CN101373269B - 光扫描装置以及包括该光扫描装置的图像形成装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供光扫描装置及包括其的图像形成装置。图像形成装置包括光源、偏转前光学系统、光偏转装置、检测光偏转装置偏转的光束一部分的传感器、偏转后光学系统，成像透镜的射出面侧包括：透镜形状部，使通过成像透镜的入射面的、来自光偏转装置偏转面的光束在被扫描对象物的被扫描面上成像；及包括全反射面的全反射面形状部，全反射面使通过成像透镜的入射面的、来自光偏转装置偏转面的光束的一部分至少全反射两次以上，成像透镜包括具有使全反射面全反射后的光束透过的透过面的透过面形状部，透过透过面的光束引导至传感器。根据本发明，可使将多面反射镜的偏转面反射的光束导至水平同步传感器的光学系统适当地小型化，并可适当地降低其成本。

Description

光扫描装置以及包括该光扫描装置的图像形成装置

技术领域

本发明涉及光扫描装置以及包括该光扫描装置的图像形成装置，尤其涉及可以使光学系统小型化的光扫描装置以及包括该光扫描装置的图像形成装置，其中，该光学系统将被多面反射镜的偏转面反射的光束引导至水平同步传感器。

背景技术

在激光打印机、数字复印机、激光传真机等的电子照像方式的图像形成装置中，包括如下所述的光扫描装置：通过在感光鼓的表面照射激光(光束)并扫描该激光，从而在感光鼓上形成静电潜影。

最近，除了包括使用了单一光源的扫描光学系统的单色机之外，还提出了串联式彩色机，以在该串联式彩色机中实现感光鼓表面上的扫描的高速化为目的，提出了如下所述的方法(多波束方法)：在一个激光单元中设置多个光源(激光二极管)，增加一次扫描的激光的条数。在多波束方法中，对从各光源射出的各颜色成分(例如，黄色、品红色、青绿色以及黑色)的多个光束进行偏转前光学系统中的处理，并使其成为一个光束入射到多面反射镜。被多面反射镜偏转的光束在通过构成偏转后光学系统的fθ透镜后，被分离为各颜色成分的光束，并照射到各颜色成分的感光鼓上。

在现有技术中，在例如使用了单波束的单色机中，为了使扫描光学系统的写入位置一致(换言之，为了实现水平同步)，将被多面反射镜的偏转面反射的光束的一部分用作水平同步调整用信号。因此，需要将用于检测该水平同步调整用信号的水平同步传感器配置在感光鼓的附近且相当于感光鼓的像面位置的位置上。但是，如果直接在该位置上配置水平同步传感器，则会导致单元的大型化。于是，为了使配置有水平同步传感器的单元小型化，在将被多面反射镜的偏转面反射的光束的一部分引导至水平同步传感器时的光程的途中，配置有水平同步用反射镜。

此外，在使用多波束方法的情况下，为了使扫描光学系统的写入位置一致，还需要使水平同步传感器上的fθ特性以及光束直径、和感光鼓的像面上的fθ特性以及波束径相等。

因此，作为用于将被多面反射镜的偏转面反射的光束的一部分引导至水平同步传感器的技术，公知有以下的相关技术。在日本特开平6-3610号公报中公知有以下技术：例如通过与fθ透镜一体化的棱镜，使来自多面反射镜的光束全反射，并导光至用于检测图像写入位置的水平同步传感器。根据在日本特开平6-3610号公报所提出的技术，可以使用于偏转水平同步传感器用的光束的扫描光学装置小型化，并可以降低成本。

此外，在日本特开平5-134197号公报中提出有以下技术：在扫描用透镜的一部分上一体地形成同步检测用透镜，其中，该同步检测用透镜用于向水平同步传感器成像光束。根据日本特开平5-134197号公报所提出的技术，可以在用于在同步检测用的水平同步传感器上使扫描光束的成像的专用的同步检测用透镜没有的情况下，实现成本降低以及安装作业的省电化。

而且，在日本特开平9-203872号公报中提出了以下技术：一种构成扫描成像透镜的至少一部分的光扫描用透镜，其包括在主扫描对应方向上的偏转光束的扫描开始侧的端部上使同步光反射并使光程弯曲的光程弯曲部，光程弯曲部形成为：进行光程弯曲，以使被反射的同步光沿主扫描对应方向通过透镜内。根据日本特开平9-203872号公报所提出的技术，可以实现同步光检测元件的全新布局，并可大幅增加光扫描装置的设计自由度。

此外，在日本特开平9-243941号公报中提出了以下技术：在使激光束聚焦并使其在感光体上成像的透镜的一部分上一体地形成反射镜部，通过反射镜部使激光束反射，并使其入射至光电二极管。根据日本特开平9-243941号公报所提出的技术，通过实现减少光学系统涉及的部件，从而可以降低部件成本以及组装成本，并可进一步提高其作为光学装置的可靠性。

而且，在日本特开平9-101471号公报中提出了以下技术：在构成扫描成像透镜的透镜的、迎入偏转方向上的偏转光束一侧的端部的、对被扫描面没有赋予光扫描的部分上设置反射部，并使向光扫描区域的偏转光束向同步光检测用的受光元件反射。根据日本特开平9-101471号公报所提出的技术，可以实现包括同步光检测用的受光元件的光学系统的小型化的配备。

但是，在日本特开平6-3610号公报以及日本特开平5-134197号公报所提出的技术中，在单波束的情况下可以适用，但是由于水平同步传感器上的fθ特性以及光束直径、与感光鼓的像面上的fθ特性以及光束直径不相等，所以在多波束的情况下(使用具有多个发光点的光源的光学系统的情况下)，将难于进行适用。此外，即使例如水平同步传感器上的fθ特性以及光束直径、与感光鼓的像面上的fθ特性以及光束直径相等，则在专利文件1所提出的技术的情况下，由于被多面反射镜的偏转面反射的光束被与fθ透镜一体化的棱镜或同步检测用透镜全反射的次数是一次，所以也无法避免单元的大型化。

在日本特开平9-203872号公报所提出的技术中，由于构成为向入射面侧突缘部(flange)入射光线，因此无法在入射面上进行定位。此外，由于将透镜长边方向的两个端面设定作为光学面，所以需要将流入用于成型的树脂的门(gate)设置在其它位置上，从而不利于制造。

在日本特开平9-243941号公报所提出的技术中，需要反射面的蒸镀处理，从而导致制造光扫描装置时的制造成本的增加。在日本特开平9-101471号公报所提出的技术中，虽然在副扫描方向上配置有两个面的全反射面，但是在副扫描方向上以不同的高度使多个光束透过的光学系统中，副扫描方向上的高度会增大。

发明内容

本发明鉴于上述问题，目的在于提供可以使用于将被多面反射镜的偏转面反射的光束引导至水平同步传感器的光学系统适当地小型化，同时可以适当地降低其成本的光扫描装置以及包括该光扫描装置的图像形成装置。

为了解决上述问题，本发明第一方面涉及的光扫描装置包括：光源，用于射出一个或者多个光束；偏转前光学系统，用于向从光源射出的光束赋予规定的特性；光偏转装置，用于将通过偏转前光学系统赋予了规定的特性的光束通过反射沿主扫描方向向被扫描对象物偏转；传感器，用于检测通过光偏转装置偏转的光束的一部分；以及偏转后光学系统，包括用于使通过光偏转装置偏转的光束在被扫描对象物上成像的成像透镜，其中，成像透镜的射出面侧包括：透镜形状部，用于使通过了成像透镜的入射面的、来自光偏转装置的偏转面的光束在被扫描对象物的被扫描面上成像；以及全反射面形状部，全反射面形状部包括全反射面，全反射面用于使通过了成像透镜的入射面的、来自光偏转装置的偏转面的光束的一部分至少全反射两次以上，并且，成像透镜包括透过面形状部，透过面形状部包括使基于全反射面的全反射之后的光束透过的透过面，透过透过面的光束被引导至传感器。

为了解决上述问题，本发明第二方面涉及的图像形成装置包括光扫描装置，其中，光扫描装置包括：光源，用于射出一个或者多个光束；偏转前光学系统，用于向从光源射出的光束赋予规定的特性；光偏转装置，用于将通过偏转前光学系统赋予了规定的特性的光束通过反射沿主扫描方向向被扫描对象物偏转；传感器，用于检测通过光偏转装置偏转的光束的一部分；以及偏转后光学系统，包括用于使通过光偏转装置偏转的光束在被扫描对象物上成像的成像透镜，在图像形成装置中，成像透镜的射出面侧包括：透镜形状部，用于使通过了成像透镜的入射面的、来自光偏转装置的偏转面的光束在被扫描对象物的被扫描面上成像；以及全反射面形状部，全反射面形状部包括全反射面，全反射面用于使通过了成像透镜的入射面的、来自光偏转装置的偏转面的光束的一部分至少全反射两次以上，并且，成像透镜包括透过面形状部，透过面形状部包括使基于全反射面的全反射之后的光束透过的透过面，透过透过面的光束被引导至传感器。

附图说明

图1是表示安装有适用了本发明的光扫描装置的图像形成装置的构成的侧面图；

图2是表示图1的光扫描装置的详细的构成的图；

图3是表示图1的光扫描装置的详细的构成的图；

图4是在作为单色机(monochrome apparatus)的图像形成装置中，将光束引导至水平同步传感器的光程的示意图，其中，该单色机包括使用了现有的单一光源的扫描光学系统；

图5是在作为使用了多波束方法(muli-beam method)的串联式彩色机(tandem color apparatus)的图像形成装置中，将光束引导至水平同步传感器的光程的示意图；

图6是在包括使用了本发明涉及的fθ透镜的光扫描装置的图像形成装置中，将光束引导至水平同步传感器的光程的示意图；

图7是在包括使用了本发明涉及的fθ透镜的光扫描装置的图像形成装置中，将光束引导至水平同步传感器的其它光程的示意图；

图8是用于说明使用了具有多个发光点的光源的光学系统中的、成像面上的光束的排列的说明图；

图9是被设置在基板上的水平同步传感器的配置的示意图；

图10是被设置在基板上的水平同步传感器的其它配置的示意图；

图11是被设置在基板上的水平同步传感器的其它配置的示意图；

图12是用于说明偏移(错开)来自偏转前光学系统的光束入射光偏转装置的多面镜主体的偏转面的角度的方法的说明图；

图13是用于说明偏移来自偏转前光学系统的光束入射光偏转装置的多面镜主体的偏转面的角度的其它方法的说明图；以及

图14是用于说明被设置在最终透过面上的衍射光栅的面的说明图。

具体实施方式

下面，参照附图，对本发明的实施方式进行说明。

图1示出了安装有适用了本发明的光扫描装置11的图像形成装置1的构成。此外，虽然本发明不仅可以适用于包括使用了单一光源的扫描光学系统的单色机，还可以适用于使用了多波束方法的串联式彩色机，但是为了简化说明，在图1中，对使用了多波束方法的串联式彩色机进行说明。

在图像形成装置1中，由于通常利用相对于Y(黄色)、M(品红色)、C(青绿色)以及B(黑色)的各颜色成分而被颜色分解后的四种图像数据、以及与Y、M、C以及B分别对应且相对于各颜色成分而形成图像的四组各种装置，所以通过附加Y、M、C以及B，从而识别各颜色成分的图像数据以及与各颜色成分分别对应的装置。

如图1所示，图像形成装置1包括对应颜色分解后的各颜色成分而形成图像的第一图像形成部12Y、第二图像形成部12M、第三图像形成部12C以及第四图像形成部12B。

图像形成部12(12Y、12M、12C以及12B)以如下所述的方式配置：在通过光扫描装置11的第一偏转后反射镜39B和第三偏转后反射镜41Y、41M以及41C射出各颜色成分的激光束L(LY、LM、LC以及LB)的位置中的各个位置相对应的光扫描装置11的下面，依次配置有图像形成部12Y、12M、12C以及12B。

在图像形成部12(12Y、12M、12C以及12B)的下面配置有用于输送记录用纸P的输送带13，其中，该记录用纸P转印有分别通过各个图像形成部12(12Y、12M、12C以及12B)而形成的图像。

输送带13通过未图示的电机，被沿箭头方向旋转的带驱动辊14以及张力辊15架设，并沿旋转带驱动辊14的方向以规定的速度旋转。

图像形成部12(12Y、12M、12C以及12B)包括感光鼓16Y、16M、16C以及16B，其中，该感光鼓16Y、16M、16C以及16B形成为可沿箭头方向旋转的圆筒状，并可以形成与通过光扫描装置11曝光的图像相对应的静电潜影。此外，将这些感光鼓16定义为“被扫描对象物”。

在感光鼓16(16Y、16M、16C以及16B)的周围上，沿感光鼓16(16Y、16M、16C以及16B)旋转的方向依次配置有以下装置：带电装置17(17Y、17M、17C以及17B)，用于对感光鼓16(16Y、16M、16C以及16B)表面提供规定的电位；显影装置18(18Y、18M、18C以及18B)，通过提供赋予与形成在感光鼓16(16Y、16M、16C以及16B)表面上的静电潜影相对应的颜色的色调剂来进行显影；转印装置19(19Y、19M、19C以及19B)，用于在通过输送带13输送的记录介质、即记录用纸P上转印感光鼓16(16Y、16M、16C以及16B)的色调剂图像；清洁器20(20Y、20M、20C以及20B)，用于除去感光鼓16(16Y、16M、16C以及16B)上的残存色调剂；以及除电装置21(21Y、21M、21C以及21B)，用于除去在转印色调剂图像之后残留在感光鼓16(16Y、16M、16C以及16B)上的残存电位。

在输送带13介于转印装置19(19Y、19M、19C以及19B)与感光鼓16(16Y、16M、16C以及16B)之间的状态下，转印装置19(19Y、19M、19C以及19B)从输送带13的背面与感光鼓16(16Y、16M、16C以及16B)对置。

在输送带13的下面配置有用于收容转印有通过图像形成部12(12Y、12M、12C以及12B)形成的图像的记录用纸P的用纸盒22。此外，清洁器20(20Y、20M、20C以及20B)用于除去由转印装置19(19Y、19M、19C以及19B)向记录用纸P转印色调剂图像时未转印干净的感光鼓16(16Y、16M、16C以及16B)上的残存色调剂。

在用纸盒22的一端、即靠近张力辊15的一侧配置有送出辊23，其中，该送出辊23形成为大致半月状，其用于从最上部逐张地取出收容于用纸盒22中的记录用纸P。

在送出辊23和张力辊15之间配置有：对位辊(registrationroller)24，其用于整合从用纸盒22取出的一页记录用纸P的前端和在图像形成部12B(黑)的感光鼓16B上形成的色调剂图像的前端。

在对位辊24和第一图像形成部12Y之间的张力辊15的附近、即实质上与张力辊15和输送带13接触的位置相对应的输送带13的外周上对置的位置上配置有吸附辊25，其中，该吸附辊25用于为通过对位辊24在规定的定时输送的一页记录用纸P提供规定的静电吸附力。

在输送带13的一端且带驱动辊14的附近，即实质上在与带驱动辊14接触的输送带13的外周上，沿带驱动辊14的轴方向隔开规定的距离地配置有第一记录传感器(registration sensor)26a以及第二记录传感器26b(由于图1是正面截面图，所以看不到位于纸面前方的第一记录传感器26a)，其中，该第一记录传感器26a以及第二记录传感器26b用于检测形成在输送带13上的图像或被转印在记录用纸P上的图像的位置。

在与带驱动辊14接触的输送带13的外周上、即不会与通过输送带13输送的记录用纸P接触的位置上配置有用于除去附着于输送带13上的色调剂或记录用纸P的纸屑等的输送带清洁器27。

在通过输送带13输送的记录用纸P从带驱动辊14脱离并被进一步输送的方向上配置有将转印到记录用纸P上的色调剂图像定影在记录用纸P上的定影装置28。

图2以及图3示出了图1的光扫描装置11的详细构成。

光扫描装置11包括光偏转装置29和用于向图1的第一至第四图像形成部12Y、12M、12C以及12B的中各个图像形成部输出光束的光源30(30Y、30M、30C以及30B)，其中，该光偏转装置29包括：例如将八面的平面反射面(平面反射镜)配置为正多角形状的多面镜主体(所谓的多面反射镜)29a、以及使多面镜主体29a沿主扫描方向以规定的速度旋转的电机29b。

光偏转装置29是将光源30(30Y、30M、30C以及30B)放射的光束(激光束)向被配置在规定位置的像面(即，第一至第四图像形成部12Y、12M、12C以及12B的感光鼓16Y、16M、16C以及16B的外周面)以规定的线速度进行偏转(扫描)的偏转单元。此外，在光偏转装置29和光源30(30Y、30M、30C以及30B)之间配置有偏转前光学系统31(31Y、31M、31C以及31B)，在光偏转装置29和像面之间配置有偏转后光学系统32。

此外，将通过多面反射镜(图3的多面镜主体29a)各激光被偏转(扫描)的方向(感光鼓16的旋转轴方向)定义为“主扫描方向”，将与光学系统的光轴以及主扫描方向垂直的方向定义为“副扫描方向”。因此，副扫描方向在感光鼓16上是鼓旋转方向。此外，“像面”表示感光鼓16的外周面，“成像面”实际上表示光束(激光)成像的面。

如图3所示，偏转前光学系统31包括：由激光二极管构成的各颜色成分的各光源30(30Y、30M、30C以及30B)；有限焦点透镜33(33Y、33M、33C以及33B)，向各光源30(30Y、30M、30C以及30B)射出的激光束赋予规定的聚焦性；光圈34(34Y、34M、34C以及34B)，向通过有限焦点透镜33(33Y、33M、33C以及33B)的激光束L赋予任意的截面光束形状；柱面透镜35(35Y、35M、35C以及35B)，关于通过光圈34(34Y、34M、34C以及34B)的副扫描方向，进一步赋予规定的聚焦性，并且，偏转前光学系统31将从各光源30(30Y、30M、30C以及30B)射出的激光束的截面光束形状整合为规定的形状，并引导至光偏转装置29的反射面。

从柱面透镜35射出的青绿色的激光束LC在通过折弯反射镜36C而被折弯光程之后，通过光程合成用光学部件37直线传播并被引导至光偏转装置29的反射面。从柱面透镜35B射出的黑色的激光束LB在通过折弯反射镜36B而被折弯光程之后，被光程合成用光学部件37反射并引导至光偏转装置29的反射面。从柱面透镜35射出的黄色的激光束LY在通过折弯反射镜36C的上面之后，通过光程合成用光学部件37直线传播并被引导至光偏转装置29的反射面。从柱面透镜35M射出的品红色的激光束LM通过折弯反射镜36M而被折弯光程，在通过折弯反射镜36B的上面之后，被光程合成用光学部件37反射并被引导至光偏转装置29的反射面。

偏转后光学系统32包括：两个作为成像透镜的fθ透镜38(fθ透镜38a以及fθ透镜38b)，用于使通过多面镜主体29a而被偏转(扫描)的激光束L(Y、M、C以及B)在像面上的形状以及位置最优化；水平同步传感器(未图示)，为了整合通过fθ透镜38(fθ透镜38a以及fθ透镜38b)的激光束L(LY、LM、LC以及LB)的水平同步而检测各激光束L；水平同步用反射镜(未图示)，向水平同步传感器反射各激光束L；光程校正元件(未图示)，被配置在水平同步用反射镜和水平同步传感器之间，其用于使通过水平同步用反射镜而向水平同步传感器反射的各颜色成分的激光束L(LY、LM、LC以及LB)在水平同步传感器的检测面上的入射位置大致一致；多个偏转后反射镜39Y、40Y以及41Y(黄色)，39M、40M以及41M(品红色)，39C、40C以及41C(青绿色)，39B(黑色)等，用于将从fθ透镜38(fθ透镜38a以及fθ透镜38b)射出的各颜色成分的激光束L(LY、LM、LC以及LB)引导至对应的感光鼓16(16Y、16M、16C以及16B)。

但是，在现有技术中，即使在作为包括使用了单一光源的扫描光学系统的单色机的图像形成装置1、以及作为使用了多波束方法的串联式彩色机的图像形成装置1中的任一种图像形成装置中，当将通过多面反射镜的偏转面被反射的光束引导至水平同步传感器时，会产生各种问题。

图4示出了在作为单色机的图像形成装置1中，将光束引导至水平同步传感器51的光程，其中，该单色机包括使用了现有的单一光源的扫描光学系统。如图4所示，为了使扫描光学系统的写入位置一致(换言之，为了取得水平同步)，而将被多面镜主体29a的偏转面反射的光束的一部分用作水平同步调整用信号。这时，为了使配置有水平同步传感器51的光扫描装置11的单元小型化，而在将通过多面反射镜29a的偏转面反射的光束的一部分引导至水平同步传感器51时的光程的途中，配置有水平同步用反射镜52，同时，在这种情况下，还配置有成像透镜53。但是，当为了有效活用光扫描装置11内的空间而在斜线区域A内配置水平同步传感器51时，会导致被引导至水平同步传感器的光束和fθ透镜38(fθ透镜38a以及fθ透镜38b)等相互干涉。

图5示出了在作为使用了多波束方法的串联式彩色机的图像形成装置1中，将光束引导至水平同步传感器51的光程。此外，在该串联式彩色机的情况下，沿副扫描方向以不同高度使多条光束透过fθ透镜38。在作为该串联式彩色机的图像形成装置1的情况下，将四个光束(Y、M、C、K的光束)通过一个水平同步用反射镜52进行汇总并反射，然后，在各光线之间加入分离反射镜54，从下面依次反射并引导至水平同步传感器51。但是，在串联式彩色机中，由于存在用于将通过fθ透镜后的光束引导向各感光鼓16的反射镜(偏转后反射镜)39至41，因此，在这种情况下，无法采用这样的构成，而需要进一步采用更加复杂的光程。

于是，如图6所示，fθ透镜38a的射出面形成为包括：射出面透镜形状部，用于引导被多面镜主体29a的偏转面反射的光束并使其成像；全反射面(a面和b面)，用于将被多面镜主体29a的偏转面反射的光束的一部分引导至水平同步传感器51。另一方面，fθ透镜38a的入射面包括使被多面镜主体29a的偏转面反射的光束透过的入射面透镜形状部。被多面镜主体29a的偏转面反射的光束中的、透过了入射面透镜形状部的光束的一部分在被fθ透镜38a的全反射面即a面全反射之后，同样被全反射面即b面进一步全反射。并且，被全反射了两次的光束透过fθ透镜38a的入射面所包括的透过面(c面)并被导(引导)至水平同步传感器51。由此，可以将被多面镜主体29a的偏转面反射的光束引导至水平同步传感器51，而无需使用其它部件的反射镜(例如图4或图5的水平同步用反射镜52等)或透镜(例如图4或图5的成像透镜53等)。因此，可以降低光扫描装置11和包括该光扫描装置11的图像形成装置1的制造成本，并实现低成本化。此外，和图4所示情况不同，由于可以防止被引导至水平同步传感器的光束和fθ透镜38(fθ透镜38a以及38b)等发生干涉，因此可以在图4所示的斜线区域A中配置水平同步传感器51，可以有效活用光扫描装置11内的空间，并可以使光扫描装置11和包括该光扫描装置11的图像形成装置1小型化。

此外，不仅是在fθ透镜38a的射出面上，还可以在fθ透镜38b的射出面上设置用于将被多面镜主体29a的偏转面反射的光束的一部分引导至水平同步传感器51的全反射面。这时，例如如图7所示，还可以在fθ透镜38b的射出面上，除了用于将被多面镜主体29a的偏转面反射的光束引导至成像面并使其成像的射出面透镜形状部之外，还设置有用于将被多面镜主体29a的偏转面反射的光束的一部分引导至水平同步传感器51的三个(a面、b面以及c面)全反射面，从而可以使被多面镜主体29a的偏转面反射的光束中的、透过了入射面透镜形状部的光束的一部分全反射三次。由此，可以在迄今为止即使使用了其它部件的反射镜(例如图4或图5的水平同步用反射镜52等)或透镜(例如图4或图5的成像透镜53等)也无法进行配置的区域中，容易地配置水平同步传感器51，在实现低成本的同时，还可以有效活用光扫描装置11内的空间，并可使光扫描装置11以及包括该光扫描装置11的图像形成装置1小型化。

此外，还可以使如图6和图7所示的全反射面(使被多面镜主体29a的偏转面反射的光束全反射的面，在图6所示的情况下，是指a面以及b面，在图7所示的情况下，是指a面、b面以及c面)以及最终透过面(在图6所示的情况下，是指c面，在图7所示的情况下，是指d面)的至少一个以上具有光功率(optical power)。下面，对如图6和图7所示的全反射面以及最终透过面的至少一个具有光功率的具体方法进行说明。

例如，如图8所示，在使用具有多个发光点的光源(LD阵列)30的光学系统(使用了多波束方法的光学系统)中，在将成像面(实际上激光(光束)成像的面)上的副扫描方向的光束间的间隔设定为期望的值(当600dpi时约为42μm，当1200dpi时约为21μm)的情况下，在光学系统的倍率的关系上，并不是在副扫描方向上排列为纵向一列，而是在主扫描方向上具有所需要的距离。即，与各发光点对应的光束点在通过副扫描方向的轴和主扫描方向的轴来表示物理位置的像面(感光鼓16的外周面)上，沿倾斜方向排列。因此，为了正确地使各感光鼓16上的写入位置一致，需要使水平同步传感器51上的fθ特性(主扫描方向倍率)和像面(感光鼓16的外周面)上的fθ特性的值相等(等价)。于是，为了使水平同步传感器51上的fθ特性和像面上的fθ特性的值相等，而使全反射面(使被多面镜主体29a的偏转面反射的光束全反射的面)以及最终透过面中的至少一个以上具有光功率。此外，如果形成在水平同步传感器51上的激光束的光束点所具有的光束直径也过大，则会成为导致误差的原因，因此优选使水平同步传感器51上的光束直径和像面(感光鼓16的外周面)上的光束直径的值相等(等价)。由此，可以在迄今为止即使使用了其它部件的反射镜或透镜也无法进行配置的区域中，容易地配置水平同步传感器51，在实现低成本的同时，还可以有效活用光扫描装置11内的空间，并可使光扫描装置11以及包括该光扫描装置11的图像形成装置1小型化，不仅如此，还可以正确且优选地使各感光鼓16上的写入位置一致。

然后，在作为使用了多波束方法的串联式彩色机的图像形成装置1的情况下，通过多个光源30和多个偏转前光学系统在副扫描方向上以不同的高度使多个光束透过fθ透镜38(成像透镜)。这时，一般最大会使四条光束(YMCK的光束)全反射，例如由图5所示的分离反射镜53(加入到各光线之间的分离反射镜)从下面依次反射这些光束，并将各个光束引导至安装有单一的水平同步传感器51的四枚基板。但是，在利用全反射面将光束引导至水平同步传感器51的图6或图7所示的情况下，可以考虑例如如图9所示的情况、即将四个水平同步传感器51配置在一个基板上。图9是将光束引导至水平同步传感器51的光程的截面图。这时，可能各水平同步传感器51的中心间隔宽于成像面的各颜色的副扫描方向光束间隔。于是，使全反射面(使被多面镜主体29a的偏转面反射的光束全反射的面)以及最终透过面中的至少一个以上具有光功率，并调整成像面中的各颜色的副扫描方向光束间隔和各水平同步传感器51的中心间隔之差。由此，即使在一个基板上配置了四个水平同步传感器51的情况下，也可以将全反射后的光束适当地引导至各水平同步传感器51。此外，在存在可以沿副扫描方向分离光束的宽度的情况下，也可以使全反射面或最终透过面在副扫描方向上构成为多级，并单独地(individually)设定反射角或光功率。

与图9所示情况相反，例如如图10所示，还可以关于四个光束而共用一个水平同步传感器51。图10和图9一样，是将光束引导至水平同步传感器51的光程的截面图。这时，使全反射面(使被多面镜主体29a的偏转面反射的光束全反射的面)以及最终透过面中的至少一个以上具有光功率，并使四个光束入射被配置在一个基板上的一个水平同步传感器51上。由此，即使在使用了多波束方法的情况下，也可以通过一个水平同步传感器51来调整写入位置，因此可以降低光扫描装置11和包括该光扫描装置11的图像形成装置1的制造成本，可实现低成本化。此外，可以使光扫描装置11和包括该光扫描装置11的图像形成装置1小型化。此外，在存在可以沿副扫描方向分离光束的宽度的情况下，可以使全反射面或最终透过面在副扫描方向上构成为多级，并单独地设定反射角或光功率。

此外，如图11所示，还可以将四个光束分配给数量小于四个(例如两个等)的水平同步传感器51，并进行共用。图11和图9一样，是表示将光束引导至水平同步传感器51的光程的截面图。这时，使全反射面(使被多面镜主体29a的偏转面反射的光束全反射的面)以及最终透过面中的至少一个以上具有光功率，对四个光束进行分配并使其入射到被配置在一个基板上的多个水平同步传感器51。由此，即使在使用了多波束方法的情况下，也可以通过数量少于光束数量的水平同步传感器51来调整写入位置，因此可以减少部件数量，并降低光扫描装置11以及包括该光扫描装置11的图像形成装置1的制造成本，可实现低成本化。此外，可以实现节约空间，并可使光扫描装置11以及包括该光扫描装置11的图像形成装置1小型化。此外，在存在可以沿副扫描方向分离光束的宽度的情况下，可以使全反射面或最终透过面在副扫描方向上构成为多级，并单独地设定反射角或光功率。

此外，如图10以及图11所示的情况，在关于多个光束而共用一个水平同步传感器51时，导致多个光束大致同时入射到水平同步传感器51，从而导致检测信号重复。因此，如图12所示，通过稍微偏移来自偏转前光学系统的光束入射光偏转装置29的多面镜主体29a的偏转面的角度，从而偏移光束入射水平同步传感器51的定时。由此，可以防止多个光束同时入射一个水平同步传感器51的情况。

此外，作为其它方法，还可以将全反射面(使被多面镜主体29a的偏转面反射的光束全反射的面)以及最终透过面中的至少一个设定为用于偏移入射水平同步传感器51的定时的形状。例如如图13所示，可以将第二个全反射面(b面)在副扫描方向上设定为螺旋状多截面的形状，通过使反射的角度在主扫描方向上一点一点地偏移，从而偏移入射水平同步传感器51的定时。此外，虽然可以将全反射面(例如b面等)设定为多截面的情况为具有多个光束(激光束)可以在副扫描方向上分离的间隔的情况，但是即使在没有这样的间隔的情况下，通过包括螺旋形状并可以顺畅变形的自由曲面来形成全反射面，从而也可以获得同样的效果。

但是，如图14所示，也可以在全反射后的最终透过面(c面)上设置包括衍射光栅的面。该衍射光栅是为了补偿主扫描方向的温度而设置。即，被多面镜主体29a的偏转面反射的光束通过fθ透镜38a的共通入射面，在被全反射面(a面以及b面等)反射后，通过最终透过面(c面)而被引导至水平同步传感器51，但是如果与初始稳定相比温度上升，则导致被引导至水平同步传感器51的光束(激光束)在主扫描方向上偏移。因此，通过在该最终透过面(c面)上设置包括衍射光栅的面，从而可以补偿温度上升导致的主扫描方向的偏移，即使发生温度上升，也可以在感光鼓16上的图像的写入位置不偏移的情况下，形成稳定的图像。此外，可以使该最终透过面(c面)形成为包括衍射光栅和光功率(曲率)的面。此外，当在最终透过面(c面)上设置包括衍射光栅的面时，不仅可以补偿主扫描方向上的温度上升导致的偏移，还可以补偿副扫描方向上的温度上升导致的偏移。

Claims (12)

1.一种光扫描装置，其特征在于，包括：

光源，用于射出一个或者多个光束；

偏转前光学系统，用于向从所述光源射出的光束赋予规定的特性；

光偏转装置，用于将通过所述偏转前光学系统赋予了规定的特性的光束通过反射沿主扫描方向向被扫描对象物偏转，该主扫描方向是指通过多面反射镜各激光被偏转的方向；

传感器，用于检测通过所述光偏转装置偏转的光束的一部分；以及

偏转后光学系统，包括用于使通过所述光偏转装置偏转的光束在所述被扫描对象物上成像的成像透镜，

其中，所述成像透镜的射出面侧包括：透镜形状部，用于使通过了所述成像透镜的入射面的、来自所述光偏转装置的偏转面的光束在所述被扫描对象物的被扫描面上成像；以及全反射面形状部，所述全反射面形状部包括全反射面，所述全反射面用于使通过了所述成像透镜的入射面的、来自所述光偏转装置的偏转面的光束的一部分全反射两次以上，并且，所述成像透镜包括透过面形状部，所述透过面形状部包括使基于全反射面的全反射之后的光束透过的透过面，透过所述透过面的光束被引导至所述传感器，

所述全反射面形状部的全反射面和所述透过面形状部的透过面中的一面以上具有光功率，

设定所述全反射面形状部的全反射面和所述透过面形状部的透过面中的一面以上所具有的光功率，以便所述被扫描对象物的被扫描面上的fθ特性与所述传感器面上的fθ特性相等。

2.根据权利要求1所述的光扫描装置，其特征在于，

设定所述全反射面形状部的全反射面和所述透过面形状部的透过面中的一面以上所具有的光功率，以便所述被扫描对象物的被扫描面上的光束直径与所述传感器面上的光束直径相等。

3.根据权利要求1所述的光扫描装置，其特征在于，

所述光扫描装置的光学系统是在副扫描方向上以不同的高度使多个光束透过所述成像透镜的光学系统，与光束相同数目的所述传感器以规定的间隔沿副扫描方向排列并被配置在同一基板上，并且，所述全反射面形状部的全反射面和所述透过面形状部的透过面中的一面以上所具有的光功率被设定，以使将来自所述光偏转装置的偏转面的多个光束被引导至各个所述传感器，其中，所述副扫描方向是与光学系统的光轴以及主扫描方向垂直的方向。

4.根据权利要求1所述的光扫描装置，其特征在于，

所述光扫描装置的光学系统是在副扫描方向上以不同的高度使多个光束透过所述成像透镜的光学系统，在基板上配置有一个所述传感器，并且，设定所述全反射面形状部的全反射面和所述透过面形状部的透过面中的一面以上所具有的光功率，以使将来自所述光偏转装置的偏转面的多个光束全部被引导至同一所述传感器，其中，所述副扫描方向是与光学系统的光轴以及主扫描方向垂直的方向。

5.根据权利要求1所述的光扫描装置，其特征在于，

所述光扫描装置的光学系统是在副扫描方向上以不同的高度使多个光束透过所述成像透镜的光学系统，数目少于光束数目的所述传感器以规定的间隔沿副扫描方向排列并被配置在同一基板上，并且，设定所述全反射面形状部的全反射面和所述透过面形状部的透过面中的一面以上所具有的光功率，以使将来自所述光偏转装置的偏转面的多个光束分别选择性地分配并被引导至任一个所述传感器，其中，所述副扫描方向是与光学系统的光轴以及主扫描方向垂直的方向。

6.根据权利要求3至5中任一项所述的光扫描装置，其特征在于，

所述全反射面形状部的全反射面以及所述透过面形状部的透过面中的一面以上的形状在副扫描方向上为多级形状，并且，单独地设定反射角或光功率。

7.根据权利要求4或5所述的光扫描装置，其特征在于，

所述全反射面形状部的全反射面以及所述透过面形状部的透过面中的一面以上的形状是使光束入射到所述传感器的定时偏移这样的形状，或者设定所述全反射面形状部的全反射面以及所述透过面形状部的透过面中的任一面以上的形状，以便所述光功率使光束入射到所述传感器的定时偏移。

8.根据权利要求7所述的光扫描装置，其特征在于，

所述全反射面形状部的全反射面以及所述透过面形状部的透过面中的一面以上的形状在副扫描方向上为螺旋状的多级形状。

9.根据权利要求7所述的光扫描装置，其特征在于，

所述全反射面形状部的全反射面以及所述透过面形状部的透过面中的一面以上的形状是螺旋状的自由曲面的形状。

10.根据权利要求1所述的光扫描装置，其特征在于，

在所述透过面形状部的透过面上还设置有衍射光栅的面。

11.根据权利要求10所述的光扫描装置，其特征在于，

所述衍射光栅的面用于补偿主扫描方向以及副扫描方向的一个以上方向上的、被引导至所述传感器的光束的偏移。

12.一种图像形成装置，包括光扫描装置，其中，光扫描装置包括：光源，用于射出一个或者多个光束；偏转前光学系统，用于向从所述光源射出的光束赋予规定的特性；光偏转装置，用于将通过所述偏转前光学系统赋予了规定的特性的光束通过反射沿主扫描方向向被扫描对象物偏转，该主扫描方向是指通过多面反射镜各激光被偏转的方向；传感器，用于检测通过所述光偏转装置偏转的光束的一部分；以及偏转后光学系统，包括用于使通过所述光偏转装置偏转的光束在所述被扫描对象物上成像的成像透镜，所述图像形成装置的特征在于，

所述成像透镜的射出面侧包括：透镜形状部，用于使通过了所述成像透镜的入射面的、来自所述光偏转装置的偏转面的光束在所述被扫描对象物的被扫描面上成像；以及全反射面形状部，所述全反射面形状部包括全反射面，所述全反射面用于使通过了所述成像透镜的入射面的、来自所述光偏转装置的偏转面的光束的一部分全反射两次以上，并且，所述成像透镜包括透过面形状部，所述透过面形状部包括使基于全反射面的全反射之后的光束透过的透过面，透过所述透过面的光束被引导至所述传感器，

所述全反射面形状部的全反射面和所述透过面形状部的透过面中的一面以上具有光功率。

设定所述全反射面形状部的全反射面和所述透过面形状部的透过面中的一面以上所具有的光功率，以便所述被扫描对象物的被扫描面上的fθ特性与所述传感器面上的fθ特性相等。

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