CN1932577A - 串列式激光扫描单元 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种串列式激光扫描单元。该串列式激光扫描单元包括光源、光束偏转器和光学扫描单元。在光源的发光路径上旋转的光束偏转器同时偏转在大致平行于光束偏转器旋转轴的子扫描平面内彼此成预定角度倾斜入射的不同光束。光学扫描透镜使被光束偏转器偏转的光束在相应光敏鼓上会聚。光学扫描透镜包括具有非球形表面的至少一个子扫描截面，从而减小扫描线的弯曲。使用该串列式激光扫描单元，扫描线的变形和弯曲被校正，并为倾斜入射光学系统提供制造成本和驱动效率方面的优势。

Description

串列式激光扫描单元

技术领域

本发明涉及一种串列式激光扫描单元(LSU)。更具体地，本发明涉及一种能够通过同时将从多个光源发射出的光束扫描到不同光敏鼓而形成彩色图像的串列式LSU。

背景技术

用于激光打印机、数字复印机、条码识别器以及传真机等装置的激光扫描单元(LSU)利用由光束偏转器完成的主扫描操作和通过旋转光敏鼓而完成的子扫描操作而在曝光表面形成潜像。具体地，为了实现彩色图像，串列式成像装置包括对应相应的彩色成分的多个曝光体。串列式成像装置的一个实例是彩色激光打印机。使用串列式LSU的串列式成像装置同时在各个的光敏鼓上分别形成相应于各个彩色成分(例如，黄、品红、青和黑色)的单色光。

串列式LSU包括设置在光源的发光路径上用于偏转光束的光束偏转器。当多个光束共用光束偏转器时，光学元件的数量以及结构可被简化，从而可紧凑地制造包括LSU的成像装置并可降低制造成本。考虑到这些优点，具有多个光束共用光束偏转器这样的结构的串列式LSU正在积极的研发中。为了将多个光束分别扫描到多个相应的光敏鼓上，需要将多个光束导向高速旋转的光束偏转器，并且在这些光束偏转之后将其空间分离。为了实现此目的，不同的单色光倾斜地入射到旋转的光束偏转器上，从而单色光可被空间分离(日本专利公开No.2004-361627)。然而，在这种倾斜入射光学系统中，在光敏鼓上没有形成笔直的扫描线，并且该扫描线被扭曲成曲线，例如弧形。由于扫描线之间的间距不能保持一致，因此扫描线的扭曲降低了图像质量。具体地，在通过重叠不同单色而形成彩色图像的彩色成像装置中，转印带上的单色图像没有相互对应，因此无法形成所需的色彩和图像。

因此，需要对串列式激光扫描单元进行改进，以基本消除扫描线的扭曲。

发明内容

本发明的典型实施例提供了一种串列式LSU，它使用一种在制造成本和驱动效率方面具有优势的倾斜入射光学系统并校正了扫描线的弯曲。

根据本发明典型实施例的一个特征，一种串列式LSU，通过在主扫描方向上将不同的光束扫描在不同的光敏鼓上而形成一条直扫描线。该串列式LSU包括光源；光束偏转器，其在光源发光路径上旋转，并且同时偏转在基本平行于光束偏转器旋转轴的子扫描平面内以彼此成预定角度倾斜入射的不同光束；和光学扫描透镜，其使被光束偏转器偏转的光束在相应光敏鼓上成像。光学扫描透镜包括具有非球形表面的至少一个子扫描截面，从而减小扫描线的弯曲。

光学扫描透镜包括设置在光束偏转器上的第一扫描透镜和设置在光敏鼓上的第二扫描透镜。子扫描截面至少位于第一扫描透镜入射侧和第一扫描透镜出射侧二者之一，其为非球形表面。

根据本发明典型实施例的另一特征，一种串列式LSU，具有第一光学系统和第二光学系统，它们中的每一个将不同的光束扫描到不同的光敏鼓上。串列式LSU包括由第一和第二光学系统共用的可旋转光束偏转器，该光束偏转器的第一侧对第一光学系统，第二侧对第二光学系统。第一和第二光学系统的光束在基本平行于光束偏转器旋转轴的子扫描平面内彼此成预定角度倾斜入射。第一光学扫描透镜和第二光学扫描透镜使被光束偏转器偏转的光束会聚到相应的光敏鼓上。每个光学扫描线包括具有非球形表面的至少一个子扫描截面，从而减小扫描线的弯曲。

通过下文参考附图详细描述公开本发明的实施例，本领域的技术人员将会了解本发明的其他目的、优点和特征。

附图说明

通过参考附图详细描述下文中的典型实施例，本发明的上述以及其他细节和优点将会更清楚，其中：

图1是示出根据本发明典型实施例的串列式激光扫描单元(LSU)的主扫描截面的视图；

图2是示出根据本发明典型实施例的图1中LSU的子扫描截面的视图；

图3是示出根据本发明典型实施例的沿其光路布置的图1的第一成像光学扫描系统的子扫描截面的视图；

图4是示出根据本发明典型实施例的图3的部分子扫描截面的视图；

图5是比较根据本发明典型实施例和现有技术的弯曲量的视图；

图6是根据本发明典型实施例的成像装置的部分截面的正视图。

在这些附图中，相同的附图标号表示相同的元件、特征和结构。

具体实施方式

现在参考示出本发明的典型实施例的图1-6对本发明更全面的描述。图1和2示出根据本发明典型实施例的串列式激光扫描单元(LSU)。图1示出根据本发明典型实施例的串列式激光扫描单元(LSU)的主扫描截面，图2示出根据本发明典型实施例的LSU的子扫描截面。主扫描方向(y方向)表示在此方向上光束通过偏转器扫描到光敏鼓上。主扫描方向与光敏鼓的扫描线方向对应。子扫描方向(x方向)与光敏鼓的旋转方向对应。

参考图1，串列式LSU包括第一到第四光源1Y、1M、1C和1K，相应于黄、品红、青和黑色各个成分。从光源1Y、1M、1C和1K发出的彩色光入射到相对于光源1Y、1M、1C和1K安装的光束偏转器9上。被光束偏转器9偏转的光束被扫描到相应于各个色彩成分的第一到第四光敏鼓15Y、15M、15C和15K上。

该串列式LSU包括为第一和第二光敏鼓15Y和15M提供扫描光的第一成像光学扫描系统S1，以及为第三和第四光敏鼓15C和15K提供扫描光的第二成像光学扫描系统S2。该串列式LSU具有水平对称的光学结构。第一成像光学扫描系统S1包括一对第一和第二光源1Y和1M，并且具有这样的光学结构：以大致恒定的速度将光束LY和LM从第一和第二光源1Y和1M扫描到第一和第二光敏鼓15Y和15M上。类似的，第二成像光学扫描系统S2包括一对第三和第四光源1C和1K，并且具有这样的光学结构：以大致恒定的速度将光束LC和LK从第三和第四光源1C和1K扫描到第三和第四光敏鼓15C和15K上。光束偏转器9被安装在各光源1Y、1M、1C和1K的发光路径上。从第一和第二光源1Y和1M发出的光束入射到光束偏转器9的一侧，同时，从第三和第四光源1C和1K发出的光束入射到光束偏转器9的另一侧。如上所述，光束偏转器9相对于所有的光源1Y、1M、1C和1K安装，并且从不同光源发出的光束LY、LM、LC和LK大致同时被共用的光束偏转器9偏转并被扫描到相应的光敏鼓15Y、15M、15C和15K上。参考图2，光束偏转器9包括高速旋转的驱动马达9b和与驱动马达9b的转子同轴安装的多面镜9a。

多面镜9a可为多面体结构，它的外表面被分为多个偏转平面。入射到多面镜9a上的光束通过高速旋转的偏转平面以大致恒定的速度沿着主扫描方向照明。

图3是LSU子扫描截面视图，示出根据本发明典型实施例第一成像光学系统S1沿其光路的光学排列。第一成像光学系统S1的第一和第二光源1Y和1M在子扫描单元截面内在倾斜方向上发出光束LY和LM。第一和第二光源1Y和1M发出光束LY和LM，并且光束LY和LM之间的夹角为预定的角度α，从而光束LY和LM在光束偏转器9处会聚。为此，在子扫描方向(X方向)分离的第一和第二光源1Y和1M可被倾斜并且相对水平轴以预定的倾斜度安装。第一和第二光源1Y和1M发出不同的单色光(例如，黄色和品红色光)。为了通过共用光束偏转器9大致同时偏转不同的单色光LY和LM，光束LY和LM必须在偏转之后被分离，然后被扫描到相应的光敏鼓15Y和15M上。因此，为了空间的分离，光束LY和LM倾斜地入射到光束偏转器9上。第一和第二光源1Y和1M可包括一激光二极管。参考图3，第一和第二光源1Y和1M可按分离的装置来封装，或者，第一和第二光源1Y和1M可被设置为双光束型，其中光源们被整合地封装在一个装置中。同样，第二成像光学系统S2的第三和第四光源1C和1K以预定的夹角发射出光束LC和LK，光束LC和LK向光束偏转器9会聚，光源1C和1K可倾斜地相对水平轴以预定倾斜度被安装。

入射到光束偏转器9上的光束LY和LM以预定的角度α入射到一个偏转平面上，并且向光束偏转器9的偏转平面会聚。光束LY和LM在偏转平面上相交，或者是非常靠近。光束LY和LM的聚焦位置被限制在预定的角度内，从而光束偏转器9的有效偏转平面的大小可被减少，从而可减少制造以及驱动光束偏转器9所需的成本。被偏转平面偏转的光束LY和LM被分离，并在会聚的方向上前射，分别到达相应的光敏鼓15Y和15M。

准直透镜3Y和3M、孔径5Y和5M和柱状透镜7Y和7M可依次排列在光源1Y和1M与光束偏转器9之间。光束LY和LM从光源1Y和1M中放射状地射出，并且通过准直透镜3Y和3M(图1)转换成基本平行的光束或类平行光。然后，光束LY和LM成为宽光束，并经过孔径5Y和5M的狭缝。之后，经过在子扫描方向具有折射能力而在子扫描方向上折射光束LY和LM的柱状透镜7Y和7M，光束LY和LM最终在子扫描方向聚焦，并且最终会聚到光束偏转器9上。

因而，在主扫描方向(平行于主扫描方向)延伸的线形光束被会聚到光束偏转器9的偏转平面上。

准直透镜3C和3K、孔径5C和5K和柱状透镜7C和7K可依次排列在光源1C和1K与光束偏转器9之间，细节同上文。

被光束偏转器9偏转的光束被入射到光学扫描透镜10(也称为f-θ透镜)上。光学扫描透镜10包括依次排列在光路上的扫描透镜11a和扫描透镜13M和13Y。被设置在光束偏转器9附近的第一扫描透镜11a可相对于在子扫描方向上分离的不同的光束LY和LM整体形成，或是单独形成。设置在光敏鼓15M和15Y附近的第二扫描透镜13M和13Y可分别设置在不同光束LY和LM的光路上。扫描透镜11b和扫描透镜13C以及13K依次设置在光路上，与第一成像光学系统S1中的类似。

图1示出主扫描透镜的截面形状，图2示出LSU的子扫描截面的形状。下面参考图1和2详细描述主扫描透镜。第一扫描透镜11a和11b都包括入射平面和出射平面，两者具有预定形状以在主扫描方向和子扫描方向各具有预定的折射能力。具体地，第一扫描透镜11a和11b的主扫描截面为具有拐点的非圆弧形。因此，基于其在主扫描方向(y轴方向)上的入射位置，经过扫描透镜11a和11b的光束LY、LM、LC和LK以不同的折射率会聚到光敏鼓15Y、15M、15C和15K上。下面参考图1更详细地描述第一扫描透镜11a和11b的形状。第一扫描透镜11a和11b的入射表面包括在透镜光轴Lo所经过的中心处的锯齿状的凹面，并包括在主扫描方向(y轴方向)两侧的突出状的凸面。出射平面(y轴方向)包括在透镜光轴Lo所经过的中心处的突出状的凸面，还包括在主扫描方向(y轴方向)两侧的锯齿状的凹面。即，主扫描截面的形状可为弯月形，且入射表面和出射表面的曲率符号(sign)基本相同。另外，扫描透镜的入射表面和出射表面不必相对于透镜轴Lo对称，可以不对称。

参考图3，第一扫描透镜11a在子扫描方向包括一非圆形。第一扫描透镜11a的入射表面为凸形，第一透镜11a的出射表面为凹形。另外，入射表面和出射表面的子扫描截面在光轴经过的中心处的形状近似平面，折射率很小。子扫描截面的形状为沿着主扫描方向连续变化的图案。如图3所示，根据本发明典型实施例的扫描透镜11a，扫描透镜11a的入射侧和出射侧可被设计为非球面。或者，入射侧和出射侧中的一个可被设计为非球面。子扫描截面为非球面的入射侧和/或出射侧透镜表面校正了倾斜入射光学系统的弧形变形。

图4是图3的部分放大截面图，描绘了第一扫描透镜11a的操作。参考图4，第一扫描透镜11a对倾斜入射到上侧的第一光束LM以及倾斜入射到其下侧的第二光束LY共用地形成。入射到扫描透镜11a的光束LM和LY通过第一扫描单元11a的非球面表面的折射操作在y轴方向上相同高度处会聚在相应的光敏鼓15M和15Y上，即，在图4中PM和PY表示的预定高度的扫描线上。在下文中将描述通过非球面透镜表面的弧形变形校正而进行光束LM和LY的会聚。

从光源1M和1Y发出的光束LM和LY被旋转的光束偏转器9偏转，并且在主扫描截面内以在y轴方向上具有宽度的角度分布射出，从而沿着主扫描方向在光敏鼓15M和15Y上形成扫描线。在此处，其中光束相对于光束偏转器90以倾斜的方向入射的倾斜入射光学系统，当光束偏转器9旋转(θ_M和θ_Y)时，该光束在子扫描截面内的x轴方向具有预定的发散角度分布。入射到第一扫描透镜11a上的光束LM和LY的入射位置和入射角度在子扫描截面内的x轴方向变化。子扫描截面被设计为非球面的第一扫描透镜11a根据入射位置提供了不同的折射率，从而入射到不同位置的光束LM和LY在基本相同的高度会聚，并且由扫描方向上图像高度的偏差引起的扫描线被扭曲为曲线的弧形变形被消除了。

主扫描截面和子扫描截面为非球形的第一扫描透镜11a的深度z，由下面的公式给出：

$Z=\frac{\frac{y^2}{\mathrm{Rdy}}}{1+\sqrt{1-{\left(\frac{y}{\mathrm{Rdy}}\right)}^2}}+\underset{m=3}{\overset{10}{\mathrm{\Σ}}}{A}_m{Y}^m+\frac{x^{2}c(1+\underset{m=3}{\overset{10}{\mathrm{\Σ}}}{B}_m{Y}^m)}{1+\sqrt{1-(1+k(1+\underset{m=3}{\overset{10}{\mathrm{\Σ}}}{D}_m{Y}^m)){\left(\mathrm{xc}(1+\underset{m=3}{\overset{10}{\mathrm{\Σ}}}{B}_m{Y}^m)\right)}^2}}+\underset{m=3}{\overset{10}{\mathrm{\Σ}}}{C}_m{X}^m)$

(第一项)(第二项)       (第三项)           (第四项)

其中y和x分别是主扫描方向和子扫描方向的坐标，z是透镜表面在光轴方向上的深度，假定此时第一扫描透镜11a和光轴的交点为坐标系的原点。Y和X定义为 $Y=\sqrt{y^2},X=\sqrt{X^2}.$ R是主扫描方向上的曲率半径。c是子扫描方向上的曲率。Am、Bm、Cm和Dm是透镜设计选择的系数。K是二次曲线常量。描述第一扫描透镜11a的入射面和出射面形状的参数可根据透镜设计而定，特别地，可优化二次曲线常量k，从而适当地校正弧形变形。

在上述等式中，第一和第二项主要描述主扫描截面的非球形(非圆弧形)，第三和第四项主要描述子扫描截面的非球面。子扫描截面的形状根据主扫描方向上坐标y而改变，并且该扫描透镜根据主扫描方向上的入射位置提供不同的折射率。

从上述等式可知，主扫描和子扫描截面可以相对于透镜光轴(y＝0)为非对称。即，就这些为奇数且不全为0的参数而言，在主扫描方向(y轴方向)的正(+)区间内的截面形状可以不等于负区间内截面的形状。当光束偏转器9旋转时，光束偏转器9的偏转表面上光束会聚的光束聚焦点和由偏转面和光束形成的入射角连续变化。由于这种变化不是相对于透镜光轴对称的，因此透镜的形状也必须相对光轴不对称。上述等式典型的示出可被本发明采用的扫描透镜的一个实施例。至于子扫描截面被描述为非球形，并不限于此。

参考图1到3，第二扫描透镜13Y、13M、13C和13K依次排在第一扫描透镜11a和11b的后面，并且包括具有预定折射率的入射表面和出射表面。入射表面和出射表面被设计为沿着主扫描方向(y方向)连续变化的非球形。在主扫描方向(y方向)上形状的变化比第一扫描透镜11a和11b的变化更小，并且在主扫描方向(y方向)的折射能力主要集中于第一扫描透镜11a和11b。第二扫描透镜13Y、13M、13C和13K的主扫描截面相对于透镜光轴Lo为非球形的。

参考图3，第二扫描透镜13Y和13M可分别设置用于具有不同光路的光束LY和LM。子扫描截面具有向两个方向突出的圆弧形(球形)。更具体地，第二扫描透镜13Y和13M的入射面和出射面可为球形表面，它的曲率半径沿着主扫描方向(y方向)连续变化。可由透镜设计决定根据主扫描方向(y方向)的子扫描曲率半径的轮廓。

图5是根据本发明典型实施例和现有技术，比较弯曲量的视图。在实验中，测量了根据本发明典型实施例的串列式LSU中扫描线的弯曲量(轮廓N)和根据现有技术的扫描线的弯曲量(轮廓P)。这里，通过测量主扫描方向上各个位置相对光轴S的图像高度而获得弯曲量。如实验结果所示，根据现有技术(轮廓P)，产生了弧形变形，即，扫描线被弯曲为弧形。相反，根据本发明典型实施例(轮廓N)，这样的弧形变形被极大地减少，从而形成一条大致直的扫描线。参考图2，为了通过光束偏转器9将各个光束导向相应的光敏鼓15Y、15M、15C和15K，反射镜21Y、21M、21C、21K、23M和23C可被安装在各个光路上。反射镜21Y、21M、21C、21K、23M和23C可被设置成与各光轴成一预定的倾斜角度。

图6示出根据本发明典型实施例的串列式成像装置100。参考图6，该串列式成像装置100包括光敏体311、曝光单元330、显影单元310、定影单元350和转印单元320。成像装置100还包括：与成像装置100结合的可拆卸的纸张送进盒200；打印介质P堆积于其上并被码纸弹簧239弹性支撑的码纸盘；拾取堆积在码纸盘上的打印介质P的拾取辊372；和送进被拾取的打印介质P的送进辊374。

成像装置100为串列式成像装置，它包括四个用于不同颜色的独立的光敏体311，并且通过一次送进打印介质P同时完成四种不同颜色的转印。即，打印介质P被送进一次即形成完整的彩色图像，类似于单色图像，从而彩色打印所需的时间等于单色打印所需的时间。因而，打印速度非常快。

彩打串列式成像装置100包括四个显影单元310C、310M、310Y和310K和激光扫描单元330C、330M、330Y和330K，显影单元中存储的调色剂分别具有各种颜色，如青(C)、品红(M)、黄(Y)和黑(K)。

显影单元310C、310M、310Y和310K中的每一个都包括光敏体311、显影辊312、充电辊313、供应辊314、调节构件316和调色剂存储单元(未显示)。充电偏压被施加到充电辊313上，从而对光敏鼓311的外表面充以均匀电势。

激光扫描单元330C、330M、330Y和330K中的每一个通过将与各个颜色(如青(C)、品红(M)、黄(Y)和黑(K))的图像信息相应的光辐射在光敏体311上而形成静电潜像。

供应辊314为显影辊312提供存储在调色剂存储单元的显影介质。显影辊312容纳作为显影剂的固体调色剂，它将调色剂供应给形成在光敏体311上的静电潜像，将该静电潜像显影为调色剂图像。用于将调色剂供应给光敏体311的显影偏压施加在显影辊312上。调节附着到显影辊312上显影剂量的调节构件316被安装在显影辊312的外部。

安装光敏体311，使其外表面的一部分露出，并在预定方向上旋转。光敏体311被暴露在外的外表面正对着转印带329。

转印带320单元包括环形运转的转印带329以及支撑转印带329的两侧并带动转印带329的支撑辊321和324。四个转印辊340设置在转印带329的内部。当转印带329处于转印辊340和光敏体311之间时，每个转印辊340分别面对着显影单元310C、310M、310Y和310K中设置的光敏体311。转印带329在光敏体311和转印辊340之间送进打印介质P。转印偏压施加到转印辊311上，并且通过光敏体311与转印辊349之间作用的机械压力和静电，调色剂图像被转印到打印介质P上。

定影单元350包括加热辊351和压力辊352。定影辊350通过向转印在打印介质P上的调色剂图像施加热和压力而将此调色剂图像定影于打印介质P。加热辊351向调色剂图像施加热量，压力辊352面对着加热辊351，形成定影夹挤部，从而向打印介质P上施加高压。经过定影单元350的打印介质P被传送辊376排出到成像装置100外部的纸张传送板390上。

根据本发明典型实施例的串列式LSU，不同的光束倾斜入射，因此，可减少制造成本并且提高光束偏转器的驱动效率。此外，光学扫描透镜的形状被设计为非球形，从而由于倾斜入射导致的扫描线弯曲被减少。

参考这里的典型实施例，具体地显示和示出本发明，但本领域的技术人员应理解，在不偏离权利要求中所定义的本发明的精神和范围的情况下，可以对本发明作出形式和细节上的改变。

Claims (28)

1.一种串列式扫描单元，通过在主扫描方向上将不同的光束扫描到不同的光敏鼓上而形成大致直的扫描线，该串列式激光扫描单元包括：

光源；

光束偏转器，其在光源的发光路径上旋转，并且同时偏转在大致平行于光束偏转器旋转轴的子扫描平面内彼此成预定角度倾斜入射的不同光束；和

光学扫描透镜，其使被光束偏转器偏转的光束在相应光敏鼓上成像，其中，该光学扫描透镜包括具有非球形表面的至少一个子扫描截面，以减小扫描线的弯曲。

2.权利要求1中的串列式激光扫描单元，其中，非球形表面的形状由以下公式决定：

$Z=\frac{\frac{y^2}{\mathrm{Rdy}}}{1+\sqrt{1-{\left(\frac{y}{\mathrm{Rdy}}\right)}^2}}+\underset{m=3}{\overset{10}{\mathrm{\Σ}}}{A}_m{Y}^m+\frac{x^{2}c(1+\underset{m=3}{\overset{10}{\mathrm{\Σ}}}{B}_m{Y}^m)}{1+\sqrt{1-(1+k(1+\underset{m=3}{\overset{10}{\mathrm{\Σ}}}{D}_m{Y}^m)){\left(\mathrm{xc}(1+\underset{m=3}{\overset{10}{\mathrm{\Σ}}}{B}_m{Y}^m)\right)}^2}}+\underset{m=3}{\overset{10}{\mathrm{\Σ}}}{C}_m{Y}^m)$

其中，假定第一扫描透镜11a与其光轴的交点为坐标系的原点，y和x分别是主扫描方向和子扫描方向的坐标，z是透镜表面在光轴方向上的深度。Y和X定义为 $Y=\sqrt{y^2},X=\sqrt{x^2},$ R是主扫描方向上的曲率半径，c是子扫描方向上的曲率，Am、Bm、Cm和Dm是透镜设计选择的系数，K是二次曲线常量。

3.权利要求1中的串列式激光扫描单元，其中，光学扫描透镜的非球形在主扫描方向上变化。

4.权利要求3中的串列式激光扫描单元，其中，光学扫描透镜的非球形在主扫描方向上连续变化。

5.权利要求1中的串列式激光扫描单元，其中，光学扫描透镜的非球形在主扫描方向上相对于光学扫描透镜的光轴不对称。

6.权利要求1中的串列式激光扫描单元，其中，光学扫描透镜包括设置在光束偏转器附近的第一扫描透镜和设置在光敏鼓附近的第二扫描透镜。

7.权利要求6中的串列式激光扫描单元，其中，第一扫描透镜的入射表面和出射表面中至少一个表面具有非球形子扫描截面。

8.权利要求7中的串列式激光扫描单元，其中，第一扫描透镜对应在子扫描平面内被分为不同光路的光束整体形成，而第二扫描透镜对应每个光路单独形成。

9.一种串列式激光扫描单元，具有将不同的光束扫描到不同的光敏鼓上的第一光学系统和第二光学系统，该串列式激光扫描单元包括：

可旋转的光束偏转器，其由第一和第二光学系统共用并具有面对第一光学系统的第一侧和面对第二光学系统的第二侧，所述第一和第二光学系统的光束在大致平行于光束偏转器旋转轴的子扫描平面内彼此成预定角度倾斜入射到该光束偏转器上；并且

每个所述第一和第二光学系统均具有使被光束偏转器偏转的光束会聚到相应的光敏鼓上的第一光学扫描透镜和第二光学扫描透镜，每个光学扫描透镜包括具有非球形表面的至少一个子扫描截面，以减小扫描线的弯曲。

10.权利要求9中的激光扫描单元，其中，光学扫描透镜的非球形表面由以下公式决定：

$Z=\frac{\frac{y^2}{\mathrm{Rdy}}}{1+\sqrt{1-{\left(\frac{y}{\mathrm{Rdy}}\right)}^2}}+\underset{m=3}{\overset{10}{\mathrm{\Σ}}}{A}_m{Y}^m+\frac{x^{2}c(1+\underset{m=3}{\overset{10}{\mathrm{\Σ}}}{B}_m{Y}^m)}{1+\sqrt{1-(1+k(1+\underset{m=3}{\overset{10}{\mathrm{\Σ}}}{D}_m{Y}^m)){\left(\mathrm{xc}(1+\underset{m=3}{\overset{10}{\mathrm{\Σ}}}{B}_m{Y}^m)\right)}^2}}+\underset{m=3}{\overset{10}{\mathrm{\Σ}}}{C}_m{Y}^m)$

其中，假定第一扫描透镜11a与其光轴的交点为坐标系的原点，y和x分别是主扫描方向和子扫描方向的坐标，z是透镜表面在光轴方向上的深度。Y和X定义为 $Y=\sqrt{y^2},X=\sqrt{x^2},$ R是主扫描方向上的曲率半径，c是子扫描方向上的曲率，Am、Bm、Cm和Dm是透镜设计选择的系数，K是二次曲线常量。

11.权利要求9中的激光扫描单元，其中，光学扫描透镜的非球形表面在主扫描方向上变化。

12.权利要求11中的激光扫描单元，其中，光学扫描透镜的非球形表面在主扫描方向上连续变化。

13.权利要求9中的串列式激光扫描单元，其中，光学扫描透镜的非球形在主扫描方向上相对于光学扫描透镜的光轴不对称。

14.权利要求9中的串列式激光扫描单元，其中，第一扫描透镜设置在光束偏转器附近，第二扫描透镜设置在光敏鼓附近。

15.权利要求14中的串列式激光扫描单元，其中，第一扫描透镜的入射表面和出射表面中至少一个具有非球形子扫描截面。

16.权利要求14中的串列式激光扫描单元，其中，第一扫描透镜对应在子扫描平面内被分为不同光路的光束整体形成，而第二扫描透镜对应每个光路单独形成。

17.权利要求9中的串列式激光扫描单元，其中，第一和第二光学系统中的每一个都具有一对光源，光源发出的光束在光束偏转器处会聚。

18.权利要求9中的串列式激光扫描单元，其中，第一和第二光学系统中的每一个都具有第一和第二光源，每个光源用于将光束扫描到不同的光敏鼓上。

19.权利要求18中的串列式激光扫描单元，其中，每个光源具有不同的第一扫描透镜。

20.权利要求17中的串列式激光扫描单元，其中，每对光源具有不同的扫描透镜。

21.一种成像装置，包括：

多个光敏鼓；

串列式激光扫描单元，其通过在主扫描方向上将不同的光束扫描到多个光敏鼓中不同的光敏鼓上而形成大致直的扫描线，该串列式激光扫描单元包括：

光源；

光束偏转器，其在光源的发光路径上旋转，并且同时偏转在大致平行于光束偏转器旋转轴的子扫描平面内彼此成预定角度倾斜入射的不同光束；和

光学扫描透镜，其使被光束偏转器偏转的光束在相应光敏鼓上成像，该光学扫描透镜包括具有非球形表面的至少一个子扫描截面，以减小扫描线的弯曲。

22.根据权利要求21的成像装置，其中，非球形表面由以下公式决定：

$Z=\frac{\frac{y^2}{\mathrm{Rdy}}}{1+\sqrt{1-{\left(\frac{y}{\mathrm{Rdy}}\right)}^2}}+\underset{m=3}{\overset{10}{\mathrm{\Σ}}}{A}_m{Y}^m+\frac{x^{2}c(1+\underset{m=3}{\overset{10}{\mathrm{\Σ}}}{B}_m{Y}^m)}{1+\sqrt{1-(1+k(1+\underset{m=3}{\overset{10}{\mathrm{\Σ}}}{D}_m{Y}^m)){\left(\mathrm{xc}(1+\underset{m=3}{\overset{10}{\mathrm{\Σ}}}{B}_m{Y}^m)\right)}^2}}+\underset{m=3}{\overset{10}{\mathrm{\Σ}}}{C}_m{Y}^m)$

其中，y和x分别是主扫描方向和子扫描方向的坐标，z是透镜表面在光轴方向上的深度，假设第一扫描透镜11a和光轴的交点为坐标系的原点，Y和X定义为 $Y=\sqrt{y^2},X=\sqrt{x^2},$ R是主扫描方向上的曲率半径，c是子扫描方向上的曲率，Am、Bm、Cm和Dm是透镜设计选择的系数，K是二次曲线常量。

23.根据权利要求21的成像装置，其中，光学扫描透镜的非球形表面在主扫描方向上变化。

24.根据权利要求21的成像装置，其中，光学扫描透镜的非球形表面在主扫描方向上连续变化。

25.权利要求21中的成像装置，其中，光学扫描透镜的非球形在主扫描方向上相对于光学扫描透镜光轴不对称。

26.权利要求21中的成像装置，其中，光学扫描透镜包括设置在光束偏转器附近的第一扫描透镜和设置在光敏鼓附近的第二扫描透镜。

27.权利要求26中的成像装置，其中，第一扫描透镜的入射表面和出射表面中至少一个表面具有非球形子扫描截面。

28.权利要求27中的成像装置，其中，第一扫描透镜对应在子扫描平面内被分为不同光路的光束整体形成，而第二扫描透镜对应每个光路单独形成。

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