CN101055439A - 彩色激光打印的方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种彩色激光打印的方法及其装置，利用一组激光扫描单元(LSU)发射单道或多道光束，并于光束照射的路径上设置有反射镜，且反射镜可由马达控制器驱动而形成有不同的反射角度，并使反射镜依感光鼓的排列位置而设定有对应的反射角度，当马达控制器与激光扫描单元同步接收信号而同时作动时，便利用光束照射的时间差来控制反射镜的反射角度位置，即可用一组激光扫描单元就可以对不同位置的感光鼓形成曝光，如此可减少激光扫描单元的使用数目，以缩小激光打印机的整体体积并兼具小型化设计的目的，进而可降低整体的制造成本及销售单价。

Description

彩色激光打印的方法及其装置

技术领域

本发明涉及一种彩色激光打印的方法及其装置，尤指仅需利用单一激光扫描单元(LSU)就可以直接对不同位置的感光鼓产生曝光，以达到彩色打印的效果，进而减少激光扫描单元的使用数目、缩小激光打印机体积并降低整体的制造成本及销售单价。

背景技术

激光打印机中最重要的组件是感光鼓(即有机图像传导机构；简称OPC)，整个打印过程都以感光鼓为中心，并周而复始地动作，其激光打印机工作的整个过程可以说是以充电、曝光、显像、转像、定影、清除及除像等七大步骤作为动作循环；详细地说，当使用者在应用程序中下达打印指令后，整个激光打印流程的序幕遂由“充电”动作展开，先在感光鼓上充满负电荷或正电荷，然后再将打印机处理器处理好的图像数据透过激光束照射至感光鼓上，并在相应的位置上形成“曝光”，接着碳粉会带有与感光鼓相同性质的电荷，使快速转动的感光鼓经过墨粉盒时，被曝光的部位会吸附带电的碳粉，而“显像”出图像，当纸张进入机器内部后带有与碳粉相反的正电荷或负电荷，由于异性相吸的缘故，如此，便能使感光鼓上的碳粉“转像”到纸张上，为了使碳粉更紧密地吸附在纸上，接下来的加热器则以高温高压的方式，将碳粉“定影”在纸上，这也是何以每张刚打印出来的纸张都有较高温度的原因，然后，再将感光鼓上残留的碳粉“清除”，最后的动作为“除像”，也就是除去静电，使感光鼓表面的电位回复到初始状态，以便展开下一个循环动作。

再者，由上述可知，不管是彩色激光打印机还是黑白激光打印机，一样都是以上述的电子成像原理为基础，而有所不同的是黑白激光打印机只需要打印黑色，故，只需用到一组激光扫描单元(即laser scanning unit；LSU)及单一感光鼓(organic photoconductive cell；OPC)，就可以进行黑色打印，但是彩色打印机则需要将黄(Yellow)、洋红(Magenta)、青(Cyan)、黑(Black)四种色系的碳粉打印在纸上而形成各种不同的颜色，相对的，若彩色激光打印机使用一激光扫描单元(LSU)进行打印时，因感光鼓本身不能区分颜色，所以每次只能就一种颜色进行曝光，如此，为了打印一幅彩色图片，彩色激光打印机就必须将上述的7个步骤重复四次，每重复一次，仅能完成一种颜色的打印，如果只是打印黑白的文件，感光鼓只需要吸附黑色的碳粉就可以打印，这也就是为什么彩色激光打印机所宣称的彩色打印速度只有黑白打印速度的四分的一的原因。

所以，便有相关业者研发出彩色激光打印机“一次成像”的打印技术，在机器内，四种色系的碳粉盒不再共享单一激光扫描单元(LSU)和一个感光鼓，而是利用四组激光扫描单元(LSU)和四个感光鼓(OPC)分别对应四个碳粉盒，如此，即可使四组激光扫描单元对四个感光鼓同时进行曝光，而四个感光鼓也可以同时从对应的碳粉盒中吸附碳粉，使纸张一次经过Y、M、C、B四色碳粉盒完成彩色打印，这种方式虽可提高打印速度，但是，目前彩色激光打印机的设计为符合更人性化的操作及位置摆设的便利性，其外型不断朝体积小、重量轻的方向发展，其内部零件亦须设计成精密小型化，若将四组激光扫描单元(LSU)一次叠装设于彩色激光打印机内时，其四组激光扫描单元(LSU)势必于彩色激光打印机内占有一定的空间，如此，会使得彩色激光打印机的体积无法小型化设计，且整体外部结构会显得笨重庞大，相对的，也使得四组激光扫描单元(LSU)的制造成本会反应在彩色激光打印机的单价上，且于组装时，其繁杂的组装流程及时间，会增加整体的组装成本。

所以，要如何再节省上述现有彩色激光打印机内的占用空间，以达缩小激光打印机体积、同时节省制造、组装成本及符合打印速度，乃是目前设计上相当重要的问题，亦即为从事此行业的相关厂商所亟欲研究改善的方向所在。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术的不足与缺陷，提出一种彩色激光打印的方法及其装置，利用可由马达控制器驱动反射镜形成有不同的反射角度，即可使一组激光扫描单元(LSU)发射单道或多道光束至反射镜处，并使反射镜依感光鼓的排列位置而设定有对应的反射角度，当马达控制器与激光扫描单元同步接收信号而同时作动时，便可利用光束照射的时间差来控制反射镜的反射角度位置，即可用一组激光扫描单元就可以对不同位置的感光鼓形成曝光，如此可减少激光扫描单元的使用数目，以此可降低激光打印机整体的制造成本及销售单价，进而缩小激光打印机的整体体积并兼具小型化设计的目的。

为达上述目的，本发明提供一种彩色激光打印的方法，尤指利用单一激光扫描单元就可以产生彩色图像的激光打印方法，该彩色激光打印的方法利用一组激光扫描单元发射单道或多道光束，并于光束的路径上设置有可转动不同反射角度的反射镜，而反射镜一侧则设置有多个排列的感光鼓，且反射镜可依感光鼓的排列位置而设定有相对应的反射角度，当光束射至反射镜时，反射镜可依不同的反射角度而将光束予以反射至对应的感光鼓上，并以光束照射的时间差来控制反射镜的反射角度位置，即可对不同位置的感光鼓形成曝光。

为达上述目的，本发明还提供一种彩色激光打印的装置，尤指利用单一激光扫描单元就可以产生彩色图像的激光打印装置，包括有激光扫描单元、反射镜及多个感光鼓，该激光扫描单元所设的光源装置将光束发射至旋转多面镜处，且光束会随着旋转多面镜的转动而投射至线性扫描镜片处，而线性扫描镜片则将光束聚焦至反射镜一端，并依次扫过至反射镜另一端；该反射镜位于激光扫描单元所发射的光束路径上，并同步将激光扫描单元所发射的光束反射至对应的感光鼓上形成曝光，且反射镜通过一马达控制器来驱动反射镜转动不同反射角度，而马达控制器与激光扫描单元同步接收信号而同时作动；及该多个感光鼓排列于反射镜一侧，且多个感光鼓的排列位置呈圆弧状，且反射镜依感光鼓的排列位置而设定有相对应的反射角度，当光束射至反射镜时，反射镜可依光束照射的时间差来控制反射角度的位置，并将光束反射至对应的感光鼓上，对不同位置的感光鼓形成曝光。

附图说明

图1为本发明较佳实施例的立体外观图；

图2为本发明较佳实施例的动作示意图(一)；

图3为本发明较佳实施例的动作示意图(二)；

图4为本发明较佳实施例的动作示意图(三)；

图5为本发明较佳实施例的动作示意图(四)；

图6为本发明另一较佳实施例的示意图。

图中符号说明

1      激光扫描单元

11     光源装置          114    柱面镜

111    控制电路板        115    光检测器

112    激光二极管        12     旋转多面镜

113    准直镜片          13     线性扫描镜片

2      反射镜

21     马达控制器

3      感光鼓组

31     第一感光鼓        33     第三感光鼓

32     第二感光鼓        34     第四感光鼓

具体实施方式

为达成上述目的及功效，本发明所采用的技术手段及其构造，结合附图就本发明的较佳实施例详加说明其特征与功能如下，以利完全了解。

请同时参阅图1、2、3、4、5所示，为本发明较佳实施例的立体外观图、动作示意图(一)、动作示意图(二)、动作示意图(三)及动作示意图(四)，由图中可清楚看出，本发明彩色激光打印的方法及其装置，于激光打印机本体(图中未示出)内设有一组激光扫描单元1(即laser scanning unit；LSU)，而激光扫描单元1具有光源装置11、旋转多面镜12及线性扫描镜片13，其光源装置11设有可接收外部信号的控制电路板111，且控制电路板111上设有激光二极管112，并于激光二极管112的光线投射方向上分别依序设有准直镜片113(Collimator Lens)及柱面镜114(Cylindrical Lens)，另于控制电路板111上设有光检器115，以作为换行检测使用，而旋转多面镜12则可通过一马达(图中未示出)驱动而予以旋转并反射光源装置11所发射的光线，并于旋转多面镜12所旋转投射的光束方向的区域范围内设有线性扫描镜片13(f-θ lens)。

再者，该激光扫描单元1所发射的单道或多道光束的路径上设置有可转动不同反射角度的反射镜2，且反射镜2通过马达控制器21来带动其所设定的反射角度，并于反射镜2一侧设置有多个排列的感光鼓组3，其感光鼓组3可依四种色系的碳粉盒，即黄(Yellow)、洋红(Magenta)、青(Cyan)、黑(Black)四种色系，而对应设置有第一感光鼓31、第二感光鼓32、第三感光鼓33及第四感光鼓34，且上述的感光鼓的排列方式呈圆弧状，如此，可使反射镜2依感光鼓组3的排列位置而设定有相对应的反射角度，即四个感光鼓就有四种反射角度，并由马达控制器21记忆其反射镜2的各种反射角度，并使每个感光鼓与反射镜2所反射的光束距离皆相同。

所以，本发明于彩色激光打印时，仅需一组激光扫描单元1就可以达到四色打印的效果，其主要是当使用者下达打印指令后，会将所下达的指令发送给彩色激光打印机的处理器，而处理器则将这些数据编码成可以驱动激光扫描单元1动作的信号组，所谓的信号组就是可以驱动控制电路板111上的激光二极管112将光打到旋转多面镜12处而后反射至光检测器115接收，并将光检测器115所接收的起始信号来同步驱动马达控制器21同时工作，这样才能精准地控制反射镜2的反射角度。

如此，若要让第一感光鼓31曝光时，仅需由控制电路板111上的激光二极管112产生光线，再向外投射于准直镜片113及柱面镜114，并由准直镜片113及柱面镜114将光线聚焦成扁平的光束，使光束投射于旋转多面镜12处，随着旋转多面镜12的转动，光束会照射至线性扫描镜片13处，而使线性扫描镜片13出来的光束聚焦至反射镜2的一端，并依次扫过到另一端，亦使反射镜2同步地将光束反射至对应的第一感光鼓31上形成曝光(如图2所示)，而后，若要让第二感光鼓32曝光时，仅需通过马达控制器21驱动反射镜2，使其光束的反射角度刚好可以对应于第二感光鼓32上，因为马达控制器21已事先将反射镜2的反射角度设定记忆，如要让第二感光鼓32曝光的话，仅需在第一感光鼓31曝光后的时间差内，来调整反射镜2对第二感光鼓32的反射角度，即可让第二感光鼓32曝光(如图3所示)，以此类推，若要让第三、第四感光鼓33、34曝光的话，也是以上述的方法进行(如图4、5所示)；以此结构设计，当要哪一个感光鼓产生曝光时，仅需使马达控制器21及激光扫描单元1同步接收信号，并由马达控制器21驱动反射镜2，使其改变反射角度并将光束反射至对应的感光鼓上进行曝光，并以光束照射的时间差来控制反射镜2的反射角度位置，即可对不同的感光鼓形成曝光。

此外，本发明彩色激光打印的方法及其装置，仅需一组激光扫描单元1(LSU)就可以直接对不同位置的感光鼓产生曝光，以进行彩色图像的激光打印功能，进一步可将此结构应用于传真机或复印机上，进而达到减少激光扫描单元1(LSU)的使用数目及降低成本的功效。

再者，请继续参阅图6所示，为本发明另一较佳实施例的示意图，由图中可清楚看出，上述较佳实施例是在激光打印机内以一组激光扫描单元1(LSU)通过反射镜2对四个感光鼓进行曝光，相对地，亦可利用一组以上的激光扫描单元1(LSU)分别通过反射镜2可对多个感光鼓进行曝光(如图6所示)，进而可加快彩色激光打印的速度，此种简易修饰及等效结构变化，均应同理包含于本发明的专利范围内。

所以，本发明的彩色激光打印的方法及其装置于实际使用时，可改善现有技术的关键在于：

(一)减少数目，本发明仅需一组激光扫描单元(LSU)就可以直接对不同位置的感光鼓产生曝光，以达到彩色打印的效果，进而可降低整体的制造成本及销售单价。

(二)体积缩小，本发明可以只需要单一激光扫描单元(LSU)就可以产生彩色图像的激光打印，进而减少于激光打印机内的占用空间，可缩小激光打印机的整体体积，且使激光打印机能更讲求精致美观，以达到缩小体积并兼具小型化设计的目的。

(三)降低成本、节省组装时间，本发明于组装时，可以只装设一组激光扫描单元1(LSU)，相对地，可解决现有技术繁杂的组装流程及时间的缺陷，进而降低生产所需的成本、节省制造成本及减少库存的问题产生。

所以，本发明主要针对利用一组激光扫描单元(LSU)，并配合可转动不同反射角度的反射镜，使反射镜可依感光鼓的排列位置而设定有不同的反射角度，通过反射镜即可将激光扫描单元所发出的光束予以反射至对应的感光鼓上，并通过光检测器115的起始信号来控制每一行光要打到的位置，进而控制反射镜的反射角度位置，即可对不同位置的感光鼓形成曝光为主要保护重点，但是，以上所述仅为本发明的较佳实施例，非因此即局限本发明的保护范围，故举凡运用本发明说明书及附图内容所为之简易修饰及等效结构变化，均应同理包含于本发明的专利范围内。

Claims (12)

1.一种彩色激光打印的方法，尤指利用单一激光扫描单元就可以产生彩色图像的激光打印方法，其特征在于，该彩色激光打印的方法利用一组激光扫描单元发射单道或多道光束，并于光束的路径上设置有可转动不同反射角度的反射镜，而反射镜一侧则设置有多个排列的感光鼓，且反射镜可依感光鼓的排列位置而设定有相对应的反射角度，当光束射至反射镜时，反射镜可依不同的反射角度而将光束予以反射至对应的感光鼓上，并以光束照射的时间差来控制反射镜的反射角度位置，即可对不同位置的感光鼓形成曝光。

2.如权利要求1所述彩色激光打印的方法，其中，该激光扫描单元具有光源装置、旋转多面镜及线性扫描镜片，其光源装置设有可接收外部信号的控制电路板，且控制电路板上设有激光二极管，并于激光二极管的光线投射方向上分别依序设有准直镜片及柱面镜。

3.如权利要求2所述彩色激光打印的方法，其中，该激光扫描单元的旋转多面镜通过一马达驱动而予以旋转并反射光源装置所发射的光线。

4.如权利要求3所述彩色激光打印的方法，其中，该激光扫描单元的旋转多面镜于旋转投射的光束方向的区域范围内设有线性扫描镜片。

5.如权利要求1所述彩色激光打印的方法，其中，该反射镜设有一马达控制器且可带动其所设定的反射角度，且反射镜所设定的反射角度由马达控制器储存记忆，而马达控制器与激光扫描单元同步接收信号而同时动作。

6.如权利要求1所述彩色激光打印的方法，其中，该多个感光鼓的排列位置呈圆弧状，且每个感光鼓与反射镜所反射的光束距离皆相同。

7.一种彩色激光打印的装置，尤指利用单一激光扫描单元就可以产生彩色图像的激光打印装置，包括有激光扫描单元、反射镜及多个感光鼓，其特征在于：

该激光扫描单元所设的光源装置将光束发射至旋转多面镜处，且光束会随着旋转多面镜的转动而投射至线性扫描镜片处，而线性扫描镜片则将光束聚焦至反射镜一端，并依次扫过至反射镜另一端；

该反射镜位于激光扫描单元所发射的光束路径上，并同步将激光扫描单元所发射的光束反射至对应的感光鼓上形成曝光，且反射镜通过一马达控制器来驱动反射镜转动不同反射角度，而马达控制器与激光扫描单元同步接收信号而同时作动；及

该多个感光鼓排列于反射镜一侧，且多个感光鼓的排列位置呈圆弧状，且反射镜依感光鼓的排列位置而设定有相对应的反射角度，当光束射至反射镜时，反射镜可依光束照射的时间差来控制反射角度的位置，并将光束反射至对应的感光鼓上，对不同位置的感光鼓形成曝光。

8.如权利要求7所述彩色激光打印的装置，其中，该激光扫描单元的光源装置设有可接收外部信号的控制电路板，且控制电路板上设有激光二极管，并于激光二极管的光线投射方向上分别依序设有准直镜片及柱面镜。

9.如权利要求7所述彩色激光打印的装置，其中，该激光扫描单元的旋转多面镜通过一马达驱动而予以旋转并反射光源装置所发射的光线。

10.如权利要求7所述彩色激光打印的装置，其中，该激光扫描单元的线性扫描镜片位于旋转多面镜所旋转投射的光束方向的区域范围内。

11.如权利要求7所述彩色激光打印的装置，其中，该反射镜所设定的反射角度由马达控制器储存记忆。

12.如权利要求7所述彩色激光打印的装置，其中该多个感光鼓中的每一个感光鼓皆与反射镜所反射的光束距离相同。

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