CN102289071B - 光学扫描装置以及图像形成设备 - Google Patents

Abstract

一种光学扫描装置，该光学扫描装置利用光束扫描要被扫描的目标表面并且将图像信息写入到要被扫描的目标表面上，所述光学扫描装置包含：光源单元，所述光源单元包括由封装构件内侧发射线偏振光的激光光源组成的发光单元；偏转器，所述偏转器偏转从发光单元发射的光束；预偏转光学系统，所述预偏转光学系统被布置在发光单元和偏转器之间的光路上；和扫描光学系统，所述扫描光学系统利用由偏转器偏转的光束扫描要被扫描的目标表面，其中预偏转光学系统配置有至少两个平行板光学元件，每个所述平行板光学元件都由具有彼此平行的入射表面和出射表面的透明介质组成，并且被布置成在线偏振光的偏振面中以彼此相对地倾斜的方式被倾斜。

Description

光学扫描装置以及图像形成设备

相关申请的交叉引用

本申请要求2010年6月17日在日本提交的日本专利申请No.2010-138079的优先权，并且该申请的全部内容通过引用而结合在本文中。

技术领域

本发明涉及一种光学扫描装置和一种包括该光学扫描装置的图像形成设备。

背景技术

近年来，对具有更高处理速度和更好分辨率的图像形成设备的需求日益增加，因此，期望改善包括在图像形成设备中的扫描单元的扫描速度。当旋转式多面镜被用在对于实现高速扫描时必要的高速光学偏转装置中时，例如，对其旋转速度的增加存在限制。

相反，已经提出一种使用所谓的“多光束扫描装置”的图像形成设备，通过利用从具有多个发光点的表面发射激光器(垂直空腔表面发射激光器，在下文中简称为VCSEL)输出的多个光束的扫描处理，它能够在单个扫描处理中同时扫描多个扫描线。实现图像数据的高速输出的方法利用按照VCSEL发射的方式发射的多个光束，特别是，这种方法对于配备有为多光束写入而设计的光源的高速输出设备已经变得普通。

但是，当VCSEL在包括在图像形成设备中的光学扫描装置中被用作光源单元时，可以通过温度改变或者老化变化而改变扫描光束的强度，从而导致最终图像(输出图像)的不均匀密度。因此，众所周知的是通过执行功率自动控制(APC)来抑制不均匀密度的设备的技术，其中通过利用由诸如光电二极管的检测器组成的监控元件检测由光学扫描装置的光源发出的一部分激光光束，基于监控结果，APC控制光源的驱动信号(例如，参见第2010-122473号日本特开专利公报和第2009-294327号日本特开专利公报)。

但是，如果通过监控元件接收的监控光束的强度不够强，那么监控元件不能正确检测该强度，因此，APC不能适当地起作用，从而使得难以将光输出维持到预定值。结果，光束扫描的强度变得不稳定，从而导致输出图像的劣化。

此外，存在另一个问题：VCSEL的光输出容易受到反射的返回光的影响，并且通过由布置在光路中的光学元件反射的光容易产生噪声。因此，光束强度波动从而引起图像的不均匀密度。换句话说，如图12所示，在光学系统中，由光源单元10发射的发散光通过耦合透镜24被转换为平行光线并且通过孔径16被准直，如果通过例如抗反射涂层对孔径16的反射的控制处理是不足的，弱光返回到光源单元(VCSEL)从而产生噪声。

如图13所示，已知一种通过在耦合透镜24和孔径16之间布置四分之一波片23来解决问题的方法。

如图13中的符号(a)所示，通过在图的表面上的垂直方向上的线偏振而振动的线偏振光，在经过四分之一波片23之后被转换为圆偏振光(b)。在孔径16上反射的弱圆偏振光(d)再次经过四分之一波片23，并且被转换为在垂直于由光源发射的其振动方向的方向上振动的线偏振光(在垂直于图的表面的方向上振动的线偏振光(c))。即使有光返回到光源，只要光的振动方向彼此不互相垂直，光波就不会彼此互相干涉，因此，就不会产生噪声。因此，通过使用四分之一波片23，能够减小VCSEL对朝着光源的返回光的灵敏度。此外，如图13所示，通过沿垂直于图的表面的轴线旋转四分之一波片23，对于由四分之一波片23的入射面反射的光，即光源单元侧反射的光，不可避免地返回到光源单元10。

典型地，为了防止灰尘等等粘在诸如半导体激光器芯片的发光元件上，发光元件被容纳在封装构件中。利用一片透明玻璃或者盖玻璃密封从其输出激光光束的侧面。第2009-294327号日本特开专利公报公开了该方法，通过沿垂直于副扫描横截面的轴线旋转四分之一波片来减少像差(aberration)的发生，从而获得孔径在副扫描方向上的小宽度。假定在该专利中，通过适当设置(或调整)四分之一波片和上述透明玻璃之间的相对位置关系，能够进一步减小像差的量，同时降低光强度的减小。但是，在该专利中没有公开这种方法。

第2010-122473号日本特开专利公报公开一种方法，利用该方法通过使用遮光构件可以阻挡已经经过耦合透镜的一部分光束，所述耦合透镜不是被用在到达要被扫描的目标表面的光束扫描中，就是被用在监控光束中，从而在没有损失光利用效率的情况下，可以使由一对反射镜组成的孔径和光学监控系统小型化。但是，利用这种方法，存在一个问题，由在每个光学元件中的传输或者反射所引起的强度的减小是不可避免的，因此，可能降低在要被扫描的目标表面或者监控传感器上入射的激光光束的强度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光学扫描装置，该光学扫描装置能够减小在使用VCSEL作为光源单元的多光束扫描装置中产生的象差并且具有较大的光利用效率，并且提供一种具有在其中包括该光学扫描装置的图像形成设备。

根据本发明的方面，提供一种光学扫描装置，该光学扫描装置利用光束扫描要被扫描的目标表面并且将图像信息写入到要被扫描的目标表面上。该光学扫描装置包含：光源单元，所述光源单元包括由封装构件内的发射线偏振光的激光光源组成的发光单元；偏转器，所述偏转器偏转从所述发光单元发射的光束；预偏转光学系统，所述预偏转光学系统被布置在所述发光单元和所述偏转器之间的光路上；和扫描光学系统，所述扫描光学系统利用由偏转器偏转的光束扫描要被扫描的目标表面。预偏转光学系统包括至少两个平行板光学元件，每个所述平行板光学元件都由具有彼此平行的入射表面和出射表面的透明介质组成。平行板光学元件被布置成在线偏振光的偏振面中以彼此相对地倾斜的方式被倾斜。

当连同附图考虑时，通过阅读本发明的当前较佳实施例的以下具体说明，将更好地理解本发明的上述和其它目的、特性、特点以及技术和工业显著性。

附图说明

图1A是根据本发明的光学扫描装置在右手坐标系描述的主扫描横截面(X-Y横截面)中的实例的示例图，并且图1B是该光学扫描装置在右手坐标系描述的副扫描横截面(Y-Z横截面)中的实例的示例图；

图2的(a)是接近图1A中所示的光源单元的区域100在右手坐标系描述的主扫描横截面(X-Y横截面)中的放大示例图，并且图2的(b)是区域100在右手坐标系描述的副扫描横截面(Y-Z横截面)中的放大示例图；

图3A和3B是用于阐明在入射光束和已经被偏转器反射的反射光束中的线偏振光和圆偏振光的示例图；

图4是图解入射角和透射率之间的关系的图表；

图5是用于阐明经过平行板玻璃的光轴的角移位(激光光束的折射)的示例图；

图6是用于利用平行板玻璃的光轴的角移位阐明激光光束的折射的示例图，其中光轴与通过包括多个发光点的VCSEL发射的光束相关联；

图7A是在右手坐标系描述的主扫描横截面(X-Y横截面)中布置中性密度(ND)滤光片的情况下的实例的示例图，并且图7B是在右手坐标系描述的副扫描横截面(Y-Z横截面)中这种情况下的实例的示例图；

图8A是在右手坐标系描述的主扫描横截面(X-Y横截面)中通过沿轴线旋转而倾斜四分之一波片的情况下的实例的示例图，其中，轴线垂直于线偏振光的偏振面和与该线偏振光垂直的平面，并且图8B是在右手坐标系描述的副扫描横截面(Y-Z横截面)中这种情况下的实例的示例图；

图9是在右手坐标系描述的光路分离棱镜被布置作为分光器的情况下的实例的示例图；

图10是用于阐明在右手坐标系中描述的由平行板光学元件产生的波前像差(wavefront aberration)示例图；

图11是根据本发明的图像形成设备的实例的截面示例图；

图12是在传统的光学扫描装置中的预偏转光学系统的示例结构图；和

图13是配备有四分之一波片的预偏转光学系统的示例结构的实例的图。

具体实施方式

以下参考附图更具体地说明根据本发明的光学扫描装置和图像形成设备的典型实施例。本发明并不局限于如下所述的实施例，并且在本领域技术人员的设想范围内能够进行诸如其它实施例的各种改变、添加、修改和删除。只要具有本发明的有利效果，任何情况都在本发明的精神范围内。

图1A图解根据本发明的光学扫描装置的主扫描横截面(X-Y横截面)，并且图1B图解该光学扫描装置的副扫描横截面(Y-Z横截面)。注意，图1A和图1B都是在右手坐标系中描述的。

如图1A和1B所示，通过光学偏转器(多边形扫描器)12的多角镜13的反射面反射由光源单元10发射的激光光束30，作为在柱面透镜11的作用下在主扫描方向上延伸的线式图像。在经过扫描透镜14之后，由多边形扫描器12偏转的激光光束30作为在扫描的过程中的聚束光(beam spot)被施加到感光元件52的表面。

图2(a)图解主扫描横截面(X-Y横截面)中接近图1A中所示的光源单元10的区域100的放大示例图，并且图2(b)图解在副扫描横截面(Y-Z横截面)中的相同区域的放大示例图。图2(a)图解激光光束30的光束宽度，并且图2(b)图解激光光束30的主光线。注意，图2(a)和图2(b)都是在右手坐标系中描述的。

如图2(a)所示，为包括多个发光单元的VCSEL 21的激光芯片被容纳在封装构件20中，并且从其输出激光光束30的侧面被密封有盖构件(在下文中，称为“盖玻璃”)22。在经过转换元件(在下文中，称为“四分之一波片”)23之后，从盖玻璃22输出的激光光束根据此后的光学系统的特点被耦合元件(在下文中，称为“耦合透镜”)24耦合成具有预定发散特性(被分类为平行光束，弱发散光束和弱会聚光束)并且在预定发射轴线的方向上行进。

从耦合透镜24输出的激光光束30通过光路分离元件(在下文中，称为“孔镜”)16被分为扫描光束30a和监控光束30b。在入射到孔镜16上的激光光束30之中，具有最大强度的部分经过在孔镜16的中心处形成的孔径。在孔径的外围上入射的激光光束30被反射而作为监控光束30b。在柱面透镜上入射扫描光束30a。

相反，在光路被弯曲镜17弯曲90度之后，在聚光透镜18的作用下在监控元件19(在下文中，称为强度检测器)上入射监控光束30b。基于强度检测器19的检测结果，调整发光单元的发光输出功率。如果监控光束30b的强度小于预定值，就会降低强度检测器19的检测的精确度，从而使得发光单元的发光输出功率不稳定而导致诸如出现不均匀密度的输出图像的质量的劣化。

如图2(b)所示，通过沿垂直于副扫描横截面的轴线旋转而倾斜盖玻璃22和四分之一波片23。通过旋转盖玻璃22被倾斜β1＝+16度(“+”顺时针方向的旋转，即，绕X轴线在正方向上的旋转)的角，并且以β2＝-8度(“-”表示逆时针方向的旋转，即，绕X轴线在负方向上的旋转)的角倾斜四分之一波片23，从而使得输出光束的光轴移位到垂直于其行进方向的方向。

以这种方式定位的盖玻璃22和四分之一波片23，可以避免出现通过激光光束30返回到VCSEL(活性层)21所引起的发光输出功率的不稳定性，其中激光光束30是由上述两个光学元件的入射表面、或者出射表面、或者入射表面和出射表面两者反射的。此外，通过在彼此相反的方向上旋转光学元件，可以相对于盖玻璃22上的入射光轴减小出射光轴从四分之一波片23的移位量。因为盖玻璃22和四分之一波片23被定位在VCSEL21和耦合透镜24之间，即，在强发散光束的光路中，所以很可能产生波前像差。但是，根据上述布置，能够抵消在每个光学元件中产生的波前像差。其细节将稍后说明。

图3A和3B图解偏转器上的入射光束和反射光中的线偏振光和圆偏振光。

如图2(a)和2(b)以及图3A所示，由VCSEL 21发射的激光光束30为具有平行于副扫描横截面的偏振面的线偏振光31。因此，在盖玻璃22的入射表面和出射表面、以及四分之一波片23的入射表面上以p偏振光入射激光光束30。激光光束在四分之一波片的出射表面上被转换为圆偏振光32。

图4图解p偏振光和s偏振光的透射率与入射角的关系的实例。

如图4所示，p偏振光的透射率大于s偏振光的透射率。因此，与盖玻璃22和四分之一波片23在垂直于偏振面(s偏振光)的平面中被倾斜的构造相比，通过使用如图2(a)和2(b)以及图3A和3B所示的盖玻璃22和四分之一波片23在平行于偏振面(p偏振光)的平面中被倾斜的构造，可以降低在盖玻璃22的入射表面和出射表面，以及四分之一波片23的入射表面上可能出现的强度的减小。

如上所述，如果入射在强度检测器19上的监控光束30b的强度小于预定值，那么强度检测器19的检测的准确度就会变差，从而使得发光单元的发光输出功率不稳定。因此，较佳地是监控光束30b的强度，即，入射在孔镜上的激光光束的强度是大的。

如图3A和3B所示，因为激光光束30在四分之一波片23的出射表面被转换为圆偏振光32，所以与p偏振光相比，四分之一波片23的透射率是减小的。因此，较佳地是至少在四分之一波片23的出射表面上应用非反射涂层，以降低强度的减小。

对在四分之一波片23的出射表面上应用非反射涂层的方法没有特别限制，例如，它包括在其表面上形成非反射涂层膜的方法。

图5图解经过诸如盖玻璃22和四分之一波片23的平行板玻璃28的激光光束(射线)的折射。

一般地，当平行板玻璃28在平面中被倾斜角θ时，出射光束相对于入射光束的移位量δ由方程式(1)表示：

δ＝{1-(1/N)}×D×θ                        (1)

注意，N表示折射率，并且D表示平行板玻璃的厚度。

在图2(b)所示的构造中，以下说明有效减小激光光束在垂直于其行进方向的方向上的光轴(主光线)的移位量的情况。

盖玻璃22的厚度d1、折射率n1和倾斜角β1，与四分之一波片23的厚度d2、折射率n2和倾斜角β2被设置成满足由方程式(2)表示的关系：

|δ2|≤2×|δ1|                             (2)

注意，δ1表示盖玻璃22的移位量，并且δ2表示四分之一波片23的移位量。

以这种方式，能够使相对于VCSEL 21从四分之一波片23出射的激光光束30的移位量等于或小于从盖玻璃22出射的激光光束30的移位量。

即，应该满足方程式(3)：

|{1-(1/n2)}×d2×β2|≤2×|{1-(1/n1)}×d1×β1|        (3)

最较佳地是满足|δ2|＝|δ1|。

表1是表明盖玻璃和四分之一波片的设定值之间的关系的表。

表1

	盖玻璃	四分之一波片	单位
				n	1.51	1.60	[-]
d	0.3	0.7	[mm]
				β	10.0	-3.9	[度]
δ	0.0177	-0.0177	[mm]

例如，假定盖玻璃(d1＝0.3[mm]，和n1＝1.51)被布置成β1＝+10度，四分之一波片(d2＝0.7[mm]，和n2＝1.60)被较佳地布置成|β2|＜7.7度，并且最较佳地是被布置成β2＝-3.9度。

参照图6将说明用于减小包括具有多个发光单元的VCSEL 21的光源单元中的移位量的布置。

如图6所示，如果由P表示在偏振面中彼此距离相距最远的发光单元之间的间隔，那么通过设置d1、n1和β1使得满足δ＜P/2，可以避免盖玻璃22的移位量不必要地变大。

例如，在盖玻璃22(n1＝1.51，和d1＝2[mm])和VCSEL 21(发光单元之间的间隔P＝0.2[mm])结合的情况下，当盖玻璃的倾斜角度被设置成满足β1＝8.5度时，就会满足δ＝0.1[mm](＝P/2)。

因此，在这种情况下，较佳地是满足|β1|＜8.5度。

此外，在根据本发明的光学扫描装置中，减小激光光束的强度的滤光构件(在下文中，称为“ND滤光片”)可以被布置在分光器和偏转器之间的光路中。

图7A和7B图解布置ND滤光片25的实例。注意，图7A和图7B都是在右手坐标系中描述的。

如图7A所示，经过孔镜16的孔径并且具有大强度的激光光束30的中心部分变为扫描光束30a。在孔径的外围上反射的部分变为监控光束30b。因此，扫描光束30a对于感光元件52的灵敏度通常具有足够的强度。至于监控光束30b，相反地，如果使VCSEL 21的发光输出功率足够大以保持检测的精确度，那么扫描光束30a的强度对于感光元件52的灵敏度就变得太大了。

因此，在这种情况下，通过在孔镜16和偏转器12之间的光路中布置将激光光束30的强度减少预定量的ND滤光片25，可以将扫描光束30a的强度和监控光束30b的强度分别设置成适当值。

此时，不同于盖玻璃22和四分之一波片23，ND滤光片25较佳地在X-Y平面中被倾斜。以这种方式，能够防止在ND滤光片上反射的激光光束30返回到VCSEL 21。

在图2(a)和2(b)所示的情况下，盖玻璃22和四分之一波片23仅在平行于偏振面的平面中被倾斜。另外，如在右手坐标系中描述的图8A和8B所示，在最接近于VCSEL 21的是盖玻璃22的情况中，位于第二接近位置的四分之一波片23可以在垂直于偏振面的平面中进一步被倾斜预定角度。

如上所述，通过在两个方向上旋转四分之一波片23，可以避免在四分之一波片23上反射的激光光束30返回到VCSEL 21。因为四分之一波片23比盖玻璃22距离VCSEL 21更远(二者之间的光路更长)，所以能够使倾斜四分之一波片23的预定倾斜角比倾斜盖玻璃22的情况更小。

在图2(a)和2(b)所示的情况下，孔镜16被用于从监控光束30b的光路分离扫描光束30a的光路。另外，如在右手坐标系中描述的图9所示，使用平行板玻璃28的光路分离棱镜27可以被定位于盖玻璃22和四分之一波片23之间的光路中，从而实现光路分离。

在图9中，盖玻璃22和四分之一波片23在平行于偏振面的平面中在相同的方向上被倾斜，并且光路分离棱镜27在与盖玻璃22和四分之一波片23的倾斜方向相反的方向上被倾斜。

参照在右手坐标系中描述的图10的示例图说明，当在VCSEL 21和耦合透镜24(即，强发散光束)之间的光路中通过倾斜而布置平行板光学元件时，在每个光学元件上的波前像差的产生。

通过顺时针方向的(+)和逆时针方向的(-)表示每个光学元件的倾角(β)。由d1、d2和d3分别表示盖玻璃22、光路分离棱镜27和四分之一波片23的厚度(注意，d1＜d3＜d2)。由n1、n2和n3分别表示其折射率。

如图10所示，例如，当通过在顺时针方向(+)倾斜了角β1而布置盖玻璃22时，在从VCSEL 21发射的发散光束中沿光束宽度的正Z侧上(在盖玻璃22中)的最外面路径的光路长度n1·R1a大于沿负Z侧上的最外面路径的光路长度n1·R1b。因此，在单个光学元件中的光路长度彼此是不同的，从而导致波前像差的产生。

根据每个光学元件的厚度，盖玻璃被布置成在正方向上倾斜倾角β，光路分离棱镜在负方向上被倾斜，并且四分之一波片在正方向上被倾斜，使得光路长度之间关系被设置成满足方程式(4)，从而能够互相抵消在每个光学元件中产生的波前像差。

n1·R1a+n2·R2a+n3·R3a＝n1·R1b+n2·R2b+n3·R3b                (4)

换句话说，当通过在Y-Z平面中倾斜，即，通过沿垂直于Y-Z平面的轴线旋转而布置光学元件，以便防止光学元件上的反射光返回到VCSEL 21时，可以这种方式较佳地设置倾斜角度β：通过考虑到光路长度取决于光学元件的厚度的事实，光学元件在正Z侧上的光程长度的和与负Z侧上的和相一致。

例如，通过将厚度d、折射率n和倾斜角度β设置成以下值，能够满足方程式(4)。

盖玻璃22：d1＝1.0[mm]，n1＝1.51，和β1＝+30度

光路分离棱镜27：d2＝5.0[mm]，n2＝1.51，和β2＝-10度

四分之一波片23：d3＝4.4[mm]，n3＝1.60，和β3＝+5度

利用这些设定值，

n1·R1a＝1.654，

n2·R2a＝7.552，

n3·R3a＝7.111，

n1·R1b＝1.599，

n2·R2b＝7.713，

n3·R3b＝7.044，

因此，n1·R1a+n2·R2a+n3·R3a＝n1·R1b+n2·R2b+n3·R3b＝16.316.

根据本发明的图像形成设备包括根据本发明的光学扫描装置。

图11图解根据本发明的图像形成设备的实例的示例结构的图。

如图11所示，根据本发明的图像形成设备50包括感光元件52，对感光元件52的表面充电的充电单元51，光学扫描单元53，在静电潜像上沉积色粉以形成色粉图像的显影单元，将感光元件上的色粉图像转印到作为记录介质的图像记录纸张56上的转印单元，和将在记录介质上形成的色粉图像定影的定影单元60，其中光学扫描单元53包括根据本发明的光学扫描装置，它在感光元件52的充电表面上照射光以形成静电潜像。光学扫描单元53使用VCSEL作为光源单元。

说明在图像形成设备50中的图像形成处理。

从包括在根据本发明的光学扫描单元53中的光学扫描装置在由充电单元51充电的感光元件52的表面上照射激光以形成静电潜像。在照射时，相对于感光元件52表面上的法线以预定入射角在感光元件52的表面上照射激光。在顺时针方向上旋转具有在其上形成的静电潜像的感光元件52，并且显影单元54利用色粉显影静电潜像以形成色粉图像。

另一方面，通过使用传送装置57-59从馈纸托盘等传送图像记录纸张56，并且图像记录纸张56被压靠在转印单元55上的感光元件52。通过这种方式，形成在感光元件52上的色粉图像被转印到图像记录纸张56上，并且被传送到定影单元60。

定影单元60包括预热器61、加热辊62和支承辊(backup roller)63。这些辊对图像记录纸张56施加热和压力以定影在其上形成的色粉图像。通过这种方式，在图像记录纸张56上形成图像。

就是说，充电单元51对应于给感光元件52的表面充电的充电单元，感光元件52对应于感光元件，并且包括在根据本发明的光学扫描单元53中的光学扫描装置对应于光学扫描单元，该光学扫描单元在由充电单元51充电的感光元件52的表面上照射光以形成静电潜像。

显影单元54对应于在感光元件52上形成的静电潜像上沉积色粉以形成色粉图像的显影单元，转印单元55对应于将在感光元件52上形成的色粉图像转印到图像记录纸张56的转印单元，并且定影单元60对应于将在图像记录纸张56上形成的色粉图像定影的定影单元。

然后，从其色粉图像被转印到图像记录纸张56上的感光元件52继续旋转，重复随后的图像处理(充电、曝光、显影、转印和定影)，并且从馈纸托盘等连续供给图像记录纸张56以进行图像形成处理。

如上所述，利用根据本发明的光学扫描装置，能够减小多光束扫描装置中产生的像差，并且能够提高光利用效率。包括光学扫描装置的图像形成设备能够在抑制出现不均匀密度时输出图像。

根据本发明，能够减小像差的量，利用光束扫描要被扫描的目标表面并且将图像信息写入到要被扫描的目标表面上的光学扫描装置包括光源单元、偏转器、预偏转光学系统和扫描光学系统，所述光源单元包括由封装构件内的发射线偏振光的激光光源组成的发光单元，所述偏转器偏转从发光单元发射的光束，所述预偏转光学系统被布置在发光单元和偏转器之间的光路上，以及所述扫描光学系统利用由偏转器偏转的光束扫描要被扫描的目标表面，其中，预偏转光学系统包括至少两个平行板光学元件，每个平行板光学元件都是由具有彼此平行的入射表面和出射表面的透明介质组成的，并且被布置成在线偏振光的偏振面中以彼此相对地倾斜的方式被倾斜，因此能够抑制强度的减小。

根据本发明，光源单元的封装构件包括在发光单元的出射侧上的盖构件，预偏转光学系统进一步包括将从发光单元发射的线偏振光转换为圆偏振光的转换元件，和将由转换元件转换为圆偏振光的激光光束耦合的耦合元件，并且盖构件和转换元件是平行板光学元件，并且被布置成在线偏振光的偏振面中以彼此相对地倾斜的方式被倾斜，因此，能够减小激光光束在垂直于其行进方向的方向上的光轴的移位量，并且能够有效减少像差的产生。

根据本发明，由于从发光单元发射到盖构件的入射表面的线偏振光为p偏振光，所以能够抑制强度的减小，并且特别是能够确保稍后将说明的监控光束的强度。

根据本发明，由于布置在转换元件和偏转器之间的光路上的分光器包括孔径，经过耦合元件并且具有最大光线强度的一部分光束在孔径中心经过孔径，并且使入射在孔径的外围上的激光光束反射作为监控光束，而且监控元件接收分光器上反射的监控光束以检测强度，所以能够稳定发光单元的发光输出功率，并且能够维持检测强度的准确度。

根据本发明，由于至少在光学扫描装置中包括的转换元件的出射表面上应用非反射涂层，所以能够抑制强度的减小，并且能够使应用非反射涂层的表面的数量最小化。

根据本发明，相对于入射在盖构件上的激光光束的出射光束在偏振面中的移位量δ1和相对于入射在转换元件上的激光光束的出射光束在偏振面中的移位量δ2满足|δ2|＜2×|δ1|的关系，因此，能够有效减小在从转换元件发射之后相对于发光单元测量到的激光光束的移位量。

根据本发明，光学扫描装置包括多个地设置的多个发光单元，并且如果由P表示在光源单元的发光单元之中在偏振面中彼此相距最远的位置上布置的两个发光单元之间的间隔，那么由于相对于入射在盖构件上的激光光束的出射光束在偏振面中的移位量δ满足不等式δ＜P/2，所以能够指定通过盖构件移位的激光光束的移位量的上限，并且能够有效减小相对于发光单元从盖构件发射的激光光束的移位量。

根据本发明，由于减小激光光束的强度的滤光构件被布置在分光器和偏转器之间的光路上，所以能够优化扫描光束和监控光束的强度。

根据本发明，在布置成在线偏振光的偏振面中被倾斜的平行板光学元件之中，除了最接近于发光元件布置的那个平行板光学元件之外的平行板光学元件都同样被布置成在垂直于线偏振光的偏振面的平面中被倾斜，因此能够防止激光光束返回到发光单元。

根据本发明，在发光单元和耦合元件之间的光路上布置的平行板光学元件在线偏振光的偏振面中被倾斜时，在平行板光学元件中指定光束宽度的一端的光程长度的和等于在另一端的光程长度的和，因此，能够彼此互相抵消在每个光学元件中产生的波前像差。

根据本发明，能够减小在多光束扫描装置中产生的像差，并且能够提高光利用效率，所以可以在抑制出现不均匀密度时输出图像。

尽管相对于为了完整和清楚公开的具体实施例已经说明本发明，但是附加的权利要求并不局限于此，而是将其理解为包含对于本领域技术人员可能出现的所有修改和变化结构全部落入此处阐明的基本教导内。

Claims (11)

1.一种光学扫描装置，该光学扫描装置利用光束扫描要被扫描的目标表面并且将图像信息写入到所述要被扫描的目标表面上，其特征在于，所述光学扫描装置包含：

光源单元，所述光源单元包括发光单元，所述发光单元包括封装构件内的发射线偏振光的激光光源；

偏转器，所述偏转器偏转从所述发光单元发射的光束；

预偏转光学系统，所述预偏转光学系统被布置在所述发光单元和所述偏转器之间的光路上；

分光器，所述分光器将所述光束的一部分反射作为监控光束；

监控元件，所述监控元件用于检测所述监控光束的强度；和

扫描光学系统，所述扫描光学系统利用由所述偏转器偏转的所述光束扫描所述要被扫描的目标表面，其中

所述预偏转光学系统包括至少两个平行板光学元件，所述至少两个平行板光学元件中的一个是将从所述发光单元发射的所述线偏振光转换为圆偏振光的转换元件，每个所述平行板光学元件都由具有彼此平行的入射表面和出射表面的透明介质组成，并且被布置成在所述线偏振光的偏振面中以彼此相对地倾斜的方式被倾斜，所述两个平行板光学元件的入射面的法线相对于光轴倾斜。

2.如权利要求1所述的光学扫描装置，其特征在于，

所述光源单元的所述封装构件包括在所述发光单元的出射侧上的盖构件，

所述预偏转光学系统进一步包括使被所述转换元件转换为所述圆偏振光的激光光束耦合的耦合元件，并且

所述盖构件是所述平行板光学元件，并且被布置成在所述线偏振光的所述偏振面中以相对于所述转换元件倾斜的方式被倾斜。

3.如权利要求2所述的光学扫描装置，其特征在于，从所述发光单元发射的所述线偏振光为具有平行于所述盖构件的入射表面的分量的p偏振光。

4.如权利要求2或者3所述的光学扫描装置，其特征在于，

所述分光器布置在所述转换元件和所述偏转器之间的所述光路上，所述分光器包括孔径，经过所述耦合元件并且具有最大光强度的所述光束的一部分在所述孔径中心经过所述孔径，并且所述分光器使入射在所述孔径的外围上的所述激光光束反射以作为所述监控光束。

5.如权利要求2至3中任意一项所述的光学扫描装置，其特征在于，至少在所述转换元件的出射表面上涂布非反射涂层。

6.如权利要求2至3中任意一项所述的光学扫描装置，其特征在于，相对于入射在所述盖构件上的所述激光光束的出射光束在所述偏振面内的移位量δ1和在相对于入射在所述转换元件上的所述激光光束的出射光束在所述偏振面内的移位量δ2满足|δ2|＜2×|δ1|的关系。

7.如权利要求2至3中任意一项所述的光学扫描装置，其特征在于，

设置多个所述发光单元，并且

相对于入射在一个所述平行板光学元件上的所述激光光束的出射光束在所述偏振面内的移位量δ满足δ＜P/2的关系，其中P表示在所述光源单元的所述发光单元之中在所述偏振面中彼此相距最远的位置上布置的两个所述发光单元之间的间隔。

8.如权利要求4中所述的光学扫描装置，其特征在于，减小所述激光光束的强度的滤光构件被布置在所述分光器和所述偏转器之间的所述光路上。

9.如权利要求2至3中任意一项所述的光学扫描装置，其特征在于，在布置成在所述线偏振光的所述偏振面中被倾斜的所述平行板光学元件之中，除了最接近于所述发光元件布置的那个平行板光学元件之外的所述平行板光学元件被布置成在垂直于所述线偏振光的所述偏振面的平面中被倾斜。

10.如权利要求2至3中任意一项所述的光学扫描装置，其特征在于，在所述发光单元和所述耦合元件之间的所述光路上布置的所述平行板光学元件在所述线偏振光的所述偏振面中被倾斜时，在所述平行板光学元件中指定光束宽度的一端的光程长度的和等于在另一端的所述光程长度的和。

11.一种图像形成设备，其特征在于，所述图像形成设备包含如权利要求1至10中任意一项所述的光学扫描装置。

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