一种光学扫描设备和使用其的图像形成装置，所述光学扫描设备包括：光源；偏转系统；具有至少一个成像光学元件的成像光学系统，用于将由偏转系统偏转的光束成像在待扫描表面上；以及至少一个反射型光学元件，设置在成像光学元件与待扫描表面之间，其中，偏转光束依次通过成像光学元件的第一透射表面和第二透射表面，并且在被反射型光学元件反射之后，该光束随后依次通过成像光学元件的第三透射表面和第四透射表面，并且其中满足关系式｜φＭ／φ｜＜０．１，其中φ为光束再次通过的成像光学元件在主扫描截面内的轴向合成屈光力，并且φＭ为反射型光学元件在主扫描截面内的轴向合成屈光力。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光学扫描设备和使用其的图像形成装置。本专利技术尤其适用于带有电子照相处理的诸如激光束打印机(LBP)、数字复印机 或多功能打印机等的图像形成装置。
技术介绍
常规上，在激光束打印机(LBP)、数字复印机或多功能打印机 中使用光学扫描设备。在这种光学扫描设备中，从光源装置发射出并且同时根据图像信 号被光学地调制的光通量(光束)例如通过包括旋转多角镜(多角镜) 的光学偏转器被周期地偏转。然后，通过利用具有fe特性的成像光学系统，经偏转的光束在 感光记录介质(感光鼓)的表面上聚焦成光斑，由此光学地扫描感光 鼓表面并执行图像记录。另一方面，为了使整个系统紧凑，已经关于具有由单片成像透镜 构成的成像光学系统的光学扫描设备进行了各种提议(参见以下的专利文献l至5)。图35是具有由单片成像透镜构成的成像光学系统的常规光学扫 描设备的主要部分的示意图。图36是沿主扫描方向截取的图35中的扫描设备的主要部分的截 面图(主扫描截面图)。在图35和图36中，通过准直透镜3将从光源装置l发射的单个 或多个发散光束转换成平行光束。接着，光束受到光阑2的限制，之 后入射到柱透镜4上，该柱透镜4仅在副扫描方向具有预定折光力。在主扫描截面内，入射到柱透镜4上的平行光束毫无改变地射出 透镜。另一方面，在副扫描截面内，光束被会聚并在包括多角镜的光学偏转器5的偏转表面(反射表面)5a上成像为线图像。然后，经光学偏转器5的偏转表面5a偏转的光束通过具有f6特性的成像透镜6被导向感光鼓表面8(待扫描表面)。通过沿箭头A的方向旋转光学偏转器5，感光鼓表面8被单个或多个光束沿箭头B的方向(主扫描方向)光学地扫描，由此在其上记录图像信息。这里，在图35中，标号18表示的是用于同步检测的反射镜，标 号19表示的是用于同步检测的传感器。在图36中，标号9表示的是 电动机，标号IO表示的是电动机基座。标号ll表示的是光学箱，标 号12表示的是光学扫描设备。专利文献4公开了一种利用含反射镜的透镜(in-mirror lens )作 为成像光学系统的光学扫描设备，其中单个成像透镜的一个表面提供 反射表面。在该含反射镜的透镜中，使透镜厚度(透射表面与反射表面之间 的距离)更小，以减少因模塑厚透镜而引起的诸如内部畸变或透镜模 塑时间增长等不便之处。此外，尝试通过使光路弯曲来减小整个系统的尺寸。专利文献5示出了这样的光学扫描设备，其中光学偏转器之后的 光学系统具有各自包括自由曲面的透射表面和反射表面。来自光学偏 转器并通过透射表面的光束被反射表面反射，并再次透过透射表面。[专利文献1)日本特开平8-248308号公报2 )日本特开平10-48552号公才艮3 )日本特开平10-288745号公净艮4 )日本特开平9-68664号>5^才艮 5)日本特开2003-287695号〃>才艮常规的使用单片成像透镜的光学扫描设备具有下述若干不便之 处。一般来说，如果要通过使用一片成像透镜来平衡f6校正和像场 弯曲校正，则从偏转装置(光学偏转器)到待扫描的表面(扫描表面) 的距离由于设计灵活性的局限而倾向于变得更长。通过诸如以下若干方法可将光学扫描设备本身做得更紧凑(1) 使从偏转装置到扫描表面的光学距离更短；(2) 通过利用反射镜等折叠光路以使其配合图像形成装置结构的配置。关于上述方法(l)， 一个示例是这样一个光学系统，其中减少作 为偏转装置的多角镜的表面的数量并加宽扫描视场角从而缩短光路。该类型的光学系统存在图像端部在主扫描方向上的焦深的问题。当用ot (度)来表示在主扫描截面内且在入射到图像端部上的光 束的主光线与垂直于扫描表面的平面之间限定的角度时，焦深与cos3 ot成比例地减小。一般来说，如果角度ot变得大于40度，则在焦深范围内难以控制 由于制造误差或者光学扫描设备与感光鼓之间的距离的变化而导致的 成像透镜焦点的变化。此外，如果这种光学系统与多光束激光光源一起使用，那么由于 多个光束倾斜入射到感光鼓表面上，将在主扫描方向上产生大的抖动。另外，从更高速操作的角度来看，减少多角镜的表面数量是不利的。另一方面，存在一种方法，其中增加成像光学系统的透镜数量以 扩展设计灵活性，从而在保持角度oc的同时缩短光路长度。然而，由于增加了透镜导致重量更重，而且尺寸变得更大。还可以有一种方法，其中通过把要入射到偏转装置上的光束从平 行光束转换为会聚光束来缩短光路长度。然而，如果强会聚度的光束入射到偏转装置上，则导致由于偏转表面的偏心误差造成主扫描方向上的抖动的问题.因此，在入射有强会聚度光束的光学扫描设备中，不可避免地要提高诸如多角镜的光学偏转器的制造精度。这使得制造相当困难。在上述方法(2)中，可以避免以上描述的焦深或在主扫描方向上 的抖动的不便之处。然而，反射镜数量的增加将导致整个系统更复杂。此外，还存在另一个问题，即，由于镜面精度或放置误差造成的 诸如焦点位移的图像劣化，以及由于反射镜的振荡造成的间距不均。因此，即使使用该方法，也很难以生产出同时满足图像质量和尺 寸的光学扫描设备。专利文献4中示出的含反射镜的透镜由一片构成，并且可将整个 系统做得紧凑。然而，由于主扫描方向上的屈光力(power)(折光力)主要是 由反射表面提供的，所以含反射镜的透镜的放置敏感度，尤其是其反 射表面的表面精度敏感度和放置敏感度都倾向于格外高。在专利文献5中，主扫描方向上的屈光力主要是由反射表面提供 的，与专利文献4中一样。因此，它导致反射表面的表面精度敏感度 和放置敏感度极高的不便之处。除了专利文献4和5，关于光学扫描设备进行了各种提议，其中 通过利用曲面反射镜来折叠光路以使整个系统紧凑。然而，在所有这些提议中，主扫描方向上的屈光力集中在曲面反射镜上。因此，实际上很难制造该装置。此外，通常在光学扫描设备中，如果光束沿在副扫描截面内关于 光学偏转器的偏转表面倾斜的方向入射到光学偏转器上，则副扫描方向上的间距由于偏转表面的移位偏心误差而变得不均匀。这使得必需提高诸如多角镜的光学偏转器的加工精度。
技术实现思路
本专利技术提供了一种光学扫描设备和/或使用其的图像形成装置，利 用它们可以降低光学元件的放置敏感度和表面精度敏感度，并可以减 小整个系统的尺寸。本专利技术提供了 一种光学扫描设备和/或使用其的图像形成装置，利 用它们可以以更高的速度生成高质量图像。根据本专利技术的一个方面，提供了一种光学扫描设备，该光学扫描设备包括光源装置；偏转装置，具有偏转表面；入射光学系统，被 配置为将从所述光源装置发射的光束导向所述偏转装置上；成像光学 系统，被配置为将由所述偏转装置的偏转表面扫描地偏转的光束成像 在待扫描表面上，所述成像光学系统具有至少一个透射型的成像光学 元件；以及至少一个反射型光学元件，其具有反射表面并被放置在所 述至少一个成像光学元件与待扫描表面之间的光路上；其中，所述至 少一个成像光学元件具有第一至第四透射表面，并被配置为使得由所 述偏转装置的偏转表面扫描地偏转的光束按照从第一透射表面到第二 透射表面的顺序通过所述至少一个成像光学元件，并且在被所述至少 一个反射型光学元件的反射表面反射之后，该光束随后按照从第三透 射表面到第四透射表面的顺序再次通过所述至少 一个成像光学元本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种光学扫描设备，该光学扫描设备包括：光源装置；偏转装置，具有偏转表面；入射光学系统，被配置为将从所述光源装置发射的光束导向所述偏转装置上；成像光学系统，被配置为将由所述偏转装置的偏转表面扫描地偏转的光束成像在待扫描表面上，所述成像光学系统具有至少一个透射型的成像光学元件；以及至少一个反射型光学元件，其具有反射表面并被放置在所述至少一个成像光学元件与待扫描表面之间的光路上；其中，所述至少一个成像光学元件具有第一至第四透射表面，并被配置为使得由所述偏转装置的偏转表面扫描地偏转的光束按照从第一透射表面到第二透射表面的顺序通过所述至少一个成像光学元件，并且在被所述至少一个反射型光学元件的反射表面反射之后，该光束随后按照从第三透射表面到第四透射表面的顺序再次通过所述至少一个成像光学元件，其中光束再次通过的所述至少一个成像光学元件在主扫描截面内具有轴向合成屈光力＊，同时所述至少一个反射型光学元件的反射表面在反射表面的主扫描截面内具有轴向合成屈光力＊Ｍ，所述轴向合成屈光力满足以下关系式：｜＊Ｍ／＊｜＜０．１并且，其中光束再次通过的所述至少一个成像光学元件的轴向合成屈光力包括四个光学表面的合成屈光力，所述四个光学表面包括被所述偏转装置的偏转表面扫描地偏转的光束入射到其上的第一透射表面、通过第一透射表面的光束入射到其上的第二透射表面、由所述至少一个反射型光学元件的反射表面反射的光束入射到其上的第三透射表面以及通过第三透射表面的光束入射到其上的第四透射表面。...
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：下村秀和，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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