專利名稱：串列式激光掃描單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種串列式激光掃描單元(LSU)。更具體地，本發(fā)明涉及一種能夠通過同時(shí)將從多個(gè)光源發(fā)射出的光束掃描到不同光敏鼓而形成彩色圖像的串列式LSU。
背景技術(shù)：
用于激光打印機(jī)、數(shù)字復(fù)印機(jī)、條碼識別器以及傳真機(jī)等裝置的激光掃描單元(LSU)利用由光束偏轉(zhuǎn)器完成的主掃描操作和通過旋轉(zhuǎn)光敏鼓而完成的子掃描操作而在曝光表面形成潛像。具體地，為了實(shí)現(xiàn)彩色圖像，串列式成像裝置包括對應(yīng)相應(yīng)的彩色成分的多個(gè)曝光體。串列式成像裝置的一個(gè)實(shí)例是彩色激光打印機(jī)。使用串列式LSU的串列式成像裝置同時(shí)在各個(gè)的光敏鼓上分別形成相應(yīng)于各個(gè)彩色成分(例如，黃、品紅、青和黑色)的單色光。
串列式LSU包括設(shè)置在光源的發(fā)光路徑上用于偏轉(zhuǎn)光束的光束偏轉(zhuǎn)器。當(dāng)多個(gè)光束共用光束偏轉(zhuǎn)器時(shí)，光學(xué)元件的數(shù)量以及結(jié)構(gòu)可被簡化，從而可緊湊地制造包括LSU的成像裝置并可降低制造成本?？紤]到這些優(yōu)點(diǎn)，具有多個(gè)光束共用光束偏轉(zhuǎn)器這樣的結(jié)構(gòu)的串列式LSU正在積極的研發(fā)中。為了將多個(gè)光束分別掃描到多個(gè)相應(yīng)的光敏鼓上，需要將多個(gè)光束導(dǎo)向高速旋轉(zhuǎn)的光束偏轉(zhuǎn)器，并且在這些光束偏轉(zhuǎn)之后將其空間分離。為了實(shí)現(xiàn)此目的，不同的單色光傾斜地入射到旋轉(zhuǎn)的光束偏轉(zhuǎn)器上，從而單色光可被空間分離(日本專利公開No.2004-361627)。然而，在這種傾斜入射光學(xué)系統(tǒng)中，在光敏鼓上沒有形成筆直的掃描線，并且該掃描線被扭曲成曲線，例如弧形。由于掃描線之間的間距不能保持一致，因此掃描線的扭曲降低了圖像質(zhì)量。具體地，在通過重疊不同單色而形成彩色圖像的彩色成像裝置中，轉(zhuǎn)印帶上的單色圖像沒有相互對應(yīng)，因此無法形成所需的色彩和圖像。
因此，需要對串列式激光掃描單元進(jìn)行改進(jìn)，以基本消除掃描線的扭曲。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的典型實(shí)施例提供了一種串列式LSU，它使用一種在制造成本和驅(qū)動效率方面具有優(yōu)勢的傾斜入射光學(xué)系統(tǒng)并校正了掃描線的彎曲。
根據(jù)本發(fā)明典型實(shí)施例的一個(gè)特征，一種串列式LSU，通過在主掃描方向上將不同的光束掃描在不同的光敏鼓上而形成一條直掃描線。該串列式LSU包括光源；光束偏轉(zhuǎn)器，其在光源發(fā)光路徑上旋轉(zhuǎn)，并且同時(shí)偏轉(zhuǎn)在基本平行于光束偏轉(zhuǎn)器旋轉(zhuǎn)軸的子掃描平面內(nèi)以彼此成預(yù)定角度傾斜入射的不同光束；和光學(xué)掃描透鏡，其使被光束偏轉(zhuǎn)器偏轉(zhuǎn)的光束在相應(yīng)光敏鼓上成像。光學(xué)掃描透鏡包括具有非球形表面的至少一個(gè)子掃描截面，從而減小掃描線的彎曲。
光學(xué)掃描透鏡包括設(shè)置在光束偏轉(zhuǎn)器上的第一掃描透鏡和設(shè)置在光敏鼓上的第二掃描透鏡。子掃描截面至少位于第一掃描透鏡入射側(cè)和第一掃描透鏡出射側(cè)二者之一，其為非球形表面。
根據(jù)本發(fā)明典型實(shí)施例的另一特征，一種串列式LSU，具有第一光學(xué)系統(tǒng)和第二光學(xué)系統(tǒng)，它們中的每一個(gè)將不同的光束掃描到不同的光敏鼓上。串列式LSU包括由第一和第二光學(xué)系統(tǒng)共用的可旋轉(zhuǎn)光束偏轉(zhuǎn)器，該光束偏轉(zhuǎn)器的第一側(cè)對第一光學(xué)系統(tǒng)，第二側(cè)對第二光學(xué)系統(tǒng)。第一和第二光學(xué)系統(tǒng)的光束在基本平行于光束偏轉(zhuǎn)器旋轉(zhuǎn)軸的子掃描平面內(nèi)彼此成預(yù)定角度傾斜入射。第一光學(xué)掃描透鏡和第二光學(xué)掃描透鏡使被光束偏轉(zhuǎn)器偏轉(zhuǎn)的光束會聚到相應(yīng)的光敏鼓上。每個(gè)光學(xué)掃描線包括具有非球形表面的至少一個(gè)子掃描截面，從而減小掃描線的彎曲。
通過下文參考附圖詳細(xì)描述公開本發(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會了解本發(fā)明的其他目的、優(yōu)點(diǎn)和特征。


通過參考附圖詳細(xì)描述下文中的典型實(shí)施例，本發(fā)明的上述以及其他細(xì)節(jié)和優(yōu)點(diǎn)將會更清楚，其中圖1是示出根據(jù)本發(fā)明典型實(shí)施例的串列式激光掃描單元(LSU)的主掃描截面的視圖；圖2是示出根據(jù)本發(fā)明典型實(shí)施例的圖1中LSU的子掃描截面的視圖；圖3是示出根據(jù)本發(fā)明典型實(shí)施例的沿其光路布置的圖1的第一成像光學(xué)掃描系統(tǒng)的子掃描截面的視圖；圖4是示出根據(jù)本發(fā)明典型實(shí)施例的圖3的部分子掃描截面的視圖；圖5是比較根據(jù)本發(fā)明典型實(shí)施例和現(xiàn)有技術(shù)的彎曲量的視圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明典型實(shí)施例的成像裝置的部分截面的正視圖。
在這些附圖中，相同的附圖標(biāo)號表示相同的元件、特征和結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在參考示出本發(fā)明的典型實(shí)施例的圖1-6對本發(fā)明更全面的描述。圖1和2示出根據(jù)本發(fā)明典型實(shí)施例的串列式激光掃描單元(LSU)。圖1示出根據(jù)本發(fā)明典型實(shí)施例的串列式激光掃描單元(LSU)的主掃描截面，圖2示出根據(jù)本發(fā)明典型實(shí)施例的LSU的子掃描截面。主掃描方向(y方向)表示在此方向上光束通過偏轉(zhuǎn)器掃描到光敏鼓上。主掃描方向與光敏鼓的掃描線方向?qū)?yīng)。子掃描方向(x方向)與光敏鼓的旋轉(zhuǎn)方向?qū)?yīng)。
參考圖1，串列式LSU包括第一到第四光源1Y、1M、1C和1K，相應(yīng)于黃、品紅、青和黑色各個(gè)成分。從光源1Y、1M、1C和1K發(fā)出的彩色光入射到相對于光源1Y、1M、1C和1K安裝的光束偏轉(zhuǎn)器9上。被光束偏轉(zhuǎn)器9偏轉(zhuǎn)的光束被掃描到相應(yīng)于各個(gè)色彩成分的第一到第四光敏鼓15Y、15M、15C和15K上。
該串列式LSU包括為第一和第二光敏鼓15Y和15M提供掃描光的第一成像光學(xué)掃描系統(tǒng)S1，以及為第三和第四光敏鼓15C和15K提供掃描光的第二成像光學(xué)掃描系統(tǒng)S2。該串列式LSU具有水平對稱的光學(xué)結(jié)構(gòu)。第一成像光學(xué)掃描系統(tǒng)S1包括一對第一和第二光源1Y和1M，并且具有這樣的光學(xué)結(jié)構(gòu)以大致恒定的速度將光束LY和LM從第一和第二光源1Y和1M掃描到第一和第二光敏鼓15Y和15M上。類似的，第二成像光學(xué)掃描系統(tǒng)S2包括一對第三和第四光源1C和1K，并且具有這樣的光學(xué)結(jié)構(gòu)以大致恒定的速度將光束LC和LK從第三和第四光源1C和1K掃描到第三和第四光敏鼓15C和15K上。光束偏轉(zhuǎn)器9被安裝在各光源1Y、1M、1C和1K的發(fā)光路徑上。從第一和第二光源1Y和1M發(fā)出的光束入射到光束偏轉(zhuǎn)器9的一側(cè)，同時(shí)，從第三和第四光源1C和1K發(fā)出的光束入射到光束偏轉(zhuǎn)器9的另一側(cè)。如上所述，光束偏轉(zhuǎn)器9相對于所有的光源1Y、1M、1C和1K安裝，并且從不同光源發(fā)出的光束LY、LM、LC和LK大致同時(shí)被共用的光束偏轉(zhuǎn)器9偏轉(zhuǎn)并被掃描到相應(yīng)的光敏鼓15Y、15M、15C和15K上。參考圖2，光束偏轉(zhuǎn)器9包括高速旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動馬達(dá)9b和與驅(qū)動馬達(dá)9b的轉(zhuǎn)子同軸安裝的多面鏡9a。
多面鏡9a可為多面體結(jié)構(gòu)，它的外表面被分為多個(gè)偏轉(zhuǎn)平面。入射到多面鏡9a上的光束通過高速旋轉(zhuǎn)的偏轉(zhuǎn)平面以大致恒定的速度沿著主掃描方向照明。
圖3是LSU子掃描截面視圖，示出根據(jù)本發(fā)明典型實(shí)施例第一成像光學(xué)系統(tǒng)S1沿其光路的光學(xué)排列。第一成像光學(xué)系統(tǒng)S1的第一和第二光源1Y和1M在子掃描單元截面內(nèi)在傾斜方向上發(fā)出光束LY和LM。第一和第二光源1Y和1M發(fā)出光束LY和LM，并且光束LY和LM之間的夾角為預(yù)定的角度α，從而光束LY和LM在光束偏轉(zhuǎn)器9處會聚。為此，在子掃描方向(X方向)分離的第一和第二光源1Y和1M可被傾斜并且相對水平軸以預(yù)定的傾斜度安裝。第一和第二光源1Y和1M發(fā)出不同的單色光(例如，黃色和品紅色光)。為了通過共用光束偏轉(zhuǎn)器9大致同時(shí)偏轉(zhuǎn)不同的單色光LY和LM，光束LY和LM必須在偏轉(zhuǎn)之后被分離，然后被掃描到相應(yīng)的光敏鼓15Y和15M上。因此，為了空間的分離，光束LY和LM傾斜地入射到光束偏轉(zhuǎn)器9上。第一和第二光源1Y和1M可包括一激光二極管。參考圖3，第一和第二光源1Y和1M可按分離的裝置來封裝，或者，第一和第二光源1Y和1M可被設(shè)置為雙光束型，其中光源們被整合地封裝在一個(gè)裝置中。同樣，第二成像光學(xué)系統(tǒng)S2的第三和第四光源1C和1K以預(yù)定的夾角發(fā)射出光束LC和LK，光束LC和LK向光束偏轉(zhuǎn)器9會聚，光源1C和1K可傾斜地相對水平軸以預(yù)定傾斜度被安裝。
入射到光束偏轉(zhuǎn)器9上的光束LY和LM以預(yù)定的角度α入射到一個(gè)偏轉(zhuǎn)平面上，并且向光束偏轉(zhuǎn)器9的偏轉(zhuǎn)平面會聚。光束LY和LM在偏轉(zhuǎn)平面上相交，或者是非常靠近。光束LY和LM的聚焦位置被限制在預(yù)定的角度內(nèi)，從而光束偏轉(zhuǎn)器9的有效偏轉(zhuǎn)平面的大小可被減少，從而可減少制造以及驅(qū)動光束偏轉(zhuǎn)器9所需的成本。被偏轉(zhuǎn)平面偏轉(zhuǎn)的光束LY和LM被分離，并在會聚的方向上前射，分別到達(dá)相應(yīng)的光敏鼓15Y和15M。
準(zhǔn)直透鏡3Y和3M、孔徑5Y和5M和柱狀透鏡7Y和7M可依次排列在光源1Y和1M與光束偏轉(zhuǎn)器9之間。光束LY和LM從光源1Y和1M中放射狀地射出，并且通過準(zhǔn)直透鏡3Y和3M(圖1)轉(zhuǎn)換成基本平行的光束或類平行光。然后，光束LY和LM成為寬光束，并經(jīng)過孔徑5Y和5M的狹縫。之后，經(jīng)過在子掃描方向具有折射能力而在子掃描方向上折射光束LY和LM的柱狀透鏡7Y和7M，光束LY和LM最終在子掃描方向聚焦，并且最終會聚到光束偏轉(zhuǎn)器9上。
因而，在主掃描方向(平行于主掃描方向)延伸的線形光束被會聚到光束偏轉(zhuǎn)器9的偏轉(zhuǎn)平面上。
準(zhǔn)直透鏡3C和3K、孔徑5C和5K和柱狀透鏡7C和7K可依次排列在光源1C和1K與光束偏轉(zhuǎn)器9之間，細(xì)節(jié)同上文。
被光束偏轉(zhuǎn)器9偏轉(zhuǎn)的光束被入射到光學(xué)掃描透鏡10(也稱為f-θ透鏡)上。光學(xué)掃描透鏡10包括依次排列在光路上的掃描透鏡11a和掃描透鏡13M和13Y。被設(shè)置在光束偏轉(zhuǎn)器9附近的第一掃描透鏡11a可相對于在子掃描方向上分離的不同的光束LY和LM整體形成，或是單獨(dú)形成。設(shè)置在光敏鼓15M和15Y附近的第二掃描透鏡13M和13Y可分別設(shè)置在不同光束LY和LM的光路上。掃描透鏡11b和掃描透鏡13C以及13K依次設(shè)置在光路上，與第一成像光學(xué)系統(tǒng)S1中的類似。
圖1示出主掃描透鏡的截面形狀，圖2示出LSU的子掃描截面的形狀。下面參考圖1和2詳細(xì)描述主掃描透鏡。第一掃描透鏡11a和11b都包括入射平面和出射平面，兩者具有預(yù)定形狀以在主掃描方向和子掃描方向各具有預(yù)定的折射能力。具體地，第一掃描透鏡11a和11b的主掃描截面為具有拐點(diǎn)的非圓弧形。因此，基于其在主掃描方向(y軸方向)上的入射位置，經(jīng)過掃描透鏡11a和11b的光束LY、LM、LC和LK以不同的折射率會聚到光敏鼓15Y、15M、15C和15K上。下面參考圖1更詳細(xì)地描述第一掃描透鏡11a和11b的形狀。第一掃描透鏡11a和11b的入射表面包括在透鏡光軸Lo所經(jīng)過的中心處的鋸齒狀的凹面，并包括在主掃描方向(y軸方向)兩側(cè)的突出狀的凸面。出射平面(y軸方向)包括在透鏡光軸Lo所經(jīng)過的中心處的突出狀的凸面，還包括在主掃描方向(y軸方向)兩側(cè)的鋸齒狀的凹面。即，主掃描截面的形狀可為彎月形，且入射表面和出射表面的曲率符號(sign)基本相同。另外，掃描透鏡的入射表面和出射表面不必相對于透鏡軸Lo對稱，可以不對稱。
參考圖3，第一掃描透鏡11a在子掃描方向包括一非圓形。第一掃描透鏡11a的入射表面為凸形，第一透鏡11a的出射表面為凹形。另外，入射表面和出射表面的子掃描截面在光軸經(jīng)過的中心處的形狀近似平面，折射率很小。子掃描截面的形狀為沿著主掃描方向連續(xù)變化的圖案。如圖3所示，根據(jù)本發(fā)明典型實(shí)施例的掃描透鏡11a，掃描透鏡11a的入射側(cè)和出射側(cè)可被設(shè)計(jì)為非球面?；蛘撸肷鋫?cè)和出射側(cè)中的一個(gè)可被設(shè)計(jì)為非球面。子掃描截面為非球面的入射側(cè)和/或出射側(cè)透鏡表面校正了傾斜入射光學(xué)系統(tǒng)的弧形變形。
圖4是圖3的部分放大截面圖，描繪了第一掃描透鏡11a的操作。參考圖4，第一掃描透鏡11a對傾斜入射到上側(cè)的第一光束LM以及傾斜入射到其下側(cè)的第二光束LY共用地形成。入射到掃描透鏡11a的光束LM和LY通過第一掃描單元11a的非球面表面的折射操作在y軸方向上相同高度處會聚在相應(yīng)的光敏鼓15M和15Y上，即，在圖4中PM和PY表示的預(yù)定高度的掃描線上。在下文中將描述通過非球面透鏡表面的弧形變形校正而進(jìn)行光束LM和LY的會聚。
從光源1M和1Y發(fā)出的光束LM和LY被旋轉(zhuǎn)的光束偏轉(zhuǎn)器9偏轉(zhuǎn)，并且在主掃描截面內(nèi)以在y軸方向上具有寬度的角度分布射出，從而沿著主掃描方向在光敏鼓15M和15Y上形成掃描線。在此處，其中光束相對于光束偏轉(zhuǎn)器90以傾斜的方向入射的傾斜入射光學(xué)系統(tǒng)，當(dāng)光束偏轉(zhuǎn)器9旋轉(zhuǎn)(θM和θY)時(shí)，該光束在子掃描截面內(nèi)的x軸方向具有預(yù)定的發(fā)散角度分布。入射到第一掃描透鏡11a上的光束LM和LY的入射位置和入射角度在子掃描截面內(nèi)的x軸方向變化。子掃描截面被設(shè)計(jì)為非球面的第一掃描透鏡11a根據(jù)入射位置提供了不同的折射率，從而入射到不同位置的光束LM和LY在基本相同的高度會聚，并且由掃描方向上圖像高度的偏差引起的掃描線被扭曲為曲線的弧形變形被消除了。
主掃描截面和子掃描截面為非球形的第一掃描透鏡11a的深度z，由下面的公式給出Z=y2Rdy1+1-(yRdy)2+Σm=310AmYm+x2c(1+Σm=310BmYm)1+1-(1+k(1+Σm=310DmYm))(xc(1+Σm=310BmYm))2+Σm=310CmXm)]]>(第一項(xiàng))(第二項(xiàng)) (第三項(xiàng)) (第四項(xiàng))
其中y和x分別是主掃描方向和子掃描方向的坐標(biāo)，z是透鏡表面在光軸方向上的深度，假定此時(shí)第一掃描透鏡11a和光軸的交點(diǎn)為坐標(biāo)系的原點(diǎn)。Y和X定義為Y=y2,X=X2.]]>R是主掃描方向上的曲率半徑。c是子掃描方向上的曲率。Am、Bm、Cm和Dm是透鏡設(shè)計(jì)選擇的系數(shù)。K是二次曲線常量。描述第一掃描透鏡11a的入射面和出射面形狀的參數(shù)可根據(jù)透鏡設(shè)計(jì)而定，特別地，可優(yōu)化二次曲線常量k，從而適當(dāng)?shù)匦Ｕ⌒巫冃巍?br> 在上述等式中，第一和第二項(xiàng)主要描述主掃描截面的非球形(非圓弧形)，第三和第四項(xiàng)主要描述子掃描截面的非球面。子掃描截面的形狀根據(jù)主掃描方向上坐標(biāo)y而改變，并且該掃描透鏡根據(jù)主掃描方向上的入射位置提供不同的折射率。
從上述等式可知，主掃描和子掃描截面可以相對于透鏡光軸(y＝0)為非對稱。即，就這些為奇數(shù)且不全為0的參數(shù)而言，在主掃描方向(y軸方向)的正(+)區(qū)間內(nèi)的截面形狀可以不等于負(fù)區(qū)間內(nèi)截面的形狀。當(dāng)光束偏轉(zhuǎn)器9旋轉(zhuǎn)時(shí)，光束偏轉(zhuǎn)器9的偏轉(zhuǎn)表面上光束會聚的光束聚焦點(diǎn)和由偏轉(zhuǎn)面和光束形成的入射角連續(xù)變化。由于這種變化不是相對于透鏡光軸對稱的，因此透鏡的形狀也必須相對光軸不對稱。上述等式典型的示出可被本發(fā)明采用的掃描透鏡的一個(gè)實(shí)施例。至于子掃描截面被描述為非球形，并不限于此。
參考圖1到3，第二掃描透鏡13Y、13M、13C和13K依次排在第一掃描透鏡11a和11b的后面，并且包括具有預(yù)定折射率的入射表面和出射表面。入射表面和出射表面被設(shè)計(jì)為沿著主掃描方向(y方向)連續(xù)變化的非球形。在主掃描方向(y方向)上形狀的變化比第一掃描透鏡11a和11b的變化更小，并且在主掃描方向(y方向)的折射能力主要集中于第一掃描透鏡11a和11b。第二掃描透鏡13Y、13M、13C和13K的主掃描截面相對于透鏡光軸Lo為非球形的。
參考圖3，第二掃描透鏡13Y和13M可分別設(shè)置用于具有不同光路的光束LY和LM。子掃描截面具有向兩個(gè)方向突出的圓弧形(球形)。更具體地，第二掃描透鏡13Y和13M的入射面和出射面可為球形表面，它的曲率半徑沿著主掃描方向(y方向)連續(xù)變化?？捎赏哥R設(shè)計(jì)決定根據(jù)主掃描方向(y方向)的子掃描曲率半徑的輪廓。
圖5是根據(jù)本發(fā)明典型實(shí)施例和現(xiàn)有技術(shù)，比較彎曲量的視圖。在實(shí)驗(yàn)中，測量了根據(jù)本發(fā)明典型實(shí)施例的串列式LSU中掃描線的彎曲量(輪廓N)和根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的掃描線的彎曲量(輪廓P)。這里，通過測量主掃描方向上各個(gè)位置相對光軸S的圖像高度而獲得彎曲量。如實(shí)驗(yàn)結(jié)果所示，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)(輪廓P)，產(chǎn)生了弧形變形，即，掃描線被彎曲為弧形。相反，根據(jù)本發(fā)明典型實(shí)施例(輪廓N)，這樣的弧形變形被極大地減少，從而形成一條大致直的掃描線。參考圖2，為了通過光束偏轉(zhuǎn)器9將各個(gè)光束導(dǎo)向相應(yīng)的光敏鼓15Y、15M、15C和15K，反射鏡21Y、21M、21C、21K、23M和23C可被安裝在各個(gè)光路上。反射鏡21Y、21M、21C、21K、23M和23C可被設(shè)置成與各光軸成一預(yù)定的傾斜角度。
圖6示出根據(jù)本發(fā)明典型實(shí)施例的串列式成像裝置100。參考圖6，該串列式成像裝置100包括光敏體311、曝光單元330、顯影單元310、定影單元350和轉(zhuǎn)印單元320。成像裝置100還包括與成像裝置100結(jié)合的可拆卸的紙張送進(jìn)盒200；打印介質(zhì)P堆積于其上并被碼紙彈簧239彈性支撐的碼紙盤；拾取堆積在碼紙盤上的打印介質(zhì)P的拾取輥372；和送進(jìn)被拾取的打印介質(zhì)P的送進(jìn)輥374。
成像裝置100為串列式成像裝置，它包括四個(gè)用于不同顏色的獨(dú)立的光敏體311，并且通過一次送進(jìn)打印介質(zhì)P同時(shí)完成四種不同顏色的轉(zhuǎn)印。即，打印介質(zhì)P被送進(jìn)一次即形成完整的彩色圖像，類似于單色圖像，從而彩色打印所需的時(shí)間等于單色打印所需的時(shí)間。因而，打印速度非?？臁?br> 彩打串列式成像裝置100包括四個(gè)顯影單元310C、310M、310Y和310K和激光掃描單元330C、330M、330Y和330K，顯影單元中存儲的調(diào)色劑分別具有各種顏色，如青(C)、品紅(M)、黃(Y)和黑(K)。
顯影單元310C、310M、310Y和310K中的每一個(gè)都包括光敏體311、顯影輥312、充電輥313、供應(yīng)輥314、調(diào)節(jié)構(gòu)件316和調(diào)色劑存儲單元(未顯示)。充電偏壓被施加到充電輥313上，從而對光敏鼓311的外表面充以均勻電勢。
激光掃描單元330C、330M、330Y和330K中的每一個(gè)通過將與各個(gè)顏色(如青(C)、品紅(M)、黃(Y)和黑(K))的圖像信息相應(yīng)的光輻射在光敏體311上而形成靜電潛像。
供應(yīng)輥314為顯影輥312提供存儲在調(diào)色劑存儲單元的顯影介質(zhì)。顯影輥312容納作為顯影劑的固體調(diào)色劑，它將調(diào)色劑供應(yīng)給形成在光敏體311上的靜電潛像，將該靜電潛像顯影為調(diào)色劑圖像。用于將調(diào)色劑供應(yīng)給光敏體311的顯影偏壓施加在顯影輥312上。調(diào)節(jié)附著到顯影輥312上顯影劑量的調(diào)節(jié)構(gòu)件316被安裝在顯影輥312的外部。
安裝光敏體311，使其外表面的一部分露出，并在預(yù)定方向上旋轉(zhuǎn)。光敏體311被暴露在外的外表面正對著轉(zhuǎn)印帶329。
轉(zhuǎn)印帶320單元包括環(huán)形運(yùn)轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)印帶329以及支撐轉(zhuǎn)印帶329的兩側(cè)并帶動轉(zhuǎn)印帶329的支撐輥321和324。四個(gè)轉(zhuǎn)印輥340設(shè)置在轉(zhuǎn)印帶329的內(nèi)部。當(dāng)轉(zhuǎn)印帶329處于轉(zhuǎn)印輥340和光敏體311之間時(shí)，每個(gè)轉(zhuǎn)印輥340分別面對著顯影單元310C、310M、310Y和310K中設(shè)置的光敏體311。轉(zhuǎn)印帶329在光敏體311和轉(zhuǎn)印輥340之間送進(jìn)打印介質(zhì)P。轉(zhuǎn)印偏壓施加到轉(zhuǎn)印輥311上，并且通過光敏體311與轉(zhuǎn)印輥349之間作用的機(jī)械壓力和靜電，調(diào)色劑圖像被轉(zhuǎn)印到打印介質(zhì)P上。
定影單元350包括加熱輥351和壓力輥352。定影輥350通過向轉(zhuǎn)印在打印介質(zhì)P上的調(diào)色劑圖像施加熱和壓力而將此調(diào)色劑圖像定影于打印介質(zhì)P。加熱輥351向調(diào)色劑圖像施加熱量，壓力輥352面對著加熱輥351，形成定影夾擠部，從而向打印介質(zhì)P上施加高壓。經(jīng)過定影單元350的打印介質(zhì)P被傳送輥376排出到成像裝置100外部的紙張傳送板390上。
根據(jù)本發(fā)明典型實(shí)施例的串列式LSU，不同的光束傾斜入射，因此，可減少制造成本并且提高光束偏轉(zhuǎn)器的驅(qū)動效率。此外，光學(xué)掃描透鏡的形狀被設(shè)計(jì)為非球形，從而由于傾斜入射導(dǎo)致的掃描線彎曲被減少。
參考這里的典型實(shí)施例，具體地顯示和示出本發(fā)明，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)理解，在不偏離權(quán)利要求中所定義的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以對本發(fā)明作出形式和細(xì)節(jié)上的改變。
權(quán)利要求
1.一種串列式掃描單元，通過在主掃描方向上將不同的光束掃描到不同的光敏鼓上而形成大致直的掃描線，該串列式激光掃描單元包括光源；光束偏轉(zhuǎn)器，其在光源的發(fā)光路徑上旋轉(zhuǎn)，并且同時(shí)偏轉(zhuǎn)在大致平行于光束偏轉(zhuǎn)器旋轉(zhuǎn)軸的子掃描平面內(nèi)彼此成預(yù)定角度傾斜入射的不同光束；和光學(xué)掃描透鏡，其使被光束偏轉(zhuǎn)器偏轉(zhuǎn)的光束在相應(yīng)光敏鼓上成像，其中，該光學(xué)掃描透鏡包括具有非球形表面的至少一個(gè)子掃描截面，以減小掃描線的彎曲。
2.權(quán)利要求1中的串列式激光掃描單元，其中，非球形表面的形狀由以下公式?jīng)Q定Z=y2Rdy1+1-(yRdy)2+Σm=310AmYm+x2c(1+Σm=310BmYm)1+1-(1+k(1+Σm=310DmYm))(xc(1+Σm=310BmYm))2+Σm=310CmYm)]]>其中，假定第一掃描透鏡11a與其光軸的交點(diǎn)為坐標(biāo)系的原點(diǎn)，y和x分別是主掃描方向和子掃描方向的坐標(biāo)，z是透鏡表面在光軸方向上的深度。Y和X定義為Y=y2,X=x2,]]>R是主掃描方向上的曲率半徑，c是子掃描方向上的曲率，Am、Bm、Cm和Dm是透鏡設(shè)計(jì)選擇的系數(shù)，K是二次曲線常量。
3.權(quán)利要求1中的串列式激光掃描單元，其中，光學(xué)掃描透鏡的非球形在主掃描方向上變化。
4.權(quán)利要求3中的串列式激光掃描單元，其中，光學(xué)掃描透鏡的非球形在主掃描方向上連續(xù)變化。
5.權(quán)利要求1中的串列式激光掃描單元，其中，光學(xué)掃描透鏡的非球形在主掃描方向上相對于光學(xué)掃描透鏡的光軸不對稱。
6.權(quán)利要求1中的串列式激光掃描單元，其中，光學(xué)掃描透鏡包括設(shè)置在光束偏轉(zhuǎn)器附近的第一掃描透鏡和設(shè)置在光敏鼓附近的第二掃描透鏡。
7.權(quán)利要求6中的串列式激光掃描單元，其中，第一掃描透鏡的入射表面和出射表面中至少一個(gè)表面具有非球形子掃描截面。
8.權(quán)利要求7中的串列式激光掃描單元，其中，第一掃描透鏡對應(yīng)在子掃描平面內(nèi)被分為不同光路的光束整體形成，而第二掃描透鏡對應(yīng)每個(gè)光路單獨(dú)形成。
9.一種串列式激光掃描單元，具有將不同的光束掃描到不同的光敏鼓上的第一光學(xué)系統(tǒng)和第二光學(xué)系統(tǒng)，該串列式激光掃描單元包括可旋轉(zhuǎn)的光束偏轉(zhuǎn)器，其由第一和第二光學(xué)系統(tǒng)共用并具有面對第一光學(xué)系統(tǒng)的第一側(cè)和面對第二光學(xué)系統(tǒng)的第二側(cè)，所述第一和第二光學(xué)系統(tǒng)的光束在大致平行于光束偏轉(zhuǎn)器旋轉(zhuǎn)軸的子掃描平面內(nèi)彼此成預(yù)定角度傾斜入射到該光束偏轉(zhuǎn)器上；并且每個(gè)所述第一和第二光學(xué)系統(tǒng)均具有使被光束偏轉(zhuǎn)器偏轉(zhuǎn)的光束會聚到相應(yīng)的光敏鼓上的第一光學(xué)掃描透鏡和第二光學(xué)掃描透鏡，每個(gè)光學(xué)掃描透鏡包括具有非球形表面的至少一個(gè)子掃描截面，以減小掃描線的彎曲。
10.權(quán)利要求9中的激光掃描單元，其中，光學(xué)掃描透鏡的非球形表面由以下公式?jīng)Q定Z=y2Rdy1+1-(yRdy)2+Σm=310AmYm+x2c(1+Σm=310BmYm)1+1-(1+k(1+Σm=310DmYm))(xc(1+Σm=310BmYm))2+Σm=310CmYm)]]>其中，假定第一掃描透鏡11a與其光軸的交點(diǎn)為坐標(biāo)系的原點(diǎn)，y和x分別是主掃描方向和子掃描方向的坐標(biāo)，z是透鏡表面在光軸方向上的深度。Y和X定義為Y=y2,X=x2,]]>R是主掃描方向上的曲率半徑，c是子掃描方向上的曲率，Am、Bm、Cm和Dm是透鏡設(shè)計(jì)選擇的系數(shù)，K是二次曲線常量。
11.權(quán)利要求9中的激光掃描單元，其中，光學(xué)掃描透鏡的非球形表面在主掃描方向上變化。
12.權(quán)利要求11中的激光掃描單元，其中，光學(xué)掃描透鏡的非球形表面在主掃描方向上連續(xù)變化。
13.權(quán)利要求9中的串列式激光掃描單元，其中，光學(xué)掃描透鏡的非球形在主掃描方向上相對于光學(xué)掃描透鏡的光軸不對稱。
14.權(quán)利要求9中的串列式激光掃描單元，其中，第一掃描透鏡設(shè)置在光束偏轉(zhuǎn)器附近，第二掃描透鏡設(shè)置在光敏鼓附近。
15.權(quán)利要求14中的串列式激光掃描單元，其中，第一掃描透鏡的入射表面和出射表面中至少一個(gè)具有非球形子掃描截面。
16.權(quán)利要求14中的串列式激光掃描單元，其中，第一掃描透鏡對應(yīng)在子掃描平面內(nèi)被分為不同光路的光束整體形成，而第二掃描透鏡對應(yīng)每個(gè)光路單獨(dú)形成。
17.權(quán)利要求9中的串列式激光掃描單元，其中，第一和第二光學(xué)系統(tǒng)中的每一個(gè)都具有一對光源，光源發(fā)出的光束在光束偏轉(zhuǎn)器處會聚。
18.權(quán)利要求9中的串列式激光掃描單元，其中，第一和第二光學(xué)系統(tǒng)中的每一個(gè)都具有第一和第二光源，每個(gè)光源用于將光束掃描到不同的光敏鼓上。
19.權(quán)利要求18中的串列式激光掃描單元，其中，每個(gè)光源具有不同的第一掃描透鏡。
20.權(quán)利要求17中的串列式激光掃描單元，其中，每對光源具有不同的掃描透鏡。
21.一種成像裝置，包括多個(gè)光敏鼓；串列式激光掃描單元，其通過在主掃描方向上將不同的光束掃描到多個(gè)光敏鼓中不同的光敏鼓上而形成大致直的掃描線，該串列式激光掃描單元包括光源；光束偏轉(zhuǎn)器，其在光源的發(fā)光路徑上旋轉(zhuǎn)，并且同時(shí)偏轉(zhuǎn)在大致平行于光束偏轉(zhuǎn)器旋轉(zhuǎn)軸的子掃描平面內(nèi)彼此成預(yù)定角度傾斜入射的不同光束；和光學(xué)掃描透鏡，其使被光束偏轉(zhuǎn)器偏轉(zhuǎn)的光束在相應(yīng)光敏鼓上成像，該光學(xué)掃描透鏡包括具有非球形表面的至少一個(gè)子掃描截面，以減小掃描線的彎曲。
22.根據(jù)權(quán)利要求21的成像裝置，其中，非球形表面由以下公式?jīng)Q定Z=y2Rdy1+1-(yRdy)2+Σm=310AmYm+x2c(1+Σm=310BmYm)1+1-(1+k(1+Σm=310DmYm))(xc(1+Σm=310BmYm))2+Σm=310CmYm)]]>其中，y和x分別是主掃描方向和子掃描方向的坐標(biāo)，z是透鏡表面在光軸方向上的深度，假設(shè)第一掃描透鏡11a和光軸的交點(diǎn)為坐標(biāo)系的原點(diǎn)，Y和X定義為Y=y2,X=x2,]]>R是主掃描方向上的曲率半徑，c是子掃描方向上的曲率，Am、Bm、Cm和Dm是透鏡設(shè)計(jì)選擇的系數(shù)，K是二次曲線常量。
23.根據(jù)權(quán)利要求21的成像裝置，其中，光學(xué)掃描透鏡的非球形表面在主掃描方向上變化。
24.根據(jù)權(quán)利要求21的成像裝置，其中，光學(xué)掃描透鏡的非球形表面在主掃描方向上連續(xù)變化。
25.權(quán)利要求21中的成像裝置，其中，光學(xué)掃描透鏡的非球形在主掃描方向上相對于光學(xué)掃描透鏡光軸不對稱。
26.權(quán)利要求21中的成像裝置，其中，光學(xué)掃描透鏡包括設(shè)置在光束偏轉(zhuǎn)器附近的第一掃描透鏡和設(shè)置在光敏鼓附近的第二掃描透鏡。
27.權(quán)利要求26中的成像裝置，其中，第一掃描透鏡的入射表面和出射表面中至少一個(gè)表面具有非球形子掃描截面。
28.權(quán)利要求27中的成像裝置，其中，第一掃描透鏡對應(yīng)在子掃描平面內(nèi)被分為不同光路的光束整體形成，而第二掃描透鏡對應(yīng)每個(gè)光路單獨(dú)形成。
全文摘要
本發(fā)明提供一種串列式激光掃描單元。該串列式激光掃描單元包括光源、光束偏轉(zhuǎn)器和光學(xué)掃描單元。在光源的發(fā)光路徑上旋轉(zhuǎn)的光束偏轉(zhuǎn)器同時(shí)偏轉(zhuǎn)在大致平行于光束偏轉(zhuǎn)器旋轉(zhuǎn)軸的子掃描平面內(nèi)彼此成預(yù)定角度傾斜入射的不同光束。光學(xué)掃描透鏡使被光束偏轉(zhuǎn)器偏轉(zhuǎn)的光束在相應(yīng)光敏鼓上會聚。光學(xué)掃描透鏡包括具有非球形表面的至少一個(gè)子掃描截面，從而減小掃描線的彎曲。使用該串列式激光掃描單元，掃描線的變形和彎曲被校正，并為傾斜入射光學(xué)系統(tǒng)提供制造成本和驅(qū)動效率方面的優(yōu)勢。
文檔編號G03G15/04GK1932577SQ20061012749
公開日2007年3月21日 申請日期2006年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月15日
發(fā)明者金亨洙, 金佑圭 申請人:三星電子株式會社