CN1502055A - 光学扫描器,以及包括该光学扫描器的图像读取装置、图像形成装置和照相处理装置 - Google Patents

Abstract

一种图像读取装置，包括旋转多面镜(6)，用于扫描来自光源(1)的光通量的，成像光学系统(4)，用于在反射镜(6)的反射平面上形成尺寸比该反射表面的主扫描方向上的宽度更大的线性图像，以及曲面镜(7)，其中光源(1)、成像光学系统(4)、旋转多面镜(6)和曲面镜(7)被放置在子扫描方向上的不同的位置，来自于成像光学系统(4)的光通量倾斜地照射到旋转多面镜(6)上，且由旋转多面镜(6)反射的光通量倾斜地照射到曲面镜(7)上。由于一个曲面镜可以将从旋转多面镜反射的光通量照射到将被扫描的平面上，且可以使用具有较小的内接径和很多反射平面，因此可以实现满意的光学性能和高速特征。

Description

光学扫描器，以及包括该光学扫描器的图像读取装置、 图像形成装置和照相处理装置

技术领域

本发明涉及一种在诸如激光束打印机、激光传真机、数字复印机等图像读取装置中，或者在写入图像的图像形成装置以及照相处理装置中使用的光学扫描器。

背景技术

目前在激光束打印机等类似的设备中使用的多数类型的光学扫描器都具有这样的一个结构，包括作为光源的一个半导体激光器，一个光学多面体，其为旋转多面镜，一个第一图像形成光学系统，用于将来自于光源的光束线性聚焦在旋转多面镜上，从而使得旋转多面镜的表面的倾斜能够被校正，以及一个第二图像形成光学系统，用于在将被以恒定速度扫描的表面上形成一个均匀的光束点。

传统的光学扫描器具有一个这样的结构，其中第二图像形成光学系统被称作是一个fθ透镜，并且由多个大型的玻璃透镜构成。正由于此，第二图像形成光学系统很难减小尺寸，并且成本较高，这是非常不利的。

以此作为背景，近年来，为了实现减小尺寸和降低成本，在JP4(1992)-194814A、JP6(1994)-118325A、JP6(1994)-281872A、JP6(1994)-281873A、JP11(1999)-30710A、JP11(1999)-153764等专利文件中已经提出了一种在第二图像形成光学系统中使用单一曲面镜的结构。

同时，为了通过提高旋转多面镜的旋转速度从而实现高速扫描，在JP2001-33725A等文件中提出了一种关于能够承受高速旋转的旋转轴的轴承的结构。而且，JP2000-19443A等文件中提出了一种结构，其中使用了具有增加了反射表面数目的旋转多面镜从而能够以更高的速度进行扫描而不需要提高旋转的速度。

但是，在大多数具有一个单一曲面镜结构的光学扫描器中，就场曲率、fθ特性，以及扫描线性弯曲(scanning line curvature)而言，能够获得极佳的性能，但是由于光线象差(light ray aberration)的不充分校正，无法获得极佳的光束点，这也是很不利的。

进一步，JP11(1999)-30710A提出了一种光学扫描器并且描述了这样的一种结构作为模型，其中光学扫描器将光束从曲面镜直接引导向图像平面。但是，在这种结构中，光束在曲面镜上以一个很小的反射角反射，这样实际上，为了使光束能够被引导至一个感光鼓上，需要在曲面镜和感光鼓之间放置一个返回镜(returningmirror)。而且，在曲面镜的子扫描方向上的截面不是弧形状，而是一个由四元多项式表达的形状，因此对曲面镜而言，执行处理和评估非常困难，这也是很不利的。

在JP11(1999)-153764A中公开的结构中，来自于单一曲面镜的光束能够被直接引导向感光鼓，而不需要一个返回镜，并且构成曲面镜的形状使得处理和评估可相对容易地进行。但是，在这种结构中，为使扫描能够以较高的速度进行，扫描了来自于两个光源的光束，因此增加了组成元件的数目，这也是不利的。

在JP2001-33725A提出的结构中，旋转多面镜的轴承部分由动压轴承(dynamic pressure bearing)构成，从而能够承受高速的旋转。但是，在这种结构中，轴承部分需要高精度的处理，因此造成了成本的提高，这也是不利的。

在JP2000-19443A提出的结构中，使用了具有增加了反射表面的数目的旋转多面镜，其第二图像形成光学系统是由一个单独的透镜构成的。但是，在这种结构中，由于单独的透镜是一个非球面镜头，这在工业上需要该镜头由塑料镜头构成，因此增加了根据温度特性而造成的性能的改变，这也是很不利的。

发明内容

考虑到上述问题，本发明的目的是提供一种能够执行高速扫描的光学扫描器，同时能够确保在降低成本的条件下具有极佳的光学性能。

为了实现上述的目的，根据本发明的光学扫描器在一个主扫描方向和与主扫描方向相垂直的子扫描方向上，在一个将被扫描的表面上扫描一个光束。该光学扫描器包括一个光源，一个旋转多面镜，用于扫描来自光源的光束，一个放置在光源和旋转多面镜之间的图像形成光学系统，其在反射表面上形成了一个尺寸比旋转多面镜的一个反射表面的主扫描方向上的宽度更大的线性图像，以及一个放置在旋转多面镜和将被扫描的表面之间的曲面镜。在该光学扫描器中，光源、图像形成光学系统、旋转多面镜以及曲面镜被分别放置在子扫描方向上的不同的位置上。来自于图像形成光学系统的光束相对于第一平面倾斜地照射到旋转多面镜的反射表面上，该第一平面包括反射面的法线并且与主扫描方向平行。从旋转多面镜反射的光束相对于第二平面倾斜地照射到曲面镜上，该第二平面包括曲面镜顶点处的法线并且与主扫描方向平行。

根据上述的光学扫描器，单个曲面镜的使用允许从旋转多面镜反射的光线照射到将被扫描的表面上，这样，就能够使用具有一个小的内径和增加了数目的反射表面的旋转多面镜，因此就能够实现极佳的光学性能以及高速扫描。

最好是，在上述的光学扫描器中，当被引导向曲面镜的光束的中心轴与第二平面之间所形成的角度为θM(度)时，满足关系式6＜θM＜10。根据上述的光学扫描器，在避免发生阴影的同时，能够减小光学扫描器的厚度。

而且，最好是，当在子扫描方向上，来自于旋转多面镜的光束相对于来自图像形成光学系统的入射光线所形成的角度的方向被定义为正方向时，在子扫描方向上，来自于曲面镜的反射光线相对于来自旋转多面镜的入射光束形成在负方向的角。根据上述的光学扫描器，能够校正当光束的光程弯曲的时候，光束被倾斜反射所产生的象差。

而且，最好是，当旋转多面镜的反射表面的法线与来自图像形成光学系统的入射光线形成的角度的绝对值被表示为θP(度)，且曲面镜顶点处的法线与来自旋转多面镜的反射光束形成的角度的绝对值被表示为θM(度)时，满足关系式1.3＜θM/θP＜1.7。根据上述的光学扫描器，能够更为精确的校正当当光束的光程弯曲的时候，光束倾斜反射所产生的象差，因此就实现了在将被扫描的表面上形成一个极佳的光束点。

而且，最好是，当旋转多面镜的反射表面与曲面镜的顶点之间的距离被表示为L，且曲面镜的顶点与将被扫描的表面之间的距离被表示为D时，满足关系式0.3＜L/(L+D)＜0.55。根据上述的光学扫描器，在避免倾斜方向上产生象差的同时，光学扫描器的厚度的减小也能够实现。

而且，最好是，当曲面镜在主扫描方向上具有一个曲率半径，被表示为RDy，在子扫描方向上具有一个曲率半径，被表示为RDx，且曲面镜的顶点与将被扫描的表面之间的距离被表示为D时，满足关系式0.7＜2D/|RDy|＜1.3以及2.2＜RDy/RDx＜3.2。

满足关系式0.7＜2D/|RDy|＜1.3，这样扫描线性的恶化能够被避免的同时，象差的产生也能够被避免。

满足关系式2.2＜RDy/RDx＜3.2，这样由于整个系统的不平衡排列造成的各种形式的象差能够被容易的校正，因此能够实现更高的分辨率。

而且，最好是，曲面镜在子扫描方向上具有一个弧形的截面。根据上述的曲面镜，处理和评估都能够更为容易的被执行。

而且，最好是，曲面镜具有一个能够实现校正由于倾斜入射造成的在扫描线上的弯曲的形状。

而且，最好是，曲面镜相对于第二平面是不对称的。根据上述的光学扫描器，光学系统能够成为一个简单的结构，且在由于光束的倾斜入射造成的光线象差能够被校正的同时，扫描线的弯曲也能够被校正。

而且，最好是，曲面镜具有一个扭曲的形状从而使得母线上，在除了曲面镜的顶点以外的其它点处的法线都不包含在第二表面中，所述的母线是第二平面与曲面镜的曲面相互交叉处的曲线。根据上述的光学扫描器，光学系统能够成为一个简单的结构，且由于光束的倾斜照射引起的光束的象差能够被校正的同时，扫描线的弯曲也能够被校正。

而且，最好是，在母线上的点处的每个法线与第二平面形成的角度沿朝向曲面镜的外围方向增加。根据上述的光学扫描器，由于光线的倾斜入射造成的在扫描线上的弯曲能够被校正。

而且，最好是，当来自于旋转多面镜的反射光线相对于旋转多面镜上的入射光束所形成的角度的方向被定义为正方向时，在母线上的点处的每个法线相对于第二平面形成在正方向上的角。根据上述的光学扫描器，由于光线的倾斜照射而引起的在扫描线上的弯曲就能够被校正。

而且，最好是，曲面镜由一个变形镜构成，所述变形镜在主扫描方向的顶点处的曲率半径与在子扫描方向上的顶点处的曲率半径不同。根据上述的光学扫描器，在主扫描方向上和子扫描方向上的图像平面的位置以及场曲率能够被设定接近于将被扫描的表面，因此能够执行优化的扫描。

而且，最好是，曲面镜在主扫描方向和子扫描方向上分别具有内凹的形状。根据上述的光学扫描器，在主扫描方向和子扫描方向上的图像平面的位置以及场曲率能够被设定接近于将被扫描的平面，因此能够执行优化的扫描。

而且，最好是，曲面镜具有这样的形状，使得在子扫描方向上由反射产生的光学能力在主扫描方向上的中心部分与外围部分之间级别的变化。根据上述的光学扫描器，在子扫描方向上的场曲率就能够被校正。

而且，最好是，曲面镜具有这样的形状，使得曲面镜在子扫描方向上的截面上的曲率半径并不依赖于曲面镜在主扫描方向上的截面的形状。根据上述的光学扫描器，在子扫描方向上的场曲率就能够被校正。

而且，最好是，在图像形成光学系统中，来自于光源的光束在主扫描方向上被会聚。根据上述的光学扫描器，从曲面镜到光束聚焦的位置之间的距离能够被减小的同时，就主扫描方向和子扫描方向各自的场曲率以及fθ特性而言，能够获得极佳的性能。

而且，最好是，在图像形成光学系统中，来自于光源的光束在主扫描方向上发散。根据上述的光学扫描器，从曲面镜到光束聚焦的位置之间的距离能够被增加的同时，就主扫描方向和子扫描方向各自的场曲率以及fθ特性而言，能够获得极佳的性能，而且在光学罩中的设备结构能够被简化。

而且，最好是，光学扫描器进一步包括一个波长可变的光源和一个波长控制部分。根据上述的光学扫描器，由于光束点的大小实质上与波长成比例，因此通过控制波长，在将被扫描的表面上形成的光束点就能够被控制从而具有任意的尺寸。而且，一个允许来自旋转多面镜的反射光线照射到将被扫描的表面上的光学系统能够仅由一个反射镜构成，从而不会引起色差，因此允许获得任意的分辨率，而不会使其它的诸如fθ特性等性能恶化。

而且，最好是，光源的数目是两个或者更多，并且光学扫描器进一步包括一个放置在光源和旋转多面镜之间的光合并部件，用于合并来自于光源的光束，从而使得形成于将被扫描的表面上的光束点之间在子扫描方向上的间距具有一个预定的值。根据上述的光学扫描器，多个光束能够同时被扫描，因此能够实际地执行高速扫描。

此外，最好是，光学扫描器进一步包括一个放置在光源和旋转多面镜之间的子方向光束控制器，用于改变来自于光源的至少一个光束的倾斜或者子扫描方向上的高度。根据上述的光学扫描器，光束之间在子扫描方向上的间距能够更为精确的实现。

而且，最好是，光合并部件由一个分光镜构成。

而且，最好是，子方向光束控制器由一个电磁镜(galvanomirror)构成。电磁镜被驱动从而能够改变照射到电磁镜上的光线被反射的方向，这样光束的倾斜和在子扫描方向上的高度就能够被改变。

而且，最好是，子方向光束控制器由一个棱镜构成。棱镜被驱动旋转从而能够改变照射到棱镜上的光束被折射的方向，这样光束的倾斜和在子扫描方向上的高度就能够被改变。

而且，最好是，光源的数目是两个或者更多，光源具有不同的波长，并且光学扫描器进一步包括一个放置在光源和旋转多面镜之间的光合并部件，用于将来自于光源的光束合并到一个公共轴上，以及一个放置在旋转多面镜和将被扫描的表面之间的光分离器，用于分离光束。根据上述的光学扫描器，多个光束能够被同时扫描，因此能够实际地执行高速扫描。

而且，最好是，光分离器由一个棱镜构成。

而且，最好是，光合并部件由一个分光镜构成。根据上述的光学扫描器，光的利用率能够被增加。

而且，最好是，光源的数目是两个或者更多，光源具有不同的波长，并且光学扫描器进一步包括一个放置在光源和旋转多面镜之间的光合并部件，用于将来自于光源的光束进行合并从而使得形成于将被扫描的表面上的光束点之间在子扫描方向上的间距具有一个预定的值，以及一个放置在旋转多面镜和将被扫描的表面之间的光分离器，用于分离光束。根据上述的光学扫描器，多个光束能够被同时扫描，因此能够实际地执行高速扫描。

而且，最好是，光分离器由一个棱镜构成。

而且，最好是，光合并部件由一个分光镜构成。根据上述的光学扫描器，光的利用效率能够被增加。

而且，最好是，曲面镜在允许光分离器中产生的扫描线弯曲被校正的一个方向上产生一个扫描线弯曲。根据上述的光学扫描器，在子扫描方向上的扫描线弯曲能够被校正。

而且，最好是，光源的数目是两个，并且光源具有不同的波长，当光源的波长被分别表示为λ1和λ2，棱镜的入射表面和出射表面之间形成的角被表示为θpz，波长为λ1处，在光程上从棱镜的出射表面到图像平面的距离被表示为Dp，波长为λ1处，构成棱镜的材料的折射率被表示为n1，波长为λ2处，材料的折射率被表示为n2，在子扫描方向上，在具有不同波长的光束分别聚焦的扫描中心处的位置之间的间距被表示为xd时，满足关系式Dp·cos(θA){tan(θB)-tan(θA)}＜xd，在该关系表达式中θA＝sin^-1{n1·sin(θpz)}-θpz，以及θB＝sin^-1{n2·sin(θpz)}-θpz。根据上述的光学扫描器，在子扫描方向上，两个扫描线之间的间距能够被保持实质上恒定，因此就能够获得更高的分辨率。

而且，最好是，光源的数目是两个或者更多，光源具有不同的波长，并且光学扫描器进一步包括一个放置在光源和旋转多面镜之间的光合并部件，用于将来自于光源的光束合并到公共轴上，以及一个放置在旋转多面镜和将被扫描的表面之间的平型的光分离器，用于分离光束。根据上述的光学扫描器，多束光束能够被同时扫描，因此能够实际地执行高速扫描。

最好是，光合并部件由一个分光镜构成。根据上述的光学扫描器，光利用率就能够被增加。

而且，最好是，平型的光分离器由一个分光镜构成。根据上述的光学扫描器，光利用率就能够被增加。

而且，最好是，平型的光分离器由一个衍射元件构成。根据上述的光学扫描器，一个平型的光学分离器也能够被用作一个象差校正器。

而且，最好是，光源的数目是三个或者更多，光源具有不同的波长，光学扫描器进一步包括一个放置在光源和旋转多面镜之间的光合并部件，用于将来自于光源的光束合并到一个公共轴上，并且与波长相对应的光束被聚焦在将被扫描的表面上的公共轴上。根据上述的光学扫描器，旋转多面镜所偏转的光束通过曲面镜的独自反射被聚焦在将被扫描的表面上，这样就能够聚焦在将被扫描的表面上而不会产生任何色差。因此，光束能够被扫描从而在将被扫描的表面上的公共轴上完全叠加。

而且，最好是，光源是一个发射具有与三原色或者三原色的互补色中的任意一个相对应的波长的光束的激光器光源。根据上述的光学扫描器，将被扫描的表面能够由一个照像纸(photographic papersheet)构成。

而且，最好是，光源由一个半导体激光器构成。

而且，最好是，每一个光源都是一个激光器光源，并且包括一个波长转换元件，使得波长转换元件分别与光源相对应。

而且，最好是，光源由一个半导体激光器构成。根据上述的光学扫描器，能够减小光学扫描器的尺寸，而且也能够通过使用一个预定的写入信号而直接执行调制，因此就允许该系统具有一个简便的结构。

而且，每一个光源都是一个激光器光源，并且包括一个波长转换元件和一个声光调制元件，从而使得波长转换元件和声光调制元件分别与光源相一致。根据上述的光学扫描器，特别是，具有三原色或者三原色的互补色所需的波长接近530nm的光束和波长接近450nm的光束，能够以较低的成本通过使用一个具有近红外区震荡波长的高功率的半导体激光器而获得。而且，通过使用一个预定的写入信号驱动声光调制元件，光学写入能够被实现的同时，半导体激光器能够进行连续的震荡。

而且，最好是，将被扫描的表面由一个照像纸构成。

而且，最好是，相对于以曲面镜的表面的顶点为原点，子扫描方向上的坐标x(mm)和主扫描方向上的坐标y(mm)所定义的坐标(x，y)，当将反射光束被引导的方向定义为正方向时，曲面镜具有一个由下述关系式所表示的距离顶点的垂度量z(mm)的形状的表面：

$z=f\left(y\right)+\frac{\frac{X^2}{g\left(y\right)}-2X\·\sin \left\{\mathrm{\θ}\left(y\right)\right\}}{\cos \left\{\mathrm{\θ}\left(y\right)\right\}+\sqrt{{\cos }^2\left\{\mathrm{\θ}\left(y\right)\right\}-{\left[\frac{x}{g\left(y\right)}\right]}^2+\frac{2X\·\sin \left\{\mathrm{\θ}\left(y\right)\right\}}{g\left(y\right)}}}$

在上式中，f(y)是一个在母线上定义了一个非圆弧形状的表达式，由下述关系式表示：

$f\left(y\right)=\frac{\left[\frac{y^2}{\mathrm{RDy}}\right]}{1+\sqrt{1-(1+k){\left[\frac{y}{\mathrm{RDy}}\right]}^2}}+\mathrm{AD}{y}^4+\mathrm{AE}{y}^6+\mathrm{AF}{y}^8+\mathrm{AG}{y}^{10}$

其中顶点处在主扫描方向的曲率半径被表示为RDy(mm)，且定义了母线形状的高阶常数被表示为AD、AE、AF、AG，表示由坐标y所定义的位置处在子扫描方向上(x方向)的曲率半径的g(y)，被表示为g(y)＝RDx(1+BCy²+BDy⁴+BEy⁶+BFy⁸+BGy¹⁰)，其中子扫描方向上的曲率半径被表示为RDx(mm)，且定义了坐标y所定义的位置处在子扫描方向上的曲率半径的常数被表示为BC、BD、BE、BF和BG，以及θ(y)是表示坐标y所定义的位置处的扭转量(torsion amount)的表达式，被表示为θ(y)＝ECy²+EDy⁴+EEy⁶，其中定义了坐标y所定义的位置处的扭转量的扭转常数被表示为EC、ED和EE。根据上述的光学扫描器，利用具有简单结构的光学系统就能够获得较高的象差校正能力。

而且，最好是，旋转多面镜的反射表面的数目是10至20。根据上述的光学扫描器，旋转多面镜的内径能够被减小的同时，能够在一个较低的旋转速度下执行高速扫描。

接下来，根据本发明的图像读取装置包括上述的光学扫描器。根据上述的图像读取装置，高速的写入能够被实现的同时，实现了低成本的图像读取装置。

而且，根据本发明的图像形成装置包括上述的光学扫描器。根据上述的图像形成装置，高速的写入能够被实现的同时，实现了低成本的图像形成装置。

而且，根据本发明的照相处理装置包括上述的包括三个或者更多具有不同波长的光源的光学扫描器。根据上述的照相处理装置，高速的写入能够被实现的同时，实现了低成本的照相处理装置。

附图说明

附图1是显示根据本发明的实施例1的光学扫描器的主要部分的结构图。

附图2是显示图1所示的光学扫描器的主要部分在子扫描方向上的截面的结构图。

附图3A是显示根据实施例1描述的fθ误差的特性曲线。

附图3B是显示根据实施例1描述的场曲率的特性曲线。

附图4A是显示根据实施例2描述的fθ误差的特性曲线。

附图4B是显示根据实施例2描述的场曲率的特性曲线。

附图5A是显示根据实施例3描述的fθ误差的特性曲线。

附图5B是显示根据实施例3描述的场曲率的特性曲线。

附图6A是显示根据实施例4描述的fθ误差的特性曲线。

附图6B是显示根据实施例4描述的场曲率的特性曲线。

附图7是显示根据本发明的实施例2的光学扫描器的主要部分的结构图。

附图8是显示根据本发明的实施例3的光学扫描器的主要部分的结构图。

附图9是显示根据本发明的实施例4的光学扫描器的主要部分的结构图。

附图10是显示根据图9所示的光学扫描器的从曲面镜到感光鼓之间的光程的图解示图。

附图11是显示根据本发明的实施例6的光学扫描器的主要部分的结构图。

附图12是显示根据图11所示的光学扫描器的由一个分光镜构成的平型的光分离器进行的分离光线的结构图。

附图13是显示根据本发明的实施例7的光学扫描器的主要部分的结构图。

附图14是显示构成附图13所示的光学扫描器的光源的光学系统的一部分的结构图。

附图15是显示构成附图13所示的光学扫描器的光源的光学系统的一部分的另一个示例的结构图。

附图16是显示使用根据本发明的实施例8的光学扫描器的图像读取装置的主要部分的结构图。

附图17是显示使用根据本发明的实施例9的光学扫描器的图像读取装置的主要部分的结构图。

附图18是显示应用了根据本发明的光学扫描器的图像形成装置的主要部分的结构图。

附图19是显示应用了根据本发明的光学扫描器的照像处理装置的结构图。

具体实施方式

下面，将参照附图以实施例的方式描述本发明。

(实施例1)

附图1是显示根据本发明的实施例1的光学扫描器的结构图。在该图中，第一图像形成光学系统4被放置在光源1和返回镜5之间，光源1使用一个半导体激光器作为光源。第一图像形成光学系统4包括一个轴对称透镜2和一个柱面透镜3。

从第一图像形成系统4发射的光束的光程经过返回镜5转弯，然后光束被照射到旋转多面镜6的反射表面上。柱面透镜3在对应于子扫描方向的方向(箭头b所表示的方向)上具有折射的能力，这样照射到旋转多面镜6的反射表面上的光束就聚焦成一个在主扫描方向(箭头a所表示的方向)上延伸的线性图像。

在该实施例中，线性图像被设定为其宽度大于旋转多面镜6的一个反射表面在主扫描方向上的宽度，因此光束以所谓的过满(overfilled)状态照射到旋转多面镜6上。这样，就能够使用具有较小内径和增加了数目的反射表面的旋转多面镜，这样就能够实现在不增加旋转多面镜的旋转速度的情况下执行高速的扫描。这是由于光束以过满的状态照射，因此允许在一个扫描操作过程中光束能够连续的照射到旋转多面镜6的一个反射表面上。

而且，具有较小内径的旋转多面镜能够被使用，因此旋转多面镜以较低负载被驱动旋转，于是能够以更高的速度开始旋转，而且能够使用低负载的马达。被旋转多面镜偏转/反射的光束被曲面镜7的光学能力会聚然后被聚焦并在作为将被扫描的表面感光鼓8上扫描。

附图2是显示图1所示的光学扫描器的子扫描方向上的截面的视图。在该实施例中，旋转多面镜6的旋转中心轴9基本上位于扫描宽度所定义的区域的中央。从回光镜5反射的光束相对于第一平面A倾斜地照射在旋转多面镜6的反射表面上，第一平面A包括该反射表面的一条法线并且与主扫描方向平行。而且，在旋转多面镜6处偏转和反射的光束相对于平面B倾斜地照射到曲面镜7上，平面B包括在曲面镜的顶点处的法线并且与主扫描方向平行。

在附图2中，r表示旋转多面镜6的内径，L表示偏转/反射点与曲面镜7的顶点之间的距离，而且D表示曲面镜7的顶点和感光鼓8之间的距离。而且，θP表示来自于返回镜5的光束的光学轴与偏转/反射表面的法线之间所形成的角，θM表示来自于偏转/反射表面的光束的光学轴与曲面镜7的顶点处的法线之间所形成的角。

相对于以曲面镜7的表面的顶点为原点，由子扫描方向上的坐标x和主扫描方向上的坐标y定义的坐标(x，y)，当将入射光束被引导的方向定义为正方向时，曲面镜7就有一个由下面的表达式(1)表示的距离顶点在坐标(x，y)处的垂度量为z的形状的表面。

$z=f\left(y\right)+\frac{\frac{X^2}{g\left(y\right)}-2X\·\sin \left\{\mathrm{\θ}\left(y\right)\right\}}{\cos \left\{\mathrm{\θ}\left(y\right)\right\}+\sqrt{{\cos }^2\left\{\mathrm{\θ}\left(y\right)\right\}-{\left[\frac{x}{g\left(y\right)}\right]}^2+\frac{2X\·\sin \left\{\mathrm{\θ}\left(y\right)\right\}}{g\left(y\right)}}}$

在表达式(1)中，f(y)是定义了母线上(第二平面B与曲面镜7的弯曲表面相互交叉的曲线)的一个非圆弧形状的表达式，g(y)表示在坐标y所定义的位置上，在子扫描方向上(x方向)上的曲率半径，θ(y)是表示在坐标y所定义的位置上的扭转量(torsion amount)的表达式，它们分别由下面的表达式(2)、(3)、(4)表示。

表达式(2)

$f\left(y\right)=\frac{\left[\frac{y^2}{\mathrm{RDy}}\right]}{1+\sqrt{1-(1+k){\left[\frac{y}{\mathrm{RDy}}\right]}^2}}+\mathrm{AD}{y}^4+\mathrm{AE}{y}^6+\mathrm{AF}{y}^8+\mathrm{AG}{y}^{10}$

表达式(3)

g(y)＝RDx(1+BCy²+BDy⁴+BEy⁶+BFy⁸+BGy¹⁰)

表达式(4)

θ(y)＝ECy²+EDy⁴+EEy⁶

这里，RDy(mm)表示在顶点处的主扫描方向上的曲率半径，RDx(mm)表示在子扫描方向上的曲率半径，K表示一个定义了母线的形状的圆锥常数(cone constant)，AD、AE、AF、AG表示定义了母线的形状的高阶常数，BC、BD、BE、BF、BG表示定义了坐标y所定义的位置上的子扫描方向上的曲率半径的常数，以及EC、ED、EE表示坐标y所定义的位置处的扭转常数。

正如这些表达式所表示的，曲面镜7在主扫描方向上具有一个非圆弧形状的截面，以及在子扫描方向上具有一个与每个图像高度相对应的曲率半径，确定这些曲率半径使得主扫描方向上的场曲率以及fθ误差能够被校正。而且，曲面镜7的表面在与每个图像高度相应的位置处的表面的扭转量，被定义为使得扫描线弯曲能够被校正。

由上述的表达式所表示的曲面镜7的形状是以一个自由曲面描述的，其也可以由其它的表达式所表示，只要该表达式能够表示同样的形状。

此外，在实施例1中，还满足下面的表达式。

表达式(6)6＜θM＜10

表达式(7)1.3＜θM/θP＜1.7

表达式(8)0.3＜L/(L+D)＜0.55

表达式(9)0.7＜2D/|RDy|＜1.3

表达式(10)2.2＜RDy/RDx＜3.2

表达式(6)是关于光学扫描器的子扫描方向上的厚度的减小。在值低于下限值的情况下，当从曲面镜7反射的光束经过旋转多面镜6的时候，在一些情况下，会产生阴影(shading)。在值高于上限值的情况下，该值对厚度的减小产生不利的影响。

如上所述，通过满足表达式(6)，光学扫描器的厚度就能够减小。但是，由于光束在子扫描方向上是以被表示为6＜θM的较大的角度，倾斜地照射，因此在曲面镜7上可能产生较大的光线象差。在该实施例中，光束是相对于第一平面A倾斜地照射到旋转多面镜6的反射表面上的，因此该象差能够被校正。

具体地，如图2所示，相对于子扫描方向上的截面，当从旋转多面镜6的反射表面反射的光束相对于来自第一图像形成光学系统4的入射光束形成的角度的方向(箭头c所表示的方向)被定义为正方向时，从曲面镜7反射的光线相对于从反射面入射的光线所形成的角度的方向(箭头d所表示的方向)就被定义为负方向。根据这种结构，校正当光束的光程被弯曲，同时光束被倾斜反射所产生的象差是可能的。

表达式(7)表示一个更为具体的结构。在实现了光学扫描器的子扫描方向上的厚度减小的过程中，当光束的路径被弯曲同时光束在子扫描方向上的截面上倾斜反射时，要产生象差。表达式(7)表示了这种象差被校正的条件。在值低于下限值或者值高于上限值的情况下，光束被照射到旋转多面镜6的反射表面上时所产生的象差不能被光线照射到曲面镜7上时所产生的象差所补偿，结果导致了剩余象差的产生，这是实现厚度减小的一个障碍。

表达式(8)定义了曲面镜7如何被放置在从旋转多面镜6到感光鼓8之间的光程上作为将被扫描的表面。在值低于下限值的情况下，曲面镜7在主扫描方向上的尺寸减小的同时，可能产生倾斜方向上的象差。在值高于上限值的情况下，曲面镜7在主扫描方向上的尺寸增加，因此就光学扫描器的成本和尺寸的降低而言是不利的。

表达式(9)定义了在主扫描方向上从第一图像形成光学系统4照射到曲面镜7上的光束的状态。在值低于下限值的情况下，照射到曲面镜7上的光束处于在主扫描方向上大角度会聚的状态，这样曲面镜7在主扫描方向上的光焦度(optical power)就变得太小，因此使扫描的线性质量恶化。

在值高于上限值的情况下，照射到曲面镜7上的光束处于在主扫描方向上大角度发散的状态，这样必须增加曲面镜7在主扫描方向上的光焦度，其导致了象差的产生。

表达式(10)涉及曲面镜的主扫描方向上的光焦度级别与子扫描方向上的光焦度级别之间的比率。在值低于下限值或者高于上限值的情况下，由于整个系统排列的不平衡所造成的各种象差很难被校正，因此使得高分辨率的实现比较困难。

下面，在下面的表格中描述该实施例的示例。在这些表中，Ymax表示最大的图像高度，αmax表示与最大的图像高度相应的多面镜旋转角度。另外，表5至表8表示在相对于上述的表达式(7)-(10)中的每个示例的情况下所获得的值。

                       表1

示例1

Ymax	165	αmax	12.0
						θP	5.0	θM	7.3

L		260.0	D	280.0	r	12.5
								RDy	-798.091	RDx	-270.256	K	0.00000	AD	1.3017×10-10
AE	-2.9837×10-16	AF	0.00000	AG	0.00000	BC	-2.1363×10-6
								BD	-1.4520×10-12	BE	6.9318×10-18	BF	-6.6726×10-23	BG	0.00000
EC	-1.9803×10-7	ED	-2.3053×10-13	EE	-1.4246×10-18

                                           表2

示例2

Ymax		165	αmax	12.0
								θP		5.0	θM	6.9
L		235.0	D	400.0	r	12.5
								RDy	-681.069	RDx	-296.709	K	0.00000	AD	3.5335×10-10
AE	-1.6918×10-15	AF	0.00000	AG	0.00000	BC	-1.4968×10-6
								BD	-2.5755×10-12	BE	1.2543×10-17	BF	-1.0406×10-22	BG	0.00000
EC	-2.0232×10-7	ED	-6.7273×10-14	EE	-1.9834×10-18

                                                 表3

示例3

Ymax		165	αmax	12.0
								θP		5.0	θM	7.4
L		250.0	D	300.0	r	12.5
								RDy	-779.709	RDx	-273.381	K	0.00000	AD	1.6939×10-10
AE	-1.6344×10-16	AF	0.00000	AG	0.00000	BC	-1.9766×10-6
								BD	-1.7436×10-12	BE	9.1385×10-18	BF	-3.6269×10-24	BG	0.00000
EC	-2.0737×10-7	ED	-1.8719×10-13	EE	-1.2529×10-18

                        表4

示例4

Ymax	165	αmax	12.0
						θP	5.0	θM	8.2

L		235.0	D	290.0	r	12.5
								RDy	-808.421	RDx	-260.376	K	0.00000	AD	2.5557×10-10
AE	2.2322×10-15	AF	0.00000	AG	0.00000	BC	-1.9268×10-6
								BD	-1.9637×10-12	BE	2.4845×10-17	BF	-1.4253×10-22	BG	0.00000
EC	-2.4455×10-7	ED	-1.2203×10-13	EE	-1.5950×10-19

                          表5

数字示例	1	2	3	4
					θM/θP	1.46	1.38	1.48	1.64

                         表6

数字示例	1	2	3	4
					L/(L+D)	0.48	0.37	0.45	0.45

                           表7

数字示例	1	2	3	4
					2D/RDy	0.70	1.17	0.77	0.72

                           表8

数字示例	1	2	3	4
					RDy/RDx	2.95	2.30	2.85	3.10

附图3A、4A、5A、6A分别显示了在示例1到4中所产生的fθ误差。在每幅图中，垂直轴Y表示图像的高度(mm)，水平轴fθ表示fθ误差(mm)。附图3B、4B、5B、6B分别显示了在示例1到4的情况下的场曲率特性。在每幅图中，垂直轴Y表示图像的高度(mm)，水平轴C表示场曲率(mm)。而且，在每幅图中，实线表示主扫描方向上的场曲率，虚线表示子扫描方向上的场曲率。

这里，当接近于扫描中心的位置处的旋转多面镜6(多边形)的每单位旋转角度的扫描速度(光束被扫描到感光鼓的表面上的速度)被表示为V(mm/deg)，多面旋转角被表示为α(角度)，且图像高度被表示为Y(mm)时，fθ误差ΔY由下面的表达式(11)表示。

表达式(11)ΔY＝Y-V·α

从附图3-6可以看出，在每个示例中，fθ误差和场曲率都被减小到一个很小的值，这样就可显示出极佳的光学性能。

在每个示例中，曲面镜7在子扫描方向具有一个圆弧形的截面，因此允许处理和评估能够较容易的进行。而且，在每个示例中，曲面镜7的形状都满足上述的表达式(1)到(4)。相应的，在每个示例中，曲面镜7具有这样一个形状，该形状(i)允许由于倾斜光照射所产生的扫描线的曲线被校正，(ii)相对于平面B不对称，(iii)其是一个扭曲的形状，从而使得在平面B与曲面相互交叉的曲线(以后被称为母线)上，除了顶点以外的其它点的法线不包含在平面B当中，以及(iv)使得在母线的各点上的每一条法线与平面B所形成的角在朝着外围的方向上增加，以及(v)使得当从曲面镜7反射的光束相对于来自旋转多面镜6的反射表面的入射光束所形成的角的方向被定义为正方向时，母线上的各点处的每一条法线与平面B形成了正方向上的一个角。这样，光学系统可以是一个简单的结构，并且在因光束的倾斜照射而产生的光线象差能够被校正的同时，在扫描线上的弯曲也能够被校正。

而且，曲面镜7具有这样的形状，该形状(i)为一变形镜的形状，其在主扫描方向的顶点上的曲率半径与子扫描方向的顶点处的曲率半径不同，(ii)在主扫描方向和子扫描方向上各自具有凹面镜表面的形状，(iii)使得在子扫描方向上由反射所产生的光焦度在主扫描方向的中心部分与外围部分之间在级别上改变，以及(iv)使得曲面镜7在子扫描方向上的截面的曲率半径不依赖于曲面镜7主扫描方向上的截面的形状。这就使主扫描方向和子扫描方向上的图像平面的位置和场曲率能够被优化。

而且，在示例1、3、4中，在第一图像形成光学系统4中，来自于光源1的光束在主扫描方向上会聚。这样，从曲面镜7到光束被聚焦的位置之间的距离能够被减小的同时，就主扫描方向和子扫描方向上的各自的场曲率以及fθ特性而言，能够获得极佳的性能。

而且，在示例2中，在第一图像形成光学系统4中，来自于光源1的光束在主扫描方向上被发散。这样，从曲面镜7到光束聚焦的位置之间的距离被增加，因此就主扫描方向和子扫描方向上的各自的场曲率以及fθ特性而言，能够获得极佳性能的同时，在光学罩中安装设备也变得更为容易。

最好是，光学扫描器包括一个波长可变的光源和一个波长控制部分，与光源1相对应。波长可变的光源能够由例如由一个半导体激光器和一个SHG元件组合而成的光源构成。这就允许使用具有一个基本的波长的光束以及具有一个由倍频得到的波长的光源，这样，利用选色镜就能够选择出具有所需的波长的光束。

由于光学系统所聚焦的光束点的尺寸与波长基本上成比例，因此通过控制波长，就能够控制在感光鼓上形成的光束点使之具有任意的尺寸。而且，在该实施例中，第二图像形成光学系统仅由一个反射镜构成，这样就不会产生色差，因此就能够获得任意的分辨率而不会使诸如fθ特性等性能被恶化。

这里参照实施例1描述的曲面镜也能够被应用于下面的各个实施例。因此，在实施例2以及实施例2以后的各个实施例中，曲面镜的描述将不再参照其表面的形状以及其功能和作用。

而且，在下面的每个实施例中，如同在本实施例中一样，光束倾斜地照射到旋转多面镜和曲面镜上，并且光束以过满的状态照射到旋转多面镜上。因此，在实施例2和实施例2以后的每一个实施例中，对此都不再详述。

另外，随着旋转多面镜的反射表面的数目增加，能够实现高速扫描的转速变得更低。但是，为了在主扫描方向上获得必需的分辨率，需要根据光束的宽度相应确保主扫描方向上的一个反射表面的尺寸，这就导致了内径的过分增大。

这样，最好是，反射表面的数目是10到20。反射表面的数目被设定为小于10，相对于高速扫描而言，旋转多面镜的旋转速度就不能被充分的减小。反射表面的数目被设定为多于20，旋转多面镜的内径就要被过分的增大。同样，在下面的每一个实施例中，最好是，反射表面的数目落在该范围之内。

(实施例2)

附图7是根据实施例2的光学扫描器的结构图。在该实施例中，光学扫描器包括两个光源10和18，它们分别使用一个半导体激光器作为光源。第一图像形成光学系统13包括一个轴对称透镜11以及一个柱面透镜12。从第一图像形成光学系统13发射的光束透射穿过光合并部件14。然后，光束的光程被返回镜15折弯，这样光束就照射到旋转多面镜16的反射表面上。柱面镜12在对应于子扫描方向的方向(箭头b所表示的方向)上具有折射能力，这样已经照射到旋转多面镜16的反射表面上的光束就被聚焦成一个沿着主扫描方向延伸的线性图像。

另外，第二图像形成光学系统17包括一个轴对称透镜19和一个柱面透镜20。从第二图像形成光学系统17发射的光束反射离开光合并部件14。然后，光束的光程被返回镜15折弯，这样光束就倾斜地照射到旋转多面镜16的反射表面上。柱面透镜20在对应于子扫描方向的方向(箭头b所表示的方向)上具有折射能力，这样照射到旋转多面镜16的反射表面上的光束就被聚焦成沿着主扫描方向延伸的线性图像。每一束光线都以过满的状态照射到旋转多面镜16上。

旋转多面镜16所偏转/反射的每一束光束倾斜地照射到曲面镜21上从而被曲面镜21的光学能力所会聚，然后聚焦在作为将被扫描的表面的感光鼓22上而被扫描。

在该实施例中，从两个图像形成光学系统发射了两束光束。来自于每个图像形成光学系统的光束被光合并部件14所合并。在这种情况下，两束光束被合并，因此在感光鼓22上子扫描方向上的两个扫描线之间的间距就分辨率而言有一个合适的值。

这样，在该实施例中，分别从两个图像形成光学系统所发射的两个不同的光束能够被用于在整个光学系统的一个扫描操作过程中扫描两个线性图像，因此可实际执行高速的扫描。

在两个光源10和18具有相同波长的情况下，光合并部件14可以由单向透视玻璃构成。为了获得更高的光利用率，光合并部件14可以由一个偏光镜或者一个偏光棱镜构成。

最好是，在光源10和光源18具有不同波长的情况下，光合并部件14由一个分光镜构成。当光源10的波长是λ1，光源18的波长是λ2时，分光镜具有透射波长λ1的光束，反射波长λ2的光束的特性。这就实现了具有高的光利用率的光学系统。

(实施例3)

附图8是根据实施例3的光学扫描器的结构图。在该实施例中，光学扫描器包括两个光源23和32，分别使用一个半导体激光器作为光源。第一图像形成光学系统26包括一个轴对称透镜24以及一个柱面透镜25。从第一图像形成光学系统26射出的光束透射穿过光合并部件27。然后，光束的光程被返回镜28折弯，这样光束就照射到旋转多面镜29的反射表面上。柱面镜25在对应于子扫描方向的方向(箭头b所表示的方向)上具有折射能力，这样已经照射到旋转多面镜29的反射表面上的光束就被聚焦成一个沿着主扫描方向延伸的线性图像。该线性图像以过满的状态被照射到旋转多面镜29上。

另外，第二图像形成光学系统33包括一个轴对称透镜24a和一个柱面透镜25a。从第二图像形成光学系统33射出的光束反射离开光合并部件27。然后，光束的光程被返回镜28折弯，这样光束就倾斜地照射到旋转多面镜29的反射表面上。柱面透镜25a在对应于子扫描方向的方向(箭头b所表示的方向)上具有折射能力，这样照射到旋转多面镜29的反射表面上的光束就被聚焦成沿着主扫描方向延伸的线性图像。该线性图像以过满的状态被照射到旋转多面镜29上。

如上所述，从第一图像形成光学系统26射出的光束透射穿过光合并部件27，从第二图像形成光学系统33射出的光束从光合并部件27上被反射。来自于每个图像形成光学系统的光束经过光合并部件27而被合并。

旋转多面镜29所偏转/反射的每一束光束倾斜地照射到曲面镜30上，从而被曲面镜30的光学能力所会聚，然后聚焦在作为将被扫描的表面的感光鼓31上而被扫描。

在该实施例中，在第二图像形成光学系统33和光合并部件27之间具有子方向光束控制器34。光合并部件27合并两束光束，因此在感光鼓31上，子扫描方向上两个扫描线之间的间距就分辨率而言具有一个合适的值。

但是，由于两束光束是在不同的位置或者以不同的角度照射到曲面镜30上，因此在将被扫描的区域的中央以及两端就会产生子扫描方向上的两个扫描线之间的距离的偏差。校正该偏差的正是子方向光束控制器34。利用子方向光束控制器34，可改变在子扫描方向上，来自于光源32的光束的倾度或高度，这样就抑制了上述的扫描线之间的间距的偏差。

最好是，子方向光束控制器34由一个电磁镜构成。该电磁镜被驱动旋转，这样照射到电磁镜上的光束被反射的方向就能够被改变，因此就使子扫描方向上的光束的倾度和高度能够被改变。

另外，子方向光束控制器34可以由一个棱镜构成。该棱镜被驱动旋转，这样照射到棱镜上的光束被折射的方向就能够被改变，因此就使子扫描方向上的光束的倾度和高度能够被改变。

在两个光源23和32具有相同波长的情况下，光合并部件27可以由单向透视玻璃构成。为了获得更高的光利用率，光合并部件27可以由一个偏光镜或者一个偏光棱镜构成。

最好是，在光源23和光源32具有不同波长的情况下，光合并部件27由一个分光镜构成。当光源23的波长是λ1，光源32的波长是λ2时，分光镜具有透射具有波长λ1的光束，反射具有波长λ2的光束的特性。这就可以实现具有高的光利用率的光学系统。

(实施例4)

附图9是根据实施例4的光学扫描器的结构图。在该实施例中，光学扫描器包括一个使用半导体激光器作为光源并且发射具有波长λ1的光束的光源35，以及一个使用半导体激光器作为光源并且发射具有波长λ2的光束的光源35a。

第一图像形成光学系统38包括一个轴对称透镜36以及一个柱面透镜37。从第一图像形成光学系统38射出的光束透射穿过光合并部件98。然后，光束的光程被返回镜40折弯，这样光束就照射到旋转多面镜41的反射表面上。柱面镜37在对应于子扫描方向的方向(箭头b所表示的方向)上具有折射能力，这样已经照射到旋转多面镜41的反射表面上的光束就被聚焦成一个沿着主扫描方向(箭头a所表示的方向)延伸的线性图像。该线性图像以过满的状态照射到旋转多面镜41上。

另外，第二图像形成光学系统39包括一个轴对称透镜36a和一个柱面透镜37a。从第二图像形成光学系统39射出的光束被光合并部件98反射。然后，光束的光程被返回镜40折弯，这样光束就倾斜地照射到旋转多面镜41的反射表面上。柱面透镜37a在对应于子扫描方向的方向上具有折射能力，这样照射到旋转多面镜41的反射表面上的光束就被聚焦成沿着主扫描方向延伸的线性图像。该线性图像以过满的状态照射到旋转多面镜41上。

旋转多面镜41所偏转/反射的每一束光束倾斜地照射到曲面镜42上，从而被曲面镜42的光学能力所会聚，然后聚焦在作为将被扫描的表面的感光鼓43上而被扫描。

如上所述，从第一图像形成光学系统38射出的光束透射穿过光合并部件98，从第二图像形成光学系统39射出的光束从光合并部件98上反射离开。来自于每个图像形成光学系统的光束经过光合并部件98而被合并在一个公共轴上。

曲面镜42会聚在主扫描方向上的光束透射穿过棱镜44，这样就被分成了两束光束。由偏转角度根据波长的不同而不同的事实，棱镜44将光束分离。已经透射穿过棱镜44的这两束光束在感光鼓43上被聚焦和扫描。这样，在整个光学系统中一个扫描操作处理能够扫描两个线性图像，因此能够实际执行高速的扫描。

最好是，选择棱镜44的顶角和波长色散(wavelengthdispersion)，使得在感光鼓43上，子扫描方向上的两行扫描线之间的距离相对于分辨率而言具有一个合适的值。

最好是，光合并部件98由一个分光镜构成。通过使用该分光镜，来自于光源35的具有波长λ1的光束能够透射，而来自于光源35a的具有波长λ2的光束能够被反射。这就实现了具有较高的光利用率的光学系统。

(实施例5)

根据本实施例的光学扫描器具有与图9中所示的实施4相同的基本结构，因此，在该实施例中，描述是参照附图9进行的。在作为光分离器的棱镜44上，偏转的光束以随偏转角度而不同的入射角入射。这影响了棱镜44的折射效果，导致了偏转角度的变化，这样就可能产生扫描性的弯曲。

在这种情况下，当两束光线被棱镜44折射时，它们具有随波长的不同而变化的扫描线弯曲的总量。相应的，在光束被合并从而具有完全相同的光程的情况下，在将被扫描的表面上进一步产生了相对的扫描线弯曲。

最好是，为了校正该扫描线弯曲，构成第二图像形成光学系统的曲面镜42被配置成可产生相反方向上的扫描线弯曲。

在该实施例中，光束被合并，因此相对于具有较长波长的光束，具有较短波长的光束在子扫描方向上具有偏移和倾斜，因此允许相对的扫描线弯曲能够被校正。附图10是显示从曲面镜42到感光鼓43的光程在子扫描方向上的截面。在该图中，θpz表示棱镜44的入射表面与出射表面之间形成的角，即棱镜44的顶角，Dp表示从棱镜44的出射表面到图像平面的距离。

来自于两光源的光束被合并从而具有一个公共轴上的完全相同的光程，然后被照射到曲面镜42上。接下来，光束反射离开曲面镜42，并随后照射到棱镜44上。在这种情况下，假设棱镜44的入射表面在子扫描方向上相对于光束垂直，在子扫描方向上，两束光束在将被扫描的表面上的扫描中心被分别聚焦的位置之间的距离x0由下面的表达式(12)所表示。

在下面的表达式中，n1表示构成棱镜44的材料在波长λ1时的折射率，n2表示该材料在波长λ2时的折射率，而θA和θB分别由下面的表达式(13)和(14)所表示。

表达式(12)

x0＝Dp·cos(θA){tan(θB)-tan(θA)}

表达式(13)

θA＝sin^-1{n1·sin(θpz)}-θpz，

表达式(14)

θB＝sin^-1{n2·sin(θpz)}-θpz。

这样，当在子扫描方向上，不同波长的光束被分别聚焦在感光鼓43上扫描中心的位置之间的距离被表示为xd时，下面的表达式(15)就能够被满足，这样，在扫描线之间产生的相对扫描线弯曲就能够进入被校正的状态，因此就能够实现更高的分辨率。

表达式(15)

Dp·cos(θA){tan(θB)-tan(θA)}＜xd

就是说，设定了Dp、θA和θB，因此表达式(15)就能够被满足。这样，光束就能够被合并，使得具有较短波长的光束在子扫描方向上，在允许棱镜44中产生的相对扫描线弯曲被校正的方向上具有偏移和倾斜。结果是，相对扫描线弯曲在x0＜xd的状态下被校正。

(实施例6)

附图11是根据实施例6的光学扫描器的结构图。在该实施例中，光学扫描器包括一个使用半导体激光器作为光源并且发射具有波长λ1的光束的光源45，以及一个使用半导体激光器作为光源并且发射具有波长λ2的光束的光源55。

第一图像形成光学系统48包括一个轴对称透镜46以及一个柱面透镜47。从第一图像形成光学系统48射出的光束透射穿过光合并部件49。然后，光束的光程被返回镜50折弯，这样光束就照射到旋转多面镜51的反射表面上。柱面透镜47具有在对应于子扫描方向的方向(箭头b所表示的方向)上的折射能力，这样已经照射到旋转多面镜51的反射表面上的光束就被聚焦成一个沿着主扫描方向(箭头a所表示的方向)延伸的线性图像。该线性图像以过满的状态照射到旋转多面镜51上。

另外，第二图像形成光学系统56包括一个轴对称透镜46a和一个柱面透镜47a。从第二图像形成光学系统56射出的光束被光合并部件49反射。然后，光束的光程被返回镜50折弯，这样光束就倾斜地照射到旋转多面镜51。柱面透镜47a在对应于子扫描方向的方向上具有折射能力，这样照射到旋转多面镜51的反射表面上的光束就被聚焦成沿着主扫描方向延伸的线性图像。该线性图像以过满的状态被照射到旋转多面镜51上。

旋转多面镜51所偏转/反射的每一束光束倾斜地照射到曲面镜52上，从而被曲面镜52的光学能力所会聚，然后聚焦在作为将被扫描的表面的感光鼓53上而被扫描。

如上所述，从第一图像形成光学系统48射出的光束透射穿过光合并部件49，从第二图像形成光学系统56射出的光束被光合并部件49所反射。来自于每个图像形成光学系统的光束经过光合并部件49而被合并在一个公共轴上。

根据该实施例的光学扫描器包括一个平型的光分离器54。由曲面镜52会聚在主扫描方向上的光束被平型的光分离器54分离成分别具有波长为λ1和λ2的两束光束。通过分离获得的光束在感光鼓53上分别聚焦进而被扫描。设定平型的光分离器54使得在感光鼓53上，子扫描方向上的两个扫描线之间的距离就分辨率上而言具有一个合适的值。

这样，分别由两个光源45和55所发射的具有不同波长的光束能够在整个光学系统中，在一个扫描操作中扫描两行图像，这样就能够实际地实现高速扫描。

最好是，平型的光分离器54由一个分光镜构成。附图12是由一个分光镜构成的平型光分离器54的局部放大图。分光镜的表面被配置成作为入射表面54b，在相反一侧的表面54a上形成了一层金属反射膜。

被光合并部件49排列在公共轴上的具有不同波长的两束光束之中，来自于光源45的具有波长为λ1的光束透射穿过入射表面54b并在相对一侧的表面54a上被反射。然后，光束从入射表面54b的后端向空中发射，从而被转变成射出光束57，并且被引导至感光鼓53。来自于光源55具有波长λ2的光束在入射表面54b上被转变成反射光束58，并且被引导至感光鼓53。这样，就能够获得更高的光利用率。

表面54a可以被配置为一个分光镜表面，取代具有金属反射膜的表面。而且，在附图12所示的平型光分离器54中，入射表面54b与相反一侧的表面54a彼此平行。但是，如果由楔形表面构成的话，这些表面彼此可以是不平行的。

另外，由衍射元件构成的平型光分离器54可使结构简化。就是说，在照射到衍射元件上的具有两个不同波长的光束中，具有较短波长的光束能够较大程度的衍射，利用衍射功能，在公共轴上合并的具有不同波长的两束光束能够被分成两束。而且，行差也能够被衍射元件所校正。

(实施例7)

附图13是根据实施例7的光学扫描器的结构图。该实施例的光学扫描器包括一个发射具有波长λ1的光束的光源59，和发射具有波长λ2的光束的光源67，以及光源71，其发射具有波长λ3的光束。

第一图像形成光学系统62包括一个轴对称的透镜60和一个柱面透镜61。从第一图像形成光学系统62射出的光线透射穿过光合并部件63，进而被光合并部件64反射在返回镜65的方向上离开。

第二图像形成光学系统70包括一个轴对称透镜68和一个柱面透镜69。从第二图像形成光学系统70射出的光线被光合并部件63反射，并且进一步被光合并部件64反射在返回镜65的方向上离开。

第三图像形成光学系统74包括一个轴对称透镜72和一个柱面透镜73。从第三图像形成光学系统74射出的光束透射穿过光合并部件64，并且在返回镜65的方向上传送。

当光束经过光学元件64的时候，来自于每个光学系统的光束在公共轴上的一点被合并。光束的光程被返回镜65折弯，这样光束就倾斜地照射到旋转多面镜66的反射表面上。

柱面透镜61、69、73在对应于子扫描方向(箭头b所表示的方向)的方向上具有折射能力，这样照射到旋转多面镜66的反射表面上的每一束光束都被聚焦成一个沿着主扫描方向(箭头a所表示的方向)延伸的线性图像。而且，每一束光束都以过满的状态照射到旋转多面镜66上。

旋转多面镜66偏转/反射的每一束光线都倾斜地照射到曲面镜75上从而被曲面镜75的光学能力在主扫描方向上聚焦，然后，在保持同轴状态的同时，在将被扫描的表面76上聚焦进而被扫描。

最好是，光合并部件63、64分别由一个分光镜构成。通过分光镜的使用，能够获得更高的光利用率。而且，光合并部件63能够被设定为具有透射波长为λ1的光束，以及反射波长为λ2的光束的特性，光合并部件64能够被设定为具有透射波长为λ3的光束，反射波长为λ1和λ2的光束的特性。

在该实施例中，能够发射具有三个不同波长的光束。通过将光束的波长设定为与三原色或者三原色的互补色相对应的波长，将被扫描的材料，就是将被扫描的表面76可以由照像纸构成。例如，波长λ1、λ2、λ3可以被分别设定成接近于680nm、530nm以及450nm的波长。在这种情况下，通过选择作为光合并部件的分光镜的特性，就能够任意选择哪个光源被使用作为发射分别具有不同波长的光束的光源。

另外，利用由半导体激光管构成的每个光源，光学扫描器不仅能够减小尺寸，而且该系统还可以是一个允许利用预定的写入信号而直接进行调制的简单的系统。

附图14是显示构成光源部分的光学系统的一部分的结构图。从作为光源的半导体激光器77发射的光束依靠聚光镜78的作用有效地照射到波长转换元件79上。半导体激光器77发射的光束的波长λL1通过波长转换元件79被转换成波长λL2。利用能够使频率加倍的波长转换元件，波长λL2能够被转换成波长λL1的一半。根据上述的光学系统，利用较低成本的具有近红外区内的震荡波长的高功率半导体激光器，就能够获得特别是三原色以及三原色的互补色所需的具有波长530nm的光束以及具有波长450nm的光束。

附图15是显示构成光源部分的光学系统的该部分的另一个示例的结构图。从作为光源的半导体激光器80发射的光束依靠第一聚光镜81的作用有效地照射到波长转换元件82上。波长已经被转换的光束依靠第二聚光镜83的作用有效地照射到声光转换元件84上。根据这种结构，从半导体激光器80发射的光束的波长λL1被波长转换元件82转换成波长λL2。利用能够使频率加倍的波长转换元件，波长λL2被转换成波长λL1的一半。根据上述的光学系统，利用较低成本的具有近红外区内的震荡波长的高功率半导体激光器，就能够获得特别是三原色以及三原色的互补色所需的具有波长530nm的光束以及具有波长450nm的光束。

另外，声光转换元件可利用一个预定的写入信号被驱动，这样，半导体激光器80执行连续震荡的同时，可以执行光学写入。通常，在转换来源于连续震荡的光束的波长的情况下，波长转换要比在转换来源于间歇震荡的光束的波长的情况进行的稳定。此外，可发射高功率光束的气体激光器也可以被用作光源。

(实施例8)

附图16是根据一图像读取装置的一个实施例的结构图。根据该实施例的图像读取装置使用根据实施例1的光学扫描器。从第一图像形成光学系统4射出的光束透射穿过单向透视玻璃87。然后，光束的光程被返回镜5折弯，这样光束就照射到旋转多面镜6的反射表面上。

旋转多面镜6偏转/反射的光束在曲面镜7处聚焦。然后，光束被用于扫描作为将被扫描的表面的将被读取的文件85上的将被读取的部分86。携带着将被读取的表面上的信息的反射或者发散的光经过一个反向光程，通过曲面镜7到达单向透视玻璃87。返回的光被单向透视玻璃87反射进而通过聚光镜88的作用聚焦在光检测器89上。根据该实施例的图像读取装置使用了根据实施例1的光学扫描器，这样就实现了可以减小尺寸和降低成本的高分辨率的图像读取装置。

(实施例9)

附图17是根据该图像读取装置的另一个实施例的结构图。根据该实施例的图像读取装置使用图7所示的实施例2的光学扫描器。从第一图像形成光学系统13射出的光束透射穿过一个单向透视玻璃92和光合并部件14。然后，光束的光程被返回镜15折弯，这样光束就照射到旋转多面镜16的反射表面上。

另外，从第二图像形成光学系统17射出的光束透射穿过一个单向透视玻璃95进而在光合并部件15上被反射。光束的光程被返回镜15折弯，这样光束就倾斜地照射到旋转多面镜16上。

旋转多面镜16所偏转/反射的每一束光线都倾斜地照射到曲面镜21上，从而被曲面镜21的光学能力会聚在主扫描方向上。对于作为将被扫描的表面的，将被读取的文件90上的将被读取的部分91来说，利用两个不同波长的扫描光，能够同时扫描两个线性图像。

携带着已经被来自光源10的光束所读取的将被读取表面的信息的反射或者发散光，经过一个反向光程，通过曲面镜21和合并元件14到达单向透视玻璃92。返回的光线被单向透视玻璃92所反射，进而通过聚光镜93的作用聚焦在光检测器94上。

同时，携带着已经被来自光源18的光束所读取的将被读取表面的信息的反射或者发散光，经过一个反向光程，通过曲面镜21达到合并元件14。返回的光被合并元件14所反射，并且进一步被单向透视玻璃95所反射进而通过聚光镜96的作用聚焦在光检测器97上。这样，在该实施例中，也有两个线性图像能够被同时扫描，因此可以实现高分辨率的图像读取装置，而且其能够执行高速的操作并实现尺寸和成本的降低。

在该实施例中，描述了针对利用实施例2的光学扫描器的图像读取装置的实施例。但是也可以使用根据实施例3到6的光学扫描器。

(实施例10)

附图18是显示根据一图像形成装置的实施例的结构图。在该图中所示的图像形成装置利用了根据实施例1到6中的任何一个的光学扫描器。

在箭头e所示的方向上被驱动旋转的感光鼓101，放置在装置的主体100的内部部分的大体上的中心处。一个充电器102、一个显影器103、一个传送器104以及具有刃片105的一个清除器106环绕着感光鼓101的外围放置，其中刃片105用于清除残留在感光鼓101上的色粉(toner)。

来自于光学扫描器107的光束照射并进一步扫描到感光鼓101上将被扫描的表面上，感光鼓101已被充电器102充电到所需要的电势。这样，就能形成一个作为潜像(latent image)的所需要的图像。该潜像被显影器103显影成为色粉图像。

在光学扫描器107中，从第一图像形成光学系统108射出的光束以过满的状态，作为一个线性图像照射到旋转多面镜109上。入射光被旋转多面镜109所偏转，偏转的光被曲面镜110聚焦并进一步扫描到感光鼓101上。光束被反射镜111折弯成预定的方向，这样主体中的光学扫描器就能够被优化。

在这一显影处理的过程的同时，记录纸112被逐一地从安装在装置的主体100的底部的供纸盒113送出，然后通过定时辊114被运送到传送部分。在传送部分中，色粉图像被传送到记录纸上，并被定影器115定影。在图像被定影以后，记录纸就从弹出辊116弹出到主体100的上部表面上。

如上所述，通过使用根据实施例1到6所述的光学扫描器，就能够实现高分辨率的图像形成装置，其能够执行高速的操作以及实现尺寸和成本的降低。

(实施例11)

附图19是根据一照相处理装置的实施例的结构图。在该图中所示的照相处理装置120包括一个具有如实施例7中所述的结构的光学扫描器。通过该光学扫描器122，辊形的照像纸121被曝光于通过在公共轴上合并三原色或者三原色的互补色所需的三个不同波长的光而获得的光束当中。被曝光的照像纸121经过一个显影槽123、一个光圈槽(stop tank)124以及一个定影槽125，这样被光学写入的曝光图像就能够被显示出来。照像纸在干燥槽126中干燥，然后就在箭头f所表示的方向上从照相处理装置120中被弹出。随后，照像纸用切割工具(未示出)切成预定的形状。照相处理装置120应用了与实施例7中描述的结构完全相同的光学扫描器122，这样就能够实现高分辨率的照相处理装置，而且其也能够执行高速的操作，以及实现尺寸和成本的降低。

工业应用

如上所述，根据本发明的光学扫描器能够执行高速扫描，同时能够确保在降低成本的情况下实现极佳的光学性能。这样，该光学扫描器能够被用于诸如激光打印机、激光传真机、数字复印机等图像读取装置，以及图像形成装置或者照像处理装置中。

Claims (48)

1.一种光学扫描器，用于在主扫描方向和与主扫描方向相正交的子扫描方向上在将被扫描的表面上扫描光束，包括：

一个光源；

一个旋转多面镜，扫描来自所述光源的光束；

一个图像形成光学系统，放置在所述光源和所述旋转多面镜之间，用于在所述旋转多面镜的一个反射表面上形成尺寸大于该反射表面的主扫描方向上的宽度的线性图像；以及

一个曲面镜，放置在所述旋转多面镜和所述将被扫描的表面之间，

其中，所述光源、所述图像形成光学系统、所述旋转多面镜和所述曲面镜分别排列在所述子扫描方向上的不同位置，

来自于所述图像形成光学系统的光束相对于一第一平面倾斜地照射到所述旋转多面镜的所述反射表面上，该第一平面包括所述反射表面的一条法线，并且与所述主扫描方向平行，以及

反射离开所述旋转多面镜的光束相对于一第二平面倾斜地照射到所述曲面镜上，该第二平面包括所述曲面镜在顶点处的一条法线，并且与所述主扫描方向平行。

2.如权利要求1所述的光学扫描器，

其中当被引导向所述曲面镜的光束的中心轴与所述第二平面之间所形成的角被表示为θM(度)时，

所述光学扫描器满足关系式

6＜θM＜10。

3.如权利要求1所述的光学扫描器

其中当在所述子扫描方向上，来自于所述旋转多面镜的反射光束相对于来自所述图像形成光学系统的入射光束所形成的角度的方向被定义为正方向时，

在所述子扫描方向上，来自于所述曲面镜的反射光束相对于来自所述旋转多面镜的入射光束在负方向上形成一个角度。

4.如权利要求3所述的光学扫描器，

其中当所述旋转多面镜的反射表面的法线与来自所述图像形成光学系统的入射光束所形成的角度的绝对值被表示为θP(度)，以及

在所述曲面镜的顶点处的法线与来自所述旋转多面镜的反射光束所形成的角度的绝对值被表示为θM(度)时，

所述光学扫描器满足关系式

1.3＜θM/θP＜1.7

5.如权利要求3所述的光学扫描器，

其中当所述旋转多面镜的所述反射表面与所述曲面镜的顶点之间的距离被表示为L，且所述曲面镜的顶点与所述将被扫描的表面之间的距离被表示为D时，

所述光学扫描器满足关系式

0.3＜L/(L+D)＜0.55

6.如权利要求3所述的光学扫描器，

其中当所述曲面镜在所述主扫描方向上的曲率半径被表示为RDy，在所述子扫描方向上的曲率半径被表示为RDx，且所述曲面镜的顶点与所述将被扫描的表面之间的距离被表示为D时，

所述光学扫描器分别满足关系式

0.7＜2D/|RDy|＜1.3，以及

2.2＜RDy/RDx＜3.2

7.如权利要求1所述的光学扫描器，

其中所述曲面镜在所述子扫描方向上具有圆弧形的截面。

8.如权利要求1所述的光学扫描器，

其中所述曲面镜具有可使所述子扫描方向上由于光倾斜照射所引起的弯曲被校正的形状。

9.如权利要求1所述的光学扫描器，

其中，所述曲面镜相对于所述第二平面不对称。

10.如权利要求1所述的光学扫描器，

其中所述曲面镜具有一个扭曲的形状，从而使得在作为所述第二平面与所述曲面镜的曲面彼此交叉所形成的曲线的母线上，除所述曲面镜的顶点之外的其它点上的法线都不包含在所述第二平面中。

11.如权利要求10所述的光学扫描器，

其中在所述母线上的所述这些点上的每条法线与所述第二平面所形成的角度在朝所述曲面镜的外周方向上增加。

12.如权利要求10所述的光学扫描器，

其中当来自于所述旋转多面镜的反射光束相对于所述旋转多面镜上的入射光束所形成的角度的方向被定义为正方向时，在所述母线上的所述这些点上的每条法线相对于所述第二平面在正方向上形成一个角度。

13.如权利要求1所述的光学扫描器，

其中所述曲面镜由变形镜构成，该变形镜在所述主扫描方向的顶点处的曲率半径与所述子扫描方向的顶点处的曲率半径不同。

14.如权利要求1所述的光学扫描器，

其中所述曲面镜在各所述主扫描方向与所述子扫描方向上具有内凹的形状。

15.如权利要求1所述的光学扫描器，

其中所述曲面镜具有这样一个形状，使得由所述子扫描方向上的反射产生的光焦度在所述主扫描方向上的中心部分与外围部分之间在能级上变化。

16.如权利要求1所述的光学扫描器，

其中所述曲面镜具有这样一个形状，使得所述曲面镜在所述子扫描方向的截面上的曲率半径不依赖于所述曲面镜在所述主扫描方向的截面上的形状。

17.如权利要求1所述的光学扫描器，

其中在所述图像形成光学系统中，来自于所述光源的光束在所述主扫描方向上会聚。

18.如权利要求1所述的光学扫描器，

其中在所述图像形成光学系统中，来自于所述光源的光束在所述主扫描方向上发散。

19.如权利要求1所述的光学扫描器，进一步包括一个波长可变光源和一个波长控制部分。

20.如权利要求1所述的光学扫描器，

其中所述光源的数目是两个或者更多，所述光学扫描器进一步包括一个放置在光源和所述旋转多面镜之间的光合并部件，用于合并来自于所述光源的光束，使得在所述将被扫描的表面上形成的光束点之间的所述子扫描方向上的间距具有一个预定的值。

21.如权利要求20所述的光学扫描器，

进一步包括一个子方向光束控制器，放置在光源和旋转多面镜之间，并改变来自于所述光源的至少一个光束在所述子扫描方向上的倾斜角或高度。

22.如权利要求20所述的光学扫描器，

其中所述光合并部件由一个分光镜构成。

23.如权利要求21所述的光学扫描器，

其中所述子方向光束控制器由一个电磁镜构成。

24.如权利要求21所述的光学扫描器，

其中所述子方向光束控制器由一个棱镜构成。

25.如权利要求1所述的光学扫描器，

其中所述光源的数目是两个或者更多，这些光源具有不同的波长，所述光学扫描器进一步包括一个光合并部件，放置在光源和所述旋转多面镜之间，并将来自于所述光源的光束合并到一个公共轴上，以及一个光分离器，放置在所述旋转多面镜与所述将被扫描的表面之间，用于分离光束。

26.如权利要求25所述的光学扫描器，

其中所述光分离器由一个棱镜构成。

27.如权利要求25所述的光学扫描器，

其中所述光合并部件由一个分光镜构成。

28.如权利要求1所述的光学扫描器，

其中所述光源的数目是两个或者更多，这些光源具有不同的波长，所述光学扫描器进一步包括一个光合并部件，放置在光源和所述旋转多面镜之间，用于合并来自于光源的光束，使得在所述将被扫描的表面上形成的光束点之间的所述子扫描方向上的间距具有一个预定的值，以及一个放置在所述旋转多面镜和所述将被扫描的表面之间的光分离器，用于分离光束。

29.如权利要求28所述的光学扫描器，

其中所述光分离器由一个棱镜构成。

30.如权利要求28所述的光学扫描器，

其中所述光合并部件由一个分光镜构成。

31.如权利要求28所述的光学扫描器，

其中所述曲面镜在一个方向上产生了扫描线弯曲，允许所述光分离器产生的扫描线弯曲被校正。

32.如权利要求29所述的光学扫描器，

其中所述光源的数目是两个，这些光源具有不同的波长，

当所述光源的波长被分别表示为λ1和λ2，

在所述棱镜的入射表面与出射表面之间形成的角度被表示为θpz，

波长为λ1的情况下，在光程上从所述棱镜的所述出射表面到图像平面之间的距离被表示为Dp，波长为λ1的情况下，构成所述棱镜的材料的折射率被表示为n1，波长为λ2的情况下，该材料的折射率被表示为n2，以及

在扫描中心处，具有各自波长的光束分别聚焦的位置之间的所述子扫描方向上的间距被表示为xd时，

所述光学扫描器满足关系式

Dp·cos(θA){tan(θB)-tan(θA)}＜xd，以及

在该关系表达式中

θA＝sin^-1{n1·sin(θpz)}-θpz，和

θB＝sin^-1{n2·sin(θpz)}-θpz

33.如权利要求1所述的光学扫描器，

其中所述光源的数目是两个或者更多，这些光源具有不同的波长，所述光学扫描器进一步包括一个光合并部件，放置在光源和所述旋转多面镜之间，用于将来自于光源的光束合并到一个公共轴上，以及一个放置在所述旋转多面镜与所述将被扫描的表面之间的平型的光分离器，用于分离光束。

34.如权利要求33所述的光学扫描器，

其中所述光合并部件由一个分光镜构成。

35.如权利要求33所述的光学扫描器，

其中所述平型的光分离器由一个分光镜构成。

36.如权利要求33所述的光学扫描器，

其中所述平型的光分离器由一个衍射元件构成。

37.如权利要求1所述的光学扫描器，

其中所述光源的数目是三个或者更多，这些光源具有不同的波长，所述光源扫描器进一步包括一个光合并部件，放置在光源和所述旋转多面镜之间，用于将来自于光源的光束合并到一个公共轴上，并且与这些波长相应的光束在公共轴上被聚焦在所述将被扫描的表面上。

38.如权利要求37所述的光学扫描器，

其中所述光源是一个激光器光源，其所发射的光束具有与三原色或者三原色的互补色中的任意一个相对应的波长。

39.如权利要求38所述的光学扫描器，

其中所述光源由一个半导体激光器构成。

40.如权利要求37所述的光学扫描器，

其中每个所述光源都是一个激光器光源并且包括一个波长转换元件，使得该波长转换元件分别与所述光源相对应。

41.如权利要求40所述的光学扫描器，

其中所述光源由一个半导体激光器构成。

42.如权利要求37所述的光学扫描器，

其中每个所述光源都是一个激光器光源并且包括一个波长转换元件以及一个声光调制元件，使得该波长转换元件与声光调制元件分别与光源相一致。

43.如权利要求37所述的光学扫描器，

其中所述将被扫描的表面由像纸构成。

44.如权利要求1所述的光学扫描器，

其中相对于以所述曲面镜的表面的顶点为原点，由所述子扫描方向上的坐标x(mm)和所述主扫描方向上的坐标y(mm)所定义的坐标(x，y)，

当将反射光束被引导的方向定义为正方向时，所述曲面镜具有由下面的关系式所表示的距离所述顶点具有垂度量z(mm)的形状的表面：

$z=f\left(y\right)+\frac{\frac{X^2}{g\left(y\right)}-2X\·\sin \left\{\mathrm{\θ}\left(y\right)\right\}}{\cos \left\{\mathrm{\θ}\left(y\right)\right\}+\sqrt{{\cos }^2\left\{\mathrm{\θ}\left(y\right)\right\}-{\left[\frac{x}{g\left(y\right)}\right]}^2+\frac{2X\·\sin \left\{\mathrm{\θ}\left(y\right)\right\}}{g\left(y\right)}}}$

在上述关系式中，

f(y)是定义了母线上的一个非圆弧形状的表达式，被表示为

$f\left(y\right)=\frac{\left[\frac{y^2}{\mathrm{RDy}}\right]}{1+\sqrt{1-(1+k){\left[\frac{y}{\mathrm{RDy}}\right]}^2}}+\mathrm{AD}{y}^4+\mathrm{AE}{y}^6+\mathrm{AF}{y}^8+\mathrm{AG}{y}^{10}$

其中所述顶点处在所述主扫描方向的曲率半径被表示为RDy(mm)，且定义了所述母线形状的高阶常数被表示为AD、AE、AF、AG，

表示由坐标y所定义的一位置处在所述子扫描方向上(x方向)的曲率半径的g(y)，被表示为

g(y)＝RDx(1+BCy²+BDy⁴+BEy⁶+BFy⁸+BGy¹⁰)

其中所述子扫描方向上的曲率半径被表示为RDx(mm)，且确定了由坐标y所定义的该位置处在所述子扫描方向上的曲率半径的常数被表示为BC、BD、BE、BF和BG，以及

θ(y)是表示由坐标y所定义的该位置处的扭转量，表示为

θ(y)＝ECy²+EDy⁴+EEy⁶

其中确定了由坐标y所定义的该位置处的扭转量的扭转常数被表示为EC、ED和EE。

45.如权利要求1所述的光学扫描器，

其中所述旋转多面镜的反射表面的数目是10到20。

46.一种包括如权利要求1所述的光学扫描器的图像读取装置。

47.一种包括如权利要求1所述的光学扫描器的图像形成装置。

48.一种包括如权利要求37所述的光学扫描器的照相处理装置。

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