CN1484062A - 一种光扫描装置和成像装置 - Google Patents

Abstract

通过以光阑元件的孔径部分限制激光束沿主扫描方向的宽度的方式，减少激光束在有效扫描区域的外侧在主扫描方向的宽度。因此，抑制闪烁光的产生，并且提高了光量的均匀度。即，采用饱和光学系统的光扫描装置可以抑制由闪烁光而引起的图像质量的降低。

Description

一种光扫描装置和成像装置

技术领域

本发明与一种光扫描装置和一种成像装置有关。

背景技术

近年来，在成像装置中，诸如激光束打印机或者数字复印机，相应于高速和成像厚度的要求实现了一种所谓的饱和光学系统(overfilledoptical system)，该光学系统的特征在于，在主扫描方向较光反射器的棱镜(旋转棱镜)的反射面具有更大的宽度的光通量(light flux)入射到棱镜上，减小反射面的大小，而增加被扫描的反射面的数量。然而，在一种采用饱和光学系统的扫描光学系统中，由于采用其光量满足高斯分布的光束而进行扫描，所以对应于扫描面位置的变化，存在一个光量分布均匀度被损失的问题。例如，在主扫描线的中心部分的强度很高，而在边缘部分的强度低等问题。

为解决这个问题，日本专利申请公开第11-218702号(专利引证资料1)提出，通过在扫描方向设置一个光阑，该光阑的宽度在与扫描方向相切的方向上是变化的，而校正扫描平面的光量分布不均匀的问题。

图13和图14所示是一个由JP-ANo.11-218702号(专利引证资料1)所描述的光扫描装置的结构和原理示意图。在该光扫描装置中，从光源12所发射的光束经准直管透镜14汇聚，通过光阑17，该光阑与棱镜26旋转方向相切方向上的宽度是变化的，然后通过一个放大光学装置18，棱镜26，扫描光学系统24，以及一个折叠式反射镜30将光束聚焦在扫描平面32上。

在这一点上，如图24所示，其光量满足高斯分布的光束，经在相应于副扫描方向上而具有变化宽度的光阑17，被转变为一种等效于一种其光量呈现为具有不同峰值的高斯分布的组合的光束状态。其光分量已被转换的部分光束被棱镜26的反射面28反射以聚焦到被扫描的介质上。因而，位于正在被扫描的介质不同位置上的像点的光量也充分地相同，而形成均匀的光量分布，如图15所示。

因此，在JP-ANo.11-2187029(专利引证资料1)所描述的结构具有的一个功效是，能够校正由饱和光学系统所引起的光量均匀分布的衰减，特别地，由远离光轴(光轴外侧)位置的照度减少而引起的光量均匀分布的衰减。然而，存在的一个问题是在被扫描的面上对于光量分布变化的敏感性也因此而降低。例如，当一束激光具有非对称的光量分布时，有时为确保光量分布的均匀度而调节入射到旋转棱镜的光束的水平校准或者光阑部分在扫描方向上的位置，此时，在校准时需要进行大量次的调节。因此，光路偏离的设计光路位置，而引起在扫描面上光束直径被放大或者光束直径均匀度的丧失的问题。

另一方面，JP-A No.9-96769(专利引证资料2)公开了一种调节方法，其步骤包括：由多个设置在光扫描装置内部或者外部的检测器而检测采用饱和光学系统的光扫描装置内部的光量；调节光源光阑的光轴以使光量分布根据光量检测值而均匀化。

在该调节方法中，如图16所示，移动并调节光源24以使入射到扫描起始边的光量感应器81的光束强度与入射到扫描终止边的光量感应器84的光束的强度充分相等，而调节光束的水平校准。因此，激光束的强度分布的最大强度部分可以对应于光学系统的光轴，扫描起始端的光量以及扫描终止端的光量可以在方法不损失扫描面上的光束直径均匀度的基础上而被均匀化。然而，由饱和光学系统的所引起的光量均匀度的衰减，以及由在光轴外侧的照度降低而引起的在扫描两端的光量减少，不能被抑制。

另一方面，JP-A No.8-171069(专利引证资料3)公开，通过将入射到反射面或者表面的光通量的宽度值(即，旋转棱镜的旋转方向的宽度)设置为1.5或4倍于反射表面的宽度，从而将整个光学系统的光透射性的降低以及光量均匀度的衰减抑制在某一范围内，这样这种降低和衰减不会导致实际的问题。

然而，在JP-ANo.8-171069(专利引证资料3)所说明的方法中，当将该方法应用于图像质量要求较高的成像装置时会产生几个问题。

首先，例如，当D0/Fa＝1.5时，处于最大扫描角的棱镜上的光通量宽度不能完全覆盖偏转反射面，在扫描两端甚至在一个有效扫描区发生光量的减少，以及厚度的减少。

当D0/Fa＝4时，高强度的光线入射到棱镜反射表面的多个反射面之一，以及一个与扫描和偏转光束的反射面相邻近的反射面上(一个相邻反射面)。由相邻反射面所反射的多余光线不直接入射被扫描的记录介质的图像区域。然而，当多余光线被成像装置内的透镜等元件的一个端面等所反射时，多余光线以足以使被扫描的介质曝光的强度而达到记录介质，而形成所谓的闪烁光。该闪烁光在扫描面产生了一个重像(ghost)，而降低了图像质量。因而，为屏蔽闪烁光需要设置新的光屏蔽装置。

此外，如图17所示，即使将棱镜上的光通量宽度D0相对棱镜的反射面的扫描方向宽度Fa的比率D0/Fa设置为4，扫描起始位置的光量相对扫描中心位置的光量比也不会超过90％，且边缘位置的光量与中心位置的光量相比减少了12％。减少的数量依赖于成像装置的设计不同而变化。例如，在诸如彩色打印机等采用大量中间色调的成像装置中，厚度的变化可由肉眼而识别，因而成为达到高质量图像的一个相对大的瓶颈。

为抑制光量的减少，我们认为可利用JP-ANo.11-218702(专利引证资料1)所描述的光阑孔径17来校正光量分布。

然而，当光量分布(均匀度)由如专利引证资料1所描述的光阑孔径17而校正时，由于用于校正由上述描述的不对称分布所引起的光量均匀的校准改变量增加，导致光路偏移进一步增大，从而使光束直径均匀度衰减变得显著。

因此，对于将其棱镜上光通量宽度D0相对棱镜反射面的扫描宽度Fa的比率D0/Fa设置为1.5至4的范围以内的结构中，制作该结构以校正光量的不均匀度，使其光束经光阑孔径而通过，不可避免地会产生一个新的问题。

发明内容

如上所述，本发明的目的在于提供一种采用饱和光学系统，并且能够抑制由闪烁光所引起的图像质量的降低的光扫描装置，并与图像扫描装置同时提供一个成像装置。

为达到本发明的目的，本发明具有如下(1)至(8)个特点。

(1)一种光扫描装置，包括：发射光束的光源装置；一个第一光学系统，该系统对光源装置发射的光束进行整形；一个旋转棱镜，具有多个反射面，当旋转棱镜转动时，反射由第一光学系统整形的光束，从而偏转扫描光束；一个扫描光学系统，将旋转棱镜所偏转扫描的光束聚焦到被扫描面上；以及宽度压缩装置，通过利用第一光学系统进行整形，对入射到反射面的光束在主扫描方向上的宽度，以及位于主扫描方向内沿偏转扫描的方向已被加宽于反射面宽度的光束的宽度进行压缩，其中为压缩主扫描方向的光束宽度，将宽度压缩装置设置于有效扫描区的外侧区域。

在光扫描装置中，由光源装置所发射的光束经第一光学系统整形，而入射到旋转棱镜的反射面。光束由于旋转棱镜的转动而发生偏转扫描，并且经扫描光学系统而聚焦到扫描面。在入射到旋转棱镜的反射面的光束中，在主扫描方向内沿光束偏转扫描方向的光束宽度宽于反射面的宽度(所谓饱和光学系统)。因而，可减小反射面的尺寸，而增大扫描反射面的数量。

在入射到旋转棱镜的反射面的光束中，在主扫描方向的光束宽度被宽度压缩装置压缩。即，在有效扫描区域外侧的光束宽度在主扫描方向上是减少的。因而，在有效扫描区域外侧的光束不是由邻近正进行偏转扫描光束的反射面的一个反射面而自然地反射，从而抑制了闪烁光的产生。因此，能够抑制由闪烁光所引起的图像质量的降低。

(2)一种光扫描装置包括：发射光束的光源装置；一个第一光学系统，对光源装置所发射的光束进行整形；一个旋转棱镜，具有多个反射面，当旋转棱镜旋转时反射由第一光学系统所整形的光束，因而，偏转扫描光束；一个扫描光学系统，将由旋转棱镜所偏转扫描的光束聚焦到被扫描面上；以及宽度压缩装置，通过利用第一光学系统的整形，压缩入射到反射面的光束的主扫描方向的宽度，以及在主扫描方向沿偏转扫描方向已被加宽于反射面宽度的光束的宽度，其特征在于，在宽度压缩装置中，反射面内光通量宽度W，在反射面内与扫描光学系统的光轴相垂直的方向，满足以下关系式；

φ×sin(θ/2+π/n)≤W≤φ×sin(2π/n)+0.035×f

其中φ是旋转棱镜的外接圆的直径，n是旋转棱镜的镜面数，θ是在扫描面内扫描一个有效扫描宽度的最大扫描半角，而f是在整个光学系统内从光源装置到第一光学系统的主扫描方向的焦距，而为校正扫描面上在扫描方向的光量分布，在垂直于偏转扫描方向的副扫描方向的宽度是可调节的。

在这个光扫描装置中，由光源装置所发射的光束由第一光学系统整形，并且入射到旋转棱镜的反射面。光束由于旋转棱镜的旋转而被偏转扫描，并由扫描光学系统而聚焦到扫描面。在入射到旋转棱镜的反射面的光束中，在沿光束的偏转扫描方向的主扫描方向的光束宽度宽于反射面的宽度(所谓饱和光学系统)。因而，反射面的尺寸可能被减小，而扫描的反射面数量能够增加。

在光扫描装置中，经宽度压缩装置，将入射到饱和光学系统的旋转棱镜的光束的主扫描方向内的宽度设置为，介于在扫描有效记录区域时偏转反射面的边缘线所形成的宽度和在扫描最大曝光宽度时偏转面的边缘线所形成的宽度之间，此时存在由光源装置误差所引起的旋转棱镜的反射面的位置误差。

因而，由光源中心的位移而引起对光量分布的影响，即，光量分布的不均匀，能够在不足以引起实际问题的程度上而被抑制，并且能够减少由闪烁光所引起的图像质量的降低。

(3)如(1)或(2)所述的情况，宽度压缩装置设置于装置和旋转棱镜之间，并且包括一个包括一个孔径的光阑元件，该光阑元件可透过光线。

因此，将光扫描装置中的宽度压缩装置制作为一个光阑元件，该元件设置于光源装置和旋转棱镜之间。因而，宽度压缩装置能够在不采用一个复杂/昂贵的光屏蔽装置的情况下而以低成本被制作。

(4)如(3)所述的情况，为使光束入射到旋转棱镜的反射面，将光束设置为在一个扫描平面内，以相对扫描光学系统的光学轴成一确定的角度而入射，光阑元件的孔径部分在主扫描方向的宽度相对于第一光学系统的光轴不对称，并且从第一光学系统的光轴到旋转棱镜入射面的孔径端面的宽度较反面更宽。

在光扫描装置中，即使光束以某一倾角而以倾斜状态入射到旋转棱镜反射面上，在一个扫描平面内，由于光学布局的限制，扫描面上的最大光强的位置能够可靠地位于扫描中心，而可以校正扫描边缘位置的光量分布的减小。即，光量分布的均匀度能够提高。

(5)在如(1)到(4)所述的情况中，第一光学系统包括一个耦合光学系统，该系统汇聚光源装置所发射的光束，一个第一支撑元件，该元件支撑光源装置和耦合光学系统，这样使光源装置相对于耦合光学系统的位置是可以调节的。

在光扫描装置中，通过改变光源相对于耦合光学系统的相对位置，使扫描面内扫描起始边和扫描终止边的光量是可调节的。因而，即使存在激光强度分布等误差，光量分布均匀度也可在不降低光学性能的情况下而得到改善。

(6)在如(1)至(4)所述的情况中，第一光学系统包括一个耦合光学系统，该耦合光学系统对光源装置所发射的光束进行汇聚，以及一个第二支撑元件，该元件支撑一体化的光源装置和耦合光学系统，这样使光源装置和耦合光学系统能够一体地移动。

在光扫描装置中，如果可以调节扫描面上在扫描起始边和扫描终止边所形成的光量，则可以抑制象差衰减所产生的不利影响。

(7)在如(5)或(6)所述的情况中，光阑元件设置于朝向旋转棱镜侧并且远离耦合光学系统的出瞳至少耦合光学系统的焦距的位置。

在具有上述特点的光扫描装置中，当介于扫描起始边和扫描终止边的光量差通过调节光源或者耦合透镜的位置而进行校正时，可以提高调节的灵敏度。即使校正了由光源的强度分不对称而引起的在扫描面上光量分布的不均匀度，由于光束的理论位置和光束的实际位置之差是很小的，所以象差衰减也很小，从而对于诸如光束直径内的不均匀度等光学性能的降低也能够抑制。

(8)一个成像装置，包括如(1)到(7)描述的光扫描装置以及一个图像载体，其中由光扫描装置所偏转扫描的光束被聚焦到被扫描面而成像。

附图说明

图1所示为本发明第一实施例的光扫描装置和采用光扫描装置的成像装置的简要结构的透视图。

图2A所示为本发明第一实施例的光扫描装置的简要结构示意图，以直线表示部分激光束，图2B所示为激光束光量分布的示意图。

图3所示为本发明第二实施例的光扫描装置和安装有光扫描装置的成像装置的简要结构透视图。

图4A所示为本发明第二实施例的光扫描装置的简要结构示意图，以直线表示部分激光束，图4B所示为该激光束的光量分布图。

图5A到5C所示为分别在扫描起始边和扫描终止边的激光调节量和扫描面上的相对光量之间的关系图。图5A所示为一种不采用校正光量的光阑结构示意图。图5B所示为在采用校正光量的光阑结构的光扫描装置中，当在偏转反射面上的光通量的宽度被放大至15.3mm时，激光扩散角的中心移动2°时的状态示意图，而图5C所示为采用第一实施例结构的情况。

图6A所示为采用发生中心位移的激光单元的光扫描装置的简要结构示意图，用以对比，而图6B所示为其光量分布的示意图。

图7A所示为不采用校正光量分布的光阑结构的光扫描装置的简要结构示意图，用以对比，而图7B所示为其光量分布的示意图。

图8所示为在光束直径处于W＝15.3mm以及W＝12.86mm情况下(实施例)调节后光量分布和均匀度之间的关系图。

图9所示为，当激光束的扩散角的中心移动2°而扫描起始边的光量等于扫描终止边的光量时，激光单元的调节量、扫描起始端和扫描终止端的光束直径之差、以及耦合透镜和光阑元件之间距离变化的关系图。

图10A所示为本发明第三实施例的光扫描装置和采用光扫描装置的成像装置的简要结构透视图，图10B所示为采用对称形状光阑的光扫描装置的光量分布的示意图，以及图10C所示为采用非对称形状光阑的光扫描装置的光量分布的示意图。

图11所示本发明第三实施例，当激光束的扩散角中心偏转2°，为使两端的光量分布差相等，通过调节激光单元8而校准光量分布之差时，光扫描装置的光量分布的示意图。

图12所示为本发明第三实施例的光扫描装置的旋转棱镜附近的放大示意图。

图13所示为现有成像装置的简要结构透视图。

图14所示为如图13所示的成像装置的光量分布示意图。

图15所示为如图13所示的成像装置的光量分布的校正效果示意图。

图16所示为不同于图13的现有图像装置的简要结构平面示意图。

图17所示为不同于图13和图16所示的现有成像装置的位于扫描起始位置的光量对于位于扫描结束位置的光量的比率和D0/Fa之间关系示图。

图18所示为本发明的光扫描装置的偏转反射面上的位于主扫描方向的光通量宽度的示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明。在以下的说明中，引用具体的数值只是为说明的方便，而不能将本发明局限于由这些数值所规定的结构。

图1所示为本发明第一实施例的光扫描装置102以及采用光扫描装置102的成像装置100的简要结构示意图。图2所示为光扫描装置102，用直线表示部分激光束LB。从光扫描装置102发射出相应于图像信息相的一束光束，并聚焦在即将被扫描的表面，该表面是构成成像装置100的光感鼓106的表面，以供成像。此时，光束以箭头M的方向(主扫描方向)被扫描，光感鼓106以某一确定方向(副扫描方向)而转动，而在光感鼓106上形成一个静电隐伏图像。通过图中末示的显影装置将静电隐伏图像的色粉固定并显影(可见的)，并且传输并固定到图像介质(第二介质)上，诸如纸，因而在图像介质上记录了理想的图像。在以下说明中，主扫描表面表示由下述旋转棱镜122所反射和偏转的激光束LB所形成的一个表面。因而，主扫描方向垂直于旋转棱镜122的旋转轴CL。

光扫描装置102具有一个激光束单元108，发射相应于图像信息的激光束LB。沿激光单元108的激光束LB的发射方向安装了一个耦合透镜110，一个光阑元件112，一个柱状透镜114，以及一个反光镜116。在光阑元件112中，如下所述，设置了一个用以使激光束LB的光量分布均匀化的孔径112H。柱状透镜114仅在相应于副扫描方向的具有放大作用。因此，在激光束LB中，光量分布是由光阑元件112所校正的。激光束LB随之在相应于副扫描方向经柱状透镜114而汇聚，并且由镜116而反射。

沿反射镜116所反射的激光束LB的传播方向设置柱状透镜118、120以及旋转棱镜(多棱镜)122。柱状透镜114在相应于主扫描方向的方向具有放大作用，将激光束LB充分转变为平行光，并且使激光束LB入射到旋转棱镜122上。

将旋转棱镜122制作成平面棱镜的形状并且其平面图呈正多角形(实施例为正十二边形)的形状。旋转棱镜122的每一面作为一个反射面124。旋转棱镜122通过图中未示的旋转驱动装置而绕旋转轴CL以一固定的角速度而旋转。因而，当入射到一个具体的反射面124(以下将反射面称为“反射面”124D，而将相邻反射面124D的反射面称为“相邻反射面”124N)的激光束LB是由特定反射面124所反射时，通过转动旋转棱镜122移动反射面，从而使激光束LB沿主扫描方向被偏转扫描。由于旋转棱镜122的转动，导致偏转反射面124D顺次移动到相邻反射面。

在本实施例中，第一光学系统126包括耦合透镜110、柱状透镜114、118以及120。第一光学系统126构成所谓饱和光学系统，激光束LB入射到偏转反射面124D上，其中激光束LB的宽度大于相应主扫描方向上旋转棱镜122的偏转反射面124D的宽度。这样下述旋转棱镜122压缩其反射面124的尺寸。因而，用于扫描的反射面24的面数能够被增加。

在光阑元件112的孔径112H中，在垂直于主扫描方向的方向上(相应于副扫描方向)的宽度(实际高度)沿相应于主扫描方向的方向而改变，而使两端部的宽度相对主扫描方向的中心部分加大。换言之，孔径112H的副扫描方向的宽度随偏转而采用的激光束LB的光通量宽度的变化而变化。因此，在扫描面106S上的光量分布被校正并均匀化。以下，将为校正在主扫描方向的光量分布而消除光量的不均匀度而设置的光阑孔径，称为光量分量校正光阑。

由旋转棱镜122而激光束LB再次入射到柱状透镜118和120上，并且对激光束LB提供以成像功能和fθ特性而保持扫描方向。因此柱状透镜118和120不仅构成了本发明的一个扫描光学系统128而且也成为第一光学系统126的一部分，并且形成了所谓的双路光学系统。这样可允许一个前方入射，该入射对于提高饱和光学系统光量分布的均匀度是有利的。此外，这个特点与采用大孔径的准直光管透镜可达到完全相同的效果。因而，在本实施例中，即使所采用的耦合透镜110具有相对较小的直径，宽的光通量也能够容易地入射到旋转棱镜122上。例如，在本实施例中，一个耦合透镜110的焦距是12.5mm，NA是0.21，而柱状合成透镜118和120的复合焦距是332.5mm。这样，复合第一光学系统126等效于当NA为0.21而焦距为38.7mm的准直光管透镜。考虑制造透镜的成本，可以发现上述特点对于降低成本是非常有利的。

一个柱状镜130安装在激光束LB的发射方向。由柱状镜130所折射的光束LB聚焦到光感鼓106的正被扫描面106S上。柱状镜130将激光束LB聚焦至正被扫描的表面，从而实现成像。此外，柱状镜130具有校正被扫描面的位置涨落的功能，该位置涨落是由多个偏转反射面124D的尖塔差而引起的。

由于光感鼓106的旋转以及旋转棱镜122对激光束LB的反射和扫描，使二维的图像信息被写入并记录为隐伏图像。由图中未示的显影装置将隐伏图像显影出来。然后，通过将所显影的图像传输到第二介质(通常为纸等介质)而成像。用于记录的感光胶片等介质可以用于制作被扫描面106S。

由旋转棱镜122所偏转和反射的部分光通量，其光路是在将在以下内容给予详细说明的有效扫描区域的外侧的扫描起始边，由反射镜132折射，并且入射到检测器134的扫描起始位置。通过扫描起始位置检测器134将一个扫描开始信号输出到控制装置(末示)，并且在扫描开始信号输出后一段确定时间之后，根据图像信号而开始开/关操作，经此图像记录在被扫描表面106S上。

在本发明中，激光束LB沿主扫描方向的宽度是由光阑元件112的孔径112H所限制的，这样该宽度在有效扫描区域外侧的主扫描方向是减小的。从而可以抑制所谓闪烁光的产生。这一点将给予详细说明。

沿光阑元件112的主扫描方向的宽度(以下称为“主扫描方向宽度”)设置为旋转棱镜122的偏转反射面124D的要求光通量宽度的最小值。该要求光通量宽度表示，在进行对有效记录区域(例，光感鼓106的区域，在该区域上实现了实际的图像记录)的扫描过程中在旋转棱镜122的旋转角中，当偏转反射面124D移动时介于偏转反射而124D的扫描起始边的边缘线和扫描终止边的边缘线之间的距离。因而，有效扫描区域外侧的激光束LB(以下有时将该激光束称为“外侧区域激光束”)并不有助于实际图像的形成，并且对于图像的形成也是没有必要的。此外，在诸如本实施例的饱和光学系统中，外侧区域激光束有时入射到旋转棱镜的相邻反射面124N上。这时，外侧区域的激光束被作为成像装置100内的闪烁光FL而被散射。然后，当部分散射的光线直接达到了感光鼓106的正被扫描的表面时，或者当部分散射光线，该光线是由另一个元件(一个盒或者类似物的壁，图中末示)而反射的，达到感光鼓106的正在被扫描的表面时，会在图像中产生重影，从而导致图像质量的劣化。此外，由于通常将感光鼓106或者显影装置(图中末示)制作得大于有效记录宽度，当由相邻反射面124N所引起的闪烁光FL达到要求记录宽度的外侧时，色粉仍残留在外侧区域。在外侧区域的色粉不能被传输到图像记录介质，而仍旧留在感光鼓106的上面，从而引起装置内部的灰尘。

然而，在本实施例中，可以通过适当地设置光阑元件112的孔径112H的主扫描方向宽度从而抑制产生上述达到要求记录区域外侧的激光束。这样，在该状态下正在偏转扫描激光束LB的偏转反射面124D只反射其宽度等于或者小于有效偏转反射面124D宽度的光线。即，与有效区域内激光束LB的强度相比，位于有效区域外侧的激光束的强度明显降低。因此，抑制了闪烁光FL的产生同时也抑制了感光鼓106上重影的产生。进而，由于色粉不接近要求记录宽度的外侧，因此也抑制了装置内部灰尘的产生。

本发明采用了饱和光学系统。如图2所示，当激光束在扫描终止边(EOS)的邻近进行扫描时，邻近反射面124N的激光束LB′在扫描起始边进行扫描。然而，由于激光束LB的光通量在偏转反射面124上是很窄的，邻近反射面124N的激光束LB′不具有足够的强度，难以引起图像质量的降低。在所谓的图像曝光的情况中，甚至在有效记录宽度之内，对应于有效记录宽度的末端几毫米的激光单元108常常会在一段时间内不亮。进而，在有效记录宽度外侧区域，作为邻近面的反射光线，该光线是通过光量控制过程中的照明或者是扫描开始检测过程中的照亮而产生的，进而退离了记录宽度，扫描光线的强度进一步减少了。如图2B中的光量分布曲线DL所示，用以形成图像的足够的光量均匀地稳定在有效记录宽度的主扫描方向，并且只有其光强低至不会引起图像质量降低的光量达到有效记录区域外侧的被扫描面106S。因而，可在要求区域形成高质量的图像，而不引起上述图像质量的降低。

在本实施例中，作为一个实例，将扫描光学系统128的焦距设为332.5mm，旋转棱镜122是正十二面体，旋转棱镜122的外接圆是25.882mm，而有效记录宽度是297mm。要求光通量宽度为12.07mm。通过将光阑元件112的孔径112H在主扫描方向的宽度设置为3.6mm，从而减小了在要求记录宽度外侧的区域，即有效记录区域外侧的扫描光束强度。

对于光阑元件112，为抑制FL的产生，过去建议单独安装光屏蔽元件。在这种情况下，由于在设计孔径时不用再考虑抑制闪烁光FL产生，所以孔径的主扫描方向的宽度可以具有相对宽的宽度。然而，由于本实施例不采用这种过时的光屏蔽元件，需要注意本实施例能够大大有助于成本的降低。

以下将对本发明的第二实施例给予说明。图3所示为第二实施例的光扫描装置202以及安装有光扫描装置202的成像装置200的简要结构示意图。图4所示为第二实施例的光扫描装置202的简要结构图，而部分激光束LB以直线表示。

由于第二实施例的光扫描装置202的每个元件的设置(光学排列)与第一实施例是相同的，所以省略其详细说明，并且采用相同的参考数字和符号。

在第二实施例中，其中φ是旋转棱镜122的外接圆的直径，n是反射面124的面数，θ是在扫描面内的有效扫描宽度进行扫描的最大扫描半角，而f是在第一光学系统的旋转棱镜之前的光学系统的扫描方向的焦距，而光阑元件112的孔径112H的形状可设置为使在主扫描方向的偏转反射面124D光通量的光通量宽度W，该宽度是由光阑元件112的孔径112H决定的，满足以下表达式：

φ×sin(θ/2+π/n)≤W≤φ×sin(2π/n)+0.035×f

由φ×sin(θ/2+π/n)所表示的宽度是光通量宽度的下限值，该值能够扫描相应于有效记录区域的宽度而不减少光量。由φ×sin(2π/n)+0.035×f所表示的宽度是光通量宽度的上限值，该值可以在考虑到由激光单元108和光学系统126的中心位移所引起的误差的基础上而扫描最大扫描宽度。

下面结合图18对光通量宽度W的上述极限值给予详细说明。

图18所示为旋转棱镜122的边缘线位置以及在偏转反射面124D的主扫描方向的光通量宽度。在图18中，当对有效记录宽度的边缘部分进行扫描时用实线表示偏转平面，而当对最大扫描宽度进行扫描时用断线表示偏转平面。

假设旋转棱镜122的外接圆的半径为φ，扫描有效记录宽度的边缘部分时旋转棱镜122的边缘线位于位置A，而在偏转反射面124D上与光学轴的距离可表示为φ/2×sin(θ/2+π/n)。

最大扫描时旋转棱镜122的边缘线位于位置B，而在偏转反射面124D与光学轴的距离可表示为φ/2+sin(2π/n)。

假设f是第一光学系统126的焦距，偏转反射面124D上的强度中心的位移，该位移是由光源的强度分布(剖面profile)的中心位移γ而引起的，可表示为sin(γ)×f(以及当γ是Δa时为sin(Δa)×f，)。如下所述，在偏转面上移动sin(γ)×f的1/2，足以校正由强度中心的位移而引起的光量差。

因而，通过将偏转反射面124D的单边的最大光通量宽度设置为W_max/2＝φ/2×sin(2π/n)+sin(γ))×f/2，可以得到用于校正由光强度分布(profile)的中心位移而引起的误差的光通量宽度，该误差在扫描最大扫描宽度时充分覆盖偏转反射面124D的整个位置或者区域。

对于在饱和光学系统中所采用的γ(Δa)的值，2°通常是其上限。当要接受由大于2°的γ而引起的强度分布(profile)位移时，必须进一步减小第一光学系统126的焦距。然而，当第一光学系统的焦距已被缩小时，由于耦合透镜的NA和激光扩散角仍保持在某一确定范围而使通量宽度也一定会在偏转反射面124D上减小。即，光束直径不能被控制在确定的尺寸之内，而在光量的减小在两端部分是显著的，这样该光束不再适合于实际的应用。

因而，当将Δa的最大值设置为2°时，sin(γ)变为0.035，理想地将偏转反射面上的光通量的宽度设置为在介于以下值域：

φ×sin(θ/2+π/n)≤W≤φ×sin(2π/n)+0.035×f

在本实施例中，光阑元件112的孔径112H的主扫描方向的宽度为4.2mm，而偏转反射面124的光通量宽度为12.86mm。

为了使孔径112H的宽度在副扫描方向(该方向与孔径112H的偏转扫描方向相垂直)是变化的，以便于校正在扫描面上的扫描方向的光量分布，光量分布的校正光阑可设置为将孔径112H的在中心扫描部分的副扫描方向宽度设置为2mm，而在两端部分设置为3mm。这样可以允许在被扫描介质的有效记录宽度内形成充分均匀的光量分布(在图4中用“无误差”的情况表示这种光量分布)。

以下将对本发明的工作过程给予说明。

首先说明由光源的激光单元108的中心偏移所造成的影响以及光轴调节装置。

通常，激光束LB在主扫描方向的位置偏移引起偏转反射面上的光量中心，该中心是饱和光学系统中的一个重要的控光装置，以及柱状透镜118和120的光轴的偏移。在饱和光学系统中，旋转移动的偏转反射面124D，在反射面上反射并扫描具有给定光量的部分激光束。光量的中心的偏移导致扫描起始边光量和扫描结束边光量之间对称性的失去。因而，在扫描面上的光量分布的不均匀度，即，在扫描始端和终端会发生不平衡放大，由此产生图像质量的厚度差。

在本实施例中，如图3所示，为抑制图像质量厚度差的产生，在扫描区域的外侧安装了扫描起始边感应器206和扫描终止边感应器208。因而，激光单元108可根据由这些感应器206和208所测量的光量而在主扫描方向内可调节地移动，因而在扫描面上可充分实现均匀的光量分布。参考图5A至5C对调节方法进行的描述。每个图分别给出了位于扫描起始边以及扫描终止边的激光调节量和扫描面上的相对光量之间的关系。每个图中纵轴的数值表示光量(无量纲)的相对值，该值是通过将激光单元108所发射的激光束的光量定义为100而确定。

图7A所示为其结构中没有安装上述用于校正光量分布的孔径光阑元件的光扫描装置(例如，一种其中只简单制作有矩形孔径的结构或者没有制作光阑元件112的结构)。图7B所示为在扫描面上的光量分布，该光量分布是由如图7A所示的光扫描装置而形成的。当激光单元108在与图7中纸面相同的平面上以逆时针的方向旋转时，或者激光扩散角的中心发生偏移时，激光束LB的光量中心也发生偏移，如图中交替的长短虚线所示。在该点，光量的中心移动到偏转反射面上图7A的左边，而在扫描起始边(左侧)的光量分布变得大于扫描终止边(右侧)。因而，在扫描面上得到如图7B中的交替长短虚线所示的光量分布。

如图7B中的交替长短虚线所示的光量分布是分别由扫描起始边的感应器206和扫描终止边的感应器208而检测到的，并且每个感应器所检测的结果是彼此相等的。激光单元108在箭头A所示的方向而调节移动(通过旋转，滑动等方式)，由此得到由图7B实线所示的光量分布。

在图7B中，便于参照，用断线表示消除误差状态的光量分布。由图7B中可以看出，当光量分布无误差时，在扫描宽度的中心的光量很高，并且在有效扫描宽度的两端显示出在93％的相对光量。对于其激光扩散角的中心位移已经过校正的光量分布，其光量分布显示出与无误差光量分布十分相同的光量分布曲线。

图5A所示为当激光束LB的角的中心移动2°时，在没有采用用于校正光量分布的光阑的结构中，扫描起始端和扫描终止端的光量。在这一点上，由于第一光学系统126构成准直光学系统，该第一光学系统126的偏移值是由在偏转反射面上的第一光学系统126的复合焦距乘以中心位移的正弦值而确定的。特别地，例如，在本实施例中当第一光学系统126在偏转反射面移动了约1.3mm时，如图5A所示，可以通过将激光单元108相对于偏转反射面上的位移调节移动0.065mm而使扫描起始端和扫描终止端的光量分布达到均匀。在这种情况下，如图7B所示，相对光量(在扫描起始端和扫描结束端的光量相对于扫描中心部分的光量)约为92％。

然而，当用于校正光量分布的光阑采用了光阑元件112的孔径112H时，激光单元108的调节量与如图5A所示的激光单元108的调节量是完全不同的，随主扫描方向内的激光束LB的宽度而变化。因而，激光束LB的直径的均匀度也被影响。

与本实施例相比，图5B给出在一个结构中设置了用于校正光量分布的光阑的光扫描装置中，当激光的扩散角的中心移动2°，同时孔径112H在主扫描方向的宽度为5mm，而在偏转反射面上的光通量的宽度放大到15.3mm时，在扫描起始端和扫描终止端相对于扫描中心部分的光量。如图5B所示，即使移动激光单元108，而在扫描终止端的相对光量也是不会变化的，而且在两端部分的光量会随扫描起始端的减少而减少。当激光单元108移动了0.14mm时(即，当激光单元108的调节量相当于没有采用校正光量分布的光阑的结构所调节量的两倍时)，在两端部分的光量彼此完全一致。在这种情况中，在端位置的相对光量相对于中心部分为92％，该相对光量与不采用校正光量分布的光阑情况处于相同的水平或者更坏的水平。图6A给出光扫描装置简要结构示意图，该装置采用其激光单元108具有中心位移的结构，而图6B给出扫描面上的光量分布，该光量分布是由光扫描装置所形成的。当激光单元108具有其中心位移时，如图6B中的交替长短虚线所示，尽管由于用于校正光量分布的光阑的影响，在扫描终止边相对光量的改变是很小的，但是由于光量中心的位移的影响，与没有校正采用光量分布的光阑的情况相比，在扫描起始边相对光量的大大增加。

此外，当光阑元件112的孔径112H较大时，甚至在要求记录区域的外侧扫描面上的光量分布的改变是减小的。

因而，如图5B所示，在扫描终止边的光量基本不变。如果调节移动激光单元108，由光量中心的位移而引起的在扫描起始端的光量降低是很小的，其中减小调节灵敏度近似与其结构中没有采用校正光量分布光阑情况的调节灵敏度的两倍一样差。

另一方面，如图5C所示为本实施例的在光扫描装置102中的扫描面上的激光的调节量和光量。在本实施例中，将孔径112H的主扫描方向的宽度设置为4.2mm，而在偏转反射面124D上的光通量宽度W设置为12.86mm。如图5C所示，将激光束108的移动量设置为0.04mm。即，激光束108的调节量可以采用相对于不采用校正光量分布光阑的情况较小的调节量值。进而，如图4B所示，抑制了光量分布校正效果的降低，从而使调节后的相对光量达到95％。如图4B中断线所示，由于光阑元件112对主扫描方向的光通量宽度的限制，当因光通量被限制在主扫描方向而使记录宽度外侧的相对光量迅速降低时，对于不进行中心移动的情况，在扫描面上的光量分布在要求记录宽度内是十分均匀的。当可观察到中心偏移时，在扫描面上的光量分布中(如图中的交替长和短虚线所示)，由于光阑在扫描终止边对光量分布的校正作用，从而降低了在记录宽度内相对光量的减少。相反地，由于光量中心的移动而使扫描起始边的相对光量明显增加。

当为校正扫描起始边和扫描终止边的相对光量差而以给定的调节量移动调节激光单元108时，在记录宽度的扫描起始端部分发生相对光量的迅速变化。因此，与不采用校正光量分布光阑的结构相比，可利用一个相对小的移动量而校正光量差。这一点在图5C中是很明显的。从图5C中可以看出，在扫描起始边的光量逐渐改变，直到调节量为0.02mm。然而，当调节量超过0.02mm时，改变增大并且扫描起始边和扫描终止边之间的光量差也在0.04mm处被消除。

以上所述的条件表达式的误差范围，规定了在偏转反射面124D上的光通量宽度，可根据不采用校正光量分布的光阑的情况中的调节量而设置。通过将光通量宽度设置在一个合适的范围之内而改变校正灵敏度。进而，可以通过设置光通量宽度的设置，使所进行的调节与不采用校正光量分布的光阑情况采用相同的调节量。

激光单元108的移动对于激光束LB的光束直径之差(介于扫描中心位置的光束直径和扫描边缘位置的光束直径之差)是有影响的。图8所示为调节后在扫描主方向和副扫描方向，当W＝15.3mm和W＝12.85mm(本实施例)时，光束直径之差的和光量之差的关系。其中，光束直径之差表示从位于扫描终止边的光束直径中减去位于扫描起始边的光束直径而得到的值，同时将光束直径定义为在扫描表面激光斑点的峰强度的1/e²。

从图8中可以看出，当W＝15.3mm，在调节后的光量分布为0％时，在主扫描方向上介于扫描起始边和扫描终止边的光束直径之差为-8μm，而在副扫描方向光束之差为13μm。相反地，在本实施例中当W＝12.86mm时，主扫描方向的光束直径之差为-6μm，而副扫描方向的光束之差为5.5μm，与当W＝15.3mm的情况相比，结果明显提高。这是因为与耦合透镜110的光轴位移相比，激光主光源所经历位移相对增大(即，由于偏心率增加使象差变差)，并且当激光单元108的移动量很大时，在主扫描和副扫描方向扫描的起始边和扫描终止边都产生了不同的截断量。

如上所述，在本实施例中，设置光阑元件112的孔径112H在主扫描方向的宽度，使旋转棱镜122的偏转反射面124D的主扫描方向的光通量宽度表示为，在旋转棱镜122的偏转反射面124D上，允许对最大暴露宽度进行扫描的宽度和校正第一光学系统和激光单元108的中心位移引起误差的宽度或数量的和。因而，可以充分的进行光量校正，而由误差产生所引起的衰减也能被最小化。由于在主扫描方向的光阑孔径的宽度，甚至当上述要求光通量宽度减小到光阑孔径宽度的程度，也可以实现对激光束LB的限制。在这种情况下，可以达到相同的上述效果。

移动调节激光单元108的结构包括一种结构，其中设置一个可移动支撑激光单元108的支撑元件，并由支撑元件所支撑的激光单元108，可以通过用于调节的一个工具、一个夹具、一个电机或者一个电磁线圈(solenoid)而移动。

在本实施例中，激光单元108和耦合透镜10的结构为激光单元108的位置可相对于耦合透镜110的位置而调节。然而，也可以采用将激光单元108和耦合透镜110一体化地调节移动的结构，由于激光的入射位置在偏转反射面124D上是可调的，因此在此结构中光量的均匀度是可校正的。特别地，当第一光学系统126的复合焦距较短时，由扩散角的中心偏移而引起的主光束的偏移也在偏转反射面124D上而减少。因而，通过一体地移动激光单元108和耦合透镜110，可以抑制耦合透镜110以及激光的主光束的偏心率而减轻象差的恶化，因而光束直径的均匀度的恶化。

例如，当第一光学系统126的复合焦距为12.5mm时，当扩散角的中心位移为γ时，(在此为2°)，在偏转反射面124D上的主光束的移动量为12.5·sin(γ)mm，而(当将γ设置为2°时)实际的移动量为0.44mm。因而，可以通过一体地移动激光单元108以及耦合透镜110以0.22mm而校正光量之差。此时，当主光束通过耦合透镜110的位置不变时，不会导致因调节而产生的象差改变。只有介于扫描起始边和扫描终止边的光束直径内的差，该差是由截断量之差而引起的，会在主扫描和次方向都产生。因而，不会发生图像质量的降低。

以下将对光阑元件112的设置给予说明。图9所示为当激光束LB的扩散角的中心位移为2°而为使扫描起始边的和扫描终止边的光量相等，而调节时，激光单元108的调节量、扫描起始边和扫描终止边的光束直径之差的、以及耦合透镜110和光阑元件112之间的距离改变的关系。其中，考虑光阑元件112的孔径112H的主扫描方向的宽度的因素，设置光阑元件112的位置以及其孔径宽度，使在偏转反射面124D的主扫描宽度为15mm。

如图9所示，例如，如果在偏转反射面124的主扫描方向的光通量宽度为15mm，该值大于第二实施例的值，则可以通过调节光阑元件112的位置使光阑元件112与耦合透镜110的出瞳间的距离大于12.5mm，该距离是激光单元108面对旋转棱镜112一侧的焦距(优选地距离至少大约为这个距离的两倍)，而减少激光单元108的调节量并且因此减少光束直径之差。当激光束108被调节移动时，激光束108的光发射点的位置也改变。然而，在耦合透镜110和距离耦合透镜110的出瞳以耦合透镜110的焦距距离的位置之间，由于在主光束内的改变量小于激光束108的移动量，所以光量差的校正量也很小。反之，当光阑元件112与耦合透镜110的距离不小于耦合透镜110的距离时，由于在主光束内改变量大于激光束108的移动量，所以光量之差的校正量变大。因此，由于灵敏度增大而且可通过一个相对较小的移动量而校正光量之差，所以可以抑制象差的恶化。当将上述效果与通过孔径112H而将激光束LB限制在主扫描方向的效果结合采用时，可以进一步提高调节灵敏度而且调节象差效果也进一步被改善。

以下将对本发明的第三实施例给予说明。图10A所示为从垂直于主扫描面的方向观察得到的第三实施例的光扫描装置302的新装置示意图。第三实施例的光扫描装置302的结构为，设置了两个激光单元108，以及一个激光束LB分别从每个激光单元108发射光线，这样总计可发射两个激光束LB。与此结构相对应，设置两个耦合透镜110，两个光阑元件112，两个柱状透镜114，两个反射镜116，以及柱状透镜118以及120。由于这些元件中的每一元件都与第一实施例的元件具有相同的结构，因而省略关于它们的详细说明。然而，当在以下内容中对于处于彼此不同的状态中的相同元件进行具体说明时，通过将其用符号A或者B标识以示区别。

由于可以通过简单地用第三实施例的光扫描装置而代替第一或者第二实施例的光扫描装置而制作成像装置，所以省略对于第三实施例的成像装置的详细说明。

在第三实施例的光扫描装置302中，从每个激光单元108发射激光束LB，通过光阑元件112的孔径12H(参考图1)，并且通过柱状透镜114，反射镜116，以及柱状透镜18和120而入射到旋转棱镜122上。在主扫描平面内每个激光束LB相对柱状透镜118和120的光轴，以入射角βA和βB而分别入射到柱状透镜118以及120。当激光束LB以倾斜状态入射，并且经旋转棱镜122而偏转扫描后，激光束LB通过柱状透镜118和120，并被设置以fθ特性，并聚焦在主扫描平面内(即成像过程)。通过柱状透镜118和120的激光束LB被柱状镜130折射，并聚焦到感光鼓106的被扫描面上。在本实施例中，确定激光束LB的副扫描方向的位置以使每个激光束LB在扫描面上能够形成一个不同的扫描线。关于其具体的结构，例如，可以通过在垂直于激光束LB的方向上形成不同的角度而得到不同的扫描线，这样在激光束LB之间会产生细微的角度差。因而，当维持相同的扫描速度时，可以加倍扫描厚度，这样可有助于加速成像并且在成像装置内的高分辩率。

通过对相同感光鼓106的不同扫描位置进行扫描，或者对不同感光鼓106上的激光束LB进行扫描，可以形成不同颜色的图像。此外，可以将这些不同颜色的图像进行叠加而形成一个多彩色图像。即，本发明的成像装置可以被用作为一个多色彩成像装置。关于其具体结构，可以增大垂直于激光束LB的主扫描平面方向的角度之差，这样每个激光束在通过柱状透镜118和120后可以空间上分立。可以将结构制作为使两个柱状透镜30(参考图1)对应每个激光束LB而设置，并且每个激光束LB入射到每个激光束LB以便在副扫描方向形成图像并且在不同的扫描位置扫描。

在本实施例中，将相对光轴的入射角βA和βB分别而设置为-8°和8°，并假设图10A中的逆时针方向为正方向。当采用其激光束LB在主扫描平面内以不同的入射角而入射到旋转棱镜122上的结构时，如果激光束LB的强度中心以及柱状透镜118和120的光轴以相同的位置而相切于偏转反射面124D，则光量分布的峰值是扫描面上移动的，因而，在扫描起始边和扫描终止边产生了光量之差，尽管激光束LB的扩散角的中心不发生位移。通过提前在偏转反射面124D之内而从柱状透镜114的光轴而移动激光束LB的强度中心可以避免这种不利的发生。在本实施例中，由于一个旋转棱镜122的内接圆的直径为25mm，激光束LBA的激光光量的中心相对柱状透镜114的光轴向图10的左侧而移动了0.4mm，当激光束LBB的激光量的中心相对于柱状透镜114的光轴而向图10A的右侧而移动0.4mm时，因而在没有误差发生的情况可以确保光量分布的均匀度。

然而，当扫描起始边和扫描终止边的光量之差，该值是由激光束LB的扩散角的中心位移而引起的，经调节激光单元108或者耦合透镜110的位移而校正时，可能在调节后产生光量分布形状的不对称性。这种光量分布形状的对称性可能导致强度的变化。图11所示为光量分布，当将入射角βA和βB分别设置为-8°以及8°时，光阑元件112的孔径112H相对于光轴而制作成对称形状，并且当激光束LB的扩散角的中心位移为2°时，光量之差是通过调节激光单元108的位移以使在两端的光量分布一致而实现的。在这种情况下，在两端的光量分别约为90％，(即，在±150mm附近的光量，严格地在148.5mm处，即扫描终止边)，彼此完全一致。当βB＝8°时，光量分布的最大强度的位置位于-50mm处，而在-100mm到-148.5mm的范围内光量迅速变化。反之，当βA＝-8°，光量分布的最大值位于+30mm处，而从最大什部署向+148.5mm处光量明显减小，该位置即扫描终止端。由于光量分布的减少产生了实际成像厚度的变化，因而减少光量不是优选地。此外，当由不同的扫描线是由多个激光束LB扫描时，除扫描边缘和扫描中心部分以外，由于对于每个扫描线都会产生不同的光量，因而形成锯齿形(pitch-shaped)的厚度涨落从而产生图像质量缺陷，诸如在主扫描方向的条形的条纹。

如上所述，当多彩色图像是通过上述多个激光束LB对不同位置扫描而得到时，对于每种会产生厚度的改变以产生所谓的二级颜色，三级颜色等。因此，当多个颜色叠加时色辉(tint)有时是不同的。这种色辉的改变较单色厚度的改变更容易被人眼识别。因而，单色间的厚度差不大于5％时，可在相同的打印表面产生彩色的细微差别以及图像质量的降低。此时，有必要减少光量之差。

因而，在本实施例中，将光阑元件112的孔径112H的主扫描方向的宽度制作成相对于第一光学系统126的光轴是非对称的，这样在偏转反射面124D的光通量的主扫描方向的光量对于光量的中心是不对称的。特别地，光阑元件112在主扫描方向的形状设置为其光通量宽度，在主扫描方向，在入射到旋转棱镜122的一侧与其在相反一侧的光通量相比是放大的。如图10C所示，曲线DLA以及曲线DLB表示在具有如上所述的非对称孔径结构的光扫描装置中的光量分布。如图10B所示，曲线DLB′以及曲线DLA′表示采用对称孔径结构的光扫描装置的光量分布。

结合图12将对上述发明要点给予更加详细的说明。图12所示为从下方入射到扫描光学系统128(参考图10)的光轴的激光束LBA的偏转反射面附近的简要示意图。在采用非孔径光阑的结构的情况中的激光束(光通量)用实线来表示，而在采用对称孔径光阑结构中的激光束(光通量)用交替一长两短虚线来表示。以下除具体指出以外，名词“上”或者“下”指图12中的上或者下。在图12中，为便于描述，由于激光束LBA的光通量是设置为水平的，所以将扫描光学系统128的光轴OA设置为倾斜的。

如图12所示，当激光束LBA在主扫描面内以倾斜的状态入射时，在扫描开始到扫描结束，偏转反射面124D相对于扫描光学系统128的光学轴的角度是不对称的。因而，有效反射面的大小也是不同的。因此，如图12中的交替一长两短虚线所示，当其光通量宽度相对于光轴OA′对称的激光束LBA入射到偏转反射面124D时，在其相对较小的有效反射面上的光通量宽度(由宽度W1所表示的部分)变成一个入口(excess)。当为校正上述倾斜入射时的光量分布的中心的偏移，而将在偏转点的激光束LB的强度中心由扫描光学系统128的光轴OA而移动时，该入口(excess)变得变得更大。当由激光束LB的中心位移而引起的光量之差被校正时，该入口(excess)光通量宽度也降低了调节灵敏度，该点引起光量分布的强度峰值的移动。

当在偏转面上激光束LBA的扩散角的中心向上而移动时，由于在偏转面上的光通量的强度中心也向上移动，在被扫描面上的光量分布也在其上方部分(在本实施例中的扫描起始边)也变得相对增大。当为校正上述光量分布的不均匀度而调节激光束LBA时，通常移动激光单元104，这样在偏转平面上的光量的中心也最终向下返回。然而，在采用对称光阑孔径(用宽度W3所表示的部分)的结构中，诸如由图12中的长短虚线所表示的光阑元件112′，扫描光通量的光量改变在其上面部分是减少的，即，在扫描起始边，因面很难达到校准的效果。此外，由于有效反射面相对较小，相对于必须的光通量宽度，不必要提供的光通量宽度部分变大(在图12中，比较两个反射面124S和124T，在上面的(图中)反射面124S中的有效反射面的宽度较下面的反射面124T的有效反射面的宽度要小)。因而，其有效反射面较小的反射面124S需要进行较大量的调节，而导致过校正，光量的中心过分向下移动，并且在扫描面上的光量分布的最大值位置也向扫描终止边(图12中的下方)而移动。如上所述，当调节量很大时，在有较大相对光量减少的位置光量之差被消除。因而，校正光量分布的效果被降低，并且一侧的光量趋于迅速变化。另一方面，当激光束LBB的入射角在主扫描平面内反向时，执行过校正，这样光量分布的最大值的位置向扫描起始边而移动。

在本实施例中，如图12中实线所示，将光阑元件112的孔径112H的主扫描方向的宽度制作成对称的，这样只有在其有效反射面宽度相对小的反射面上的光通量宽度(在图12中的上边部分)是减少的(由W4表示的部分)。因而，如果激光束LB的扩散角的中心向任一边移动时，由由偏移校准而引起的激光束LB的移动量被设置为最小值而且过校正被抑制，在两端的光量之差可以在不减少两端相对光量的情况下而彼此一致。此外，能够减少光量分布的最大位置的偏移，而且可以最小化强度的改变和色辉的改变。

在激光束LBA以及LBB中，尽管光阑元件112的孔径部分12H的形状是反向对应的(即对称的)，当如上述情况相同，入射角的绝对值是相等时(在本实施例中为8°)，在非LBA和LBB之间的不对称的宽度部分也是彼此相等的。因而，通过采用相同的倒转的光阑元件112，通常可以采用相同的元件，由此制造元件的成本可以被降低。安装元件112的操作也变得容易。

简言之，当本发明采用上述结构时，有采用饱和光学系统的光扫描装置中可以可靠地抑制由闪烁光所引起的图像质量的降低。

Claims (22)

1.一种光扫描装置，包括：

发射光束的光源装置；

一个第一光学系统，对从光源装置发射的光束进行整形；

一个旋转棱镜，具有多个反射面，当旋转棱镜旋转时，反射经第一光学系统整形的光束，由此偏转扫描光束；

一个扫描光学系统，将旋转棱镜而偏转扫描的光束聚焦到扫描面，以成像；以及

宽度压缩装置，用于压缩入射到反射面上的光束在主扫描方向内的宽度，通过第一光学系统的整形，在主扫描方向内沿偏转扫描方向的光束的宽度已被加宽于反射面的宽度。

其特征在于，为压缩光束的宽度，将宽度压缩装置设置在主扫描方向，有效扫描区域的外侧区域。

2.一种如权利要求1所述的光扫描装置，其特征在于，宽度压缩装置设置于光源装置和旋转棱镜之间，并且包括一个包括有一个孔径部分的光阑元件，该元件是可透光的。

3.一种如权利要求2所述的光扫描装置，其特征在于，

在一个扫描面内，以相对于扫描光学系统光轴的一个确定入射角，使光束入射到旋转棱镜的反射面，

光阑元件在主扫描方向的宽度相对第一光学系统的光轴是不对称的，并且从第一光学系统到旋转棱镜入射面的孔径部分端面的宽度宽于相对侧。

4.一种如权利要求1所述的光扫描装置，其特征在于，第一光学系统包括一个耦合光学系统，该系统对光源装置发射的光线进行汇聚，以及一个第一支撑元件，该元件支撑光源装置和耦合光学系统，这样使光源装置相对于耦合光学系统的位置是可调节的。

5.一种如权利要求4所述的光扫描装置，其特征在于，该光阑元件位于远离耦合光学系统的出瞳而朝向旋转棱镜一侧的位置，至少相距一个耦合光学系统焦距的距离。

6.一种如权利要求1所述的的光扫描装置，其特征在于，第一光学系统包括一个耦合光学系统，该耦合光学系统对光源装置所发射的光束进行汇聚，以及一个第二支撑元件，该元件用于支撑一体化的光源装置以及耦合光学系统，以便光源装置以及耦合光学系统能够一体化地移动。

7.一种如权利要求6所述的光扫描装置，其特征在于，该光阑元件位于远离耦合光学系统的出瞳而朝向旋转棱镜一侧的位置，并且相距至少一个耦合光学系统焦距的距离。

8.一种光扫描装置，包括：

发射光束的光源装置；

一个第一光学系统，该系统对光源装置所发射的光束进行整形；

一个旋转棱镜，具有多个反射面，当旋转棱镜旋转时，反射经第一光学系统所整形的光束，由此而偏转扫描光束；

一个扫描光学系统，将由旋转棱镜而偏转扫描的聚焦光束聚焦到被扫描面以成像；以及

宽度压缩装置，对入射到反射面的光束在主扫描方向的光束宽度进行压缩，通过利用第一光学系统的整形，使在主扫描方向沿已被加宽于偏转扫描面宽度的光束宽度大于反射面的宽度，

其特征在于，在宽度压缩装置中，在反射面内光通量W，在反射面内垂直于扫描光学系统光轴的方向内，满足以下表达式；

φ×sin(θ/2+π/n)≤W≤φ×sin(2π/n)+0.035×f

其中φ是旋转棱镜的外接圆的直径，n是棱镜旋转面的数目，θ是扫描面内对有效扫描宽度进行扫描的最大扫描半角，而f是在整个光学系统内从光源装置到第一光学系统的主扫描方向的焦距，而在垂直于偏转方向的副扫描方向的宽度是可调节的，以便于校正扫描面上在扫描方向的光量分布。

9.一种如权利要求8所述的光扫描装置，其特征在于，压缩装置的被设置于光源装置和旋转棱镜之间，并且包括一个包括一个孔径的光阑元件，该元件是可透光的。

10.如权利要求9所述的光扫描装置，其特征在于，设置光束使其在扫描面内以相对于扫描光学系统的光轴一个确定的倾斜角入射到旋转棱镜的反射面，

光阑元件孔径在主扫描方向的宽度相对于第一光学系统的光轴是不对称的，并且

从第一光学系统的光轴到旋转棱镜入射边的孔径端面的宽度宽于相对侧面。

11.一种如权利要求8所述的光扫描装置，其特征在于，第一光学系统包括一个耦合光学系统，该耦合光学系统将从光源装置所发射的光线进行汇聚，以及一个第一支撑元件，该元件支撑光源装置和耦合光学系统，这样光源装置相对于耦合光学系统是可调节的。

12.一种如权利要求11所述的光扫描装置，其特征在于，该光阑元件设置于远离耦合光学系统的出瞳并朝向旋转棱镜一侧的位置，距离至少一个耦合光学系统焦距的距离。

13.一种如权利要求8所述的光扫描装置，其特征在于，第一光学系统包括一个耦合光学系统，该耦合光学系统对光源装置发射的光束进行汇聚，以及一个第二支撑元件，该元件用于支撑一体化状态的光源装置以及耦合光学系统，以使光源装置以及耦合光学系统能够一体化地移动。

14.一种如权利要求13所述的光扫描装置，其特征在于，该光阑元件设置于远离耦合光学系统的出瞳并朝向旋转棱镜一侧的位置，距离至少一个耦合光学系统的焦距位置。

15.一种光扫描装置，包括：

发射光束的光源装置；

一个第一光学系统，对从光源装置发射的光束进行整形；

一个旋转棱镜，具有多个反射面，当旋转棱镜旋转时，反射经第一光学系统整形的光束，由此而偏转扫描光束；

一个扫描光学系统，由旋转棱镜而反射扫描的光束聚焦到扫描面，以成像；以及

宽度压缩装置，用于压缩光束在主扫描方向光束的宽度，

其特征在于，设置第一光学系统使其增加在主扫描方向光束的宽度，而大于反射面的宽度，主扫描方向们于沿反射扫描和方向，当设置宽度压缩装置，以减少光束在主扫描方向的宽度，在有效扫描区域外侧，并且  以校正光束在被扫描面上的光量分布，这样可以通过改变在宽度压缩装置在副扫描方向的宽度而使光量分布均匀。

16.如权利要求15所述的光扫描装置，其特征在于，制作宽度压缩装置，使在光束主扫描方向的光束宽度相对于旋转棱镜的反射面上的要求光通量宽度最小化。

17.如权利要求15所述的光扫描装置，其特征在于，在宽度压缩装置中，在偏转平面内，在反射面上垂直于扫描光学系统的光学轴的方向内的光通量宽度W，满足如下表达式；

φ×sin(θ/2+π/n)≤W≤φ×sin(2π/n)+0.035×f

其中φ是旋转棱镜的外接圆的直径，n是棱镜旋转面的数目，θ是扫描面内在扫描有效扫描宽度时的最大扫描半角，而f是在整个光学系统内在主扫描方向从光源装置到第一光学系统的焦距。

18.如权利要求15所述的光扫描装置，其特征在于，第一光学系统包括一个耦合光学系统，该耦合光学系统对光源装置发射的光线进行汇聚，以及一个第一支撑元件，该元件支撑光源装置和耦合光学系统，这样使光源装置相对于耦合光学系统的位置是可调节的。

19.一种如权利要求18所述的光扫描装置，其特征在于，该光阑元件设置于远离耦合光学系统的出瞳并朝向旋转棱镜一侧的位置，距离至少一个耦合光学系统的焦距位置。

20.一种如权利要求15所述的光扫描装置，其特征在于，宽度压缩装置设置于光源装置和旋转棱镜之间，并且包括一个包括有一个孔径部分的光阑元件，该元件是可透光的。

21.一种如权利要求20所述的光扫描装置，其特征在于，

设置光束，使其在一个扫描面内，以相对于扫描光学系统光轴的一个确定入射角而入射到旋转棱镜的反射面，

光阑元件的孔径部分在主扫描方向的宽度相对于第一光学系统的光轴是不对称的，并且

从第一光学系统的光轴到旋转棱镜入射面的孔径部分端面的宽度宽于相对侧。

22.一种成像装置，包括：

如权利要求1所述的光扫描装置；以及

一个图像载体，其特征在于，经光扫描装置而偏转扫描的光束聚焦到被扫描的表面以供成像。

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