CN1033877C - 光扫描装置 - Google Patents

Abstract

将半导体激光器发射的激光经准直透镜、成像透镜和柱面透镜导向可自由转动的多面反射镜，再经校正透镜沿在付扫描方向可自由移动的被扫描面的主扫描方向扫描。如此配置上述各部件，使它们的光轴中心都位于包含多面反射镜的旋转轴的平面内，且各部件设置在多面反射镜的上方。因此，能相对于主扫描光路的中心轴左右对称地形成光学系统并使半导体激光器不与多面反射镜的主扫描光路干涉，从而能得到小型轻量的、光学特性和生产性都良好的光扫描装置。

Description

光扫描装置

本发明涉及一种使用激光的光扫描装置，该光扫描装置用于激光打印机、激光传真机、数字复印机等设备中。

近年来作为简易的高质量的印刷方法，开发了电子照像法，作为实现这种方法的装置，已知有光扫描装置。例如，后置物镜型光扫描装置，它具有这样的结构：准直透镜、成像透镜和柱面透镜依次设置在半导体激光发生器的射出光路上，借助驱动马达可自由转动地轴支承的多面反射镜的反射面位于此柱面透镜的透过光路上，校正透镜设置在此多面反射镜的主扫描光路上，可沿自由转动的感光鼓的付扫描方向自由移动的被扫描面位于此校正透镜的透过光路上。

在这样的光扫描装置中，为提高其光学特性，就要使各种光学部件保持高精度的定位。例如，在特开昭63-210807号公报所公开的光扫描装置中，使准直透镜等与半导体激光发生器一体化的光发射单元、轴支承多面反射镜并能使之自由转动的驱动马达、反射镜和校正透镜等都装在扁平盒状的壳体上。

由对特开昭63-210807号公报所公开的光扫描装置进一步的说明可知，为了防止在多面反射镜的主扫描光路上出现光发射单元的干涉现象，光发射单元设置在多面反射镜的侧面。光发射单元具有使多面反射镜的主扫描光路偏向反射镜下方沿壳体的外侧发射的结构，而感光鼓等的被扫描面设置在壳体的下方。在所述光扫描装置中，是用校正透镜等校正多面反射镜的偏差，为了校正此偏差，就需要使激光在多面反射镜的反射面上沿付扫描方向成像，这里是用柱面透镜实现此成像。然而由于半导体激光发生器的发散特性和准直透镜的光学特性等随部件的质量不同而有差别，所以实际上柱面透镜焦点的位置会从多面反射镜的反射面上发生变动。

为了消除这样的误差，用柱面透镜使激光成像在多面反射镜的反射面上，例如，在特开平4-75015号公报所公开的光扫描装置中，将下部呈圆筒形的透镜架可自由滑动地安装在基座上面形成的V形槽上，该柱面透镜的设置是使光轴方向与滑动方向一致那样地竖直设置在该透镜架上。因此，使柱面透镜与透镜架一起沿光轴方向可自由滑动地那样支承、定位。

下面说明现有技术存在的这种问题。首先，特开昭63-210870号公报所公开的光扫描装置，是把各种光学部件都装在一个壳体上，通过高精度地配置各种光学部件使它光学特性提高。但此光扫描装置存在如下问题：

一、由于是将各种光学部件安装在扁平盒状的大平面面积的壳体上，因制造误差、年久老化、温度高低的变化等，壳体易变形，壳体一旦变形，光学部件的位置精度就变低，光学特性就要变坏。

二、由于为防止与主扫描光路相干涉，将光发射单元设置在多面反射镜的侧面，这就使光学系统相对主扫描光路的中心轴左右不对称，导致光学系统的结构变复杂，生产性变坏。

三、在光扫描装置中，为了提高入射到被扫描面上的主扫描光的光学特性，希望在安装工程中适当地调节顺序安装在壳体上的多个光学部件的位置。但是在将多个光学部件安装在一个扁平盒形的壳体内部的结构中，将调整用的光学仪器设置在壳体内部是很困难的。这就使调整作业困难，生产性变坏。

四、光扫描装置，实际上是与电子照像装置组装而使用的，而作为另一部件与电子照像装置组装在一起的感光鼓等的被扫描面与该光扫描装置的相对位置往往要产生误差。这时，由于感光鼓的周围设置有显像器，带电器等，所以其位置调节起来很困难，因此通常采用调节光扫描装置的位置的结构。然而在特开昭63-210807号公报所公开的光扫描装置中，因为壳体呈扁平状有大的平面面积，而且与电子照像装置壳体有多个接合处，所以光扫描装置的位置的调节操作非常麻烦，也使电子照像装置的生产性变坏。

在下面特开平4-75015号公报所公开的光扫描装置中，即使在半导体激光发生器的发散特性、准直透镜的光学性质等方面部件的质量等级不同，也能用可滑动自如定位的柱面透镜使激光成像在多面反射镜的反射面上。但此光扫描装置存在如下问题：

一、其竖直设置柱面透镜的透镜架呈圆筒形，并可自由滑动地安装在位于基座上面的V形槽中，这种结构非常复杂，影响了光扫描装置的生产性。

二、像上述这样使柱面透镜沿光轴方向可滑动自如地支承的机构，为确保其良好的精度，就要使滑动部分沿光轴方向做成长条状。但是沿光轴方向可自由滑动地支承柱面透镜的机构却因此而大型化，这妨碍了整体的小型轻量化，也使准直透镜等很难在其前后靠近设置。

本发明的第一个目的是提供一种能维持光学部件的高精度的定位状态，保持良好的光学特性的光扫描装置。

本发明的第二个目的是提供一种光学系统相对光扫描方向的中心轴左右对称、光学系统结构简单、具有高的生产性的光扫描装置。

本发明的第三个目的是提供一种其光学部件的调整操作容易、能提高生产性的光扫描装置。

本发明的第四个目的是提供一种相对被扫描面的位置的调整操作很容易、且能提高生产性的光扫描装置。

本发明的第五个目的是提供一种结构简单的光扫描装置。

本发明的第六个目的是提供一种小型化的光扫描装置。

本发明光扫描装置的结构为：转动自如的多面反射镜的反射面设置于半导体激光发生器的发射光路上，在激光发射器与多面反射镜的反射面之间装设有准直透镜，成像透镜，柱面透镜，使沿付扫描方向可自由移动的被扫描面位于此多面反射镜的主扫描光路上，而校正透镜介于其间；这样来设置半导体激光发生器，准直透镜，柱面透镜、折光反射镜和校正透镜，使它们的光轴中心位于包含多面反射镜转动轴的平面内，将半导体激光发生器、准直透镜、柱面透镜设置在多面反射镜上面的更上方。

因为本发明具有这样的结构，所以能获得下述效果，即，装有各部件的壳体不是大型扁平状，而能小型化，因此因壳体的年久老化、温度高低变化所造成的变形很小，能使光学部件的位置维持高精度，因而能保持良好的光学特性，而且半导体激光发生器等不与多面反射镜的主扫描光路干涉，光学系统相对于主扫描光路的中心轴左右对称，因而能简化光学系统的结构，提高生产性。

图1是作为本发明的第一实施例，表示光扫描装置内部结构的整体纵剖侧面图。

图2是表示将光扫描装置的壳体局部剖切的整体横剖平面图。

图3是表示光扫描装置主要部件的装配结构的分解投影图。

图4是表示校正透镜形状的纵剖侧面图。

图5(a)是表示校正透镜形状的平面图。

图5(b)是表示校正透镜形状的纵剖侧面图。

图6是本发明第二实施例，表示光扫描装置内部结构的整体纵剖侧面图。

图7是表示光扫描装置主要部件的装配结构的分解投影图。

图8是表示对作为透镜支承机构的透镜架的内部框架的安装结构的分解投影图。

图9(a)是表示在光扫描装置的设计值中的主扫描方向上的像面弯曲的特性图。

图9(b)是表示在光扫描装置的设计值中的付扫描方向上的像面弯曲的特性图。

图10(a)是表示校正透镜向付扫描方向移位时，主扫描方向上像面弯曲的特性图。

图10(b)是表示校正透镜向付扫描方向移位时，付扫描方向上像面弯面的特性图。

图11(a)是表示在校正透镜向付扫描方向移位的状态下，对柱面透镜进行位置调整时主扫描方向上像面弯曲的特性图。

图11(b)是表示在校正透镜向付扫描方向移位的状态下，对柱面透镜进行位置调整时付扫描方向上像面弯曲的特性图。

图12(a)是表示在多面反射镜上产生偏差时主扫描方向上像面弯曲的特性图。

图12(b)是表示在多面反射镜上产生偏差时付扫描方向上像面弯曲的特性图。

图13(a)是表示在多面反射镜上产生偏差的状态下对柱面透镜进行位置调整时主扫描方向上像面弯曲的特性图。

图13(b)是表示在多面反射镜上产生偏差的情况下对柱面透镜进行位置调整时付扫描方向上像面弯曲的特性图。

图14示出作为透镜支承机构的透镜架的变型实例，是表示透镜架内部框架的安装结构的分解投影图。

按照图1～图5对本发明的第一实施例进行说明。本实施例的光扫描装置1是后置物镜型光扫描装置。如图1～图3所示，壳体4安装在装有作为驱动马达的扫描马达22等基座2上，具有半导体激光发生器7等的光发射单元5、带有各种透镜的内部框架13、具有使激光偏向感光鼓39的外部反射镜31、33的外部框架29等装设在此壳体4上，构成上述光扫描装置1的整体。

上述壳体4用三个螺针3安装在平板形基座2上。

上述光发射单元5以向斜下方倾斜的状态安装在上述壳体4的上部。此光发射单元5是这样构成的，即把已安装在基板6上的半导体激光发生器7固定到金属制的散热器8上，在可自由滑动地安装在此散热器8上之后，将准直透镜10固定到已经过粘结固定的圆筒形的准直镜筒9上。

上述内部框架13，其上面有二个凸部11和二个螺纹孔12，在将上述凸部11嵌合进设置在上述壳体4上部下面的二个凹部17中的状态下，用两个螺钉18将其安装在上述壳体4上。柱面透镜14、作为成像透镜的平凸透镜15、折光反射镜16，都固定在上述的内部框架13上。在上述内部框架13装在上述壳体4上的状态下，为使上述柱面透镜14和上述平凸透镜15的光轴位于由上述光发射单元5发射的激光的光路上，各部件都放在相应的位置上。

基板21作为上述扫描马达22的一部分，通过垫圈19用四个螺钉20安装在上述基座2上。多面反射镜24可沿水平方向转动自如地支承在此扫描马达22的垂直的转动轴23上，此多面反射镜24具有椭圆筒面，其四个反射面25的截面形状都是椭圆形。

在上述多面反射镜24的四个反射面25上，来自固定在上述内部框架13上的上述折光反射镜16的反射光是从比水平稍向上方的方向入射，因而形成其入射光和反射光的光轴相对旋转的反射面25倾斜而不对称光学系统。固定在上述内部框架13上的上述平凸透镜15使入射的激光在位于上述多面反射镜24的上述反射面25后方的虚焦点上聚束，上述柱面透镜14只沿付扫描方向向上述反射面25聚束。

校正透镜28安装在上述壳体4上，并使之位于由上述多面反射镜24的反射面25反射的反射光路上。此校正透镜28在与上述壳体4前面的长方形贯通孔26嵌合的状态下，用两个螺钉27安装。上述校正透镜28，为改善各种光学特性而做成很特殊的形状，这将在下面详细说明。

在本实施例的光扫描装置1中，由于是上述这样的结构，上述半导体激光发生器7、上述准直透镜10、上述柱面透镜14、上述平凸透镜15、上述折光反射镜16、上述校正透镜28、它们各自的光轴中心都位于包含上述多面反射镜24的转动轴的平面内，而且，上述半导体激光发生器7、上述准直透镜10、上述柱面透镜14、上述平凸透镜15都位于上述多面反射镜24上面的上方。更详细地说，上述半导体激光发生器7和上述准直透镜10位于上述多面反射镜24的投影面积内。上述柱面透镜14和上述平凸透镜15仅稍偏离出上述多面反射镜24的投影面积，而位于上述扫描马达22上面的上方。这里所谓多面反射镜24的转动轴，是概念上的旋转中心轴，而不是指作为支承多面反射镜24的转轴部件的转动轴23。

在装在上述壳体4上的上述外部框架29上，如图1～图3所示，开口凹部30形成在其前面两侧上，细长的第一外部反射镜31沿主扫描方向压弹式安装在这些开口凹部30上。在上述外部框架29的下部两端形成圆形的贯通孔32，作为沿主扫描方向固定在细长的第二外部反射镜33两端的反射镜调整机构的圆筒构件34可沿付扫描方向转动自如地嵌装在这些贯通孔32中。在这些圆筒构件34的外侧面上形成调整角度用的角度调整槽35，可用一字形改锥(图中未示出)调整角度。上述圆筒构件34进行了这样的角度调整后，用粘结等方法定位固定在上述贯通孔32中。在上述外部框架29上，小型反射镜36固定在上述第一外部反射镜31一端的侧面，在与该反射镜36相对的所述第一外部反射镜31另一端的侧面，安装着标出的位置检测用光传感器37。

上述外部框架29用二个螺钉38安装在上述壳体4的前面。因此，上述第一外部反射镜31和上述反射镜36位于从上述多面反射镜24的反射面25起始又经过上述校正透镜28的其间的反射光路上，上述光传感器37位于此反射镜36的反射光路上，同时上述第二外部反射镜33位于上述第一外部反射镜31的反射光路上。沿付扫描方向可旋转自如地轴支承的感光鼓39的被扫描面39a位于此第二外部反射镜33的反射光路中。

下面对上述校正透镜28进行详细说明。如图4所示，上述校正透镜28的光入射面40由包络线是偶次的高次曲线的旋转对称曲面形成，与主扫描方向平行的旋转轴41从主扫描光路中央向付扫描方向移位，上述校正透镜28的光出射面42由包络线是偶次的高次曲线的旋转对称曲面形成，与主扫描方向和付扫描方向正交的旋转轴43位于主扫描光路中央。

更详细地说，如图5所示，将与主扫描方向平行的基准轴X₁设定在原点O₁上，此原点O₁从上述校正透镜28的光入射面40中的央点只以位移量Δ向付扫描方向移位，同时设定与主扫描方向和付扫描方向正交的基准轴Y₁后，在Y₁、O₁、X₁座标上表示与此光入射面40的付扫描方向正交的截面形状的八次的高次曲线的多项式，即如下所示：

Y₁＝α₂X₁ ²+α₄X₁ ⁴+α₆X₁ ⁶+α₈X₁ ⁸-e₁

将与主扫描方向和付扫描方向正交的基准轴Y₂设定在上述校正透镜28的光出射面42的中央点O₂上，同时将与主扫描方向平行的基准轴X₂设定在距离e₂处，则表示与此光出射面42的付扫描方向正交的截面形状的八次的高次曲线的多项式如下式所示：

Y₂＝β₂X₂ ²+β₄X₂ ⁴+β₆X₂ ⁶+β₈X₈ ⁸-e₂

在这样的结构中，半导体激光发生器7发射的激光用准直透镜10使之成为平行光束，用柱面透镜14和平凸透镜15聚束，用旋转的多面反射镜24的反射面25使之沿主扫描方向偏向扫描，此主扫描光用校正透镜28进行光学校正并入射在旋转的感光鼓39的付扫描移动的被扫描面39a上。因此，由于光扫描的主扫描线沿付扫描方向依次形成在感光鼓39的被扫描面39a上，例如将带电器、显像器相对配置在感光鼓39的被扫描面39a上，通过光扫描将静电潜像形成在因带电器放电而带电的感光鼓39的被扫描面39a上，用由显像器供给的色料调色剂显像此静电潜像，并将其复印在记录介质上，从而实现用电子照像法形成图像。还用反射镜36反射多面反射镜24的扫描光，用光传感器37接受光，按照光传感器37的定时检测，进行上述这样的图像形成操作。

在此，如上所述，由于半导体激光发生器7、准直透镜10、柱面透镜14等的出射光路被折光反射镜16所偏折，所以能将半导体激光发生器7、准直透镜10、柱面透镜14等光学部件设置在多面反射镜24的旋转轴所在的平面内且在其上方。因而能使光学系统相对主扫描光路的中心轴左右对称地形成在多面反射镜24的主扫描光路上并使之与半导体激光发生器7等不相干涉，所以能使光学系统的结构简化。因此可使生产性提高。

在本实施例的光扫描装置1中，可使壳体4的平面面积与扫描马达22相等，而使之小型化。这就使壳体4因制造误差、年久老化、温度高低变化等造成的变形变得很小。从而使装在壳体4上的半导体激光发生器7、多面反射镜24、校正透镜28等光学部件的相对位置维持高精度，使光扫描装置1具有极其优良的光学特性。

在本实施例的光扫描装置1中，如上所述将可旋转自如地轴支承的多面反射镜24的扫描马达22的基座2向外面扩展，将半导体激光发生器7、准直透镜10、校正透镜28等部件安装到已装在此基座2上的一个壳体4上，像这样将使校正透镜28的透过光路偏向感光鼓39的被扫描面39a的第一、第二外部反射镜31、33，安装在上述已装有各种光学部件的壳体4的外面。因而在还未将已组装有光发射单元5、柱面透镜14、平凸透镜15等的壳体4安装到扫描马达22的基座2上的状态下，将二维区域传感器(图中未示出)设置在多面反射镜24的反射面25的位置处，能进行光发射单元5的一维调整和柱面透镜14的位置调整等。在还未将外部框架29安装到已装在扫描马达22的基座2上的壳体4的前面的状态下，将光束直径评价装置(图中未示出)等设置到校正透镜28的焦点位置上，对主扫描光的光束直径进行评价，也能进行光发射单元5的一维调整。从而容易进行光学部件的高精度装配，这样，生产性也提高了。

在本实施例的光扫描装置1中，能沿付扫描方向转动自如地支承第二外部反射镜33的圆筒构件34用粘结等方法保持定位。因而即使在例如因制造误差、年久老化而使装在电子照像装置中的光扫描装置1与感光鼓39的相对位置产生误差，也能通过第二外部反射镜33的位置调整，使光扫描装置1的主扫描光适当地照射在感光鼓399的被扫描面39a上。由于无需大幅度地调整该移动困难的光扫描装置1和感光鼓39的位置就能通过简单的操作对光学系统进行良好的调整，因而有助于提高电子照像装置的印刷质量和生产性。

在本实施例的光扫描装置1中，由于是使校正透镜28的光入射面40的几何中心只以移位量Δ向付扫描方向移位，从而减轻了由此校正透镜28的慧形象差造成的点状变形和因校正透镜28的内部反射产生的杂光等的影响，尽可能地提高了图象质量。而且已通过设定具体参量的模拟方法计算其各种光学特性，已确认这些特性都是很好的。

通过检查因校正透镜28的二次内部反射而从光发射面42发射的杂光的光学特性，与原来的扫描光比较，已确认付扫描方向上移位大。也就是说，因为能使上述这样的杂光相对原来的扫描光发射到沿付扫描方向移位大的位置，所以为不使杂光入射到感光鼓39所需采取的对策是很容易的，减少了杂光所引起的噪音成分，能有助于提高图象质量。

在此与说明装配工艺的同时，详细说明光学系统的调整方法的具体例子。首先将已装在基板6上的半导体激光发生器7固定到金属制的散热器8上，将准直透镜10固定到准直镜筒9上，将散热器8可滑动自如地安装在此准直镜筒9上，临时安装光发射单元5。于是用自准直仪(图中未示出)进行此光发射单元5的准直透镜10和半导体激光发生器7的对中调整，用粘结等方法固定准直镜筒9和散热器8，从而完成光发射单元5的装配。

接着像上述那样将所形成的光发射5可滑动自如地临时安装在壳体4上，将予先装有柱面透镜14、平凸透镜15、折光反射镜16的内部框架13用螺钉18安装到壳体4上。在这种状态下，将二维区域传感器设置在多面反射镜24的反射面25的位置上，就能粗略地进行光发射单元5的一维调整和柱面透镜14的付扫描方向的位置调整等。

像上述这样的调整结束后，将二维区域传感器从壳体4上取下，将壳体4用螺钉3固定到预先装配有多面反射镜24和扫描马达22的基座2上，用螺钉27将校正透镜28组装在壳体4上。这时，由于外部框架29未装在壳体4的前面，将光束评价装置设置在校正透镜28的焦点位置上，一边用此光束评价装置评价光束直径，一边高精度地进行光发射单元5的一维调整。

将已像上述那样进行过一维调整的光发射单元5固定到壳体4上，将已预先安装了第一、第二外部反射镜31、32的外部框架29用螺钉38固定到此壳体4上。在此状态下，调整临时装在外部框架29上的反射镜36的角度来调整光传感器37的入射光路，此调整结束后用粘结等方法将反射镜36固定到外部框架29上。

将已像上述那样装配了的光扫描装置1安装到电子照像装置的装置主体(图中未示出)上，用一字形改锥使圆筒构件34转动，通过调整第二外部反射镜33的角度使扫描光能照射到感光鼓39的规定位置后，用粘结等手段将圆筒构件34固定到外部框架29上。

在本实施例的光扫描装置1中，由于是将具有上述那样光学特性的校正透镜28设置在非常靠近多面反射镜24的位置处，因此能在主扫描方向缩短校正透镜28，从而有助于使装置整体小型轻量化。

而且在本实施例的光扫描装置1中，已列举出用第一、第二两个外部反射镜31、33，使透过校正透镜28的扫描光偏向感光鼓39的实例，但本发明不限于上述实施例，也可用一个外部反射镜(图中未示出)使透过校正透镜28的扫描光偏向感光鼓39。

下面按照图6～图13对本发明的第二实施例进行说明。与第一实施例相同的部分用相同的名称和符号表示，不另赘述。本实施例的光扫描装置44如图6～7所示，其结构是将柱面透镜14固定到作为透镜支承机构的平板形的柱面透镜板45上，将此柱面透镜板45可滑动自如地安装固定到内部框架13上。成为对激光光束形状进行整形的小孔的矩形的光束整形孔46形成在上述柱面透镜板45上。用以在从上方与上述柱面透镜板45连通的位置上对此柱面透镜板45的位置进行微调整的矩形开孔47形成在上述壳体4上。

在这样的结构中，为实现偏差校正等，有必要用柱面透镜14使激光沿付扫描方向成像在多面反射镜24的反射面25上，部件质量不同造成的半导体激光发生器7的象散、准直透镜10的光学特性等的差异要对其产生有害的影响。因此在因部件等级的不同而产生光学误差时，通过使已固定有柱面透镜14的柱面透镜板45在与光轴正交的平面上沿付扫描方向移位进行位置调整，使柱面透镜14上下移动，将激光入射位置向校正透镜28的入射面动更，能借助其球面象差而使付扫描方向的焦点位置可变。

这样的可调整柱面透镜14的位置的柱面透镜板45是单纯的平板形，由于只能用平坦的光出射面安装柱面透镜14，其构造就非常简单，有助于提高光扫描装置44的生产性。然而，柱面透镜板45，由于其整体是平板形，平面方向与滑动方向一致，所以无需将其滑动部分沿光轴形成长条状，还由于能将平凸透镜15、折光反射镜16靠近其前后设置，有助于光扫描装置44的小型轻量化。

在本实施例的光扫描装置44中，由于要使像上述那样将激光成像在多面反射镜24的反射面25上的柱面透镜14沿付扫描方向滑动，而要担心因为此滑动造成光路向付扫描方向移位。然而，因为使扫描光偏折向感光鼓39的第二外部反射镜33可沿付扫描方向自由转动，故通过此第二外部反射镜23的转动，最终能很容易地校正因柱面透镜14的滑移造成的光路向付扫描方向的变动。

下面将在说明装置的部分装配工艺的同时，说明柱面透镜14的位置调整方法的实例。首先，将已预先装配的光输出单元5可滑动自如地临时安装到壳体4上，将已预先安装上平凸透镜15、折光反射镜16的内部框架13用螺钉18安装到壳体4上。所以，如图8所示，将已预先固定有柱面透镜14的柱面透镜板45安装到内部框架13的凹部48上，通过用烙铁(图中未示出)等的加热，使此内部框架13的凸部49熔融，而使柱面透镜板45的两侧部分固定。由于此内部框架13冷却后，柱面透镜板45可沿付扫描方向自由滑动，在此状态下用插入壳体4的开口孔47的卡板50与柱面透镜板45一起调整柱面透镜14的位置。

在本实施例的光扫描装置44中，使内部框架13的凹部48的内宽与柱面透镜板45的外宽相等，而成为可防止滑动移动的柱面透镜板45转动的结构。不这样倾斜滑动的柱面透镜板45，其上部形成一个开口孔52，卡板50的一个凸部51嵌合在此开口孔52中。

这时，二维区域传感器(图中未示出)实际设置在多面反射镜24的反射面25的位置上，利用此二维区域传感器，借助卡板50调整柱面透镜14沿付扫描方向的位置。于是，在调整完此柱面透镜14的位置后，将柱面透镜板45用粘结等手段固定到内部框架13上，进而利用二维区域传感器也粗略地对光发射单元5进行一维调整。这样调整结束后，按与在第一实施例说明的装置相同的程序装配此装置。

下面举例说明实际设计的光扫描装置44的参数和用模拟法检测到的光学特性。首先，此光学扫描装置的总体特性设定为：

有效扫描长度                                200(mm)

使用波长                                    780(nm)

从多面反射镜24的旋转中心到感

光鼓39的外表面的光路长度                    173.53(mm)

多面反射镜24的参数设定为：

内接圆半径                                  14.0(mm)反射面形状是长轴与主扫描方向平行的椭圆筒面

长轴                                     91.0(mm)

短轴                                     68.838(mm)校正透镜28的参数设定为：

折射率                                   1.48609

中心厚度                                 5.0(mm)

该光入射面40的顶点和多面反射

镜24的旋转中心的距离                     38.2(mm)

移位量Δ                                 1.434(mm)

中心半径                                 12.137(mm)

光入射面40的二次系数α₂                 7.361×10^-3

光入射面40的四次系数α₄                 6.732×10^-7

光入射面40的六次系数α₆                 -6.848×10^-10

光入射面40的八次系数α₈                 4.383×10^-13

光出射面42的二次系数β₂                 8.121×10^-3

光出射面42的四次系数β₄                 1.410×10^-6

光出射面42的六次系数β₆                 -4.243×10^-10

光出射面42的八次系数β₈                 4.044×10^-14平凸透镜15的参数设定为：

中心厚度                                 2.0(mm)

折射率                                   1.5115

入射面                                   R38.1(mm)

出射面                                        平面

其主平面与多面反射镜24的偏向

点的距离                                      30(mm)柱面透镜14的参数设定为：

中心厚度                                      2.0(mm)

折射率                                        1.5115

入射面                                        R27.5(mm)

出射面                                        平面

其主平面与平凸透镜15的主平面

的距离                                        4.2(mm)

像上述这样设计的光扫描装置44，其平凸透镜15和柱面透镜14的距离为4.2(mm)是很小的，这是因为像上述这样使柱面透镜14向付扫描方向移位的柱面透镜板45在光轴方向是扁平的。

作为根据上述这样的光扫描装置44的设计值用模拟法检测出的光学特性，下面将参照图9～图13的例子说明主扫描方向和付扫描方向像面弯曲的特性曲线。

这里图9～图13所例示的特性图中，(a)是主扫描方向的像面弯曲，(b)是付扫描方向的像面弯曲。在这些特性图中纵轴代表距被扫描面中的扫描中心的距离，它相当于A4纸的有效扫描长度一半的110(mm)，横轴代表发生像面弯曲的量，负方向为与校正透镜28接近的方向。还在这些特性图中用实线示出各方向的像面弯曲，用虚线示出借助反方向的微分光线对像面的评价结果。

根据上述这样的光扫描装置44的设计值用模拟法检测出的像面弯曲，如，图9(a)示出主扫描方向的最大值是1.8(mm)左右，图(b)示出付扫描方向的最大值是0.8(mm)左右，可判明其光学特性是良好的。

检测出在使校正透镜28沿付扫描方向只移位0.1(mm)的状态时的像面弯曲，相对于图9所示的设计值的变化，图10(a)示出在主扫描方向变化很小，图(b)示出在付扫描方向实线是3.1(mm)，虚线是5.0(mm)。这表示着在用主扫描装置44形成主扫描线时，沿付扫描方向发生了多大的像面弯曲。

在上述这样的状态下，检测出使柱面透镜14沿付扫描方向只移位0.1(mm)的像面弯曲；如图11(a)、(b)所示，可见各方向都得到与图9所示的设计值近似的结果。这意味着能通过调整柱面透镜14的位置来校正因校正透镜28的装配误差等所产生的光学象差。

检测出在多面反射镜24的反射面25上只产生0.1偏差时的像面弯曲，相对于图9所示的设计值的变化，由图12(a)可见在主扫描方向上是很小的，而由同图(b)可见在付扫描方向上发生很大的像面弯曲。

在上述这样的状态下，检测出使柱面透镜14沿付扫描方向只移位0.1(mm)时的像面弯曲，如图13(a)、(b)所示，可见各方面都得到与图9所示的设计值近似的结果。这意味着通过调整柱面透镜14的位置也能校正因多面反射镜24的反射面25的偏差产生的光学象差。

在本实施例的光扫描装置44中，如图8所示，使柱面透镜板45的外宽和内部框架13的凹部48的内宽相等以防止滑移的柱面透镜14的转动，把用以嵌合卡板50的一个凸部51的一个开口孔52制作在柱面透镜板45的上部。然而，本发明不限于上述实施例，如图14所示，也可以使柱面透镜板53的外宽比内部框架13的凹部48的内宽小，以使柱面透镜14在自由滑动时也可有微小的自由转动，用以嵌合卡板54的二个凸部55的二个开口孔56制作在柱面透镜板53的上部。

似这样，因为在使柱面透镜14沿付扫描方向滑动移动以进行位置调整时也能调整其光轴中心的转动角度，所以能获得更好的光学特性。而且在这样的场合还能省略内部框架13的凹部48。

进而如图8所示，在使预先固定有柱面透镜14的柱面透镜板45精密地嵌合在内部框架13的凹部48中以便滑动移动的光扫描装置44中，当将柱面透镜14固定到柱面透镜板45上时，也能调整其光轴中心的转动角度。

而且，本发明所说的上、下等方向，是为了简化说明而临时按当时的情况定义的，它并不限于设置实际装置所使用的方向。

Claims (12)

1、一种光扫描装置，转动自如的多面反射镜的反射面位于半导体激光发生器的发射光路上，在该半导体激光发生器与该多面反射镜的反射面之间至少装设有准直透镜、成像透镜、折光反射镜和柱面透镜，沿付扫描方向移动自如的被扫描面位于上述多面反射镜的主扫描光路上，其间至少装设有校正透镜，其特征在于上述半导体激光发生器、上述准直透镜、上述柱面透镜、作为上述成像透镜的平凸透像、上述折光反射镜、上述校正透镜等各自的光轴中心都位于包含上述多面反射镜的旋转轴的平面内，上述半导体激光发生器、上述准直透镜和上述柱面透镜都设置在上述多面反射镜的上面的上方。

2、按照权利要求1所述的光扫描装置，其特征在于它还包括：

可旋转自如地轴支承上述多面反射镜的驱动马达；

支承上述驱动马达的平板形的基座；

安装在上述基座上、其上装有上述半导体激光发生器、上述准直透镜、上述柱面透镜、上述折光反射镜和上述校正透镜、并包围着多面反射镜的壳体；

至少一个使上述校正透镜的透过光路偏向上述被扫描面的外部反射镜；

其上装有外部反射镜并安装在上述壳体外面的外部框架。

3、按照权利要求2所述的光扫描装置，其特征在于还包括设置在外部框架上、可自由移位地支承与上述被扫描面直接相对的上述外部反射镜并保持定位的反射镜调整机构。

4、按照权利要求2所述的光扫描装置，其特征在于还包括：设置在上述外部框架上，用以检测标出位置的光传感器；

设置在上述外部框架上的反射镜，它将上述激光偏向沿上述校正透镜的透过光路上设置的上述光传感器的受光部。

5、按照权利要求1所述的光扫描装置，其特征在于还设置有在与光轴正交的平面上可自由移动地支承上述柱面透镜并将其定位的透镜支承机构。

6、按照权利要求5所述的光扫描装置，其特征在于沿付扫描方向可自由移动地设置上述柱面透镜。

7、按照权利要求5所述的光扫描装置，其特征在于上述柱面透镜可移动自如地设置在沿以光轴为中心的旋转方向上。

8、按照权利要求2所述的光扫描装置，其特征在于在上述壳体上与上述透镜支承机构相连的位置上制作有一开孔。

9、按照权利要求2所述的还设置有安装在上述壳体上的、其上装有上述成像透镜、上述柱面透镜和上述折光反射镜的内部框架。

10、按照权利要求8所述的光扫描装置，其特征在于还在上述内部框架上设置有遮蔽上述激光周围对激光整形用的开孔。

11、按照权利要求2所述的光扫描装置，其特征在于还设置有安装在上述壳体上的光发射单元，此光发射单元上以便于上述激光进行对中调整的方式装设有上述半导体激光发生器和上述准直透镜。

12、按照权利要求1所述的光扫描装置，其特征在于还包括：

可旋转自如轴支承上述多面反射镜的驱动马达；

支承上述驱动马达的平板形基座；

安装在上述基座上、其上装有上述半导体激光发生器、上述准直透镜、上述柱面透镜、上述折光反射镜和上述校正透镜并包围着着上述多面反射镜的壳体；

至少一个使上述校正透镜的透过光路偏向上述被扫描面的外部反射镜；

安装在上述壳体外面，其上装有上述外部反射镜的外部框架；

设置在上述外部框架上、可自由移位地支承与上述被扫描面直接相对的上述外部反射镜，并保持定位的反射镜调整机构；

安装在上述壳体上、其上装有上述成像透镜、上述柱面透镜和上述折光反射镜的内部框架；

安装在上述壳体上的光发射单元，此光发射单元上以便于上述激光进行对中调整的方式装设有上述半导体激光发生器和上述准直透镜。

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