专利名称：光束扫描装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种光束扫描装置，更具体地说，涉及一种光束扫描装置，它包括一个由一面球形表面构成的准直透镜。
背景技术：
通常，激光打印机采用激光束扫描装置在打印纸上打印图像。该光束扫描装置根据一图像信号将从激光二极管发出的光束聚焦到一感光鼓上，由此在感光鼓上形成一个潜像。该潜像在打印纸上被打印成了一个可见的图像。
该光束扫描装置包括一个准直透镜，其将从激光二极管发出的光束转换成一平行光束或一会聚光束。为了提高从激光二极管发出的光束的利用率，该准直透镜被设计成具有一个大数值孔径(NA)，其在数值上的变化取决于主扫描和次扫描方向。
传统准直透镜使用一由塑料作成的非球面透镜，以作成一尺寸小费用省的光束扫描装置。然而，在光束扫描装置中的传统准直透镜的折射度随温度改变而改变，引起了图像点的改变。
另外，传统准直透镜通过结合一面球面透镜及一面非球面透镜或通过一面非球面玻璃透镜，来调节波前像差。然而，当这样的准直透镜能调节波前像差时，它们的制造费用将增加。
发明内容
本发明的一方面提供一光束扫描装置，其包括一能防止因温度改变而打印质量恶化且使成本减少的准直透镜。
本发明的上述方面和/或特征是通过一光束扫描装置完成的，该装置包括一准直透镜，从光源发出的光束在该准直透镜中被转换成相对光轴的至少一会聚光束和一平行光束之一，并射向一狭缝。该一面为球面透镜的准直透镜满足
-0.3＜R2/R1＜-0.10.05＜d/f＜0.5其中，R1表示的是相对着光源的准直透镜第一表面的曲率半径，R2表示的是相对着狭缝的准直透镜第二表面的曲率半径，d表示的是准直透镜的中心厚度，及f表示的是从准直透镜到光源的焦距。
准直透镜有一个正的折射率，并由玻璃作成。
该狭缝形成为椭圆形状，在主扫描方向上的直径比次扫描方向上的大。
本发明附加的和/或其它特征及优点将在下列说明中被部分的陈述出来，部分的，从说明中将是显而易见的，或通过本发明的实施能够领会。
下面结合附图对优选实施例进行描述，本发明的这些和/或其它方面和优点将变得显而易见和更易于理解图1是展示按照本发明一实施例的一光束扫描装置的示意图，其包括一准直透镜；图2是图1中准直透镜的截面放大图；图3A是展示光束在主扫描方向通过图1中准直透镜的光路图；图3B是展示光束在次扫描方向通过图1中准直透镜的光路图；图4是展示一形成在图1狭缝板中的开口；及图5是展示图1光束扫描装置的形成在感光鼓上的图像点的成像光束直径的图表。
具体实施例方式
现在，详细描述本发明优选实施例，这些例子将结合附图作出说明，通篇中同样的附图标记表示的是同样的元件。下面通过相应的附图解释本发明实施例。
图1是展示按照本发明一实施例的一光束扫描装置的示意图，其包括一准直透镜；参看图1，一光束扫描装置100包括一激光二极管110，一准直透镜120，一狭缝板130，一柱面透镜140，一多角反射镜150，一f-θ透镜160，一感光鼓170。
该激光二极管110是发出光束的光源。该激光二极管110发出的光束通过准直透镜120被转换成关于光轴的平行光束或会聚光束。该准直透镜120包括一具有正折射率的球面透镜，并优选地，由玻璃作成。
图2是图1中准直透镜120的截面放大图。
参看图2，该准直透镜120有一第一表面120a和一第二表面120b。该第一表面120a指的是从激光二极管110发出的光束进入其中的入射表面，该第二表面120b是被转换的入射光束，即，平行光束或会聚光束出现的面。
准直透镜120满足下列条件-0.3＜R2/R1＜-0.10.05＜d/f＜0.5其中，“R1”表示的是面对光源110的准直透镜120第一表面120a的曲率半径，“R2”表示的是面对狭缝板130的准直透镜120第二表面120b的曲率半径，这将在后面描述。
该中心厚度，“d”表示的是准直透镜120的中心厚度，即，它表示从第一表面120a中心到第二表面120b中心的距离。该焦距“f”表示的是从准直透镜120到光源110的焦距。通常，该焦距用透镜的曲率和厚度计算出来的。该如图所示的焦距显示的是通常的焦距，并且是可变的。
在通过准直透镜120的光束之中，至于主扫描方向的光束有如图3A示光路，同时关于次扫描方向的光束光路在图3B中示出。该主扫描及次扫描方向的光束被转换成关于光轴平行的光束或会聚的光束，其入射到狭缝板130上。
狭缝板130与准直透镜120第二表面120b相对。如图4所示，该狭缝板130有一个狭缝130a，其限制着通过准直透镜120的光束的光束部分尺寸。优选地，该狭缝130a形成为一椭圆形，其主扫描方向直径比次扫描方向的大。作为选择，该狭缝130a能被形成为一个圆形。
当光束从准直透镜120经过柱面透镜140，该光束被转换成线形，其相对于次扫描方向是水平的。该多角反射镜150以一个恒定的直线速度移动扫描从柱面透镜140出来的水平直线束。多角反射镜150具有一马达(未示出)以一个恒定速度移动该多角反射镜150。
该f-θ透镜160具有一关于光轴恒定的折射率并将在主扫描方向上从多角反射镜150相同速度反射出来的光束折射。同时，该f-θ透镜160调整从多角反射镜150反射来的光束的像差并将该光束导向感光鼓170。相应地，图像数据形成在了记录介质，即，在感光鼓170上。
参看表1，描述了图1光学元件的尺寸。
表1展示激光二极管(LD)，LD盖层玻璃，应用于图1光束扫描装置中的准直透镜的尺寸。
在表1中，该“平面间距”指的是在光学元件两表面之间的距离，“xxx”表示从000到999。该准直透镜120的焦距“f”是15.xxxmm，该狭缝板130的狭缝130a的直径在主扫描方向为3.xxxmm，而在次扫描方向为1.xxxmm。
图5展示图1光束扫描装置的感光鼓上形成的图像的成像光束直径图表。
参看图5，在A4纸上成像位置的中心被设定为0。该成像光束直径相应于形成在感光鼓170上图像点的尺寸，在主扫描方向和次扫描方向上被测量。在主扫描方向测量的成像光束直径用实线标出，在次扫描方向测量的成像光束直径用虚线标出。
如图5所示，具有表1尺寸及如上所述的光束扫描装置100能在具有300dpi(点每英寸)到600dpi分辨率的激光打印机上适用。
按照本发明的光束扫描装置100使用包括一玻璃的球面准直透镜，由此成为一减少尺寸及节省成本的光束扫描装置。同时，使用玻璃制造的准直透镜防止了由于温度改变而导致的打印质量恶化。
然而，本发明显示的和描述的是参照其特定优选实施例作出的，对于那些本领域技术人员来说是能够作出没有离开其精神的形式上和细节上的改变，本发明保护范围由所附的权利要求决定。
权利要求
1.一种光束扫描装置，包括一准直透镜，一从光源发出的光束被转换成至少一会聚光束和一关于光轴的平行光束中的一种并向一狭缝输出，准直透镜为球面透镜，满足关系-0.3＜R2/R1＜-0.10.05＜d/f＜0.5其中，R1表示的是相对着光源的准直透镜第一表面的曲率半径，R2表示的是相对着狭缝的准直透镜第二表面的曲率半径，d表示的是准直透镜的中心厚度，及f表示从准直透镜到光源的焦距。
2.如权利要求1所述光束扫描装置，其中该准直透镜有一个正折射率。
3.如权利要求1所述光束扫描装置，其中该准直透镜是玻璃的。
4.如权利要求1所述光束扫描装置，其中该狭缝为一椭圆形，主扫描方向直径比次扫描方向的大。
5.一种光束扫描装置，包括一准直透镜，从光源发出的光束被转换成至少一会聚光束和一相对光轴的平行光束之一并输出到一狭缝中，其中，该准直透镜包括一第一表面，面对光源，并具有一第一曲率半径；一第二表面，面对狭缝，并具有一第二曲率半径；及一中心厚度，其中，第二曲率半径在第一曲率半径的-0.3和-0.1倍之间，及中心厚度从准直透镜到光源的焦距的0.05和0.5倍之间。
6.如权利要求5所述光束扫描装置，其中该准直透镜进一步包括玻璃以防止因温度变化导致的打印质量恶化。
7.如权利要求5所述光束扫描装置，其中该准直透镜有一个正折射率。
8.如权利要求5所述光束扫描装置，其中该狭缝是椭圆形并在主扫描方向直径比次扫描方向的大。
9.一种光束扫描装置，包括一准直透镜，从光源发出的光束被转换成至少一会聚光束和一相对光轴的平行光束之一，并输出到狭缝中，其中该准直透镜包括一第一表面，面对光源，并具有一第一曲率半径；一第二表面，面对狭缝，并具有一第二曲率半径；一准直透镜的中心厚度；及一从准直透镜到光源的焦距，其中该准直透镜是玻璃的。
10.如权利要求9所述光束扫描装置，其中第二曲率半径在第一曲率半径的-0.3和-0.1倍之间，及中心厚度是焦距的0.05和0.5倍之间。
11.如权利要求9所述光束扫描装置，其中准直透镜具有一正折射率。
12.如权利要求9所述光束扫描装置，其中该狭缝是椭圆形，并在主扫描方向直径比次扫描方向的大。
13.一种光束扫描装置，用于具有300点/英寸到600点/英寸分辨率的激光打印机中，包括一激光二极管，以发出光；一准直透镜，包括一第一表面，面对光源，并具有一第一曲率半径；一第二表面，面对一狭缝，其在主扫描方向直径比次扫描方向的大；并具有一第二曲率半径，一中心厚度，及一从准直透镜到光源的焦距；其中，一第二曲率半径在第一曲率半径的-0.3和-0.1倍之间，及中心厚度在焦距的0.05和0.5倍之间；一柱面透镜，通过它的光束被转换成直线形；一转动多角反射镜，以恒定线性速度移动从柱面透镜射出的水平线性光束；一f-θ透镜，关于光轴具有一恒定折射率；及一感光鼓，在其上形成图像数据。
14.如权利要求13所述光束扫描装置，其中该准直透镜是玻璃的。
15.如权利要求13所述光束扫描装置，其中该准直透镜具有一正折射率。
16.如权利要求13所述光束扫描装置，其中该狭缝是椭圆形的，并在主扫描方向直径比次扫描方向的大。
17.一种光束扫描装置，用于具有300点/英寸到600点/英寸分辨率的激光打印机中，包括一激光二极管，以发出光；一准直透镜，包括一第一表面，对着光源，并具有一第一曲率半径；一第二表面，对着一狭缝，其在主扫描方向直径比次扫描方向的大，并具有一第二曲率半径，一中心厚度，及一从准直透镜到光源的焦距；其中，该准直透镜是玻璃的；一柱面透镜，通过它的光束被转换成线性光束；一转动多角反射镜，以恒定线性速度移动从柱面透镜来的水平直线形光束；一f-θ透镜，关于光轴具有一恒定折射率；及一感光鼓，在其上形成图像数据。
18.如权利要求17所述光束扫描装置，其中第二曲率半径在第一曲率半径的-0.3和-0.1倍之间，及中心厚度在焦距的0.05和0.5倍之间。
19.如权利要求17所述光束扫描装置，其中该准直透镜具有正折射率。
20.如权利要求17所述光束扫描装置，其中该狭缝是椭圆形的，并在主扫描方向直径比次扫描方向的大。
全文摘要
一种光束扫描装置，包括一准直透镜，从光源发出的光束被转换成关于光轴至少一会聚和一平行的光束之一，并向一狭缝输出，该为球面透镜的准直透镜满足关系－0.3＜R2/R1＜－0.1，0.05＜d/f＜0.5。其中，R1表示的是面对光源的准直透镜第一表面的曲率半径，R2表示的是面对狭缝的准直透镜第二表面的曲率半径，d表示的是准直透镜的中心厚度，及f表示的是准直透镜对光源的焦距。由于结构上该光束扫描装置使用了该准直透镜，因而防止了因温度变化而导致的打印质量恶化，并且节约了成本。
文档编号B41J2/435GK1495466SQ031602
公开日2004年5月12日 申请日期2003年9月5日 优先权日2002年9月5日
发明者金亨洙 申请人:三星电子株式会社