制造成像光学元件的方法和光扫描设备技术

本发明专利技术涉及制造成像光学元件的方法和光扫描设备。在该方法中，该成像光学元件使多个光束进入偏转单元并且将那些光束引导到对应的待扫描表面，所述成像光学元件被光学地布置在相同的位置处并且具有相同的光学性能，该方法包括：对于具有相同光学性能的成像光学元件，在不同的光束通过状态的多个位置中的每一个位置处测量光学性能；基于与成像光学元件的光学功能表面的设计值的偏差量来计算成像光学元件的光学功能表面的校正形状；基于光学功能表面的校正形状来对与成像光学元件的光学功能表面对应的用于成型的模子的镜面加工镶嵌件的形状执行校正加工；以及通过使用经受校正加工的镜面加工镶嵌件来执行成型。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及制造成像光学元件的方法和使用由该制造成像光学元件的方法制造的成像光学元件的光扫描装置，并且适合于彩色图像形成设备，特别是激光束打印机、数字复印机或多功能打印机。
技术介绍
迄今，在诸如激光束打印机(LBP)之类的图像形成设备中使用的光扫描装置中， 利用包括旋转多面镜(多面镜)的光偏转器使根据图像信号从光源单元光学地调制并且发射的光束周期性地偏转。然后，偏转的光束被具有fθ特性的成像光学系统在感光性记录介质(感光鼓)的表面上会聚成斑点(spot)状形状，并且其表面已经被光学地扫描，由此实现图像记录。在很多情况下，使用容易制造的塑料透镜来作为构成在此类型的光扫描装置中使用的成像光学系统的成像光学元件。塑料透镜具有容易通过注射成型(injection molding)来制造的特征。为了实现聚光到感光鼓的表面上的光束的更好的像场弯曲，为了减少感光鼓的表面上的扫描线弯曲，并且为了实现光扫描装置中的更好的f θ特性，塑料透镜的光学功能表面的形状通常被设计成具有非球面的形状。在这种情况下，通过使用注射成型，与使用光学玻璃的情况相比可以更容易地制造期望的非球面形状。在通过注射成型来使塑料透镜成型时，公知的事实是，所产生的透镜的表面形状由于塑料的成型收缩而改变。例如，在通过使用塑料作为材料来使透镜成型的情况下，所产生的透镜变得比由模子(mold)的镜面加工镶嵌件(mirror-finish insert)形成的空腔的尺寸小。另外，光学功能表面的形状也相对于镜面加工镶嵌件的表面形状由于成型收缩而变形。在这种误差没有落入设计容许范围内时，这种透镜的使用导致光学性能的降低。由于成型收缩而发生的光学性能变化的示例包括主扫描方向和副扫描方向上的焦点偏差以及成像位置偏差(照射位置偏差)。特别地，要布置在待扫描表面一侧的成像光学元件一般较薄并且在主扫描方向上较长，并且因此易受模子内的温度分布的不均勻性的影响。结果， 在成像光学元件中发生翘曲。关于成像光学元件的翘曲，通过采取如实现模子内的均勻的温度分布这样的措施可以预期一定程度上的改善。然而，由于模子的构造而难以完全消除透镜的翘曲。然而，如果在成型时发生的与模子的偏差量是稳定的并且没有根据成型的日期和时间以及环境而显著地波动，则可以通过利用模子形状预先校正误差来使成型的产品的形状在设计容许范围内。传统地，存在已知的方法，在所述方法中通过考虑在成型时的收缩、变形的量等来制作镜面加工镶嵌件(日本专利申请公开NO.H07-060857和日本专利申请公开 No. 2002-248666)。日本专利申请公开No. H07-060857的光学元件成型方法公开了一种方法，在该方法中，使透镜一次成型以便测量其光学功能表面的形状误差，并且然后校正模子的镜面加工镶嵌件以使得抵消由树脂的不均勻收缩的影响所引起的形状误差。此外，日本专利申请公开No. 2002-248666的光学元件制造方法公开了一种方法，在该方法中校正光学功能表面的形状的一部分以使得抵消基于测量光学特性的结果的像场弯曲。在作为图像形成设备的彩色图像形成设备中，使用了光扫描装置，在该光扫描装置中，为了使整个设备紧凑起见，由多个光束共用旋转多面镜(偏转单元)。在这种光扫描装置中，扫描光学系统被布置在偏转单元两侧。此外，在扫描光学系统之一中，使两个光束以相对于副扫描方向的上方和下方倾斜的方向进入偏转单元的一个偏转表面。因此，在偏转单元的一侧的扫描光学系统中，扫描两个待扫描表面，并且同样在另一侧的扫描光学系统中，也扫描两个待扫描表面。在这种光扫描装置中使用的扫描光学系统被设置有对于每个待扫描表面具有f θ 特性的成像光学系统。通常，成像光学系统由多个成像光学元件构成。在构成成像光学系统的多个成像光学元件中，布置在偏转单元一侧的成像光学元件由两个成像光学系统共有， 并且布置在待扫描表面一侧的成像光学元件由各个成像光学系统使用。在两个成像光学系统中，使光束以相对于副扫描方向倾斜的方式进入成像光学元件，并且因此在成像光学元件中使用的位置(光束进入的位置)(光束通过状态)在副扫描方向上在各个成像光学系统之间变化。在日本专利申请公开No. Η07-060857和日本专利申请公开No. 2002-248666中公开的光学元件制造方法中，在通过使用模子制造光学元件时，没有考虑如下的事实，即，即使光学元件被光学地布置在相同的位置处，进入光学元件的光束的入射位置也是不同的。 换句话说，没有考虑由树脂的收缩的影响所引起的形状误差，其根据进入光学元件的光束的入射位置而不同。因此，难以获得抵消要在扫描光学系统中使用的成像光学元件的光学功能表面的形状误差的模子，其中在该扫描光学系统中使多个光束在副扫描截面中倾斜地进入光学元件以使得同时扫描多个待扫描表面。
技术实现思路
本专利技术具有提供如下的制造成像光学元件的方法的目的，该方法能够使用模子通过注射成型来以高精度制造成像光学元件，该成像光学元件被用在扫描光学系统中，在该扫描光学系统中，在副扫描截面中使多个光束从倾斜的方向进入偏转表面，以使得扫描多个待扫描表面。另外，本专利技术具有提供使用由上述制造方法制造的成像光学元件的光扫描设备的另一目的。为了实现上述目的，根据本专利技术，提供了一种制造成像光学元件的方法，所述成像光学元件具有相同的光学性能并且要被用于光扫描设备中，所述光扫描设备包括多个光源单元；入射光学系统，用于使从多个光源单元发射的多个光束从相对于副扫描方向倾斜的方向进入偏转单元的相同的偏转表面；以及多个成像光学系统，用于将由所述偏转单元的相同的偏转表面偏转的多个光束引导到与所述多个光束对应的各个待扫描表面，在多个成像光学系统中，被光学地布置在相同的位置处并且具有相同的光学性能的成像光学元件根据与各个待扫描表面对应的多个光束而被配置为在副扫描方向上具有不同的光束通过状态，所述制造成像光学元件的方法包括对于具有相同光学性能的成像光学元件，在不同的光束通过状态的多个位置中的每一个位置处测量光学性能；基于与成像光学元件的光学功能表面的设计值的偏差量来计算成像光学元件的光学功能表面的校正形状，基于在光学性能的测量中获得的多条测量数据来确定所述偏差量；基于在校正形状的计算中获得的光学功能表面的校正形状来对与成像光学元件的光学功能表面对应的用于成型的模子的镜面加工镶嵌件的形状执行校正加工；以及通过使用经受校正加工的镜面加工镶嵌件来执行成型。注意，在本专利技术的上述方法中，多个成像光学系统中的每一个成像光学系统可以包括多个成像光学元件，并且所述光学性能的测量可以包括在所有光束通过状态中测量在多个成像光学元件之中在主扫描方向上最长的成像光学元件的光学性能。此外，所述光学性能的测量可以包括，在成像光学元件的所有组合中评价光学性能，其中光束通过状态根据沿其布置成像光学元件的光路上的位置而不同。可替代地，所述扫描光学系统的多个成像光学系统之一可以在多个成像光学元件之间不布置反射镜或者在多个成像光学元件之间布置有偶数个反射镜，并且所述扫描光学系统的多个成像光学系统中的另一个成像光学系统可以在多个成像光学元件之间布置有奇数个反射镜。此外，所述光学性能的测量可以包括，在与待扫描表面对应的位置处的多个图像高度处测量成像光学元件的光学性能，并本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种制造成像光学元件的方法，所述成像光学元件具有相同的光学性能并且要被用于光扫描设备中，所述光扫描设备包括：多个光源单元；入射光学系统，用于使从所述多个光源单元发射的多个光束从相对于副扫描方向倾斜的方向进入偏转单元的相同的偏转表面；以及多个成像光学系统，用于将由所述偏转单元的相同的偏转表面偏转的多个光束引导到与所述多个光束对应的各个待扫描表面，在多个成像光学系统中，被光学地布置在相同的位置处并且具有相同的光学性能的成像光学元件被配置为根据与各个待扫描表面对应的多个光束而在副扫描方向上具有不同的光束通过状态，所述制造成像光学元件的方法包括：对于具有相同光学性能的成像光学元件，在不同的光束通过状态的多个位置中的每一个位置处测量光学性能；基于与成像光学元件的光学功能表面的设计值的偏差量来计算成像光学元件的光学功能表面的校正形状，基于在光学性能的测量中获得的多条测量数据来确定所述偏差量；基于在校正形状的计算中获得的光学功能表面的校正形状来对与成像光学元件的光学功能表面对应的用于成型的模子的镜面加工镶嵌件的形状执行校正加工；以及通过使用经受校正加工的镜面加工镶嵌件来执行成型。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：下村秀和，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：JP