高度的正侧)的副扫描倍率βs大，相反，使扫描结束侧(图像高度的负侧)的副扫描倍率βe小。
图34显示副扫描方向上的扫描线间隔的一致性。
在本实施例中，将定时移动预定时间δT，以使从发光件1b发射的光束b的成像位置与从发光件1a发射的光束被成像在感光鼓表面7上的位置对准。图34显示当从发光件1a发射的光束a和从发光件1b发射的光束b此时(即，当使副扫描倍率恒定时)被成像在感光鼓表面7上时副扫描方向上的扫描线间隔的一致性。
这里，副扫描方向上的图像分辨率为600DPI，旨在使扫描中心部分中为42.33μm，以及42.33μm被正规化为1。
可以看出，与图33相比，图34中显示的副扫描方向上的扫描线间隔的一致性更好。
图35显示本实施例的副扫描方向上的实际扫描线间隔。
具体地讲，扫描线间隔的离散度从42.20μm至42.85μm，参考图像分辨率600DPI的42.33μm，该离散度为相对小的离散度。因而，可以看出，实现良好性能。
在使用本实施例的斜入射扫描光学系统结构的多光束光学扫描装置中，如果使副扫描截面中的fθ透镜系统6的成像倍率在整个有效扫描区上恒定，则引起以下问题。即，扫描面7上的多束光束的副扫描方向上的扫描线间距变得在扫描开始侧和扫描结束侧之间不同。
考虑到这种情况，在本实施例中，如图32所示，特意使有效扫描区内的fθ透镜系统6的副扫描倍率不一致，具体地讲，使扫描开始侧端部的副扫描倍率βs大，而使扫描结束侧端部的副扫描倍率βe小。通过这样做，确保使副扫描方向上的扫描面7上的扫描线间隔恒定。
在图29和图30中，如上所述，将如在附图中看到的向下方向定义为正方向(扫描面7的移动方向的上游侧)。此外，将向上方向定义为负方向(扫描面7的移动方向的下游侧)。然后，这样布置输入光学系统LA，以便限定相对于与偏转面的偏转轴垂直的平面与副扫描截面的负方向不为零的特定角度。
更准确地陈述这一点，如图29和图30所示，将朝向扫描面7的移动方向的上游侧的方向定义为副扫描方向的正方向，而将朝向下游侧的方向定义为副扫描方向的负方向。在这种情况下，这样布置输入光学系统LA，以便限定相对于与偏转面的偏转轴垂直的平面与副扫描截面的负方向不为零的特定角度。这里，如下设置副扫描截面中的fθ透镜系统6的成像倍率β。也就是说，与fθ透镜系统6的光轴上的成像倍率βc相比，使扫描开始侧端部的成像倍率βs大，而使扫描结束侧端部的成像倍率βe小。通过这样做，确保使副扫描方向上的扫描面7上的扫描线间隔恒定。
即，在本实施例中，存在关系βe＜βc＜βs。
因此，对于具有斜入射扫描光学系统结构的多光束扫描装置，实现能够实现一致的扫描线间距和高精度图像输出的多光束扫描装置的提供。此外，实现能够实现高速度和高精度图像输出的紧凑型彩色LBP或数字彩色复印机的提供。
【实施例4】
以下将描述本发明的第四实施例。
本实施例与上述第一实施例的不同之处在于，在副扫描方向从斜上方入射从两个发光件1a和1b发射的两束光束，同时定义与和偏转面5a的枢轴垂直的平面成2.5度的角度。另外，与第一实施例相反地设置扫描面7的移动方向。其余部分的结构和光学功能与第一实施例类似，并获得类似的有利结果。
更具体地讲，在本实施例中，与第一实施例相反，在副扫描方向从斜上方将从两个发光件1a和1b发射的两束光束a和b入射在偏转面5a上，同时限定与和与偏转面5a的枢轴垂直的平面成2.5度的角度。这与上述第三实施例相同。
此外，在本实施例中，与第一实施例相反地设置扫描面7的移动方向。这与前述第二实施例相同。
主扫描方向上的本实施例的截面图具有与图2中示出的第一实施例的截面图的布置类似的布置。此外，副扫描方向上的本实施例的截面图具有与图27和图28中示出的第三实施例的截面图的布置类似的布置。两个发光件1a和1b具有与第二实施例的布置类似的布置，该布置诸如图22所示。
图36是示出在本发明的第四实施例中当扫描开始侧(如在图2中看到的上侧)正被扫描时两束光束a和b的主光线如何被偏转面5a反射的副扫描截面图。在图36中，用类似的标号表示与图7的部件对应的部件。
这里，扫描面7正沿着图36中的从上至下的箭头B的方向移动，这与第一实施例相反，并且扫描面7首先被前光束a沿线扫描，其后，被前光束a扫描的线的正好上方的扫描面区域被后光束b沿线扫描。
因此，与第一实施例相反地设置从两个发光件1a和1b发射的副扫描方向上的两束光束a和b的垂直关系。
在图36中，朝向移动方向的上游侧(附图中的向上)的方向为负方向，而朝向移动方向的下游侧(附图中的向下)的方向为正方向。
关于扫描面7上的成像位置7a和7b之间的间隔，如果副扫描方向上的分辨率为600DPI，则通常间隔将为：
25.4/600＝0.04233mm＝42.33μm
通过副扫描方向上的分辨率来确定这个间隔。
然而，如果将定时移动预定时间δT以使后光束b的成像位置与在主扫描方向上位于前面的光束a被成像在扫描面7上的位置对准，则此时被偏转面5b(用虚线显示)反射的光束b将如下。即，由于此时的偏转面5b沿远离fθ透镜系统6的方向偏离，所以光束b被反射在偏转面5a上在副扫描方向上向下偏离的位置上，并且它被反射在朝向b1’的方向上。
结果，在扫描面7上，光束b被成像在位置7b’上，位置7b’在副扫描方向上相对于位置7b向上偏离。
图37是示出在本发明的第四实施例中当扫描结束侧(如在图2中看到的下侧)正被扫描时两束光束a和b的主光线如何被偏转面5a反射的副扫描截面图。在图37中，用类似的标号表示与图9的部件对应的部件。
在图37中，与图36的情况一样，扫描面7正沿着图37中的从上至下的箭头B的方向移动，扫描面7首先被前光束a沿线扫描，其后，被前光束a扫描的线的正好上方的扫描面区域被后光束b沿线扫描。
因此，与第一实施例相反地设置从两个发光件1a和1b发射的副扫描方向上的两束光束a和b的垂直关系。
因此，与第一实施例相反地设置从两个发光件1a和1b发射的副扫描方向上的两束光束a和b的垂直关系。
在图37中，朝向移动方向的上游侧(附图中的向上)的方向为负方向，而朝向移动方向的下游侧(附图中的向下)的方向为正方向。
关于扫描面7上的成像位置7a和7b之间的间隔，如果副扫描方向上的分辨率为600DPI，则通常间隔将为：
25.4/600＝0.04233mm＝42.33μm
通过副扫描方向上的分辨率来确定这个间隔。
然而，如果将定时移动预定时间δT以使后光束b的成像位置与在主扫描方向上位于前面的光束a被成像在扫描面7上的位置对准，则此时被偏转面5b(用虚线显示)反射的光束b将如下。即，由于此时的偏转面5b沿靠近fθ透镜系统6的方向偏离，所以光束b被反射在偏转面5a上在副扫描方向向上偏离的位置上，并且它被反射在朝向b1’的方向上。
结果，在扫描面7上，光束b被成像在位置7b’上，位置7b’在副扫描方向上相对于位置7b向下偏离。
这导致，如果fθ透镜系统6的副扫描截面中的成像倍率在整个有效扫描区上恒定，则如图38所示，发生间距不规律。即，扫描面7上由从两个发光件1a和1b发射的两束光束a和b限定的扫描线的间隔在扫描开始侧变得比预定间隔宽，而它在扫描结束侧变得比较窄，从而引起间距不均匀。
在图38中，扫描面7沿着如在附图中看到的从上至下的箭头B的方向移动。
这里，可以看出，在参考第一实施例解释的图10的情况和图38的情况下，关于两个发光件1a和1b，如果副扫描截面中的fθ透镜系统6的成像倍率恒定，则扫描面7上的扫描线间隔的不对称性相同。
如果对于这两种情况，副扫描截面中的fθ透镜系统6的成像倍率恒定，则由从两个发光件1a和1b发射的光束限定的扫描线的间隔在扫描开始侧端部变得比预定间隔宽，而它在扫描结束侧端部变得比较窄。
更具体地讲，在前面描述的第一实施例中，在副扫描方向从斜下方入射来自输入光学系统LA的光束，并如在附图中看到的，从下至上设置扫描面7的移动方向。如与其相比，在本实施例中，在副扫描方向从斜上方入射来自输入光学系统LA的光束，并如在附图中看到的，从上至下设置扫描面7的移动方向。
在这种情况下，在第一实施例和本实施例中，如果在副扫描截面中的fθ透镜系统6的成像倍率恒定，则两个发光件1a和1b的扫描面7上的扫描线间隔的不对称性相同。
因此，在本实施例中，副扫描截面中的fθ透镜系统6的成像倍率在整个有效扫描区上不保持恒定，而是，如在第一实施例中那样，使扫描开始侧端部的副扫描倍率βs小，反之，使扫描结束侧端部的副扫描倍率βe大。
即，在本实施例中，存在关系βs＜βe。
因此，本实施例的多光束光学扫描装置可正好使用第一实施例的多光束光学扫描装置的结构。
因此，本实施例的多光束光学扫描装置的光学系统的特性与前面所提及的表1和表2中显示的相同。
将指出，两个发光件1a和1b的布置与第二实施例相同，所述布置诸如图22所示。
图39显示本发明的第四实施例中的偏转面5a和扫描面7之间的fθ透镜系统6的副扫描倍率。
在图39中，横坐标轴表示扫描面7上的扫描图像高度(mm)。图像高度的正侧对应于扫描开始侧(图2的上侧和图38中的扫描开始侧)，而图像高度的负侧对应于扫描结束侧(图2的下侧和图38中的扫描结束侧)。
如从图39看到的，相对于扫描中心部分的副扫描倍率βc，使扫描开始侧端部(图像高度的正侧)的副扫描倍率βs小，而使扫描结束侧端部(图像高度的负侧)的副扫描倍率βe大。
即，在本实施例中，存在关系βs＜βc＜βe。
图40示出在图39中的光轴上扫描中心部分的副扫描倍率βc被正规化为1的情况下的副扫描倍率的一致性。
从图40看出，相对于扫描中心部分的副扫描倍率βc，不使副扫描倍率在整个扫描区上一致。具体地讲，这样推翻副扫描倍率的一致性，即，使扫描开始侧(图像高度的正侧)的副扫描倍率βs小，相反，使扫描结束侧(图像高度的负侧)的副扫描倍率βe大。
图41显示副扫描方向上的扫描线间隔的一致性。
在本实施例中，将定时移动预定时间δT，以使从发光件1b发射的光束b的成像位置与从发光件1a发射的光束被成像在感光鼓表面7上的位置对准。图41显示当从发光件1a发射的光束a和从发光件1b发射的光束b在此时(即，当使副扫描倍率恒定时)被成像在感光鼓表面7上时副扫描方向上的扫描线间隔的一致性。
这里，副扫描方向上的图像分辨率为600DPI，旨在使扫描中心部分中为42.33μm，且42.33μm被正规化为1。
可以看出，与图40相比，图41中的副扫描方向上的扫描线间隔的一致性更好。
图42显示本实施例的副扫描方向上的实际扫描线间隔。
具体地讲，扫描线间隔的离散度从42.20μm至42.85μm，参考图像分辨率600DPI的42.33μm，该离散度为相对小的离散度。因而，可以看出，实现良好性能。
在使用本实施例的斜入射扫描光学系统结构的多光束光学扫描装置中，如果使副扫描截面中的fθ透镜系统6的成像倍率在整个有效扫描区上恒定，则引起以下问题。即，扫描面7上的多束光束的副扫描方向上的扫描线间距变得在扫描开始侧和扫描结束侧之间不同。
考虑到这种情况，在本实施例中，如图39所示，特意使有效扫描区内的fθ透镜系统6的副扫描倍率不一致，具体地讲，使扫描开始侧端部的副扫描倍率βs小，而使扫描结束侧端部的副扫描倍率βe大。通过这样做，确保使副扫描方向上的扫描面7上的扫描线间隔恒定。
在图36和图37中，如上所述，将如在附图中看到的向下方向定义为正方向(扫描面7的移动方向的上游侧)。此外，将向上方向定义为负方向(扫描面7的移动方向上的下游侧)。然后，这样布置输入光学系统LA，以便限定相对于与偏转面的偏转轴垂直的平面与副扫描截面中的负方向不为零的特定角度。
更准确地陈述这一点，如图36和图37所示，将朝向扫描面7的移动方向的下游侧的方向定义为副扫描方向的正方向，而将朝向上游侧的方向定义为副扫描方向的负方向。
在这种情况下，这样布置输入光学系统LA，以便限定相对于与偏转面的偏转轴垂直的平面与副扫描截面中的负方向不为零的特定角度。
这里，如下设置副扫描截面中的fθ透镜系统6的成像倍率。也就是说，与fθ透镜系统6的光轴上的成像倍率βc相比，使扫描开始侧端部的成像倍率βs小，而使扫描结束侧端部的成像倍率βe大。
通过这样做，确保使副扫描方向上的扫描面7上的扫面线间隔恒定。
即，在本实施例中，存在关系βs＜βc＜βe。
因此，对于具有斜入射扫描光学系统结构的多光束扫描装置，实现能够实现一致的扫描线间距和高精度图像输出的多光束扫描装置的提供。此外，实现能够实现高速度和高精度图像输出的紧凑型彩色LBP或数字彩色复印机的提供。
虽然以上已描述了本发明的几个优选实施例，但是本发明不限于这些实施例。各种改变和修改可在本发明的范围内。
【图像形成设备的实施例】
图43是根据本发明的实施例的图像形成设备的主要部分的副扫描方向上的示意性截面图。通常，附图中的104表示的是图像形成设备。
图像形成设备104例如接收从诸如个人计算机的外部机器117供应到其的代码数据Dc。然后，所述设备内部的打印机控制器111将代码数据Dc变换为影像数据(点数据)Di。
然后将影像数据Di输入到根据前面描述的在前实施例中的任何一个构造的光学扫描单元(多光束光学扫描装置)100中。光学扫描单元100生成根据影像数据Di调制的光束103，通过该光束103，沿主扫描方向对感光鼓101的感光面进行扫描。
通过马达115顺时针旋转作为静电潜像承载构件(感光构件)的感光鼓101。通过这个旋转，感光鼓101的感光面在与主扫描方向正交的副扫描方向上相对于光束103移动。
恰置于感光鼓101上方的是充电辊102，充电辊102与感光鼓表面接触以均匀地对鼓表面进行充电。正被光学扫描单元100扫描的光束103被投射到已被充电辊102充电的感光鼓101表面上。
如上所述，已根据影像数据Di对光束103进行调制。通过用这个光束103照射感光鼓101，在感光鼓101表面上形成静电潜像。然后通过显影装置107将如此形成的静电潜像显影成调色剂图像，在光束103的照射位置相对于感光鼓101的旋转方向的下游的位置提供显影装置107，并且显影装置107与感光鼓101接触。
通过与感光鼓101相对设置的转印辊108将通过显影装置107如此显影的调色剂图像转印到感光鼓101下方的转印片材(转印材料)112上。
转印片材112存放在感光鼓前面(如在图43中看到的右手侧)的片材盒109中，但是可手动供应这些片材。在片材盒109的端部存在片材供应辊110，其用于将盒109中的每张片材112供应到片材供应路径中。
具有以上述方式转印到其的未定影的调色剂图像的纸片材112被运送到感光鼓101后面(如在图15中看到的左手侧)的定影装置。定影装置包括定影辊113和压制辊114，定影辊113具有内置定影加热器(未显示)，压制辊114被设置为压接至定影辊113。在定影辊113和压制辊114之间的压接区的压力下对从图像转印站供应的转印片材112进行加热，从而将转印片材112上的未定影的调色剂图像定影到其上。
在定影辊113后面，存在片材排出辊116，它起将被定影图像的片材112排出图像形成设备的作用。
尽管在图43中未显示，但是除前述的数据转换功能之外，打印控制器111还具有各种功能，诸如控制图像形成设备内部的马达115或任何其它部件以及光学扫描单元(稍后将描述)内的多面体马达。
【彩色图像形成设备的实施例】
图44是根据本发明的实施例的彩色图像形成设备的主要部分的示意图。该实施例针对级联型彩色图像形成设备，在该设备中，提供四个光学扫描装置(多光束光学扫描装置)以将影像数据记录到彼此平行的对应的感光鼓(图像承载构件)的表面上。
在图44中，360通常表示的是彩色图像形成设备，311、312、313和314表示的是具有根据前面的实施例中的任何一个的结构的光学扫描装置。分别地，341、342、343和344表示的是感光鼓(图像承载构件)，321、322、323和324表示的是显影装置。351表示的是运送带。
在图44中，彩色图像形成设备360例如接收从诸如个人计算机的外部机器352供应到其的R(红)、G(绿)和B(蓝)的颜色信号。通过图像形成设备内部的打印机控制器353将这些颜色信号变换为与C(青)、M(品红)、Y(黄)和B(黑)对应的影像数据(点数据)。
分别将这些影像数据输入到光学扫描装置311、312、313和314中。作为响应，这些光学扫描装置生成根据相关联的影像数据调制的光束331、332、333和334。通过这些光束，沿主扫描方向对感光鼓341、342、343和344的感光面进行扫描。
在该实施例的彩色图像形成设备中，提供两对光学扫描装置(311，312)和(313，314)，这些装置分别对应于颜色C(青)、M(品红)、Y(黄)和B(黑)。可彼此并行地操作这些扫描装置以将影像信号分别记录在感光鼓341、342、343和344的表面上，从而可以以高速打印彩色图像。
如所述的那样，该实施例的彩色图像形成设备通过使用基于各图像数据的光束将四个光学扫描装置311、312、313和314用于分别在对应的感光鼓341、342、343和344的表面上生成不同颜色的潜像。在此之后，将这些图像叠置地转印到记录片材上，从而在其上生成单个全彩色图像。
关于外部机器352，可使用具有例如CCD传感器的彩色图像读取机器。在这时候，该彩色图像读取机器和彩色图像形成设备360将提供彩色数字复印机。
尽管已参考这里所公开的结构描述了本发明，但是它不限于所阐述的细节，并且该申请的意图在于覆盖可落在所附权利要求的范围或改进目的内的这样的修改或改变。

Claims (6)

1.一种多光束光学扫描装置，包括：
光源装置，包括在所述多光束光学扫描装置的主扫描方向上具有间隔的多个发光件；
旋转多面镜，被构造为对从所述发光件发射的多束光束进行扫描偏转；
第一光学系统，被构造为在所述多光束光学扫描装置的副扫描截面中将来自所述多个发光件的多束光束成像在所述旋转多面镜的偏转面上；和
第二光学系统，被构造为将被所述旋转多面镜的偏转面扫描偏转的多束光束成像在将被扫描的表面上；
其中，在所述副扫描截面中，所述旋转多面镜的偏转面和所述将被扫描的表面被设置成相对于所述第二光学系统而彼此成共轭关系，
其中，从所述副扫描截面中相对于与所述旋转多面镜的旋转轴垂直的平面的斜向入射被入射在所述旋转多面镜的偏转面上的多束光束中的每束光束，并且
其中，当将朝向所述将被扫描的表面的移动方向中的下游侧的方向定义为所述多光束光学扫描装置的所述副扫描方向的正方向而将朝向所述将被扫描的表面的移动方向中的上游侧的方向定义为所述副扫描方向的负方向时，从所述副扫描方向中相对于与所述旋转多面镜的旋转轴垂直的平面的斜负方向入射被入射在所述旋转多面镜的偏转面上的多束光束中的每束光束，
其特征在于，所述旋转多面镜的偏转面和所述将被扫描的表面之间的、所述第二光学系统的在所述副扫描截面中的、光轴上的成像倍率比所述旋转多面镜的偏转面和所述将被扫描的表面之间的、所述第二光学系统的在所述副扫描截面中的、扫描所述将被扫描的表面的光束的扫描开始侧的端部的成像倍率大，以及
其中，所述旋转多面镜的偏转面和所述将被扫描的表面之间的、所述第二光学系统的在所述副扫描截面中的、光轴上的成像倍率比所述旋转多面镜的偏转面和所述将被扫描的表面之间的、所述第二光学系统的在所述副扫描截面中的、扫描所述将被扫描的表面的光束的扫描结束侧的端部的成像倍率小。
2.一种多光束光学扫描装置，包括：
光源装置，包括在所述多光束光学扫描装置的主扫描方向上具有间隔的多个发光件；
旋转多面镜，被构造为对从所述发光件发射的多束光束进行扫描偏转；
第一光学系统，被构造为在所述多光束光学扫描装置的副扫描截面中将来自所述多个发光件的多束光束成像在所述旋转多面镜的偏转面上；和
第二光学系统，被构造为将被所述旋转多面镜的偏转面扫描偏转的多束光束成像在将被扫描的表面上；
其中，在所述副扫描截面中，所述旋转多面镜的偏转面和所述将被扫描的表面被设置成相对于所述第二光学系统而彼此成共轭关系，
其中，从所述副扫描截面中相对于与所述旋转多面镜的旋转轴垂直的平面的斜向入射被入射在所述旋转多面镜的偏转面上的多束光束中的每束光束，并且
其中，当将朝向所述将被扫描的表面的移动方向中的上游侧的方向定义为所述多光束光学扫描装置的所述副扫描方向的正方向而将朝向所述将被扫描的表面的移动方向中的下游侧的方向定义为所述副扫描方向的负方向时，从所述副扫描方向中相对于与所述旋转多面镜的旋转轴垂直的平面的斜负方向入射被入射在所述旋转多面镜的偏转面上的多束光束中的每束光束，
其特征在于，所述旋转多面镜的偏转面和所述将被扫描的表面之间的、所述第二光学系统的在所述副扫描截面中的、光轴上的成像倍率比所述旋转多面镜的偏转面和所述将被扫描的表面之间的、所述第二光学系统的在所述副扫描截面中的、扫描所述将被扫描的表面的光束的扫描开始侧的端部的成像倍率小，以及
其中，所述旋转多面镜的偏转面和所述将被扫描的表面之间的、所述第二光学系统的在所述副扫描截面中的、光轴上的成像倍率比所述旋转多面镜的偏转面和所述将被扫描的表面之间的、所述第二光学系统的在所述副扫描截面中的、扫描所述将被扫描的表面的光束的扫描结束侧的端部的成像倍率大。
3.根据权利要求1或2所述的多光束光学扫描装置，其中，所述光源装置包括整体式多光束半导体激光器，该激光器具有在同一基座构件上形成的多个发光件。
4.根据权利要求1或2所述的多光束光学扫描装置，其中，所述光源装置包括各自具有一个或多个发光件的多个光源单元，其中，所述第一光学系统包括光束组合件，其被构造为将从所述多个光源单元发射的一束或多束光束引到相同方向上。
5.一种图像形成设备，包括：
根据权利要求1或2所述的多光束光学扫描装置；
置于所述将被扫描的表面上的感光件；
显影装置，用被所述光学扫描装置扫描偏转的光束对在所述感光件上形成的静电潜像进行显影，以生成调色剂图像；和
转印装置，将显影的调色剂图像转印到转印材料上；和
定影装置，在转印材料上对转印的调色剂图像进行定影。
6.一种图像形成设备，包括：
根据权利要求1或2所述的多光束光学扫描装置；和
打印机控制器，将从外部机器供应的代码数据转换为影像信号，并将该影像信号输入到所述多光束光学扫描装置中。
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