本發(fā)明涉及光學掃描裝置。光學掃描裝置特別適合于諸如激光束打印機、數(shù)字復印機和多功能打印機之類的圖像形成裝置。

背景技術：

近年來，在實踐上已經使用包括光學掃描裝置的串聯(lián)式彩色圖像形成裝置，光學掃描裝置被配置為通過單個旋轉多面鏡來使從被布置為與各顏色對應的多個光源發(fā)射的多個光束偏轉，并且被配置為使用被布置為與各光束對應的多個成像光學系統(tǒng)來掃描各感光鼓。

在使用上面描述的這種光學掃描裝置的情況下，在被配置為掃描與某種顏色對應的感光鼓的第一成像光學系統(tǒng)中所包括的成像透鏡的表面上反射的閃爍光可能進入被配置為掃描與另一種顏色對應的感光鼓的第二成像光學系統(tǒng)。于是，與原本打算掃描的感光鼓不同的感光鼓可能被掃描。這可能引起諸如出現(xiàn)線條和濃度不均勻之類的圖像劣化問題。

為了解決這種問題，可以想到通過氣相沉積來在成像透鏡的表面上涂覆抗反射薄膜。被反射的閃爍光可以通過抗反射薄膜的涂覆而減少。然而，近年來，為了光學掃描裝置的重量減輕和成本降低的目的，經常使用塑料透鏡作為成像透鏡，而通過氣相沉積在這種塑料成像透鏡的表面上涂覆抗反射薄膜難以實行。

在日本專利申請公開No.2005-4050中，描述了在外殼中布置有遮光構件的光學掃描裝置，其中遮光構件被配置為遮蔽被反射的閃爍光。利用遮光構件，由被配置為掃描與某種顏色對應的感光鼓的第一成像光學系統(tǒng)反射的閃爍光被防止到達與另一種顏色對應的感光鼓。

然而，在日本專利申請公開No.2005-4050中所描述的光學掃描裝置中，存在如下?lián)鷳n：在成像透鏡等被安裝在與期望位置偏離的位置的情況下，被反射的閃爍光的光學路徑可能變?yōu)橥ㄟ^遮光構件。為了防止被反射的閃爍光的這種通過，可以想到將遮光構件的開口設置得盡可能窄。然而，在這種情況下，用于掃描原本打算掃描的感光鼓的有效光束也可能被遮蔽。

另外，在日本專利申請公開No.2009-192680中，描述了一種光學掃描裝置，在該光學掃描裝置中，具有正折光力的成像光學元件被布置在遮光構件與導致生成閃爍光的成像透鏡的光學表面之間。于是，到達遮光構件的被反射的閃爍光被變換成會聚光束，由此減小由于成像透鏡等的裝配誤差而導致的、被反射的閃爍光在遮光構件上的通過位置的改變。

然而，當關注于一個成像光學系統(tǒng)時，布置了具有正折光力的兩個成像光學元件，并因此增大了成像光學系統(tǒng)的副掃描倍率。結果，出現(xiàn)以下?lián)鷳n：由于成像透鏡等的裝配誤差而導致的成像性能劣化可能會惡化。

因此，根據本發(fā)明，提供了即使當存在由于裝配誤差等導致的第一光學元件的位置改變時也能夠防止在第一成像光學系統(tǒng)的第一光學元件上反射的閃爍光進入第二成像光學系統(tǒng)中的光學掃描裝置。

技術實現(xiàn)要素：

根據本發(fā)明的一個實施例，提供一種光學掃描裝置，包括：偏轉器，被配置為使用第一偏轉表面和第二偏轉表面偏轉光束以在主掃描方向上掃描第一掃描表面和第二掃描表面；第一成像光學系統(tǒng)和第二成像光學系統(tǒng)，被配置為將由第一偏轉表面和第二偏轉表面偏轉的光束引導至第一掃描表面和第二掃描表面；以及入射光學系統(tǒng)，被配置為允許光束在副掃描部分中斜向地進入第一偏轉表面，其中，第一成像光學系統(tǒng)包括第一光學元件，第一光學元件在包括光軸的副掃描部分中具有比出射表面的曲率半徑的絕對值小的入射表面的曲率半徑的絕對值，并且第一光學元件的入射表面被配置為在包括光軸的副掃描部分中朝著與包括偏轉器的主掃描部分分離的方向反射進入入射表面的光束。

參照附圖閱讀對示例性實施例的以下描述，本發(fā)明的其他另外特征將變得清楚。

附圖說明

圖1是根據本發(fā)明的第一實施例的光學掃描裝置的主掃描截面圖。

圖2是根據第一實施例的光學掃描裝置的成像光學系統(tǒng)的副掃描截面圖。

圖3A是根據第一實施例的光學掃描裝置的成像光學系統(tǒng)的一部分的副掃描截面圖。

圖3B是根據第一實施例的光學掃描裝置的成像光學系統(tǒng)的一部分的副掃描截面圖。

圖4A是根據比較例1的第二成像透鏡的副掃描截面圖。

圖4B是根據比較例2的第二成像透鏡的副掃描截面圖。

圖5是用于例示在根據第一實施例的光學掃描裝置的第二成像透鏡中，在副掃描方向上從表面頂點進入第二成像透鏡的光束的入射高度的變化Δz以及由于光束的入射高度的變化而導致的在光束的入射位置處第二成像透鏡的光學表面的法線角的變化改變的視圖。

圖6A是當?shù)诙上裢哥R在副掃描方向上向下移位0.7mm時，根據第一實施例的光學掃描裝置的成像光學系統(tǒng)的一部分的副掃描截面圖。

圖6B是當?shù)诙上裢哥R在副掃描方向上向下移位0.7mm時，根據第一實施例的光學掃描裝置的成像光學系統(tǒng)的一部分的副掃描截面圖。

圖7A是根據本發(fā)明的第二實施例的光學掃描裝置的成像光學系統(tǒng)的一部分的副掃描截面圖。

圖7B是根據第二實施例的光學掃描裝置的成像光學系統(tǒng)的一部分的副掃描截面圖。

圖8A是當?shù)诙上裢哥R在副掃描方向上向下移位0.7mm時，根據第二實施例的光學掃描裝置的成像光學系統(tǒng)的一部分的副掃描截面圖。

圖8B是當?shù)诙上裢哥R在副掃描方向上向下移位0.7mm時，根據第二實施例的光學掃描裝置的成像光學系統(tǒng)的一部分的副掃描截面圖。

圖9是用于示意性地例示根據本發(fā)明的實施例的包括光學掃描裝置的彩色圖像形成裝置的相關部分的副掃描截面圖。

具體實施方式

現(xiàn)在，參考附圖描述根據本發(fā)明的實施例的光學掃描裝置。注意，在一些情況下，下面所參考的附圖可以按照與現(xiàn)實不同的比例繪制，以便幫助對本發(fā)明的理解。

在下面的描述中，主掃描方向對應于與偏轉器的旋轉軸和成像光學系統(tǒng)的光軸垂直的方向，并且副掃描方向對應于與偏轉器的旋轉軸平行的方向。另外，主掃描部分對應于與副掃描方向垂直的部分，并且副掃描部分對應于與主掃描方向垂直的部分。

[第一實施例]

圖1是根據本發(fā)明的第一實施例的光學掃描裝置100的主掃描截面圖。圖2是根據第一實施例的光學掃描裝置100的成像光學系統(tǒng)的副掃描截面圖。應當注意，在圖1中，反射鏡M1、M2、M3、M'1、M'2和M'3對光學路徑的反射被顯現(xiàn)，并且每個反射鏡被省略。

光學掃描裝置100包括：光源1A、1B、1C和1D，耦合透鏡2A、2B、2C和2D，柱面透鏡3A、3B、3C和3D，副掃描光闌(光圈)41，以及主掃描光闌42。另外，光學掃描裝置100包括：偏轉器5，第一成像透鏡61和62，第二成像透鏡(第一光學元件)7A、7B、7C和7D，防塵玻璃9A、9B、9C和9D，以及反射鏡M1、M2、M3、M'1、M'2和M'3。

在本實施例中，光源1A至1D、耦合透鏡2A至2D、柱面透鏡3A至3D、副掃描光闌41和主掃描光闌42構成入射光學系統(tǒng)。

另外，在本實施例中，第一成像透鏡61和62、第二成像透鏡7A至7D、防塵玻璃9A至9D以及反射鏡M1至M'3構成成像光學系統(tǒng)。

光源1A和1B被布置為使得在所發(fā)射的光束與主掃描部分之間形成的角度分別取-2.7°和+2.7°的預定角度。該配置在下文中被描述為相對于偏轉器5的第一反射表面51以-2.7°和+2.7°的預定角度斜向入射(副掃描斜向入射光學系統(tǒng))。

類似地，光源1C和1D被布置為使得在所發(fā)射的光束與主掃描部分之間形成的角度分別取-2.7°和+2.7°的預定角度。該配置在下文中被描述為相對于偏轉器5的第二反射表面52以-2.7°和+2.7°的預定角度斜向入射。

副掃描光闌41具有與光源對應的四個開口。另外，主掃描光闌42共具有兩個開口，包括與光源1A和1B對應的一個開口以及與光源1C和1D對應的一個開口。

在本實施例中，使用了兩種光學元件，包括耦合透鏡2A至2D和柱面透鏡3A至3D。然而，光學元件不局限于此?？梢允褂弥T如在主掃描方向上和在副掃描方向上具有不同焦度的畸變準直器透鏡(anamorphic collimator lens)之類的一種光學元件。

如圖1中所例示的，從光源1A和1B發(fā)射的光束分別由耦合透鏡2A和2B轉換成基本上平行的光束。此后，光束分別進入柱面透鏡3A和3B，并且僅在副掃描方向上折射。這里，基本上平行的光束包括弱發(fā)散光束、弱收斂光束和平行光束。

已經通過柱面透鏡3A和3B的光束由副掃描光闌41限制在沿著副掃描方向的光束形狀(副掃描方向上的光束寬度)中，并且由主掃描光闌42限制在沿著主掃描方向的光束形狀(主掃描方向上的光束寬度)中。經限制的光束僅在副掃描方向上被會聚在偏轉器5的第一反射表面(第一偏轉表面)51上并且被成像為在主掃描方向上較長的線圖像。

類似地，如圖1中所例示的，從光源1C和1D發(fā)射的光束分別由耦合透鏡2C和2D轉換成基本上平行的光束。此后，光束分別進入柱面透鏡3C和3D，并且僅在副掃描方向上折射。

已經通過柱面透鏡3C和3D的光束由副掃描光闌41限制在沿著副掃描方向的光束形狀(副掃描方向上的光束寬度)中，并且由主掃描光闌42限制在沿著主掃描方向的光束形狀(主掃描方向上的光束寬度)中。經限制的光束僅在副掃描方向上被會聚在偏轉器5的第二反射表面(第二偏轉表面)52上并且被成像為在主掃描方向上較長的線圖像。

如圖2中所例示的，從光源1A發(fā)射并且然后由第一反射表面51反射和偏轉的光束RA通過第一成像透鏡61、第二成像透鏡7A、反射鏡M1和防塵玻璃9A，并且在掃描表面8A上被成像為光斑(被引導至掃描表面8A)。

類似地，從光源1B發(fā)射并且然后由第一反射表面51反射和偏轉的光束RB通過第一成像透鏡61、反射鏡M2、第二成像透鏡7B、反射鏡M3和防塵玻璃9B，并且在掃描表面8B上被成像為光斑(被引導至掃描表面8B)。

偏轉器5由馬達(未示出)在圖1中的箭頭的方向上旋轉，使得光斑在方向7a上對掃描表面8A和8B進行掃描，由此在其上形成靜電潛像。

另外，從光源1C發(fā)射并且然后由第二反射表面52反射和偏轉的光束RC通過第一成像透鏡62、反射鏡M'2、第二成像透鏡7C、反射鏡M'3和防塵玻璃9C，并且在掃描表面8C上被成像為光斑(被引導至掃描表面8C)。

類似地，從光源1D發(fā)射并且然后由第二反射表面52反射和偏轉的光束RD通過第一成像透鏡62、第二成像透鏡7D、反射鏡M'1和防塵玻璃9D，并且在掃描表面8D上被成像為光斑(被引導至掃描表面8D)。

偏轉器5由馬達(未示出)在圖1中的箭頭的方向上旋轉，使得光斑在方向7b上對掃描表面8C和8D進行掃描，由此在其上形成靜電潛像。

在根據本實施例的光學掃描裝置100被用于串聯(lián)式彩色圖像形成裝置的情況下，用于包括黃色、品紅色、青色和黑色的四種不同顏色的感光鼓分別被布置在四個掃描表面8A、8B、8C和8D的位置。

第一成像透鏡61和62在偏轉器5上方對稱地布置，以便分別允許光束RA、RB以及光束RC、RD從中通過。

另外，在獨個地布置在相應光學路徑上的第二成像透鏡7A至7D當中，第二成像透鏡7A和7B具有相同的形狀并且被布置為相對于光學路徑在副掃描方向上彼此反轉。類似地，第二成像透鏡7C和7D具有相同的形狀并且被布置為相對于光學路徑在副掃描方向上彼此反轉。

應當注意，如圖1中所例示的，對于被配置為將光束會聚到掃描表面8A和8B的成像光學系統(tǒng)以及被配置為將光束會聚到掃描表面8C和8D的成像光學系統(tǒng)，給出坐標系的不同定義。

接下來，在表格1中示出根據本實施例的光學掃描裝置100中所包括的每個光學系統(tǒng)的各種特性。這里，“E±x”表示“10^±x”。另外，沒有特別描述的系數(shù)都是零。

在第一成像透鏡61和62以及第二成像透鏡7A至7D的各個光學表面中，子午線形狀(主掃描部分中的形狀)由表達式(1)表示。

在表達式(1)中，以每個光學表面與光軸之間的交點作為原點，規(guī)定光軸方向作為X軸，在主掃描方向上與光軸正交的軸作為Y軸，并且在副掃描方向上與光軸正交的軸作為Z軸。

另外，R表示曲率半徑，K表示離心率，并且B₄、B₆、B₈、B₁₀和B₁₂分別表示四階、六階、八階、十階和十二階子午線的非球面系數(shù)。

另外，在第一成像透鏡61和62以及第二成像透鏡7A至7D的各個光學表面中，弧矢線形狀(副掃描部分中的形狀)由表達式(2)表示。

這里，相對于光軸(Y＝0)上的弧矢線的曲率半徑r，弧矢線曲率半徑r'根據主掃描方向上的位置Y而變化，并且D₁至D₁₃表示弧矢線曲率半徑r'的變化系數(shù)。

在表達式(2)中，ΣG_mnY^m表示弧矢線的n階非球面系數(shù)。因此，當包括m不為0的項時，弧矢線的非球面系數(shù)根據主掃描方向上的位置Y而變化。在本實施例中，成像透鏡7A至7D的入射表面和出射表面具有Z的第一非球面項。具體地，成像透鏡7A至7D的入射表面和出射表面被形成為如下的傾斜變化表面：根據主掃描方向上的位置Y，每個透鏡表面在副掃描方向上的傾斜量有所變化，以便校正由于是副掃描斜向入射光學系統(tǒng)而引起的波前像差的劣化和掃描線的彎曲。

在光軸上成像透鏡7A至7D的在副掃描方向上的傾斜角在入射表面為1.8度以及在出射表面為-3.2度。

在本實施例中，成像透鏡7A至7D被布置為在副掃描方向上離心4.64mm，以允許入射光束經過用于形狀定義的原點附近。如上所述，成像透鏡7A至7D也在光軸上具有副掃描方向上的傾斜角，因此，用于形狀定義的原點與表面頂點(在光軸方向上最突出的點)不匹配。

如上所述，第二成像透鏡7A和7B具有相同的形狀，并且被布置為相對于光學路徑在副掃描方向上彼此反轉。類似地，第二成像透鏡7C和7D具有相同的形狀，并且被布置為相對于光學路徑在副掃描方向上彼此反轉。

另外，在本實施例中，第一成像透鏡61和62以及第二成像透鏡7A至7D都是塑料模塑的透鏡。

接下來，描述本實施例的效果。

在本實施例的光學掃描裝置100中，成像光學系統(tǒng)被布置在偏轉器5上的兩側，并且使用相同偏轉器5的不同反射表面(第一反射表面51和第二反射表面52)掃描多個感光鼓。在這種光學掃描裝置中，存在由一個成像光學系統(tǒng)中的成像透鏡的光學表面反射的閃爍光進入另一個成像光學系統(tǒng)的情況。在這種情況下，閃爍光可能到達原本沒打算掃描的感光鼓，由此引起圖像劣化。

因此，在根據本實施例的光學掃描裝置100中，第一成像透鏡61和62被配置為使得如表格1中所示，光學表面(即，入射表面和出射表面)中的每一個均凸向偏轉器5。于是，由第一成像透鏡61和62的每個光學表面反射的閃爍光在副掃描方向上在偏轉器5上方和/或下方經過，由此被防止進入布置在偏轉器5另一邊的另一個成像光學系統(tǒng)。

圖3A和圖3B是用于例示根據第一實施例的光學掃描裝置100的圖像光學系統(tǒng)的一部分的副掃描截面圖。

如圖3A和3B中所例示的，在根據本實施例的光學掃描裝置100中，例如，第二成像透鏡7D被配置為使得由入射表面和出射表面反射的閃爍光在副掃描方向上在偏轉器5的上方和下方行進。于是，由第二成像透鏡7D反射的閃爍光被防止進入在關于偏轉器5的相對側(即，第一成像透鏡61側)的成像光學系統(tǒng)。

第二成像透鏡7A、7B和7C也與上面描述的第二成像透鏡7D類似地被配置。

將由第二成像透鏡7A至7D反射的閃爍光的行進方向可以通過第二成像透鏡7A至7D的入射表面和出射表面的在副掃描方向上的傾斜角來改變。

例如，作為比較例1，考慮進一步在正方向上傾斜入射表面以及進一步在負方向上傾斜出射表面的情況。即，考慮入射表面與出射表面的傾斜角之間的相對差異變大的情況。這里，對于傾斜角的正和負，如下情況被定義為正：透鏡的入射表面在副掃描部分中沿著通過透鏡的光束的行進方向傾斜以接近出射表面。

圖4A是用于例示根據比較例1的第二成像透鏡7D的副掃描截面圖。

如圖4A中所例示的，當如比較例1中那樣，入射表面與出射表面的傾斜角之間的相對差異變大時，第二成像透鏡7D的沿著副掃描方向的形狀非對稱性變得顯著。具體地，副掃描方向上的上端的厚度Du與副掃描方向上的下端的厚度Dl之間的差異變大。

隨著厚度的差異變大，小厚度一側與大厚度一側之間的冷卻時期的差異變大，并且因此存在模塑穩(wěn)定性劣化的擔憂。

因此，優(yōu)選的是在光軸上入射表面與出射表面在副掃描方向上的傾斜角的差異的絕對值為6度或更少。

在根據本實施例的光學掃描裝置100中，第二成像透鏡7A至7D的光學表面的沿著副掃描方向的寬度為大約10mm。

因此，通過將在光軸上入射表面與出射表面的在副掃描方向上的傾斜角的相對差異設置為6度或更少，能夠將副掃描方向上的兩個端部的厚度差異減小至大約1mm，由此能夠減小對模塑穩(wěn)定性的不利影響。

接下來，作為比較例2，考慮在光軸上入射表面與出射表面的在副掃描方向上的傾斜角都是正的情況。

在該情況下，第二成像透鏡7A至7D被設計為允許由第二成像透鏡7A至7D的入射表面和出射表面反射的閃爍光在副掃描方向上在偏轉器5上方經過，使得閃爍光不進入布置在關于偏轉器5的相對側的成像光學系統(tǒng)。

圖4B是用于例示根據比較例2的第二成像透鏡7D的副掃描截面圖。

如圖4B中所例示的，在比較例2的情況下，在光軸上第二成像透鏡7D的入射表面和出射表面的在副掃描方向上的傾斜角都是正的。因此，第二成像透鏡7D在副掃描方向上的上端的厚度的中心點A(即，入射表面與出射表面之間的距離的中點)在光軸方向上相對于第二成像透鏡7D在副掃描方向上的下端的厚度的中心點B顯著偏離。

因此，使得第二成像透鏡7D朝向出射表面一側旋轉的轉矩變得更容易生成，結果在使第二成像透鏡7D的取向穩(wěn)定方面存在困難。另外，存在如下?lián)鷳n：第二成像透鏡7D的模塑穩(wěn)定性被不利地影響。

在光軸上入射表面與出射表面在副掃描方向上的傾斜角都是負的情況下，這也同樣成立。

為了避免上述問題，優(yōu)選的是，在光軸上入射表面與出射表面的在副掃描方向上的傾斜角的絕對值為8度或更少。

例如，當?shù)诙上裢哥R7D的入射表面的傾斜角是+8度時，第二成像透鏡7D的出射表面的傾斜角是+8度，這可以使得在光軸方向上第二成像透鏡7D的在副掃描方向上的上端的厚度的中心點A相對于在副掃描方向上的下端的厚度的中心點B的偏離量最大。

當?shù)诙上裢哥R7D的光學表面的沿著副掃描方向的寬度為大約10mm時，那時光軸方向上的偏離量是大約1.4mm。換言之，在光軸方向上從透鏡中心到厚度的中心點A以及到厚度的中心點B的偏離量是大約0.7mm。因此，能夠減小對模塑穩(wěn)定性的不利影響。

另外，第二成像透鏡7A至7D的中心厚度為至少4mm。即，在光軸方向上厚度的中心點A相對于厚度的中心點B的偏離量等于或小于中心厚度的一半。因此，轉矩的生成也可以被抑制。

當存在由于裝配誤差等導致的、光束RA至RD所通過的諸如耦合透鏡2A至2D之類的每個光學元件的位置改變時，光束RA至RD到第二成像透鏡7A至7D的入射高度改變。因此，由第二成像透鏡7A至7D反射的閃爍光的光學路徑也改變。另外，理所當然，被反射的閃爍光的光學路徑也可能由于裝配誤差導致的第二成像透鏡7A至7D的位置改變而改變。

因此，即使當在第二成像透鏡7A至7D中將入射表面和出射表面在副掃描方向上的傾斜角設置為不允許被反射的閃爍光進入布置在關于偏轉器5的相對側的成像光學系統(tǒng)時，也存在如下可能性：由于裝配誤差等的影響導致的位置改變可能引起被反射的閃爍光的進入。

因此，在本實施例中，還針對第二成像透鏡7A至7D的每個光學表面在副掃描部分中的曲率半徑設置了條件。

具體地，第二成像透鏡7A至7D被設計為使得第二成像透鏡7A至7D的入射表面在副掃描部分中的曲率半徑的絕對值變得小于出射表面在副掃描部分中的曲率半徑的絕對值。

于是，即使當由于裝配誤差等導致存在第二成像透鏡7A至7D的位置改變時，也能夠有效地防止由第二成像透鏡7A至7D反射的閃爍光進入布置在關于偏轉器5的相對側的成像光學系統(tǒng)中。

現(xiàn)在，關于每個光學表面在副掃描部分中的曲率半徑的絕對值，詳細地描述第二成像透鏡7A至7D的具體設計。

首先，在不存在由于裝配誤差等導致的位置改變的情況下，在副掃描方向上從表面頂點進入第二成像透鏡7A至7D的光束RA至RD的入射高度由Z表示。另外，假設由于第二成像透鏡7A至7D的裝配誤差等，在副掃描方向上從表面頂點進入成像透鏡7A至7D的光束RA至RD的入射高度改變Δz。另外，在副掃描部分中第二成像透鏡7A至7D的入射表面或出射表面的曲率半徑由r表示。

此時，由于光束RA至RD的入射高度的改變，在光束RA至RD的入射位置處第二成像透鏡7A至7D的入射表面或出射表面的法線角的改變由表達式(3)表示。

圖5是在根據本實施例的光學掃描裝置100的第二成像透鏡7A至7D中，上述入射高度的改變Δz以及法線角的改變的具體例示。

典型地，r至少是幾十毫米，然而z最多是幾毫米。另外，Δz小于Z，并且因此表達式(3)能夠近似為表達式(4)。

因此，由第二成像透鏡7A至7D反射的閃爍光的反射角的改變Δθ能夠由表達式(5)表示。

因此，當光學表面的曲率半徑r的絕對值變大時，隨著在副掃描方向上從表面頂點進入第二成像透鏡7A至7D的光束RA至RD的入射高度的改變，由第二成像透鏡7A至7D反射的閃爍光的光學路徑的改變變小。

即，當?shù)诙上裢哥R7A至7D的光學表面的曲率半徑r的絕對值較大時，由于裝配誤差等導致的第二成像透鏡7A至7D的位置改變引起的對被反射的閃爍光的光學路徑的改變的影響能夠減小。

然而，為了將光束RA至RD的圖像形成為掃描表面8A至8D上的斑點，第二成像透鏡7A至7D需要在副掃描方向上具有正折光力。因此，在增大第二成像透鏡7A至7D的光學表面的曲率半徑方面存在限制。

因此，通過彎曲第二成像透鏡7A至7D的入射表面和出射表面而調整入射表面和出射表面之間的曲率半徑是有效的。

在第二成像透鏡7A至7D的每個光學表面的弧矢線形狀包括Z的三階或四階項(表達式(2)中n＝3、4的項)的情況下，入射表面或出射表面中的至少一個關于副掃描方向具有非圓弧形狀。

在入射表面或出射表面中的至少一個關于副掃描方向具有非圓弧形狀的情況下，當副掃描部分中的形狀與圓弧擬合時的曲率半徑被用作在副掃描部分中入射表面或出射表面中的至少一個的曲率半徑。

作為擬合的方法，可以使用眾所周知的最小二乘法。另外，作為此時的擬合區(qū)域，可以使用當光束RA至RD通過入射表面或出射表面中的至少一個時的在副掃描方向上的通過范圍。

本發(fā)明的發(fā)明者已經發(fā)現(xiàn)，即使當存在由于裝配誤差等導致的第二成像透鏡7A至7D的位置改變時，也可以通過將第二成像透鏡7A至7D的入射表面在副掃描部分中的曲率半徑的絕對值設計為小于出射表面在副掃描部分中的曲率半徑的絕對值，來有效地減小被反射的閃爍光對布置在相對側的成像光學系統(tǒng)的影響。

在如根據本實施例的光學掃描裝置100中的副掃描斜向入射光學系統(tǒng)中，在副掃描方向上具有角度的光束RA至RD進入(斜向進入)第二成像透鏡7A至7D的入射表面。如本實施例中那樣，當?shù)谝怀上裢哥R61和62在副掃描方向上基本上幾乎不具有折光力時，斜向入射的角度的大小基本上等于入射到偏轉器5的反射表面51和52的在副掃描方向上的角度。即，在本實施例中，如上所述，光束RA至RD相對于偏轉器5的反射表面51和52在副掃描方向上以2.7度的角度入射。

同時，光束RA至RD在第二成像透鏡7A至7D的入射表面在副掃描方向上折射，并且因此光束RA至RD在副掃描方向上進入第二成像透鏡7A至7D的出射表面的角度變小。具體地，在本實施例中，該角度是1.2度。

另外，為了防止由第二成像透鏡7A至7D的光學表面反射的閃爍光進入布置在關于偏轉器5的相對側的成像光學系統(tǒng)中，增大光束RA至RD在副掃描方向上進入第二成像透鏡7A至7D的光學表面的角度也是有效的。這是因為，當光束RA至RD在副掃描方向上進入第二成像透鏡7A至7D的光學表面的角度變大時，由第二成像透鏡7A至7D的光學表面反射的閃爍光的反射角也變大。具體地，這是因為，作為結果，被反射的閃爍光的光學路徑在副掃描方向上與布置在相對側的成像光學系統(tǒng)顯著分離。

因此，當光束RA至RD進入第二成像透鏡7A至7D的光學表面的在副掃描方向上的角度被設置得較大時，即使當被反射的閃爍光的反射角由于裝配誤差等導致的第二成像透鏡7A至7D的位置改變而在一定程度上改變時，也能夠防止被反射的閃爍光進入布置在相對側的成像光學系統(tǒng)中。

另外，如由表達式(5)所表示的，當光學表面在副掃描部分中的曲率半徑r的絕對值變小時，由于裝配誤差等導致的第二成像透鏡7A至7D的位置改變而引起的被反射的閃爍光的光學路徑的改變變大。

另外，如上所述，光束RA至RD進入第二成像透鏡7A至7D的入射表面的在副掃描方向上的角度大于光束RA至RD進入第二成像透鏡7A至7D的出射表面的在副掃描方向上的角度。

因此，第二成像透鏡7A至7D的入射表面的曲率半徑r的絕對值被設置得較小，然而第二成像透鏡7A至7D的出射表面的曲率半徑r的絕對值因此設置得較大。于是，即使當存在由于裝配誤差等導致的第二成像透鏡7A至7D的位置改變時，也能夠防止被反射的閃爍光進入布置在相對側的成像光學系統(tǒng)中。

具體地，第二成像透鏡7A至7D的光學表面的曲率半徑r被設置為使得隨著由于裝配誤差等導致的第二成像透鏡7A至7D的位置改變而出現(xiàn)的被反射的閃爍光的反射角的改變的絕對值|Δθ|變得小于光束在副掃描方向上斜向入射到偏轉器5的反射表面51和52的角度的絕對值|β|。于是，能夠防止被反射的閃爍光進入布置在關于偏轉器5的相對側的成像光學系統(tǒng)中。

換言之，這相當于在考慮第二成像透鏡7A至7D的裝配誤差等的情況下維持光束進入第二成像透鏡7A至7D的入射表面的實質角度大于0度。

即，根據本實施例的光學掃描裝置100優(yōu)選滿足表達式(6)。

|Δθ|＜|β|···(6)

典型地，由于第二成像透鏡7A至7D的裝配誤差等導致的光束RA至RD在副掃描方向上從表面頂點進入第二成像透鏡7A至7D的入射高度的改變Δz至多為大約0.7mm。

因此，第二成像透鏡7A至7D的入射表面在副掃描部分中的曲率半徑的絕對值Rz優(yōu)選滿足表達式(7)，而不是表達式(5)和表達式(6)。

在根據本實施例的光學掃描裝置100中，如表格1中所示，成像透鏡7A至7D的入射表面在副掃描部分中的曲率半徑為40mm，并且出射表面在副掃描部分中的曲率半徑為-122.3mm。

因此，根據本實施例的光學掃描裝置100被設計為使得第二成像透鏡7A至7D的入射表面在副掃描部分中的曲率半徑的絕對值變得小于出射表面在副掃描部分中的曲率半徑的絕對值。

另外，當將上述值代入表達式(7)時，表達式(7)的左側變成Rz＝40，并且右側變成(360×0.7)/(π×2.7)＝29.71，并且因此能夠看出，根據本實施例的光學掃描裝置100滿足表達式(7)。

根據上面的描述，在根據本實施例的光學掃描裝置100中，即使當由于第二成像透鏡7A至7D的裝配誤差等而導致位置被改變時，也能夠防止由第二成像透鏡7A至7D反射的閃爍光進入布置在關于偏轉器5的相對側的成像光學系統(tǒng)中。

如上所述，在第一成像透鏡61和62在副掃描方向上基本上幾乎不具有折光力的情況下，光束RA至RD進入第二成像透鏡7A至7D的入射表面的在副掃描方向上的角度基本上等于在副掃描方向上相對于偏轉器5的反射表面51和52的光束斜向入射角β。

然而，在第一成像透鏡61和62在副掃描方向上具有折光力的情況下，光束RA至RD進入第二成像透鏡7A至7D的入射表面的在副掃描方向上的角度通常與角度β不匹配。

在第一成像透鏡61和62在副掃描方向上具有負折光力的情況下，光束RA至RD進入第二成像透鏡7A至7D的入射表面的在副掃描方向上的角度變得大于角度β。因此，只需要第二成像透鏡7A至7D的入射表面在副掃描部分中的曲率半徑的絕對值Rz滿足表達式(7)。

然而，當?shù)谝怀上裢哥R61和62被設計為具有大的負折光力時，第二成像透鏡7A至7D的正折光力需要被設置得更大。當?shù)诙上裢哥R7A至7D的正折光力變得過大時，隨著由于裝配誤差等導致的第二成像透鏡7A至7D的位置改變，光學性能的劣化變得更明顯。

因此，在第一成像透鏡61和62被設計為具有負折光力以便減小成像光學系統(tǒng)在副掃描方向上的橫向倍率的情況下，其負折光力的絕對值通常被設置為等于或小于第二成像透鏡7A至7D在副掃描方向上的折光力的絕對值的一半。因此，同樣在該情況下，只需要Rz滿足表達式(7)。

同時，在第一成像透鏡61和62在副掃描方向上具有正折光力的情況下，光束RA至RD進入第二成像透鏡7A至7D的入射表面的在副掃描方向上的角度變得小于角度β。然而，在該情況下，成像光學系統(tǒng)在副掃描方向上的橫向倍率變大。當成像光學系統(tǒng)在副掃描方向上的橫向倍率變大并且存在由于光學元件的裝配誤差等導致的光束進入成像光學系統(tǒng)的位移時，光學性能的劣化變得更明顯。

因此，在第一成像透鏡61和62被設計為具有正折光力的情況下，正折光力的絕對值典型地被設置為等于或小于第二成像透鏡7A至7D在副掃描方向上的折光力的絕對值。因此，同樣在該情況下，只需要Rz滿足表達式(7)。

如上所述，在副掃描方向上第一成像透鏡61和62的折光力的絕對值與第二成像透鏡7A至7D的折光力的絕對值之間的關系在第一成像透鏡61和62具有正折光力的情況下以及在第一成像透鏡61和62具有負折光力的情況下不同。這是因為當?shù)谝怀上裢哥R61和62具有正折光力時，第二成像透鏡7A至7D的折光力可以被設置得相對較小。

圖6A和圖6B是用于例示當?shù)诙上裢哥R7D在副掃描方向上向下移位0.7mm時，根據第一實施例的光學掃描裝置100的成像光學系統(tǒng)的一部分的副掃描截面圖。

如圖6A和圖6B中能夠看出的，即使當由于裝配誤差等導致成像透鏡7D在副掃描方向上向下移位時，由成像透鏡7D反射的閃爍光也被防止進入布置在關于偏轉器5的相對側的成像光學系統(tǒng)。

如上所述，在本實施例中，第二成像透鏡7A至7D被設計為使得第二成像透鏡7A至7D的入射表面在副掃描部分中的曲率半徑的絕對值變得小于出射表面在副掃描部分中的曲率半徑的絕對值。在該情況下，作為結果，關于副掃描方向，第二成像透鏡7A至7D的入射表面凸向偏轉器5。這是因為第二成像透鏡7A至7D在副掃描方向上具有正折光力。

因此，第二成像透鏡7A至7D的入射表面在副掃描方向上具有正折光力，并且因此光束RA至RD進入第二成像透鏡7A至7D的出射表面的在副掃描方向上的角度變得小于光束RA至RD進入入射表面的角度。

另外，取決于布置在第二成像透鏡7D的光源側的每個光學元件的配置，確定光束RA至RD進入第二成像透鏡7A至7D的入射表面的在副掃描方向上的角度。因此，光束RA至RD進入第二成像透鏡7A至7D的入射表面的在副掃描方向上的角度不取決于第二成像透鏡7A至7D的入射表面和出射表面的折光力的關系。

因此，第二成像透鏡7A至7D的入射表面的曲率半徑的絕對值被設置得小于出射表面的曲率半徑的絕對值，由此即使當存在由于裝配誤差等導致的第二成像透鏡7A至7D的位置改變時，也能夠減小被反射的閃爍光對布置在相對側的成像光學系統(tǒng)的影響。

現(xiàn)在，與本實施例不同，考慮第二成像透鏡7A至7D的入射表面的曲率半徑的絕對值大于出射表面的曲率半徑的絕對值的情況。在該情況下，第二成像透鏡7A至7D是雙凸透鏡或平凸透鏡，或者具有面向偏轉器5的凹表面的彎月形透鏡。

在第二成像透鏡7A至7D是雙凸透鏡或平凸透鏡的情況下，第二成像透鏡7A至7D的入射表面在副掃描方向上的折光力為零或正的，并且折光力的絕對值變得小于本實施例的折光力的絕對值。

光束RA至RD進入第二成像透鏡7A至7D的出射表面的在副掃描方向上的角度變得等于或小于光束RA至RD進入入射表面的在副掃描方向上的角度。

因此，在第二成像透鏡7A至7D是其中入射表面的曲率半徑的絕對值大于出射表面的曲率半徑的絕對值的雙凸透鏡或平凸透鏡的情況下，對于入射表面，留有由于裝配誤差等被反射的閃爍光的光學路徑的容許改變的顯著余裕。

同時，對于出射表面，盡管由于裝配誤差等被反射的閃爍光的光學路徑的容許改變被減小，出射表面的曲率半徑的絕對值也被設置得小。因此，作為結果，存在如下風險：由于裝配誤差等導致的第二成像透鏡7A至7D的位置改變所引起的、被反射的閃爍光對布置在相對側的成像光學系統(tǒng)的影響容易是明顯的。

同時，在第二成像透鏡7A至7D是具有面向偏轉器5的凹表面的彎月形透鏡的情況下，第二成像透鏡7A至7D的入射表面關于副掃描方向具有負折光力。因此，光束RA至RD進入第二成像透鏡7A至7D的出射表面的在副掃描方向上的角度變得大于光束RA至RD進入入射表面的在副掃描方向上的角度。

另外，為了允許第二成像透鏡7A至7D具有正折光力，與第二成像透鏡7A至7D為雙凸透鏡的情況相比，第二成像透鏡7A至7D的出射表面的正折光力需要被設置得更大。這意味著第二成像透鏡7A至7D的出射表面在副掃描方向上的曲率半徑的絕對值需要被設置得更小。

如由表達式(5)所表示的，由于裝配誤差等導致的第二成像透鏡7A至7D的位置改變所引起的、由第二成像透鏡7A至7D反射的閃爍光的反射角的改變與光學表面在副掃描部分中的曲率半徑成反比。即，當副掃描部分中的曲率半徑的絕對值變小時，被反射的閃爍光的反射角的改變顯著地變大。

因此，在第二成像透鏡7A至7D是具有面向偏轉器5的凸表面的彎月形透鏡的情況下，第二成像透鏡7A至7D的出射表面在副掃描部分中的曲率半徑的絕對值變得過小。因此，存在如下風險：由于裝配誤差等導致的第二成像透鏡7A至7D的位置改變所引起的、被反射的閃爍光對布置在相對側的成像光學系統(tǒng)的影響容易是明顯的。

根據上面的描述，為了即使當存在由于裝配誤差等導致的第二成像透鏡7A至7D的位置改變時也有效地降低被反射的閃爍光對布置在相對側的成像光學系統(tǒng)的影響，像在本實施例中那樣，優(yōu)選的是第二成像透鏡7A至7D的入射表面在副掃描部分中的曲率半徑的絕對值被設置為小于出射表面在副掃描部分中的曲率半徑的絕對值。

如上所述，根據本實施例的光學掃描裝置100包括布置在偏轉器5另一邊的兩個成像光學系統(tǒng)(兩側掃描光學系統(tǒng))。第二成像透鏡7A至7D被設計為使得：在一個成像光學系統(tǒng)中，第二成像透鏡7A至7D(至少一個光學元件)的入射表面在副掃描部分中的曲率半徑的絕對值被設置為小于出射表面在副掃描部分中的曲率半徑的絕對值。于是，即使當存在由于裝配誤差等導致的第二成像透鏡7A至7D的位置改變時，也能夠降低由第二成像透鏡7A至7D的光學表面反射的閃爍光對布置在相對側的另一個成像光學系統(tǒng)的影響。

另外，第二成像透鏡7A至7D被設計為使得：對于在副掃描方向上相對于偏轉器5的反射表面51和52的光束斜向入射角β，第二成像透鏡7A至7D的入射表面在副掃描部分中的曲率半徑的絕對值Rz滿足表達式(7)。于是，由于裝配誤差等導致的第二成像透鏡7A至7D的位置改變所引起的被第二成像透鏡7A至7D反射的閃爍光的光學路徑的改變能夠被抑制在容許范圍內。

在上文中，使用上述第一實施例描述了本發(fā)明。然而，本發(fā)明不局限于第一實施例并且能夠以各種方式修改。

例如，根據第一實施例的光學掃描裝置100具有使用單個偏轉器5掃描四個掃描表面8A至8D的配置。然而，本發(fā)明的光學掃描裝置只需要在偏轉器的兩側布置兩個成像光學系統(tǒng)，并且可以具有掃描兩個或三個掃描表面的配置。

另外，本發(fā)明的光學掃描裝置不需要具有六個成像透鏡，并且可以具有包括兩個或四個成像透鏡的配置。在這種情況下，本發(fā)明的配置可以應用于將要考慮被光學表面反射的閃爍光對其的影響的成像透鏡的入射表面或出射表面中的至少一個。

另外，根據第一實施例的光學掃描裝置100具有包括獨個的第二成像透鏡7A至7D的配置。然而，可以采用多級透鏡，該多級透鏡包括在副掃描方向上整體地相互耦合的透鏡以便允許第二成像透鏡在副掃描方向上的上側和下側具有不同的光學表面。

另外，在副掃描方向上相對于偏轉器5的反射表面51和52的光束斜向入射角β也能夠根據需要而被修改。例如，在根據第一實施例的光學掃描裝置100中，角度β是2.7度。然而，角度β不限于這個值，并且只需要角度β為2度或更多。

[第二實施例]

圖7A和7B是用于例示根據本發(fā)明的第二實施例的光學掃描裝置200的成像光學系統(tǒng)的一部分的副掃描截面圖。

關于根據第二實施例的光學掃描裝置200，與第一實施例的部件相同的部件由相同的附圖標記表示。

在表格2中示出了根據第二實施例的光學掃描裝置200中所包括的每個光學系統(tǒng)的各種特性。這里，“E±x”表示“10^±x”。另外，未特別描述的系數(shù)都是零。

關于根據第二實施例的光學掃描裝置200中所包括的每個光學元件的表達式與第一實施例的那些相同。

另外，關于弧矢線曲率半徑r'的改變系數(shù)D₁至D₁₄，當系數(shù)在主掃描方向Y的正側(遠離光源側，圖1中上側)以及在負側(光源側，圖1中下側)不同時，向正側的系數(shù)給予后綴“u”并且向負側的系數(shù)給予后綴“l(fā)”。

在根據本實施例的光學掃描裝置200中，第二成像透鏡7A至7D被布置為在副掃描方向上離心4.8mm。

如表格2中所示，本實施例的第二成像透鏡7A至7D的入射表面在副掃描部分中的曲率半徑為35mm，并且出射表面在副掃描部分中的曲率半徑為-211.2mm。

因此，同樣在本實施例中，第二成像透鏡7A至7D被設計為使得第二成像透鏡7A至7D的入射表面在副掃描部分中的曲率半徑的絕對值變得小于出射表面在副掃描部分中的曲率半徑的絕對值。

另外，在根據本實施例的光學掃描裝置200中，在副掃描方向上相對于偏轉器5的反射表面51和52的光束斜向入射角為2.5度。

因此，當將上述值代入表達式(7)中時，表達式(7)的左側變成Rz＝35，并且右側變成(360×0.7)/(π×2.5)＝32.1。因此，能夠看出，根據本實施例的光學掃描裝置200滿足表達式(7)。

根據上面的描述，同樣在根據本實施例的光學掃描裝置200中，像在第一實施例中那樣，即使當存在由于裝配誤差等導致的第二成像透鏡7A至7D的位置改變時，也能夠有效地降低在第二成像透鏡7A至7D的光學表面反射的閃爍光對布置在相對側的成像光學系統(tǒng)的影響。

圖8A和8B是用于例示當?shù)诙上裢哥R7D在副掃描方向上向下移位0.7mm時，根據第二實施例的光學掃描裝置200的成像光學系統(tǒng)的一部分的副掃描截面圖。

如圖8A和圖8B中能夠看出的，即使當成像透鏡7D由于裝配誤差等而在副掃描方向上向下移位時，被成像透鏡7D反射的閃爍光也被防止進入布置在偏轉器5上相對側的成像光學系統(tǒng)。

另外，如表格2中能夠看出的，在光軸上第二成像透鏡7A至7D的入射表面和出射表面在副掃描方向上的傾斜角分別為2.2度和-2.8度。

因此，同樣在第二實施例中，在光軸上第二成像透鏡7A至7D的入射表面和出射表面在副掃描方向上的傾斜角的相對差異為6度或更小，并且在光軸上第二成像透鏡7A至7D的入射表面和出射表面在副掃描方向上的傾斜角的絕對值為8度或更小。

圖9是用于例示根據本發(fā)明的實施例的包括光學掃描裝置的彩色圖像形成裝置60的相關部分的示意性的副掃描截面圖。

彩色成像裝置60包括光學掃描裝置11、充當圖像承載體(感光體)的感光鼓21、22、23和24、顯影單元31、32、33和34、以及傳送帶151。

彩色圖像形成裝置60從諸如個人計算機之類的外部裝置152接收包括R(紅色)、G(綠色)和B(藍色)的各個顏色的信號。這些顏色信號被輸入作為輸入代碼數(shù)據片并且由裝置中的打印機控制器53轉換成針對Y(黃色)、M(品紅色)、C(青色)和K(黑色)的多條圖像數(shù)據(點數(shù)據)。這些圖像數(shù)據片被輸入到光學掃描裝置11。

然后，根據各圖像數(shù)據片而被調制的光束141、142、143和144從光學掃描裝置11發(fā)射，并且在主掃描方向上使用這些光束掃描感光鼓21至24的感光表面。

在彩色圖像形成裝置60中，光學掃描裝置11通過四個射束執(zhí)行掃描，并且射束分別對應于Y(黃色)、M(品紅色)、C(青色)和K(黑色)的顏色。使用射束分別在并行布置的感光鼓21至24的感光表面上形成與圖像信號(圖像信息)對應的靜電潛像。所形成的靜電潛像分別由顯影單元31至34顯影，并且由此形成調色劑圖像。此后，調色劑圖像由轉印單元(未示出)疊加并且轉印到作為轉印材料的記錄材料上，并且經疊加和轉印的調色劑圖像由定影單元57定影在轉印材料上，由此在記錄材料上形成一個全色圖像。

作為外部裝置152，例如，可以使用包括CCD傳感器的彩色圖像讀取設備。在該情況下，彩色圖像讀取設備和彩色圖像形成裝置60構成彩色數(shù)字復印機。

在彩色圖像形成裝置60中，使用單個光學掃描裝置11掃描四個感光鼓21至24。然而，可以采用其中使用根據本發(fā)明的實施例的兩個光學掃描裝置中的每個光學掃描裝置掃描兩個感光鼓的配置。

根據本發(fā)明，即使當存在由于裝配誤差等導致的第一成像光學系統(tǒng)的第一光學元件的位置改變時，也能夠防止被第一光學元件反射的閃爍光進入第二成像光學系統(tǒng)中。

雖然已經參考示例性實施例描述了本發(fā)明，但是應當理解，本發(fā)明不局限于公開的示例性實施例。所附權利要求書的范圍應被賦予最寬泛的解釋，以便包括所有這種修改以及等同的結構和功能。