扫描光学系统以及使用了该系统的图像形成装置制造方法及图纸

提供一种扫描光学系统以及使用了该系统的图像形成装置。该扫描光学系统利用偏转装置（５）偏转从激光光源（１）射出的光束、利用扫描光学装置（６）使被该偏转装置偏转了的光束成像在被扫描面（７）上并扫描该被扫描面，该光学扫描装置具有１个以上带有微细构造光栅（８）的光学面，该微细构造光栅的光栅间隙短于来自该激光光源的光束的波长，且该微细构造光栅的排列方向在微细构造光栅面全域为同一方向。从而对应于入射光束的偏振波面适当地设定微细构造光栅的排列方向，以获得可以降低微细光栅构造的构造性双折射的影响并能够得到良好的光学性能。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及扫描光学系统以及使用了该系统的图像形成装置，特别涉及适用于可以经由利用作为光束偏转器的多边反射镜使从光源装置出射的光束反射偏转并具有fθ特性的、且包含设置了微细构造光栅的光学元件的扫描光学装置来进行被扫描面的光学扫描以便进行信息记录的、例如具有电子照片处理功能的激光打印机或数字式复印机、多函数型打印机(多功能打印机)等图像形成装置。
技术介绍
在以往的激光打印机(LBP)等扫描光学系统中，例如，采用的做法是通过由多边反射镜组成的光偏转器周期地使从对应图像信号进行了光调制的光源装置出射的光束偏转，且具有fθ特性的扫描光学装置将光束会聚成点状扫描在感光性的记录介质面上进行图像记录。图16是以往的扫描光学系统(光学扫描装置)的主扫描方向的要部断面图(主扫描断面图)。同图中，91是光源装置，如由半导体激光器等构成的光源装置。92是平行光透镜，用于将光源装置91射出的发散光束变换成准平行光。93是开口光阑，用于限制通过光束并对光束形状进行整形。94是柱面透镜，只在副扫描方向具有规定的光焦度(power)，并近似作为线像，在副扫描面内使通过开口光阑93的光束成像在后述的光偏转器95的偏转面(反射面)95a上。95是作为偏转装置的光偏转器，如可由4面构成的多边反射镜(旋转多面镜)组成，通过电机等驱动装置(没有图示)的驱动，按恒定的速度在图中箭头A方向上旋转。96是作为具有聚光功能和fθ特性的扫描光学装置的扫描透镜系统，由第1、第2两片扫描透镜96a、96b组成，通过将基于被光偏转器95反射偏转了的图像信息的光束成像在作为被扫描面的感光转鼓面97上，且使副扫描断面内光偏转器95的偏转面95a和感光转鼓面97之间形成共轭关系，具有歪斜校正功能。同图中，从半导体激光器91出射的发散光束被平行光透镜92变换成准平行光束，经开口光阑93限制该光束(光通量)后，入射到柱面透镜94上。入射到柱面透镜94的准平行光束中，在主扫描断面内以原样不变的状态出射。而在副扫描断面内则被会聚并作为线像(在主扫描方向长的线像)成像在光偏转器95的偏转面95a上。进而，被光偏转器95的偏转面95a反射偏转了的光束经由第1、第2扫描透镜96a、96b，点状地成像在感光转鼓面97上，通过在箭头A方向旋转该光偏转器95，可以等速地沿箭头B方向(主扫描方向)在该感光转鼓面97上进行光学扫描。由此，可以在作为记录介质的感光转鼓面97上进行图像记录。但是，在上述的以往的扫描光学系统中存在以下所示的问题。近年来，扫描光学系统的扫描光学装置(扫描透镜系统)一般已经开始使用易于构成或易于制造非球面形状的塑料进行生产了。但是，因技术的、成本的原因，(塑料透镜)难以在透镜面实施防反射镀膜，故会产生在各光学面的菲涅尔反射。图17所示是使P偏振光的光束入射到如折射率n＝1.524的树脂光学构件上时的反射率与透过率的角度依存关系的说明图。如同图所示的那样，入射角越增大，则各光学面的表面反射也越大。因而，一般地，由于扫描光学装置从轴上朝向轴外地变化入射角，故在各光学面的菲涅尔反射也发生很大变化，结果上，轴上和轴外的光通量将产生差分。因为如果入射角从0度一直增大到布儒斯特角反射率将降低(透过率增加)，故整个系统的透过率从轴上朝向轴外地增加。即，被扫描面上的照度分布也是从轴上朝向轴外地增加。由图17可知，最轴外侧的光通量增加达轴上的5％。该结果导致从图像形成装置输出的图像产生在中央部和周边部存在浓度差的弊端。作为该问题的解决办法，在特开2000-206445号公开专利中曾试图通过适当地设定设置在扫描光学装置中的衍射光栅面的衍射效率来进行解决。即，作为以倍率色差校正或对焦校正为目的的所期望的光焦度分配，按期望的间隙刻划光栅，且通过适当地设定衍射光栅面的光栅的高度(深度)，能够使所使用的衍射光(1级衍射光)的衍射效率在轴上和轴外发生变化，从而抵消在其他的折射面产生的透过率的变化。但特开2000-206445号公开专利中的这样的衍射光栅存在下面这样的问题。即，光栅的间隙变得细微，众所周知，如果要形成具有大致与波长相等以下的光栅间隙的微细构造光栅，则需要给出其构造性双折射。根据东海大学出版会出版的《光学原理III》P1030，当有规律地排列了作为光学上各向同性的物质与分子相比足够地大、且小于光的波长的粒子时，将作为构造性双折射而振动。即，如光学原理给出的那样，在具有波长级以下的周期性的薄的平行平板这样的模型中，相对于平行于平板的电矢量和垂直于平板的电矢量，给出的由平板部的介质的介电常数和非平板部的介质的介电常数得到的实际的介电常数分别为振动的单轴性结晶。即，在具有近于与波长相等以下的光栅间隙的微细构造光栅中，对应于入射的光束的偏振波面的方向，相对于光栅的排列方向以及垂直于光栅的排列方向的方向的2个轴，其呈现出不同的折射率。根据这一现象，如果不对应于入射的光束的偏振光设定适当的光栅图案，则将不能得到所期望的透过反射率的特性。关于此点，在特开2000-206445号公开专利(USP6222661)中并没有充分地进行开示。特别是在特开2000-206445号公开专利中，假想同心圆状的光栅，当某一像高的光束横过光栅面时，在光束内光栅的方向并不能成为恒定。进而，例如，在如特开平11-218699号公开专利那样用偏光光束分离器合成光路并用光偏转器反射偏转2个不同的线偏振光的激光光束，进而利用成像光学元件在被扫描面上扫描成像这样的光束合成方式中，在成像光学元件上将入射2个偏振光状态的光束。如果在这样的扫描光学系统中设置具有上述的构造性双折射的微细构造光栅，则因对应于偏光状态其透过反射率特性不同，结果上，多个激光光束间将在像面上的光通量上产生差分，存在无法进行均匀的曝光之类的问题。
技术实现思路
本专利技术之目的即为提供可降低由设置在扫描光学系统的光学面上的微细构造光栅的构造性双折射造成的影响，具有不依赖于入射光束的偏光状态的良好的光学特性的扫描光学系统以及使用了该系统的图像形成装置。此外，本专利技术的目的还在于提供不增加镀膜等追加工序地、可以降低成为产生光斑或鬼像的原因的、在透镜面的菲涅尔(表面)反射的扫描光学系统以及使用了该系统的图像形成装置。一种扫描光学系统，利用偏转装置偏转从激光光源射出的光束，利用扫描光学装置使被上述偏转装置偏转了的光束成像在被扫描面上并扫描该被扫描面，其特征在于该扫描光学装置具有1个以上带有微细构造光栅的光学面，该微细构造光栅的光栅间隙短于来自该激光光源的光束的波长，该微细构造光栅的排列方向在微细构造光栅面全域为同一方向。方案1所述的扫描光学系统，其特征在于上述微细构造光栅的排列方向与入射光束的偏振波面的方向为恒定关系。方案2所述的扫描光学系统，其特征在于相对于入射光束的偏振波面，上述微细构造光栅的排列方向包括平行方向、或垂直方向、或45度方向、或者这些方向中的至少2个方向。方案1所述的扫描光学系统，其特征在于相对于主扫描面，上述微细构造光栅的排列方向包括平行方向、或垂直方向、或45度方向、或者这些方向中的至少2个方向。一种扫描光学系统，利用偏转装置偏转从多个激光光源射出的光束，利用扫描光学装置使被上述偏转装置偏转了的光束成像在被扫描面上并扫描该被扫描面，其特征本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种扫描光学系统，利用偏转装置偏转从激光光源射出的光束，利用扫描光学装置使被上述偏转装置偏转了的光束成像在被扫描面上并扫描该被扫描面，其特征在于： 该扫描光学装置具有１个以上带有微细构造光栅的光学面，该微细构造光栅的光栅间隙短于来自该激光光源的光束的波长， 该微细构造光栅的排列方向在微细构造光栅面全域为同一方向。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：木村一巳，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]