CN100437372C - 成像设备 - Google Patents

Abstract

至少一个示例实施例涉及一种成像设备，该成像设备包括：第一至第四图像承载部件，黄、品红、青和黑四种颜色的调色剂图像分别形成在其上；第一可旋转多面反射镜，用于将激光束偏转和扫描在第一至第四图像承载部件上，从而在第一至第四图像承载部件上形成静电潜像；可拆卸的第五图像承载部件，颜色不同于所述四种颜色的调色剂图像形成于其上；和可拆卸的光学单元，其包括第二可旋转多面反射镜，该第二可旋转多面反射镜将激光束偏转并扫描在第五图像承载部件上从而在第五图像承载部件上形成静电潜像。

Description

成像设备

技术领域

本发明涉及一种成像设备，并且更特别地，然而不是唯一地，涉及成像设备中扫描光学装置的结构。

背景技术

将参考图5至9对已知的成像设备进行说明。

图5示出了打印彩色图像的成像设备。该成像设备包括与黄、品红、青和黑色相对应的独立图像承载部件(在下文中以感光鼓指代)。每个感光鼓都包括涂覆有感光层的导体，并被包括在相应的成像单元中。通过使用从扫描光学装置21发射出的激光将静电潜像形成在感光鼓上。扫描光学装置21根据从例如图像读取器或个人计算机发送的图像信息发射激光。每个成像单元还包括显影装置22，该显影装置22以摩擦起电的调色剂在感光鼓上形成调色剂图像。形成于感光鼓上的调色剂图像在中间转印带23上叠加。片材盒24被设置在装置的底部，并容纳转印调色剂图像的记录材料。定影装置25通过热能吸附记录材料上转印的调色剂图像。在定影后，记录材料被堆叠在输出托盘26中。每个成像单元还包括清洁装置27，该清洁装置27清除相应感光鼓的残留调色剂。

静电潜像是通过根据图像信息将来自扫描光学装置21的激光施加到感光鼓上而被形成在由充电装置充电的每个感光鼓上。因此，在显影装置22中被摩擦充电的调色剂附着到静电潜像上，从而在感光鼓上形成调色剂图像。然后调色剂图像被从感光鼓转印到中间转印带23上，并被再次转印到由片材盒24提供的记录材料上。转印到记录材料上的调色剂图像被定影装置25定影，然后记录材料被弹出到输出托盘26中。

图6示出了图5中所示的扫描光学装置21。由于扫描光学装置21具有左右对称的结构，因此在图中仅设备一侧的元件以参考数字标明。在扫描光学装置21中，两个激光束进入单个多面反射镜28的每一侧，因此感光鼓曝光于照射光束E1至E4。扫描光学装置21采用斜入射光学系统，并且布置第二对焦透镜以使激光束在被分开后在其中穿过。在此，斜入射光学系统是指这样的光学系统，即其中激光倾斜入射在多面反射镜上并且在激光从多面反射镜离开后上光路和下光路分离。当假定由多面反射镜28表面的法线和多面反射镜28的旋转方向限定的平面(X-Y平面)被指定为基面时，如图7所示，激光束以不同角度(这些角度将被称为倾斜入射角)进入基面。

扫描光学装置21的光学元件安装在光学箱33中，并被用封闭光学箱33的上盖34与外界隔离保护。防尘玻璃32设置在上盖34中以便防止扫描光学装置21沾染灰尘。

离开多面反射镜28的两个激光束穿过第一对焦透镜29。在感光鼓侧上行进的激光束之一被分离折叠式反射镜31c向下反射。第一对焦透镜29由柱面透镜形成，这是因为激光束在其上以不同角度入射。激光束通过放置在其光路中的第二对焦透镜30聚焦在副扫描方向上。由分离折叠式反射镜31c反射的激光束E2与另外的激光束E1相交，并行进离开感光鼓。激光束E2然后穿过第二对焦透镜30之一，并再次被放置在光学箱33下表面上的折叠式反射镜31b反射，然后在第一对焦透镜29旁边通过，并施加在感光鼓上。

施加在布置在两个端部的感光鼓上的激光束E1和E4中的每一个都在分离折叠式反射镜31c和折叠式反射镜31b之间穿行，穿过第二对焦透镜30中的一个，被折叠式反射镜31a反射，然后被施加在相应的感光鼓上。分离折叠式反射镜31c被定位成使得两个激光束不受阻碍，例如，因为多面镜马达的部件容差或歪斜。

现在将对斜入射光学系统的特征给予说明。通过在扫描光学装置中采用斜入射光学系统，不用增加装置尺寸就可以使多个光束同时经受偏转扫描。

相反，在斜入射光学系统中，与倾斜入射角度为零，即，光束垂直进入多面反射镜反射表面的光学系统相比，由多面反射镜的偏心导致的间距不一致(在下文中用歪斜指代)在理论上增加。这是由多面反射镜的反射表面从多面镜马达的旋转轴偏心导致的。

图8示出了在斜入射光学系统中靠近多面反射镜的光束路径。在图8中，光束以倾斜入射角度α入射在多面反射镜28上，多面反射镜28从旋转轴偏心出距离d。通常，偏心由两个因素引起，即，在多面反射镜中的偏差和在马达旋转轴与多面反射镜之间振动。

当多面反射镜从旋转轴偏心出距离d时，如图8所示，在多面反射镜的一次旋转中，多面反射镜的反射表面移位为d。在斜入射光学系统中，多面反射镜上的反射位置被此偏心改变，因而光束在副扫描方向上偏离，如图8中虚线800所示。结果发生与歪斜具有相同的频率(多面反射镜的旋转频率)的副扫描偏离。因为由偏心导致的歪斜在倾斜入射角度增加时增加，因此应使倾斜入射角度最小化。因为这个原因，当激光被包括多于四个感光鼓的成像设备中的一个可旋转多面反射镜扫描时，就产生了在可旋转多面反射镜的左-右和上-下方向上不是光学对称的光路，并且此光路的性能变得比其它光路的性能低。

另一方面，对于提高成像设备形成的图像质量有不断增加的要求。为此目的，已经采用通用的黄、品红、青和黑色调色剂及其它颜色调色剂进行图像形成。为了实现这种类型的图像形成，成像设备可包括五个或更多感光鼓。日本专利公开No.09-146333描述了一种成像设备，其包括与黄、品红、青和黑的基色相对应并与无光黑的特殊色相对应的五个成像单元，如图9所示。在每个成像单元中，通过特定的光学装置进行曝光。

然而，当加入用于形成特殊颜色的图像的成像单元时，感光鼓的数量增加，而这会趋于增加成像设备的尺寸。相反，可以通过使用一个可旋转多面反射镜进行多个感光鼓的图像曝光，而不用配备与感光鼓中的每一个相对应的曝光单元。即，感光鼓被设置用以通过黄、品红、青和黑色调色剂形成图像，并且通过采用一个可旋转多面反射镜进行图像曝光使静电潜像形成于感光鼓上。在这种情况下，为了将用于图像曝光的激光施加在形成特殊颜色调色剂图像的感光鼓上，能够想像到可以采用下面的构造。即，通过一个可旋转多面反射镜，激光可以在用于黄、品红、青和黑的基色以及特殊颜色的感光鼓上被偏转和扫描。这种构造不仅可以减少可旋转多面反射镜的数量，而且可以减少感光鼓之间的距离。

然而，在上述构造中，倾斜入射角需要大于当光在四个感光鼓上被偏转和扫描时的情况。歪斜会因倾斜角度增加而变得更恶化，这在保持成像设备的高图像质量上是严重的问题。虽然为了克服此问题而提高可旋转多面反射镜的精密度和旋转轴的精密度是必要的，但是很难完全避免歪斜。

在图10所示的方法中，没有使用上述的斜入射光学系统，倾斜入射角是零，即，激光束垂直进入多面反射镜的反射表面。在这种光学系统中，激光束还需要在向感光鼓行进时被分离，并且被分离的激光束间的竖直距离要很大。为此，当通过使用一个多面反射镜的光学装置在多于四个感光鼓上进行曝光时，多面反射镜的厚度增加，这会引起例如产生驱动负荷、颤动、噪音和热量的问题。

发明内容

本发明提供了一种成像设备(例如，电子照相复印机、电子照相打印机)，其获得了尺寸缩减，即使在成像设备包括五个或更多图像承载部件时也不会降低激光束的扫描性能。

依据本发明至少一个示例实施例所示的成像设备包括：第一至第四图像承载部件，黄、品红、青和黑四种颜色的调色剂图像分别形成在其上；第一可旋转多面反射镜，用于将激光束偏转和扫描在第一至第四图像承载部件上从而在第一至第四图像承载部件上形成静电潜像；第五图像承载部件，颜色不同于所述四种颜色的调色剂图像形成于其上，该第五图像承载部件可拆卸地安装在成像设备中；和光学单元，其可拆卸地安装在成像设备中，并且包括第二可旋转多面反射镜，该第二可旋转多面反射镜将激光束偏转并扫描在第五图像承载部件上从而在第五图像承载部件上形成静电潜像。

本发明的更多特征将通过下面参考附图对示例实施例的说明变得清晰。

附图说明

图1是依据本发明第一示例实施例的成像设备的说明图。

图2是第一示例实施例的成像设备中成像部分的说明图。

图3是依据本发明另一示例实施例的成像部分的说明图。

图4是依据本发明又一示例实施例的成像部分的说明图。

图5是相关技术的成像设备的说明图。

图6是已知成像设备中扫描光学装置的说明图。

图7是显示扫描光学装置的基面的说明图。

图8是显示可旋转多面反射镜的偏心影响的说明图。

图9是另一相关技术的成像部分的说明图。

图10是又一相关技术的成像部分的说明图。

具体实施方式

下面将参考示例实施例对本发明进行更详细说明。应当指出，这些示例实施例仅是实现本发明的示例，因而本发明不被示例实施例限定。

第一示例实施例

参考图1对依据本发明第一示例实施例的成像设备进行说明。在第一示例实施例中，可安装多个感光鼓作为图像承载部件，黄、品红、青、黑、淡青和淡品红颜色的调色剂图像形成于其上。淡青是具有与青相同色调但比青浅的淡颜色。淡品红是具有与品红相同色调但比品红浅的淡颜色。所述成像设备包括下述的扫描光学装置2和3，所述扫描光学装置2和3根据由例如图像读取器或个人计算机以及多个成像单元提供的图像信息发射激光。成像单元中的每一个都包括感光鼓，该感光鼓包括：涂覆有感光层的导体；显影装置111b，其用于利用摩擦起电的调色剂在感光鼓上形成调色剂图像；充电辊111c，其用作为感光鼓充电的充电部件；和清洁部件111d。一次转印部件280将调色剂图像从感光鼓转印到被用作中间转印部件的中间转印带23上。在调色剂图像被转印到中间转印带23上之后，清洁部件111d将残余的调色剂从感光鼓上清除。设置在设备底部的片材盒24储存记录材料，调色剂图像形成在记录材料上。定影设备25通过热和压力将转印的调色剂图像定影在记录材料上。定影后，记录材料被堆叠在输出托盘26中。在第一示例实施例中，每个成像单元可以由可拆卸成像盒形成，从而感光鼓、显影装置111b、充电部件111c和清洁部件111d可一起拆卸地容纳在成像盒中。与不同调色剂颜色相对应的成像盒按如图1所示的方式布置。

现在将说明成像过程。在每个成像盒中，形成要转印到中间转印带23上的调色剂图像。当根据图像信息将激光从扫描光学装置2和3施加在感光鼓上时，静电潜像形成在被充电部件111c充电的感光鼓上。然后，静电潜像在显影装置111b中利用摩擦起电的调色剂显影。显影的调色剂图像通过一次转印部件280被转印到中间转印带23上。在转印后留在感光鼓上的调色剂被清洁部件111d清除。为了形成彩色图像，在成像盒中形成的调色剂图像被转印并叠加在中间转印带23上。叠加的调色剂图像通过二次转印部件290从中间转印带23转印到记录材料上，记录材料是从片材盒24输送的，由此，彩色调色剂图像在记录材料上形成。然后彩色调色剂图像被定影设备25定影，记录材料被送入输出托盘26中。感光鼓和中间转印带23沿图1中箭头所示的方向旋转。

图2是扫描光学装置和多个安装在依据本发明第一示例实施例的成像设备中的成像盒的放大视图。

在第一示例实施例中，布置了六个成像盒。感光鼓1a-1d(第一至第四图像承载部件)对应黄、品红、青和黑四种调色剂颜色布置。包括一个可旋转多面反射镜的扫描光学装置2被设置用以曝光四个感光鼓1a至1d。

除了扫描光学装置2之外，包括一个多面反射镜的扫描光学装置3被设置用以曝光感光鼓1e和1f(第五和第六图像承载部件)，所述感光鼓1e和1f用于不同于上述四种颜色的颜色，例如，淡青和淡品红两种特殊颜色。淡青在色调上与青相同，但浓度与青不同，淡品红在色调上与品红相同，但浓度与品红不同。

扫描光学装置2和3具有关于多面反射镜对称的结构。为此，在第一示例实施例中将仅描述扫描光学装置2和3中的每一个的一侧。扫描光学装置2和3分别包括偏转和扫描激光束的可旋转多面反射镜4和5。第一对焦透镜6a和6b在感光鼓上形成激光束光点。第二对焦透镜7a至7c在感光鼓上形成激光束光点，象第一对焦透镜6a和6b一样。第一和第二对焦透镜6a、6b、7a、7b和7c被称作f-θ透镜。

在这些扫描光学装置2和3中，多个光束以不同的倾斜入射角进入多面反射镜的同一表面以便分离被多面反射镜偏转和扫描的光束。为此，第一对焦透镜6a和6b中的每一个由柱面透镜形成，该柱面透镜在副扫描方向上没有折射力，所述形成方式与相关技术中的相似。

折叠式反射镜8a至8e用作反射板，该反射板沿预定方向反射穿过第一对焦透镜6a和6b的激光束。光学元件被支撑和固定在用作第一和第二光学单元的光学盒9和10中。

激光束从扫描光学装置2的光学盒9内的四个光源射出，并且激光束从扫描光学装置3的光学盒10内的两个光源射出。射出的激光束被中央多面反射镜以两侧对称的方式偏转和扫描。经扫描的光束被透射和反射到上述光学系统中，穿过设置在保护光学盒9和10的上盖11a和11b中的防尘玻璃12a至12c，然后施加在感光鼓1a至1f上。

在图2所示的每个光学系统中，由于光束的倾斜入射角是相等的和对称的，因此所有光束都具有基本相同的以光点直径、歪斜和深度指代的光学性能。在光学盒9中，用于黄、品红、青和黑四种颜色的感光鼓被由一个多面反射镜偏转和扫描的光束曝光。此外，在光学盒10中，其它的感光鼓被由一个多面反射镜偏转和扫描的光束曝光。在本发明的至少一个示例实施例中，在多达四个感光鼓上的光束的偏转和扫描是由一个多面反射镜执行的。这是因为，当感光鼓的数量多达为四个时，曝光光束的倾斜入射角可以通过使倾斜入射角对称而变得相同。倾斜入射角可设置得较小，从而不会由光学部件例如反射镜引起光束的渐晕。因此，可以保持斜入射光学系统的最高性能。

即使在倾斜入射角为零的光学系统中，即，在该光学系统中光束被垂直于多面反射镜的反射表面偏转和扫描，实际上是多达两个光束入射在同一反射表面上，象在相关技术的描述中一样。在这种情况下，用于仅多达四种颜色的感光鼓可以被曝光，曝光方式与斜入射光学系统中的相似。这样，只要感光鼓的数量多达四个，使用一个多面反射镜就可保持相同的光学性能。在第一示例实施例中，同一多面反射镜可以将光束偏转和扫描在形成黄、品红、青和黑的基色的静电潜像的感光鼓上。进一步，由于用来形成基色的静电潜像的光学系统被容纳在同一个扫描光学装置2中，例如扫描光束的偏斜和弯曲以及放大这样的光学调节是根据四种颜色之间的关系做出的。结果是，可以适当防止和/或减少四种基色图像间的颜色重合失调。

黄、品红、青和黑四种基色被经常用于图像形成，并且防止和/或减少这些颜色间的颜色重合失调是有益的，比在用于改善灰度级和增强次级色颜色再现的特殊颜色中更恰当。此外，用于曝光其它颜色用感光鼓的激光束被不同于用于四个基色的多面反射镜的一个多面反射镜偏转和扫描。这可以获得与四个颜色相同的光学性能，并且能够防止和/或减少所述设备的尺寸随感光鼓数量增加而增大。

在第一示例实施例中，用于形成黄、品红、青和黑四种基色的静电潜像的激光源、光学元件、多面反射镜等被容纳在同一单元中，并且可以从成像设备上一同拆下。此外，用于形成淡青和淡品红的特殊颜色的静电潜像的激光源、光学元件、多面反射镜等被容纳在同一单元中，并且可以从成像设备上一同拆下。成像设备包括：安装部分，成像单元和用于特殊颜色油墨的第二光学单元安装在该部分上；和用于引导这些单元的引导部分。

用于四个基色的第一光学单元和用于特殊颜色的第二光学单元可以独立地连接到成像设备和从成像设备拆下。因此，在成像设备中，其中用于特殊颜色的成像单元能够作为可选项安装，当未安装用于特殊颜色的成像单元时，就不需要安装用于特殊颜色的光学单元。为此，成像设备的元件数量可以减少。相反，当用于特殊颜色的成像单元作为可选项被安装时，用于特殊颜色的光学单元就被安装以便形成特殊颜色的图像。这种配置允许用于特殊颜色的光学单元容易地安装而不用改变用于基色的光学单元。

依据第一示例实施例，即使当图像承载部件的数量是五个或更多时，设备的尺寸也可以减小而不会降低激光束的扫描性能。另外，图像承载部件间的距离和成像设备的高度可以减少。

其它示例实施例

虽然在第一示例实施例中设置有六个图像承载部件，但可以设置任何数量的图像承载部件，只要数量是五个或更多。图3示出了五个感光鼓被设置作为图像承载部件的示例实施例。图4示出了设置有七个感光鼓，即，加入了七个图像承载部件的示例实施例。

在图3中所示的示例实施例中，感光鼓13a至13d被设置用以分别形成黄、品红、青和黑色图像。在这个示例实施例中，使用了扫描光学装置，其中光束通过单个多面反射镜被偏转和扫描在这些感光鼓13a至13d上。通过使用不同的单个多面反射镜，激光束以与图2中所示相似的方式被施加到用于形成另一颜色图像的感光鼓13e上。

在图4所示的示例实施例中，感光鼓14a至14d被设置用以分别形成黄、品红、青和黑色图像。在这个示例实施例中，使用了扫描光学装置，其中光束通过单个多面反射镜被偏转和扫描在这些感光鼓14a至14d上。通过使用不同的单个多面反射镜，激光束以与图2中所示相似的方式被施加到用于形成其它颜色图像的感光鼓14e至14g上。淡品红图像形成在感光鼓14e上，淡青图像形成在感光鼓14f上，透明调色剂图像形成在感光鼓14g上。

除黄、品红、青和黑四个基色外的颜色并不特别局限于淡青和淡品红，而可以是，例如，透明色和白色。用于基色的成像单元和用于特殊颜色的成像单元的布置并不局限于上述示例实施例中的那些。

扫描光学装置的布置并不局限于上述示例实施例中的那些。显然，只要用于曝光四个感光鼓的所有光束的倾斜入射角相等，就可以获得至少一个本发明示例实施例的某些特征。

如上所述，在形成五个或更多颜色图像的成像设备中，用于黄、品红、青和黑四种颜色的感光鼓由光学扫描设备曝光，在该光学扫描设备中单个多面反射镜执行偏转扫描。其它感光鼓由不同的光学装置曝光，所述光学装置使用与用于四个颜色的扫描光学装置中相同的光学系统。当感光鼓的数量为四个或更少时，对感光鼓的偏转扫描由一个多面反射镜执行。这可以减少黄、品红、青和黑四个基色间的颜色重合失调。此外，所有曝光光束可以具有相同的光学性能，并且可以防止设备的尺寸随感光鼓数量的增加而增大。

在上述示例实施例中虽然每个成像单元(盒)包括感光鼓、充电部件、显影装置和清洁部件，但只要成像单元至少包括感光鼓就是符合要求的。此外，虽然在上述示例实施例中感光鼓被用作图像承载部件，但即使在使用感光带时也可以获得至少一个本发明示例实施例的某些特征。

如上所述，即使在图像承载部件的数量为五个或更多时，成像设备的尺寸也可以减小而不会降低激光束的扫描性能。

虽然参考示例实施例对本发明进行了说明，但应当理解，本发明并不局限于所公开的示例实施例。下述权利要求的范围应该被给予最宽的释义从而包括所有的变形、等效结构和功能。

Claims (5)

1.一种成像设备包括：

第一至第四图像承载部件，黄、品红、青和黑四种颜色的调色剂图像分别形成在其上；

第一可旋转多面反射镜，用于将激光束偏转和扫描在第一至第四图像承载部件上从而在第一至第四图像承载部件上形成静电潜像；

第五图像承载部件，颜色不同于所述四种颜色的调色剂图像形成于其上，该第五图像承载部件可拆卸地安装在成像设备中；和

光学单元，其可拆卸地安装在成像设备中，并且包括第二可旋转多面反射镜，该第二可旋转多面反射镜将激光束偏转并扫描在第五图像承载部件上从而在第五图像承载部件上形成静电潜像。

2.如权利要求1所述的成像设备，其中第一可旋转多面反射镜沿关于第一可旋转多面反射镜的轴线对称的方向偏转和扫描激光束，并且在轴线的一侧上被偏转和扫描的激光束的数量与在相对于所述一侧的一侧上被偏转和扫描的激光束的数量相等。

3.如权利要求1所述的成像设备，其中每个激光束与垂直于第一可旋转多面反射镜旋转轴线的平面成一入射角度进入第一多面反射镜。

4.如权利要求1所述的成像设备，其中被第一可旋转多面反射镜的相同反射表面偏转和扫描的激光束在反射表面上的不同高度位置和与垂直于第一可旋转多面反射镜旋转轴线的平面没有成角度地被偏转和扫描。

5.如权利要求1所述的成像设备，进一步包括：第六图像承载部件，颜色不同于所述四种颜色的调色剂图像形成于其上，并且激光束通过第二可旋转多面反射镜被偏转和扫描于其上。

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