專利名稱：用于彩色打印機(jī)的雙多角激光打印頭的制作方法
背景技術(shù)：
1.發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及激光掃描裝置，尤其涉及彩色激光打印機(jī)的光學(xué)系統(tǒng)。
2.相關(guān)技術(shù)的說明用于激光打印機(jī)的光學(xué)系統(tǒng)的特征在于具有三個(gè)子系統(tǒng)，即，一個(gè)預(yù)掃描光學(xué)子系統(tǒng)、一個(gè)掃描子系統(tǒng)以及一個(gè)后掃描子系統(tǒng)，每個(gè)子系統(tǒng)具有相關(guān)的安裝硬件，用來正確地定位其部件。一般地，預(yù)掃描光學(xué)子系統(tǒng)包括一個(gè)激光二極管、一個(gè)準(zhǔn)直透鏡以及一個(gè)預(yù)掃描透鏡，其中激光二極管被用作光源，具有大的射束發(fā)散性。準(zhǔn)直透鏡從由激光二極管發(fā)出的光線中產(chǎn)生準(zhǔn)直射束。預(yù)掃描透鏡將經(jīng)過處理的射束聚焦到射束腰部。
掃描子系統(tǒng)實(shí)質(zhì)上是一個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的、可旋轉(zhuǎn)的多角反射鏡，具有相鄰的外圍鏡面或多面體面(facet)，其在打印機(jī)的操作過程中旋轉(zhuǎn)。鏡面反射來自預(yù)掃描光學(xué)子系統(tǒng)的聚焦準(zhǔn)直射束。反射鏡的旋轉(zhuǎn)方向確定了射束傳到掃描物體比如激光打印機(jī)中的感光鼓上的掃描方向。在光學(xué)系統(tǒng)的裝配中，預(yù)掃描系統(tǒng)部件必須與多角反射鏡正確對(duì)齊，并且角度要合適，以讓多角反射鏡完全反射射束。
已知的后掃描光學(xué)系統(tǒng)包括多個(gè)透鏡，其起這樣的作用，即，將從掃描子系統(tǒng)的多角反射鏡反射的光束轉(zhuǎn)化成具有適用于激光打印操作的斑點(diǎn)大小的射束，其在本領(lǐng)域中被稱作f-θ透鏡系統(tǒng)的系統(tǒng)中發(fā)揮作用。該f-θ透鏡系統(tǒng)主要是起到補(bǔ)償掃描物體上斑點(diǎn)位置的作用，其與掃描鏡旋轉(zhuǎn)角θ有關(guān)，以便相對(duì)于多面體面旋轉(zhuǎn)角的線性變化，產(chǎn)生掃描物體上位置幾近線性的變化。后掃描系統(tǒng)可包括多個(gè)f-θ透鏡。此外，該后掃描光學(xué)系統(tǒng)提供了處理方向的校正，以使?jié)撛诘拿鎸?duì)面產(chǎn)生的處理方向抖動(dòng)最小化。后掃描光學(xué)子系統(tǒng)還可包括一個(gè)或多個(gè)折疊式反射鏡，以適應(yīng)于打印機(jī)裝置的幾何結(jié)構(gòu)。在激光打印機(jī)的裝配中，需定位折疊式反射鏡并使多個(gè)f-θ透鏡與折疊式反射鏡圖像掃描線正確地對(duì)齊，從而使圖像掃描束在預(yù)定的位置上穿過感光元件。當(dāng)采用兩個(gè)或多個(gè)f-θ透鏡時(shí)，打印機(jī)的裝配還需要f-θ透鏡相對(duì)彼此正確對(duì)齊。正如過去所了解的那樣，給每個(gè)透鏡單獨(dú)安裝硬件增加了對(duì)齊上的難度，因?yàn)槊恳粋€(gè)都會(huì)給整體子系統(tǒng)容許誤差造成容許誤差的影響。
預(yù)掃描光學(xué)子系統(tǒng)限定了激光二極管源與可旋轉(zhuǎn)多角反射鏡之間的光束軸，并在該軸上實(shí)現(xiàn)了射束直徑和曲率。盡管從設(shè)計(jì)的觀點(diǎn)來看，用在該子系統(tǒng)中的光學(xué)部件不是很復(fù)雜，但出于與激光二極管連接的大小和效率方面的理由，預(yù)掃描光學(xué)子系統(tǒng)采用了焦距非常短的高數(shù)值孔徑的光學(xué)鏡片。因此，對(duì)部件公差和方位準(zhǔn)確性的敏感是很重要的。同樣，要求預(yù)掃描光學(xué)子系統(tǒng)在相對(duì)于多角反射鏡的精確位置上垂直于掃描方向沿著交叉掃描或處理方向產(chǎn)生射束腰部。因此，預(yù)掃描系統(tǒng)相對(duì)于掃描子系統(tǒng)的正確定位或?qū)R是重要的。
彩色激光打印機(jī)采用四個(gè)打印站，各自用于黑色、品紅、青色和黃色色劑。已知每個(gè)打印站差不多是作為獨(dú)立的系統(tǒng)設(shè)置的，所以每個(gè)打印站都具有單獨(dú)的預(yù)掃描、掃描和后掃描子系統(tǒng)。因此，一個(gè)光學(xué)掃描系統(tǒng)的三個(gè)主子系統(tǒng)的每個(gè)部件都要在打印機(jī)中設(shè)置四次，每個(gè)打印站設(shè)一次。
在激光打印機(jī)的總成本中，包括光學(xué)系統(tǒng)的打印頭是較為昂貴的部件之一，且光學(xué)系統(tǒng)是花費(fèi)成本相當(dāng)大的一部分。激光打印機(jī)光學(xué)系統(tǒng)中最昂貴的部件是掃描子系統(tǒng)的多角鏡/電機(jī)部件。在使用了四個(gè)多角反射鏡的彩色打印機(jī)中，這一最高成本的部件被提供了四次。
在用四種掃描射束打印彩色圖像時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)最高質(zhì)量的打印，重要的一點(diǎn)在于，使由每個(gè)打印頭成像系統(tǒng)產(chǎn)生的定位誤差達(dá)到最小。四個(gè)打印頭中的誤差增加會(huì)導(dǎo)致圖像質(zhì)量不讓人滿意。每幅掃描圖像必須相對(duì)于其他掃描圖像定位準(zhǔn)確，定位中的誤差稱作“配準(zhǔn)”誤差。
因此，不僅需要在打印頭光學(xué)系統(tǒng)內(nèi)使預(yù)掃描、掃描和后掃描子系統(tǒng)相對(duì)彼此對(duì)齊，還需要使一個(gè)打印頭相對(duì)于其他打印頭對(duì)齊，這樣四幅掃描圖像相對(duì)彼此就正確配準(zhǔn)，從而產(chǎn)生最高質(zhì)量的圖像。
本領(lǐng)域中需要一種改進(jìn)的彩色激光掃描裝置的光學(xué)系統(tǒng)，其最大程度地減少了成本和配準(zhǔn)掃描誤差，同時(shí)易于組裝和裝配裝置來滿足光學(xué)性能要求。
發(fā)明概述本發(fā)明提供了一種彩色激光成像裝置的激光成像系統(tǒng)，其相對(duì)于每個(gè)打印頭包括獨(dú)立的預(yù)掃描和后掃描光學(xué)組件。兩個(gè)打印頭共享一個(gè)公共的掃描組件，這樣在四色裝置中僅需要兩個(gè)掃描組件。預(yù)掃描和后掃描組件具有改進(jìn)的調(diào)整結(jié)構(gòu)。
在其一種形式中，本發(fā)明包括了一種激光掃描彩色成像裝置，具有第一、第二、第三和第四預(yù)掃描光學(xué)組件；第一、第二、第三和第四后掃描光學(xué)組件；以及第一和第二掃描組件。每個(gè)掃描組件都包括一個(gè)可旋轉(zhuǎn)的多角反射鏡和一根讓多角反射鏡旋轉(zhuǎn)所圍繞的軸。預(yù)掃描光學(xué)組件中的兩個(gè)和后掃描光學(xué)組件中的兩個(gè)都在操作中與掃描組件中的一個(gè)相關(guān)聯(lián)，而預(yù)掃描光學(xué)組件中的其他兩個(gè)和后掃描光學(xué)組件中的其他兩個(gè)都在操作中與掃描組件中的另一個(gè)相關(guān)聯(lián)。第一、第二、第三和第四后掃描組件分別包括第一和第二f-θ透鏡以及一個(gè)固定f-θ透鏡的支架元件。
在其另一種形式中，本發(fā)明包括一種用于激光掃描裝置的后掃描組件。后掃描組件包括一個(gè)具有圖像掃描線的折疊式反射鏡；第一和第二f-θ透鏡；以及一個(gè)可調(diào)支架。第一和第二f-θ透鏡被安裝在支架上。
在其又一種形式中，本發(fā)明包括一種彩色激光打印機(jī)，具有可繞第一多角軸旋轉(zhuǎn)的第一多角反射鏡；第一和第二預(yù)掃描組件，其在操作中被安置成將由此產(chǎn)生的光束導(dǎo)引到第一多角反射鏡上；第一和第二后掃描光學(xué)組件，其被構(gòu)造和布置成從第一多角反射鏡接收形式為第一和第二掃描束的反射光。第一后掃描光學(xué)組件接收來自第一預(yù)掃描組件的反射光，而第二后掃描光學(xué)組件接收來自第二預(yù)掃描組件的反射光。第一PC鼓，其在操作中被布置成從第一后掃描光學(xué)組件接收反射掃描束；第二PC鼓，其在操作中被布置成從第二后掃描光學(xué)組件接收反射掃描束。第一和第二后掃描光學(xué)組件均包括一個(gè)具有圖像掃描線的折疊式反射鏡、一個(gè)支架以及與支架連接的第一和第二f-θ透鏡。
在其另一種形式中，本發(fā)明包括一種用于激光掃描成像裝置的預(yù)掃描組件，裝置包括一個(gè)掃描系統(tǒng)，其具有可繞一軸旋轉(zhuǎn)的多角反射鏡。預(yù)掃描組件具有第一激光二極管準(zhǔn)直模塊，用于在多角反射鏡發(fā)射第一光束，以及第二激光二極管準(zhǔn)直模塊，用于在多角反射鏡發(fā)射第二光束。第一和第二激光二極管準(zhǔn)直模塊被安裝在第一和第二預(yù)掃描板上。第一和第二預(yù)掃描板中的至少一個(gè)可繞多角反射鏡的軸旋轉(zhuǎn)。
本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，提供了一種彩色激光掃描裝置，通過減少裝置中所需的較為昂貴的部件數(shù)量，以及在打印機(jī)的相應(yīng)系統(tǒng)中使用相同的部件，降低了制造和組裝成本。
另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，提供了一種在裝置的各部件之間簡化了組裝、裝配和調(diào)整的激光掃描裝置。
還有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，提供了一種在各彩色圖像之間的掃描方向上減少了配準(zhǔn)誤差的激光掃描裝置。
附圖的簡要說明通過結(jié)合附圖參照下面針對(duì)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例所作的說明，本發(fā)明的上述和其他特征和優(yōu)點(diǎn)以及實(shí)現(xiàn)它們的方式將變得更加明顯，且本發(fā)明將得到更好的理解，其中

圖1是本發(fā)明光學(xué)系統(tǒng)的透視圖，示出了主要的光學(xué)部件；圖2是圖1所示光學(xué)系統(tǒng)的透視圖，還示出了光學(xué)部件的各個(gè)安裝臺(tái)。
圖中相應(yīng)的參考標(biāo)號(hào)表示相應(yīng)的部件。在此給出的范例以一種形式示出了本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，且該范例不以任何方式限制本發(fā)明的范圍。
發(fā)明的詳細(xì)說明現(xiàn)在參照附圖，尤其是圖1，圖中示出了本發(fā)明的一臺(tái)激光掃描彩色成像裝置10。裝置10包括四個(gè)分別打印黑色、品紅、青色和黃色色劑的打印頭12、14、16和18。打印頭12、14、16和18以已知方式操作來分別在感光元件如感光鼓22、24、26和28上形成靜電潛像。黑色、品紅、青色和黃色色劑從顯影單元(未示出)被分別施加到感光鼓22、24、26和28的潛像上。色劑圖像隨后被直接或間接地施加到接收最終圖像的指定介質(zhì)上，且色劑圖像在一個(gè)定影單元(未示出)中通過加熱加壓被固定到介質(zhì)上。
用來形成黑色圖像的打印頭12包括一個(gè)預(yù)掃描組件30。它的激光二極管準(zhǔn)直模塊32在其內(nèi)具有一激光二極管和一準(zhǔn)直透鏡(未示出)，以發(fā)射激光束34。激光束34穿過孔36和用來給其定尺寸并聚焦的預(yù)掃描透鏡38，所有的一切都是以已知方式進(jìn)行的。
用來形成品紅圖像的打印頭14包括一個(gè)預(yù)掃描組件40。它的激光二極管準(zhǔn)直模塊42在其內(nèi)具有一激光二極管和一準(zhǔn)直透鏡(未示出)，以發(fā)射激光束44。激光束44穿過孔46和用來給其定尺寸并聚焦的預(yù)掃描透鏡48，所有的一切都是以已知方式進(jìn)行的。
打印頭12和打印頭14共享一個(gè)公共的掃描組件50，其包括一個(gè)可旋轉(zhuǎn)多角反射鏡52，該多角反射鏡52經(jīng)由軸56被電機(jī)54驅(qū)動(dòng)，以在圖中如箭頭58所示的順時(shí)針方向上旋轉(zhuǎn)。激光束34和44分別從預(yù)掃描光學(xué)組件30和40導(dǎo)引到反射鏡52。
用來形成青色圖像的打印頭16包括一個(gè)預(yù)掃描組件70。它的激光二極管準(zhǔn)直模塊72在其內(nèi)具有一激光二極管和一準(zhǔn)直透鏡(未示出)，以發(fā)射激光束74。激光束74穿過孔76和用來給其定尺寸并聚焦的預(yù)掃描透鏡78，所有的一切都是以已知方式進(jìn)行的。
用來形成黃色圖像的打印頭18包括一個(gè)預(yù)掃描組件80。它的激光二極管準(zhǔn)直模塊82在其內(nèi)具有一激光二極管和一準(zhǔn)直透鏡(未示出)，以發(fā)射激光束84。激光束84穿過孔86和用來給其定尺寸并聚焦的預(yù)掃描透鏡88，所有的一切都是以已知方式進(jìn)行的。
打印頭16和打印頭18共享一個(gè)公共的掃描組件90，其包括一個(gè)可旋轉(zhuǎn)多角反射鏡92，該多角反射鏡92經(jīng)由軸96被電機(jī)94驅(qū)動(dòng)，以在圖中如箭頭98所示的順時(shí)針方向上旋轉(zhuǎn)。激光束74和84分別從預(yù)掃描光學(xué)組件70和80導(dǎo)引到反射鏡92。
打印頭12、14、16和18的預(yù)掃描組件30、40、70和80分別包含相同的光學(xué)部件，從而使加工和零件花費(fèi)最小。因而，激光二極管準(zhǔn)直模塊32、42、72和82可以是相同的部件，正如孔36、46、76和86以及預(yù)掃描透鏡38、48、78和88也是一樣。打印頭12和14共享公共掃描組件50，而打印頭16和18共享公共掃描組件90。由于裝置10由此僅需要兩個(gè)掃描組件，它們是裝置10中最昂貴的部件，所以就可為彩色激光掃描裝置10的部件節(jié)省相當(dāng)大的費(fèi)用。掃描組件50和90包含相同的部件，比如反射鏡52和92、電機(jī)54和94，從而進(jìn)一步將加工和零件花費(fèi)降到最少，并簡化了組裝。
打印頭12包括一個(gè)后掃描光學(xué)組件110，其具有一個(gè)折疊式反射鏡112和一個(gè)剛架114，該剛架114固定第一f-θ透鏡116和第二f-θ透鏡118。剛架114被安裝成繞著折疊式反射鏡112的圖像掃描線樞轉(zhuǎn)。打印頭14包括一個(gè)后掃描光學(xué)組件120，其具有一個(gè)折疊式反射鏡122和一個(gè)剛架124，該剛架124固定第一f-θ透鏡126和第二f-θ透鏡128。剛架124被安裝成繞著折疊式反射鏡122的圖像掃描線樞轉(zhuǎn)。打印頭16包括一個(gè)后掃描光學(xué)組件130，其具有一個(gè)折疊式反射鏡132和一個(gè)剛架134，該剛架134固定第一f-θ透鏡136和第二f-θ透鏡138。剛架134被安裝成繞著折疊式反射鏡132的圖像掃描線樞轉(zhuǎn)。打印頭18包括一個(gè)后掃描光學(xué)組件140，其具有一個(gè)折疊式反射鏡142和一個(gè)剛架144，該剛架144固定第一f-θ透鏡146和第二f-θ透鏡148。剛架144被安裝成繞著折疊式反射鏡142的圖像掃描線樞轉(zhuǎn)。
因而，每個(gè)打印頭12、14、16和18分別具有單獨(dú)的后掃描光學(xué)組件110、120、130和140，將掃描束34、44、74和84從掃描組件50和90傳送到感光鼓22、24、26和28。后掃描光學(xué)組件110從掃描組件50接收激光束34。折疊式反射鏡112通過第一f-θ透鏡116和第二f-θ透鏡118使掃描束34偏轉(zhuǎn)到感光鼓22的表面上，從而掃描圖像線160。后掃描光學(xué)組件120從掃描組件50接收激光束44。折疊式反射鏡122通過第一f-θ透鏡126和第二f-θ透鏡128使掃描束44偏轉(zhuǎn)到感光鼓24的表面上，從而掃描圖像線162。后掃描光學(xué)組件130從掃描組件90接收激光束74。折疊式反射鏡132通過第一f-θ透鏡136和第二f-θ透鏡138使掃描束74偏轉(zhuǎn)到感光鼓26的表面上，從而掃描圖像線164。后掃描光學(xué)組件140從掃描組件90接收激光束84。折疊式反射鏡142通過第一f-θ透鏡146和第二f-θ透鏡148使掃描束84偏轉(zhuǎn)到感光鼓28的表面上，從而掃描圖像線166。每個(gè)后掃描光學(xué)組件110、120、130和140包含相似部件，從而將加工和零件費(fèi)用降到最少。這樣一來，例如折疊式反射鏡112、122、132和142為相同部件，對(duì)應(yīng)的第一f-θ透鏡116、126、136和146以及對(duì)應(yīng)的第二f-θ透鏡118、128、138和148也是一樣。
為了能在每個(gè)預(yù)掃描光學(xué)組件30、40、70和80中使用相同的預(yù)掃描光學(xué)部件以及在每個(gè)后掃描光學(xué)組件110、120、130和140中使用相同的后掃描光學(xué)部件，每個(gè)打印頭12、14、16和18的光程必須具有相同的長度。預(yù)掃描光學(xué)組件30與掃描組件50相距一定距離并成一定角度，與預(yù)掃描光學(xué)組件40與掃描組件50所間隔的距離和所成的鏡像角相似。如此一來，預(yù)掃描光學(xué)組件70和80相對(duì)于掃描組件90間隔相似的距離和角度。
為了減小掃描方向配準(zhǔn)誤差，預(yù)掃描光學(xué)組件30和40位于后掃描光學(xué)組件110、120以及反射鏡52的反射束34、44的同一側(cè)。在反射鏡52沿著箭頭58所示的方向繞著由軸56限定的軸線旋轉(zhuǎn)的情況下，激光束34沿著圖像線160的箭頭所示的方向通過感光鼓22。同時(shí)，激光束44沿著圖像線162的箭頭所示的方向通過感光鼓24，該方向與鼓22上激光束34的方向相反。因此，對(duì)于兩個(gè)感光鼓22和24上的掃描圖像線而言，累積的線性曲線具有相同的形狀，且掃描方向上的配準(zhǔn)誤差達(dá)到最小。如果激光束34和44從其對(duì)側(cè)導(dǎo)引到反射鏡52，那么累積的線性曲線就會(huì)反向，掃描方向上最終形成的配準(zhǔn)誤差就會(huì)達(dá)到最大。通過從同一側(cè)將激光束34和44導(dǎo)向反射鏡52并經(jīng)過相同但呈鏡像的角度，線性曲線得以緊密配合，黑色和品紅圖像掃描方向上的配準(zhǔn)誤差達(dá)到最小。
同樣，預(yù)掃描光學(xué)組件70和80位于后掃描光學(xué)組件130、140以及反射鏡92的反射束74、84的同一側(cè)。在反射鏡92沿著箭頭98所示的方向繞著由軸96限定的軸線旋轉(zhuǎn)的情況下，激光束74沿著圖像線164的箭頭所示的方向通過感光鼓26。同時(shí)，激光束84沿著圖像線166的箭頭所示的方向通過感光鼓28，該方向與鼓26上激光束74的方向相反。因此，對(duì)于兩個(gè)感光鼓26和28上的掃描圖像線而言，累積的線性曲線具有相同的形狀，且掃描方向上的配準(zhǔn)誤差達(dá)到最小。如果激光束74和84從其對(duì)側(cè)導(dǎo)引到反射鏡92，那么累積的線性曲線就會(huì)反向，掃描方向上最終形成的配準(zhǔn)誤差就會(huì)達(dá)到最大。通過從同一側(cè)將激光束74和84導(dǎo)向反射鏡92并經(jīng)過相同的角度，線性曲線得以緊密配合，青色和黃色圖像掃描方向上的配準(zhǔn)誤差達(dá)到最小。
采用了上述布置方式，累積的線性誤差差值達(dá)到最小，且感光鼓22、24、26和28上黑色、品紅、青色和黃色圖像之間的配準(zhǔn)誤差分別減小，從而得到較高質(zhì)量的圖像。
第一和第二f-θ透鏡對(duì)116和118、126和128、136和138以及146和148分別被剛性地安裝在支架114、124、134和144上，而支架114、124、134和144分別被樞轉(zhuǎn)地安裝在軸170、172、174和176上(圖2)。折疊式反射鏡112、122、132和142同樣獨(dú)立于支架114、124、134和144地被樞轉(zhuǎn)地繞著軸170、172、174和176安裝。在裝置10的組裝和調(diào)整中，可調(diào)整折疊式反射鏡112、122、132和142，并可使支架114、124、134和144旋轉(zhuǎn)，從而分別為感光鼓22、24、26和28上的掃描束34、44、74和84實(shí)現(xiàn)指定的處理位置。由于第一和第二f-θ透鏡對(duì)116和118、126和128、136和138以及146和148分別被剛性地安裝在支架114、124、134和144上，所以無需獨(dú)立地調(diào)整每個(gè)透鏡。每一對(duì)第一和第二f-θ透鏡116和118、126和128、136和138以及146和148反倒是作為一個(gè)整體調(diào)整并且分別剛性地安裝在支架114、124、134、144上的，從而最大程度地減小了在準(zhǔn)確控制相對(duì)的透鏡對(duì)齊時(shí)的容許誤差。
如圖2所示，激光二極管準(zhǔn)直模塊32、42、72和82分別被安裝在板180、182、184和186上。在裝置10的組裝、裝配和調(diào)整過程中，板180可按照需要旋轉(zhuǎn)以對(duì)齊感光鼓22上黑色圖像的掃描線。板180隨后被固定就位，比如通過一個(gè)連接在裝置10中支架(未示出)上的鎖緊裝置(未示出)。板182可繞著由軸56限定的軸線旋轉(zhuǎn)，從而相對(duì)于黑色圖像進(jìn)行品紅圖像激光束44的偏斜調(diào)整。在進(jìn)行了正確的偏斜調(diào)整之后，板182比如通過一個(gè)鎖緊固定件(未示出)被鎖定到板180或裝置10中一個(gè)支架(未示出)上適當(dāng)?shù)奈恢?。?80和182的旋轉(zhuǎn)并不改變反射鏡52與激光二極管準(zhǔn)直模塊32和34之間的光程長度。
板184和186可同樣地繞著由軸96限定的軸線旋轉(zhuǎn)，以相對(duì)于黑色圖像分別進(jìn)行青色和黃色圖像的偏斜調(diào)整。板184和186也比如通過一個(gè)鎖緊裝置(未示出)鎖定到裝置10中一個(gè)支架(未示出)上適當(dāng)?shù)奈恢?。?84和186的旋轉(zhuǎn)并不改變反射鏡92與激光二極管準(zhǔn)直模塊36和38之間的光程長度。
采用了上述的結(jié)構(gòu)，就能保持理想的光程長度和關(guān)系，同時(shí)調(diào)整激光束34、44、74和84的偏斜和處理方向關(guān)系。
正如本領(lǐng)域的技術(shù)人員眾所周知的一樣，掃描開始和掃描結(jié)束信號(hào)需要使激光掃描同步，并檢測(cè)隨溫度變化出現(xiàn)的配準(zhǔn)上的偏差。鏡組件190和射束檢測(cè)傳感器192被設(shè)置在圖1前景中示出的其側(cè)面上的每個(gè)支架114、124、134和144上。每個(gè)支架114、124、134和144還在與圖1前景中所示的那側(cè)相對(duì)的一側(cè)上包括一個(gè)鏡組件200和一個(gè)射束檢測(cè)傳感器202。圖2中僅示出了支架144的一個(gè)鏡組件200和一個(gè)射束檢測(cè)傳感器202，不過，應(yīng)該理解的是，支架114、124和134也具有相似的鏡組件200和射束檢測(cè)傳感器202。對(duì)于掃描在感光鼓22上的黑色圖像和掃描在感光鼓26上的青色圖像來說，傳感器192提供了掃描開始信號(hào)，而傳感器202提供了掃描結(jié)束信號(hào)。對(duì)于掃描在感光鼓24上的品紅圖像和掃描在感光鼓28上的黃色圖像來說，傳感器202提供了掃描開始信號(hào)，而傳感器192提供了掃描結(jié)束信號(hào)。
本發(fā)明通過給兩個(gè)打印頭使用一個(gè)多角反射鏡并簡化組裝和裝配步驟而提供了一種減少了成本的彩色激光打印機(jī)的光學(xué)系統(tǒng)和類似物。打印機(jī)中的固定，包括安裝預(yù)掃描系統(tǒng)的板和f-θ透鏡的支架，提供了偏斜和處理方向的可調(diào)性，而不會(huì)改變光程長度。因此，就可在每個(gè)打印頭中采用相似的光學(xué)部件。光學(xué)系統(tǒng)的定向減少了掃描方向的配準(zhǔn)誤差，提高了打印質(zhì)量。
雖然本發(fā)明是作為優(yōu)選設(shè)計(jì)方式描述的，但本發(fā)明還可在所披露內(nèi)容的精神和范圍內(nèi)作改進(jìn)。因此，本申請(qǐng)要覆蓋采用了本發(fā)明基本原理的任何變化、使用或改進(jìn)。而且，本申請(qǐng)還要覆蓋與當(dāng)前披露內(nèi)容有偏差的這樣的改變，即，其落在本領(lǐng)域的公知常識(shí)或常規(guī)實(shí)踐范圍內(nèi)，與本發(fā)明相關(guān)且受隨附權(quán)利要求的限制。
權(quán)利要求
1.一種激光掃描彩色成像裝置，包括第一、第二、第三和第四預(yù)掃描光學(xué)組件；第一、第二、第三和第四后掃描光學(xué)組件；第一和第二掃描組件，二者均包括一個(gè)可旋轉(zhuǎn)的多角反射鏡和一根讓所述多角反射鏡旋轉(zhuǎn)所圍繞的軸；所述預(yù)掃描光學(xué)組件中的兩個(gè)和所述后掃描光學(xué)組件中的兩個(gè)都在操作中與所述掃描組件中的一個(gè)相關(guān)聯(lián)，而所述預(yù)掃描光學(xué)組件中的其他兩個(gè)和所述后掃描光學(xué)組件中的其他兩個(gè)都在操作中與所述掃描組件中的另一個(gè)相關(guān)聯(lián)；并且所述第一、第二、第三和第四后掃描組件分別包括第一和第二f-θ透鏡以及一個(gè)固定所述第一和第二f-θ透鏡的支架元件。
2.如權(quán)利要求1所述的成像裝置，其中，每個(gè)所述第一、第二、第三和第四后掃描組件包括一個(gè)具有圖像掃描線的折疊式反射鏡和一個(gè)相對(duì)于所述折疊式反射鏡的所述圖像掃描線連接所述支架元件的樞轉(zhuǎn)裝置。
3.如權(quán)利要求2所述的成像裝置，其中，所述第一和第二預(yù)掃描組件中的一個(gè)被安置在一塊可繞所述第一多角反射鏡的所述軸旋轉(zhuǎn)的板上。
4.如權(quán)利要求3所述的成像裝置，其中，所述第三和第四預(yù)掃描組件中的一個(gè)被安置在一塊可繞所述第二多角反射鏡的所述軸旋轉(zhuǎn)的板上。
5.如權(quán)利要求1所述的成像裝置，其中，所述第一和第二預(yù)掃描組件中的一個(gè)被安置在一塊可繞所述第一多角反射鏡的所述軸旋轉(zhuǎn)的板上。
6.如權(quán)利要求5所述的成像裝置，其中，所述第三和第四預(yù)掃描組件中的一個(gè)被安置在一塊可繞所述第二多角反射鏡的所述軸旋轉(zhuǎn)的板上。
7.一種用于激光掃描裝置的后掃描組件，所述后掃描組件包括一個(gè)具有圖像掃描線的折疊式反射鏡；第一和第二f-θ透鏡；以及一個(gè)可調(diào)支架，所述第一和第二f-θ透鏡被安裝在所述支架上。
8.如權(quán)利要求7所述的后掃描組件，其中，所述支架相對(duì)于所述折疊式反射鏡的所述圖像掃描線被樞轉(zhuǎn)地安裝。
9.一種彩色激光打印機(jī)，包括可繞第一多角軸旋轉(zhuǎn)的第一多角反射鏡；第一和第二預(yù)掃描組件，其在操作中被安置成將由此產(chǎn)生的光束導(dǎo)引到所述第一多角反射鏡上；第一和第二后掃描光學(xué)組件，其被構(gòu)造和布置成從所述第一多角反射鏡接收形式為第一和第二掃描束的反射光，所述第一后掃描光學(xué)組件接收來自所述第一預(yù)掃描組件的反射光，而所述第二后掃描光學(xué)組件接收來自所述第二預(yù)掃描組件的反射光；第一PC鼓，其在操作中被布置成從所述第一后掃描光學(xué)組件接收反射掃描束；第二PC鼓，其在操作中被布置成從所述第二后掃描光學(xué)組件接收反射掃描束；并且所述第一和第二后掃描光學(xué)組件均包括一個(gè)具有圖像掃描線的折疊式反射鏡、一個(gè)支架以及與所述支架連接的第一和第二f-θ透鏡。
10.如權(quán)利要求9所述的打印機(jī)，其中，所述支架相對(duì)于所述折疊式反射鏡的所述圖像掃描線樞轉(zhuǎn)。
11.如權(quán)利要求10所述的打印機(jī)，其中，所述第一掃描束和所述第二掃描束分別沿相反方向通過所述第一和第二感光鼓。
12.如權(quán)利要求11所述的打印機(jī)，其中，所述第一預(yù)掃描組件安裝在第一預(yù)掃描板上，而所述第二預(yù)掃描組件安裝在第二預(yù)掃描板上，所述第一和第二預(yù)掃描板中的至少一個(gè)可繞所述第一多角反射鏡的所述軸樞轉(zhuǎn)。
13.如權(quán)利要求9所述的打印機(jī)，其中，所述第一預(yù)掃描組件安裝在第一預(yù)掃描板上，而所述第二預(yù)掃描組件安裝在第二預(yù)掃描板上，所述第一和第二預(yù)掃描板中的至少一個(gè)可繞所述第一多角反射鏡的所述軸樞轉(zhuǎn)。
14.如權(quán)利要求13所述的打印機(jī)，其中，所述第一掃描束和所述第二掃描束分別沿相反方向通過所述第一和第二感光鼓。
15.如權(quán)利要求9所述的打印機(jī)，其中，所述第一掃描束和所述第二掃描束分別沿相反方向通過所述第一和第二感光鼓。
16.如權(quán)利要求9所述的打印機(jī)，進(jìn)一步包括可繞第二多角軸旋轉(zhuǎn)的第二多角反射鏡；第三和第四預(yù)掃描組件，其在操作中被安置成將由此產(chǎn)生的光束導(dǎo)引到所述第二多角反射鏡上；第三和第四后掃描光學(xué)組件，其被構(gòu)造和布置成從所述第二多角反射鏡接收形式為第三和第四掃描束的反射光，所述第三后掃描光學(xué)組件接收來自所述第三預(yù)掃描組件的反射光，而所述第四后掃描光學(xué)組件接收來自所述第四預(yù)掃描組件的反射光；第三PC鼓，其在操作中被布置成從所述第三后掃描光學(xué)組件接收反射掃描束；第四PC鼓，其在操作中被布置成從所述第四后掃描光學(xué)組件接收反射掃描束；并且所述第三和第四后掃描光學(xué)組件均包括一個(gè)具有圖像掃描線的折疊式反射鏡、一個(gè)支架以及與所述支架連接的第一和第二f-θ透鏡。
17.如權(quán)利要求16所述的打印機(jī)，其中，所述第一掃描束和所述第二掃描束分別沿相反方向通過所述第一和第二感光鼓，而所述第三掃描束和所述第四掃描束分別沿相反方向通過所述第三和第四感光鼓。
18.如權(quán)利要求16所述的打印機(jī)，其中，所述第一、第二、第三和第四預(yù)掃描組件分別安裝在第一、第二、第三和第四預(yù)掃描板上，所述第一和第二預(yù)掃描板中的至少一個(gè)可繞所述第一多角反射鏡的所述軸樞轉(zhuǎn)，而所述第三和第四預(yù)掃描板中的至少一個(gè)可繞所述第二多角反射鏡的所述軸樞轉(zhuǎn)。
19.一種用于激光掃描成像裝置的預(yù)掃描組件，所述裝置包括一個(gè)掃描系統(tǒng)，其具有可繞第一軸旋轉(zhuǎn)的第一多角反射鏡，所述預(yù)掃描組件包括第一激光二極管準(zhǔn)直模塊(collimation module)，用于在第一多角反射鏡處發(fā)射第一光束，以及第二激光二極管準(zhǔn)直模塊，用于在第一多角反射鏡處發(fā)射第二光束，所述第一和第二激光二極管準(zhǔn)直模塊被安裝在第一和第二預(yù)掃描板上，所述第一和第二預(yù)掃描板中的至少一個(gè)可繞第一軸旋轉(zhuǎn)。
20.如權(quán)利要求19所述的預(yù)掃描組件，其中，所述第一和第二預(yù)掃描板都可繞第一軸旋轉(zhuǎn)。
21.如權(quán)利要求19所述的預(yù)掃描組件，其中，所述第一和第二激光二極管準(zhǔn)直模塊被安置在第一多角反射鏡的同一側(cè)，與第一多角反射鏡成基本相似的鏡像角，并相距基本相似的距離。
22.如權(quán)利要求21所述的預(yù)掃描組件，其中，所述第一和第二預(yù)掃描板都可繞第一軸旋轉(zhuǎn)。
23.如權(quán)利要求19所述的用于激光掃描成像裝置的預(yù)掃描組件，所述裝置包括一個(gè)掃描系統(tǒng)，其還具有可繞第二軸旋轉(zhuǎn)的第二多角反射鏡，所述預(yù)掃描組件包括第三激光二極管準(zhǔn)直模塊，用于在第二多角反射鏡處發(fā)射第三光束，以及第四激光二極管準(zhǔn)直模塊，用于在第二多角反射鏡處發(fā)射第四光束，所述第三和第四激光二極管準(zhǔn)直模塊被安裝在第三和第四預(yù)掃描板上，所述第三和第四預(yù)掃描板中的至少一個(gè)可繞第二軸旋轉(zhuǎn)。
24.如權(quán)利要求23所述的預(yù)掃描組件，其中，所述第三和第四預(yù)掃描板都可繞第二軸旋轉(zhuǎn)。
25.如權(quán)利要求23所述的預(yù)掃描組件，其中，所述第一和第二激光二極管準(zhǔn)直模塊被安置在第一多角反射鏡的同一側(cè)，與第一多角反射鏡成基本相似的鏡像角，并相距基本相似的距離，而所述第三和第四激光二極管準(zhǔn)直模塊被安置在第二多角反射鏡的同一側(cè)，與第二多角反射鏡成基本相似的鏡像角，并相距基本相似的距離。
26.如權(quán)利要求25所述的預(yù)掃描組件，其中，所述第一、第二、第三和第四激光二極管準(zhǔn)直二極管分別被安置在第一和第二多角反射鏡的相同側(cè)，與第一和第二多角反射鏡成基本相似的鏡像角，并相距基本相似的距離。
27.如權(quán)利要求26所述的預(yù)掃描組件，其中，所述第一和第二預(yù)掃描板都可繞第一軸旋轉(zhuǎn)，而所述第三和第四預(yù)掃描板都可繞第二軸旋轉(zhuǎn)。
全文摘要
一種特別應(yīng)用于彩色激光打印機(jī)的光學(xué)系統(tǒng)(10)。設(shè)置有四個(gè)成像系統(tǒng)，各自用于一色，分別是黑色、品紅、青色和黃色。每個(gè)成像系統(tǒng)都具有單獨(dú)的預(yù)掃描組件(30、40、70、80)和后掃描光學(xué)組件(110、120、130、140)。設(shè)置有兩個(gè)掃描多角鏡(52、92)，且每個(gè)掃描多角鏡都被兩個(gè)成像系統(tǒng)共享。被每個(gè)掃描多角鏡共享的預(yù)掃描光學(xué)組件都被設(shè)置在掃描組件(50、90)的同一側(cè)，成基本相似的鏡像角，從而減少掃描圖像的配準(zhǔn)誤差。預(yù)掃描和后掃描光學(xué)組件都提高了可調(diào)性。
文檔編號(hào)B41J2/435GK1655943SQ03812515
公開日2005年8月17日 申請(qǐng)日期2003年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月31日
發(fā)明者克里斯托弗·G·奇, 丹尼爾·E·波利, 厄爾·D·沃德二世 申請(qǐng)人:萊克斯馬克國際公司