[发明专利]扫描光学设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种适于在电子照相成像设备中使用的扫描光学设备。

背景技术

在用于使用偏转光束的多面镜利用从光源发射的光束扫描目标表面的扫描光学设备中，其中光束冲撞每一个反射表面(多面镜的每一个定向反射面(specular surface))的位置将根据被从那里反射的光束行进的偏转方向而改变。这种现象被称为“弛变(sag)”。弛变(sag)将是在目标表面上的图像的场曲或者其它种类的劣化的原因。

为了减轻弛变(sag)的这种不利效果，来自光源的光束冲撞每一个反射表面的位置(即，在多面镜的旋转中心和来自光源的光束从其到达多面镜的光学系统的光轴之间的距离)可以在预定的数值范围内得到调节，从而使得弛变(sag)相对于基准偏转主射线是几乎对称的(见JP 3072061B，其相应的公开包括JP 10-142543 A和US 6,104,522A)。

发明内容

本发明人进行的彻底研究已经揭示了：即便没有使得弛变(sag)相对于基准偏转主射线是几乎对称的而是向一侧移位，也能够令人满意地改进光学性质例如场曲。

本发明的一个方面在于提供一种能够减轻场曲并且在将被扫描的目标表面上形成所期图像的扫描光学设备。

更加具体地，根据一个实施例，提供了一种扫描光学设备，包括光源、第一光学元件、第二光学元件、多面镜、第三光学元件，和同步检测光束路径。该第一光学元件被配置为将从该光源发射的光转换成光束。该第二光学元件被配置为将已经通过该第一光学元件的光束转换成在主扫描方向上延伸的线性图像。该多面镜被配置为在该主扫描方向偏转已经通过该第二光学元件的光束。该第三光学元件被配置为将已被该多面镜偏转的光束转换成将在扫描表面上聚焦的斑点状图像。该第三光学元件是具有一对相对的入射侧和出射侧透镜表面的单透镜，该入射侧和出射侧透镜表面分别地具有第一和第二光轴。该一对相对的透镜表面中的每一个在该主扫描方向上是非球面形状的，并且具有从相应于其光轴的位置向主扫描方向外侧连续地并且对称地改变的副扫描方向曲率，该一对透镜表面中的每一个相对于包含其光轴的副扫描平面具有在该主扫描方向上对称的形状。该同步检测光束路径被如此配置，使得该光束通过该同步检测光束路径，从该多面镜行进到跨过该一对透镜表面的光轴地与该光源相对的位置，从而被导向传感元件，该传感元件产生用于在扫描开始位置的同步的信号。在该多面镜的旋转中心和在该多面镜上入射的光束的中心之间的距离h满足以下条件(1)：

R(sin((α-θ_bd)/2)-cos((α-θ_bd)/2)×tan(π/N))×(b_bd/2)×cos((α-θ_bd)/2)＜h和

h＜R(sin((α-θ_eos)/2)+cos((α-θ_eos)/2)×tan(π/N))-(b_eos/2)×cos((α-θ_eos)/2)

(1)

这里R示意该多面镜的内切圆的半径，N示意该多面镜的定向反射面的数目，α示意由在该多面镜上入射的光束与沿着在从该多面镜反射离开之后将以直角在该扫描表面上入射的光束的行进方向延伸的基准线形成的角度[rad]，θ_bd示意由沿着该同步检测光束路径从该多面镜行进的光束与该基准线形成的角度[rad]，θ_eos示意由在扫描结束位置处从该多面镜反射离开的光束与该基准线形成的角度[rad]，并且b_eos和b_bd分别地示意在扫描结束位置处和在其中从该多面镜反射离开的光束沿着该同步检测光束路径行进的位置处，在该多面镜的该定向反射面中的每一个上该光束在主扫描方向上的宽度。另外，以下条件(2)、和以下条件(3)和(4)中的至少一项得以满足：

-0.6＜β2≤-0.1      (2)

-0.5＜β1＜0         (3)

-0.1＜D2＜0.2        (4)

这里β2示意在所述第三光学元件的该第一光轴和该第二光轴之间在主扫描平面中形成的角度[deg]，β1示意在该第一光轴和该基准线之间在主扫描平面中形成的角度[deg]，并且D2示意在主扫描平面中，在该第二光轴和该出射侧透镜表面之间的交叉点从该第一光轴的移位量[mm]。