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CN1327542A - 光扫描装置 - Google Patents

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CN1327542A
CN1327542A CN00802110A CN00802110A CN1327542A CN 1327542 A CN1327542 A CN 1327542A CN 00802110 A CN00802110 A CN 00802110A CN 00802110 A CN00802110 A CN 00802110A CN 1327542 A CN1327542 A CN 1327542A
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CN
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light
scanning device
light beam
curved mirror
optical
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CN00802110A
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吉川智延
山本义春
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

一种不需要折回镜,而将来自一片曲面镜的光束直接导向感光鼓,并且具有良好的光学性能的光扫描装置。该光扫描装置包括:光源部(1);光偏转器(5),对来自光源部的光束进行扫描;第1成像光学系统(2,3)配置在光源部和光偏转器之间,在光偏转器的偏转面上形成线像;以及第2成像光学系统(7),配置在光偏转器和被扫描面(8)之间,由一片曲面镜构成。来自第1成像光学系统的光束倾斜地入射到包括光偏转器的偏转面的法线的平行于主扫描方向的面上,来自光偏转器的光束倾斜地入射到包括曲面镜顶点的法线的平行于主扫描方向的面(以下称为YZ面)上。在向曲面镜的光束的中心轴和YZ面形成的角为θM的情况下,满足10<θM<35。

Description

光扫描装置
技术领域
本发明涉及用于激光打印机、激光传真机或数字复印机等中的光扫描装置。
背景技术
用于激光打印机等中的多数光扫描装置包括：作为光源的半导体激光器；第1成像光学系统，将来自光源的光束线状成像在光偏转器上，以便对光偏转器的表面塌陷进行校正；作为光偏转器的多角镜；以及第2成像光学系统，在被扫描面上按等速度来成像均匀的束点。
现有的光扫描装置的第2成像光学系统由称为fθ透镜的多片大型的玻璃透镜构成，但存在难以小型化并且价格昂贵的问题。因此，近年来，为了实现小型化、低成本化，在日本特开平11-30710号公报中披露了在第2成像光学系统中使用一片曲面镜的光扫描装置。
提出的上述光扫描装置将来自曲面镜的光束模式地直接导向像面，减小光束被曲面镜反射的反射角，实际上，在将光束导向感光鼓时，需要在曲面镜和感光鼓之间配置折回镜。此外，日本特开平11-30710号公报记载的曲面镜的副扫描方向剖面形状为非圆弧的4次多项式形状，所以难以加工、测量。
在日本特开平11-153764号公报中披露了仅用一片曲面镜来构成第2成像光学系统而不需要折回镜的光扫描装置。但是，对于将光束直接导向被扫描面的最佳条件不明确。此外，为了将光束直接导向被扫描面，需要与曲面镜形成大的角度来倾斜地入射光束，但对于此时在镜面上产生的大的光线像差的对策不充分。
发明概述
鉴于上述问题，本发明的目的在于提供不需要折回镜，而将来自一片曲面镜的光束直接导向感光鼓，并且使曲面镜成为比较容易加工、测量的形状，具有良好的光学性能的光扫描装置。
本发明的基本结构的光扫描装置包括：光源部，发射光束；光偏转器，对来自光源部的光束进行扫描；第1成像光学系统，配置在光源部和光偏转器之间，在光偏转器的偏转面上形成线像；第2成像光学系统，配置在光偏转器和被扫描面之间，由一片曲面镜构成。而且，来自第1成像光学系统的光束倾斜入射到包括光偏转器的偏转面的法线的平行于主扫描方向的面，来自光偏转器的光束倾斜入射到包括曲面镜顶点的法线的平行于主扫描线方向的面(以下称为YZ面)。此外，其特征在于，在从光偏转器向曲面镜的光束的中心轴和YZ面形成的角为θM的情况下，满足10＜θM＜35。
根据该结构，由一片镜来构成第2成像光学系统，按满足10＜θM的大反射角来反射光束，所以使配置自由度增加，不需要折回镜，可以将光束直接导向被扫描面。此外，上述条件式的上限表示可校正光线像差的范围。
在上述结构中，由于对曲面镜以10＜θM这样的大角度倾斜入射光束，所以用镜面来产生大的光线像差。为了校正该像差，在本发明的光扫描装置中，来自第1成像光学系统的光束倾斜入射分配到包括光偏转器的偏转面的法线的平行于主扫描方向的面，将光线像差限定在可校正的倾斜范围内。
为了在上述结构中获得良好的束点，在副扫描方向剖面中，在偏转面反射的反射光束将与来自第1成像光学系统的入射光束形成的角度方向为正方向的情况下，最好曲面镜反射的光束与来自偏转面的入射光束形成的角度为负方向。由此，由于反射光束和入射光束分别处于正方向和负方向，所以对倾斜入射引起产生的光线像差进行校正，可以得到良好的束点。
而且，为了得到良好的束点，在上述结构中，在偏转面的法线与来自第1成像光学系统的光束形成的角度为θP，从偏转面至曲面镜的顶点的距离为L，从曲面镜至被扫描面的距离为D的情况下，满足下述条件式(1)：
1.6＜θM/θP＋0.98L＜2.2                           …(1)
这样，如果第1成像光学系统、光偏转器和第2成像光学系统的位置关系满足上述条件式，则可以对光束的倾斜入射引起产生的光线像差进行最佳地校正。如果超过条件式的范围，则在倾斜方向上产生像差。
此外，为了达到更高的清晰度，期望满足下述条件式(2)、(3)。
1.86＜θM/θP＋0.98L/(L＋D)＜1.94                  …(2)
如果满足条件式(2)，则可以对光束的倾斜入射引起产生的光线像差进行最佳地校正。
0.48＜L/(L＋D)＜0.75                         …(3)
如果满足条件式(3)，则以10＜θM的反射角也可以校正光线像差。在未满足下限的情况下，产生光线像差，而在未满足上限的情况下，由于副扫描方向的束径在扫描中心和周边变化大，所以难以实现高清晰度。
此外，在上述基本结构的光扫描装置中，曲面镜的副扫描方向剖面形状为圆弧。由此，可以使曲面镜形成比较容易地加工、测量的形状。
曲面镜的形状有可校正像面弯曲、fθ误差、扫描线弯曲那样的主副曲率半径不同的形状，而且在母线上的各点的法线为螺旋的自由曲面。
即，曲面镜最好为对倾斜入射引起产生的扫描线弯曲进行校正的形状。此外，曲面镜也可以与所述YZ面非对称。而且，曲面镜也可以是使YZ面和曲面相交的曲线(以下称为母线)上的顶点以外的各点的法线不包括YZ面的螺旋形状。通过这些结构，可以使光学系统单纯地构成，可以对光束的倾斜入射引起产生的光线像差进行校正，并且可以校正扫描线弯曲。
上述螺旋形状的曲面镜，最好母线上各点的法线与YZ面形成的角度距顶点越远就越大。上述螺旋形状的曲面镜，最好在曲面镜反射的光束与来自偏转面的入射光束形成的角度为正方向的情况下，母线上各点的法线与YZ面形成的角度的方向是正方向。
在上述基本结构的光扫描装置中，最好曲面镜是顶点上的主扫描方向的曲率半径和副扫描方向的曲率半径不同的变形镜。此外，曲面镜有可以在主扫描方向、副扫描方向上都凹的镜面。此外，曲面镜可以有副扫描方向的折射能力在主扫描方向的中心部和周边部不同的镜面。此外，曲面镜的副扫描方向剖面的曲率半径可以不依赖于主扫描方向剖面形状。
此外，在上述基本结构的光扫描装置中，第1成像光学系统使来自光源部的光束成为在主扫描方向上的聚束光束。
通过这些结构，可以使主扫描方向、副扫描方向的各像面弯曲、fθ特性具有良好的性能。
此外，在上述基本结构的光扫描装置中，光源部可以具有可变波长光源和波长控制部。根据该结构，由于束点的大小大致与波长成比例，所以如果以波长为控制尾，则可以任意地控制在感光鼓上成像的束点的大小，而且，由于第2成像光学系统仅由反射镜构成而完全不产生色像差，所以可以任意地改变清晰度而不恶化fθ特性等其它性能。
本发明的另一基本结构的光扫描装置包括：光源部，发射光束；光偏转器，对来自光源部的光束进行扫描；第1成像光学系统，配置在光源部和所述光偏转器之间，在光偏转器的偏转面上形成线像；第2成像光学系统，配置在光偏转器和被扫描面之间，由一片曲面镜构成。而且，来自第1成像光学系统的光束倾斜入射到包括光偏转器的所述偏转面的法线的平行于主扫描方向的面，来自光偏转器的光束倾斜入射到包括曲面镜顶点的法线的平行于主扫描线方向的面(以下称为YZ面)。其特征在于，光源部至少由两个光源组成，包括光合成部件，对光源部和光偏转器之间配置的来自至少两个光源的光束进行合成，在向曲面镜的光束的中心轴和YZ面所形成的角为θM的情况下，满足10＜θM＜35。
根据该结构，可以在一次扫描中进行两光束以上的扫描，所以与光源为1个的情况相比，可以将2倍的线像信息扫描在被扫描面上，并且由一片镜构成第2成像光学系统，按满足10＜θM的大反射角来反射光束，所以配置自由度增加，可以不需要折回镜而直接导向被扫描面。
作为光合成部件，例如可以使用分色镜。分色镜可以选择波长来进行反射、透过，所以可以高效率地合成光。此外，也可以使用半反射镜。半反射镜容易加工，所以可以用低成本来实现光合成。
此外，在上述结构的光扫描装置中，配有光分解部件，对光偏转器和被扫描面之间配置的光束进行分解。通过在光偏转器和被扫描面之间配置对光束进行分解的光分解部件，可以在一次扫描中同时将至少2条以上的线像形成在被扫描面上，获得将图像形成速度或图像读取速度至少达到2倍速的效果。
作为光分解部件，可以使用衍射栅或分色镜。如果是衍射栅，则入射的光束因波长而按不同的衍射角被衍射，所以可以低成本高效率地分解光。此外，如果是分色镜，则选择波长来进行反射、透过，所以可以高效率地分解光。
此外，在上述结构的光扫描装置中，由构成所述光源部的至少两个光源发射的光的波长可以是不同的。由于使用波长不同的光，第2成像光学系统仅由反射镜来构成，完全不发生通常发生的色像差，所以可以形成高清晰度的彩色图像或读取彩色图像。
通过使用以上的任何一个结构的光扫描装置来构成图像读取装置或图像形成装置，都可以得到小型、低成本、高清晰度、并且高速的图像读取装置、图像形成装置。
本发明的彩色图像形成装置包括传送部件、复印部件、以及光扫描装置。传送部件，将包括显像器和感光体的与多个颜色对应的多个成像单元形成大致圆筒形状，具有使各成像单元保持可排列在该圆筒的圆周方向上的结构，通过使多个成像单元同时在圆筒的轴心周围旋转，来使各成像单元在成像位置和待机位置之间移动。复印部件，具有可接触位于成像位置的成像单元的感光体的复印体，随着切换位于成像位置的成像单元，将各感光体上形成的各色的调色像依次复印到复印体上，使各色的调色像进行重叠并将彩色调色像形成复印体上。光扫描装置具有上述的某个结构，对成像单元的感光体进行曝光。
根据该结构，通过使曲面镜的配置、光束的反射角最佳化，可以获得小型、低成本的彩色图像形成装置。
在上述结构的彩色图像形成装置中，构成光扫描装置的第2成像光学系统的一片曲面镜被配置在圆筒的轴心附近。
此外，在上述结构的彩色图像形成装置中，光扫描装置在来自第1成像光学系统的光束倾斜入射到包括光偏转器的偏转面的法线的平行于主扫描方向的面，来自光偏转器的光束倾斜入射到包括曲面镜顶点的法线的平行于主扫描线方向的面(以下称为YZ面)，向曲面镜的光束的中心轴和YZ面形成的角为θM的情况下，满足12.5＜θM＜17.5。
附图的简要说明
图1表示本发明实施例1的光扫描装置的示意方框图；
图2表示以平行于副扫描方向的面来剖切实施例1的光扫描装置的剖面图；
图3是实施例1的光扫描装置的数值例1的情况下的特性图，图3A表示fθ误差的图，图3B表示像面弯曲量的图，图3C表示残存扫描线弯曲量的图；
图4是实施例1的光扫描装置的数值例2的情况下的特性图，图4A表示fθ误差的图，图4B表示像面弯曲量的图，图4C表示残存扫描线弯曲量的图；
图5是实施例1的光扫描装置的数值例3的情况下的特性图，图5A表示fθ误差的图，图5B表示像面弯曲量的图，图5C表示残存扫描线弯曲量的图；
图6是实施例1的光扫描装置的数值例4的情况下的特性图，图6A表示fθ误差的图，图6B表示像面弯曲量的图，图6C表示残存扫描线弯曲量的图；
图7是实施例1的光扫描装置的数值例5的情况下的特性图，图7A表示fθ误差的图，图7B表示像面弯曲量的图，图7C表示残存扫描线弯曲量的图；
图8是实施例1的光扫描装置的数值例6的情况下的特性图，图8A表示fθ误差的图，图8B表示像面弯曲量的图，图8C表示残存扫描线弯曲量的图；
图9是实施例1的光扫描装置的数值例7的情况下的特性图，图9A表示fθ误差的图，图9B表示像面弯曲量的图，图9C表示残存扫描线弯曲量的图；
图10表示本发明实施例2的光扫描装置的结构图；
图11表示采用本发明的光扫描装置的图像读取装置的结构图；
图12表示采用本发明的光扫描装置的图像形成装置的示意剖面图；
图13是采用本发明的光扫描装置的彩色图像形成装置的示意剖面图。
实施发明的最好形式
以下，参照图1至图8来说明本发明的实施例。
(实施例1)
图1是表示本发明实施例1的光扫描装置结构的斜视图。在图1中，1是半导体激光器，2是轴对称透镜，3是仅在副扫描方向上具有折射力柱面透镜，4是回折镜，5是多角镜，7是曲面镜，8是作为扫描面的感光鼓。6表示多角镜5的旋转中心轴。
图2是以平行于包括图1的光扫描装置的扫描中心轴的副扫描方向的面进行剖切的剖面图。在副扫描方向上进行倾斜配置，使得来自折回镜4的光束倾斜入射到多角镜5的偏转面，来自多角镜5的光束倾斜入射到曲面镜7。
图中，r是多角镜5的内接半径，L是偏转反射点和曲面镜7的间隔，D是曲面镜7和感光鼓8的间隔，θP是从折回镜4的光轴和偏转反射面的法线形成的角，θM是从偏转反射面的光轴和曲面镜7的顶点的法线形成的角。
此外，后述的各实施例的曲面镜的表面形状用式(4)来表示，其中，以表面的顶点为原点，副扫描方向坐标、主扫描方向坐标分别为x(mm)、y(mm)位置的距顶点的下垂量为z(mm)，z以入射光束的方向为正。 Z = f ( y ) + x 2 g ( y ) - 2 x &CenterDot; sin { &theta; ( y ) } cos { &theta; ( y ) } + cos 2 { &theta; ( y ) } - [ x g ( y ) ] 2 + 2 x &CenterDot; sin { &theta; ( y ) } g ( y ) - - - - . . . ( 4 ) 但是 f ( y ) = [ y 2 RDy ] 1 + 1 - ( 1 + k ) [ y RDy ] 2 + AD y 4 + AE y 6 + AF y 8 + AG y 10 - - - - . . . ( 5 )
g(y)＝RDx(1＋BCy2＋BDy4＋BEy6＋BFy8＋BGy10)    …(6)
θ(y)＝ECy2＋EDy4＋EEy6                          …(7)
这里，f(y)是表示母线上的形状为非圆弧的公式，g(y)表示y位置的副扫描方向(x方向)的曲率半径，θ(y)是表示y位置的螺旋量的公式。而且，RDy(mm)是顶点的主扫描方向曲率半径，RDx(mm)是副扫描方向曲率半径，K表示母线形状的圆锥常数，AD、AE、AF、AG表示母线形状的高次常数，BC、BD、BF、BG是决定y位置的副扫描方向曲率半径的常数，而EC、ED、EE是决定y位置的螺旋量的常数。
以下示出具体的数值。再有，最大像高为Ymax，与其对应的多角旋转角为αmax。
                       (表1)
(数值例1)
 Ymax  110  αmax  23.171
 θP  10  θM  15
 L  120.0  D  57.51  r  17.32
 RDy -334.92  K  0.00000E-00  AD -3.62302E-09  AE -2.73024E-13
 AF  0.00000E-00  AG  0.00000E-00
 RDx -80.52  BC -2.89732E-05  BD -4.28918E-11  BE  0.00000E-00
 BF  0.00000E-00  BG  0.00000E-00
 EC -5.82583E-06  ED -1.13810E-10  EE -1.19931E-14
                      (表2)
(数值例2)
 Ymax  110  αmax  23.171
 θP  12  θM  15
 L  120.0  D  59.83  r  17.32
 RDy -336.80  K  0.00000E-00  AD -3.49531E-09  AE -2.57312E-13
 AF  0.00000E-00  AG  0.00000E-00
 RDx -82.69  BC -2.82629E-05  BD -3.28026E-11  BE  0.00000E-00
 BF  0.00000E-00  BG  0.00000E-00
 EC -5.60722E-06  ED -1.15858E-10  EE -1.03247E-14
                       (表3)
(数值例3)
 Ymax  110  αmax  23.171
 θP  15  θM  15
 L  120.0  D  63.66  r  17.32
 RDy -341.34  K  0.00000E-00  AD -3.24365E-09  AE -2.24859E-13
 AF  0.00000E-00  AG  0.00000E-00
 RDx -86.15  BC -2.70059E-05  BD -1.46493E-11  BE  0.00000E-00
 BF  0.00000E-00  BG  0.00000E-00
 EC -5.26775E-06  ED -1.17342E-10  EE -8.03818E-15
                        (表4)
(数值例4)
 Ymax  110  αmax  23.171
 θP  10.6  θM   15
 L  100.0  D  104.63  r  17.32
 RDy -303.46   K  0.00000E-00  AD  1.80096E-09  AE -1.24638E-13
 AF  0.00000E-00   AG  0.00000E-00
 RDx -105.92   BC -1.91645E-05  BD  9.15253E-11  BE  0.00000E-00
 BF  0.00000E-00   BG  0.00000E-00
  EC -5.30805E-06  ED -7.70761E-11  EE -1.93654E-15
                            (表5)
(数值例5)
 Ymax  110    αmax  23.171
 θP  8.6    θM  10
 L  125.0     D  42.51  r  17.32
 RDy -344.03  K  0.00000E-00  AD -4.60135E-09  AE -4.72521E-13
 AF  0.00000E-00  AG  0.00000E-00
 RDx -64.44  BC -3.67525E-05  BD -2.00372E-10  BE  0.00000E-00
 BF  0.00000E-00  BG  0.00000E-00
 EC -4.70394E-06  ED -1.02999E-11  EE -2.59942E-14
                     (表6)
(数值例6)
 Ymax  110  αmax  23.171
 θP  24.8  θM  30
 L  130.0  D  57.85  r  17.32
 RDy -337.35  K  0.00000E-00  AD -6.04413E-09  AE -7.15054E-13
 AF  0.00000E-00  AG  0.00000E-00
 RDx -92.49  BC -3.34619E-05  BD -3.90448E-10  BE  3.46428E-14
 BF  0.00000E-00  BG  0.00000E-00
 EC -1.06790E-05  ED -3.11321E-10  EE -2.48477E-14
                      (表7)
(数值例7)
 Ymax  110     αmax  17.484
 θP  12     θM  15
 L  164.0     D  75.27    r  20.0
 RDy -432.18  K  0.00000E-00  AD -2.05312E-09  AE -6.01611E-14
 AF  0.00000E-00  AG  0.00000E-00
 RDx -106.80  BC -1.71971E-05  BD -1.09012E-11  BE  0.00000E-00
 BF  0.00000E-00  BG  0.00000E-00
 EC -3.19258E-06  ED -7.70809E-11  EE  0.00000E-00
以下，参照图1、图2来说明如上构成的光扫描装置的操作。
来自半导体激光器1的光束通过轴对称透镜2变为聚束光。然后，通过柱面透镜3仅在副扫描方向上被聚束，由折回镜4进行折回，在多角镜5的反射面上成像为线像。通过多角镜5以旋转中心轴6为中心进行旋转，光束被扫描，由曲面镜7进行反射，在扫描面8上进行成像。曲面镜7的形状被这样决定：主扫描方向剖面非圆弧形状，按照各像高来决定副扫描方向的曲率半径，以便校正主、副像面弯曲、fθ误差，而且，决定与各像高对应位置的表面螺旋量，以便对扫描线弯曲进行校正。
(表8)表示各数值例的扫描中心、最大像高的波面像差。
                                          (表8)
 数值例  1  2  3  4  5  6  7
 θM/θP＋0.98L/(L＋D)  2.163  1.904  1.640  1.894  1.894  1.888  1.922
 波面像差(mλ)  中心  2  2  2  5  4  5  2
 最大像高  54  7  68  16  11  12  6
数值例1至3是L＝120、θM＝15条件下改变设计θP的例子，数值例2是校正因倾斜入射产生的光线像差的最佳设计例子，数值例1是下述条件式(1)的上限附近的设计例子，而数值例3是下限附近的设计例子。
1.6＜θM/θP＋0.98L/(L＋D)＜2.2      …(1)
数值例4至7是与各L、θM有关的决定最佳的θP的设计例子，满足下述的条件式(2)。
1.86＜θM/θP＋0.98L/(L＋D)＜1.94    …(2)
此外，(表9)表示各数值例的扫描中心和最大像高的副扫描方向的束径(1/e2强度)的比。
                                     (表9)
 数值例  1  2  3  4  5  6  7
 L/(L＋D)  0.68  0.67  0.65  0.49  0.75  0.69  0.69
 副扫描方向束径比  0.65  0.62  0.78  0.72  0.45  0.54  0.72
各数值例满足下述条件式(3)。
0.48＜L/(L＋D)＜0.75                …(3)
图3～图9是表示各个数值例1～数值例7情况下的特性的图，在各图中，A表示fθ误差，B表示像面弯曲量，C表示残存扫描线弯曲量。
这里，fθ误差(ΔY)是扫描中心附近的多角的单位平均旋转角的扫描速度(感光鼓面上光束被扫描的速度)为V(mm/deg)、多角旋转角为α(deg)、像高为Y(mm)时按下述的式(8)表示的量。
ΔY＝Y-V×α                        …(8)
此外，半导体激光器1为可变波长激光器，如果对其波长进行控制，则可以任意地控制在感光鼓8上成像的束点的大小。
在本实施例中，使用式(4)来表示曲面镜形状，但也可以使用其它式来表示同样的形状。
(实施例2)
图10是具有与方案18对应结构的实施例2的光扫描装置的结构图。
在图10中，9是发射波长λ1的光束的第1光源，10是发射波长λ2的光束的第2光源，11是使来自第1光源9的光形成聚束光的第1轴对称透镜，12是使来自第2光源10的光形成聚束光的第2轴对称透镜。13是将来自第1光源9的光束作为线像成像在仅在副扫描方向上具有折射力的偏转面上的第1柱面透镜，14是将来自第2光源10的光束作为线像成像在仅在副扫描方向上具有折射力的偏转面上的第2柱面透镜。15是透过波长λ1的光束而反射波长λ2的光束的分色镜，16是折回镜，17是多角镜，18是多角镜17的旋转中心轴。19是曲面镜，具有实施例1的说明中所述的数值例1～数值例4的某一个所示的形状和配置。20是分离波长λ1和波长λ2的光束的衍射栅，21是感光鼓。
下面说明如上那样构成的光扫描装置的操作。分色镜15合成的两个不同的波长的光束由多角镜17来扫描，通过曲面镜19变为聚束光。入射到衍射栅20的光束通过衍射栅20被分离为两个光束，成像在感光鼓21上。由此，可以用一次扫描来进行两行扫描。此时，在曲面镜19中完全不发生色像差。因此，由衍射栅20分离的两个光束都良好地成像在感光鼓21上。这里，作为合成部件，使用了分色镜，但也可以使用半反射镜，此外，作为分离部件，使用了衍射栅，但也可以使用分色镜。
此外，在本实施例中，设有分解部件来进行两行扫描，但也可以进行波长多路扫描而不设置分解部件。
(实施例3)
图11是具有与方案21对应结构的实施例3的图像读取装置的结构图。
在图11中，从1到7与构成图1所示的光扫描装置的要素相同。22是读取面，23是透过来自光源1的光束，并且将来自读取面22的返回光反射到检测系统的半反射镜，24是检测器，25是将返回光导向检测器24的检测光学系统。
如以上那样，通过使用本实施例的光扫描装置，可以实现小型、低成本、高清晰度的图像读取装置。
(实施例4)
图12是表示采用实施例1或实施例2所述的光扫描装置的图像形成装置的示意剖面图。在图12中，26是感光鼓，如果被光照射，则电荷变化的感光体覆盖表面，27是在感光体的表面上附带静电离子的一次带电器，28是使打字部附带带电调色剂的显像器，29是将附带的调色剂复印到用纸上的复印带电器，30是除去残留的调色剂的清洁器，31是将复印的调色剂定影在用纸上的定影装置，32送纸盒，33是半导体激光器、轴对称透镜、柱面透镜构成的光源块，34是多角镜，35是实施例1所示的曲面镜。
如以上那样，通过使用上述实施例的光扫描装置，可以实现小型、低成本的图像形成装置。
(实施例5)
图13是表示采用实施例1或实施例2所述的光扫描装置的彩色图像形成装置的示意剖面图。
在图13中，36Y、36M、36C、36B分别是与黄色、桃红色、青绿色、黑色的各色对应的成像单元。成像单元36Y由感光鼓37Y、一次带电器38Y、显像器39Y、以及清洁器40构成，如果感光鼓被光照射，则电荷变化的感光体覆盖表面，一次带电器在感光体的表面上附着静电离子，显像器使带电调色剂附着在打印部上，而清洁器除去残留的调色剂。其它颜色的成像单元36M、36C、36B也为相同的结构。
41是在各色感光鼓37Y、37M、37C、37B上形成的复印调色剂像的复印带，42是将复印带41上附着的调色剂复印到用纸上的复印带电器，43是将复印的调色剂定影在用纸上的定影装置，44是送纸盒。45是半导体激光器、轴对称透镜、柱面透镜构成的光源块，46是多角镜。47是曲面镜，可以使用实施例1中所述的曲面镜。
从图13可知，与四色对应的成像单元36Y外部以形成圆筒状那样来保持。在圆筒的轴心周围使各成像单元36Y外部同时旋转，使各感光鼓37外部依次接触复印带41。随着成像单元36Y外部的切换，通过光源块45、多角镜46、曲面镜47在各感光鼓37Y外部上形成静电潜像，再通过显像器39Y外部形成调色剂像。将各感光鼓37Y外部上形成的各色调色剂像依次复印到复印带41上，使各色调色剂像重叠，并将彩色调色剂像形成在复印带41上。
光源块45、多角镜46、曲面镜47构成的光扫描装置将曲面镜产生的光束的反射角设计为与本实施例的彩色图像形成装置形成最佳的30deg，所以仅将曲面镜47配置在圆筒的轴心附近，将反射的光直接导向感光鼓37Y等。
通过以上的结构，可以实现小型、低成本的彩色图像形成装置。
产业上的可利用性
根据本发明的光扫描装置，仅用一片曲面镜来构成第2成像光学系统，不需要折回镜，而将来自曲面镜的光束直接导向感光鼓，并且使曲面镜形成比较容易加工、测量的形状，可以获得具有良好光学性能的光扫描装置。

Claims (25)

1.一种光扫描装置，包括：光源部，发射光束；光偏转器，对来自所述光源部的光束进行扫描；第1成像光学系统，配置在所述光源部和所述光偏转器之间，在所述光偏转器的偏转面上形成线像；第2成像光学系统，配置在所述光偏转器和所述被扫描面之间，由一片曲面镜构成；
该光扫描装置使来自所述第1成像光学系统的光束倾斜入射到包括所述光偏转器的所述偏转面的法线的平行于主扫描方向的面，来自所述光偏转器的光束倾斜入射到包括所述曲面镜顶点的法线的平行于主扫描线方向的面(以下称为YZ面)；
其特征在于，在从所述光偏转器向所述曲面镜的光束的中心轴和所述YZ面形成的角为θM的情况下，满足10＜θM＜35。
2.如权利要求1所述的光扫描装置，其特征在于，在副扫描方向剖面中，在所述偏转面反射的反射光束将与来自所述第1成像光学系统的入射光束形成的角度方向为正方向的情况下，所述曲面镜反射的光束与来自所述偏转面的入射光束形成的角度为负方向。
3.如权利要求2所述的光扫描装置，其特征在于，在所述偏转面的法线与来自所述第1成像光学系统的光束形成的角度为θP，从所述偏转面至所述曲面镜的顶点的距离为L，从所述曲面镜至所述被扫描面的距离为D的情况下，满足下述条件式(1)：
1.6＜θM/θP＋0.98L/(L＋D)＜2.2               …(1)。
4.如权利要求3所述的光扫描装置，其特征在于，满足下述条件式(2)：
1.86＜θM/θP＋0.98L/(L＋D)＜1.94             …(2)。
5.如权利要求1所述的光扫描装置，其特征在于，在从所述偏振面至所述曲面镜的顶点的距离为L，从所述曲面镜至所述被扫描面的距离为D的情况下，满足下述条件式(3)：
0.48＜L/(L＋D)＜0.75                          …(3)。
6.如权利要求1所述的光扫描装置，其特征在于，所述曲面镜的副扫描方向剖面形状为圆弧。
7.如权利要求1所述的光扫描装置，其特征在于，所述曲面镜是将因倾斜入射产生的扫描线弯曲进行校正的形状。
8.如权利要求1所述的光扫描装置，其特征在于，所述曲面镜与所述YZ面非对称。
9.如权利要求1所述的光扫描装置，其特征在于，所述曲面镜是使所述YZ面和曲面相交的曲线(以下称为母线)上的顶点以外的各点的法线不包括所述YZ面的螺旋形状。
10.如权利要求9所述的光扫描装置，其特征在于，所述母线上各点的法线与所述YZ面形成的角度距顶点越远就越大。
11.如权利要求9所述的光扫描装置，其特征在于，在所述曲面镜反射的光束与来自所述偏转面的入射光束形成的角度为正方向的情况下，所述母线上各点的法线与所述YZ面形成的角度的方向是正方向。
12.如权利要求1所述的光扫描装置，其特征在于，所述曲面镜是顶点上的主扫描方向的曲率半径和副扫描方向的曲率半径不同的变形镜。
13.如权利要求1所述的光扫描装置，其特征在于，所述曲面镜有在主扫描方向、副扫描方向上都凹的镜面。
14.如权利要求1所述的光扫描装置，其特征在于，所述曲面镜有副扫描方向的折射能力在主扫描方向的中心部和周边部不同的镜面。
15.如权利要求1所述的光扫描装置，其特征在于，所述曲面镜的副扫描方向剖面的曲率半径不依赖于主扫描方向剖面形状。
16.如权利要求1所述的光扫描装置，其特征在于，所述第1成像光学系统使来自所述光源部的光束成为在主扫描方向上的聚束光束。
17.如权利要求1所述的光扫描装置，其特征在于，所述光源部具有可变波长光源和波长控制部。
18.一种光扫描装置，包括：光源部，发射光束；光偏转器，对来自所述光源部的光束进行扫描；第1成像光学系统，配置在所述光源部和所述光偏转器之间，在所述光偏转器的偏转面上形成线像；第2成像光学系统，配置在所述光偏转器和所述被扫描面之间，由一片曲面镜构成；
该光扫描装置使来自所述第1成像光学系统的光束倾斜入射到包括所述光偏转器的所述偏转面的法线的平行于主扫描方向的面，来自所述光偏转器的光束倾斜入射到包括所述曲面镜顶点的法线的平行于主扫描线方向的面(以下称为YZ面)；
其特征在于，所述光源部至少由两个光源组成，包括光合成部件，对所述光源部和所述光偏转器之间配置的来自至少两个光源的光束进行合成，在向所述曲面镜的光束的中心轴和所述YZ面所形成的角为θM的情况下，满足10＜θM＜35。
19.如权利要求18所述的光扫描装置，其特征在于，配有光分解部件，对所述光偏转器和被扫描面之间配置的光束进行分解。
20.如权利要求18所述的光扫描装置，其特征在于，由构成所述光源部的至少两个光源发射的光的波长是不同的。
21.使用权利要求1～20的任何一项所述的光扫描装置的图像读取装置。
22.使用权利要求1～20的任何一项所述的光扫描装置的图像形成装置。
23.一种彩色图像形成装置，包括：
传送部件，将包括显像器和感光体的与多个颜色对应的多个成像单元形成大致圆筒形状，具有使所述各成像单元保持可排列在该圆筒的圆周方向上的结构，通过使所述多个成像单元同时在所述圆筒的轴心周围旋转，来使所述各成像单元在成像位置和待机位置之间移动；
复印部件，具有可接触位于所述成像位置的成像单元的感光体的复印体，随着切换位于所述成像位置的成像单元，将各感光体上形成的各色的调色像依次复印到所述复印体上，使各色的调色像进行重叠并将彩色调色像形成所述复印体上；以及
光扫描装置，对所述感光体进行曝光；
其特征在于，所述光扫描装置是权利要求1～20的任何一个所述的光扫描装置。
24.如权利要求23所述的彩色图像形成装置，其特征在于，构成所述光扫描装置的第2成像光学系统的所述一片曲面镜被配置在所述圆筒的轴心附近。
25.如权利要求23所述的彩色图像形成装置，其特征在于，所述光扫描装置在来自所述第1成像光学系统的光束倾斜入射到包括所述光偏转器的所述偏转面的法线的平行于主扫描方向的面，来自所述光偏转器的光束倾斜入射到包括所述曲面镜顶点的法线的平行于主扫描线方向的面(以下称为YZ面)，向所述曲面镜的光束的中心轴和所述YZ面形成的角为θM的情况下，满足12.5＜θM＜17.5。
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