CN109633894A - 光学扫描设备和图像形成设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种光学扫描设备和图像形成设备，包括光源，用于发散光束；第一光学单元，用于使所述光源发出的光束在主扫描方向上准直，在副扫描方向上聚焦；光学偏转器，用于偏转所述光源发射的光束；成像光学系统，用于将所述光学偏转器偏转的光束引导至被扫描面上成像；所述光学偏转器在以最大偏转角度对所述光源发射的光束进行偏转时，所述成像光学系统的出射光束在所述主扫描方向上与被扫描面的法线形成最大入射夹角φ_max，且成像光学系统成像在被扫描面上成像形成光斑的光斑倾斜率满足：从而降低转印图像边缘模糊的可能性，提高了光学扫描成像质量。

Description

光学扫描设备和图像形成设备

技术领域

本发明涉及光学扫描技术，尤其涉及一种光学扫描设备和图像形成设备。

背景技术

光学扫描设备广泛应用于打印成像、图文复印、激光打码及医学影像等图像形成领域中。例如在记录介质上形成图像的打印机或复印机产品中，使用光学扫描设备在感光鼓的被扫描面上扫描形成静电潜像，然后进行显像处理后转印在纸面实现打印或复印。而光学扫描设备的尺寸对整体产品的体积影响较大，为了减小整体产品的体积，需要在保证扫描精确度及扫描质量的前提下实现光学扫描设备的小型化。

现有的光学扫描设备，通过改变透镜系统的折射率和表面曲率等方式加大主扫描方向的最大扫描入射角度，减短光路，以减小光学扫描设备的体积。

但是光束入射在感光鼓的最大扫描入射角度过大容易导致感光鼓的边缘两端曝光点位置倾斜，从而增大了实际曝光点尺寸，进而导致转印图像的边缘模糊。现有的光学扫描设备的成像质量不高。

发明内容

本发明提供一种光学扫描设备和图像形成设备，提高了光学扫描成像的质量，改善了转印图像边缘模糊的问题。

根据本发明的第一方面，提供一种光学扫描设备，包括：

光源，用于发散光束；

第一光学单元，用于使所述光源发出的光束在主扫描方向上准直，在副扫描方向上聚焦；

光学偏转器，用于偏转所述光源发射的光束；

成像光学系统，用于将所述光学偏转器偏转的光束引导至被扫描面上成像；

所述光学偏转器在以最大偏转角度对所述光源发射的光束进行偏转时，所述成像光学系统的出射光束在所述主扫描方向上与被扫描面的法线形成最大入射夹角φ_max，且所述成像光学系统成像在所述被扫描面上成像形成光斑的光斑倾斜率满足如下公式一：

其中，a为所述光斑在所述主扫描方向上的尺寸大小，e为光斑倾斜量，且b为所述光斑在副扫描方向上的尺寸大小，所述副扫描方向与所述主扫描方向垂直，β为所述成像光学系统的出射光束在所述副扫描方向上与所述被扫描面的法线形成的夹角。

可选地，在第一方面的一种可能实现方式中，所述φ_max满足如下公式二：

35°≤φ_max<45° 公式二。

可选地，在第一方面的另一种可能实现方式中，所述φ_max为35°。

可选地，在第一方面的再一种可能实现方式中，所述β满足如下公式三：

5°≤β≤10° 公式三。

可选地，在第一方面的又一种可能实现方式中，所述β为5°或7°。

可选地，在第一方面的又一种可能实现方式中，

60μm≤a≤80μm，70μm≤b≤90μm

a为所述光斑在所述主扫描方向上的尺寸大小；

b为所述光斑在副扫描方向上的尺寸大小。

可选地，在第一方面的又一种可能实现方式中，还包括：光阑单元；

所述光阑单元使所述光源发射的光束成形。

可选地，在第一方面的又一种可能实现方式中，所述第一光学光学单元包括变形透镜，

或者包括独立的准直透镜和圆柱透镜。

可选地，在第一方面的又一种可能实现方式中，所述成像光学系统为F-θ透镜。。

根据本发明的第二方面，提供一种图像形成设备，包括：

本发明第一方面以及第一方面各种可能设计的所述光学扫描设备；

感光装置，具有所述被扫描面，用于在所述被扫描面上感应所述光学扫描设备出射的光束形成静电潜像；

显影装置，用于将所述静电潜像显影形成碳粉图像；

转印装置，用来将所述碳粉图像转印到转印介质上；

定影装置，用来对转印介质上的被转印的碳粉图像定影。

本发明提供的一种光学扫描设备和图像形成设备，包括光源，用于发散光束；第一光学单元，用于使所述光源发出的光束在主扫描方向上准直，在副扫描方向上聚焦；光学偏转器，用于偏转所述光源发射的光束；成像光学系统，用于将所述光学偏转器偏转的光束引导至被扫描面上成像；所述光学偏转器在以最大偏转角度对所述光源发射的光束进行偏转时，所述成像光学系统的出射光束在所述主扫描方向上与被扫描面的法线形成最大入射夹角φ_max，且成像光学系统成像在被扫描面上成像形成光斑的光斑倾斜率满足：从而改善了转印图像边缘模糊的问题，提高了光学扫描成像质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种光学扫描设备的主扫描面的光学构造示意图；

图2是本发明实施例提供的一种光学扫描设备的副扫描面的光学构造示意图；

图3是本发明实施例提供的一种光学扫描设备光束入射被扫描面的侧视示意图；

图4是本发明实施例提供的一种光学扫描设备光束入射被扫描面的俯视示意图；

图5是本发明实施例提供的一种光学扫描设备光束入射被扫描面的光斑示意图；

图6是本发明实施例提供的另一种光学扫描设备光束入射被扫描面的光斑示意图；

图7是本发明实施例提供的一种光学扫描设备光束入射被扫描面的光斑立体示意图；

图8是光束入射感光鼓表面时的光能分布比对图；

图9是本发明实施例提供的一种图像形成设备结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个、三个等，除非另有明确具体的限定。

应当理解，在本发明中，“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列单元的系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些产品或设备固有的其它单元。

应当理解，在本发明中，“多个”是指两个或两个以上。“包括A、B和C”是指A、B、C三者都包括，“包括A、B或C”是指包括A、B、C三者之一，“包括A、B和/或C”是指包括A、B、C三者中任1个或任2个或3个。

应当理解，在本发明中，“与A对应的B”、“与A相对应的B”、“A与B相对应”或者“B与A相对应”，表示B与A的形状或功能具有对应关系，根据A可以确定B。根据A确定B并不意味着仅仅根据A确定B，还可以根据A和/或其他信息确定B。

下面以具体地实施例对本发明的技术方案进行详细说明。所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终以相同或类似的标号表示相同或类似的组件或具有相同或类似功能的组件。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。

在下面各种实施例中，术语“主扫描方向”是指与光学偏转器的转动轴和成像光学系统的主光轴都垂直的方向，也可以理解为是光学偏转器偏转所述光源发射的光束后，使光束在被扫描面上来回扫描的方向。

相应地，术语“副扫描方向”可以理解为是与光学偏转器的转动轴平行的方向，也可以理解为与主扫描方向垂直的方向。

相应地，术语“扫描平面”，是成像光学系统的出射光束来回扫描所在的平面。

在下面各种实施例中，术语F-θ透镜，又称为f-theta透镜。对于单色光成像，此类透镜的像面为一平面，而且整个像面上像质一致，且像差小。对于一定的入射光偏转速度对应着一定的扫描速度，因此可用等角速度的入射光实现等线速度的线性扫描。

参见图1，是本发明实施例提供的一种光学扫描设备的主扫描面的光学构造示意图。如图1所示的光学扫描设备主要包括：光源1、光阑2、第一光学单元3、光学偏转器4和成像光学系统5。

其中，光学偏转器4，用于偏转所述光源1发射的光束，使所述光束在主扫描方向上进行扫描。光学偏转器4沿着主扫描方向X将光束偏转到被扫描面6上，并使光束随着光学偏转器4的转动而在被扫描面6上来回扫描。光学偏转器4的一种可选结构，可以是具有多个反射镜表面的旋转光学多面体(例如具有6个反射镜面的旋转六面体)，也可以是含有多个透镜的透光盘。光学偏转器4还可以设置有旋转控制器，以控制该光学偏转器4的旋转角度和速度。光源1发出的光束照到光学偏转器4的反射镜面上，发生偏转并朝向被扫描面6反射，并随着光学偏转器4的旋转而使得光束在被扫描面6上沿着主扫描方向X被扫描。

成像光学系统5，用于将所述光学偏转器4偏转的光束引导至被扫描面6上成像。成像光学系统5设置在光学偏转器4与被扫描面6之间，使得被光学偏转器4偏转的光束在被扫描面6上成像。成像光学系统5可以是塑料的光学元件，也可以是玻璃的光学元件。图1所示的成像光学系统5为单独的一个透镜，但本发明不局限于此，成像光学系统5也可以是相互光学耦合的多个透镜。

参见图2，是本发明实施例提供的一种光学扫描设备的副扫描面的光学构造示意图。如图2所示的被扫描面6是由感光鼓提供的，且图2所示感光鼓的转轴低于入射光束的扫描平面，以使得被扫描面6的法线与入射光束成夹角β。参见图3，是本发明实施例提供的一种光学扫描设备光束入射被扫描面6的侧视示意图。图3中的被入射面是以感光鼓表面作为示例，光束入射到感光鼓表面时，光束与照射点的法线夹角为β，光束在副扫描方向的宽度为b，光束在副扫描方向上照射在感光鼓表面的宽度尺寸c。从图3中可以看出，光束在副扫描方向上照射在感光鼓表面的宽度尺寸c的方向与图3中竖直方向(与感光鼓转轴和光束的扫描平面都相垂直的方向)夹角也为β。

参见图4，是本发明实施例提供的一种光学扫描设备光束入射被扫描面的俯视示意图。感光鼓的直径尺寸通常都在20mm以上，而光斑在主扫描方向尺寸大小a和副扫描方向尺寸大小b通常都在100μm以下。因此，对于感光鼓表面的光斑，虽然是照射在圆柱面的感光鼓表面上，但因尺寸差距较大，可以近似的按照平面来对感光鼓表面进行分析。光束入射感光鼓表面时，光斑在主扫描方向的尺寸大小为a，与成像光学系统5主光轴的夹角为Φ，由于光束是斜入射在感光鼓表面，感光体表面上的光斑形状可以是用平行四边形等效来进行分析。

参见图5，是本发明实施例提供的一种光学扫描设备的光束入射被扫描面的光斑示意图。参见图6，是本发明实施例提供的另一种光学扫描设备的光束入射被扫描面的光斑示意图。在图5所示的光斑可以理解为是光束入射在感光鼓两端的远端光斑形状，而图6所示的光斑可以理解为是光束入射在感光鼓中间的近端光斑形状，矩形形状的等效光斑可以理解为φ为0°的入射情况。图5所示的光斑，由于光束对被扫描面6的入射角较大，光斑形状通常会产生倾斜。在主扫描方向上，以光斑中心尺寸为光斑基准位置，将该光斑两侧在主扫描方向上超出光斑基准位置的尺寸确定为光斑倾斜量e，参见图4和图5。

参见图7，是本发明实施例提供的一种光学扫描设备光束入射被扫描面的光斑立体示意图。如图7中所示，平面BHEC等效于感光鼓表面所在的平面，可以理解为是被扫描面6。其中BC平行于主扫描方向，CE垂直于BC，平面BHEC上的平行四边形GHMC等效于光束照射在感光鼓表面的区域。平面DEFC垂直于BC，DE的长度等于光斑在副扫描方向上的长度b。由于DC垂直于BC，C1-C在光束的照射方向上，那么C1-C与DC的夹角等效为成像光学系统5的出射光束在所述主扫描方向上与被扫描面6交点处的法线形成的入射夹角φ(扫描角达到最大值时φ为φmax)。根据图3中可以得出，在副扫描方向上，入射在感光鼓区域的光束与感光鼓交点处的法线的夹角为β，可以等效为图7中DE与CE的夹角为β。由于CE与HM及GC垂直，其长度为光斑在副扫描方向上落在感光鼓表面的宽度尺寸c。而C2-C等于光斑倾斜量e的2倍长度。GC的长度等于光斑的长度a，则根据图7的光斑与感光鼓的立体模型，可以确定光斑倾斜量e的大小可以表示为：其中，b为所述光斑在副扫描方向上的尺寸大小，所述副扫描方向为与所述成像光学系统5的出射光束的扫描平面相垂直的方向，β为所述成像光学系统5的出射光束在所述副扫描方向上与所述被扫描面6的法线形成的夹角。

在光束在被扫描面6上来回扫描的过程中，副扫描方向上的尺寸大小b和光束在副扫描方向上与被扫描面6的法线形成的夹角β固定不变，而扫描位置不断变化导致φ不断变化，光斑倾斜量e也随着φ变化而变化。如果光斑越远离成像光学系统5的主光轴，光斑倾斜量e的数值也会越大，这就会导致光斑在主扫描方向的曝光尺寸增大，导致感光鼓的边缘两端曝光点位置倾斜，从而增大了实际曝光点尺寸，进而对打印的图像质量产生影响。为了保证打印图像的质量，避免潜像曲变，本实施例所述光学偏转器4在以最大偏转角度对所述光源1发射的光束进行偏转时，所述成像光学系统5的出射光束在所述主扫描方向上与被扫描面6的法线形成最大入射夹角φ_max，且所述成像光学系统5成像在所述被扫描面6上成像形成的光斑的光斑倾斜率e/a满足如下公式一：

其中，a为所述光斑在所述主扫描方向上的尺寸大小，e为光斑倾斜量，且b为所述光斑在副扫描方向上的尺寸大小，所述副扫描方向为与所述成像光学系统5的出射光束的扫描平面相垂直的方向，β为所述成像光学系统5的出射光束在所述副扫描方向上与所述被扫描面6的法线形成的夹角。

在一种可选的结构中，成像光学系统5可以使经过偏转器4偏转的光束在主扫描方向X上，以恒定的线速度在被扫描面6上扫描移动，并且在主扫描方向X及副扫描方向Y上将光束在被扫描面6上聚焦形成光斑。

以图1和图2所示的光学扫描设备结构为例，所述成像光学系统5可以是F-θ透镜。光学扫描设备可选的一组参数可以如下表一所示。

表一

参数名	数值
		最大有效扫描角的一半为θ<sub>max</sub>(单位：°)	52.08
有效扫描宽度W(单位：mm)	216
		Fθ系数K(单位：mm/rad)	118.826
最大扫描高度Y<sub>max</sub>(单位：mm)	±108
		最大入射角φ<sub>max</sub>(单位：°)	36.84
激光波长λ(单位：nm)	788
		透镜折射率n	1.535
光学偏转器4至透镜入射面的距离L1(单位：mm)	21.9
		透镜厚度L2(单位：mm)	9.0
透镜出射面至感光单元表面的距离L3(单位：mm)	95.8

如表一所示，光学扫描设备的最大有效扫描角度一半可以为52.08°，其中，最大有效扫描角度可以理解为是成像光学系统5入射光的最大有效扫描角度。光学扫描设备的有效扫描宽度可以为216mm，可以理解为是成像光学系统5出射光在被扫描面6沿主扫描方向上的扫描宽度，也可以理解为是被扫描面6上沿主扫描方向上的有效宽度，例如打印机中感光鼓的横向有效扫描宽度。光学扫描设备的最大扫描入射角为φ_max时(36.84°)，感光体上光斑位置距离光轴中心的距离为焦距，φ_max为36.84°时光学扫描设备的最大扫描高度可以为108mm。光学扫描设备在主扫描方向上入射在被扫描面6的最大入射角可以为36.84°，可以理解为在主扫描方向上的最外侧的偏转光束与被扫描面6的法线形成的角度。光源1可以是采用激光二极管(laser diode，简称：LD)的点光源，且光源1的激光波长可以为788纳米。成像光学系统5可以是F-θ透镜，所述F-θ透镜的折射率可以为1.535。所述光学偏转器4的偏转面至所述F-θ透镜的主光轴入射面的距离可以为21.9mm，参见图1所示的L1。所述F-θ透镜的主光轴透镜厚度可以为9mm，参见图1所示的L2。所述F-θ透镜的主光轴出射面沿所述主光轴方向至所述被扫描面6的距离可以为95.8mm，参见图1所示的L3。

为了满足上述公式一，可以采用多种实现方式，例如所述φ_max满足如下公式二：

35°≤φ_max<45° 公式二。

可选地，所述φ_max可以为35°，能够获取到较小的光斑倾斜量和光斑倾斜率。以下通过三组实施方案进行不同大小光斑在不同φ_max情况下的光斑倾斜量和光斑倾斜率分析。其中实施方案1中β为5°，实施方案2中β为7°，实施方案3中β为10°。

表二是实施方案1的数据示例。实施方案1中β设定为5°，对应不同光斑的尺寸，以及对应不同的Φ_max时，光斑倾斜量e，以及光斑倾斜率e/a的数值如下。

表二

表三是实施方案2的数据示例。实施方案1中β设定为7°，对应不同光斑的尺寸，以及对应不同的Φ_max时，光斑倾斜量e，以及光斑倾斜率e/a的数值如下。

表三

表四是实施方案3的数据示例。实施方案1中β设定为10°，对应不同光斑的尺寸，以及对应不同的Φ_max时，光斑倾斜量e，以及光斑倾斜率e/a的数值如下。

表四

表二至表四中的7个光斑尺寸，是最通用的光斑尺寸。通常在实现600dpi分辨率的激光扫描设备中的光斑尺寸在主扫描方向上为60～80μm，而在副扫描方向上为70～90μm。

参考图8，是光束入射感光鼓表面时的光能分布比对图。图8中采用的是主扫描方向光斑大小a＝60μm，副扫描方向光斑大小b＝80μm的光束，对应表二至表四中的光斑2。图8是对光斑倾斜情况的直观比较。图8中Φ＝0°表示光束入射感光鼓表面与成像光学系统5的主光轴交点位置的光斑光能分布图。在与Φ＝0°对应的三幅光能分布图中光斑是没有产生倾斜的，对应打印的画质最优。与Φ＝35°对应的光能分布图，可以看到光斑是有轻微倾斜的，但不明显。与Φ＝45°对应的光能分布图，光斑倾斜量进一步加大。尤其在β＝10°、Φ＝45°时，其对应的光斑已经具有人眼可识别的明显倾斜，很可能对打印图像的画质产生影响。

下面结合上述表二至表四，用光斑倾斜量e和光斑倾斜率e/a来对光斑的倾斜状态进行比较。

在实施方案1对应的表二和实时方案2对应的表三中，都没有大于10％的光斑倾斜率。实施方案1与图8中第一行光能分布图对应，实时方案2与图8中第二行光能分布图对应。

图8中第一行Φ＝35°的光能分布图对应表二中光斑倾斜率4.1％；Φ＝45°的光能分布图对应表二中光斑倾斜率5.8％。表二中各光斑对应的光斑倾斜率，都随着Φ的增大而增大，但均小于10％。

图8中第二行Φ＝35°的光能分布图对应表三中光斑倾斜率5.7％，未见明显倾斜；Φ＝45°的光能分布图对应表三中光斑倾斜率8.2％，有轻微倾斜。表三中各光斑对应的光斑倾斜率，都随着Φ的增大而增大，但也均小于10％，未对成像质量和打印图像质量造成影响。

图8中第三行Φ＝35°的光能分布图对应表四中光斑倾斜率8.2％，倾斜程度与表三中Φ＝45°对应光斑一致，有轻微倾斜；图8中第三行Φ＝45°的光能分布图对应表四中光斑倾斜率11.8％，有明显倾斜。表四中各光斑对应的光斑倾斜率，也是随着Φ的增大而增大，但有四个大于10％的光斑倾斜率，分别是与Φ＝45°对应的10.3％、11.8％、10.1％和11.3％，都会对成像质量和打印图像质量造成影响。

对表二至表四所示数据进行纵向比较，可以得到，β加大之后，同一光斑的光斑倾斜量e以及光斑倾斜率e/a的数值都会加大。相应地，参见图8第三列Φ＝45°的光能分布图变化，随着β加大而越倾斜。参见图8中β＝7°对应的三幅光能分布图，Φ＝0°对应的光斑仍然是没有倾斜的；但Φ＝35°对应的光斑相比β＝5°时已经有轻微倾斜，其对应光斑倾斜率为8.2％，仍小于10％；当Φ＝45°时，出现明显倾斜，光斑倾斜率为11.8％。可见β越小，对光斑的倾斜影响越小，参见表二与表三，实施方案2与方案1相比，β从7°减小至5°的情况下，同一光斑的光斑倾斜量e以及光斑倾斜率e/a的数值也都减小。在目前常用的七种光斑尺寸(参见表二至表四中的光斑1-7)上，表一和表二中光斑倾斜率e/a最大为8.2％，没有超过10％，都不会对打印画质产生明显影响。与实施方案1以及实施方案2相比，β加大之后，同一光斑的光斑倾斜量e以及光斑倾斜率e/a的数值都继续加大，尤其是Φ＝40°时，光斑倾斜率e/a的最大值已经达到9.9％，没有超过10％，不会对画像产生显著的影响，可以使用。但是当Φ继续加大到Φ_max为45°时，在目前的常用光斑尺寸上，e/a的最大值已经达到11.8％，已经超过临界值10％，11.8％与图8中β＝10°，Φ＝45°的光能分布图相对应，其所示光斑已经出现显著的倾斜，在实际画像上已经会产生显著的画像缺陷。

上述三个表中7种光斑的尺寸即满足1.0≤(b/a)≤1.33，随着Φ的增大(35°增加到45°)，同一光斑的光斑倾斜量e也会随之加大，光斑倾斜率e/a同样也会加大，但是，只有实施方式3中β＝10°，Φ＝45°时e/a存在超过10％的情况，其他组合都不会对画像产生明显的影响。可见在通用的光斑尺寸中，只要将Φ的最大值控制在40°以下，就能保证光斑倾斜率e/a小于10％，不会因扫描角过大而对打印的边缘图像质量造成影响。

本发明提供的一种光学扫描设备和图像形成设备，包括光源1；光学偏转器4，用于偏转所述光源1发射的光束，使所述光束在主扫描方向上进行扫描；成像光学系统，用于将所述光学偏转器4偏转的光束引导至被扫描面6上成像；所述光学偏转器4在以最大偏转角度对所述光源1发射的光束进行偏转时，所述成像光学系统的出射光束在所述主扫描方向上与被扫描面6的法线形成最大入射夹角φ_max，且成像光学系统成像在被扫描面6上成像形成光斑的光斑倾斜率满足：从而降低转印图像边缘模糊的可能性，提高了光学扫描成像质量。

光斑的尺寸在其他情况下也可以实现本实施例的方案，本发明并不对此进行限制。作为一种可选的实现方式，以有机光导体(Organic Photoconductor，简称：OPC)作为被扫描面6，在β＝5°的情况下，当b/a为1.14时，在主扫描方向，Φ＝36.8°时，通过计算OPC表面副扫描方向的倾斜量e为2.67μm，若在副扫描方向，β＝5.1°，得到光斑倾斜率e/a为3.8％，没有超过10％，同样不会影响画像质量。

在现有的一些光学扫描设备中，例如现有的一些打印机中的扫描设备，如果β设置过小，而感光鼓表面为金属材质，在副扫描方向入射到感光鼓表面的光束在正入射或者接近正入射的情况下，可以理解为在副扫描方向上入射光束与感光鼓的法线形成的角度为零度或是接近零度，此时部分光束很可能被感光鼓反射回成像光学系统5和光学偏转器4中，然后重新被光学偏转器4偏转至被扫描面6的其他位置，形成“幻影”问题。在一种可选的实现方式中，为了避免“幻影”问题，所述β满足如下公式三：

5°≤β≤10° 公式三。

在多次实验中，β的取值满足公式三的情况下可以具有最优表现。在一种可选的β的取值方式中，结合上述表二至表四对应的实施方案，所述β可以优选为5°或7°，减小光斑倾斜率e/a的值，提高成像和打印图像的准确性。

在上面各组实验中，光源1、光学偏转器4和成像光学系统5的结构采用相同结构，仅对光斑尺寸、φ以及β进行变量控制。可选地，所述光源1可以是至少一个可调制的点光源，从而对光源发出光束的尺寸进行调制。

参见图1，光阑2可以设置在所述点光源1侧，用于使所述光源1发出的光束成形。光阑2可以理解为是具有圆形通孔或方形通孔的光圈，用于对从光源1发射出来的光束成形，以在被扫描面6上形成圆形或方形光斑。光阑2的开口，使光源1发射的光束成形，该开口例如是圆形、或是椭圆形、或是方形。虽然在图1和图2中光阑2设置在光源1和第一光学单元3之间，但是光阑2的位置不受此限制，例如，光阑2可以设置在第一光学单元3和偏转器4之间。此外，还可以省略光阑2。

可选地，所述第一光学单元3可以是变形透镜、或柱状准直透镜。变形透镜可以理解为是执行准直透镜和圆柱透二者功能的透镜。

可选地，所述光学偏转器4可以包括多面体主体，所述多面体主体的表面形成多个反射镜面。所述多面体主体沿旋转轴旋转，所述旋转轴的中轴线与所述副扫描方向平行。优选地，旋转多面体具有4个反射镜面。

参见图9，是本发明实施例提供的一种图像形成设备结构示意图，图9所示的图像形成设备104主要包括：如上述各种实施例中所述的光学扫描设备100，以及感光装置101、显影装置107、转印装置108、定影装置113。

其中，感光装置101，具有所述被扫描面6，用于在所述被扫描面6上感应所述光学扫描设备出射的光束形成静电潜像。

显影装置107，用于将所述静电潜像显影形成碳粉图像。

转印装置108，用来将所述碳粉图像转印到转印介质上。

定影装置109，用来对转印介质上的被转印的碳粉图像定影。

具体地，继续参见图9，图像形成设备104接收从诸如个人计算机等的外部装置117的代码数据Dc的输入。通过该设备内的控制器111，将代码数据Dc转换成图像信号(点数据)Di。将图像信号Di输入给根据上述实施例之一的光学扫描设备100。从光学扫描设备100发射根据图像信号Di调制后的光束103，并且光束103在主扫描方向上扫描感光装置101(例如是所述感光鼓)的感光面(所述被扫描面)。控制器111不仅进行上述数据转换，而且对诸如后述的电动机105等图像形成设备内的各种部件进行控制。感光装置101作为静电潜像承载构件，由电动机105驱动而顺时针方向转动，并在转动过程中，使得感光装置101的感光面相对于光束103在副扫描方向上移动。感光装置101通过设置在感光装置101上方并与感光面接触的充电辊102，使得感光面均匀带电。在一种实现方式中，充电辊102可以是响应光学扫描设备100的光束103照射，而对感光面充电。即检测到光学扫描设备100发出扫描的光束，则充电辊102对感光面充电。在一种实现方式中，还包括显影装置107(显影器)。在通过光束103照射感光面，在感光面上形成静电潜像之后，设置在感光装置101的转动方向的下游的与感光面接触设置的显影装置107，从光束103的照射位置开始将静电潜像显影为调色剂图像。以对着感光装置101的方式设置在感光鼓101下游的转印装置108(转印辊)，将通过显影装置107所显影的调色剂图像转印至转印介质112(例如薄片、纸张、相纸等)上。将转印介质112储存在感光装置101上游(图9的右边)的介质存放盒中，并继续保持转印介质的进给。在介质存放盒的边缘处设置进给辊110，从而将介质存放盒内的转印介质112进给至输送路径。将如上所述转印了未定影的调色剂图像的转印介质112进一步输送至感光装置101下游(图9的左边)的定影装置109。定影装置109包括内置有定影加热器(未示出)的定影辊113和被设置成向定影辊113施压的加压辊114。定影装置109在加热的同时，在定影辊113和加压辊114的加压部处对从转印辊108输送来的转印介质112施压，从而将未定影的调色剂图像定影在转印介质112上。此外，在定影辊113的下游还可以设置有排出辊对116，从而将定影了调色剂图像的转印介质112从图像形成设备104传输到外部。由此完成印刷操作。

在本发明的描述中，需要理解的是，所使用的术语“中心”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“顶端”、“底端”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”“轴向”、“周向”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的位置或原件必须具有特定的方位、以特定的构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等应做广义理解，例如可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成为一体；可以是机械连接，也可以是电连接或者可以互相通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以使两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种光学扫描设备，包括：

光源，用于发散光束；

第一光学单元，用于使所述光源发出的光束在主扫描方向上准直，在副扫描方向上聚焦；

光学偏转器，用于偏转所述光源发射的光束；

成像光学系统，用于将所述光学偏转器偏转的光束引导至被扫描面上成像；

其特征在于，所述光学偏转器在以最大偏转角度对所述光源发射的光束进行偏转时，所述成像光学系统的出射光束在所述主扫描方向上与被扫描面的法线形成最大入射夹角φ_max，且所述成像光学系统成像在所述被扫描面上成像形成光斑的光斑倾斜率满足如下公式一：

其中，a为所述光斑在所述主扫描方向上的尺寸大小；

e为光斑倾斜量，且

b为所述光斑在副扫描方向上的尺寸大小，所述副扫描方向与所述主扫描方向垂直；

β为所述成像光学系统的出射光束在所述副扫描方向上与所述被扫描面的法线形成的夹角。

2.根据权利要求1所述的光学扫描设备，其特征在于，所述φ_max满足如下公式二：

35°≤φ_max<45° 公式二。

3.根据权利要求1或2所述的光学扫描设备，其特征在于，所述φ_max为35°。

4.根据权利要求1或2所述的光学扫描设备，其特征在于，所述β满足如下公式三：

5°≤β≤10° 公式三。

5.根据权利要求4所述的光学扫描设备，其特征在于，所述β为5°或7°。

6.根据权利要求1所述的光学扫描设备，其特征在于，

其中60μm≤a≤80μm，70μm≤b≤90μm

a为所述光斑在所述主扫描方向上的尺寸大小；

b为所述光斑在副扫描方向上的尺寸大小。

7.根据权利要求1所述的光学扫描设备，其特征在于，还包括：光阑单元；

所述光阑单元使所述光源发射的光束成形。

8.根据权利要求1所述的光学扫描设备，其特征在于，所述第一光学光学单元包括变形透镜，

或者包括独立的准直透镜和圆柱透镜。

9.根据权利要求1所述的光学扫描设备，其特征在于，所述成像光学系统为F-θ透镜。

10.一种图像形成设备，其特征在于，包括：

权利要求1至9任一所述的光学扫描设备；

感光装置，具有所述被扫描面，用于在所述被扫描面上感应所述光学扫描设备出射的光束形成静电潜像；

显影装置，用于将所述静电潜像显影形成碳粉图像；

转印装置，用来将所述碳粉图像转印到转印介质上；

定影装置，用来对转印介质上的被转印的碳粉图像定影。