扫描光学装置和利用扫描光学装置的图像形成设备制造方法及图纸

一种扫描光学系统和利用扫描光学装置的图像形成设备，其中，基于关于通过了树脂制成的成像光学元件并且由光检测装置检测到的多个光束的主扫描方向上的成像位置之间的间隔、以及所述多个光束的副扫描方向上的成像位置之间的间隔的位置信息，确定主扫描方向上的焦点偏移方向和焦点偏移量以及副扫描方向上的焦点偏移方向和焦点偏移量，其中，基于所述确定，输入光学系统的光学元件在光轴方向上移动，以校正主扫描方向上的焦点偏移和副扫描方向上的焦点偏移。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光学扫描装置和利用光学扫描装置的图像形成设备。本专利技术尤其可适用于例如具有电子照相过程的诸如激光束打印机、数字复印机或多功能打印机之类的图像 形成设备中。
技术介绍
常规上，在诸如用于激光束打印机(LBP)中之类的扫描光学装置中，例如，从光源 装置发射并根据图像信号被光学调制的光束由例如包括旋转多面镜(多角镜)的光学偏转 器周期性地偏转。 然后，如此偏转的光束借助具有之后要描述的k e特性的成像光学系统在感光记录介质(感光鼓)的表面上被会聚为光斑(spot)形状，并且，在该表面上执行光学扫描，并 且执行图像记录。 在以下描述中，术语主扫描方向是指垂直于偏转装置的转动轴(或振荡轴)并 且垂直于成像光学系统的光轴的方向，即，光束被偏转装置反射偏转(扫描偏转)的方向。 术语副扫描方向是指与偏转装置的转动轴(或振荡轴)平行的方向。术语主扫描截 面是指包含主扫描方向和成像光学系统的光轴的平面。术语副扫描截面是指包含成像 光学系统的光轴并与主扫描截面垂直的截面。副扫描方向上的曝光分布的形成是通过每次 执行主扫描曝光时在副扫描方向上移动(转动)感光部件(其是待扫描部件)来实现的。 近年来，为了扫描光学装置的更高精确度和进一步简化，在很多情况下，在此扫描 光学装置中将树脂材料用于成像光学元件。 在诸如上述的使用树脂材料的成像光学元件中，由于可以使用树脂模制工艺，可 容易地将透镜或反射镜的表面制成非球面的。进一步地，如果也利用树脂模制工艺制造用 于保持透镜或反射镜形状的外壳，则与基于金属切割和铸造的常规方法相比，可以实现轻 重量和简化。因而，能够进行灵活的透镜配置。 可能由利用树脂制成的光学元件引起的主要问题是，由于诸如温度变化或吸湿之 类的任何环境变动引起材料的折射率或形状变化，这进一步导致扫描表面(待扫描表面) 上的焦点偏移。如果光的光斑直径变小，则深度宽度与之成比例地减小。因此，即使小的焦 点偏移也导致光斑放大。 进一步地，在主扫描方向和副扫描方向上，与轴向光束的深度宽度相比，轴外光束 的深度宽度将根据扫描表面上的入射角9而以cos39倍变窄。 因此，为了获得高分辨率图像，必需精确地监视主扫描方向上的轴外光的焦点变 化。进一步地，如果使用变形光学系统，由于在主扫描方向和副扫描方向之间焦点偏离是不 同的，需要分别地检测主扫描方向和副扫描方向上的焦点位置。 为此，使用这样一种自动聚焦(AF)装置将是方便的，所述自动聚焦(AF)装置被配 置为独立地检测主扫描方向和副扫描方向上的焦点偏移，并且主动补偿所述焦点偏移，使 得不论环境如何都可以维持所期望的光斑直径。进一步地，同时检测焦点偏移的方向和大小将使得能够快速控制焦点偏移并且有利于更高速和更高精度的控制。 常规上，已开发了具有焦点偏移检测装置(焦点检测装置)的各种扫描光学装置 (专利文献1-3)。 专利文献1公开了一种使用分别布置在图像表面以及图像表面之前或之后的两 片刀刃来检测焦点偏移的方法。专利文献2公开了一种使用布置在主扫描方向和副扫描方 向上的刀刃来检测焦点偏移的方法。 专利文献3公开了一种方法，其中，图像形成区域外部的光(即不用于图像形成的光)被光学分割，并且执行相位差检测以检测焦点偏移。 为了检测相位差，使用用于分割图像表面之后的光斑的光学元件。 除了这些之外，还有这样一种焦点检测装置，其中，在诸如照相机之类的图像拾取设备中，并且为了使用图像形成区域内部的光来检测图像表面上的焦点偏移，用于将光分离为多个方向的装置被布置在图像表面之前的一侧(即物侧)(专利文献4)。[专利文献] 专利文献1 :日本特开专利申请No. 6-235873 专利文献2 :日本专利No. 3480172 专利文献3 :日本特开专利申请No. 3-194569 专利文献4 :日本特开专利申请No. 2008-26351 在使用扫描光学装置的图像形成设备中，为了形成高清晰度图像，非常精确地检 测包括要成像在扫描表面上的光的焦点偏移的量和焦点偏移方向二者在内的焦点偏移信 进一步地，由于扫描光学装置使用变形光学系统，因此关于主扫描方向和副扫描 方向二者在扫描表面上检测焦点偏移信息是重要的。 —般地，通过利用图像形成区域内部的光_即有效扫描范围内的光_来检测要成 像在扫描表面上的光的焦点偏移信息在结构上是相当难以实现的，这是因为光检测器或检 测光学系统的配置在光学上是困难的。进一步地，由于与轴向光束的深度宽度相比，轴外光 束的深度宽度将取决于扫描表面上的入射角9而以cos39倍变窄，因此必需在尽可能接 近轴外区域的位置执行检测。
技术实现思路
考虑到这些，在扫描光学装置中，执行对图像形成区域外部的焦点偏移信息的检测并且在深度宽度变得最窄的轴外区域附近的位置补偿焦点位置将是优选的。 本专利技术提供一种扫描光学装置，利用该扫描光学装置，在图像形成区域外部的位置，可独立地检测关于主扫描方向和副扫描方向二者的要成像在扫描表面上的光的焦点偏移信息，并且利用该扫描光学装置，可以形成高清晰度图像。 根据本专利技术的一个方面，提供一种扫描光学装置，包括光源装置；第一光学系 统，其被配置为聚集从所述光源装置发射的光束；偏转装置，其被配置为扫描偏转来自所述 第一光学系统的光束；第二光学系统，其具有由树脂制成的至少一个成像光学元件，并且所 述第二光学系统被配置为将由所述偏转装置的偏转表面扫描偏转的光束成像到待扫描表 面上；第三光学系统，其被配置为将由所述偏转装置的偏转表面扫描偏转、并且通过所述第二光学系统的有效扫描区域外部的光束关于主扫描方向和副扫描方向中的每一个分割成多个光束；以及检测装置，其被配置为检测由所述第三光学系统在主扫描方向和副扫描方向中的每一个上分割的所述多个光束，其中，基于关于所述检测装置所检测到的多个光束的主扫描方向上的成像位置之间的间隔和所述多个光束的副扫描方向上的成像位置之间的间隔的位置信息，确定主扫描方向上的焦点偏移方向和焦点偏移量以及副扫描方向上的焦点偏移方向和焦点偏移量，并且其中，所述第一光学系统的光学元件基于所述确定而在光轴方向上移动，以校正主扫描方向上的焦点偏移和副扫描方向上的焦点偏移。 在本专利技术的此方面的一个优选形态中，所述第三光学系统包括多个光学元件，所述多个光学元件关于主扫描方向和副扫描方向中的每一个被二维布置，以便将由所述偏转装置的偏转表面扫描偏转、并且通过所述第二光学系统的有效扫描区域外部的光束关于主扫描方向和副扫描方向中的每一个分割成多个光束。 所述第三光学系统可包括(i)第四光学系统，其具有关于主扫描方向一维布置 的光学元件，所述第四光学系统被配置为将由所述偏转装置的偏转表面扫描偏转、并且通 过所述第二光学系统的有效扫描区域外部的光束关于主扫描方向分割成多个光束，以及 (ii)第五光学系统，其具有关于副扫描方向一维布置的光学元件，所述第五光学系统被配 置为将由所述偏转装置的偏转表面扫描偏转、并且通过所述第二光学系统的有效扫描区域 外部的光束关于副扫描方向分割成多个光束。 当从所述第三光学系统到所述第二光学系统的最接近待扫描表面的光学元件的 光路长度由(mm)表示，从所述第二光学系统的最接近待扫描表面的所述光学元件直到所 述待扫描表面的光路长度由L(m本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种扫描光学装置，包括：光源装置；第一光学系统，其被配置为聚集从所述光源装置发射的光束；偏转装置，其被配置为扫描偏转来自所述第一光学系统的光束；第二光学系统，其具有由树脂制成的至少一个成像光学元件，并且所述第二光学系统被配置为将由所述偏转装置的偏转表面扫描偏转的光束成像到待扫描表面上；第三光学系统，其被配置为将由所述偏转装置的偏转表面扫描偏转、并且通过所述第二光学系统的有效扫描区域外部的光束关于主扫描方向和副扫描方向中的每一个分割成多个光束；以及检测装置，其被配置为检测由所述第三光学系统在主扫描方向和副扫描方向中的每一个上分割的所述多个光束，其中，基于关于所述检测装置所检测到的多个光束的主扫描方向上的成像位置之间的间隔和所述多个光束的副扫描方向上的成像位置之间的间隔的位置信息，确定主扫描方向上的焦点偏移方向和焦点偏移量以及副扫描方向上的焦点偏移方向和焦点偏移量，以及其中，所述第一光学系统的光学元件基于所述确定而在光轴方向上移动，以校正主扫描方向上的焦点偏移和副扫描方向上的焦点偏移。

【技术特征摘要】
JP 2008-10-15 2008-266281一种扫描光学装置，包括光源装置；第一光学系统，其被配置为聚集从所述光源装置发射的光束；偏转装置，其被配置为扫描偏转来自所述第一光学系统的光束；第二光学系统，其具有由树脂制成的至少一个成像光学元件，并且所述第二光学系统被配置为将由所述偏转装置的偏转表面扫描偏转的光束成像到待扫描表面上；第三光学系统，其被配置为将由所述偏转装置的偏转表面扫描偏转、并且通过所述第二光学系统的有效扫描区域外部的光束关于主扫描方向和副扫描方向中的每一个分割成多个光束；以及检测装置，其被配置为检测由所述第三光学系统在主扫描方向和副扫描方向中的每一个上分割的所述多个光束，其中，基于关于所述检测装置所检测到的多个光束的主扫描方向上的成像位置之间的间隔和所述多个光束的副扫描方向上的成像位置之间的间隔的位置信息，确定主扫描方向上的焦点偏移方向和焦点偏移量以及副扫描方向上的焦点偏移方向和焦点偏移量，以及其中，所述第一光学系统的光学元件基于所述确定而在光轴方向上移动，以校正主扫描方向上的焦点偏移和副扫描方向上的焦点偏移。2. 如权利要求1所述的扫描光学装置，其中，所述第三光学系统包括多个光学元件，所 述多个光学元件关于主扫描方向和副扫描方向中的每一个被二维布置，以便将由所述偏转 装置的偏转表面扫描偏转、并且通过所述第二光学系统的有效扫描区域外部的光束关于主 扫描方向和副扫描方向中的每一个分割成多个光束。3. 如权利要求l所述的扫描光学装置，其中，所述第三光学系统包括(i)第四光学系 统，其具有关于主扫描方向一维布置的光学元件，所述第四光学系统被配置为将由所述偏 转装置的偏转表面扫描偏转、并且...

【专利技术属性】
技术研发人员：寺村昌泰，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]