CN110850589B - 光学扫描装置和图像形成装置 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及光学扫描装置和图像形成装置。光学扫描装置包括：第一偏转单元和第二偏转单元，以及将由第一偏转单元和第二偏转单元偏转的第一光束和第二光束引导到第一扫描表面和第二扫描表面的第一成像光学系统和第二成像光学系统。第一成像光学系统和第二成像光学系统包括在副扫描截面中具有最大折光力的第一成像元件和第二成像元件。光路上第一偏转单元和第一成像元件之间的距离短于光路上第二偏转单元和第二成像元件之间的距离。光学扫描装置满足：
Figure DDA0002167244800000011
其中N1、d1、φ1和φ11是第一成像元件的折射率、光轴上的厚度、副扫描截面中的折光力以及入射表面的副扫描截面中的折光力，并且N2、d2、φ2和φ21是第二成像元件的等同物。

Description

光学扫描装置和图像形成装置
技术领域
本发明涉及一种光学扫描装置，该光学扫描装置尤其适于诸如激光射束打印机(LBP)、数字复印机和多功能打印机(MFP)之类的图像形成装置。
背景技术
近年来，为了实现彩色图像形成装置的尺寸减小，开发了小型光学扫描装置。
但是，光学扫描装置的这种尺寸减小导致光学扫描装置内部的空间减小，从而使得在光学扫描装置中布置光学元件以便避免彼此干扰复杂化。
日本专利申请公开No.2010-072049公开了一种光学扫描装置，其中成像光学元件的布局在多个成像光学系统之间被设定为不同，以避免光学元件之间的干扰。
但是，在日本专利申请公开No.2010-072049中公开的光学扫描装置中，副扫描截面(section)中的倍率在多个成像光学系统之间由于成像光学元件的布局不同而变化。
为此，成像光学系统在引导的光束的取用效率(光利用效率)方面彼此不同。因此，在照射与成像光学系统对应的扫描表面的照射光射束之间可能发生光量差异。
鉴于这种情况，本发明的一个目的是提供一种光学扫描装置，该光学扫描装置能够实现尺寸的减小，同时减少可能在扫描表面之间发生的光量差异。
发明内容
根据本发明的光学扫描装置包括：第一偏转单元和第二偏转单元，被配置为通过分别偏转第一光束和第二光束而在主扫描方向上扫描第一扫描表面和第二扫描表面；以及第一成像光学系统和第二成像光学系统，被配置为将由第一偏转单元和第二偏转单元偏转的第一光束和第二光束分别引导到第一扫描表面和第二扫描表面。第一成像光学系统和第二成像光学系统分别包括第一成像元件和第二成像元件，每个成像元件在第一成像光学系统和第二成像光学系统中的对应一个中在包括光轴的副扫描截面中具有最大的折光力。光路上从第一偏转单元到第一成像元件的距离短于光路上从第二偏转单元到第二成像元件的距离。而且，光学扫描装置满足如下定义的条件
Figure BDA0002167244780000021
其中N1、d1、φ1和φ11表示第一成像元件的折射率、光轴上的厚度、副扫描截面中的折光力以及入射表面的副扫描截面中的折光力，并且N2、d2、φ2和φ21表示第二成像元件的折射率、光轴上的厚度、副扫描截面中的折光力以及入射表面的副扫描截面中的折光力。
根据参考附图对示例性实施例的以下描述，本发明的其它特征将变得清楚。
附图说明
图1A是根据第一实施例的光学扫描装置的一部分的主扫描截面中的展开图。
图1B是根据第一实施例的光学扫描装置的一部分的另一个主扫描截面中的展开图。
图1C是根据第一实施例的光学扫描装置中包括的成像光学系统的副扫描截面中的展开图。
图2是示出根据第一实施例的光学扫描装置中包括的第二fθ透镜的主平面位置的视图。
图3是根据第二实施例的光学扫描装置中包括的成像光学系统的副扫描截面中的展开图。
图4是根据第三实施例的光学扫描装置中包括的成像光学系统的副扫描截面中的展开图。
图5是根据第四实施例的光学扫描装置中包括的成像光学系统的副扫描截面中的展开图。
图6A是根据第五实施例的光学扫描装置的一部分的主扫描截面中的展开图。
图6B是根据第五实施例的光学扫描装置的一部分的主扫描截面中的另一个展开图。
图6C是根据第五实施例的光学扫描装置中包括的成像光学系统的副扫描截面中的展开图。
图7是示出根据第五实施例的光学扫描装置中包括的相应fθ透镜的主平面位置的视图。
图8A是根据第六实施例的光学扫描装置的主扫描截面中的展开图。
图8B是根据第六实施例的光学扫描装置中包括的入射光学系统的副扫描截面中的展开图。
图8C是根据第六实施例的光学扫描装置中包括的另一个入射光学系统的副扫描截面中的展开图。
图8D是根据第六实施例的光学扫描装置中包括的成像光学系统的副扫描截面中的展开图。
图9是根据第六实施例的光学扫描装置中包括的成像光学系统的副扫描截面图。
图10A是示出根据第六实施例的光学扫描装置中包括的相应成像光学系统的偏倍率(partial magnification)的曲线图。
图10B是示出利用根据第六实施例的光学扫描装置在相应扫描表面上的照射位置的位移的曲线图。
图11是示出根据实施例的彩色图像形成装置的主要部分的副扫描截面图。
具体实施方式
下面将参考附图详细描述根据本发明的实施例的光学扫描装置。要注意的是，下面示出的附图可以按照与实际比例不同的尺寸示出，以促进对实施例的理解。
在以下描述中，主扫描方向是垂直于偏转单元的旋转轴和光学系统的光轴的方向。副扫描方向是平行于偏转单元的旋转轴的方向。主扫描截面是垂直于副扫描方向的横截面。副扫描截面是垂直于主扫描方向的横截面。
因此，应该注意的是，在以下描述中，入射光学系统中的主扫描方向和副扫描截面与成像光学系统中的主扫描方向和副扫描截面是不同的。
[第一实施例]
图1A和图1B分别示出了根据第一实施例的光学扫描装置10的一部分的主扫描截面中的展开图。图1C示出了根据第一实施例的光学扫描装置10中包括的成像光学系统(扫描光学系统)的副扫描截面中的展开图。
这个实施例的光学扫描装置10包括第一光源101和第二光源201、第一准直透镜102和第二准直透镜202、第一柱面透镜103和第二柱面透镜203以及第一孔径光阑104和第二孔径光阑204。
而且，这个实施例的光学扫描装置10包括第一偏转单元1和第二偏转单元2、第一fθ透镜106和206(第五成像元件和第六成像元件)以及第二fθ透镜107和207(第一成像元件和第二成像元件)。
在这里，在每条光路上，第一fθ透镜106位于第一偏转单元1和第二fθ透镜107之间，并且第一fθ透镜206位于第二偏转单元2和第二fθ透镜207之间。
半导体激光器等被用于第一光源101和第二光源201中的每一个。
第一准直透镜102和第二准直透镜202将从第一光源101和第二光源201出射的光束LA和LB(第一光束和第二光束)转换成平行光束。在这里，平行光束不仅包括严格平行的光束，而且还包括基本上平行的光束，诸如弱发散光束和弱会聚光束。
第一柱面透镜103和第二柱面透镜203中的每一个在副扫描截面中具有有限的光焦度(折光力)。通过第一准直透镜102和第二准直透镜202的光束LA和LB利用第一柱面透镜103和第二柱面透镜203在副扫描方向上聚集。
第一孔径光阑104和第二孔径光阑204控制通过第一柱面透镜103和第二柱面透镜203的光束LA和LB的光束直径。
因此，从第一光源101和第二光源201出射的光束LA和LB仅分别在第一偏转单元1的偏转表面105附近和在第二偏转单元2的偏转表面205附近在副扫描方向上聚集，并形成为每个都是在主扫描方向上长的线性图像。
第一偏转单元1和第二偏转单元2各自通过未示出的驱动单元(诸如马达)在图1A或图1B中的箭头A的方向上旋转，从而分别偏转入射在第一偏转单元1和第二偏转单元2上的光束LA和LB。在这里，第一偏转单元1和第二偏转单元2均由例如多面镜形成。
第一fθ透镜106和第二fθ透镜107中的每一个是在主扫描截面中和在副扫描截面中具有不同光焦度的变形成像透镜，其被配置为将由第一偏转单元1的偏转表面105偏转的光束LA聚集(引导)到第一扫描表面108上。
第一fθ透镜206和第二fθ透镜207中的每一个是在主扫描截面中和在副扫描截面中具有不同光焦度的变形成像透镜，其被配置为将由第二偏转单元2的偏转表面205偏转的光束LB聚集(引导)到第二扫描表面208上。
在这个实施例的光学扫描装置10中，第一入射光学系统75a由第一准直透镜102、第一柱面透镜103和第一孔径光阑104形成。而且，第二入射光学系统75b是由第二准直透镜202、第二柱面透镜203和第二孔径光阑204形成。
同时，在这个实施例的光学扫描装置10中，第一成像光学系统85a由第一fθ透镜106和第二fθ透镜107形成。而且，第二成像光学系统85b由第一fθ透镜206和第二fθ透镜207形成。
在这里，第二fθ透镜107和207中的每一个在副扫描截面(包括光轴)中的折光力大于第一fθ透镜106和206中的对应一个在副扫描截面(包括光轴)中的折光力，或者换句话说，是第一成像光学系统85a和第二成像光学系统85b中的每一个中最大的。
从第一光源101的发光点发射的光束LA被第一准直透镜102转换成平行光束。
然后，经转换的光束LA通过第一柱面透镜103在副扫描方向上聚集，穿过第一孔径光阑104，并入射在第一偏转单元1的偏转表面105上。
从第一光源101发射并入射在第一偏转单元1的偏转表面105上的光束LA经受由第一偏转单元1进行的偏转扫描，并且然后由第一成像光学系统85a聚集在第一扫描表面108上，从而以均匀的速度扫描第一扫描表面108。
从第二光源201的发光点发射的光束LB被第二准直透镜202转换成平行光束。
然后，经转换的光束LB通过第二柱面透镜203在副扫描方向上聚集，穿过第二孔径光阑204，并入射在第二偏转单元2的偏转表面205上。
从第二光源201发射并入射在第二偏转单元2的偏转表面205上的光束LB经受由第二偏转单元2进行的偏转扫描，并且然后通过第二成像光学系统85b聚集在第二扫描表面208上，从而以均匀的速度扫描第二扫描表面208。
在这个实施例的光学扫描装置10中，光束LA和LB在副扫描截面中垂直入射在第一偏转单元1和第二偏转单元2的偏转表面105和205上。但是，本发明不限于上述内容，并且光束LA和LB能够以特定角度入射。
在这里，第一偏转单元1和第二偏转单元2在图1A和图1B中的方向A上旋转。因而，经受偏转扫描的光束LA和LB在图1A和图1B中的方向B上扫描第一扫描表面108和第二扫描表面208。
同时，附图标记C0和D0表示第一偏转单元1和第二偏转单元2的偏转表面105和205上相对于轴向光束的主射线的偏转点(轴向偏转点)。同时，偏转点C0和D0用作第一成像光学系统85a和第二成像光学系统85b的参考点。
要注意的是，在这个实施例中，第一感光鼓108和第二感光鼓208用作第一扫描表面108和第二扫描表面208。
同时，通过在每次主扫描曝光期间在副扫描方向上旋转第一感光鼓108和第二感光鼓208，在第一感光鼓108和第二感光鼓208上形成在副扫描方向上的曝光分布。
接下来，将在下面的表1至表3中列出这个实施例的光学扫描装置10的第一入射光学系统75a和第二入射光学系统75b以及第一成像光学系统85a和第二成像光学系统85b的特点。
Figure BDA0002167244780000081
Figure BDA0002167244780000091
Figure BDA0002167244780000101
Figure BDA0002167244780000111
Figure BDA0002167244780000121
Figure BDA0002167244780000131
Figure BDA0002167244780000141
要注意的是，在表1至表3中，在每个透镜表面与光轴的交点被确定为原点的情况下，光轴的方向、在主扫描截面中与光轴正交的轴以及在副扫描截面中与光轴正交的轴分别被定义为x轴、y轴和z轴。此外，在表2和表3中，表述“E-x”意指“×10-x”。
这个实施例的光学扫描装置10的第一fθ透镜106和206以及第二fθ透镜107和207的每个透镜表面在主扫描截面中的非球面形状(子午(meridional)形状)由以下表达式(1)定义：
Figure BDA0002167244780000151
其中R是曲率半径，k是偏心率，并且Bi(i＝4、6、8、10、12)是非球面系数。在这里，如果系数Bi关于y在正侧和负侧变化，那么将下标(index)u加到正侧的系数(即，Biu)，而将下标l加到负侧的系数(即，Bil)。
同时，第一fθ透镜106和206以及第二fθ透镜107和207的每个透镜表面在副扫描截面中的非球面形状(弧矢(sagittal)形状)由以下表达式(2)定义：
Figure BDA0002167244780000152
其中Mjk(j＝0到12，并且k＝1)是非球面系数。
同时，副扫描截面中的曲率半径r'根据透镜表面的y坐标连续变化，如以下表达式(3)中所定义的：
Figure BDA0002167244780000153
其中r是光轴上的曲率半径，并且Ej(j＝1到10)是变化的系数。
接下来，将描述这个实施例的光学扫描装置10的效果。
图2示出了这个实施例的光学扫描装置10中包括的第二fθ透镜107和207的主平面位置。
如图2所示，第二fθ透镜107和207分别包括像侧主平面150和250。
而且，像侧主平面150和250分别位于距第二fθ透镜107和207的出射表面上的轴向射线通过的位置距离ok1和ok2处。
同时，像侧主平面150位于距像侧主平面250距离H处。
在这里，假设第二fθ透镜107的折射率、中心厚度(透镜厚度或光轴上的厚度)和折光力分别被定义为N1、d1和φ1，并且第二fθ透镜107的入射表面的折光力被定义为φ11，则距离ok1从以下表达式(4)获得：
Figure BDA0002167244780000161
同样，假设第二fθ透镜207的折射率、中心厚度和折光力分别被定义为N2、d2和φ2，并且第二fθ透镜207的入射表面的折光力被定义为φ21，则距离ok2从以下表达式(5)获得：
Figure BDA0002167244780000162
在这个实施例的光学扫描装置10中，ok1和ok2的值分别为-0.497mm和-1.987mm。
因而，这个实施例的光学扫描装置10满足定义为ok2<ok1的条件。
因此，即使光路上从偏转点C0到第二fθ透镜107的入射表面的距离不同于光路上从偏转点D0到第二fθ透镜207的入射表面的距离，也可以使像侧主平面150和250彼此靠近(换句话说，减小距离H或减小光路上从偏转点C0到像侧主平面150的距离与光路上从偏转点D0到像侧主平面250的距离之间的差异)。
而且，为了减小装置的尺寸，优选地使折射率与中心厚度的比率在第二fθ透镜107和207之间相等。
因而，更优选的是，这个实施例的光学扫描装置10满足以下表达式(6)：
Figure BDA0002167244780000171
在这个实施例的光学扫描装置10中，φ11和φ1的值分别为0.0052和0.0242，而φ21和φ2的值分别为0.0210和0.0242。因此，满足表达式(6)。
因此，在这个实施例的光学扫描装置10中，第一成像光学系统85a和第二成像光学系统85b的副扫描方向上的倍率都可以调节到-1.0，并且它们之间的差异基本上等于0。
因此，通过减小第一成像光学系统85a和第二成像光学系统85b之间的副扫描倍率的差异，可以减小第一成像光学系统85a和第二成像光学系统85b的Fno值之间的差异。
以这种方式，可以减小分别照射第一扫描表面108和第二扫描表面208的照射光射束之间的光量差异。
同时，当第二fθ透镜107的入射表面和出射表面在包括光轴的副扫描截面中的曲率半径分别被定义为R11和R12时，|R11|和|R12|的值在这个实施例的光学扫描装置10中为100和27.25。
同时，当第二fθ透镜207的入射表面和出射表面在包括光轴的副扫描截面中的曲率半径分别被定义为R21和R22时，|R21|和|R22|的值在这个实施例的光学扫描装置10中为25和152.47。
这个实施例的光学扫描装置10满足|R11|>|R12|和|R21|<|R22|的关系，其表示用于增加第二fθ透镜107和207之间的距离的期望配置，或者换句话说，用于将第二fθ透镜107和207彼此远离地定位的期望配置。
因此，在这个实施例的光学扫描装置10中，如上所述地配置第二fθ透镜107和207。因而，可以提供尺寸小的光学扫描装置，同时减小第一扫描表面108和第二扫描表面208之间(即，颜色之间)的光量差异。
[第二实施例]
图3示出了根据第二实施例的光学扫描装置中包括的第一成像光学系统85a和第二成像光学系统85b的副扫描截面中的展开图。
要注意的是，除了使用第一fθ透镜306和406以及第二fθ透镜307和407代替第一fθ透镜106和206以及第二fθ透镜107和207之外，这个实施例的光学扫描装置具有与根据第一实施例的光学扫描装置10相同的配置。为此，相同的部件将用相同的附图标记表示，并且将省略其解释。
将在下面的表4和表5中列出这个实施例的光学扫描装置的第一fθ透镜306和406以及第二fθ透镜307和407的特点。
Figure BDA0002167244780000191
Figure BDA0002167244780000201
Figure BDA0002167244780000211
Figure BDA0002167244780000221
Figure BDA0002167244780000231
要注意的是，在表4和表5中，在每个透镜表面和光轴的交点被确定为原点的情况下，光轴的方向、在主扫描截面中与光轴正交的轴以及在副扫描截面中与光轴正交的轴分别被定义为x轴、y轴和z轴。此外，在表4和表5中，表述“E-x”意指“×10-x”。
这个实施例的光学扫描装置的第一fθ透镜306和406以及第二fθ透镜307和407的每个透镜表面的主扫描截面中的非球面形状(子午形状)由上述表达式(1)定义。
同时，第一fθ透镜306和406以及第二fθ透镜307和407的每个透镜表面的副扫描截面中的非球面形状(弧矢形状)由上述表达式(2)定义。
同时，副扫描截面中的曲率半径r'根据透镜表面的y坐标连续变化，如上述表达式(3)中定义的。
在这个实施例的光学扫描装置中，根据上述表达式(4)和(5)，ok1和ok2的值分别为0.498mm和-2.767mm。
因而，这个实施例的光学扫描装置满足ok2<ok1。
因此，即使当光路上从偏转点C0到第二fθ透镜307的入射表面的距离不同于光路上从偏转点D0到第二fθ透镜407的入射表面的距离时，也可以使像侧主平面150和250彼此靠近(换句话说，减小光路上从偏转点C0到像侧主平面150的距离与光路上从偏转点D0到像侧主平面250的距离之间的差异)。
同时，在这个实施例的光学扫描装置中，φ11和φ1的值分别为-0.0052和0.0242，而φ21和φ2的值分别为0.0291和0.0242。因此，满足表达式(6)。
因此，在这个实施例的光学扫描装置中，第一成像光学系统85a和第二成像光学系统85b的副扫描方向上的倍率都可以调节到-1.0，并且它们之间的差异基本上等于0。
因此，通过减小第一成像光学系统85a和第二成像光学系统85b之间的副扫描倍率的差异，可以减小第一成像光学系统85a和第二成像光学系统85b的Fno值之间的差异。
以这种方式，可以减小分别照射第一扫描表面108和第二扫描表面208的照射光射束之间的光量差异。
同时，在这个实施例的光学扫描装置中，第二fθ透镜307的入射表面和出射表面在包括光轴的副扫描截面中的曲率半径的绝对值|R11|和|R12|分别为100和18.04。
同时，第二fθ透镜407的入射表面和出射表面在包括光轴的副扫描截面中的曲率半径的绝对值|R21|和|R22|分别为18和98.83。
这个实施例的光学扫描装置满足|R11|>|R12|和|R21|<|R22|的关系，其表示用于增加第二fθ透镜307和407之间的距离的期望配置，或者换句话说，用于将第二fθ透镜307和407彼此远离地定位的期望配置。
因此，在这个实施例的光学扫描装置中，如上所述地配置第二fθ透镜307和407。因而，可以提供尺寸小的光学扫描装置，同时减小第一扫描表面108和第二扫描表面208之间(即，颜色之间)的光量差异。
[第三实施例]
图4示出了根据第三实施例的光学扫描装置中包括的第一成像光学系统85a和第二成像光学系统85b的副扫描截面中的展开图。
要注意的是，除了使用第一fθ透镜506和606以及第二fθ透镜507和607代替第一fθ透镜106和206以及第二fθ透镜107和207之外，这个实施例的光学扫描装置具有与根据第一实施例的光学扫描装置10相同的配置。为此，相同的部件将用相同的附图标记表示，并且将省略其解释。
将在下面的表6和表7中列出这个实施例的光学扫描装置的第一fθ透镜506和606以及第二fθ透镜507和607的特点。
Figure BDA0002167244780000261
Figure BDA0002167244780000271
Figure BDA0002167244780000281
Figure BDA0002167244780000291
Figure BDA0002167244780000301
要注意的是，在表6和表7中，在每个透镜表面和光轴的交点被确定为原点的情况下，光轴的方向、在主扫描截面中与光轴正交的轴以及在副扫描截面中与光轴正交的轴分别被定义为x轴、y轴和z轴。此外，在表6和表7中，表述“E-x”意指“×10-x”。
这个实施例的光学扫描装置的第一fθ透镜506和606以及第二fθ透镜507和607的每个透镜表面的主扫描截面中的非球面形状(子午形状)由上述表达式(1)定义。
同时，第一fθ透镜506和606以及第二fθ透镜507和607的每个透镜表面的副扫描截面中的非球面形状(弧矢形状)由上述表达式(2)定义。
同时，副扫描截面中的曲率半径r'根据透镜表面的y坐标连续变化，如上述表达式(3)中定义的。
在这个实施例的光学扫描装置中，根据上述表达式(4)和(5)，ok1和ok2的值分别为1.430mm和0.498mm。
因而，这个实施例的光学扫描装置满足ok2<ok1。
因此，即使当光路上从偏转点C0到第二fθ透镜507的入射表面的距离不同于光路上从偏转点D0到第二fθ透镜607的入射表面的距离时，也可以使像侧主平面150和250彼此靠近(换句话说，减小光路上从偏转点C0到像侧主平面150的距离与光路上从偏转点D0到像侧主平面250的距离之间的差异)。
同时，在这个实施例的光学扫描装置中，φ11和φ1的值分别为-0.0150和0.0240，而φ21和φ2的值分别为-0.0052和0.0242。因此，满足表达式(6)。
因此，在这个实施例的光学扫描装置中，第一成像光学系统85a和第二成像光学系统85b的副扫描方向上的倍率都可以调节到-1.0，并且它们之间的差异基本上等于0。
因此，通过减小第一成像光学系统85a和第二成像光学系统85b之间的副扫描倍率的差异，可以减小第一成像光学系统85a和第二成像光学系统85b的Fno值之间的差异。
以这种方式，可以减小分别照射第一扫描表面108和第二扫描表面208的照射光射束之间的光量差异。
因此，在这个实施例的光学扫描装置中，如上所述地配置第二fθ透镜507和607。因而，可以提供尺寸小的光学扫描装置，同时减小第一扫描表面108和第二扫描表面208之间(即，颜色之间)的光量差异。
[第四实施例]
图5示出了根据第三实施例的光学扫描装置中包括的第一成像光学系统85a和第二成像光学系统85b的副扫描截面中的展开图。
要注意的是，除了使用第一fθ透镜706和806以及第二fθ透镜707和807代替第一fθ透镜106和206以及第二fθ透镜107和207之外，这个实施例的光学扫描装置具有与根据第一实施例的光学扫描装置10相同的配置。为此，相同的部件将用相同的附图标记表示，并且将省略其解释。
将在下面的表8和表9中列出这个实施例的光学扫描装置的第一fθ透镜706和806以及第二fθ透镜707和807的特点。
Figure BDA0002167244780000331
Figure BDA0002167244780000341
Figure BDA0002167244780000351
Figure BDA0002167244780000361
Figure BDA0002167244780000371
要注意的是，在表8和表9中，在每个透镜表面和光轴的交点被确定为原点的情况下，光轴的方向、在主扫描截面中与光轴正交的轴以及在副扫描截面中与光轴正交的轴分别被定义为x轴、y轴和z轴。此外，在表8和表9中，表述“E-x”意指“×10-x”。
这个实施例的光学扫描装置的第一fθ透镜706和806以及第二fθ透镜707和807的每个透镜表面的主扫描截面中的非球面形状(子午形状)由上述表达式(1)定义。
同时，第一fθ透镜706和806以及第二fθ透镜707和807的每个透镜表面的副扫描截面中的非球面形状(弧矢形状)由上述表达式(2)定义。
同时，副扫描截面中的曲率半径r'根据透镜表面的y坐标连续变化，如上述表达式(3)中定义的。
在这个实施例的光学扫描装置中，根据上述表达式(4)和(5)，ok1和ok2的值分别为-2.767mm和-3.824mm。
因而，这个实施例的光学扫描装置满足ok2<ok1。
因此，即使当光路上从偏转点C0到第二fθ透镜707的入射表面的距离不同于光路上从偏转点D0到第二fθ透镜807的入射表面的距离时，也可以使像侧主平面150和250彼此靠近(换句话说，减小光路上从偏转点C0到像侧主平面150的距离与光路上从偏转点D0到像侧主平面250的距离之间的差异)。
同时，在这个实施例的光学扫描装置中，φ11和φ1的值分别为0.0291和0.0242，而φ21和φ2的值分别为0.0403和0.0242。因此，满足表达式(6)。
因此，在这个实施例的光学扫描装置中，第一成像光学系统85a和第二成像光学系统85b的副扫描方向上的倍率都可以调节到-1.0，并且它们之间的差异基本上等于0。
因此，通过减小第一成像光学系统85a和第二成像光学系统85b之间的副扫描倍率的差异，可以减小第一成像光学系统85a和第二成像光学系统85b的Fno值之间的差异。
以这种方式，可以减小分别照射第一扫描表面108和第二扫描表面208的照射光射束之间的光量差异。
因此，在这个实施例的光学扫描装置中，如上所述地配置第二fθ透镜707和807。因而，可以提供尺寸小的光学扫描装置，同时减小第一扫描表面108和第二扫描表面208之间(即，颜色之间)的光量差异。
[第五实施例]
图6A和图6B分别示出了根据第五实施例的光学扫描装置50的一部分的主扫描截面中的展开图。图6C示出了根据第五实施例的光学扫描装置50中包括的成像光学系统的副扫描截面中的展开图。
这个实施例的光学扫描装置50包括第一光源901和第二光源1001、第一准直透镜902和第二准直透镜1002、第一柱面透镜903和第二柱面透镜1003以及第一孔径光阑904和第二孔径光阑1004。
而且，这个实施例的光学扫描装置50包括偏转单元11、第一fθ透镜906和1006(第五成像元件和第六成像元件)以及第二fθ透镜907和1007(第一成像元件和第二成像元件)。
半导体激光器等被用于第一光源901和第二光源1001中的每一个。
第一准直透镜902和第二准直透镜1002将从第一光源901和第二光源1001发射的光束LA和LB(第一光束和第二光束)转换成平行光束。在这里，平行光束不仅包括严格平行的光束，还包括基本上平行的光束，诸如弱发散光束和弱会聚光束。
第一柱面透镜903和第二柱面透镜1003中的每一个在副扫描截面中具有有限的光焦度(折光力)。通过第一准直透镜902和第二准直透镜1002的光束LA和LB通过第一柱面透镜903和第二柱面透镜1003在副扫描方向上聚集。
第一孔径光阑904和第二孔径光阑1004控制通过第一柱面透镜903和第二柱面透镜1003的光束LA和LB的光束直径。
因此，从第一光源901和第二光源1001发射的光束LA和LB仅在偏转单元11的偏转表面905附近在副扫描方向上聚集，并且形成为每个都在主扫描方向上长的线性图像。
偏转单元11通过未示出的驱动单元(诸如马达)在图6A和图6B中的箭头A的方向上旋转，从而偏转入射在偏转单元11上的光束。在这里，偏转单元11例如由多面镜形成。
第一fθ透镜906和第二fθ透镜907中的每一个是在主扫描截面中和在副扫描截面中具有不同光焦度的变形成像透镜，其被配置为将由偏转单元11的偏转表面905偏转的光束LA聚集(引导)到第一扫描表面908上。
第一fθ透镜1006和第二fθ透镜1007中的每一个是在主扫描截面中和在副扫描截面中具有不同光焦度的变形成像透镜，其被配置为将由偏转单元11的偏转表面905偏转的光束LB聚集(引导)到第二扫描表面1008上。
要注意的是，第一fθ透镜906和1006中的每一个的出射表面是弧矢倾斜可变表面，在该弧矢倾斜可变表面上，弧矢倾斜量在主扫描方向上变化。
在该实施例的光学扫描装置50中，第一入射光学系统75a由第一准直透镜902、第一柱面透镜903和第一孔径光阑904形成。另外，第二入射光学系统75b由第二准直透镜1002，第二柱面透镜1003和第二孔径光阑1004形成。
同时，在这个实施例的光学扫描装置50中，第一成像光学系统85a由第一fθ透镜906和第二fθ透镜907形成。而且，第二成像光学系统85b由第一fθ透镜1006和第二fθ透镜1007形成。
在这个实施例的光学扫描装置50中，副扫描截面中的第一入射光学系统75a和第二入射光学系统75b的光轴分别相对于主扫描截面形成+3.0度和-3.0度的角度。
从第一光源901的发光点发射的光束LA被第一准直透镜902转换成平行光束。
然后，经转换的光束LA通过第一柱面透镜903在副扫描方向上聚集，穿过第一孔径光阑904，并从副扫描方向上的上侧倾斜地入射在偏转单元11的偏转表面905上。
从第一光源901发射并入射在偏转单元11的偏转表面905上的光束LA经受由偏转单元11进行的偏转扫描，并且然后由第一成像光学系统85a聚集在第一扫描表面908上，因此以均匀的速度扫描第一扫描表面908。
从第二光源1001的发光点发射的光束LB被第二准直透镜1002转换成平行光束。
然后，经转换的光束LB通过第二柱面透镜1003在副扫描方向上聚集，穿过第二孔径光阑1004，并从副扫描方向上的下侧倾斜地入射在偏转单元11的偏转表面1005上。
从第二光源1001发射并入射在偏转单元11的偏转表面1005上的光束LB经受由偏转单元11进行的偏转扫描，并且然后由第二成像光学系统85b聚集在第二扫描表面1008上，因此以均匀的速度扫描第二扫描表面1008。
在这里，偏转单元11在图6A和图6B中的方向A上旋转。因而，经受偏转扫描的光束LA和LB在图6A和图6B中的方向B上扫描第一扫描表面908和第二扫描表面1008。
同时，附图标记E0表示偏转单元11的偏转表面905上相对于轴向光束的主射线的偏转点(轴向偏转点)。就副扫描方向而言，从第一光源901和第二光源1001发射的光束LA和LB在偏转点E0处彼此交叉。同时，偏转点E0用作第一成像光学系统85a和第二成像光学系统85b的参考点。
要注意的是，在这个实施例中，第一感光鼓908和第二感光鼓1008用作第一扫描表面908和第二扫描表面1008。
同时，通过在每次主扫描曝光期间在副扫描方向上旋转第一感光鼓908和第二感光鼓1008，在第一感光鼓908和第二感光鼓1008上形成在副扫描方向上的曝光分布。
接下来，将在下面的表10至表12中列出该实施例的光学扫描装置50的第一入射光学系统75a和第二入射光学系统75b以及第一成像光学系统85a和第二成像光学系统85b的特点。
Figure BDA0002167244780000431
Figure BDA0002167244780000441
Figure BDA0002167244780000451
Figure BDA0002167244780000461
Figure BDA0002167244780000471
Figure BDA0002167244780000481
Figure BDA0002167244780000491
要注意的是，在表10至表12中，在每个透镜表面和光轴的交点被确定为原点的情况下，光轴的方向、在主扫描截面中与光轴正交的轴以及在副扫描截面中与光轴正交的轴分别被定义为x轴、y轴和z轴。此外，在表11和表12中，表述“E-x”意指“×10-x”。
这个实施例的光学扫描装置50的第一fθ透镜906和1006以及第二fθ透镜907和1007的每个透镜表面的主扫描截面中的非球面形状(子午形状)由上述表达式(1)定义。
同时，第一fθ透镜906和1006以及第二fθ透镜907和1007的每个透镜表面的副扫描截面中的非球面形状(弧矢形状)由上述表达式(2)定义。
要注意的是，这个实施例中的弧矢倾斜量与值M01对应。因而，弧矢倾斜表面与M01的值不等于0的表面对应，并且弧矢倾斜可变表面与值Mj1(j＝1至12)中的至少一个不等于0的表面对应。
同时，副扫描截面中的曲率半径r'根据透镜表面的y坐标连续变化，如上述表达式(3)中定义的。
图7分别示出了这个实施例的光学扫描装置50中包括的第一成像光学系统85a和第二成像光学系统85b中位于最靠近偏转单元11处的第一fθ透镜906和1006以及在副扫描截面(包括光轴)中具有最强折光力的第二fθ透镜907和1007的主平面位置。
如图7所示，第二fθ透镜907和1007分别包括像侧主平面950和1050。
而且，像侧主平面950和1050分别位于距第二fθ透镜907和1007的出射表面上的轴向射线通过的位置距离ok1和ok2处。
在这个实施例的光学扫描装置50中，根据上述表达式(4)和(5)，ok1和ok2的值分别为-0.797mm和-2.242mm。
因而，这个实施例的光学扫描装置50满足ok2<ok1。
因此，即使当光路上从偏转点E0到第二fθ透镜907的入射表面的距离不同于光路上从偏转点E0到第二fθ透镜1007的入射表面的距离时，也可以使像侧主平面950和1050彼此靠近(换句话说，减小光路上从偏转点E0到像侧主平面950的距离与光路上从偏转点E0到像侧主平面1050的距离之间的差异)。
同时，在这个实施例的光学扫描装置50中，φ11和φ1的值分别为0.0087和0.0250，而φ21和φ2的值分别为0.0234和0.0239。因此，满足表达式(6)。
同时，这个实施例的光学扫描装置50的第一成像光学系统85a和第二成像光学系统85b分别包括像侧主平面951和1051。
而且，为了减小第一成像光学系统85a和第二成像光学系统85b之间的副扫描倍率的差异，这个实施例的光学扫描装置50的第一fθ透镜906和1006在副扫描截面(包括光轴)中也具有折光力。
在这个实施例的光学扫描装置50中，第二fθ透镜907位于比第二fθ透镜1007更靠近偏转单元11处。
因而，为了使第一成像光学系统85a和第二成像光学系统85b的像侧主平面951和1051彼此靠近，有必要将第一fθ透镜906的折光力设定成低于第一fθ透镜1006的折光力。
在这里，假设第一fθ透镜906的折光力是φ5并且第一fθ透镜1006的折光力是φ6，则这个实施例的光学扫描装置50产生φ5＝0.0021和φ6＝0.0211。
换句话说，第一fθ透镜906的折光力φ5低于第一fθ透镜1006的折光力φ6。
因此，在这个实施例的光学扫描装置50中，第一成像光学系统85a和第二成像光学系统85b的副扫描方向上的倍率都可以调节到-1.0，并且它们之间的差异基本上等于0。
因此，通过减小第一成像光学系统85a和第二成像光学系统85b之间的副扫描倍率的差异，可以减小第一成像光学系统85a和第二成像光学系统85b的Fno值之间的差异。
以这种方式，可以减小分别照射第一扫描表面908和第二扫描表面1008的照射光射束之间的光量差异。
同时，当第二fθ透镜907的入射表面和出射表面在包括光轴的副扫描截面中的曲率半径分别被定义为R11和R12时，|R11|和|R12|的值在这个实施例的光学扫描装置50中为60.68和31.72。
同时，当第二fθ透镜1007的入射表面和出射表面在包括光轴的副扫描截面中的曲率半径分别被定义为R21和R22时，|R21|和|R22|的值在这个实施例的光学扫描装置50中为22.60和1000。
这个实施例的光学扫描装置50满足|R11|>|R12|和|R21|<|R22|的关系，其表示用于增加第二fθ透镜907和1007之间的距离的期望配置，或者换句话说，用于将第二fθ透镜907和1007彼此远离地定位的期望配置。
因此，在这个实施例的光学扫描装置50中，如上所述地配置第一fθ透镜906和1006以及第二fθ透镜907和1007。因而，可以提供尺寸小的光学扫描装置，同时减小第一扫描表面908和第二扫描表面1008之间(即，颜色之间)的光量差异。
[第六实施例]
图8A示出了根据第六实施例的光学扫描装置60的主扫描截面中的展开图。图8B和图8C分别示出了根据第六实施例的光学扫描装置60中包括的入射光学系统的副扫描截面中的展开图。图8D示出了根据第六实施例的光学扫描装置60中包括的成像光学系统的副扫描截面中的展开图。图9示出了根据第六实施例的光学扫描装置60中包括的成像光学系统的副扫描截面图。
这个实施例的光学扫描装置60包括第一光源901、第二光源1001、第三光源1101和第四光源1201以及第一准直透镜902、第二准直透镜1002、第三准直透镜1102和第四准直透镜1202。而且，这个实施例的光学扫描装置60包括第一柱面透镜903、第二柱面透镜1003、第三柱面透镜1103和第四柱面透镜1203以及第一孔径光阑904、第二孔径光阑1004、第三孔径光阑1104和第四孔径光阑1204。
此外，这个实施例的光学扫描装置60包括偏转单元11、第一fθ透镜906和1006(第五成像元件和第六成像元件)以及第一fθ透镜1106和1206。此外，这个实施例的光学扫描装置60包括第二fθ透镜907、1007、1107和1207(第一成像元件、第二成像元件、第三成像元件和第四成像元件)以及反射性构件909、910、1009、1109、1209和1210。
半导体激光器等被用于第一光源901、第二光源1001、第三光源1101和第四光源1201中的每一个。
第一准直透镜902、第二准直透镜1002、第三准直透镜1102和第四准直透镜1202将从第一光源901至第四光源1201发射的光束LA、LB、LC和LD(第一光束、第二光束、第三光束和第四光束)转换成平行光束。在这里，平行光束不仅包括严格平行的光束，而且还包括基本上平行的光束，诸如弱发散光束和弱会聚光束。
第一柱面透镜903、第二柱面透镜1003、第三柱面透镜1103和第四柱面透镜1203中的每一个在副扫描截面中具有有限的光焦度(折光力)。通过第一准直透镜902至第四准直透镜1202的光束LA、LB、LC和LD通过第一柱面透镜903至第四柱面透镜1203在副扫描方向上聚集。
第一孔径光阑904、第二孔径光阑1004、第三孔径光阑1104和第四孔径光阑1204控制通过第一柱面透镜903至第四柱面透镜1203的光束LA至LD的光束直径。
因此，从第一光源901和第三光源1101发射的光束LA和LC仅在偏转单元11的第一偏转表面905附近在副扫描方向上聚集，并且形成为每个都是在主扫描方向上长的线性图像。
同时，从第二光源1001和第四光源1201发射的光束LB和LD仅在偏转单元11的第二偏转表面1005附近在副扫描方向上聚集，并且形成为每个都是在主扫描方向上长的线性图像。
偏转单元11通过未示出的驱动单元(诸如马达)在图8A中的箭头A的方向上旋转，从而使入射在偏转单元11上的光束LA至LD偏转。在这里，偏转单元11例如由多面镜形成。
第一fθ透镜906和第二fθ透镜907中的每一个是在主扫描截面中和在副扫描截面中具有不同光焦度的变形成像透镜。而且，第一fθ透镜906和第二fθ透镜907将由偏转单元11的第一偏转表面905偏转的光束LA聚集(引导)到第一扫描表面908上。
同时，第一fθ透镜1006和第二fθ透镜1007中的每一个是在主扫描截面中和在副扫描截面中具有不同光焦度的变形成像透镜。而且，第一fθ透镜1006和第二fθ透镜1007将由偏转单元11的第二偏转表面1005偏转的光束LB聚集(引导)到第二扫描表面1008上。
另一方面，第一fθ透镜1106和第二fθ透镜1107中的每一个是在主扫描截面中和在副扫描截面中具有不同光焦度的变形成像透镜。而且，第一fθ透镜1106和第二fθ透镜1107将由偏转单元11的第一偏转表面905偏转的光束LC聚集(引导)到第三扫描表面1108上。
同时，第一fθ透镜1206和第二fθ透镜1207中的每一个是在主扫描截面中和在副扫描截面中具有不同光焦度的变形成像透镜。而且，第一fθ透镜1206和第二fθ透镜1207将由偏转单元11的第二偏转表面1005偏转的光束LD聚集(引导)到第四扫描表面1208上。
反射性构件909、910、1009、1109、1209和1210是采用沉积的镜等的用于反射光束的单元。
在这个实施例的光学扫描装置60中，第一入射光学系统75a由第一准直透镜902、第一柱面透镜903和第一孔径光阑904形成。而且，第二入射光学系统75b由第二准直透镜1002、第二柱面透镜1003和第二孔径光阑1004形成。
同时，第三入射光学系统75c由第三准直透镜1102、第三柱面透镜1103和第三孔径光阑1104形成。而且，第四入射光学系统75d由第四准直透镜1202、第四柱面透镜1203和第四孔径光阑1204形成。
同时，在这个实施例的光学扫描装置60中，第一成像光学系统85a由第一fθ透镜906和第二fθ透镜907形成。而且，第二成像光学系统85b由第一fθ透镜1006和第二fθ透镜1007形成。
同时，第三成像光学系统85c由第一fθ透镜1106和第二fθ透镜1107形成。而且，第四成像光学系统85d由第一fθ透镜1206和第二fθ透镜1207形成。
同时，在这个实施例的光学扫描装置60中，第一反射光学系统95a由反射性构件909和910形成，并且第二反射光学系统95b由反射性构件1009形成。
同时，第三反射光学系统95c由反射性构件1109形成，并且第四反射光学系统95d由反射性构件1209和1210形成。
在这个实施例的光学扫描装置60中，副扫描截面中的第一入射光学系统75a和第二入射光学系统75b的光轴分别相对于主扫描截面形成+3.0度的角度。
同时，副扫描截面中的第三入射光学系统75c和第四入射光学系统75d的光轴分别相对于主扫描截面形成-3.0度的角度。
从第一光源901的发光点发射的光束LA被第一准直透镜902转换成平行光束。
然后，经转换的光束LA通过第一柱面透镜903在副扫描方向上聚集，穿过第一孔径光阑904，并从副扫描方向上的上侧倾斜地入射在偏转单元11的第一偏转表面905上。
此后，从第一光源901发射并入射在偏转单元11的第一偏转表面905上的光束LA经受由偏转单元11进行的偏转扫描，并且然后通过第一成像光学系统85a聚集在第一扫描表面908上，从而以均匀的速度扫描第一扫描表面908。
从第二光源1001的发光点发射的光束LB被第二准直透镜1002转换成平行光束。
然后，经转换的光束LB通过第二柱面透镜1003在副扫描方向上聚集，穿过第二孔径光阑1004，并且从副扫描方向上的上侧倾斜地入射在偏转单元11的第二偏转表面1005上。
此后，从第二光源1001发射并入射在偏转单元11的第二偏转表面1005上的光束LB经受由偏转单元11进行的偏转扫描，并且然后通过第二成像光学系统85b聚集在第二扫描表面1008上，从而以均匀的速度扫描第二扫描表面1008。
从第三光源1101的发光点发射的光束LC被第三准直透镜1102转换成平行光束。
然后，经转换的光束LC通过第三柱面透镜1103在副扫描方向上聚集，穿过第三孔径光阑1104，并从副扫描方向上的下侧倾斜地入射在偏转单元11的第一偏转表面905上。
此后，从第三光源1101发射并入射在偏转单元11的第一偏转表面905上的光束LC经受由偏转单元11进行的偏转扫描，并且然后通过第三成像光学系统85c聚集在第三扫描表面1108上，从而以均匀的速度扫描第三扫描表面1108。
从第四光源1201的发光点发射的光束LD被第四准直透镜1202转换成平行光束。
然后，经转换的光束LD通过第四柱面透镜1203在副扫描方向上聚集，通过第四孔径光阑1204，并从副扫描方向上的下侧倾斜地入射在偏转单元11的第二偏转表面1005上。
从第四光源1201发射并入射在偏转单元11的第二偏转表面1005上的光束LD经受由偏转单元11进行的偏转扫描，并且然后通过第四成像光学系统85d聚集在第四扫描表面1208上，从而以均匀的速度扫描第四扫描表面1208。
在这里，偏转单元11在图8A中的方向A上旋转。因而，经受偏转扫描的光束LA和LC分别在图8A中的方向B上扫描第一扫描表面908和第三扫描表面1108。而且，经受偏转扫描的光束LB和LD分别在图8A中的方向D上扫描第二扫描表面1008和第四扫描表面1208。
同时，附图标记F0表示偏转单元11的第一偏转表面905上相对于轴向光束的主射线的偏转点(轴向偏转点)。就副扫描方向而言，从第一光源901和第三光源1101发射的光束LA和LC在偏转点F0处彼此交叉。同时，偏转点F0用作第一成像光学系统85a和第三成像光学系统85c的参考点。
另一方面，附图标记G0表示偏转单元11的第二偏转表面1005上相对于轴向光束的主射线的偏转点(轴向偏转点)。就副扫描方向而言，从第二光源1001和第四光源1201发射的光束LB和LD在偏转点G0处彼此交叉。同时，偏转点G0用作第二成像光学系统85b和第四成像光学系统85d的参考点。
要注意的是，在这个实施例中，第一感光鼓908、第二感光鼓1008、第三感光鼓1108和第四感光鼓1208用作第一扫描表面908、第二扫描表面1008、第三扫描表面1108和第四扫描表面1208。
同时，通过在每次主扫描曝光期间在副扫描方向上旋转第一感光鼓908至第四感光鼓1208，在第一感光鼓908至第四感光鼓1208上形成在副扫描方向上的曝光分布。
接下来，将在下面的表13至表15中列出这个实施例的光学扫描装置60的第三入射光学系统75c和第四入射光学系统75d以及第三成像光学系统85c和第四成像光学系统85d的特点。
要注意的是，第一入射光学系统75a和第二入射光学系统75b以及第一成像光学系统85a和第二成像光学系统85b的特点与表10至表12中所列的根据第五实施例的光学扫描装置50的特点相同。因而，本文将省略重复的列表。
Figure BDA0002167244780000581
Figure BDA0002167244780000591
Figure BDA0002167244780000601
Figure BDA0002167244780000611
Figure BDA0002167244780000621
Figure BDA0002167244780000631
Figure BDA0002167244780000641
要注意的是，在表13至表15中，在每个透镜表面和光轴的交点被确定为原点的情况下，光轴的方向、在主扫描截面中与光轴正交的轴以及在副扫描截面中与光轴正交的轴分别被定义为x轴、y轴和z轴。此外，在表14和表15中，表述“E-x”意指“×10-x”。
这个实施例的光学扫描装置60的第一fθ透镜906、1006、1106和1206以及第二fθ透镜907、1007、1107和1207的每个透镜表面的主扫描截面中的非球面形状(子午形状)由上述表达式(1)定义。
同时，第一fθ透镜906、1006、1106和1206以及第二fθ透镜907、1007、1107和1207的每个透镜表面的副扫描截面中的非球面形状(弧矢形状)由上述表达式(2)定义。
要注意的是，这个实施例中的弧矢倾斜量与值M01对应。因而，弧矢倾斜表面与M01的值不等于0的表面对应，并且弧矢倾斜可变表面与值Mj1(j＝1至12)中的至少一个不等于0的表面对应。
同时，副扫描截面中的曲率半径r'根据透镜表面的y坐标连续变化，如上述表达式(3)中定义的。
如图7所示，在这个实施例的光学扫描装置60中，第二fθ透镜907和1007分别包括像侧主平面950和1050。
而且，像侧主平面950和1050分别位于距第二fθ透镜907和1007的出射表面上的轴向射线通过的位置距离ok1和ok2处。
同时，在这个实施例的光学扫描装置60中，第二fθ透镜1107和1207分别包括像侧主平面1150和1250(未示出)。
而且，像侧主平面1150和1250分别位于距第二fθ透镜1107和1207的出射表面上的轴向射线通过的位置距离ok3和ok4处。
在这里，假设第二fθ透镜907的折射率、中心厚度和折光力分别被定义为N1、d1和φ1，并且第二fθ透镜907的入射表面的折光力被定义为φ11，则距离ok1从上述表达式(4)获得。
同时，假设第二fθ透镜1007的折射率、中心厚度和折光力分别被定义为N2、d2和φ2，并且第二fθ透镜1007的入射表面的折光力被定义为φ21，则距离ok2从上述表达式(5)获得。
同时，假设第二fθ透镜1107的折射率、中心厚度和折光力分别被定义为N3、d3和φ3，并且第二fθ透镜1107的入射表面的折光力被定义为φ31，则距离ok3从以下表达式(7)获得：
Figure BDA0002167244780000661
同时，假设第二fθ透镜1207的折射率、中心厚度和折光力分别被定义为N4、d4和φ4，并且第二fθ透镜1207的入射表面的折光力被定义为φ41，则距离ok4从以下表达式(8)获得：
Figure BDA0002167244780000662
在这个实施例的光学扫描装置60中，根据上述表达式(4)和(5)，ok1和ok2的值分别为-0.797mm和-2.242mm。
同样，根据上述表达式(7)和(8)，ok3和ok4的值分别为-0.797mm和-2.242mm。因此，满足ok1＝ok3和ok2＝ok4。
因而，这个实施例的光学扫描装置60满足ok2<ok1。
因此，即使当光路上从偏转点F0到第二fθ透镜907的入射表面的距离不同于光路上从偏转点G0到第二fθ透镜1007的入射表面的距离时，也可以减小光路上从偏转点F0到像侧主平面950的距离与光路上从偏转点G0到像侧主平面1050的距离之间的差异。
同样，这个实施例的光学扫描装置60满足ok4<ok3。
因此，即使当光路上从偏转点F0到第二fθ透镜1107的入射表面的距离不同于光路上从偏转点G0到第二fθ透镜1207的入射表面的距离时，也可以减小光路上从偏转点F0到像侧主平面1150的距离与光路上从偏转点G0到像侧主平面1250的距离之间的差异。
而且，考虑到装置的尺寸减小，除了第二fθ透镜907和1007之外，还优选地使折射率与中心厚度的比率在第二fθ透镜1107和1207之间相等。
为此，更优选的是，这个实施例的光学扫描装置60满足以下表达式(9)：
Figure BDA0002167244780000671
在这个实施例的光学扫描装置60中，φ11和φ1的值分别为0.0087和0.0250，而φ21和φ2的值分别为0.0234和0.0239。因此，满足表达式(6)。
同时，在这个实施例的光学扫描装置60中，φ31和φ3的值分别为0.0087和0.0250，而φ41和φ4的值分别为0.0234和0.0239。因此，满足表达式(9)。
同时，如图7所示，这个实施例的光学扫描装置60的第一成像光学系统85a和第二成像光学系统85b分别包括像侧主平面951和1051。
而且，为了减小第一成像光学系统85a和第二成像光学系统85b之间的副扫描倍率的差异，这个实施例的光学扫描装置60的第一fθ透镜906和1006在副扫描截面(包括光轴)中也具有折光力。
同样，这个实施例的光学扫描装置60的第三成像光学系统85c和第四成像光学系统85d分别包括像侧主平面1151和1251(未示出)。
而且，为了减小第三成像光学系统85c和第四成像光学系统85d之间的副扫描倍率的差异，这个实施例的光学扫描装置60的第一fθ透镜1106和1206在副扫描截面(包括光轴)中也具有折光力。
在这个实施例的光学扫描装置60中，第二fθ透镜907位于比第二fθ透镜1007更靠近偏转单元11处。
因而，为了减小光路上从偏转点F0到第一成像光学系统85a的像侧主平面951的距离与光路上从偏转点G0到第二成像光学系统85b的像侧主平面1051的距离之间的差异，有必要将第一fθ透镜906的折光力设定成低于第一fθ透镜1006的折光力。
同样，在这个实施例的光学扫描装置60中，第二fθ透镜1107位于比第二fθ透镜1207更靠近偏转单元11处。
因而，为了减小光路上从偏转点F0到第三成像光学系统85c的像侧主平面1151的距离与光路上从偏转点G0到第四成像光学系统85d的像侧主平面1251的距离之间的差异，有必要将第一fθ透镜1106的折光力设定成低于第一fθ透镜1206的折光力。
在这里，假设第一fθ透镜906的折光力是φ5并且第一fθ透镜1006的折光力是φ6，则这个实施例的光学扫描装置60产生φ5＝0.0021和φ6＝0.0211。
换句话说，第一fθ透镜906的折光力φ5低于第一fθ透镜1006的折光力φ6。
同时，假设第一fθ透镜1106的折光力是φ7并且第一fθ透镜1206的折光力是φ8，则这个实施例的光学扫描装置60产生φ7＝0.0021和φ8＝0.0211。
换句话说，第一fθ透镜1106的折光力φ7低于第一fθ透镜1206的折光力φ8。
因此，在这个实施例的光学扫描装置60中，第一成像光学系统85a至第四成像光学系统85d的副扫描方向上的倍率可以调节为-1.0，并且倍率之间的差异基本上等于0。
因此，通过减小第一成像光学系统85a至第四成像光学系统85d之间的副扫描倍率的差异，可以减小第一成像光学系统85a至第四成像光学系统85d之间的Fno值的差异。
以这种方式，可以减小分别照射第一扫描表面908至第四扫描表面1208的照射光射束之间的光量差异。
同时，当第二fθ透镜907的入射表面和出射表面在包括光轴的副扫描截面中的曲率半径分别被定义为R11和R12时，|R11|和|R12|的值在这个实施例的光学扫描装置60中为60.68和31.72。
同时，当第二fθ透镜1007的入射表面和出射表面在包括光轴的副扫描截面中的曲率半径分别被定义为R21和R22时，|R21|和|R22|的值在这个实施例的光学扫描装置60中为22.60和1000。
这个实施例的光学扫描装置60满足|R11|>|R12|和|R21|<|R22|的关系，其表示用于增加第二fθ透镜907和1007之间的距离的期望配置，或者换句话说，用于将第二fθ透镜907和1007彼此远离地定位的期望配置。
同样，当第二fθ透镜1107的入射表面和出射表面在包括光轴的副扫描截面中的曲率半径分别被定义为R31和R32时，|R31|和|R32|的值在这个实施例的光学扫描装置60中为60.68和31.72。
同时，当第二fθ透镜1207的入射表面和出射表面在包括光轴的副扫描截面中的曲率半径分别被定义为R41和R42时，|R41|和|R42|的值在这个实施例的光学扫描装置60中为22.60和1000。
这个实施例的光学扫描装置60满足|R31|>|R32|和|R41|<|R42|的关系，其表示用于增加第二fθ透镜1107和1207之间的距离的期望配置，或者换句话说，用于将第二fθ透镜1107和1207彼此远离地定位的期望配置。
接下来，将在下面的表16中列出这个实施例的光学扫描装置60的第一fθ透镜906、1006、1106和1206以及第二fθ透镜907、1007、1107和1207的特点。
Figure BDA0002167244780000701
如上所述，在这个实施例的光学扫描装置60中，第一fθ透镜906、1006、1106和1206中的每一个的出射表面形成为弧矢倾斜表面，以避免与减小尺寸有关的光学元件之间的干扰。
在这里，为了协调分别从第一fθ透镜906、1006、1106和1206出射的光束LA、LB、LC和LD的副扫描截面中的出射角，优选的是将第一fθ透镜906和1106中的每一个的出射表面的弧矢倾斜量设定成小于第一fθ透镜1006和1206中的每一个的出射表面的弧矢倾斜量，其中第一fθ透镜906和1106在副扫描截面(包括光轴)中的折光力低于第一fθ透镜1006和1206在副扫描截面(包括光轴)中的折光力。
假设第一fθ透镜906和1106中的每一个的出射表面的弧矢倾斜量是Ts11，并且第一fθ透镜1006和1206中的每一个的出射表面的弧矢倾斜量是Ts12，则这个实施例的光学扫描装置60产生|Ts11|＝0.0384和|Ts12|＝0.0810。
如上所述，在这个实施例的光学扫描装置60中，在副扫描截面(包括光轴)中的折光力低于第一fθ透镜1006和1206在副扫描截面(包括光轴)中的折光力的第一fθ透镜906和1106中的每一个的出射表面的弧矢倾斜量小于第一fθ透镜1006和1206中的每一个的出射表面的弧矢倾斜量。
同时，第一fθ透镜1006和1206的出射表面的弧矢倾斜量的增加导致与第二扫描表面1008和第四扫描表面1208上的照射位置从标称位置的位移相关联的劣化。
因而，为了适当地校正第一扫描表面908至第四扫描表面1208上照射位置的位移，优选地将第二fθ透镜1007和1207中的每一个的入射表面或出射表面的弧矢倾斜量设定成大于第二fθ透镜907和1107中的每一个的入射表面或出射表面的弧矢倾斜量。
而且，为了适当地校正第一扫描表面908至第四扫描表面1208上照射位置的位移，更优选地将第二fθ透镜1007和1207中的每一个的入射表面的弧矢倾斜量设定成大于第二fθ透镜907和1107中的每一个的入射表面的弧矢倾斜量。
假设第二fθ透镜907和1107中的每一个的入射表面的弧矢倾斜量是Ts21并且第二fθ透镜1007和1207中的每一个的入射表面的弧矢倾斜量是Ts22，则这个实施例的光学扫描装置60产生|Ts21|＝0.0946和|Ts22|＝0.1683。
同时，在这个实施例的光学扫描装置60中，第二fθ透镜907、1007、1107和1207中的每一个的入射表面的弧矢倾斜量被设定成大于其出射表面的弧矢倾斜量。
具体而言，假设第二fθ透镜907和1107中的每一个的出射表面的弧矢倾斜量是Ts31并且第二fθ透镜1007和1207中的每一个的出射表面的弧矢倾斜量是Ts32，则光学扫描装置60产生|Ts31|＝0.0855(<|Ts21|)和|Ts32|＝0.0274(<|Ts22|)。
图10A和图10B示出了第一成像光学系统85a至第四成像光学系统85d在各种图像高度处的偏倍率dY/(fdθ)，以及在副扫描方向上第一扫描表面908至第四扫描表面1208上的照射位置从标称位置的位移。
如图10A所示，这个实施例的光学扫描装置60成功地将与照射位置在主扫描方向上从标称位置的位移对应的第一成像光学系统85a至第四成像光学系统85d的偏倍率dY/(fdθ)抑制在±0.05％的范围内。
同时，如图10B所示，这个实施例的光学扫描装置60对于第一扫描表面908至第四扫描表面1208中的每一个成功地将与照射位置在副扫描方向上从标称位置的位移对应的扫描线曲率抑制在±2.5μm的范围内。
因此，在这个实施例的光学扫描装置60中，如上所述地配置第一fθ透镜906至1206以及第二fθ透镜907至1207。因而，可以提供尺寸小的光学扫描装置，同时减小第一扫描表面908至第四扫描表面1208之间(即，颜色之间)的光量差异。
虽然上面已经描述了本发明的优选实施例，但是应该理解的是，本发明不仅限于这些实施例，而是可以在本发明的范围内进行各种修改和改变。
[图像形成装置]
图11示出了安装根据第六实施例的光学扫描装置111的彩色图像形成装置90的主要部分的副扫描截面图。
图像形成装置90是串联型(tandem type)彩色图像形成装置，其被配置为通过使用根据第六实施例的光学扫描装置111将图像信息记录在用作图像载体的相应感光鼓上。
图像形成装置90包括根据第六实施例的光学扫描装置111、用作图像载体的感光鼓(感光体)23、24、25和26以及显影单元15、16、17和18。而且，图像形成装置90包括传送带91、打印机控制器93和定影单元94。
从诸如个人计算机之类的外部装置92输出的R(红色)、G(绿色)和B(蓝色)的相应颜色的信号(代码数据)被输入到图像形成装置90。
通过图像形成装置90中的打印机控制器93，将输入的颜色信号转换成C(青色)、M(品红色)、Y(黄色)和K(黑色)的相应图像数据(点数据)。
经转换的图像数据分别输入到光学扫描装置111。然后，分别从光学扫描装置111发射根据相应图像数据调制的光射束19、20、21和22，并且感光鼓23、24、25和26的感光表面暴露于这些光射束。
被配置为使感光鼓23、24、25和26的表面均匀带电的带电辊(未示出)被设置成与感光鼓的相应表面接触。而且，光学扫描装置111利用光射束19、20、21和22照射通过带电辊而带电的感光鼓23、24、25和26的表面。
如上面所提到的，根据相应颜色的图像数据调制光射束19、20、21和22，并且作为用光射束19、20、21和22照射的结果，在感光鼓23、24、25和26的表面上形成静电潜像。由此形成的静电潜像通过与感光鼓23、24、25和26接触布置的显影单元15、16、17和18显影成调色剂图像。
由显影单元15至18显影的调色剂图像借助于未示出的转印辊(转印单元)被多次转印到在传送带91上传送的未示出的片材(转印材料)上，由此在其上产生单个全色图像，其中转印辊(转印单元)被布置成面对感光鼓23至26。
如上所述转印有未定影的调色剂图像的片材被进一步传送到位于感光鼓23、24、25和26下游的定影单元94(图11中的左侧)。定影单元94包括具有内置定影加热器(未示出)的定影辊，以及布置成与这个定影辊压力接触的压力辊。通过压力辊和定影辊的压力接触部分对从转印单元传送的片材进行加压和加热，从而定影片材上的未定影的调色剂图像。而且，未示出的片材排出辊布置在定影辊的后面。片材排出辊将定影的片材排出图像形成装置90。
彩色图像形成装置90被配置为在感光鼓23、24、25和26的感光表面上记录图像信号(图像信息)，从而以高速打印彩色图像，其中感光鼓23、24、25和26通过使用光学扫描装置111与C、M、Y和K的相应颜色对应。
例如，设有CCD传感器的彩色图像读取装置可以用作外部装置92。在这种情况下，彩色图像读取装置和彩色图像形成装置90共同构成彩色数字复印机。
同时，彩色图像形成装置90可以采用一对根据第一实施例至第五实施例中的任何一个的光学扫描装置来代替第六实施例的光学扫描装置111。
根据本发明，可以提供一种光学扫描装置，其能够在减小扫描表面之间的光量差异的同时实现尺寸的减小。
虽然已经参考示例性实施例描述了本发明，但是应该理解的是，本发明不限于所公开的示例性实施例。所附权利要求的范围应被赋予最广泛的解释，以便涵盖所有这种修改以及等同的结构和功能。

Claims (12)

1.一种光学扫描装置，其特征在于，包括：
第一偏转单元和第二偏转单元，被配置为通过分别偏转第一光束和第二光束而在主扫描方向上扫描第一扫描表面和第二扫描表面；以及
第一成像光学系统和第二成像光学系统，被配置为将由第一偏转单元和第二偏转单元偏转的第一光束和第二光束分别引导到第一扫描表面和第二扫描表面，其中
第一成像光学系统和第二成像光学系统分别包括第一成像元件和第二成像元件，每个成像元件在第一成像光学系统和第二成像光学系统中的对应一个中在包括光轴并垂直于主扫描方向的副扫描截面中具有最大的折光力，
光路上从第一偏转单元的偏转表面上的轴向偏转点到第一成像元件的距离短于光路上从第二偏转单元的偏转表面上的轴向偏转点到第二成像元件的距离，以及
满足以下条件：
Figure FDA0003491359140000011
其中N1、d1、φ1和φ11分别表示第一成像元件的折射率、光轴上的厚度、副扫描截面中的折光力以及入射表面的副扫描截面中的折光力，并且N2、d2、φ2和φ21分别表示第二成像元件的折射率、光轴上的厚度、副扫描截面中的折光力以及入射表面的副扫描截面中的折光力。
2.根据权利要求1所述的光学扫描装置，其中第一光束和第二光束在副扫描截面中分别垂直入射在第一偏转单元和第二偏转单元的偏转表面上。
3.一种光学扫描装置，其特征在于，包括：
偏转单元，被配置为通过偏转第一光束和第二光束而在主扫描方向上扫描第一扫描表面和第二扫描表面；以及
第一成像光学系统和第二成像光学系统，被配置为将由偏转单元偏转的第一光束和第二光束分别引导到第一扫描表面和第二扫描表面，其中
在包括光轴并垂直于主扫描方向的副扫描截面中，第一光束和第二光束以彼此不同的角度入射在偏转单元的第一偏转表面上，
第一成像光学系统和第二成像光学系统分别包括第一成像元件和第二成像元件，每个成像元件在第一成像光学系统和第二成像光学系统中的对应一个中在副扫描截面中具有最大的折光力，
光路上从第一偏转表面上的轴向偏转点到第一成像元件的距离短于光路上从第一偏转表面上的轴向偏转点到第二成像元件的距离，以及
满足以下条件：
Figure FDA0003491359140000021
其中N1、d1、φ1和φ11分别表示第一成像元件的折射率、光轴上的厚度、副扫描截面中的折光力以及入射表面的副扫描截面中的折光力，并且N2、d2、φ2和φ21分别表示第二成像元件的折射率、光轴上的厚度、副扫描截面中的折光力以及入射表面的副扫描截面中的折光力。
4.根据权利要求3所述的光学扫描装置，还包括：
第三成像光学系统和第四成像光学系统，被配置为将由偏转单元偏转的第三光束和第四光束分别引导到第三扫描表面和第四扫描表面，其中
偏转单元通过分别偏转第三光束和第四光束而在主扫描方向上扫描第三扫描表面和第四扫描表面，
在副扫描截面中，第三光束和第四光束以彼此不同的角度入射在偏转单元的第二偏转表面上，
第三成像光学系统和第四成像光学系统分别包括第三成像元件和第四成像元件，每个成像元件在第三成像光学系统和第四成像光学系统中的对应一个中在副扫描截面中具有最大的折光力，
光路上从第二偏转表面上的轴向偏转点到第三成像元件的距离短于光路上从第二偏转表面上的轴向偏转点到第四成像元件的距离，以及
满足以下条件：
Figure FDA0003491359140000031
其中N3、d3、φ3和φ31分别表示第三成像元件的折射率、光轴上的厚度、副扫描截面中的折光力以及入射表面的副扫描截面中的折光力，并且N4、d4、φ4和φ41分别表示第四成像元件的折射率、光轴上的厚度、副扫描截面中的折光力以及入射表面的副扫描截面中的折光力。
5.根据权利要求3所述的光学扫描装置，其中
第一成像光学系统包括位于偏转单元和第一成像元件之间的光路上的第五成像元件，
第二成像光学系统包括位于偏转单元和第二成像元件之间的光路上的第六成像元件，以及
第五成像元件的副扫描截面中的折光力小于第六成像元件的副扫描截面中的折光力。
6.根据权利要求5所述的光学扫描装置，其中第五成像元件的出射表面的弧矢倾斜量小于第六成像元件的出射表面的弧矢倾斜量。
7.根据权利要求5所述的光学扫描装置，其中第二成像元件的入射表面的弧矢倾斜量大于第一成像元件的入射表面的弧矢倾斜量。
8.根据权利要求5所述的光学扫描装置，其中，在第一成像元件和第二成像元件中的至少任一个中，入射表面的弧矢倾斜量大于出射表面的弧矢倾斜量。
9.根据权利要求1所述的光学扫描装置，其中满足以下条件：
Figure FDA0003491359140000041
10.根据权利要求1所述的光学扫描装置，其中满足以下条件：
|R11|>|R12|，以及
|R21|<|R22|，
其中R11和R12分别表示第一成像元件的入射表面和出射表面的副扫描截面中的曲率半径，并且R21和R22分别表示第二成像元件的入射表面和出射表面的副扫描截面中的曲率半径。
11.一种图像形成装置，其特征在于，包括：
根据权利要求1至10中任一项所述的光学扫描装置；
显影单元，被配置为将通过光学扫描装置在第一扫描表面和第二扫描表面上形成的静电潜像显影为调色剂图像；
转印单元，被配置为将显影的调色剂图像转印到转印材料；以及
定影单元，被配置为将转印的调色剂图像定影到转印材料。
12.一种图像形成装置，其特征在于，包括：
根据权利要求1至10中任一项所述的光学扫描装置；以及
打印机控制器，被配置为将从外部装置输出的信号转换成图像数据并将图像数据输入到光学扫描装置中。
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