[发明专利]光扫描设备和使用该光扫描设备的成像装置

说明书

本发明涉及一种光扫描设备和使用该光扫描设备的成像装置，特别适于诸如激光束打印机或数字复印机这类具有例如适于通过多面反射镜作为光偏转器，反射和偏转一束或多束从光源装置发射的光束，并通过具有fθ特性的fθ透镜系统对待扫描表面进行光学扫描从而记录图像信息的电照相处理的装置。

本发明尤其涉及一种光扫描设备，其中构成扫描光学装置的多个透镜的形状被适当地设置，从而校正主扫描方向和副扫描方向的像场的曲率、fθ特性和在副扫描方向的放大率波动，从而总是能获得良好的图像，并且本发明还涉及使用该光扫描设备的成像装置。

迄今为止，在诸如激光束打印机的光扫描设备中，从光源装置发出并根据图像信号光调制的光束通过包括例如可旋转多面反射镜的光偏转器周期性偏转，并通过具有fθ特性的fθ透镜系统在光敏记录介质(光敏鼓)的表面上会聚成光斑形状，并且光学扫描记录介质的表面，从而实现图像记录。

附图中图18是现有技术的光扫描系统的关键部分示意图。在这个图中，从光源装置91发射的发散光束通过准直透镜94转变成大致平行的光束，这个光束(光通量)由孔径光阑93成形，并进入仅仅在副扫描方向才有偏转光焦度的柱面透镜94。已经进入到柱面透镜94的光束中，在主扫描剖面部分原样出射，而在副扫描剖面部分会聚并成像为基本上线性图像，靠近由可旋转的多面反射镜组成的光偏转器95的偏转面95a。

由光偏转器95的偏转面95a反射和偏转的光束被导向光敏鼓的表面，光敏鼓作为将要通过具有fθ特性的fθ透镜系统96扫描的表面97，光偏转器95沿箭头A的方向旋转，从而沿箭头B方向(主扫描方向)光扫描光敏鼓表面97，实现图像信息的记录。

为了在这种光扫描设备中实现高准确率的图像信息记录，重要的是像场的曲率在整个待扫描表面被很好地校正，并且光斑直径要均一，当光敏鼓的表面被光扫描时要保持速度相等(fθ特性)，在副扫描方向的横向放大率在整个有效扫描区域内进行均匀校正，并且在副扫描方向上光斑直径均一的，在使用发射多束光的光源装置的多光束扫描设备中，在副扫描方向的横向放大率在整个有效扫描区域内进行均匀校正，扫描线之间的间距也保持恒定。迄今为止，已经提出了满足这种光学特性均多种光扫描设备或fθ透镜系统。

例如，日本专利申请公开7-318796公开了一种fθ透镜系统，由都在其入射面一侧具有柱面透镜表面并且在其出射面一侧具有复曲面表面的玻璃复曲面透镜和塑料复曲面透镜组合构成。然而，在此公开中，一个表面是柱状表面，因此这就存在一个问题，即关于上面提到的像差校正的自由度较小，从而上述像差校正较困难。所以，在本发明中，所有构成fθ透镜系统的fθ透镜都是由在它的两面都具有复曲面的复曲面透镜构成，后面将有描述。另外，上面提到的每个fθ透镜使它的两面都是由非弧形的主扫描截面形状构成，并使它在副扫描方向的曲率半径连续变化，从而使上面提到的像差得到很好的校正。同时，上面提到的公开中没有副扫描放大率的描述，没有考虑减小在副扫描方向聚焦波动的敏感性程度以及统一校正在将扫描表面的有效扫描区域的副扫描放大。本发明考虑到这些问题，并能够构建一种适于高精度记录图像信息的光扫描设备。

同样，在日本专利申请公开7-318796的实施例1中，玻璃复曲面透镜22在主扫描方向的扫描表面14一侧的光焦度比塑料复曲面透镜21在主扫描方向的多面反射镜12一侧的光焦度大，因此，在实现紧凑性方面存在问题。在日本专利申请公开7-318796的实施例2中，塑料复曲面透镜21在副扫描方向的光焦度和玻璃复曲面透镜22在副扫描方向的光焦度都是正的，因此存在如下问题，即当两个透镜21和22被带到靠近多面反射镜12侧时，副扫描放大率增加。

另一方面，对于紧凑并且低成本的激光束打印机、数字复印机等，在成像设备中也要求相似的条件。

能够同时满足这些需求的技术，例如在日本专利申请公开10-232346中有提出。在这个公开中，像场弯曲和畸变被很好地校正，并且图像高度对光斑直径变化等的影响得以减小。

然而，为使光扫描设备更进一步紧凑，需要缩短fθ透镜系统的焦距，加宽其视场角，并将fθ透镜靠近作为偏转装置的多面反射镜。所有这些都是导致像差校正困难的因素，并且还存在一个问题，当紧凑性达到后，在一个宽的视场角区域像场的弯曲、fθ特性，和副扫描方向的放大率波动不能很好地校正、