專利名稱：光束掃描裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光束掃描裝置，更具體地說(shuō)，涉及一種光束掃描裝置，它包括一個(gè)由一面球形表面構(gòu)成的準(zhǔn)直透鏡。
背景技術(shù)：
通常，激光打印機(jī)采用激光束掃描裝置在打印紙上打印圖像。該光束掃描裝置根據(jù)一圖像信號(hào)將從激光二極管發(fā)出的光束聚焦到一感光鼓上，由此在感光鼓上形成一個(gè)潛像。該潛像在打印紙上被打印成了一個(gè)可見(jiàn)的圖像。
該光束掃描裝置包括一個(gè)準(zhǔn)直透鏡，其將從激光二極管發(fā)出的光束轉(zhuǎn)換成一平行光束或一會(huì)聚光束。為了提高從激光二極管發(fā)出的光束的利用率，該準(zhǔn)直透鏡被設(shè)計(jì)成具有一個(gè)大數(shù)值孔徑(NA)，其在數(shù)值上的變化取決于主掃描和次掃描方向。
傳統(tǒng)準(zhǔn)直透鏡使用一由塑料作成的非球面透鏡，以作成一尺寸小費(fèi)用省的光束掃描裝置。然而，在光束掃描裝置中的傳統(tǒng)準(zhǔn)直透鏡的折射度隨溫度改變而改變，引起了圖像點(diǎn)的改變。
另外，傳統(tǒng)準(zhǔn)直透鏡通過(guò)結(jié)合一面球面透鏡及一面非球面透鏡或通過(guò)一面非球面玻璃透鏡，來(lái)調(diào)節(jié)波前像差。然而，當(dāng)這樣的準(zhǔn)直透鏡能調(diào)節(jié)波前像差時(shí)，它們的制造費(fèi)用將增加。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一方面提供一光束掃描裝置，其包括一能防止因溫度改變而打印質(zhì)量惡化且使成本減少的準(zhǔn)直透鏡。
本發(fā)明的上述方面和/或特征是通過(guò)一光束掃描裝置完成的，該裝置包括一準(zhǔn)直透鏡，從光源發(fā)出的光束在該準(zhǔn)直透鏡中被轉(zhuǎn)換成相對(duì)光軸的至少一會(huì)聚光束和一平行光束之一，并射向一狹縫。該一面為球面透鏡的準(zhǔn)直透鏡滿足
-0.3＜R2/R1＜-0.10.05＜d/f＜0.5其中，R1表示的是相對(duì)著光源的準(zhǔn)直透鏡第一表面的曲率半徑，R2表示的是相對(duì)著狹縫的準(zhǔn)直透鏡第二表面的曲率半徑，d表示的是準(zhǔn)直透鏡的中心厚度，及f表示的是從準(zhǔn)直透鏡到光源的焦距。
準(zhǔn)直透鏡有一個(gè)正的折射率，并由玻璃作成。
該狹縫形成為橢圓形狀，在主掃描方向上的直徑比次掃描方向上的大。
本發(fā)明附加的和/或其它特征及優(yōu)點(diǎn)將在下列說(shuō)明中被部分的陳述出來(lái)，部分的，從說(shuō)明中將是顯而易見(jiàn)的，或通過(guò)本發(fā)明的實(shí)施能夠領(lǐng)會(huì)。


下面結(jié)合附圖對(duì)優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行描述，本發(fā)明的這些和/或其它方面和優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見(jiàn)和更易于理解圖1是展示按照本發(fā)明一實(shí)施例的一光束掃描裝置的示意圖，其包括一準(zhǔn)直透鏡；圖2是圖1中準(zhǔn)直透鏡的截面放大圖；圖3A是展示光束在主掃描方向通過(guò)圖1中準(zhǔn)直透鏡的光路圖；圖3B是展示光束在次掃描方向通過(guò)圖1中準(zhǔn)直透鏡的光路圖；圖4是展示一形成在圖1狹縫板中的開口；及圖5是展示圖1光束掃描裝置的形成在感光鼓上的圖像點(diǎn)的成像光束直徑的圖表。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在，詳細(xì)描述本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例，這些例子將結(jié)合附圖作出說(shuō)明，通篇中同樣的附圖標(biāo)記表示的是同樣的元件。下面通過(guò)相應(yīng)的附圖解釋本發(fā)明實(shí)施例。
圖1是展示按照本發(fā)明一實(shí)施例的一光束掃描裝置的示意圖，其包括一準(zhǔn)直透鏡；參看圖1，一光束掃描裝置100包括一激光二極管110，一準(zhǔn)直透鏡120，一狹縫板130，一柱面透鏡140，一多角反射鏡150，一f-θ透鏡160，一感光鼓170。
該激光二極管110是發(fā)出光束的光源。該激光二極管110發(fā)出的光束通過(guò)準(zhǔn)直透鏡120被轉(zhuǎn)換成關(guān)于光軸的平行光束或會(huì)聚光束。該準(zhǔn)直透鏡120包括一具有正折射率的球面透鏡，并優(yōu)選地，由玻璃作成。
圖2是圖1中準(zhǔn)直透鏡120的截面放大圖。
參看圖2，該準(zhǔn)直透鏡120有一第一表面120a和一第二表面120b。該第一表面120a指的是從激光二極管110發(fā)出的光束進(jìn)入其中的入射表面，該第二表面120b是被轉(zhuǎn)換的入射光束，即，平行光束或會(huì)聚光束出現(xiàn)的面。
準(zhǔn)直透鏡120滿足下列條件-0.3＜R2/R1＜-0.10.05＜d/f＜0.5其中，“R1”表示的是面對(duì)光源110的準(zhǔn)直透鏡120第一表面120a的曲率半徑，“R2”表示的是面對(duì)狹縫板130的準(zhǔn)直透鏡120第二表面120b的曲率半徑，這將在后面描述。
該中心厚度，“d”表示的是準(zhǔn)直透鏡120的中心厚度，即，它表示從第一表面120a中心到第二表面120b中心的距離。該焦距“f”表示的是從準(zhǔn)直透鏡120到光源110的焦距。通常，該焦距用透鏡的曲率和厚度計(jì)算出來(lái)的。該如圖所示的焦距顯示的是通常的焦距，并且是可變的。
在通過(guò)準(zhǔn)直透鏡120的光束之中，至于主掃描方向的光束有如圖3A示光路，同時(shí)關(guān)于次掃描方向的光束光路在圖3B中示出。該主掃描及次掃描方向的光束被轉(zhuǎn)換成關(guān)于光軸平行的光束或會(huì)聚的光束，其入射到狹縫板130上。
狹縫板130與準(zhǔn)直透鏡120第二表面120b相對(duì)。如圖4所示，該狹縫板130有一個(gè)狹縫130a，其限制著通過(guò)準(zhǔn)直透鏡120的光束的光束部分尺寸。優(yōu)選地，該狹縫130a形成為一橢圓形，其主掃描方向直徑比次掃描方向的大。作為選擇，該狹縫130a能被形成為一個(gè)圓形。
當(dāng)光束從準(zhǔn)直透鏡120經(jīng)過(guò)柱面透鏡140，該光束被轉(zhuǎn)換成線形，其相對(duì)于次掃描方向是水平的。該多角反射鏡150以一個(gè)恒定的直線速度移動(dòng)掃描從柱面透鏡140出來(lái)的水平直線束。多角反射鏡150具有一馬達(dá)(未示出)以一個(gè)恒定速度移動(dòng)該多角反射鏡150。
該f-θ透鏡160具有一關(guān)于光軸恒定的折射率并將在主掃描方向上從多角反射鏡150相同速度反射出來(lái)的光束折射。同時(shí)，該f-θ透鏡160調(diào)整從多角反射鏡150反射來(lái)的光束的像差并將該光束導(dǎo)向感光鼓170。相應(yīng)地，圖像數(shù)據(jù)形成在了記錄介質(zhì)，即，在感光鼓170上。
參看表1，描述了圖1光學(xué)元件的尺寸。
表1展示激光二極管(LD)，LD蓋層玻璃，應(yīng)用于圖1光束掃描裝置中的準(zhǔn)直透鏡的尺寸。

在表1中，該“平面間距”指的是在光學(xué)元件兩表面之間的距離，“xxx”表示從000到999。該準(zhǔn)直透鏡120的焦距“f”是15.xxxmm，該狹縫板130的狹縫130a的直徑在主掃描方向?yàn)?.xxxmm，而在次掃描方向?yàn)?.xxxmm。
圖5展示圖1光束掃描裝置的感光鼓上形成的圖像的成像光束直徑圖表。
參看圖5，在A4紙上成像位置的中心被設(shè)定為0。該成像光束直徑相應(yīng)于形成在感光鼓170上圖像點(diǎn)的尺寸，在主掃描方向和次掃描方向上被測(cè)量。在主掃描方向測(cè)量的成像光束直徑用實(shí)線標(biāo)出，在次掃描方向測(cè)量的成像光束直徑用虛線標(biāo)出。
如圖5所示，具有表1尺寸及如上所述的光束掃描裝置100能在具有300dpi(點(diǎn)每英寸)到600dpi分辨率的激光打印機(jī)上適用。
按照本發(fā)明的光束掃描裝置100使用包括一玻璃的球面準(zhǔn)直透鏡，由此成為一減少尺寸及節(jié)省成本的光束掃描裝置。同時(shí)，使用玻璃制造的準(zhǔn)直透鏡防止了由于溫度改變而導(dǎo)致的打印質(zhì)量惡化。
然而，本發(fā)明顯示的和描述的是參照其特定優(yōu)選實(shí)施例作出的，對(duì)于那些本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是能夠作出沒(méi)有離開其精神的形式上和細(xì)節(jié)上的改變，本發(fā)明保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求決定。
權(quán)利要求
1.一種光束掃描裝置，包括一準(zhǔn)直透鏡，一從光源發(fā)出的光束被轉(zhuǎn)換成至少一會(huì)聚光束和一關(guān)于光軸的平行光束中的一種并向一狹縫輸出，準(zhǔn)直透鏡為球面透鏡，滿足關(guān)系-0.3＜R2/R1＜-0.10.05＜d/f＜0.5其中，R1表示的是相對(duì)著光源的準(zhǔn)直透鏡第一表面的曲率半徑，R2表示的是相對(duì)著狹縫的準(zhǔn)直透鏡第二表面的曲率半徑，d表示的是準(zhǔn)直透鏡的中心厚度，及f表示從準(zhǔn)直透鏡到光源的焦距。
2.如權(quán)利要求1所述光束掃描裝置，其中該準(zhǔn)直透鏡有一個(gè)正折射率。
3.如權(quán)利要求1所述光束掃描裝置，其中該準(zhǔn)直透鏡是玻璃的。
4.如權(quán)利要求1所述光束掃描裝置，其中該狹縫為一橢圓形，主掃描方向直徑比次掃描方向的大。
5.一種光束掃描裝置，包括一準(zhǔn)直透鏡，從光源發(fā)出的光束被轉(zhuǎn)換成至少一會(huì)聚光束和一相對(duì)光軸的平行光束之一并輸出到一狹縫中，其中，該準(zhǔn)直透鏡包括一第一表面，面對(duì)光源，并具有一第一曲率半徑；一第二表面，面對(duì)狹縫，并具有一第二曲率半徑；及一中心厚度，其中，第二曲率半徑在第一曲率半徑的-0.3和-0.1倍之間，及中心厚度從準(zhǔn)直透鏡到光源的焦距的0.05和0.5倍之間。
6.如權(quán)利要求5所述光束掃描裝置，其中該準(zhǔn)直透鏡進(jìn)一步包括玻璃以防止因溫度變化導(dǎo)致的打印質(zhì)量惡化。
7.如權(quán)利要求5所述光束掃描裝置，其中該準(zhǔn)直透鏡有一個(gè)正折射率。
8.如權(quán)利要求5所述光束掃描裝置，其中該狹縫是橢圓形并在主掃描方向直徑比次掃描方向的大。
9.一種光束掃描裝置，包括一準(zhǔn)直透鏡，從光源發(fā)出的光束被轉(zhuǎn)換成至少一會(huì)聚光束和一相對(duì)光軸的平行光束之一，并輸出到狹縫中，其中該準(zhǔn)直透鏡包括一第一表面，面對(duì)光源，并具有一第一曲率半徑；一第二表面，面對(duì)狹縫，并具有一第二曲率半徑；一準(zhǔn)直透鏡的中心厚度；及一從準(zhǔn)直透鏡到光源的焦距，其中該準(zhǔn)直透鏡是玻璃的。
10.如權(quán)利要求9所述光束掃描裝置，其中第二曲率半徑在第一曲率半徑的-0.3和-0.1倍之間，及中心厚度是焦距的0.05和0.5倍之間。
11.如權(quán)利要求9所述光束掃描裝置，其中準(zhǔn)直透鏡具有一正折射率。
12.如權(quán)利要求9所述光束掃描裝置，其中該狹縫是橢圓形，并在主掃描方向直徑比次掃描方向的大。
13.一種光束掃描裝置，用于具有300點(diǎn)/英寸到600點(diǎn)/英寸分辨率的激光打印機(jī)中，包括一激光二極管，以發(fā)出光；一準(zhǔn)直透鏡，包括一第一表面，面對(duì)光源，并具有一第一曲率半徑；一第二表面，面對(duì)一狹縫，其在主掃描方向直徑比次掃描方向的大；并具有一第二曲率半徑，一中心厚度，及一從準(zhǔn)直透鏡到光源的焦距；其中，一第二曲率半徑在第一曲率半徑的-0.3和-0.1倍之間，及中心厚度在焦距的0.05和0.5倍之間；一柱面透鏡，通過(guò)它的光束被轉(zhuǎn)換成直線形；一轉(zhuǎn)動(dòng)多角反射鏡，以恒定線性速度移動(dòng)從柱面透鏡射出的水平線性光束；一f-θ透鏡，關(guān)于光軸具有一恒定折射率；及一感光鼓，在其上形成圖像數(shù)據(jù)。
14.如權(quán)利要求13所述光束掃描裝置，其中該準(zhǔn)直透鏡是玻璃的。
15.如權(quán)利要求13所述光束掃描裝置，其中該準(zhǔn)直透鏡具有一正折射率。
16.如權(quán)利要求13所述光束掃描裝置，其中該狹縫是橢圓形的，并在主掃描方向直徑比次掃描方向的大。
17.一種光束掃描裝置，用于具有300點(diǎn)/英寸到600點(diǎn)/英寸分辨率的激光打印機(jī)中，包括一激光二極管，以發(fā)出光；一準(zhǔn)直透鏡，包括一第一表面，對(duì)著光源，并具有一第一曲率半徑；一第二表面，對(duì)著一狹縫，其在主掃描方向直徑比次掃描方向的大，并具有一第二曲率半徑，一中心厚度，及一從準(zhǔn)直透鏡到光源的焦距；其中，該準(zhǔn)直透鏡是玻璃的；一柱面透鏡，通過(guò)它的光束被轉(zhuǎn)換成線性光束；一轉(zhuǎn)動(dòng)多角反射鏡，以恒定線性速度移動(dòng)從柱面透鏡來(lái)的水平直線形光束；一f-θ透鏡，關(guān)于光軸具有一恒定折射率；及一感光鼓，在其上形成圖像數(shù)據(jù)。
18.如權(quán)利要求17所述光束掃描裝置，其中第二曲率半徑在第一曲率半徑的-0.3和-0.1倍之間，及中心厚度在焦距的0.05和0.5倍之間。
19.如權(quán)利要求17所述光束掃描裝置，其中該準(zhǔn)直透鏡具有正折射率。
20.如權(quán)利要求17所述光束掃描裝置，其中該狹縫是橢圓形的，并在主掃描方向直徑比次掃描方向的大。
全文摘要
一種光束掃描裝置，包括一準(zhǔn)直透鏡，從光源發(fā)出的光束被轉(zhuǎn)換成關(guān)于光軸至少一會(huì)聚和一平行的光束之一，并向一狹縫輸出，該為球面透鏡的準(zhǔn)直透鏡滿足關(guān)系－0.3＜R2/R1＜－0.1，0.05＜d/f＜0.5。其中，R1表示的是面對(duì)光源的準(zhǔn)直透鏡第一表面的曲率半徑，R2表示的是面對(duì)狹縫的準(zhǔn)直透鏡第二表面的曲率半徑，d表示的是準(zhǔn)直透鏡的中心厚度，及f表示的是準(zhǔn)直透鏡對(duì)光源的焦距。由于結(jié)構(gòu)上該光束掃描裝置使用了該準(zhǔn)直透鏡，因而防止了因溫度變化而導(dǎo)致的打印質(zhì)量惡化，并且節(jié)約了成本。
文檔編號(hào)B41J2/435GK1495466SQ031602
公開日2004年5月12日 申請(qǐng)日期2003年9月5日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月5日
發(fā)明者金亨洙 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社