CN101131438A - 光束扫描透镜、光束扫描装置和成像装置及方法 - Google Patents

Abstract

一种光束扫描透镜，其可适用于扫描成像光学系统，该光束扫描透镜包括由塑料模制形成的单个透镜，其具有折射率分布曲线和有效区域，使得该折射率分布曲线的中心轴线与该有效区域的宽度中线之间的间隔从所述单个透镜的中心向所述单个透镜的纵向两端增加。

Description

光束扫描透镜、光束扫描装置和成像装置及方法

技术领域

本发明大体涉及用于扫描成像光学系统的光束扫描透镜、光束扫描装置及方法、和成像装置及方法。

背景技术

一般地，象激光打印机这类的电子照相成像装置使用包括扫描成像光学系统的光束扫描装置。在光束扫描装置中，光源发射根据图像信号经过光调制的光束，并且例如旋转多边形镜等光偏转器周期性地偏转光束。使用具有f-θ特征的成像透镜(下文称作光束扫描透镜)将光束聚焦和扫描在例如感光鼓等感光媒质的感光表面上，以形成图像。

扫描成像光学系统被光学设计成：使诸如准直透镜、柱面透镜、束扫描透镜等透镜、光偏转器、反射镜和窗被适当地布置在光源和感光媒质之间，从而使从光源发射出的光束在感光媒质的表面上形成直线扫描线。然而，在依据设计组装如上所述的多个光学部件时，一些光学部件的中心轴与光轴偏离，从而导致位置误差和姿态误差等装配误差。由于光学部件的装配误差，感光媒质表面上形成的扫描线被弯曲，并且形成扫描线的光束点的直径不均匀。弯曲的扫描线和具有非均匀直径的光束点可能导致将多个光束形成的各个图像叠加形成全色图像的彩色成像装置中的颜色抖动。因此，为了获得均匀的直径，需要调整扫描线。

图1显示调整装置10，其弯曲光束扫描透镜1以调整在感光媒质表面上弯曲的扫描线。

参考图1，光束扫描透镜1被安装至在基准突起11和调整螺栓12、13之间，调整螺栓12、13被设置在调整装置10两端。基准突起11被形成在光束扫描透镜1的主扫描方向的中央的下方。紧固调整螺栓12、13，光束扫描透镜1的两端被压紧，因而使光束扫描透镜1中部凸起而弯曲。弯曲光束扫描透镜1可以调整通过光束扫描透镜1的扫描线的弯曲程度。因此，在感光媒质(未显示)上形成大致直线形式的扫描线。

然而，因为如上所述的使用调整装置10的光束扫描装置需要采用单独的调整装置10来调整光束扫描透镜1，因此制造成本和装配时间增加。另外，在调整光束扫描透镜1时，力作用在光束扫描装置的框架15上。造成框架15变形，因而聚焦在感光媒质上的光束点的直径可能变大。

为了解决上述问题，已经开发一种不使用任何单独的调整装置10而能够调整弯曲的扫描线的方法。图2显示了一种使用注塑模具20注塑制成的光束扫描透镜2。在光束扫描透镜2被注塑时，其前表面3和后表面4沿副扫描方向(箭头A方向)偏心，从而造成前表面3的中心5与后表面4的中心6没有对齐。换言之，用于模制光束扫描透镜2的前表面3和后表面4的两个主芯中的至少之一具有调整机构，以在如图2中所示的副扫描方向(箭头A)调整主芯22及21。因此，调整主芯21能够提供这样的一种光束扫描透镜2，其中前表面3的中心5和后表面4的中心6彼此偏心预定距离(即，通过以凸起方式向外突出，偏离透镜的中心)。前表面3和后表面4的中心5、6彼此偏心的光束扫描透镜2可以解决扫描线弯曲问题。

然而，在注塑光束扫描透镜2时使光束扫描透镜2的前后表面3、4的中心5、6偏心这样的一种方法需要注塑模具20中的至少一个主芯22、21移动。因此，注塑模具20具有复杂结构，注塑模具成本增加。另外，因为注塑模具20是偏心的，难于从注塑模具20中取出光束扫描透镜2。

发明内容

本发明的一般发明构思提供一种光束扫描透镜、具有该光束扫描透镜的光束扫描装置、以及可以调整在装配扫描成像光学系统的光学部件时发生的扫描线弯曲的成像装置及其方法。

本发明一般发明构思的另外方面和用途将在随后的说明书中部分被阐述，以及部分地根据说明书将是显而易见的，或者可以通过一般发明构思的实施而获悉。

本发明一般发明构思的前面和/或其它方面和用途通过使用被用于扫描成像光学系统中的光束扫描透镜而实现，光束扫描透镜包括由塑料模制形成的单一透镜，并且具有折射率分布曲线和有效区域，折射率分布曲线的中心轴线与有效区域的宽度中线之间的间隔可以从单个透镜的中心向单个透镜的纵向两端增加。

在单个透镜的纵向中心处，折射率分布曲线的中心轴线与有效区域的宽度中线之间的间隔的大小可以为零。

还有，折射率分布曲线的中心轴线与有效区域的宽度中线之间的间隔的大小可以从零变化至单个透镜的纵向中心平面的宽度的大小。

单个透镜的宽度中线在单个透镜的纵向中心处可被定位在单个透镜的有效区域内，单个透镜的宽度中线在单个透镜的纵向两端处可被定位在单个透镜的有效区域外，并且单个透镜的宽度中线和有效区域的宽度中线之间的间隔的大小可以从零变化至单个透镜的纵向中心平面的宽度的大小。

本发明一般发明构思的前面和/或其它方面和用途还可以通过使用被用于扫描成像光学系统中的光束扫描透镜被实现，该光束扫描透镜包括由塑料模制形成的单个透镜，单个透镜包括平行于单个透镜的主扫描方向且形成为平面形式的第一侧面和相对于第一侧面且形成为凹曲面形式的第二侧面。

第二侧面可以关于其中心轴是对称的，并且该中心轴可以定位成与单个透镜纵向中心平面处于同一水平。

第二侧面可以通过单个透镜的次扫描方向上的折射率分布曲线的中心轴线和单个透镜的有效区域的宽度中线之间的间隔被形成，该间隔从单个透镜的中心向单个透镜的纵向两端增加，以便单个透镜调整在进入单个透镜之前被弯曲的扫描线。

单个透镜的折射率分布曲线的中心轴线与有效区域的宽度中线之间的间隔的大小可以从零变化至单个透镜纵向中心平面的宽度大小。

本发明一般发明构思的前面和/或其它方面和用途还可以通过使用光束扫描装置被实现，该光束扫描装置包括光源、光偏转器和光束扫描透镜，光源偏转从光源发射出的光束，光束扫描透镜将被所述光偏转器反射的光束聚焦在感光媒质，其中该光束扫描透镜具有折射率分布曲线和有效区域，其中折射率分布曲线的中心轴线与有效区域的宽度中线之间的间隔从光束扫描透镜的中心向光束扫描透镜的纵向两端增加。

本发明一般发明构思的前面和/或其它方面和用途还可以通过使用成像装置被实现，该成像装置包括：纸装载单元，逐页地拾取和供给出装载在其中的纸张；成像单元，其具有将图像转印在由纸装载单元供给的纸张上的感光媒质；光束扫描装置，其对应于打印数据扫描光束以在感光媒质上形成静电潜像并且具有将光束聚焦在感光媒质上的塑料光束扫描透镜，该光束扫描透镜具有折射率分布曲线Δn(x)和有效区域，使得折射率分布曲线的中心轴线与有效区域的宽度中线之间的间隔从光束扫描透镜的中心向光束扫描透镜的纵向两端增加；定影单元，其将图像定影在通过成像单元的纸张上；以及排出单元，其排出经过定影单元的纸张。

本发明一般发明构思的前面和/或其它方面和用途还可以通过使用扫描来自用于扫描成像光学系统中的光束扫描透镜的光束的方法被实现，以防止光束扫描装置中光束弯曲，该方法包括：偏转光束；以及使用光束扫描透镜将光束聚焦在感光媒质上，光束扫描透镜具有折射率分布曲线和有效区域，使得所述折射率分布曲线的中心轴线与有效区域的宽度中线之间的间隔从光束扫描透镜的中心向光束扫描透镜纵向两端增加。

本发明一般发明构思的前面和/或其它方面和用途还可以通过使用扫描来自用于扫描成像光学系统中的光束扫描透镜的光束的方法被实现，以防止光束扫描装置中光束弯曲，该方法包括：将图像转印在纸张上；相应于打印数据扫描光束以在感光媒质上形成静电潜像；使用光束扫描透镜将光束聚焦感光媒质上，光束扫描透镜具有折射率分布曲线和有效区域，使得折射率分布曲线的中心轴线与有效区域的宽度中线之间的间隔从光束扫描透镜的中心向光束扫描透镜纵向两端增加；将图像定影在纸张上；以及排出纸张。

本发明一般发明构思的前面和/或其它方面和用途还可以通过使用适用于扫描成像光学系统中的光束扫描透镜被实现，该光束扫描透镜包括具有(第一和第二)相对侧面的单个透镜，该相对侧面彼此偏心，使得在第一方向上折射率从其中心向其相对端增加，并且在第二方向上第二折射率从其中心向其相对端增加。

光束扫描透镜可以包括做为单个透镜的纵向的第一方向和垂直于第一方向的第二方向。

光束扫描透镜可以分别包括平面和凹面。

光束扫描透镜可以进一步包括另一相对侧面，其沿单个透镜的纵向被设置在相对侧面之间，使得折射率分布曲线具有二次曲线形状。

光束扫描透镜可以进一步包括有效区域，其沿第二方向形成以允许光束经过其中线，并且所述有效区域的中线不是所述相对侧面的中线。

本发明一般发明构思的前面和/或其它方面和用途还可以通过使用适用于扫描成像光学系统中的光束扫描装置被实现，该光束扫描装置包括感光媒质和被设置在光偏转器和感光媒质之间以将从光偏转器接收的光聚集在感光媒质上的单个透镜，单个透镜包括相对侧面，该相对侧面彼此偏心，使得在第一方向上折射率从其中心向其相对端增加，并且在第二方向上第二折射率从其中心向其相对端增加。

本发明一般发明构思的前面和/或其它方面和用途还可以通过使用适用于扫描成像光学系统中的光束扫描透镜被实现，该光束扫描透镜包括具有光束经过的宽度中线的有效区域，在光束扫描透镜的中心轴线处光束扫描透镜的宽度中线与有效区域的宽度中线相一致，而在其两端处，有效区域的宽度中线与光束扫描透镜的宽度中线相分离。

本发明一般发明构思的前面和/或其它方面和用途还可以通过使用适用于扫描成像光学系统中的光束扫描透镜被实现，该光束扫描透镜包括第一侧面和与第一侧面间隔开的第二侧面，且在第一侧面和第二侧面之间具有宽度中线和有效区域，有效区域被形成在第一侧面和第二侧面之间且具有光束经过的另一中线，所述另一中线在其中心与第一侧面和第二侧面的宽度中线一致，但是在其两端不同于第一侧面和第二侧面的宽度中线。

第一侧面和第二侧面的形状可沿有效区域的宽度中线改变。

附图说明

根据下面结合附图对实施例的描述，本发明一般发明构思中的这些和/或其它方面和用途将变得清楚并且更容易被理解：

图1是示出调整扫描线弯曲的常规透镜调整装置的示例的视图；

图2是示出用于光束扫描透镜的常规注塑模具的示例的示意图；

图3是示出常规塑料光束扫描透镜的示例的透视图；

图4是示出图3中的光束扫描透镜的内折射率分布的视图；

图5是示出依据本发明一般发明构思的实施例的光束扫描透镜的透视图；

图6是示出图5中光束扫描透镜的平面图；

图7是示出沿图6中线VII-VII截取的光束扫描透镜的横截面的折射率分布的视图；

图8是示出沿图6中线VIII-VIII截取的光束扫描透镜的横截面的折射率分布的视图；

图9是示出沿图6中线IX-IX截取的光束扫描透镜的横截面的折射率分布的视图；

图10是示意性示出具有依据本发明一般发明构思实施例中的光束扫描透镜的光束扫描装置的光学部件的视图；以及

图11是示意性示出具有图10中光束扫描装置的成像装置的截面图。

具体实施方式

现在将对本发明一般发明构思的实施例作出详细的说明，本发明一般发明构思实施例的例子被示出在附图中，其中相同参考标记在全文中指代相同元件。下面通过参照附图描述实施例，以解释本发明的一般发明构思。

依据本发明一般发明构思实施例的光束扫描透镜可以由塑料树脂模制。在制造塑料光束扫描透镜时，塑料树脂被熔化，然后被注入光束扫描透镜的注塑模具中。熔融的塑料树脂在注塑模具内冷却形成光束扫描透镜。因为接触注塑模具的光束扫描透镜的外部部分比其内部部分冷却的快，所以塑料光束扫描透镜的密度分布是不均匀的。因此，冷却快的部分的密度比冷却慢的部分的密度高，以致于塑料光束扫描透镜的内部密度分布是不均匀的。在塑料光束扫描透镜中，外部部分通常具有高折射率，而光束通过的中心部分具有最低的折射率。

如图3中所示的塑料光束扫描透镜90具有如图4所示的折射率分布曲线。参见图4，在图3中的光束扫描透镜90的主扫描方向(Y方向)，折射率从中心向两端增加，以致于折射率分布曲线(曲线①)具有关于光束扫描透镜90的纵向中心对称的二次曲线(second ordered curve)形状。另外，在光束扫描透镜90的副扫描方向(X方向)，折射率从中心向两端增加，以致于在各个扫描位置，也就是在主扫描方向的折射率分布曲线(曲线①)的各个点处，折射率分布曲线(曲线②)具有关于光束扫描透镜90的宽度中心对称的二次曲线形状。在折射率分布曲线由Δn(x)表示时，根据测量模型的结果得到公式：Δn(x)＝n₀X²+n₁。

光束扫描透镜90的主扫描方向是如图10所示被光反射器209反射的光束被扫描的方向，并且对应于图3中的光束扫描透镜90的纵向(Y方向)。副扫描方向是垂直于主扫描方向的方向，对应于图3中的光束扫描透镜90的宽度方向(X方向)。副扫描方向(X方向)可以与如图11中所示的感光媒质211的扫描线221的切线平行，或者如图10中所示为正交于感光媒质211的旋转轴的方向。

相反地，光束扫描透镜90的截面的形状和尺寸的变化导致在该截面处折射率分布曲线Δn(x)的改变。如图5和6中所示，本发明一般的发明构思在主扫描方向(Y方向)改变光束扫描透镜100的截面的尺寸，以改变各个截面处的折射率分布曲线Δn(x)，进而调整在装配扫描成像光学系统时发生的扫描线弯曲。换言之，依据本发明一般的发明构思的光束扫描透镜100可以在扫描线进入光束扫描透镜100之前调整弯曲的扫描线，从而在感光媒质211的表面上形成直线形式的扫描线，如图10中所示。

图5和6是分别示出依据本发明一般发明构思的实施例的光束扫描透镜100的透视图和平面图。

参考图5和6，依据本发明一般发明构思的实施例的光束扫描透镜100具有在主扫描方向(Y方向)被改变尺寸的截面。改变该截面的尺寸引起折射率分布曲线Δn(x)的改变。此时，由图6中虚线表示的光束通过的光束扫描透镜100的有效区域107靠近光束扫描透镜100的一侧。光束大致通过有效区域107的宽度中线105。

图7至9是示出图5和6中的光束扫描透镜100的截面的折射率分布曲线Δn(x)的视图。图7和9分别示出分别对图6光束扫描透镜100的两端103和104截切的截面的折射率轮廓线和折射率分布曲线。对端103和104的截切分别由图6中VII-VII线和图6中的IX-IX线表示。图8示出在图6中光束扫描透镜100的纵向中心平面101处(也就是在图6的VIII-VIII线处)被截切的截面的折射率轮廓线和折射率分布曲线。

在依据本发明一般发明构思的实施例中的光束扫描透镜100的纵向中心平面101处，光束扫描透镜100的宽度中线109基本上与有效区域107的宽度中线105一致。因此，如图8中所示，折射率分布曲线Δn(x)的中心轴线CL与有效区域107的宽度中线105一致。

相反地，在临近图6的光束扫描透镜100的纵向端部103和104处，光束扫描透镜100的宽度比光束扫描透镜100的中心平面101的宽度宽，并且有效区域107不在光束扫描透镜100的宽度中线109处，而是远离宽度中线109。换言之，光束扫描透镜100的宽度中线109远离有效区域107的宽度中线105。结果是，折射率分布曲线Δn(x)的中心轴线CL处于远离有效区域107的宽度中线105的预定距离处。尽管没有在图7和9中示出折射率分布曲线Δn(x)的中心轴线CL，但是中心轴线CL临近n轴定位。结果是，在光束扫描透镜100的有效区域107中，如图7和9中所示，折射率分布曲线Δn(x)向一个方向倾斜，这使光束聚焦在图10中的感光媒质211的表面(即在其上形成图像的表面)，并移向低折射率方向。因此，由于折射率分布曲线Δn(x)的中心轴线CL根据光束扫描透镜100的截面尺寸移动，因此我们可以调整扫描线弯曲。此时，在光束扫描透镜100的窄有效区域107中，近似形成一次线性方程形式的折射率分布曲线Δn(x)。

相反地，在光束扫描透镜100的主扫描方向(Y方向)的各截面要求形成这样的折射率分布：在相应截面处可以调整扫描线弯曲。因此，光束扫描透镜100可以包括沿光束扫描透镜100的纵向(Y方向)缓慢变化的宽度。例如，d(y)＝Ay²+By+C这样的二次曲线、满足弧线方程(circular curve)的曲线、双曲线、抛物线等圆锥曲线可被用于形成光束扫描透镜的一个侧面。

根据本发明一般发明构思的实施例中的光束扫描透镜100分别包括设置在光束扫描透镜100的纵向(Y方向)上的两个侧面111和112，其中如图6中所示，侧面111是平面，相对的侧面112是凹面。换言之，光束扫描透镜100的两个侧面111和112分别在被形成在光束扫描透镜100的主扫描方向(Y方向)的扫描平面220的上方和下方，如图10中所示。两个侧面中，第一侧面111可以被形成为平行于扫描平面220的平面，而与第一侧面111相对的第二侧面112可以被形成为关于扫描平面220成凹面。此时，第二侧面112关于第二侧面112的中心轴114是对称的。中心轴114被定位成与光束扫面透镜100的纵向中心平面101处于同一水平。这里，扫描平面220是虚拟平面，其勾画出由图10中光反射器209反射的光束通过光束扫描透镜100、然后如图10中所示在图10的感光媒质211的表面上形成扫描线221的光束路径。

另外，形成第二侧面112，使得光束扫面透镜100的副扫描方向(X方向)的折射率分布曲线Δn(x)的中心轴线CL与光束扫面透镜100的有效区域107的宽度中线105之间的间隔，沿光束扫面透镜100的纵向方向从光束扫面透镜100的中心平面101至两端103和104增加，从而在主扫描方向(Y方向)调整扫描线弯曲。换言之，形成光束扫面透镜100，使得端部103和104的宽度(1e)宽于光束扫面透镜100的纵向中心平面101的宽度(1c)。因此，光束扫面透镜100可以调整主扫描方向(Y方向)的扫描线弯曲。光束扫面透镜100的各个截面的折射率分布曲线Δn(x)的中心轴线CL与有效区域107的宽度中线105之间的间隔的大小可以被配置成：从零变化至光束扫面透镜100的纵向中心平面101的宽度(1c)，即最大

因此，在进入光束扫面透镜100之前被弯曲的光束通过光束扫面透镜100被调整为直线，从而形成在感光媒质211上的扫描线221没有被弯曲，进而在感光媒质211上形成扫描线221的光束点的直径保持恒定大小。

图10是示出使用根据本发明一般的发明构思的实施例中的光束扫描透镜100的光束扫描装置200的实例的视图。

参考图10，根据本发明一般的发明构思的光束扫描装置200相应于打印数据扫描从光源201发射至感光媒质211的光束，以形成静电潜像。光束扫描装置200包括光源201、准直透镜203、光阑205、柱透镜207、光偏转器209和光束扫描透镜100。

光束扫描透镜100将被光偏转器209偏转的光束聚焦至感光媒质211。由于在上面参考图5-9已经描述了光束扫描透镜100，因此省略对光束扫描透镜100的详细说明。另外，除了光束扫描透镜100之外，根据本发明一般的发明构思的光束扫描装置200中的其它部件与常规光束扫描装置中的一样，因此，省略对光束扫描装置200中的其它部件的详细说明。

下文将参考图10描述光束扫描装置200的操作。

光从光源201发射，进而由准直透镜203被转变为大致平行光束。光束经光阑205调节，然后进入柱透镜207。通过柱透镜207的光束由在一个方向上旋转的光偏转器209反射，然后进入光束扫描透镜100。通过光束扫描透镜100的光束在一个方向上以大致均匀速度被扫描在感光媒质211的表面上。

此时，因为光束扫描装置200使用根据本发明一般发明构思的实施例中的光束扫描透镜100，所以由装配误差导致的扫描线弯曲由光束扫描透镜100合适地调整。因此，使用根据本发明一般发明构思的光束扫描装置200，形成在感光媒质211上的扫描线221没有被弯曲，进而聚焦在感光媒质211上的扫描光束点具有大致均匀的直径。

图11示出具有光束扫描装置200的成像装置300的例子，该光束扫描装置200使用根据本发明一般发明构思的实施例中的光束扫描透镜100。

根据本发明一般发明构思的实施例中的成像装置300使用光束扫描装置200形成相应于打印数据的图像，进而将图像转印在纸上。参考图11，成像装置300包括纸装载单元310、成像单元330、光束扫描装置200、定影单元340和纸排出单元350。

纸装载单元310逐页地拾取装载其中的纸张，然而将纸张送至成像单元330。输送纸张的一对输送辊315被设置在纸装载单元310和成像单元330之间。

成像单元330将图像转印在从纸装载单元310中送入的纸张上。成像单元330包括感光媒质211、显影辊333和转印辊334，其中，从光束扫描装置200发射的光束在感光媒质211上形成静电潜像，显影辊333使用调色剂显影静电潜像，转印辊334将形成在感光媒质211上的图像转印至纸张上。

光束扫描装置200扫描对应于打印数据的光束，以将静电潜像形成在感光媒质211上。

根据本发明一般发明构思的成像装置300包括四个成像单元330和四个光束扫描装置200，分别形成用于全色图像的青色图像、品红图像。红色图像和黑色图像。此时，传送带320从纸装载单元310将纸张顺序传送通过成像单元330。

定影单元340将在成像单元330中转印的图像定影在纸张上，并且包括加热棍和挤压辊。排出单元350从成像装置300中排出纸张，该纸张具有在定影单元340中被定影的图像。除了图10中的光束扫描透镜100之外，成像装置300中的其它部件与常规成像装置中的相同，因此，省略详细说明。

下文中，将参考图11，解释具有上述结构的根据本发明一般发明构思的成像装置300的操作。

在接收到打印指令时，纸装载单元310的拾取辊311拾取纸张P，进而将它供给至传送带320。传送带320接收纸张P，并将它传送至成像单元330。此时，四个光束扫描装置200分别根据打印数据发射光束，以在四个感光媒质211上分别形成静电潜像。因为光束扫描装置200使用根据本发明一般发明构思的实施例中的光束扫描透镜100，所以，通过成像装置200形成在感光媒质211上的扫描线没有被弯曲。在四个感光媒质211上的静电潜像分别由显影辊333显影。通过转印辊334，在感光媒质211上显影的图像被转印到由传送带320移动的纸张P上，进而形成全色图像。在纸张P通过定影单元340时，转印到纸张P上的彩色图像被定影在纸张P上。使用排出单元350，通过定影单元340的纸张P从成像装置300中被排出。

因此，在使用根据本发明一般发明构思的光束扫描装置200的成像装置300中，消除了差的图像质量，例如由感光媒质211的扫描线弯曲引起的颜色抖动。另外，因为根据本发明一般发明构思的光束扫描装置200不需要独立的调整装置来调整光束扫描透镜100的扫描线弯曲，因此光束扫描装置200具有比常规光束扫描装置更简单的结构。此外，因为根据本发明一般发明构思的光束扫描透镜100不需要可能使其前表面和后表面彼此偏心的注塑模具，所以模制光束扫描透镜100的注塑模具具有简单结构，由此可以容易地从注塑模具中取出光束扫描透镜100。

在根据本发明一般发明构思的光束扫描透镜和具有该光束扫描透镜的光束扫描装置中，因为塑料光束扫描透镜的折射率分布可以适当地调整由于扫描成像光学系统的组装误差造成的扫描线弯曲，因此在感光媒质上的表面上形成的扫描线不会弯曲，并且形成扫描线的光束点具有大致均匀的直径。

另外，在具有根据本发明一般发明构思的光束扫描透镜的成像装置中，由于感光媒质表面上形成的扫描线没有弯曲，因而不会造成诸如颜色抖动这样差的图像质量。

已经显示和描述本发明一般的发明构思的少数实施例，但是本领域技术人员将会理解：不脱离由权利要求及其等效物限定的一般发明构思的原理和精神的情况下，可以对这些实施例作出多种改变。

Claims (29)

1.一种光束扫描透镜，其可适用于扫描成像光学系统，该光束扫描透镜包括：

由塑料模制形成的单个透镜，其具有折射率分布曲线和有效区域；

其中，所述折射率分布曲线的中心轴线与所述有效区域的宽度中线之间的间隔从所述单个透镜的中心向所述单个透镜的纵向两端增加。

2.权利要求1的光束扫描透镜，其中，所述折射率分布曲线的中心轴线与所述有效区域的宽度中线之间的间隔的大小在所述单个透镜的纵向中心处为零。

3.权利要求1的光束扫描透镜，其中，所述折射率分布曲线的中心轴线与所述有效区域的宽度中线之间的间隔的大小从零变化至所述单个透镜的纵向中心平面的宽度的大小。

4.权利要求1的光束扫描透镜，其中：

在所述单个透镜的纵向中心处，所述单个透镜的宽度中线定位在单个透镜的有效区域内；以及

在所述单个透镜的纵向两端处，所述单个透镜的宽度中线定位在单个透镜的有效区域外。

5.权利要求4的光束扫描透镜，其中，所述单个透镜的宽度中线与所述有效区域的宽度中线之间的间隔的大小从零变化至所述单个透镜的纵向中心平面的宽度的大小。

6.一种光束扫描透镜，其可适用于扫描成像光学系统，该光束扫描透镜包括：

由塑料模制形成的单个透镜，其包括：

第一侧面，其平行于单个透镜的主扫描方向且形成为平面形式；以及

第二侧面，其与所述第一侧面相对且形成为凹曲面形式。

7.权利要求6的光束扫描透镜，其中，所述第二侧面关于第二侧面的中心轴线对称，并且该中心轴线定位成与所述单个透镜的纵向中心平面处于同一水平。

8.权利要求7的光束扫描透镜，其中：

通过所述单个透镜的副扫描方向上的折射率分布曲线的中心轴线和单个透镜的有效区域的宽度中线之间的间隔形成所述第二侧面；并且

所述间隔从单个透镜的中心向单个透镜的纵向两端增加，以便于所述单个透镜调整在进入所述单个透镜之前弯曲的扫描线。

9.权利要求8的光束扫描透镜，其中，所述单个透镜的折射率分布曲线的中心轴线与有效区域的宽度中线之间的间隔的大小从零变化至单个透镜的纵向中心平面的宽度的大小。

10.一种光束扫描装置，其包括

光源；

光偏转器，其偏转从所述光源发射出的光束；以及

光束扫描透镜，其将被所述光偏转器反射的光束聚焦在感光媒质上，该光束扫描透镜具有折射率分布曲线和有效区域，使得所述折射率分布曲线的中心轴线与所述有效区域的宽度中线之间的间隔从所述光束扫描透镜的中心向所述光束扫描透镜的纵向两端增加。

11.权利要求10的光束扫描装置，其中，所述折射率分布曲线的中心轴线与所述有效区域的宽度中线之间的间隔的大小在所述光束扫描透镜的纵向中心平面处为零。

12.权利要求10的光束扫描装置，其中，所述折射率分布曲线的中心轴线与所述有效区域的宽度中线之间的间隔的大小从零变化至所述光束扫描透镜的纵向中心平面的宽度的大小。

13.权利要求10的光束扫描装置，其中：

在所述光束扫描透镜的纵向中心处，所述光束扫描透镜的宽度中线被定位在所述光束扫描透镜的有效区域内；并且

在所述光束扫描透镜的纵向两端处，所述光束扫描透镜的宽度中线被定位在所述光束扫描透镜的有效区域外。

14.权利要求13的光束扫描装置，其中，所述光束扫描透镜的宽度中线与所述光束扫描透镜的有效区域的宽度中线之间的间隔的大小从零变化至光束扫描透镜的纵向中心平面的宽度的大小。

15.一种光束扫描装置，包括：

光源；

光偏转器，其偏转从光源发射出的光束；以及

光束扫描透镜，其由塑料模制形成且将被所述光偏转器反射的光束聚焦在感光媒质上，该光束扫描透镜包括：

第一侧面，其平行于所述光束扫描透镜的主扫描方向且形成为平面形式；以及

第二侧面，其与所述第一侧面相对且形成为凹曲面形式。

16.权利要求15的光束扫描装置，其中，所述第二侧面关于其中心轴线对称，并且该中心轴线定位成与所述光束扫描透镜的纵向中心平面处于同一水平。

17.权利要求16的光束扫描装置，其中：

通过所述光束扫描透镜的副扫描方向上的折射率分布曲线的中心轴线与所述光束扫描透镜的有效区域的宽度中线之间的间隔形成所述第二侧面；并且

所述间隔从所述光束扫描透镜的中心向所述光束扫描透镜的纵向两端增加，以便于所述光束扫描透镜调整在进入光束扫描透镜之前弯曲的扫描线。

18.权利要求17的光束扫描装置，其中，所述光束扫描透镜的折射率分布曲线的中心轴线与所述有效区域的宽度中线之间的间隔的大小从零变化至所述光束扫描透镜的纵向中心平面的宽度的大小。

19.一种成像装置，包括：

纸装载单元，逐页拾取和供给其中装载的纸张；

成像单元，其具有感光媒质，以将图像转印在由所述纸装载单元供给的纸张上；

光束扫描装置，其对应于打印数据扫描光束以在感光媒质上形成静电潜像，并且具有将光束聚焦在感光媒质上的塑料光束扫描透镜，该光束扫描透镜具有折射率分布曲线和有效区域，使得所述折射率分布曲线的中心轴线和所述有效区域的宽度中线之间的间隔从所述光束扫描透镜的中心向所述光束扫描透镜的纵向两端增加；

定影单元，其将图像定影在通过所述成像单元的纸张上；以及

排出单元，其排出经过所述定影单元的纸张。

20.一种扫描来自扫描成像光学系统使用的光束扫描透镜的光束的方法，以防止所述光束扫描装置中光束弯曲，该方法包括：

偏转光束；以及

使用光束扫描透镜将光束聚焦在感光媒质上，光束扫描透镜具有折射率分布曲线和有效区域，使得所述折射率分布曲线的中心轴线与所述有效区域的宽度中线之间的间隔从光束扫描透镜的中心向光束扫描透镜的纵向两端增加。

21.一种扫描来自扫描成像光学系统使用的光束扫描透镜的光束的方法，以防止所述光束扫描装置中光束弯曲，该方法包括：

相应于打印数据扫描光束，以在感光媒质上形成静电潜像；

使用光束扫描透镜将光束聚焦感光媒质上，光束扫描透镜具有折射率分布曲线和有效区域，使得所述折射率分布曲线的中心轴线与所述有效区域的宽度中线之间的间隔从所述光束扫描透镜的中心向所述光束扫描透镜的纵向两端增加；

将图像转印在纸张上；

将图像定影在纸张上；以及

排出纸张。

22.一种适用于扫描成像光学系统的光束扫描透镜，光束扫描透镜包括：

具有彼此偏心的相对侧面的单个透镜，使得在第一方向上折射率从其中心向其相对端增加，并且使得在第二方向上第二折射率从其中心向其相对端增加。

23.权利要求22的光束扫描透镜，其中：

所述第一方向为所述单个透镜的纵向；并且

所述第二方向垂直于所述第一方向。

24.权利要求22的光束扫描透镜，其中，所述相对侧面分别包括平面和凹面。

25.权利要求22的光束扫描透镜，其中，所述单个透镜进一步包括：

另一相对侧面，其沿所述单个透镜的纵向设置在所述相对侧面之间，从而使得折射率分布曲线具有二次曲线形状。

26.权利要求22的光束扫描透镜，其中，所述单个透镜进一步包括：

有效区域，其沿所述第二方向形成以允许光束经过有效区域的中线，并且所述有效区域的中线不是所述相对侧面的中线。

27.一种适用于扫描成像光学系统的光束扫描装置，光束扫描装置包括：

感光媒质；以及

单个透镜，其被设置在光偏转器和所述感光媒质之间，以将从所述光偏转器接收的光聚集在所述感光媒质上，所述单个透镜包括：

彼此偏心的相对侧面，使得在第一方向上折射率从其中心向其相对端增加，并且使得在第二方向上第二折射率从其中心向其相对端增加。

28.一种适用于扫描成像光学系统的光束扫描透镜，光束扫描透镜包括：

第一侧面；

与所述第一侧面间隔开的第二侧面，且在所述第一侧面和所述第二侧面之间具有宽度中线；和

有效区域，其形成在所述第一侧面和第二侧面之间且具有光束经过的另一中线，所述另一中线在其中心与所述第一侧面和第二侧面的宽度中线一致，而在其两端则与所述第一侧面和第二侧面的宽度中线不同。

29.权利要求28的光束扫描透镜，其中，所述第一侧面和第二侧面的形状沿所述有效区域的宽度中线改变。

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