CN102289070B - 制造成像光学元件的方法和光扫描设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及制造成像光学元件的方法和光扫描设备。在该方法中，该成像光学元件使多个光束进入偏转单元并且将那些光束引导到对应的待扫描表面，所述成像光学元件被光学地布置在相同的位置处并且具有相同的光学性能，该方法包括：对于具有相同光学性能的成像光学元件，在不同的光束通过状态的多个位置中的每一个位置处测量光学性能；基于与成像光学元件的光学功能表面的设计值的偏差量来计算成像光学元件的光学功能表面的校正形状；基于光学功能表面的校正形状来对与成像光学元件的光学功能表面对应的用于成型的模子的镜面加工镶嵌件的形状执行校正加工；以及通过使用经受校正加工的镜面加工镶嵌件来执行成型。

Description

制造成像光学元件的方法和光扫描设备

技术领域

本发明涉及制造成像光学元件的方法和使用由该制造成像光学元件的方法制造的成像光学元件的光扫描装置，并且适合于彩色图像形成设备，特别是激光束打印机、数字复印机或多功能打印机。

背景技术

迄今，在诸如激光束打印机(LBP)之类的图像形成设备中使用的光扫描装置中，利用包括旋转多面镜(多面镜)的光偏转器使根据图像信号从光源单元光学地调制并且发射的光束周期性地偏转。然后，偏转的光束被具有fθ特性的成像光学系统在感光性记录介质(感光鼓)的表面上会聚成斑点(spot)状形状，并且其表面已经被光学地扫描，由此实现图像记录。

在很多情况下，使用容易制造的塑料透镜来作为构成在此类型的光扫描装置中使用的成像光学系统的成像光学元件。塑料透镜具有容易通过注射成型(injection molding)来制造的特征。为了实现聚光到感光鼓的表面上的光束的更好的像场弯曲，为了减少感光鼓的表面上的扫描线弯曲，并且为了实现光扫描装置中的更好的fθ特性，塑料透镜的光学功能表面的形状通常被设计成具有非球面的形状。在这种情况下，通过使用注射成型，与使用光学玻璃的情况相比可以更容易地制造期望的非球面形状。

在通过注射成型来使塑料透镜成型时，公知的事实是，所产生的透镜的表面形状由于塑料的成型收缩而改变。例如，在通过使用塑料作为材料来使透镜成型的情况下，所产生的透镜变得比由模子(mold)的镜面加工镶嵌件(mirror-finish insert)形成的空腔的尺寸小。另外，光学功能表面的形状也相对于镜面加工镶嵌件的表面形状由于成型收缩而变形。在这种误差没有落入设计容许范围内时，这种透镜的使用导致光学性能的降低。由于成型收缩而发生的光学性能变化的示例包括主扫描方向和副扫描方向上的焦点偏差以及成像位置偏差(照射位置偏差)。特别地，要布置在待扫描表面一侧的成像光学元件一般较薄并且在主扫描方向上较长，并且因此易受模子内的温度分布的不均匀性的影响。结果，在成像光学元件中发生翘曲。关于成像光学元件的翘曲，通过采取如实现模子内的均匀的温度分布这样的措施可以预期一定程度上的改善。然而，由于模子的构造而难以完全消除透镜的翘曲。然而，如果在成型时发生的与模子的偏差量是稳定的并且没有根据成型的日期和时间以及环境而显著地波动，则可以通过利用模子形状预先校正误差来使成型的产品的形状在设计容许范围内。

传统地，存在已知的方法，在所述方法中通过考虑在成型时的收缩、变形的量等来制作镜面加工镶嵌件(日本专利申请公开No.H07-060857和日本专利申请公开No.2002-248666)。日本专利申请公开No.H07-060857的光学元件成型方法公开了一种方法，在该方法中，使透镜一次成型以便测量其光学功能表面的形状误差，并且然后校正模子的镜面加工镶嵌件以使得抵消由树脂的不均匀收缩的影响所引起的形状误差。此外，日本专利申请公开No.2002-248666的光学元件制造方法公开了一种方法，在该方法中校正光学功能表面的形状的一部分以使得抵消基于测量光学特性的结果的像场弯曲。

在作为图像形成设备的彩色图像形成设备中，使用了光扫描装置，在该光扫描装置中，为了使整个设备紧凑起见，由多个光束共用旋转多面镜(偏转单元)。在这种光扫描装置中，扫描光学系统被布置在偏转单元两侧。此外，在扫描光学系统之一中，使两个光束以相对于副扫描方向的上方和下方倾斜的方向进入偏转单元的一个偏转表面。因此，在偏转单元的一侧的扫描光学系统中，扫描两个待扫描表面，并且同样在另一侧的扫描光学系统中，也扫描两个待扫描表面。

在这种光扫描装置中使用的扫描光学系统被设置有对于每个待扫描表面具有fθ特性的成像光学系统。通常，成像光学系统由多个成像光学元件构成。在构成成像光学系统的多个成像光学元件中，布置在偏转单元一侧的成像光学元件由两个成像光学系统共有，并且布置在待扫描表面一侧的成像光学元件由各个成像光学系统使用。在两个成像光学系统中，使光束以相对于副扫描方向倾斜的方式进入成像光学元件，并且因此在成像光学元件中使用的位置(光束进入的位置)(光束通过状态)在副扫描方向上在各个成像光学系统之间变化。

在日本专利申请公开No.H07-060857和日本专利申请公开No.2002-248666中公开的光学元件制造方法中，在通过使用模子制造光学元件时，没有考虑如下的事实，即，即使光学元件被光学地布置在相同的位置处，进入光学元件的光束的入射位置也是不同的。换句话说，没有考虑由树脂的收缩的影响所引起的形状误差，其根据进入光学元件的光束的入射位置而不同。因此，难以获得抵消要在扫描光学系统中使用的成像光学元件的光学功能表面的形状误差的模子，其中在该扫描光学系统中使多个光束在副扫描截面中倾斜地进入光学元件以使得同时扫描多个待扫描表面。

发明内容

本发明具有提供如下的制造成像光学元件的方法的目的，该方法能够使用模子通过注射成型来以高精度制造成像光学元件，该成像光学元件被用在扫描光学系统中，在该扫描光学系统中，在副扫描截面中使多个光束从倾斜的方向进入偏转表面，以使得扫描多个待扫描表面。另外，本发明具有提供使用由上述制造方法制造的成像光学元件的光扫描设备的另一目的。

为了实现上述目的，根据本发明，提供了一种制造成像光学元件的方法，所述成像光学元件具有相同的光学性能并且要被用于光扫描设备中，所述光扫描设备包括：多个光源单元；入射光学系统，用于使从多个光源单元发射的多个光束从相对于副扫描方向倾斜的方向进入偏转单元的相同的偏转表面；以及多个成像光学系统，用于将由所述偏转单元的相同的偏转表面偏转的多个光束引导到与所述多个光束对应的各个待扫描表面，在多个成像光学系统中，被光学地布置在相同的位置处并且具有相同的光学性能的成像光学元件根据与各个待扫描表面对应的多个光束而被配置为在副扫描方向上具有不同的光束通过状态，所述制造成像光学元件的方法包括：对于具有相同光学性能的成像光学元件，在不同的光束通过状态的多个位置中的每一个位置处测量光学性能；基于与成像光学元件的光学功能表面的设计值的偏差量来计算成像光学元件的光学功能表面的校正形状，基于在光学性能的测量中获得的多条测量数据来确定所述偏差量；基于在校正形状的计算中获得的光学功能表面的校正形状来对与成像光学元件的光学功能表面对应的用于成型的模子的镜面加工镶嵌件的形状执行校正加工；以及通过使用经受校正加工的镜面加工镶嵌件来执行成型。

注意，在本发明的上述方法中，多个成像光学系统中的每一个成像光学系统可以包括多个成像光学元件，并且所述光学性能的测量可以包括在所有光束通过状态中测量在多个成像光学元件之中在主扫描方向上最长的成像光学元件的光学性能。

此外，所述光学性能的测量可以包括，在成像光学元件的所有组合中评价光学性能，其中光束通过状态根据沿其布置成像光学元件的光路上的位置而不同。

可替代地，所述扫描光学系统的多个成像光学系统之一可以在多个成像光学元件之间不布置反射镜或者在多个成像光学元件之间布置有偶数个反射镜，并且所述扫描光学系统的多个成像光学系统中的另一个成像光学系统可以在多个成像光学元件之间布置有奇数个反射镜。

此外，所述光学性能的测量可以包括，在与待扫描表面对应的位置处的多个图像高度处测量成像光学元件的光学性能，并且所述校正形状的计算可以包括，基于在多个图像高度中的每一个处的多条测量数据的中心值和平均值之一来计算模子的镜面加工镶嵌件的校正形状。

此外，所述光学性能的测量可以包括，在与待扫描表面对应的位置处的多个图像高度处测量成像光学元件的光学性能，并且所述校正形状的计算可以包括，基于在多个图像高度处获得的多条测量数据，对于与各个光束通过的成像光学元件的位置对应的模子的镜面加工镶嵌件的位置来计算不同的校正形状。

此外，在所述光学性能的测量中在多个光束通过状态中对于成像光学元件获得的多条测量数据可以包括待扫描表面上的主扫描方向上的焦点偏差量和副扫描方向上的焦点偏差量中的至少一个。

此外，在所述光学性能的测量中在多个光束通过状态中对于成像光学元件获得的多条测量数据可以包括待扫描表面上的主扫描方向上的照射位置偏差量。

此外，所述校正形状的计算可以包括，基于在所述光学性能的测量中在多个光束通过状态中对于成像光学元件测量的多条测量数据，分析分别与每个成像光学元件的光学性能对应的要素，并且对于每个要素来计算每个成像光学元件的校正形状。

此外，在所述光学性能的测量中在多个光束通过状态中对于成像光学元件获得的多条测量数据可以包括副扫描方向上的照射位置偏差量。

此外，根据本发明的另一方面，提供了一种用于具有相同的光学性能并且要被用于光扫描设备中的成像光学元件的光学性能评价方法，所述光扫描设备包括：多个光源单元；入射光学系统，用于使从多个光源单元发射的多个光束从相对于副扫描方向倾斜的方向进入偏转单元的相同的偏转表面；以及多个成像光学系统，用于将由所述偏转单元的相同的偏转表面偏转的多个光束引导到与所述多个光束对应的各个待扫描表面，所述成像光学系统构成扫描光学系统，在多个成像光学系统中，被光学地布置在相同的位置处并且具有相同的光学性能的成像光学元件根据与各个待扫描表面对应的多个光束被配置为在副扫描方向上具有不同的光束通过状态，所述光学性能评价方法包括在多个光束通过状态中测量和评价所述成像光学元件的光学性能。

注意，在本发明的光学性能评价方法中，可以通过使用与安装到光扫描设备的部分相同的部分来将成像光学元件安装到光学性能评价装置。

此外，作为本发明的又一方面，本发明中还包括一种扫描光学系统，其包括通过上述的制造成像光学元件的方法制造的成像光学元件。

此外本发明还包括一种包括上述扫描光学系统的光扫描装置以及一种彩色图像形成设备，该彩色图像形成设备包括：光扫描设备；以及打印机控制器，用于将从外部装置输入的颜色信号转换成关于不同颜色的多条图像数据，并且将多条图像数据输入到所述光扫描设备。

根据本发明，能够使用模子通过注射成型来以高精度制造成像光学元件，所述成像光学元件被用在扫描光学系统中，在该扫描光学系统中，在副扫描截面中使多个光束从倾斜的方向进入偏转表面，以使得扫描多个待扫描表面。

从以下参考附图的示例性实施例的描述中本发明更多的特征将变得清晰。

附图说明

图1是根据本发明的第一实施例的光扫描装置的副扫描截面图。

图2是根据本发明的第一实施例的光扫描装置的主扫描截面图。

图3是根据本发明的第一实施例的入射光学系统的副扫描截面图。

图4是根据本发明第一实施例的制造成像光学元件的流程的说明图。

图5A是示出成像光学元件的光学功能表面的主扫描方向上的形状误差的图。

图5B示出主扫描方向上的牛顿环的数量的误差。

图6是示出用于评价成像光学元件的光学性能的光学性能评价工具的概略的图。

图7是示出待扫描表面上的光束的斑点直径的散焦特性的图。

图8是将由光学性能评价工具评价的成像光学元件的深度中心位置与设计值进行比较的说明图。

图9A示出光学性能评价工具的布局。

图9B示出光学性能评价工具的布局。

图9C示出光学性能评价工具的布局。

图9D示出光学性能评价工具的布局。

图10A是示出根据本发明第一实施例的成像光学元件在第二校正之前的像场弯曲的量的图。

图10B是示出根据本发明第一实施例的成像光学元件在第二校正之前的像场弯曲的量的图。

图11是示出根据本发明第一实施例的成像光学元件在第二校正之前的fθ特性的图。

图12是示出根据本发明第一实施例的成像光学元件在第二校正之前的扫描线弯曲的图。

图13A是示出根据本发明第一实施例的成像光学元件在第二校正之后(中心值)的像场弯曲的量的图。

图13B是示出根据本发明第一实施例的成像光学元件在第二校正之后(中心值)的像场弯曲的量的图。

图14A是示出根据本发明第一实施例的成像光学元件在第二校正之后(平均值)的像场弯曲的量的图。

图14B是示出根据本发明第一实施例的成像光学元件在第二校正之后(平均值)的像场弯曲的量的图。

图15A是示出根据本发明第一实施例的比较示例的成像光学元件在第二校正之后(图9A的布局)的像场弯曲的量的图。

图15B是示出根据本发明第一实施例的比较示例的成像光学元件在第二校正之后(图9A的布局)的像场弯曲的量的图。

图16是示出根据本发明第一实施例的成像光学元件在第二校正之后(中心值)的fθ特性的图。

图17是示出根据本发明第一实施例的通过分析要素进行的校正之后的扫描线弯曲的图。

图18是示出根据本发明的比较示例的在没有分析要素的情况下校正之后的扫描线弯曲的图。

图19是示出根据本发明第二实施例的在镜面加工镶嵌件的校正之前的扫描线弯曲的图。

图20是示出根据本发明第二实施例的在通过分析除成像光学元件6A以外的要素进行的校正之后的扫描线弯曲的图。

图21是示出根据本发明第二实施例的比较示例的在通过分析所有要素进行的校正之后的扫描线弯曲的图。

图22是示出根据本发明的彩色图像形成设备的图。

具体实施方式

在根据本发明的光扫描装置中，经由入射光学系统(包括准直器透镜2A和2B以及柱面透镜4A和4B)使从多个光源单元1A和1B发射的多个光束从相对于副扫描方向倾斜的方向进入偏转单元5的相同的偏转表面5a。经由多个成像光学系统(分别包括成像光学元件6A和7A以及成像光学元件6A和7B)将在偏转单元5的相同偏转表面5a上偏转的多个光束Ra和Rb引导到与各个光束对应的待扫描的表面8A和8B。在多个成像光学系统之间，光学地布置在相同位置处的成像光学元件7A和7B在副扫描方向上的光束通过状态方面是不同的。

这里，多个成像光学系统构成扫描光学系统SR的一部分。然后，从光源单元获得的多个光束利用扫描光学系统SR来扫描待扫描的多个表面8A和8B。这里，在根据本发明的制造成像光学元件的方法中，在使用用于成型的模子通过注射成型制造要被用于上述光扫描装置的成像光学元件时利用以下步骤。在制造具有相同光学性能的成像光学元件的方法中，使用其中在不同光束通过状态的多个位置中的每一个处测量光学性能的光学性能测量步骤。此外，使用其中基于与成像光学元件的光学功能表面的设计值的偏差量来计算校正形状的校正形状计算步骤，基于在光学性能测量步骤的测量中获得的多条测量数据来确定该偏差量。此外，利用：其中基于在校正形状计算步骤中获得的光学功能表面的校正形状来对与成像光学元件的光学功能表面对应的用于成型的模子的镜面加工镶嵌件的形状执行校正加工的校正加工步骤；以及其中通过使用经受校正加工步骤中的校正加工的镜面加工镶嵌件来执行成型的成型步骤。

在根据本发明的光扫描装置中使用的扫描光学系统SR的成像光学系统之一中，在多个成像光学元件6A和7A之间没有布置反射镜或布置偶数个反射镜。此外，在另一个成像光学系统中，在多个成像光学元件6A和7B之间布置奇数个反射镜M1。在根据本发明的光扫描装置中，在偏转单元5的两侧布置两个扫描光学系统SL和SR。在光学性能测量步骤中，在所有光束通过状态中测量在多个成像光学元件之中在主扫描方向上最长的成像光学元件的光学性能。此外，在成像光学元件的所有组合中评价光学性能，其中光束通过状态根据沿其布置成像光学元件的光路上的位置而不同。然后，在光学性能测量步骤中，在与待扫描表面对应的位置处的多个图像高度处测量多个成像光学元件的光学性能。在校正形状计算步骤中，基于在每个图像高度处的多条测量数据的中心值或平均值来计算模子的镜面加工镶嵌件的校正形状。此外，在校正形状计算步骤中，基于在多个图像高度处获得的多条测量数据，对于与各个光束通过的成像光学元件的位置对应的模子的镜面加工镶嵌件的位置来计算不同的校正形状。

在光学性能测量步骤中在多个光束通过状态中对于成像光学元件获得的多条测量数据包括待扫描表面上的主扫描方向上的焦点偏差量和副扫描方向上的焦点偏差量中的至少一个。可替代地，多条测量数据包括待扫描表面上的主扫描方向上的照射位置偏差量或副扫描方向上的照射位置偏差量。在根据本发明的用于成像光学元件的光学性能评价方法中，在多个光束通过状态中测量和评价成像光学元件的光学性能。在这场合，通过使用与安装到光扫描装置的部分相同的部分来将成像光学元件安装到光学性能评价装置。

[第一实施例]

图1是包括由本发明的制造方法制造的成像光学元件(扫描成像光学元件)的光扫描装置的副扫描截面图。图2是图1的光扫描装置的以展开状态示出的主扫描截面图，扫描光学系统SL和SR的光路布置在偏转单元5的两侧的左手部位(station)和右手部位处。图3是用于图1的光扫描装置的入射光学系统(包括准直器透镜2和柱面透镜4)的副扫描截面图。这里，主扫描方向(Y方向)是与偏转单元5的旋转轴以及扫描光学系统SR和SL的光轴(X方向)垂直的方向(由偏转单元偏转光束(用于扫描的偏转)的方向)。副扫描方向(Z方向)是与偏转单元5的旋转轴平行的方向。此外，主扫描截面是包括扫描光学系统SR和SL的光轴以及主扫描方向的面。副扫描截面是包括扫描光学系统SR和SL的光轴并且与主扫描截面垂直的截面。

根据本实施例的光扫描装置包括如图1中所示出的在左手侧和右手侧的两个部位。两个部位相对于光偏转器(偏转单元)5对称地布置，并且因此，在本实施例中，主要描述一个部位。通过用“′”标记相同的附图标记来在左手侧和右手侧的相应的部位的相同组件之间进行区分。

参考图2和图3，光源单元1A和1B(1′A和1′B)(例如，半导体激光器1)发射发散光束。由准直器透镜2A和2B(2′A和2′B)(在下文中，被称为“准直器透镜2”)分别将从半导体激光器1的发光部分发射的发散光束准直成基本平行的光束。由仅在副扫描方向上具有焦度(power)的柱面透镜4A和4B(4′A和4′B)(在下文中，被称为“柱面透镜4”)将准直后的基本平行的光束成像作为在多面镜(偏转单元)5的偏转表面5a附近的主扫描方向上的纵向的线图像。此外，孔径光阑3A和3B(3′A和3′B)分别控制光束宽度，使得在待扫描的表面8(8A、8B、8C和8D)上获得期望的斑点直径。注意，准直器透镜2和柱面透镜4构成入射光学系统的一部分。

作为偏转单元5的光偏转器由例如旋转多面镜(多面镜)形成，并且由诸如马达之类的驱动单元(未示出)在由图2的箭头A指出的方向上以恒定速度旋转。成像光学元件(扫描成像光学元件)6A、7A和7B(6′A、7′A和7′B)具有fθ特性，并且使由光偏转器(偏转单元)5偏转的多个光束以斑点状形状被成像在与各个光束对应的感光鼓的表面8(8A、8B、8C和8D)(待扫描表面)上。成像光学元件6A和7A构成一个成像光学系统。类似地，成像光学元件6A和7B构成一个成像光学系统。两个成像光学系统构成一个扫描光学系统SR。

光偏转器(偏转单元)5沿箭头A的方向旋转，以便沿箭头B的方向光学地扫瞄感光鼓的表面8A、8B、8C和8D，由此形成扫描线并且因此实现图像记录。在扫描光学系统SR和SL中，通过在副扫描截面中实现在光偏转器(偏转单元)5的偏转表面5a或其附近与感光鼓的表面8A到8D或它们的附近之间的共轭关系来校正偏转表面5a的光学面歪斜。成像光学元件6A和6′A是相同的透镜，但是被布置在光扫描装置中的不同的位置处。因此，成像光学元件6A和6′A由不同的附图标记表示。

成像光学元件6A(6′A)由朝着两个待扫描的表面8A和8B(8C和8D)行进的光束共用。此外，成像光学元件7A、7B、7′A和7′B是相同的透镜，但是被布置在光扫描装置中的不同的位置处。因此，通过使用不同的附图标记来将成像光学元件7A、7B、7′A和7′B彼此区分。成像光学元件7A和7B(7′A和7′B)被光学地布置在相同的位置处。此外，在成像光学元件7A和7B(7′A和7′B)的各个布置位置处，光束通过副扫描方向上的不同的位置，并且成像光学元件7A和7B(7′A和7′B)具有不同的稍后描述的座面。此外，光束Ra被从光源(光源单元)1A发射，并且以相对于与光偏转器(偏转单元)5的旋转轴垂直的面P0倾斜的入射角γa进入偏转表面5a。类似地，光束Rb被从光源(光源单元)1B发射，并且以相对于面P0倾斜的入射角γb(|γa|＝|γb|)进入偏转表面5a。各个组件被配置为使得使光束Ra和Rb在偏转表面5a的附近C0在副扫描方向上彼此交叉。同样也适用于从光源(光源单元)1′A和1′B发射的光束。

在图1的各个成像光学元件旁边示出的阴影区中的每一个都表示机箱(cabinet)的一部分。在用于安装成像光学元件的基准座面之间，在阴影区一侧的座面紧靠机箱。

在本实施例中，成像光学元件6A、7A和7B(6′A、7′A和7′B)(在下文中，被简单称为“成像光学元件6和7”)是通过注射成型而制造的塑料透镜。

如图9A到9D中所示出的，在与成像光学元件6和7被布置在光扫描装置中时获得的光束通过状态相同的光束通过状态下，在多个光束通过位置处针对光学性能来评价此实施例的成像光学元件6和7。然后，基于该评价，通过使用图4中示出的步骤(流程)来制造成像光学元件6和7。下面简要地描述各个制造步骤。

基于通过使用光学设计软件等获得的设计值，首先确定镜面加工镶嵌件的形状，作为用于制作成像光学元件(透镜)的光学功能表面的形状的模子。镜面加工镶嵌件的大概的形状由不锈的工具钢形成，并且随后，用具有良好的机加工特性的金属(诸如Ni)来镀敷与透镜的光学功能表面对应的镜面加工镶嵌件的表面，以用于使下述的校正加工更容易。

由此制作的镀敷的部分被切成任意形状，由此完成用于初始成型的镜面加工镶嵌件。关于该任意形状，在已知设计值的形状以及要使用的玻璃材料的成型之后的收缩比的情况下，可以通过将设计值乘以收缩比来减少由于成型收缩而发生的与设计值的误差。这提供了减少为了调整镜面加工镶嵌件而要切割的镀层的量的更好的效果。

随后，通过使用制造的镜面加工镶嵌件来执行成型(初始成型步骤)。模子的构造根据例如成型机的加压容量、透镜的尺寸以及一个成型周期中获得的透镜的数量(空腔的数量)而变化。由此，并不总是在相同的成型条件下对于所有透镜实现“稳定的成型”。在此使用的术语“稳定的成型”意指：(i)在光学功能表面上没有发生局部变形(缩痕(sink mark))；(ii)没有发生由于材料的双折射而引起的斑点扩大；(iii)所有空腔的光学功能表面的形状基本上相同；以及(iv)无论成型的日期和时间如何，光学功能表面的形状都基本上是不变的。

为了实现上述“稳定的成型”，针对每一个透镜来调整成型条件，诸如在成型时施加到透镜的压力(保持压力)、成型的一个周期的时间段(成型产距时间(takt time))以及模子的内部温度(模子温度)。

通过调整上述成型条件，获得第一次成型的产品(初始成型的产品)。对于初始成型的产品，测量例如透镜的中心部分的厚度、从基准面到光学功能表面的表面顶点的距离以及光学功能表面的形状，并且由此评价透镜的形状(形状测量步骤)。在光学功能表面的测量中，使用诸如Form Talysurf(由Taylor Hobson Ltd.制造)这样的测量仪器来以细的间距评价形状。图5A和图5B示出评价结果的示例。图5A示出实际获得的光学功能表面相对于设计形状的主扫描方向上的形状误差，并且示出随着与0的距离增大，形状误差增大(主扫描形状误差)。此外，图5B示出主扫描方向上的牛顿环的数量的误差(主扫描牛顿误差)。如下计算该误差：主扫描方向上的光学功能表面的测量的形状经受特定范围(例如，10mm的宽度)中的二次函数拟合；从由此获得的函数的二阶导数获得部分曲率；以及计算相对于设计值的部分曲率的牛顿环的数量的误差。

此外，如下确定副扫描方向上牛顿环数量与设计值的误差(副扫描牛顿误差)：光学功能表面相对于主扫描方向被分成预定数量的部分(未示出)；以及在每个部分中，测量与光学功能表面的子午线(通过光学功能表面的顶点的线)垂直的方向上的副扫描截面的形状。为了计算使得校正上述主扫描形状误差、主扫描牛顿误差和副扫描牛顿误差的镜面加工镶嵌件的形状，需要将误差值拟合成函数。在本实施例中，由下面给出的公式来表示透镜的光学功能表面的形状。每个透镜表面和光轴之间的交点作为原点，光轴方向作为x轴，在主扫描截面中与光轴正交的轴作为y轴，并且在副扫描截面中与光轴正交的轴作为z轴。在该情况下，如下表示与主扫描方向对应的子午线方向：

[数学式1]

$x=\frac{y^2/R}{1+\sqrt{1-(1+k)y^2/R^2}}+A_2{y}^2+A_4{y}^4+A_6{y}^6+A_8{y}^8+A_{10}{y}^{10}\·\·\·$ (公式1)

其中R表示曲率半径，而k、A₄、A₆、A₈和A₁₀中的每一个表示非球面系数。此外，如下表示与副扫描方向(包括光轴并且与主扫描方向正交的方向)对应的弧矢线方向：

[数学式2]

$x=\frac{c{z}^2}{1+\sqrt{1-c^2{z}^2}}\·\·\·$ (公式2)

其中c＝c₁+B₂Y²+B₄Y⁴+B₆Y⁶+B₈Y⁸，c₁表示光轴上的弧矢线曲率，并且B₂、B₄、B₆和B₈中的每一个表示系数。注意，光轴外的弧矢线曲率c被定义在包括其对应位置处的子午线的法线并且与主扫描部分垂直的面中。

对于上述设计值，以下函数被用于主扫描方向上的形状误差的拟合：

Δx＝E₂Y²+E₄Y⁴+E₆Y⁶+E₈Y⁸+E₁₀Y¹⁰+E₁₂Y¹²+E₁₄Y¹⁴+E₁₆Y¹⁶...  (公式3)

其中E₂、E₄、E₆、E₈、E₁₀、E₁₂...中的每一个表示非球面系数。接下来，以下函数被用于副扫描截面中的牛顿环数量误差的拟合：

[数学式3]

$\mathrm{\Δx}=\frac{c{z}^2}{1+\sqrt{1-c^{\′2}{z}^2}}\·\·\·$ (公式4)

其中c′＝c_Δ+F₂Y²+F₄Y⁴+F₆Y⁶+F₈Y⁸+F₁₀Y¹⁰，c_Δ表示光轴上的弧矢线曲率的误差，并且F₂、F₄、F₆、F₈和F₁₀中的每一个表示系数。如上所述，通过使用公式3和4使初始成型的产品的光学功能表面的形状误差数据经受最小二乘近似，由此实现对于所有光学功能表面的函数近似。通过将由此获得的函数加到原始镜面加工镶嵌件的形状函数，下次要成型的扫描透镜的所有光学功能表面的形状变得接近于设计值的形状(第一校正步骤)。

在这场合，如果已知成型的透镜的光学功能表面的主扫描方向上的长度与镜面加工镶嵌件的主扫描方向上的长度的比率，则与公式3和4中的Y的系数有关的部分根据Y的次数而乘以该比率。这是优选的，因为使成型的透镜的光学功能表面的形状更接近于设计值。然后，基于新获得的函数，再加工镜面加工镶嵌件。在这场合，与光学功能表面的校正一起，调整镜面加工镶嵌件相对于模子的相对位置，以使得校正透镜的中心部分的厚度和光学功能表面的顶点相对于基准面的位置。

随后，对于通过使用再加工的镜面加工镶嵌件成型的透镜(成型的透镜)，测量光学功能表面的形状，并且同样，测量透镜的中心部分的厚度和光学功能表面的顶点相对于基准面的位置，由此检查相对于设计值的形状误差是否落入容许范围内(光学评价)。

然而，在迄今为止执行的步骤中，仅仅评价了副扫描方向的中心位置处的透镜轮廓的形状误差，而没有执行针对光束实际通过的部分的形状评价。出于这种原因，在形状测量的同时，针对所讨论的透镜执行光学性能的评价(焦点偏差量测量步骤)。为了评价光学性能，制造如图6中所示出的这种评价工具(光学性能评价装置)。为了获得与光扫描装置的配置中相同的光学布置，评价工具具有半导体激光器1、准直器透镜2、柱面透镜4、多面镜(偏转单元)5以及布置在平板上的成像光学元件6A和7A。然后，通过使得成像光学元件6A和7A能够被替换，可以评价所有透镜的光学性能。关于观察系统，物镜12和CCD照相机13被布置在到半导体激光器1的发光点的距离与感光鼓的表面8相同的位置处。

使观察系统(物镜12和CCD照相机13)在X方向(轨道14的箭头方向)、Y方向(轨道15的箭头方向)和图6的Z方向上移动。然后，在各个位置处测量主扫描方向和副扫描方向上的峰值光量和斑点直径(PSF和LSF)。具体来说，观察系统被移动到要执行测量的图像高度(主扫描方向上的图像高度)，并且随后，多面镜(偏转单元)5的角度被设定为由成像光学元件6A和7A的fθ系数计算的角度，使得通过从半导体激光器1发射光而获得的斑点位于CCD照相机13的观察区域内。

随后，在X方向上以规则的间距被移动的同时，观察系统在Y方向和Z方向上被移动，使得斑点的重心的位置总是位于CCD照相机13的中心处。通过在个人计算机上输出这样获得的观察系统的位置和斑点直径，可以观察到如图7中所示出的在特定图像高度处的斑点直径的散焦特性(焦点位置偏差量)。然后，基于散焦特性，计算在其处超过主扫描方向上的(或副扫描方向上的)斑点直径的上限标准的点A和B的X坐标值。然后，点A和B的平均被设定作为深度中心(焦点位置)(焦点位置偏差量)，并且如图8中所示出地确定在几个评价图像高度处的焦点位置。图8的实线示出了在实际测量成像光学元件6A和7A时获得的焦点位置，并且虚线示出了基于设计值获得的焦点位置。实测值和设计值之间的差(偏差量)是可能归因于例如成像光学元件6A和7A的内部因素(诸如GI)、形状评价的位置与光束的通过位置之间的差或者形状评价的误差的量。此外，通过基于观察系统的位置信息来输出设计的像面位置处的主扫描方向和副扫描方向上的照射位置，可以评价fθ特性和扫描线弯曲的量。

在本实施例中，如图1中所示出的，已经由偏转单元5偏转并且朝着不同的待扫描表面8A、8B、8C和8D行进的多个光束通过成像光学元件6A、7A和7B(6′A、7′A和7′B)在副扫描方向上的不同的位置。为此，朝着各个待扫描表面行进的光束受到不同程度的由例如成像光学元件内的折射率分布和成像光学元件的副扫描方向上的翘曲所导致的影响。因此，传统的仅仅使用一个光束通过状态的光学评价不能获得对于所有待扫描表面都令人满意的模子校正加工。

为了解决此问题，在本实施例中，如图9A到9D中所示出的，制造四种类型(四种样式(pattern))的光学性能评价工具，并且基于通过对于到达各个待扫描的表面8A到8D的图1的所有(四种样式)的光束通过状态执行评价而获得的结果来校正镜面加工镶嵌件。

图9A示出了用于再现图1的光束Ra朝向待扫描表面8A通过的状态的评价工具。通常，成像光学元件被设置有用于安装到机箱的基准座面。在朝向待扫描的表面8A行进的光束Ra的情况下，成像光学元件6A和7A两个都被配置为使得座面Z1紧靠机箱。利用该评价工具，提供了与实际产品相同的安装状态，并且因此还可以评价由例如从座面Z到透镜的光轴的距离的偏差所引起的影响。

类似地，在图9B中，评价工具具有布置在其中的两个反射镜JM1和JM2，并且再现图1的光束Rb朝向待扫描的表面8B通过的状态。此外，图9C再现图1的光束R′b朝向待扫描的表面8C通过的状态。图9D再现图1的光束R′a朝向待扫描的表面8D通过的状态。

在成像光学元件6A和7A之间的反射镜的数量是零，并且在成像光学元件6A和7B之间的反射镜的数量是一个(奇数)，在反射镜的数量上存在奇偶差异。如果在成像光学元件6A和7B之间的反射镜的数量是两个(偶数)，则光束Rb通过成像光学元件7B的座面Z1侧。此状态与在没有反射镜时获得的到达待扫描的表面8A的光束通过状态相同。在反射镜的数量全部是双数或者单数并且布置相对于偏转器(偏转单元)5对称时，存在两种样式的光束通过状态。然而，在反射镜的数量在奇偶方面不同时，存在更多的光束通过状态，即，四种样式，如下面的表中所示。

下面的表1提供了在每个光束在透镜处的通过位置与评价工具之间的关系的概要。

[表1]

通过对于每个图像高度绘制在图9A到9D的光束通过状态中测量的主扫描方向上的深度中心来获得图10A(主扫描像场弯曲)(照射位置偏差量)。类似地，通过对于每个图像高度绘制副扫描方向上的深度中心来获得图10B(副扫描像场弯曲)。通过绘制待扫描表面上的主扫描方向上的实际测量的成像位置与由y＝fθ限定的理想图像高度之间的差来获得图11(fθ特性)(照射位置偏差量)。通过对于每个图像高度绘制待扫描表面上的副扫描方向上的成像位置来获得图12(扫描线弯曲)。图12的纵座标的正方向与图9A到9D的+Z方向对应。如那些图所示，虽然测量完全相同的透镜，但是在光束通过状态之间在主扫描像场弯曲和副扫描像场弯曲方面存在波动。可以想象这是由例如上述的透镜内部的折射率分布、光束的不同通过位置之间的表面形状误差以及透镜座面误差所引起的。

关于图12的扫描线弯曲(扫描线弯曲)，包括弯曲方向的波动较大部分是由于透镜本身相对于评价工具被颠倒地安装(比较图9A和图9D)。然而，主要原因在于，弯曲方向根据是什么造成扫描线弯曲而在评价工具之间变化。

表2提供了在导致扫描线弯曲的主要原因与各个评价工具中发生的扫描线弯曲的方向的符号之间的关系的概要。例如，在图9A的评价工具中已经发生副扫描像场弯曲以导致正方向上的扫描线弯曲(随着与轴的距离增大，成像位置在正方向上偏移)时，在图9D中也发生正方向上的扫描线弯曲。另一方面，在利用图9B和图9C的评价工具执行测量时，观察到负方向上的扫描线弯曲。此外，在由于成像光学元件7A和7B的副扫描方向上的翘曲而使扫描线在正方向上弯曲时，在图9D中观察到负方向上的弯曲，因为透镜被倒置。以同样方式完成该表的其余部分，并且获得如表2所示的关系。

[表2]

评价工具	副扫描的像场弯曲	G1透镜的翘曲	G2透镜的翘曲
				图9A	+	+	+
图9B	-	+	-
				图9C	-	-	+
图9D	+	-	-

迄今为止描述了通过使用图9A到9D的评价工具测量的主扫描像场弯曲、副扫描像场弯曲、fθ特性和扫描线弯曲的实测值。

接下来，描述通过基于由评价工具获得的实测值来校正各个光学性能而获得的结果。图13A示出校正镜面加工镶嵌件的形状的结果，使得在图10A中测量的在每个图像高度处的主扫描像场弯曲的中心值回到设计值(大约为零)。图13B示出基于副扫描像场弯曲的中心值以同样方式执行的校正的结果。类似地，图14A和图14B示出分别基于主扫描像场弯曲和副扫描像场弯曲的平均值执行的校正的结果。

在图13A、图13B、图14A和图14B中，图9A～9D的光束通过状态没有在全部图像高度处都被校正到零的误差，但是已经以平衡的方式使与零的偏差量较小。另一方面，图15A和图15B示出了基于从透镜表面上的一个光束通过状态中获得的测量数据的传统实践的校正。通过将对于图9A的光束通过状态的测量结果校正到零而获得图15A，并且可以看出，对于图9B的光束通过状态在-153mm的图像高度处并且对于图9C的光束通过状态在+153mm的图像高度处存在大的校正残差。此外，在图15B中，类似地，对于图9A的光束通过状态将误差校正到零。然而，在使图9B到9D的光束通过状态平均时，可以看出在从负的图像高度朝向正的图像高度的方向上仍然有像面在负方向上的倾斜。图16示出基于各个光束通过状态的中心值对于在图11中测量的fθ特性执行校正的结果。这示出了镜面加工镶嵌件已经被校正到从实际成像的观点来说没问题的水平。

如上所述，在用于彩色图像形成设备的光扫描装置中，在光束通过状态的各个位置处使用相同的透镜，并且因此优选的是，以在所有光束通过状态之间平衡的方式校正镜面加工镶嵌件，而不是仅仅在一个光束通过状态上的改善。因此，可以理解，传统实践的使用在一个光束通过状态的位置处获得的测量数据的评价是不足的。

接下来，描述对于扫描线弯曲执行的镜面加工镶嵌件的校正。扫描线弯曲是在用于彩色图像形成设备的光扫描装置的光学性能之中最重要的光学性能之一。为了更容易理解，图12的图被概括成表3，其示出了通过绘制每个图像高度处的扫描线弯曲而获得的数值。

[表3]

实际测量值

这里，基于表2所示出的符号与每个要素之间的关系，对于实测值执行要素分析(图4的要素分析)。由副扫描像场弯曲所引起的扫描线弯曲由dZs(y)表示，由成像光学元件6A或6′A的翘曲所引起的扫描线弯曲由dZ1(y)表示，并且由成像光学元件7A(7′B)或7′A(7′B)所引起的扫描线弯曲由dZ2(y)表示。此外，由图9A到9D的评价工具获得的实测值分别由dZA(y)、dZB(y)、dZC(y)和dZD(y)表示。在该情况下，满足以下关系表达式：

dZs＝(dZA+dZB)/2；

dZ1＝(dZA+dZD)/2；以及

dZ2＝(dZA+dZC)/2。

通过基于那些关系表达式执行要素分析，可以将扫描线弯曲分成如表4所示的成分。

[表4]

要素分析

基于表4，对于每个成分来校正镜面加工镶嵌件。关于dZs，如上所述，在校正副扫描像场弯曲自身时，也校正了扫描线弯曲。关于dZ1和dZ2，可以通过使每个透镜的子午线弯曲以使得抵消透镜的翘曲、或者使用使得副扫描方向上的倾斜角在透镜的纵向方向上(主扫描方向上)变化的面，来执行校正。

[使子午线弯曲的形状公式]

Z＝G₀+G₁Y+G₂Y²+G₃Y³+G₄Y⁴+…        ...(公式5)

[在副扫描方向上倾斜的表面的形状公式]

X＝(H₀+H₁Y+H₂Y²+H₃Y³+H₄Y⁴+…)Z     ...(公式6)

图17和表5中示出了这种校正的结果。

[表5]

通过分析要素的校正

没有完全消除误差，因为在校正副扫描像场弯曲时使用了图9A到9D的平均值，并且因此还有归因于每个光束通过状态与平均值之间的偏差的量。然而，在最大值与最小值之间的差被校正到4.3μm，其在600dpi的情况下是一个像素(42.3μm)的约1/10。

另一方面，图18和表6示出了通过利用图9A中示出的评价工具执行评价并且基于如下的假设校正镜面加工镶嵌件而获得的结果，该假设是由此获得的误差归因于作为在弯曲的产生原因之中的主要因素的成像光学元件7A、7B、7′A或7′B。

[表6]

基于由成像光学元件7A引起误差的假设的校正

对于图9A的光束通过状态来校正扫描线弯曲，但是由于扫描线弯曲没有被分成成分，因此校正了副扫描像场弯曲，导致出现扫描线弯曲。此外，对于另一个状态，还有扫描线弯曲，其约为一个像素的1/2大小。在彩色图像形成设备中，扫描线的交迭位移(色移)导致在颜色精确度和色调方面显著的变化，并且因此尽可能地校正扫描线弯曲是非常重要的。

如可以理解的，非常重要的是，通过使用通过在多个光束通过状态中测量像场弯曲的校正目标而获得的中心值或平均值，来执行扫描线弯曲的要素分析以及校正。此外，通过在与透镜实际安装到机箱的状态相同的状态中(通过使用与紧靠机箱的座面相同的座面)将透镜安装到评价工具，可以还考虑到成像光学元件的座面的误差因素来执行镜面加工镶嵌件的校正和光学性能的评价。

基于上述确定的校正量，通过使用公式3、4、5和6来计算在新的重新设计的光学功能表面的形状函数与设计值的形状函数之间的差(图4的校正目标计算)。通过将由此获得的函数应用到镜面加工镶嵌件，可以使校正之后成型的成像光学元件表现出的光学特性接近于设计值(图4的第二校正步骤)。在这场合，如果已知成型的透镜的光学功能表面的主扫描方向上的长度与镜面加工镶嵌件的主扫描方向上的长度的比率，则与公式3、4、5和6中的Y的系数有关的部分根据Y的次数而乘以该比率。这是优选的，因为使成型的成像光学元件的光学性能更接近于设计值。

然后，基于新确定的函数，再加工镜面加工镶嵌件。通过使用图9A到9D的评价工具(光学评价)来测量通过重新成型(图4的重新成型)获得的成像光学元件的光学性能，并且随后，确定与设计值相比每个光学特性(诸如焦点误差、fθ特性和扫描线弯曲)是否落入容许范围内。作为确定的结果，在每个光学特性落入容许范围内(好)时，完成校正(图4的原始成型)。另一方面，在每个光学特性在容许范围之外(不好)时，再次测量光学特性，并且重复以下步骤直到每个光学特性落入容许范围内。即，基于再次执行的测量的结果，重新设计特定的光学功能表面的形状，并且检查镜面加工镶嵌件的校正后的形状。

在本实施例中，各向异性地考虑透镜的收缩，但是在一些情况下，根据形状，更好的是各向同性地考虑透镜的收缩。此外，在使用的树脂的收缩率较小时，在确定镜面加工镶嵌件的形状中不必考虑收缩的影响。此外，在本实施例中，对于主扫描像场弯曲的校正和副扫描像场弯曲的校正，通过使用四个测量值的中心值和平均值中的至少一个而利用一个校正形状来执行校正。本发明不限于此，并且可以通过使用四个测量值利用四个单独的校正形状来执行校正。在该情况下，需要通过使用使得主扫描方向上的弯曲和副扫描方向上的弯曲在诸如成像光学元件6A和7A之类的透镜的副扫描方向上的位置处彼此无关的加工形状来加工镜面加工镶嵌件。利用该配置，原则上，可以进一步抑制在四种样式的光束通过状态之间的光学性能的波动。

此外，作为如在本实施例中的那样分开地执行对于第一校正的形状评价和对于第二校正的光学评价的替代，可以同时执行形状评价和光学评价，以便基于其结果来加工镜面加工镶嵌件。此外，在如本实施例中所述的仅仅基于形状测量数据来校正镜面加工镶嵌件(图4的第一校正)之后，如果在四种样式的光束通过状态中评价的光学性能在标准之内，则不必执行镜面加工镶嵌件的进一步的校正。

要点如下。即，虽然迄今已经对于仅仅一种样式的光束通过状态保证了成像光学元件的光学性能，但是对于在实际光扫描装置中使用的四种样式的光束通过状态保证了光学性能。利用该配置，可以针对所有四个部位(包括迄今为止已经从评价中排除的部位)来容易地降低废品率。

此外，本发明的申请不限于本实施例的光扫描装置，其被配置为使得在光扫描装置中使用的各个部位中，光束进入相同透镜的副扫描方向上的不同位置。本发明还可应用到被布置在一个光扫描装置内的相同位置处的具有不同轮廓形状的透镜。例如，如图1中所示出的，与成像光学元件7A相反，光束没有通过成像光学元件7B的座面Z1侧，并且因此座面Z1侧的轮廓形状可以被切去以便获得在副扫描方向上的高度方面被抑制的透镜。类似地，与成像光学元件7′A相反，光束没有通过成像光学元件7′B的座面Z2侧，并且因此座面Z2侧的轮廓形状可以被切去。以这样的方式，在透镜被配置为具有仅仅够光束通过的最小高度时，由相同的非球面公式定义成像光学元件7A和7′A的透镜表面的形状，但是透镜形状彼此不同。在由这种类型的成像光学元件构成的光扫描装置中，同样，重要的是，为了更好地保证对于所有部位的光学性能，在与光扫描装置中相同的光束通过状态和相同的透镜安装状态中执行评价。

[第二实施例]

图19是示出根据本发明第二实施例的在校正镜面加工镶嵌件之前获得的扫描线弯曲的图，并且表7示出通过绘制扫描线弯曲获得的数值数据。

[表7]

实际测量值

在本实施例中，成像光学元件6A的副扫描方向上的折光力(焦度)

比成像光学元件7A的副扫描方向上的折光力

小。例如，假设其中

等于或小于

的20％的情况。

在如在本实施例中一样地布置为更接近偏转器的成像光学元件6A在副扫描方向上具有更小的折光力时，由成像光学元件的副扫描方向上的翘曲所引起的扫描线弯曲的敏感度低。因此，即使在成像光学元件6A中已经发生一定程度的翘曲，在待扫描表面上观察到的扫描线弯曲也实际上可以被忽略。另一方面，通常，与更接近偏转器布置的成像光学元件6A相比，最接近待扫描表面的成像光学元件7A更薄，并且还在主扫描方向上更长。因此，成像光学元件7A易于在副扫描方向上翘曲。此外，通过减少副扫描方向上的成像放大率，更容易保证对于副扫描成像放大率的均匀性，并且降低间距不均匀性的敏感度和其它光学性能的敏感度。为此，成像光学元件7A一般被设置有比成像光学元件6A更强的折光力。结果，出现缺点，即，在成像光学元件7A在副扫描方向上翘曲时，扫描线弯曲变大。这里，由成像光学元件6A的副扫描方向上的翘曲所引起的扫描线弯曲被设定为1μm。在如在该情况下由成像光学元件6A所引起的扫描线弯曲的敏感度低时，不必在所有样式的光束通过状态中测量扫描线弯曲，并且因此可以减少评价装置的数量(光束通过状态的数量)。

如第一实施例中所述的，从通过图9A和图9B的测量获得的数据确定由副扫描像场弯曲所引起的扫描线弯曲的成分。从通过图9A和图9C的测量获得的数据确定由成像光学元件7A所引起的扫描线弯曲的成分。因此，可以省略图9D的光束通过状态中的测量。图20和表8示出了在没有执行图9D的光束通过状态中的测量的情况下通过仅仅校正副扫描像场弯曲的成分和由成像光学元件7A的翘曲所引起的成分而获得的结果。

[表8]

副扫描像场弯曲的成分和成像光学元件7A的成分的校正

此外，为了与上面的结果进行比较，图21和表9示出了通过以与第一实施例相同的方式对于所有要素中的每一个执行校正而获得的结果。

[表9]

通过分析所有要素的校正

参考表8和表9，关于副扫描方向上的成像位置的最大值和最小值之间的差，可以看出在省略了成像光学元件6A的成分时该差是4.85μm，而在对于所有要素执行校正时该差是4.32μm。这示出了在不同校正法之间的差小于1μm，这是微不足道的量。如从上述可以理解的，在更接近偏转器布置并且在主扫描方向上具有更短透镜长度的成像光学元件6A在副扫描方向上具有足够小的折光力时，测量的省略没有留下使得在实践方面成问题的校正残差的水平。因此，在光扫描装置中实际使用的所有样式的光束通过状态中，仅仅需要对于具有扫描线弯曲的较高敏感度并且在主扫描方向上最长的成像光学元件来评价光学性能。

根据上述实施例，在多个光束通过状态中测量和评价通过注射成型制造的成像光学元件的光学性能，并且基于由此获得的多条测量数据的中心值或平均值来计算校正形状，由此执行对镜面加工镶嵌件的校正加工。这使得能够保证在光扫描装置的所有实际使用状态中的光学性能，诸如焦点偏差和成像位置偏差，并且因此可以获得由塑料材料形成的高精度的透镜。此外，基于多条测量数据，对于每个成像光学元件使引起光学性能恶化的要素彼此分离，并且基于要素对于每个成像光学元件来计算光学功能表面的校正形状，由此执行对镜面加工镶嵌件的校正加工。这使得能够保证在光扫描装置的所有实际使用状态中的光学性能，特别是诸如副扫描方向上的成像位置偏差。

[彩色图像形成设备]

图22是示出根据本发明实施例的彩色图像形成设备的副扫描方向上的主要部分的截面图。图22示出彩色图像形成设备100。将代码数据(颜色信号)Dc从诸如个人计算机之类的外部装置102输入到彩色图像形成设备100。由在彩色图像形成设备100内设置的打印机控制器101将代码数据Dc转换为多条彩色图像数据Yi(黄色)、Mi(品红色)、Ci(青色)和Bki(黑色)。然后，将多条彩色图像数据输入到具有第一和第二实施例中描述的配置的光扫描装置11。然后，从光扫描装置11发射根据多条图像数据Yi、Mi、Ci和Bki调制的光束，并且用光束在主扫描方向上扫描感光鼓21到24的感光表面。

由马达(未示出)沿逆时针方向(R方向)旋转作为静电潜像承载部件(光敏部件)的感光鼓21到24。然后，随着旋转一起，相对于光束，感光鼓21到24的感光表面在与主扫描方向正交的副扫描方向上移动。在感光鼓21到24上方，设置了用于使感光鼓21到24的表面均匀地带电的带电辊(未示出)，其中带电辊紧靠感光鼓21到24的表面。然后，用由光扫描装置11扫描的光束照射由带电辊带电的感光鼓21到24的表面。

如上所述，已经基于多条图像数据Yi、Mi、Ci和Bki调制了光束，并且光束的照射使得静电潜像被形成在感光鼓21到24的表面上。由显影装置31到34将静电潜像显影为可见的调色剂图像，该显影装置31到34以使得显影装置31到34紧靠感光鼓21到24的这种方式被布置在比光束的照射位置远的感光鼓21到24的旋转方向的下游。已经由显影装置31到34显影的四种颜色的调色剂图像被暂时转换到布置为在感光鼓21到24下方与感光鼓21到24相对的中间转印带103上，由此形成彩色图像(彩色调色剂图像)。然后，由转印辊(转印部分)104将在中间转印带103上形成的彩色调色剂图像转印到作为转印目标的材料的片材108上。在片材盒107中接收片材108。

将其上已经转印有未定影的调色剂图像的片材108进一步传送到定影装置。定影装置由其中包括定影加热器(未示出)的定影辊105和布置为与定影辊105加压接触的加压辊106构成。从转印部分104传送的片材108在被定影辊105和加压辊106之间形成的加压接触部分加压的同时被加热，由此使片材108上的未定影的调色剂图像定影。然后，其上具有定影的图像的片材108被传递到彩色图像形成设备100之外。对齐传感器109读取在中间转印带103上形成的Y、M、C和Bk的对齐标记，由此检测每种颜色的色移量。检测的结果被反馈到光扫描装置11，使得形成没有色移的高质量彩色图像。

虽然在图22中未示出，但是除了上述数据转换之外，打印机控制器101还控制彩色图像形成设备100中的各个组件、光扫描装置11中的多面体马达等等。

虽然已经参考示例性实施例描述了本发明，但是应当理解，本发明不限于所公开的示例性实施例。以下权利要求的范围将被给予最宽的解释从而包括所有这样的修改、等同的结构与功能。

Claims (10)

1.一种制造成像光学元件的方法，所述成像光学元件具有相同的光学性能并且要被用于光扫描设备中，

所述光扫描设备包括：

多个光源单元；

入射光学系统，用于使从所述多个光源单元发射的多个光束从相对于副扫描方向倾斜的方向进入偏转单元的相同的偏转表面；以及

多个成像光学系统，用于将由所述偏转单元的相同的偏转表面偏转的多个光束引导到与所述多个光束对应的各个待扫描表面，

在多个成像光学系统中，被光学地布置在相同的位置处并且具有相同的光学性能的成像光学元件被配置为根据与各个待扫描表面对应的多个光束而在副扫描方向上具有不同的光束通过状态，

其特征在于，所述制造成像光学元件的方法包括：

对于具有相同光学性能的成像光学元件，在不同的光束通过状态的多个位置中的每一个位置处测量光学性能；

基于与成像光学元件的光学功能表面的设计值的偏差量来计算成像光学元件的光学功能表面的校正形状，基于在光学性能的测量中获得的多条测量数据来确定所述偏差量；

基于在校正形状的计算中获得的光学功能表面的校正形状来对与成像光学元件的光学功能表面对应的用于成型的模子的镜面加工镶嵌件的形状执行校正加工；以及

通过使用经受校正加工的镜面加工镶嵌件来执行成型，

其中在所述光学性能的测量中在多个光束通过状态中对于成像光学元件获得的多条测量数据包括如下中的至少一个：待扫描表面上的主扫描方向上的焦点偏差量、待扫描表面上的副扫描方向上的焦点偏差量、所述主扫描方向上的照射位置偏差量、以及所述副扫描方向上的照射位置偏差量。

2.根据权利要求1所述的制造成像光学元件的方法，

其中多个成像光学系统中的每一个成像光学系统包括多个成像光学元件，并且

其中所述光学性能的测量包括在所有光束通过状态中测量在多个成像光学元件之中在主扫描方向上最长的成像光学元件的光学性能。

3.根据权利要求1所述的制造成像光学元件的方法，其中所述光学性能的测量包括：在其中光束通过状态根据沿其布置成像光学元件的光路上的位置而不同的成像光学元件的所有组合中评价光学性能。

4.根据权利要求1所述的制造成像光学元件的方法，

其中扫描光学系统的多个成像光学系统中的一个成像光学系统包括在其之间不布置反射镜或者布置有偶数个反射镜的多个成像光学元件，并且

其中扫描光学系统的多个成像光学系统中的另一个成像光学系统包括在其之间布置有奇数个反射镜的多个成像光学元件。

5.根据权利要求1所述的制造成像光学元件的方法，

其中所述光学性能的测量包括：在与待扫描表面对应的位置处的多个图像高度处测量成像光学元件的光学性能，并且

其中所述校正形状的计算包括：基于在多个图像高度中的每一个处的多条测量数据的中心值和平均值之一来计算模子的镜面加工镶嵌件的校正形状。

6.根据权利要求1所述的制造成像光学元件的方法，

其中所述光学性能的测量包括：在与待扫描表面对应的位置处的多个图像高度处测量成像光学元件的光学性能，并且

其中所述校正形状的计算包括：基于在多个图像高度处获得的多条测量数据，对于与各个光束通过的成像光学元件的位置对应的模子的镜面加工镶嵌件的位置来计算不同的校正形状。

7.根据权利要求1所述的制造成像光学元件的方法，其中所述校正形状的计算包括：基于在所述光学性能的测量中在多个光束通过状态中对于成像光学元件测量的多条测量数据，分析分别与每个成像光学元件的光学性能对应的要素，并且对于每个要素来计算每个成像光学元件的校正形状。

8.一种扫描光学系统，包括通过根据权利要求1所述的制造成像光学元件的方法制造的成像光学元件。

9.一种光扫描设备，包括根据权利要求8所述的扫描光学系统。

10.一种彩色图像形成设备，包括：

根据权利要求9所述的光扫描设备；以及

打印机控制器，用于将从外部装置输入的颜色信号转换成关于不同颜色的多条图像数据，并且将多条图像数据输入到所述光扫描设备。

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