CN103135227B - 光扫描装置以及图像形成装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及光扫描装置和图像形成装置，其目的在于减小被扫描面上副扫描方向上的光线间隔误差。本发明的光扫描装置中的扫描光学系统包含以树脂形成的第一和第二扫描透镜，其中，第二扫描透镜的射出面所具有的副扫描对应方向上的折射能力为最大。第二扫描透镜被设置为，从多个发光部射出的光线通过第二扫描透镜的位置在副扫描对应方向上互相接近，并且在主副正交方向上位于射向感光鼓的像高0mm的光线上的开口部的共轭点与射向感光鼓的像高164mm的光线上的开口部的共轭点之间。

Description

光扫描装置以及图像形成装置
技术领域
本发明涉及光扫描装置以及图像形成装置，具体涉及以多束光扫描被扫描面的光扫描装置以及具备该光扫描装置的图像形成装置。
背景技术
在电子照相的图像记录中广泛使用采用激光的图像形成装置。该图像形成装置具备光扫描装置，通常采用转镜扫描器(例如多面镜)，用激光扫描具有感光性的感光鼓表面，在感光鼓上形成潜像。在这种类型的电子照相领域中，不但要求通过提高图像密度来提高图像形成装置的图像质量，而且还要求通过提高图像输出速度来改善图像形成装置的操作性能。对此，用多束光同时扫描感光鼓表面即多光束化被认为是有望同时提高图像密度和输出速度的方法之一。
例如，专利文献1(JP特许第35496666号公报)公开了一种多光束写入光学系统，用于在保持图像形成真实性的范围内，降低被扫描面上多束光束之间的扫描线弯曲差。
但是，在专利文献1公开的多光束写入光学系统中，如果光束数量大于2，则在被扫描面上，副扫描方向上的光束间隔有可能随着环境温度变化而发生大幅度变化。
发明内容
本发明的光扫描装置是一种用多束光沿着第一方向同时扫描被扫描面的光扫描装置，其具备：光源，具有多个发光部；光偏转器，用于偏转所述光源发射的多束光；以及，扫描光学系统，用于将经过所述光偏转器偏转后的多束光引导到所述被扫描面上，其中包含第二方向上的折射能力为最大的透镜，该第二方向与所述第一方向正交，在所述透镜的至少一个光学面上，经过所述光偏转器偏转后的多束光各自的入射位置的轨迹互相交错或或重叠在一起。
本发明的光扫描装置的效果在于，减小被扫描面上与第二方向相对应的方向(副扫描方向)上的光线间隔误差。
附图说明
图1显示涉及本发明实施方式的彩色打印机的结构示意图。
图2是图1中的光扫描装置的结构示意图。
图3是防音玻璃的示意图。
图4是光源单元LU1的示意图。
图5是面发光激光阵列的示意图。
图6是光源单元LU2的示意图。
图7是位于光源单元LU1和多面镜之间的光学部件的示意图。
图8是位于光源单元LU2和多面镜之间的光学部件的示意图。
图9是光束分割部件的示意图。
图10是扫描光学系统A和扫描光学系统B的示意图。
图11是扫描光学系统A的放大图。
图12是扫描透镜的设计例之一的示意图。
图13是扫描透镜的设计例之二的示意图。
图14是一例第一透镜形状的参数表。
图15是一例第二透镜形状的参数表。
图16A和图16B分别是从发光部c h1发射的光线的主光线光路、以及从发光部ch40发射的光线的主光线光路。
图17是用于说明开口部和共轭位置的示意图。
图18A和图18B分别是第二扫描透镜和开口部的共轭点之间关系的示意图。
图19A和图19B分别是发光部c h1发射的光线以及发光部ch40发射的光线入射到第二扫描透镜的入射面上的入射位置的示意图。
图20A和图20B分别是c h1-ch40间隔误差伴随温度变化而发生的变化的示意图。
图21A和图21B分别是对比例1的第二扫描透镜和开口部的共轭点之间关系的示意图。
图22A和图22B分别是对比例1的发光部c h1发射的光线以及发光部ch40发射的光线入射到第二扫描透镜的入射面上的入射位置的示意图。
图23A和图23B分别是对比例1的c h1-ch40间隔误差伴随温度变化而发生的变化的示意图。
图24A和图24B分别是对比例2的第二扫描透镜和开口部的共轭点之间关系的示意图。
图25A和图25B分别是对比例2的发光部c h1发射的光线以及发光部ch40发射的光线入射到第二扫描透镜的入射面上的入射位置的示意图。
图26A和图26B分别是对比例2的c h1-ch40间隔误差伴随温度变化而发生的变化的示意图。
图27A和图27B分别是变形例1的发光部c h1发射的光线以及发光部ch2发射的光线入射到第二扫描透镜的入射面上的入射位置的示意图。
图28A和图28B分别是变形例1的c h1-ch2间隔误差伴随温度变化而发生的变化的示意图。
图29A和图29B分别是对比例3的发光部c h1发射的光线以及发光部ch2发射的光线入射到第二扫描透镜的入射面上的入射位置的示意图。
图30A和图30B分别是对比例3的c h1-ch2间隔误差伴随温度变化而发生的变化的示意图。
图31A和图31B分别是对比例4的发光部c h1发射的光线以及发光部ch2发射的光线入射到第二扫描透镜的入射面上的入射位置的示意图。
图32A和图32B分别是对比例4的c h1-ch2间隔误差伴随温度变化而发生的变化的示意图。
图33A和图33B分别是变形例2的发光部c h1发射的光线以及发光部ch4发射的光线入射到第二扫描透镜的入射面上的入射位置的示意图。
图34A和图34B分别是变形例2的c h1-ch4间隔误差伴随温度变化而发生的变化的示意图。
图35A和图35B分别是对比例5的发光部c h1发射的光线以及发光部ch4发射的光线入射到第二扫描透镜的入射面上的入射位置的示意图。
图36A和图36B分别是对比例5的ch1-ch4间隔误差伴随温度变化而发生的变化的示意图。
图37A和图37B分别是对比例6的发光部c h1发射的光线以及发光部ch4发射的光线入射到第二扫描透镜的入射面上的入射位置的示意图。
图38A和图38B分别是对比例6的ch1-ch4间隔误差伴随温度变化而发生的变化的示意图。
图39A和图39B分别是变形例3的发光部c h1发射的光线以及发光部ch8发射的光线入射到第二扫描透镜的入射面上的入射位置的示意图。
图40A和图40B分别是变形例3的c h1-ch8间隔误差伴随温度变化而发生的变化的示意图。
图41A和图41B分别是对比例7的发光部c h1发射的光线以及发光部ch8发射的光线入射到第二扫描透镜的入射面上的入射位置的示意图。
图42A和图42B分别是对比例7的c h1-ch8间隔误差伴随温度变化而发生的变化的示意图。
图43A和图43B分别是对比例8的发光部c h1发射的光线以及发光部ch8发射的光线入射到第二扫描透镜的入射面上的入射位置的示意图。
图44A和图44B分别是对比例9的c h1-ch8间隔误差伴随温度变化而发生的变化的示意图。
图45A和图45B分别是变形例4的发光部c h1发射的光线以及发光部ch20发射的光线入射到第二扫描透镜的入射面上的入射位置的示意图。
图46A和图46B分别是变形例4的c h1-ch20间隔误差伴随温度变化而发生的变化的示意图。
图47A和图47B分别是对比例9的发光部c h1发射的光线以及发光部ch20发射的光线入射到第二扫描透镜的入射面上的入射位置的示意图。
图48A和图48B分别是对比例9的c h1-ch20间隔误差伴随温度变化而发生的变化的示意图。
图49A和图49B分别是对比例10的发光部ch1发射的光线以及发光部ch20发射的光线入射到第二扫描透镜的入射面上的入射位置的示意图。
图50A和图50B分别是对比例10的c h1-ch20间隔误差伴随温度变化而发生的变化的示意图。
图51是开口板的变形例的示意图。
图52是一例不采用光束分割部件的光扫描装置的示意图。
图53是另一例不采用光束分割部件的光扫描装置的示意图。
标记说明：2000彩色打印机(图像形成装置)，2010光扫描装置，2030a～2030d感光鼓(像载置体)，2104多面镜(光偏转器9，2105a～2105d第一扫描透镜，2106a～2106d反射镜，2107a～2107d第二扫描透镜，2108b、2108c反射镜，2109b、2109c反射镜，2200A、2200B光源，2201A、2201B耦合光学系统，2202A、2202B开口板，2204a～2204d柱形透镜，2205A、2205B1/2波长板，2203A、2203B光束分割部件，2207A、2207B1/2波长板，2111a～2111d防尘玻璃，2300光学框架，LU1、LU2光源单元。
具体实施方式
以下基于图1至图26B说明本发明第一实施方式。图1是显示本发明实施方式之一的彩色打印机2000的结构示意图。
打印机2000是串行方式多色彩色打印机，该打印机重合4种颜色(黑色、青色、红色、换色)来形成全彩色图像，具备光扫描装置2010、四个感光鼓(2030a、2030b、2030c、2030d)、四个清洁单元(2031a、2031b、2031c、2031d)、四个充电装置(2032a、2032b、2032c、2032d)、四个显影辊(2033a、2033b、2033c、2033d)、转印带2040、转印辊2042、定影辊2050、供纸辊2054、排纸辊2058、供纸盘2060、排纸盘2070、通信控制装置2080以及统一控制上述各部件装置的打印机控制装置2090等。
通信控制装置2080控制与经由网络等的上位装置(例如计算机)之间的双向通信。
打印机控制装置2090包括以下装置：CPU；ROM，用于保存用该CPU能够解读的编码描述的程序以及执行该程序时使用的各种数据；RAM，为用于操作的存储器；以及A/D转换器，用于将模拟数据转换成数字数据，等等。该打印机控制装置2090将来自上位装置的图像信息送往光扫描装置。
感光鼓2030a、充电装置2032a、显影辊2033a以及清洁组件2031a作为一个单元使用，构成形成黑色图像的图像形成单元(以下简称K单元)。
感光鼓2030b、充电装置2032b、显影辊2033b以及清洁组件2031b作为一个单元使用，构成形成青色图像的图像形成单元(以下简称C单元)。
感光鼓2030c、充电装置2032c、显影辊2033c以及清洁组件2031c作为一个单元使用，构成形成红色图像的图像形成单元(以下简称M单元)。
感光鼓2030d、充电装置2032d、显影辊2033d以及清洁组件2031d作为一个单元使用，构成形成黄色图像的图像形成单元(以下简称Y色单元)。
各个感光鼓表面均形成感光层。换言之，各个感光鼓表面均为被扫描面。未图示转动机构使得各个感光鼓沿图1中的箭头方向转动。
各个充电装置对相应的感光鼓充电，使各感光鼓表面均匀带电。
光扫描装置2010用基于打印机控制装置2090发送的各色图像信息(黑色图像信息、青色图像信息、红色图像信息、黄色图像信息)调色后的每种颜色的光，来扫描对应的经过充电的感光鼓表面。由此各感光鼓表面分别形成对应图像信息的潜像。在此形成的潜像随着感光鼓的转动向对应的显影辊方向移动。关于光扫描装置2010的详细结构将在以下详述。
各个感光鼓上被写入图像信息的扫描区域被称为“图像形成区域”或者“有效图像区域”等。
随着显影辊转动，对应各显影辊的调色剂卡盒中的调色剂被涂敷到显影辊表面，形成薄而均匀的调色剂层。各调色剂层接触到对应的感光鼓表面后便移动并吸附到该感光鼓表面受到光照射的部分上。也就是说，各显影辊使得调色剂吸附到感光鼓表面形成的潜像上，对潜像进行显影。在此吸附调色剂的图像(调色剂图像)随着感光鼓的转动向转印带2040方向移动。
黄色、红色、青色、黑色各色调色剂图像分别在预定的时刻被依次转印到转印带2040上，重合形成彩色图像。
供纸盘2060用于放置记录纸。该供纸盘2060附近设有供纸辊2054，该供纸辊2054从供纸盘2060中一张一张地取出记录纸。该记录纸在预定时刻被送往转印带2040与转印辊2042之间的间隙。而后，转印带2040上的彩色图像被转印到记录纸上。经过彩色图像转印后的记录纸被送往定影辊2050。
定影辊2050向记录纸纸施加热量和压力进行定影，使得调色剂固定到记录纸上。经过定影后的记录纸借助于排纸辊2058被送往排纸盘2070，依次堆积在排纸盘2070上。
各清洁组件去除残留在对应的感光鼓表面的调色剂(残留调色剂)。经过残留调色剂去除后的感光鼓重新返回到其表面面对各自对应的充电装置的位置。
以下说明上述光扫描装置2010的结构。
图2是一例光扫描装置2010。如图2所示，光扫描装置2010具备两个光源单元(LU1、LU2)、两个光束分割元件(2206A、2206B)、四个1/4波长板(2207a、2207b、2207c、2207d)、四个柱形透镜(2204a、2204b、2204c、2204d)、多面镜2104、扫描光学系统A、扫描光学系统B以及未图示扫描控制装置。这些部件装置均被安装在光学框架2300(图2中省略显示，参见图10)中的规定位置。
在以下的说明中，设定在XYZ三维直角坐标系中，各感光鼓长度方向(转动轴长度方向)平行于Y轴方向，多面镜2104的转动轴轴向平行于Z轴方向。
在图2中，1/4波长板2207a相对于1/4波长板2207b位于-Z一侧，柱形透镜2204a相对于柱形透镜2204b位于-Z一侧(参见图7)，1/4波长板2207d相对于1/4波长板2207c位于-Z一侧，柱形透镜2204d相对于柱形透镜2204c位于-Z一侧(参见图8)。
光学框架2300中设有四个栅形射出窗，光通过各自的射出窗射往各感光鼓。各个射出窗上分别覆盖防尘玻璃(2111a、2111b、2111c、2111d)(参见图10)。
以下为了方便，将平行于主扫描方向的方向称为“主扫描对应方向”，
平行于副扫描方向的方向称为“副扫描对应方向”，同时垂直于主扫描方向和副扫描方向的方向称为“主副正交方向”。
围绕多面镜2104设置防音玻璃，该防音玻璃中光可以通过的部分安装防音玻璃。多面镜2104的转动中心与防音玻璃之间的距离为16mm(参见图3)。各防音玻璃相对于Y轴的倾斜角度为10°，相对于Z轴的倾斜角度2.8°。
图4显示一例光源单元LU1。如图4所示，光源单元包含光源2200A、1/4波长板2205A、耦合光学系统2201A、开口板2202A。光源单元LU1中用未图示保持体来保持各光学部件之间的规定的位置关系。
图5显示一例光源2200A。如图5所示，该光源2200A具有40个二维排设的发光部(ch1～ch40)。图5显示在以排设中心为基准(坐标原点)的坐标中40个发光部的位置分布。
40个发光部被设置为，当所有发光部均在沿副扫描对应方向(在此为平行于Z轴的方向)延伸的假想线上正摄影时发光部间隔相等。本说明书中的“发光部间隔”是指两个发光部中心之间的距离。
各发光部均为激光振动波长为782nm的垂直共振器型的垂直腔面发射激光器(vertical cavity surface emitting laser，VCSEL)。换言之，光源2200A具有面发光激光阵列。
本说明书为了避免混乱，将各发光部分别发射的光称为“光线”，并将从光源射出的光称为“光束”，为此，在多个发光部同时点灯时，光束是指多条光线的聚集体。
在定常状态下，各发光部发射的光线的发散角即远场发散角(fa r f i e l dpatte rn，FFP)的半值宽度，在主扫描对应方向以及副扫描对应方向均为6.7°。
各发光部发射的光线为偏光方向(电场矢量的振动方向)平行于副扫描对应方向的直线偏光。
返回图4，1/4波长板2205A位于光源2200A发射的光束的光路上，用于将该光束从直线偏光转换为圆偏光。
耦合光学系统2201A以两片透镜(LA1、LA2)构成，将通过1/4波长板2205A的光束形成为大致平行的平行光。
透镜LA1为树脂透镜，位于光束经过1/4波长板2205A之后的光路上，焦距为34.18mm，厚度(图4中的标记d2)为5mm。
透镜LA2为树脂透镜，位于光束经过透镜LA1之后的光路上，焦距为-396.79mm，厚度(图4中的标记d4)为2mm。
从光源2200A的射出面到透镜LA1的入射面之间的距离(图4中的标记d1)为34.3mm，透镜LA1的射出面到透镜LA2的入射面之间的距离(图4中的标记d3)为3mm。透镜LA1和透镜LA2的合成焦距为37mm。
开口板2202A具有开口部，用于对经过耦合光学系统2201A后的光束进行整形。开口部在主扫描对应方向的长度为5.6mm，副扫描对应方向(在此平行于Z轴)的长度为0.9mm。从透镜LA2的射出面到开口板2202A之间的距离(参见图4中的标记d5)为14mm。
为了尽量缩短多面镜2104之前的光路长度，开口板2202A被设置在耦合光学系统2201A后方的合成焦点位置与光源2200A之间。
通过开口板2202A的开口部后光束成为从光源单元LU1射出的光束。
在光源LU1中用透镜LA1调整各光学部件的制造误差以及安装误差。也就是说，在其他光学部件被安装到未图示的保持体的规定位置上之后，透镜LA1经过位置以及姿势的调整后固定到保持体上，使得所要的光束通过开口板2202A的开口部。
图6显示一例光源单元LU2。如图6所示，光源单元包含光源2200B、1/4波长板2205B、耦合光学系统2201B、开口板2202B。在光源单元LU2中用未图示保持体来保持各光学部件之间的规定的位置关系。
光源2200B具有与光源2200A相同的面发光激光阵列。
1/4波长板2205B位于从光源2200B射出的光束的光路上，用于将该光束从直线偏光转换为圆偏光。
耦合光学系统2201B以两片透镜(LB1、LB2)构成，将通过1/4波长板2205B的光束形成为大致平行的光。
透镜LB1为玻璃透镜，位于光束经过1/4波长板2205A之后的光路上，焦距为34.18mm，厚度(图6中的标记d2)为5mm。
透镜LB2为树脂透镜，位于光束经过透镜LB1之后的光路上，焦距为-396.79mm，厚度(图6标记d4)为2mm。
从光源2200B的射出面到透镜LB1的入射面之间的距离(图6中的标记d1)为34.3mm，透镜LB1的射出面到透镜LB2的入射面之间的距离(图6中的标记d3)为3mm。透镜LB1和透镜LB2的合成焦距为37mm。
开口板2202B具有开口部，用于对经过耦合光学系统2201B后的光束进行整形。开口部在主扫描对应方向的长度为5.6mm，副扫描对应方向(在此平行于Z轴)的长度为0.9mm。从透镜LB2的射出面到开口板2202B之间的距离(参见图6中的标记d5)为14mm。
为了尽量缩短多面镜2104之前的光路长度，开口板2202B被设置在耦合光学系统2201B后方的合成焦点位置与光源2200B之间。
通过开口板2202B的开口部后光束成为从光源单元LU2射出的光束。
在光源LU2中用透镜LB1调整各光学部件的制造误差以及安装误差。也就是说，在其他光学部件被安装到未图示的保持体的规定位置之后，透镜LB1经过位置以及姿势的调整后固定到保持体上，使得所要的光束通过开口板2202B的开口部。
各光源单元的耦合光学系统具有抑制光束腰大小随环境温度而发生变化的功能。
图7中显示了一例光束分割部件2203A，该光束分割部件2203A位于光源单元LU1射出的光束的光路上，将光束分割为两束。图8中显示了一例光束分割部件2203B，该光束分割部件2203B位于光源单元LU2射出的光束的光路上，将光束分割为两束。
图9是一例光束分割部件，如图9所示，光束分割部件具有偏光分离面和反射镜面。偏光分离面透射p偏光并反射s偏光，反射镜面位于受到该偏光分离面反射的光束的光路上与偏光分离面平行。也就是说，各光束分割部件将入射光束分割成两束互相平行的光束。在此，入射光束被分割成两束分开的平行于Z轴方向的光束。
例如，被各光束分割部件分割的两束光束在Z轴方向上的间距(图9中的标记d6)为8mm。各光束分割部件的厚度为5.7mm。偏光分离面还可以是透射s偏光并反射p偏光。
以下为了方便，将透射光束分割部件2203A的偏光分离面的光束称为“光束LBa”，将受偏光分离面反射的光束称为“光束LBb”(参见图7)，同时还将透射光束分割部件2203B的偏光分离面的光束称为“光束LBd”，将受偏光分离面反射的光束称为“光束LBc”(参见图8)。
1/4波长板2207a位于从光束分割部件2203A射出的光束LBa的光路上，将该光束从直线偏光转换为圆偏光。
1/4波长板2207b位于从光束分割部件2203A射出的光束LBb的光路上，将该光束从直线偏光转换为圆偏光。
经过1/4波长板2207a的光束LBa和经过1/4波长板2207b的光束LBb为转动方向相同的圆偏光。
在这种情况下，感光鼓2030a和感光鼓2030b之间的浓淡差能够得到减小。
1/4波长板2207c位于从光束分割部件2203B射出的光束LBc的光路上，将该光束从直线偏光转换为圆偏光。
1/4波长板2207d位于从光束分割部件2203B射出的光束LBd的光路上，将该光束从直线偏光转换为圆偏光。
经过1/4波长板2207c的光束LBc和经过1/4波长板2207d的光束LBd为转动方向相同的圆偏光。
在这种情况下，感光鼓2030c和感光鼓2030d之间的浓淡差能够得到减小。
各1/4波长板相对于对应的光源中的射出面倾斜设置，用以抑制返回光源的返回光。
各柱形透镜为玻璃柱形透镜，其中心厚度为3mm，焦距为60mm。各柱形透镜被安装为，沿Z轴方向观察时，从与柱形透镜对应的光源单元的开口板到该柱形透镜的入射面之间的距离为85.3mm。
柱形透镜2204a位于光束LBa通过1/4波长板2207a后的光路上，使得该光束在多面镜2104的偏转反射面附近在Z轴方向上成像。
柱形透镜2204b位于光束LBb通过1/4波长板2207b后的光路上，使得该光束在多面镜2104的偏转反射面附近在Z轴方向上成像。
柱形透镜2204c位于光束LBc通过1/4波长板2207c后的光路上，使得该光束在多面镜2104的偏转反射面附近在Z轴方向上成像。
柱形透镜2204d位于光束LBd通过1/4波长板2207d后的光路上，使得该光束在多面镜2104的偏转反射面附近在Z轴方向上成像。
在光扫描系统被安装到光学框架2300上后，调整各柱形透镜在副扫描对应方向(在此平行于Z轴)的位置、主扫描对应方向的位置、主副正交方向的位置、以及围绕平行于该主副正交方向的轴的姿势，而后将各柱形透镜固定到光学框架2300上。
沿Z轴方向观察时，入射多面镜2104的光束的入射方向与X轴之间形成的角度α(参见图2)为64°。
设于光源与多面镜2104之间的光学系统被称之为偏转器前光学系统。
多面镜2104为具有两段结构的四面镜，各镜面为偏转反射面。四面镜面的内接圆半径为8mm。
从柱形透镜2204a射出的光束LBa以及从柱形透镜2204d射出的光束LBd分别受到第一段(下段)四面镜的偏转，从柱形透镜2204b射出的光束LBb以及从柱形透镜2204c射出的光束LBc分别受到第二段(上段)四面镜的偏转。
从柱形透镜2204a以及柱形透镜2204b射出的光束被多面镜2104偏转到-X一方，从柱形透镜2204c以及柱形透镜2204d射出的光束被多面镜2104偏转到+X一方。
在此，沿着Z轴方向观察时，第一段的四面镜与第二段的四面镜在转动时相差45°(参见图2)，第一段和第二段交错进行写入扫描。因此能够用一个光源在两个感光鼓上写入。
从光源2200A射出的光束中，受到第一段四面镜偏转的光束的光路长度比受第二段四面镜偏转的光束的光路长度短所述d6(在此为8mm)。同样，从光源2200B射出的光束中，受到第一段四面镜偏转的光束的光路长度比受第二段四面镜偏转的光束的光路长度短所述d6。
换言之，光束分割部件将来自一个光源的一束光束分为两束光束，在光源和多面镜位置之间，该两束光束的光路长度相差d6。
图10中显示一例扫描光学系统A。如图10所示，该扫描光学系统A包括相对于多面镜2104位于-X一方的两个第一扫描透镜(2105a、2105b)、第二扫描透镜(2107a、2107b)以及四个反射镜(2106a，2106b、2108b、2109b)。
第一扫描透镜2105a、第二扫描透镜2107a以及反射镜2106a是用于将经过多面镜2104偏转的光束LBa在通过防尘玻璃2111a后引导到感光鼓2030a上的光学部件。也就是说，该光学部件是用于K单元的光学部件。以下为了方便，将以第一扫描透镜2105a和第二扫描透镜2107a以及反射镜2106a构成的光学系统称为“K光学系统”。
第一扫描透镜2105b、第二扫描透镜2107b以及三枚反射镜(2106b、2108b、2109b)是用于将经过多面镜2104偏转的光束LBa在通过防尘玻璃2111b后引导到感光鼓2030b上的光学部件。也就是说，该光学部件是用于C单元的光学部件。以下为了方便，将以第一扫描透镜2105b、第二扫描透镜2107b以及三枚反射镜(2106b、2108b、2109b)构成的光学系统称为“C光学系统”。
图10中还显示一例扫描光学系统B。如图10所示，该扫描光学系统B包括相对于多面镜2104位于+X一方的两个第一扫描透镜(2105c、2105d)、第二扫描透镜(2107c、2107d)以及四个反射镜(2106c，2106d、2108c、2109c)。
第一扫描透镜2105c、第二扫描透镜2107c以及三枚反射镜(2106c、2108c、2109c)是用于将经过多面镜2104偏转的光束LBc在通过防尘玻璃2111c后引导到感光鼓2030c上的光学部件。也就是说，该光学部件是用于M单元的光学部件。以下为了方便，将以第一扫描透镜2105c、第二扫描透镜2107c以及三枚反射镜(2106c、2108c、2109c)构成的光学系统称为“M光学系统”。
第一扫描透镜2105d第二扫描透镜2107d以及反射镜2106d是用于将经过多面镜2104偏转的光束LBd在通过防尘玻璃2111d后引导到感光鼓2030d上的光学部件。也就是说，该光学部件是用于Y单元的光学部件。以下为了方便，将以第一扫描透镜2105d和第二扫描透镜2107d以及反射镜2106d构成的光学系统称为“Y光学系统”。
四个光学系统(K光学系统、C光学系统、M光学系统、Y光学系统)的副扫描方向的横向放大倍数均为-0.75倍。
各地以扫描透镜为树脂透镜，其中心厚度为17mm。第二扫描透镜为树脂透镜，其中心厚度为5mm。
从多面镜2104的转动中心到各感光鼓表面的距离为304mm。
各个光源中多个发光部同时点灯后，多束光束照射各感光鼓表面，在各感光鼓表面形成多个光点。
在各个感光鼓表面上，随着多面镜2104的转动，多个光点沿着感光鼓长度方向移动。此时的光点的移动方向为主扫描方向，感光鼓的转动方向为副扫描方向。
在设计上，各感光鼓表面的光点大小为主扫描方向60μm且副扫描方向60μm。
本实施方式采用所谓飞越扫描方式，副扫描方向的写入密度为4800dp i。此时，在设计上发光部c h1发射的光线所形成的光点与发光部ch40发射的光线所形成的光点在副扫描方向上的间隔(以下称为ch1-ch40间隔)为407μm。设计上设环境温度为25℃。
如上所述，扫描光学系统A和扫描光学系统B结构相同。扫描光学系统A的各光学部件与扫描光学系统B的各光学部件之间以通过多面镜2104的转动轴YZ面为中心对称设置。
图11显示一例扫描光学系统A的各光学部件的布置。在此，从多面镜2104的转动中心到反射镜2106a的反射位置的距离d11为205.8mm，从多面镜2104的转动中心到第二扫描透镜2107a的入射面的原点的距离d12为169mm，从多面镜2104的转动中心到反射镜2106b的反射位置的距离d13为125mm。
从反射镜2106a的反射位置到感光鼓2030a表面的距离d14为98.2mm。
从反射镜2106b的反射位置到第二扫描透镜2107b的入射面的原点的距离d15为44mm，从反射镜2106b的反射位置到反射镜2108b的反射位置d16为76mm，从反射镜2108b的反射位置到反射镜2109b的反射位置的距离为30mm，从反射镜2109b的反射位置到感光鼓2030b表面的距离d17为73mm。
反射镜2106a的反射角度θ1为75°，反射镜2106b的反射角度θ2为41°，反射镜2018b的反射角度θ3为103，2°，反射镜2109b的反射角度为69.2°。
射向各感光鼓的光束的行进方向与防尘玻璃之间的角度θ5为105°。
图12显示经过多面镜2104偏转的光束LBc所对应的各扫描透镜的布置。为了便于理解，图12中将光束LBc的光路展开到XY平面上。在此，从多面镜2104的转动中心到第一扫描透镜2105c入射面上原点的距离d21为56.21mm，从多面镜2104的转动中心到第二扫描途径2107c的入射面上原点的距离d22为169mm，从多面镜2104的转动中心到被扫描面(感光鼓2030表面)的距离d23为304mm。
图像形成区域的宽度d24为328mm。在此，将以图像形成区域的中心(图12中用标记P0表示的位置)为0时的Y轴坐标值称为“像高”。此时的图像形成区域中+Y一方的像高为164mm，-Y一方的像高为-164mm。
在此，图12中以标记P1表示的位置(像高178mm的位置)以及以标记P2表示的位置(像高-178mm的位置)上分别设置同步检测传感器(省略图示)。各同步检测传感器向扫描控制装置输出基于受光光量的信号。另外，将沿着感光鼓长度方向(主扫描方向)设置的多个同步传感器中，位于最初受到光线照射的开始写入位置上的同步检测传感器称为“前端同步检测传感器”，位于最后受到光线照射的结束写入位置上的同步检测传感器称为“后端同步检测传感器”。
在以多面镜2104的转动中心为XY平面的原点(0，0)的二维坐标系中，光源2200B的坐标为(98.51，187，57)，第一扫描透镜2105c入射面上的原点的坐标为(56.21，3.26)，第二扫描透镜2107c入射面上的原点的坐标为(169，3.26)，P1的坐标为(304，181)，P2的坐标为(304，-175)。在此，坐标值的单位为mm。此外，在Y轴方向上，多面镜2104的转动中心和有效扫描区域的中心不一致。
各防尘玻璃相对于与入射光束行进方向正交的面倾斜，倾斜角度为15°(参见图13)。入射到各感光鼓上的光束的行进方向相对于入射位置上的法线倾斜，倾斜角度为3°。
与Z轴方向正交的扫描透镜的各光学面的截面(主扫描截面)的形状为用下式(1)表示的非圆弧形。
x ( y , z ) = y 2 · Cm 1 + 1 - ( 1 + K ) · ( y · Cm ) 2 + A · y 4 + B · y 6 + C · y 8 + D · y 10 + Cs ( y ) · z 2 1 + 1 - ( Cs ( y ) · z ) 2 · · · ( 1 )
在此，x为X轴向深度。y为Y轴方向上相距光轴的距离。K为圆锥常数，A、B、C、D为系数。Cm＝1/Ry，Ry为傍轴曲率半径。
与Y轴方向正交的各扫描透镜的光学面的截面(副扫描截面)的形状用下式(2)表示。
Cs ( y ) = 1 Rz + a · y + b · y 2 + c · y 3 + d · y 4 + e · y 5 + f · y 6 + g · y 7 + h · y 8 + i · y 9 + j · y 10 · · · ( 2 )
上式(2)中的Rz为副扫描截面内的光轴上的曲率半径。a、b、c、d、e、f、g、h、i、j为系数。
各个第一透镜形状相同，图14显示一例第一透镜的形状参数表。各个第二透镜形状相同，图15显示一例第二透镜的形状参数表。
各反射镜具有相同形状。
K光学系统以及Y光学系统均由第一扫描透镜、第二扫描透镜以及反射镜构成，两者之间的不同仅在于反射镜的数量。
M光学系统以及C光学系统均由第一扫描透镜、第二扫描透镜以及反射镜构成，两者之间的不同仅在于反射镜的数量。
扫描控制装置基于各色单元上的前端检测传感器的输出信号，来求出对应的感光鼓上的开始写入时刻。而且，扫描控制装置基于各单元上的前端检测传感器的输出信号以及后端检测传感器的输出信号，来求出光束在前端检测传感器和后端检测传感器之间扫描所需要的时间，用以重新设定像素时钟信号的基准频率，使得预定数量的脉冲能够容纳到该时间以内。由此，有利于各色单元形成的图像在转印带上稳定地获得所要的全幅倍率。
本实施方式中，用将光源发射的一束光束分割成的两束光束来扫描两个被扫描面，因而有助于减少光源数量，使光源数量少于感光鼓数量。由此带来的成本效果对于采用昂贵的面发光激光阵列尤为显著。
对于具备多束光写入光学系统且对应多色彩色图像的图像形成装置，需要减小该图像形成装置在副扫描方向上各感光鼓表面的多个光点之间的间隔(以下称为副扫描光线间隔)与规定间隔之间的差。
通常为了将低成本，用树脂透镜作为扫描透镜，而树脂透镜与玻璃透镜相比，其光学特性随温度变化十分显著。
本实施方式中的第一扫描透镜以及第二扫描透镜均采用树脂透镜，第一扫描透镜和第二扫描透镜中，第二扫描透镜的副扫描对应方向的折射能力相对较大。为此，第二扫描透镜成为副扫描光线间隔误差随环境温度变化而增大的主要原因。在第二扫描透镜中，入射面的副扫描对应方向的折射能力大于射出面的副扫描对应方向的折射能力(参见图15)。
针对上述情况，发明人进行了种种探讨，发现可以通过使得入射各第二扫描透镜的多束光束的副扫描对应方向上的入射位置尽量接近，来减小副扫描光线间隔误差随温度发生的变化。
图16A显示从光源2200A的发光部ch1发射并射往感光鼓2030a的光线的主光线光路、以及从光源2200A的发光部ch40发射并射往感光鼓感光鼓2030a的光线的主光线光路。
图16B显示从光源2200A的发光部c h1发射射往感光鼓2030b的光线的主光线光路、以及从光源2200A的发光部ch40发射并射往感光鼓感光鼓2030b的光线的主光线光路。为了便于理解，图16B中省略了与光束分割部件2203A中的光路长度d6相对应的光路。
各主光线通过开口板2202A的开口部中心，受到对应的柱形透镜较大弯曲。从c h1发射并射往像高0mm的主光线和从ch40发射并射往像高0mm的主光线在对应的第二扫描透镜的后方交叉，而从c h1发射并射往像高164mm的主光线和从ch40发射并射往像高164mm的主光线却在对应的第二扫描透镜的前方交叉。
在此，如果假定光源2200A被设置在开口板2202A的开口部的中心，则该开口部的共轭点被设定为，射往像高0mm的光线上的共轭点位于对应的第二扫描透镜的后方，随着像高绝对值的增大，开口部的共轭点向多面镜2104方向移动，射往像高164mm的光线上的共轭点位于对应的第二扫描透镜的前方(参见图17)。
图18A是显示本实施方式中第二扫描透镜2107a的位置、射往感光鼓2030a上像高0mm的光线上的开口部的共轭点(称为共轭点1)、射往感光鼓2030a上像高164mm的光线的开口部的共轭点(称为共轭点2)之间关系的示意图。
第二扫描透镜2107a在主副正交方向上位于共轭点1和共轭点2之间。
图18B是显示本实施方式中第二扫描透镜2107b的位置、射往感光鼓2030b上像高0mm的光线上的开口部的共轭点(称为共轭点3)、射往感光鼓2030b上像高164mm的光线上的开口部的共轭点(称为共轭点4)之间关系的示意图。
第二扫描透镜2107b在主副正交方向上位于共轭点3和共轭点4之间。
可以通过调节耦合透镜的焦距、柱形透镜的焦距、第一扫描透镜的轴向折射能力以及轴外折射能力之中至少任意一方来调整开口板的共轭点位置。
图19A显示在第二扫描透镜2107a的入射面的有效扫描区域内发光部c h1发射的光线的入射位置以及发光部ch40发射的光线的入射位置。发光部c h1发射的光线的入射位置的轨迹以及发光部ch40发射的光线的入射位置的轨迹互相交叉。
图19B显示在第二扫描透镜2107b的入射面的有效扫描区域内发光部c h1发射的光线的入射位置以及发光部ch40发射的光线的入射位置。发光部ch1发射的光线的入射位置的轨迹以及发光部ch40发射的光线的入射位置的轨迹互相交叉。
在各第二扫描透镜中，副扫描对应方向上发光部ch1发射的光线的入射位置与发光部ch40发射的光线的入射位置之间的间隔的最大值约为0.2mm。换言之，在各第二扫描透镜中副扫描对应方向上多条光线通过的位置互相接近。
另外，在本实施方式的第二扫描透镜2107a和2107b的入射面内，从各发光部c h1～ch40发射的多束光线的入射位置的轨迹均如图19A和图19B所示地互相交叉(交错)，当然，这些入射位置的轨迹也可以互相重叠在一起。
其次，改变环境温度，求出不同温度下上述c h1-ch40的入射位置间隔。而后计算各种温度下该求出的ch1-ch40的入射位置间隔与设计上的ch1-ch40的入射位置间隔(在此为407μm)的差值。以下将该计算得到的值称为“c h1-ch40间隔误差”。
图20A显示在环境温度为10℃和50℃情况下感光鼓2030a上的ch1-ch40间隔误差与像高之间的关系。
图20B显示在环境温度为10℃和50℃时感光鼓2030b上的c h1-ch40间隔误差和像高之间的关系。
在温度环境为10℃～50℃的范围内，ch1-ch40间隔误差的最大值为2μm。因此，即便将制造误差等列入考虑范围，也有可能够将c h1-ch40间隔误差的最大值抑制在5μm以内。
也就是说，本实施方式中K光学系统和C光学系统虽然采用相同的光学部件，但依然能够降低感光鼓2030a和感光鼓2030b中伴随温度变化而变化的副扫描光线间隔。而且还能够抑制部件的制造误差或组装误差带来的影响。进而还能够减小为补偿扫描线弯曲或扫描线倾斜而进行的第二扫描透镜的移动或转动等调整所带来的副作用。
在此，如果将图19A和图20A、以及图19B和图20B进行对比便可以发现，在第二扫描透镜中，副扫描对应方向上发光部c h1射出的光线的入射位置和发光部ch40射出的光线的入射位置之间的间隔、与c h1-ch40的间隔误差之间显著相关。这是因为，随着环境温度变化第二扫描透镜发生膨胀以及折射率变化，为此，入射到不同位置上的两束光线在副扫描对应方向上分别受到的折射能力发生不同的变化。
上述现象不仅限于在光线通过第二扫描透镜的靠近副扫描对应方向的中心时发生。在副扫描对应方向上，即使第二扫描透镜的入射位置离开中心较远，只要两束光线的入射位置比较接近，各光线所受到的折射能力变化的差别便较小。也就是受环境温度变化的影响较小。
《对比例1》
对比例1的开口板和柱形透镜之间的距离比上述实施方式的开口板和柱形透镜之间的距离小10mm。
图21A显示对比例1的第二扫描透镜2107a的位置、共轭点1以及共轭点2之间的关系。在主副正交方向上第二扫描透镜2107a位于两个共轭点的前方。
图21B显示对比例1的第二扫描透镜2107b的位置、共轭点3以及共轭点4之间的关系。在主副正交方向上第二扫描透镜2107b位于两个共轭点的前方。
图22A显示第二扫描透镜2107a的入射面上有效扫描区域内的发光部c h1射出的光线的入射位置与发光部ch40射出的光线的入射位置。据图示可知，在副扫描对应方向上，发光部ch1射出的光线的入射位置的轨迹与发光部ch40射出的光线的入射位置的轨迹互相分开。
图22B显示第二扫描透镜2107b的入射面上有效扫描区域内的发光部ch1射出的光线的入射位置与发光部ch40射出的光线的入射位置。据图示可知，在副扫描对应方向上，发光部ch1射出的光线的入射位置的轨迹与发光部ch40射出的光线的入射位置的轨迹互相分开。
各第二扫描透镜中在副扫描对应方向上，发光部ch1发射的光线的入射位置与发光部ch40发射的光线的入射位置之间间隔的最大值约为0.5mm。
图23A显示在温度环境为10℃和50℃的情况下感光鼓2030a上的c h1-ch40间隔误差与像高之间的关系。
图23B显示在温度环境为10℃和50℃的情况下感光鼓2030b上的c h1-ch40间隔误差与像高之间的关系。
在温度环境为10℃～50℃的范围内，ch1-ch40间隔误差的最大值为6μm。《对比例2》
对比例2的开口板和柱形透镜之间的距离比上述实施方式的开口板和柱形透镜之间的距离大10mm。
图24A显示对比例2的第二扫描透镜2107a的位置、共轭点1以及共轭点2之间的关系。在主副正交方向上第二扫描透镜2107a位于两个共轭点的后方。
图24B显示对比例2的第二扫描透镜2107b的位置、共轭点3以及共轭点4之间的关系。在主副正交方向上第二扫描透镜2107b位于两个共轭点的后方。
图25A显示第二扫描透镜2107a的入射面上有效扫描区域内的发光部ch1射出的光线的入射位置与发光部ch40射出的光线的入射位置。据图示可知，在副扫描对应方向上，发光部c h1射出的光线的入射位置的轨迹与发光部ch40射出的光线的入射位置的轨迹互相分开。
图25B显示第二扫描透镜2107b的入射面上有效扫描区域内的发光部ch1射出的光线的入射位置与发光部ch40射出的光线的入射位置。据图示可知，在副扫描对应方向上，发光部c h1射出的光线的入射位置的轨迹与发光部ch40射出的光线的入射位置的轨迹互相分开。
各第二扫描透镜中，副扫描对应方向上，发光部c h1发射的光线的入射位置与发光部ch40发射的光线的入射位置之间间隔的最大值约为0.5mm。
图26A显示在温度环境为10℃和50℃的情况下感光鼓2030a上的ch1-ch40间隔误差与像高之间的关系。
图26B显示在温度环境为10℃和50℃的情况下感光鼓2030b上的c h1-ch40间隔误差与像高之间的关系。
在温度环境为10℃～50℃的范围内，c h1-ch40间隔误差的最大值为5μm。
上述各对比例虽然相对于上述实施方式将从开口板到柱形透镜之间的距离稍作改变，但是这些改变却对图像质量产生了很大影响。
如上所述，本实施方式涉及的光扫描装置2010具备两个光源单元(LU1、LU2)、两个光束分割元件(2206A、2206B)、四个1/4波长板(2207a、2207b、2207c、2207d)、四个柱形透镜(2204a、2204b、2204c、2204d)、多面镜2104、扫描光学系统A、扫描光学系统B以及未图示扫描控制装置。
各光源单元具有光源、1/4波长板、耦合光学系统、开口板。光源具有以40个发光部二维设置构成的面发光激光阵列。
扫描光学系统A包含K光学系统和C光学系统，扫描光学系统B包含M光学系统和Y光学系统。K～Y的光学系统中，均具备以树脂形成的第-透镜和以树脂形成的第二扫描透镜。而且在K～Y的光学系统中，第二扫描透镜的射出面在主副正交方向上的折射能力均为最大。
而且，第二扫描透镜中多束光线通过的位置在副扫描对应方向上互相接近。K～Y光学系统中，第二扫描透镜在主副正交方向上位于射往感光鼓上像高0mm的光线的开口部的共轭点、与射往感光鼓上像高164mm的光线的开口部的共轭点之间。
在这种情况下，即便光线数量多于两根也能够减小被扫描面的副扫描方向上的光线间隔。
而且，对于彩色打印机2000来说，由于具备光扫描装置2010，最终能够稳定形成高质量图像。
以下说明几个上述实施方式的变形例以及相对于各变形例的多个对比例。在以下的说明中，对于与上述实施方式相同或等同的结构部分采用相同标记，并以与上述实施方式的不同点为中心进行说明，简略或省略与上述实施方式相同部分的说明。
《变形例1》
变形例1的特点在于，采用具有两个发光部(c h1、ch2)的光源来取代上述光源，对应600dp i。发光部ch1和发光部ch2在副扫描对应方向上分开设置。此时在设计上，发光部c h1发射的光线所照射的光点与发光部ch2发射的光线所照射的光点之间在副扫描方向上的间隔(以下称为“c h1-ch2间隔”)为42.3μm。设计环境温度为25℃。
图27A显示在第二扫描透镜2107a的入射面的有效扫描区域内发光部ch1发射的光线的入射位置以及发光部ch2发射的光线的入射位置。发光部c h1发射的光线的入射位置的轨迹以及发光部ch2发射的光线的入射位置的轨迹互相交叉。
图27B显示在第二扫描透镜2107b的入射面的有效扫描区域内发光部c h1发射的光线的入射位置以及发光部ch2发射的光线的入射位置。发光部c h1发射的光线的入射位置的轨迹以及发光部ch2发射的光线的入射位置的轨迹互相交叉。
在各第二扫描透镜中，副扫描对应方向上发光部c h1发射的光线的入射位置与发光部ch2发射的光线的入射位置之间的间隔的最大值约为0.02mm。
其次，改变环境温度，求出不同温度下上述ch1-ch2的入射位置间隔，而后计算各种温度下该求出的ch1-ch2的入射位置间隔与设计上的c h1-ch2的入射位置间隔(在此为42.3μm)的差值。以下将该计算得到的值称为“c h1-ch2间隔误差”。
图28A显示在环境温度为10℃和50℃情况下感光鼓2030a上的c h1-ch2间隔误差与像高之间的关系。
图28B显示在环境温度为10℃和50℃时感光鼓2030b上的ch1-ch2间隔误差和像高之间的关系。
在温度环境为10℃～50℃的范围内，ch1-ch2间隔误差的最大值为0.22μm。
《对比例3》
对比例3的开口板和柱形透镜之间的距离比上述变形例1的开口板和柱形透镜之间的距离小10mm。
图29A显示在第二扫描透镜2107a的入射面的有效扫描区域内发光部c h1发射的光线的入射位置以及发光部ch2发射的光线的入射位置。据图示可知，在副扫描对应方向上，发光部c h1发射的光线的入射位置的轨迹以及发光部ch2发射的光线的入射位置的轨迹互相分开。
图29B显示在第二扫描透镜2107b的入射面的有效扫描区域内发光部ch1发射的光线的入射位置以及发光部ch2发射的光线的入射位置。据图示可知，在副扫描对应方向上，发光部c h1发射的光线的入射位置的轨迹以及发光部ch2发射的光线的入射位置的轨迹互相分开。
在各第二扫描透镜中，副扫描对应方向上发光部ch1发射的光线的入射位置与发光部ch2发射的光线的入射位置之间的间隔的最大值约为0.04mm。
图30A显示在温度环境为10℃和50℃的情况下感光鼓2030a上的c h1-ch2间隔误差与像高之间的关系。
图30B显示在温度环境为10℃和50℃的情况下感光鼓2030b上的c h1-ch2间隔误差与像高之间的关系。
在温度环境为10℃～50℃的范围内，c h1-ch2间隔误差的最大值为0.48μm。
《对比例4》
对比例4的开口板和柱形透镜之间的距离比上述变形例1的开口板和柱形透镜之间的距离大10mm。
图31A显示在第二扫描透镜2107a的入射面的有效扫描区域内发光部c h1发射的光线的入射位置以及发光部ch2发射的光线的入射位置。据图示可知，在副扫描对应方向上，发光部c h1发射的光线的入射位置的轨迹以及发光部ch2发射的光线的入射位置的轨迹互相分开。
图31B显示在第二扫描透镜2107b的入射面的有效扫描区域内发光部ch1发射的光线的入射位置以及发光部ch2发射的光线的入射位置。据图示可知，在副扫描对应方向上，发光部ch1发射的光线的入射位置的轨迹以及发光部ch2发射的光线的入射位置的轨迹互相分开。
在各第二扫描透镜中，副扫描对应方向上发光部ch1发射的光线的入射位置与发光部ch2发射的光线的入射位置之间的间隔的最大值约为0.06mm。
图32A显示在温度环境为10℃和50℃的情况下感光鼓2030a上的c h1-ch2间隔误差与像高之间的关系。
图32B显示在温度环境为10℃和50℃的情况下感光鼓2030b上的c h1-ch2间隔误差与像高之间的关系。
在温度环境为10℃～50℃的范围内，c h1-ch2间隔误差的最大值为0.49μm。
由此可知，在变形例1中获得了与上述实施方式相同的效果。
《变形例2》
变形例1的特点在于，采用具有四个发光部(c h1～ch4)的光源来取代上述光源，对应1200dp i。四个发光部中的发光部ch1和发光部ch4被设置在副扫描对应方向的两端。此时，设计上发光部c h1发射的光线照射的光点与发光部ch4发射的光线照射的光点在副扫描方向上的间隔(以下称为“c h1-ch4间隔”)为63.6μm。设计环境温度为25℃。
图33A显示在第二扫描透镜2107a的入射面的有效扫描区域内发光部c h1发射的光线的入射位置以及发光部ch4发射的光线的入射位置。发光部c h1发射的光线的入射位置的轨迹以及发光部ch4发射的光线的入射位置的轨迹互相交叉。
图33B显示在第二扫描透镜2107b的入射面的有效扫描区域内发光部ch1发射的光线的入射位置以及发光部ch4发射的光线的入射位置。发光部c h1发射的光线的入射位置的轨迹以及发光部ch4发射的光线的入射位置的轨迹互相交叉。
在各第二扫描透镜中，副扫描对应方向上发光部c h1发射的光线的入射位置与发光部ch4发射的光线的入射位置之间的间隔的最大值约为0.04mm。
其次，改变环境温度，求出不同温度下上述c h1-ch4的入射位置间隔，而后计算各种温度下该求出的c h1-ch4的入射位置间隔与设计上的c h1-ch4的入射位置间隔(在此为63.6μm)的差值。以下将该计算得到的值称为“ch1-ch4间隔误差”。
图34A显示在环境温度为10℃和50℃情况下感光鼓2030a上的c h1-ch4间隔误差与像高之间的关系。
图34B显示在环境温度为10℃和50℃时感光鼓2030b上的ch1-ch4间隔误差和像高之间的关系。
在温度环境为10℃～50℃的范围内，ch1-ch4间隔误差的最大值为0.31μm。
《对比例5》
对比例5的开口板和柱形透镜之间的距离比上述变形例2的开口板和柱形透镜之间的距离小10mm。
图35A显示在第二扫描透镜2107a的入射面的有效扫描区域内发光部c h1发射的光线的入射位置以及发光部ch4发射的光线的入射位置。据图示可知，在副扫描对应方向上，发光部c h1发射的光线的入射位置的轨迹以及发光部ch4发射的光线的入射位置的轨迹互相分开。
图35B显示在第二扫描透镜2107b的入射面的有效扫描区域内发光部c h1发射的光线的入射位置以及发光部ch4发射的光线的入射位置。据图示可知，在副扫描对应方向上，发光部ch1发射的光线的入射位置的轨迹以及发光部ch4发射的光线的入射位置的轨迹互相分开。
在各第二扫描透镜中，副扫描对应方向上发光部ch1发射的光线的入射位置与发光部ch4发射的光线的入射位置之间的间隔的最大值约为0.08mm。
图36A显示在温度环境为10℃和50℃的情况下感光鼓2030a上的c h1-ch4间隔误差与像高之间的关系。
图36B显示在温度环境为10℃和50℃的情况下感光鼓2030b上的c h1-ch4间隔误差与像高之间的关系。
在温度环境为10℃～50℃的范围内，c h1-ch4间隔误差的最大值为0.73μm。
《对比例6》
对比例6的开口板和柱形透镜之间的距离比上述变形例2的开口板和柱形透镜之间的距离大10mm。
图37A显示在第二扫描透镜2107a的入射面的有效扫描区域内发光部c h1发射的光线的入射位置以及发光部ch4发射的光线的入射位置。据图示可知，在副扫描对应方向上，发光部c h1发射的光线的入射位置的轨迹以及发光部ch4发射的光线的入射位置的轨迹互相分开。
图37B显示在第二扫描透镜2107b的入射面的有效扫描区域内发光部c h1发射的光线的入射位置以及发光部ch4发射的光线的入射位置。据图示可知，在副扫描对应方向上，发光部c h1发射的光线的入射位置的轨迹以及发光部ch4发射的光线的入射位置的轨迹互相分开。
在各第二扫描透镜中，副扫描对应方向上发光部c h1发射的光线的入射位置与发光部ch4发射的光线的入射位置之间的间隔的最大值约为0.08mm。
图38A显示在温度环境为10℃和50℃的情况下感光鼓2030a上的c h1-ch4间隔误差与像高之间的关系。
图38B显示在温度环境为10℃和50℃的情况下感光鼓2030b上的c h1-ch4间隔误差与像高之间的关系。
在温度环境为10℃～50℃的范围内，ch1-ch4间隔误差的最大值为0.72μm。
如上所述，在变形例2中获得的效果与实施方式的效果相同。
《变形例3》
变形例3的特点在于，采用具有八个发光部(ch1～ch8)的光源来取代上述光源，对应1200dp i。八个发光部中的发光部c h1和发光部ch8被设置在副扫描对应方向的两端。此时，设计上发光部c h1发射的光线照射的光点与发光部ch8发射的光线照射的光点在副扫描方向上的间隔(以下称为“c h1-ch8间隔”)为148.4μm。设计环境温度为25℃。
图39A显示在第二扫描透镜2107a的入射面的有效扫描区域内发光部c h1发射的光线的入射位置以及发光部ch8发射的光线的入射位置。发光部c h1发射的光线的入射位置的轨迹以及发光部ch8发射的光线的入射位置的轨迹互相交叉。
图39B显示在第二扫描透镜2107b的入射面的有效扫描区域内发光部c h1发射的光线的入射位置以及发光部ch8发射的光线的入射位置。发光部ch1发射的光线的入射位置的轨迹以及发光部ch8发射的光线的入射位置的轨迹互相交叉。
在各第二扫描透镜中，副扫描对应方向上发光部ch1发射的光线的入射位置与发光部ch8发射的光线的入射位置之间的间隔的最大值约为0.08mm。
其次，改变环境温度，求出不同温度下上述ch1-ch8的入射位置间隔，而后计算各种温度下该求出的c h1-ch8的入射位置间隔与设计上的ch1-ch8的入射位置间隔(在此为148.4μm)的差值。以下将该计算得到的值称为“c h1-ch8间隔误差”。
图40A显示在环境温度为10℃和50℃情况下感光鼓2030a上的c h1-ch8间隔误差与像高之间的关系。
图40B显示在环境温度为10℃和50℃时感光鼓2030b上的c h1-ch8间隔误差和像高之间的关系。
在温度环境为10℃～50℃的范围内，c h1-ch8间隔误差的最大值为0.66μm。
《对比例7》
对比例7的开口板和柱形透镜之间的距离比上述变形例3的开口板和柱形透镜之间的距离小10mm。
图41A显示在第二扫描透镜2107a的入射面的有效扫描区域内发光部c h1发射的光线的入射位置以及发光部ch8发射的光线的入射位置。据图示可知，在副扫描对应方向上，发光部c h1发射的光线的入射位置的轨迹以及发光部ch8发射的光线的入射位置的轨迹互相分开。
图41B显示在第二扫描透镜2107b的入射面的有效扫描区域内发光部ch1发射的光线的入射位置以及发光部ch8发射的光线的入射位置。据图示可知，在副扫描对应方向上，发光部c h1发射的光线的入射位置的轨迹以及发光部ch8发射的光线的入射位置的轨迹互相分开。
在各第二扫描透镜中，副扫描对应方向上发光部c h1发射的光线的入射位置与发光部ch8发射的光线的入射位置之间的间隔的最大值约为0.16mm。
图42A显示在温度环境为10℃和50℃的情况下感光鼓2030a上的c h1-ch8间隔误差与像高之间的关系。
图42B显示在温度环境为10℃和50℃的情况下感光鼓2030b上的c h1-ch8间隔误差与像高之间的关系。
在温度环境为10℃～50℃的范围内，c h1-ch4间隔误差的最大值为1.69μm。
《对比例8》
对比例8的开口板和柱形透镜之间的距离比上述变形例3的开口板和柱形透镜之间的距离大10mm。
图43A显示在第二扫描透镜2107a的入射面的有效扫描区域内发光部ch1发射的光线的入射位置以及发光部ch8发射的光线的入射位置。据图示可知，在副扫描对应方向上，发光部c h1发射的光线的入射位置的轨迹以及发光部ch8发射的光线的入射位置的轨迹互相分开。
图43B显示在第二扫描透镜2107b的入射面的有效扫描区域内发光部c h1发射的光线的入射位置以及发光部ch8发射的光线的入射位置。据图示可知，在副扫描对应方向上，发光部c h1发射的光线的入射位置的轨迹以及发光部ch8发射的光线的入射位置的轨迹互相分开。
在各第二扫描透镜中，副扫描对应方向上发光部c h1发射的光线的入射位置与发光部ch8发射的光线的入射位置之间的间隔的最大值均为0.18mm。
图44A显示在温度环境为10℃和50℃的情况下感光鼓2030a上的ch1-ch8间隔误差与像高之间的关系。
图44B显示在温度环境为10℃和50℃的情况下感光鼓2030b上的c h1-ch8间隔误差与像高之间的关系。
在温度环境为10℃～50℃的范围内，c h1-ch8间隔误差的最大值为1.62μm。
如上所述，在变形例3中获得的效果与实施方式的效果相同。
《变形例4》
变形例4的特点在于，采用具有二十个发光部(c h1～ch20)的光源来取代上述光源，对应1200dp i。二十个发光部中的发光部ch1和发光部ch20被设置在副扫描对应方向的两端。此时，设计上发光部c h1发射的光线照射的光点与发光部ch20发射的光线照射的光点在副扫描方向上的间隔(以下称为“c h1-ch20间隔”)为400.9μm。设计环境温度为25℃。
图45A显示在第二扫描透镜2107a的入射面的有效扫描区域内发光部ch1发射的光线的入射位置以及发光部ch20发射的光线的入射位置。发光部c h1发射的光线的入射位置的轨迹以及发光部ch20发射的光线的入射位置的轨迹互相交叉。
图45B显示在第二扫描透镜2107b的入射面的有效扫描区域内发光部c h1发射的光线的入射位置以及发光部ch20发射的光线的入射位置。发光部c h1发射的光线的入射位置的轨迹以及发光部ch20发射的光线的入射位置的轨迹互相交叉。
在各第二扫描透镜中，副扫描对应方向上发光部cn1发射的光线的入射位置与发光部ch20发射的光线的入射位置之间的间隔的最大值约为0.20mm。
其次，改变环境温度，求出不同温度下上述c h1-ch20的入射位置间隔，而后计算各种温度下该求出的c h1-ch20的入射位置间隔与设计上的c h1-ch20的入射位置间隔(在此为400.9μm)的差值。以下将该计算得到的值称为“c h1-ch20间隔误差”。
图46A显示在环境温度为10℃和50℃情况下感光鼓2030a上的ch1-ch20间隔误差与像高之间的关系。
图46B显示在环境温度为10℃和50℃时感光鼓2030b上的c h1-ch20间隔误差和像高之间的关系。
在温度环境为10℃～50℃的范围内，ch1-ch20间隔误差的最大值为1.75μm。
《对比例9》
对比例9的开口板和柱形透镜之间的距离比上述变形例4的开口板和柱形透镜之间的距离小10mm。
图47A显示在第二扫描透镜2107a的入射面的有效扫描区域内发光部c h1发射的光线的入射位置以及发光部ch20发射的光线的入射位置。据图示可知，在副扫描对应方向上，发光部c h1发射的光线的入射位置的轨迹以及发光部ch20发射的光线的入射位置的轨迹互相分开。
图47B显示在第二扫描透镜2107b的入射面的有效扫描区域内发光部ch1发射的光线的入射位置以及发光部ch20发射的光线的入射位置。据图示可知，在副扫描对应方向上，发光部c h1发射的光线的入射位置的轨迹以及发光部ch20发射的光线的入射位置的轨迹互相分开。
在各第二扫描透镜中，副扫描对应方向上发光部c h1发射的光线的入射位置与发光部ch20发射的光线的入射位置之间的间隔的最大值约为0.46mm。
图48A显示在温度环境为10℃和50℃的情况下感光鼓2030a上的ch1-ch20间隔误差与像高之间的关系。
图48B显示在温度环境为10℃和50℃的情况下感光鼓2030b上的ch1-ch20间隔误差与像高之间的关系。
在温度环境为10℃～50℃的范围内，c h1-ch20间隔误差的最大值为4.60μm。
《对比例10》
对比例10的开口板和柱形透镜之间的距离比上述变形例4的开口板和柱形透镜之间的距离大10mm。
图49A显示在第二扫描透镜2107a的入射面的有效扫描区域内发光部ch1发射的光线的入射位置以及发光部ch20发射的光线的入射位置。据图示可知，在副扫描对应方向上，发光部c h1发射的光线的入射位置的轨迹以及发光部ch20发射的光线的入射位置的轨迹互相分开。
图49B显示在第二扫描透镜2107b的入射面的有效扫描区域内发光部c h1发射的光线的入射位置以及发光部ch20发射的光线的入射位置。据图示可知，在副扫描对应方向上，发光部c h1发射的光线的入射位置的轨迹以及发光部ch20发射的光线的入射位置的轨迹互相分开。
在各第二扫描透镜中，副扫描对应方向上发光部ch1发射的光线的入射位置与发光部ch20发射的光线的入射位置之间的间隔的最大值约为0.48mm。
图50A显示在温度环境为10℃和50℃的情况下感光鼓2030a上的c h1-ch20间隔误差与像高之间的关系。
图50B显示在温度环境为10℃和50℃的情况下感光鼓2030b上的c h1-ch20间隔误差与像高之间的关系。
在温度环境为10℃～50℃的范围内，c h1-ch20间隔误差的最大值为4.32μm。
如上所述，在变形例4中获得的效果与实施方式的效果相同。
在上述实施方式中，第二扫描透镜的射出面是副扫描对应方向上折射能力最大的面，但是，本发明并不受此限制。例如也可以将第二扫描透镜的入射面作为副扫描对应方向上折射能力最大的面。此时，可将第二扫描透镜设置为，在主副正交方向上该第二扫描透镜的入射面位于射向感光鼓的像高0mm的光线上的开口部的共轭点与射向感光鼓的像高164mm的光线上的开口部的共轭点之间。
在上述实施方式中还可以设置第三扫描透镜，该第三副扫描透镜具有副扫描对应方向上的折射能力为最大的面。此时，该第三副扫描透镜被设置为，在其副扫描对应方向上折射能力为最大的面上，光源c h1发射的光线和光源ch40发射的光线通过的副扫描对应方向上的位置互相接近，并且，在主副正交方向上，其副扫描对应方向上折射能力为最大的面位于射向感光鼓的像高0mm的光线上的开口部的共轭点与射向感光鼓的像高164mm的光线上的开口部的共轭点之间。
在上述实施方式中各光源的面发光激光阵列具有40个发光部，但是本发明并不受此限制。
关于光源单元的开口板，还可以用例如下例图51所示开口板组件来取代上述实施方式的开口板。如图51所示的开口板组件包括在副扫描对应方向对光束进行整形的第一开口部件以及在主扫描对应方向上对光束进行整形的第二开口部件。此时，可将该开口板部件设置为第一开口部件的共轭点位于所述实施方式中的开口板的共轭点的位置上。
在上述实施方式的述明中，光束分割部件将从一个光源射出的光束分割成两束光束，且该两束光束被引导到不同的感光鼓上，但是，本发明并不受此限制。
例如图52显示一个采用两个光源的例子，此例中用反射镜反射其中一个光源发射的光束，并将该光束引导到多面镜。
图53显示另一采用两个光源的例子，此例中两个光源被设置为各自发射的光束分别以不同角度入射多面镜。对于类似面发光激光阵列的、具有多个发光部的光源，控制基板较大。为了防止两个光源互相干涉，需要将两个光源分开设置。在这种情况下，如果采用上述实施方式的结构，即便使用树脂制的扫描透镜，也能够减小伴随温度变化而发生的副扫描光线间隔误差变动。
上述实施方式中的第一扫描透镜并不一定需要用树脂透镜。
上述实施方式的光扫描装置中还可以具备成像镜(例如参见JP特许地3337510号公报)。在这种情况下，可以与上述实施方式同样地设定开口部的共轭点相对于具有最大折射能力的树脂扫描透镜(长曲面透镜)的位置。
在上述实施方式中对光扫描装置用于打印机的情况进行了说明，但是，本发明并不受此限制，除了用于打印机以外，本发明的光扫描装置还适用于例如复印机、传真机、或兼有这些设备功能的复合机。
在上述实施方式的说明中采用了具备四个感光鼓的彩色打印机作为图像形成装置，但是，本发明并不受此限制，除此之外，本发明还适用于例如进一步具备辅助色用感光鼓的彩色打印机。

Claims (9)

1.一种光扫描装置，该光扫描装置以多束光沿第一方向同时扫描被扫描面，其特征在于，具备：
光源，具有多个发光部；
光偏转器，用于沿所述第一方向偏转所述光源发射的多束光；
扫描光学系统，用于将经过所述光偏转器偏转后的多束光引导到所述被扫描面上，其中包含第二方向上的折射能力为最大的透镜，该第二方向与所述第一方向正交，
在所述透镜的至少一个光学面中的有效扫描区域上，经过所述光偏转器沿所述第一方向偏转后的多束光各自的入射位置的轨迹互相交错或重叠在一起；和
在所述光源和所述光偏转器之间设有具备开口部的开口部件，
在从所述光源发射并通过所述透镜的长度方向的中心的光上，所述开口部的共轭点位于所述至少一个光学面与所述被扫描面之间。
2.根据权利要求1的光扫描装置，其特征在于，在所述光源发射并通过所述透镜的长度方向端部的光上，所述开口部的共轭点位于所述至少一个光学面与所述光偏转器之间。
3.根据权利要求1的光扫描装置，其特征在于，所述透镜中的至少一个光学面为所述第二方向上的折射能力最大的面。
4.根据权利要求1的光扫描装置，其特征在于，
在所述光源和所述光偏转器之间设有光束分割部件，用于将所述光源发射的多束光构成的光束分割为第一光束和第二光束，
在所述光源与所述光偏转器之间，所述第一光束的光路长度和所述第二光束的光路长度不同。
5.根据权利要求4的光扫描装置，其特征在于，所述扫描光学系统将所述第一光束和所述第二光束分别引导到不同的所述被扫描面上。
6.根据权利要求4的光扫描装置，其特征在于，在所述光源和所述光束分割部件之间设有具备开口部的开口部件。
7.根据权利要求4所述的光扫描装置，其特征在于，
所述扫描光学系统包含第一光学系统和第二光学系统，所述第一光束通过该第一光学系统，所述第二光束通过该第二光学系统，
所述第一光学系统和所述第二光学系统采用相同的扫描透镜。
8.根据权利要求1的光扫描装置，其特征在于，所述光源采用面发光激光阵列。
9.一种图像形成装置，该图像形成装置具备对像载置体进行光扫描的光扫描装置，其特征在于，所述光扫描装置为权利要求1～8中任意一项所述的光扫描装置。
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