光扫描单元制造技术

本发明专利技术提供了一种光扫描单元，其包括光源；用于准直从该光源发出的光的准直单元；和使从该准直单元发射的光偏转的回转多面镜。一个ｆθ透镜以基本上均匀的速度将由该回转多面镜偏转的光扫描至一个平面上，以在该平面上形成图像，并校正主扫描方向上的场曲象差。该ｆθ透镜可以为具有朝向偏转平面的凸形表面的凹凸透镜。该ｆθ透镜在主扫描方向上的曲率与副扫描方向上的曲率不同。该ｆθ透镜具有非球面形状，其中副扫描方向上的曲率是连续地变化的。光轴上第一表面的曲率半径与第二表面的曲率半径之比大约至少为１．７。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种光扫描单元。更具体地说，本专利技术涉及带有一个表面的曲率半径与另一个表面的曲率半径之比可以适当地控制的一个非球面fθ透镜的光扫描单元。
技术介绍
在成像装置-例如激光打印机中最重要的结构元件之一为光学扫描装置。该光扫描单元扫描根据要打印在感光体上的视频数据调制的激光束，形成一个潜象。使该光扫描单元以规律的速度将激光光点扫描在该感光体的表面上是很重要的。因此，设计该光扫描单元，使偏转器的转动角度(θ)与要扫描的光点的位置成比例。为了得到以上的关系，在该偏转器和要扫描的平面之间放置一个扫描透镜。该扫描透镜为fθ透镜，用于校正畸变象差。另外，该扫描透镜还具有象差校正特性，用于使激光束的转动角度与在主扫描平面上的图像高度成比例。人们提出了许多涉及具有这种校正特性的fθ透镜的专利技术。在大部分这种专利技术中，该扫描透镜由二个或多个球形透镜组成。然而，日本专利早期公开公报62-139520号公开了只利用一个非球面透镜可以实现象差校正的光扫描单元。图1和图2示意性地示出日本专利早期公开公报62-139520号的具有非球面fθ透镜的光扫描单元的结构。图1示出这种光扫描单元。从图中可看出，在该光扫描单元中，从光源10(例如激光二极管)发出的激光束1由准直透镜12和柱面透镜13准直。偏转器20的回转多面镜21的反光表面21a使激光束在一个特定的方向上偏转。偏转的激光束通过扫描透镜30并水平地在感光鼓40的表面上扫描，形成一个激光光点T1。该感光鼓40以规律的速度转动，使该激光束可在垂直方向扫描。为了校正要扫描的平面(感光鼓)的任意位置上激光束在主扫描方向(图1中的感光鼓的纵向方向)上的场曲象差，fθ透镜30具有非球面形状。在该非球面形状中，第一表面S1的形状与第二表面S2的形状不同。另外，为了校正在副扫描方向(图1中的感光鼓的回转方向)上的场曲象差，该fθ透镜30具有以下特性，即，不论在主扫描方向上的曲率如何，在副扫描方向上，透镜的两个表面中的至少一个表面的曲率是变化的。与制造传统球面透镜的过程不同，制造非球面透镜的材料(例如塑料)具有很好的塑性并应进行注模。然而，由于非球面fθ透镜30的中心的厚度为15mm或更大，所以通过该透镜的厚度大的部分的激光光束的折射率大大改变，因此，该非球面fθ透镜不能认为是可实际使用的透镜。特别是，塑料有受环境变化影响的趋向。为了解决这种非球面透镜的问题，美国专利5111219号(对应于韩国专利80528号)公开了由一个非球面透镜构成的、厚度薄且可以通过注模过程容易地制造的fθ透镜。上述的fθ透镜示出在图3和图4中。在美国专利5111219号的fθ透镜31和32中，邻近主扫描平面中的偏转点的第一弯曲表面S1的形状为非球面形状。特别是，在光轴附近，该fθ透镜至少在主扫描方向上具有一个非球面表面。该非球面形状为向着偏转点的凸形。另外，在该fθ透镜中，当主扫描平面上光轴附近该凸形形状的曲率半径为r1，并且主扫描平面上光轴附近该fθ透镜的焦距为fm时，0≤r1≤|fm|。当邻近偏转点的透镜表面之间的交点为原点，并且x-轴的坐标系沿着光轴方向，y-轴的坐标系在与光轴垂直的主扫描平面上时，该fθ透镜的特征为，在主扫描平面中的表面形状可表示为函数S1(y)，其中y为变量。当主扫描平面中表面的最大有效直径为Ymax时，S1(y)定义在0和Ymax之间，并且当r1＜Ymax时，-1＜S1(r1)/r1＜0.5；当r1≤Ymax时，-1×Ymax/r1≤S1(Ymax)/Ymax＜0.5×Ymax/r1。然而，如图所示，在fθ透镜31和32中，光轴上该fθ透镜的第二表面S2的曲率半径r2与第一表面S1的曲率半径r1之比r2/r1小。因此，虽然中心的厚度较薄，但是该中心的厚度与该透镜的边缘的厚度的比值小，使制造该透镜的注模过程不能平稳地进行。因此，需要一种具有一种改善的、容易制造的fθ透镜的光扫描单元。
技术实现思路
本专利技术的目的是要提供一种光扫描单元，其中，一个fθ透镜的第二表面的曲率半径与第一表面的曲率半径之比较大，并且边缘厚度在中心厚度的范围内相对较厚，从而便于利用注模工艺容易地制造该透镜。根据本专利技术的光扫描单元包括光源；用于准直从该光源发出的光的准直单元；和使从该准直单元发射的光偏转的回转多面镜。一个fθ透镜以基本上均匀的速度将由该回转多面镜偏转的光扫描至一个平面上，以在该平面上形成图像，并校正主扫描方向上的场曲象差。该fθ透镜为具有朝向偏转平面的凸形表面的凹凸透镜。该fθ透镜在主扫描方向上的曲率与副扫描方向上的曲率不同。该fθ透镜具有非球面形状，其中副扫描方向上的曲率是连续地变化的。光轴上第一表面的曲率半径与第二表面的曲率半径之比大约至少为1.7。在本专利技术的一个示例性实施例中，光轴上所述fθ透镜的中心厚度(CT)与边缘部分厚度(ET)之比ET/CT至少为大约0.7。该fθ透镜的边缘厚度在中心厚度范围内相对较厚，因此，本专利技术的一个示例性实施例的透镜可以利用塑料通过注模工艺容易地制造。从该准直单元发射的光可以为平行光。在本专利技术的一个示例性实施例中，该fθ透镜满足下列条件要扫描的平面在主扫描方向上的尺寸(L)与光轴上所述fθ透镜的中心厚度(CT)之比(CT/L)在0＜CT/L＜0.08的范围内。在本专利技术的一个示例性实施例中，该fθ透镜满足下列条件该回转多面镜的偏转表面和被扫描的平面之间的距离(g)与光轴上该fθ透镜的中心厚度(CT)之比(CT/g在下0＜CT/g＜0.15的范围内。从该准直单元发射的光可以为会聚光或发散光。本专利技术的其他目的、优点和突出的特点在以下结合附图公开本专利技术示例性实施例的详细说明中变得显见。附图说明本专利技术的上述方面和特点通过参照附图说明本专利技术的示例性实施例将会更清楚。其中图1为带有传统非球面fθ透镜的光扫描单元的透视图；图2为示出图1所示光扫描单元中光的行进路径的示意图； 图3为另一传统光扫描单元中的非球面fθ透镜的示意图；图4为另一传统非球面fθ透镜的示意图；图5为根据本专利技术的一个示例性实施例的光扫描单元的示意图；图6为根据本专利技术的一个示例性实施例的fθ透镜中光的行进路径的示意图；图7和图8为根据本专利技术的一个示例性实施例的fθ透镜的性能的图形；图9为根据本专利技术的另一个示例性实施例的fθ透镜中光的行进路径的示意图；图10和图11为根据本专利技术的另一个示例性实施例的fθ透镜的性能的图形；在所有附图中，相同的代号表示相同的零件、组成部分和结构。具体实施例方式下面，参照附图详细说明根据本专利技术的示例性实施例的光扫描单元。图5为根据本专利技术的一个示例性实施例的光扫描单元的结构的示意图。在图5中，“x1”为偏转平面和扫描透镜的第一表面S1之间的距离(mm)，“x2”为偏转平面和第二表面S2之间的距离(mm)，“θmax”表示偏转的激光束1的最大有效扫描角度(°)。“CT”表示光轴上透镜的中心部分的厚度(mm)。“ET”表示主扫描平面中最大有效扫描角度处的透镜边缘厚度(mm)。另外，“g”为偏转平面和要扫描的平面之间的距离(mm)。“L”为要扫描的平面在主扫描方向上的尺寸，即以最大有效扫描角度扫描的激光光点之间的距离(mm)。参见附图可看出，根据本专利技术的一个示例性实施例的光扫描单元包括光本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光扫描单元，其包括：光源；用于准直从所述光源发出的光的准直单元；用于使从所述准直单元发射的光偏转的回转多面镜；和至少一个ｆθ透镜，其用于将由所述回转多面镜偏转的光以基本上均匀的速度扫描至要扫描的平面上，以 在所述平面上形成图像，并且用于校正主扫描方向上的场曲象差；其中，所述ｆθ透镜为具有朝向偏转平面的凸形表面的凹凸透镜，该ｆθ透镜在主扫描方向上的曲率与在副扫描方向上的曲率不同，所述ｆθ透镜具有非球面形状，其中，在副扫描方向上的曲率是变 化的，并且光轴上第一表面的曲率半径与第二表面的曲率半径之比大约至少为１．７。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：金亨洙，朴基成，张京男，赵正爀，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]