CN101988989A - 光扫描单元和包括该光扫描单元的电子照相成像装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了光扫描单元和包括该光扫描单元的电子照相成像装置。该光扫描单元可以包括：光源，发射光束；束偏转器，将从光源发射的光束沿主扫描方向偏转和扫描；扫描光学系统，将由束偏转器偏转和扫描的光束的第一部分在扫描表面上形成图像；以及束检测传感器，接收由束偏转器偏转和扫描的光束的第二部分以产生同步信号。束检测传感器可以包括用于接收光束的第二部分的光接收表面和至少两个输出端子，该至少两个输出端子布置在光接收表面的一区域的外侧，入射的光束的第二部分被限制在该区域内。

Description

光扫描单元和包括该光扫描单元的电子照相成像装置

技术领域

本发明总地涉及光扫描单元和包括该光扫描单元的电子照相成像装置，更具体地，涉及具有用于检测水平同步信号的改善结构的光扫描单元以及使用该光扫描单元的电子照相成像装置。

背景技术

光扫描单元在整个区域上扫描从光源发出的光，并被广泛使用在例如电子照相成像装置中以及扫描显示装置中。

在成像装置中，使用扫描的光形成图像，因此确定光扫描的开始位置和结束位置对于图像的正确形成是重要的。因此，光扫描单元通常包括用于调节图像的水平同步的同步信号检测单元。

例如，在电子照相成像装置中，光扫描单元将光束扫描到感光鼓的均匀带电表面的选择部分上，从而形成作为所得电势差的静电潜像，该静电潜像随后使用诸如调色剂的显影剂显影成可见图像。这样显影的可见图像又被转印到印刷介质上。如果在上述成像装置的感光鼓上扫描线之间的光束的扫描位置偏移或变化，则会导致图像线的相应偏移；更具体地，当形成彩色图像时，会发生各个颜色的图像的交叠之间的未对准，从而导致呈现未对焦的模糊图像。光扫描单元的同步信号检测单元检测部分扫描光束，以确定扫描光束的适当扫描位置。因此，期望减小同步信号检测单元中的噪声，特别在形成高分辨率图像时。

发明内容

本公开的几个方面提供了一种具有光检测传感器的光扫描单元以及包括该光扫描单元的电子照相成像装置，其中光检测传感器具有改善的折射/散射噪声特性。

根据本公开的一个方面，提供了一种光扫描单元，该光扫描单元可以包括构造为发射光束的光源、束偏转器(beam deflector)、扫描光学系统和束检测传感器(beam detection sensor)。束偏转器可以构造为沿主扫描方向偏转和扫描从光源发出的光束。扫描光学系统可以构造为接收被束偏转器偏转和扫描的光束的第一部分，并以接收的光束的第一部分在扫描表面上形成图像。束检测传感器可以构造为接收被束偏转器偏转和扫描的光束的第二部分，以基于接收的光束的第二部分产生同步信号。束检测传感器可以包括光接收表面以及至少两个输出端子，光束的第二部分入射到该光接收表面上，该至少两个输出端子在光接收表面上布置在光束的第二部分的扫描路径外侧。

至少两个输出端子可以在光接收表面上彼此间隔开预定距离。光束的第二部分的扫描路径可以在至少两个输出端子之间。

至少两个输出端子可以相对于光接收表面的中心呈点对称地布置。

至少两个输出端子可以在垂直于主扫描方向的方向上彼此间隔开一距离，该距离大于光束的第二部分在光接收表面上形成的束斑的直径。

至少两个输出端子之间的距离可以为至少3.0mm。

矩形开口部分可以形成在束检测传感器的光接收表面中，该矩形开口部分的长度方向垂直于光束的第二部分的扫描路径。矩形开口部分可以设置在至少两个输出端子之间。

束检测传感器可以是pin光电二极管。至少两个输出端子可以分别是阴极端子和阳极端子。

光扫描单元还可以包括束检测透镜(beam detection lens)和束检测反射镜(beam detection mirror)中的至少一个。束检测透镜可以设置在束偏转器和束检测传感器之间，并可以构造为将光束的第二部分聚焦在束检测传感器的光接收表面上。束检测反射镜可以布置并构造为将光束的第二部分的光路的方向朝着束检测传感器改变。

根据本公开的另一个方面，电子照相成像装置可以提供为包括感光体(photosensitive body)、光扫描单元和显影单元。光扫描单元可以构造为将光扫描到感光体的扫描表面上以在其上形成静电潜像。显影单元可以构造为将调色剂提供到形成于感光体上的静电潜像，以将静电潜像显影成可见调色剂图像。光扫描单元可以包括构造为发射光束的光源、束偏转器、扫描光学系统和束检测传感器。束偏转器可以构造为沿主扫描方向偏转并扫描从光源发出的光束。扫描光学系统可以构造为接收被束偏转器偏转和扫描的光束的第一部分，并可以构造为以所接收的光束的第一部分在扫描表面上形成图像。束检测传感器可以构造为接收被束偏转器偏转和扫描的光束的第二部分，以基于所接收的光束的第二部分产生同步信号。束检测传感器可以包括光接收表面和至少两个输出端子，光束的第二部分入射到该光接收表面，该至少两个输出端子在光接收表面上布置在光束的第二部分的扫描路径的外侧。

至少两个输出端子可以在光接收表面上彼此间隔开预定距离。光束的第二部分的扫描路径可以在至少两个输出端子之间。

至少两个输出端子可以相对于光接收表面的中央点对称地布置。

至少两个输出端子可以在垂直于主扫描方向的方向上彼此间隔开一距离，该距离大于光束的第二部分形成在光接收表面上的束斑直径。

至少两个输出端子之间的距离可以为至少3.0mm。

矩形开口部分可以形成在束检测传感器的光接收表面中，该矩形开口部分的长度方向垂直于光束的第二部分的扫描路径。矩形开口部分可以设置在至少两个输出端子之间。

束检测传感器可以是pin光电二极管。至少两个输出端子可以分别是阴极端子和阳极端子。

电子照相成像装置还可以包括束检测透镜和束检测反射镜中的至少一个。束检测透镜可以设置在束偏转器和束检测传感器之间，并可以构造为将光束的第二部分聚焦在束检测传感器的光接收表面上。束检测反射镜可以布置并构造为将光束的第二部分的光路的方向朝着束检测传感器改变。

根据本公开的另一方面，可以提供一种光传感器，用于检测由光源产生且在要被扫描的目标表面上沿扫描方向扫描的光束(目标表面以该光束扫描)是否在扫描方向上的关心位置处。光传感器可以包括传感器表面和两个电学端子。由光源产生的光可以入射在传感器表面上，该传感器表面可以包括光入射表面区域，入射在传感器表面上的光被限制在该光入射表面区域内。两个电学端子可以布置在光入射表面区域外侧的传感器表面上。

光传感器还可以包括形成在传感器表面上的开口。开口的长度可以垂直于扫描方向延伸，该长度可以将传感器表面分成第一侧和第二侧。两个电学端子可以布置在传感器表面的第一侧和第二侧的每个上。

光入射表面区域可以大于由入射在传感器表面上的光形成的束斑直径。

两个电学端子可以相对于垂直于扫描方向的方向彼此间隔开一距离，该距离大于由入射在传感器表面上的光形成的束斑直径。

附图说明

通过参照附图详细描述本公开的几个实施例，本公开的各个特征和优点将变得更加明显，附图中：

图1是示出根据本公开实施例的光扫描单元的光学布置的透视图；

图2是图1所示的光扫描单元在副扫描方向上的光路的示意图；

图3A是示出根据本公开实施例的具有光接收表面的束检测传感器的平面图；

图3B是示出图3A的束检测传感器的侧视图；

图4是示出光束的扫描光路与图3A的束检测传感器的输出端子的布置的示意图；

图5是示出根据比较示例的具有光接收表面的束检测传感器的平面图；以及

图6是包括根据本公开实施例的光扫描单元的电子照相成像装置的结构图。

具体实施方案

现在将参照附图更全面地描述本公开的各个方面，附图中示出了本公开的几个实施例。在附图中，相同的附图标记始终指代相同的元件，将省略对其的重复描述。还应当指出，在附图中，特征的尺寸并不意在按真实的比例，并且为了更好的理解可以被夸大。尽管为了使对本公开的备个方面被充分和全面地理解，并且为了使本领域技术人员能够充分实现本公开的各个方面，以特定的细节描述了几个实施例，然而应当理解，这里示出和描述的实施例可以进行许多修改和变换，并且本公开的全部范围不应被解释为限于这里描述的那些实施例。

图1是示出根据本公开实施例的光扫描单元100的光学布置的透视图。图2是图1所示的光扫描单元100在副扫描方向上的光路的示意图。在图1中，Y轴对应于主扫描方向，其平行于形成在感光鼓190的扫描表面上的扫描线。

参照图1和图2，根据实施例的光扫描单元100可以包括：发射光束L的光源110；束偏转器130，沿主扫描方向(Y轴)将从光源110发出的光束L偏转和扫描到感光鼓190上；扫描透镜170，在感光鼓190的扫描表面上形成由束偏转器130偏转和扫描的主光束L2的图像；以及束检测传感器160，接收被束偏转器130偏转和扫描的光束L的一部分(也就是，光束L1)以产生水平同步信号。

光源110可以是激光二极管。如图1所示，束偏转器130可以包括具有多个反射表面135a的多边形反射镜135和旋转多边形反射镜135的马达137。例如当束偏转器130沿所示的顺时针方向旋转时，从光源110发出的光束L沿主扫描方向在感光鼓190上偏转和扫描。

第一光学元件121和第二光学元件125可以设置在光源110和束偏转器130之间的光路上。第一光学元件121可以是例如校准从光源110发出的光束L的校准透镜。第二光学元件125可以将已经穿过第一光学元件121的光束L相对于副扫描方向(X方向)聚焦，使得入射在束偏转器130上的光束L的截面具有线形。副扫描方向(X方向)垂直于主扫描方向(Y方向)，并可以平行于束偏转器130的旋转轴。第二光学元件125可以包括至少一个柱面透镜。第一光学元件121和第二光学元件125的位置可以互换。此外，尽管描述为单个的光学元件，但是备选地，第一光学元件121和第二光学元件125中的任一个可以包括两个或更多个光学元件。

扫描透镜170是成像光学元件或者是将由来偏转器130偏转和扫描的光束L的主光束L2形成为感光鼓190扫描表面上的图像的元件，并设置在束偏转器130和感光鼓190之间。例如，扫描透镜170可以是fθ透镜，该fθ透镜聚焦并校正主光束L2从而将主光束L2以均匀的速度扫描到感光鼓190的扫描表面上。尽管扫描透镜170在图2中示出为单个透镜，但在备选的实施例中，扫描透镜170可以包括两个或多个透镜。根据实施例，用于调节主光束L2的光路的反射镜180(在图2中被省略)还可以插设在扫描透镜170和感光鼓190之间。

束检测反射镜140可以设置在光束L1的光路中与扫描线的起始点相对应的位置处。光束L2穿过扫描透镜170并行进到感光鼓190。在图1和图2中，束检测反射镜140设置在束偏转器130和扫描透镜170之间，使得被束检测反射镜140反射的光束L1不入射在扫描透镜170上。然而，根据备选实施例，束检测反射镜140可以设置在扫描透镜170和感光鼓190之间，使得已经穿过扫描透镜170的光束L1可以入射在束检测发射镜140上并被束检测反射镜140反射。

束检测传感器160检测被束检测反射镜140反射且已经穿过束检测透镜150的光束L1，从而产生水平同步信号。例如，束检测传感器160可以是pin光电二极管。例如，pin光电二极管可以包括插设在P区域和N区域之间的本征半导体层。如图3A所示，束检测传感器160可以包括第一输出端子166和第二输出端子167，其中第一输出端子166和第二输出端子167可以分别是阳极和阴极。根据实施例，包括两个端子166和167的pin光电二极管可以用作束检测传感器160。然而，备选地，可以使用其它类型的束传感器。例如，备选地，雪崩光电二极管、混合型光电二极管或者光电晶体管可以用作束检测传感器160。

由束检测传感器160产生的水平同步信号可以转换成数字信号，并可以通过电路(未示出)输出，从而用于控制光扫描单元100和/或感光鼓190的驱动。

束检测透镜150可以设置在束检测反射镜140和束检测传感器160之间。束检测透镜150可以是将被束检测反射镜140反射的光束L1聚焦到束检测传感器160上的聚焦透镜。

图3A是示出根据本公开实施例的束检测传感器160的平面图。图3B是示出图3A的束检测传感器160的侧视图。图4是示出光束L1的光路与图3A的束检测传感器160的输出端子166和167的布置的示意图。

参照图3A和图3B，束检测传感器160可以包括光接收表面163以及第一输出端子166和第二输出端子167，光束入射在光接收表面163上，第一输出端子166和第二输出端子167输出通过光电转换入射在光接收表面163上的光束而产生的水平同步信号。束检测传感器160例如可以利用模子161封装。矩形狭缝状开口部分165可以形成在光接收表面163中。束检测传感器160可以布置为使得开口部分165的长度方向垂直于主扫描方向。开口部分165可以限制入射光束以改善产生的水平同步信号的精确度。第一输出端子166和第二输出端子167可以相对于开口部分165的中心点对称地布置。第一输出端子166和第二输出端子167可以相对于开口部分165的长度方向彼此间隔开距离D，从而去除可能在第一输出端子166和第二输出端子167中产生的噪声，这将在后面更详细地描述。端子引脚168和169可以分别提供给第一输出端子166和第二输出端子167，用于电连接到输出端子。

参照图4，入射在束检测传感器160上的光束L1可以在光接收表面163上被扫描。光束L1的扫描方向S对应于主扫描方向。光接收表面163上的扫描区域是可形成光束L1的束斑的位置。根据本公开的实施例，考虑到光束L1的束斑位置的可能变化，扫描区域沿与主扫描方向垂直的方向的尺寸至少为束斑直径的大小。根据本公开的实施例，第一输出端子166和第二输出端子167可以设置在扫描区域外侧，使得光束L1不直接入射在布置第一输出端子166和第二输出端子167的区域上。因此，第一输出端子166和第二输出端子167之间相对于开口部分165的长度方向的距离D需要至少大于形成在光接收表面163上的光束的束斑直径。例如，形成在光接收表面163上的光束的束斑直径可以通常为3mm以下，因此根据实施例，第一输出端子166和第二输出端子167之间相对于长度方向的距离D可以至少为3mm。

图5示出束检测传感器的比较示例。参照图5，束检测传感器260可以包括光接收表面263以及第一输出端子266和第二输出端子267，光束入射在光接收表面263上，第一输出端子266和第二输出端子267输出通过光电转换入射在光接收表面263上的光束而产生的水平同步信号。束检测传感器260可以利用模子261封装。第一输出端子266和第二输出端子267可以相对于开口部分265的长度方向对称地布置在开口265周围。观察到，异常的水平同步信号会由比较示例的束检测传感器260产生。也就是，在束检测传感器260中，第一输出端子266和第二输出端子267布置在光束L1沿扫描方向S的光路上形成有光束L1的光斑的位置处，从而光束L1可以被第一输出端子266和第二输出端子267折射或散射。光束L1被第一输出端子266和第二输出端子267的折射或散射作为导致水平同步信号中的异常或不精确的噪声，由此也会导致转换的数字信号的不精确。这样的异常水平同步信号会引起图像的一行或多行的偏移，在图像上产生阴影，甚至会使整个图像偏移。

然而，利用根据本公开上述实施例构造的光扫描单元100，束检测传感器160的第一输出端子166和第二输出端子167设置在光接收表面163的扫描区域外面，因此减少了由于第一输出端子166和第二输出端子167对光束L1的折射或散射而产生异常水平信号的可能性。此外，随着由以上光束L1的折射/散射引起的噪声被充分减小，测试这种噪声的存在和/或去除这种噪声的措施变得不再必要，从而可以实现较简单的构造和/或结构的光扫描单元。

上述束检测反射镜140、束检测透镜150和束检测传感器160可以构成光扫描单元100的同步检测光学系统。根据实施例，为了检测光束是否定位于光束的扫描线的主扫描开始的起始点，束检测反射镜140设置在扫描线的一端，也就是在扫描线的起始端。然而，备选的布置也是可以的。例如，在根据另一实施例的同步检测光学系统中，为了检测光束是否定位于光束的扫描线的终点，(同步检测光学系统的)束检测反射镜可以设置在扫描线的另一端。根据另一备选实施例，同步检测光学系统可以设置在扫描线的起始端和结束端的每个处，以检测光束是否在扫描线的起始点处以及光束是否在扫描线的结束点处。

图6是包括根据本公开实施例的光扫描单元的电子照相成像装置的结构图。

参照图6，根据实施例的电子照相成像装置可以包括光扫描单元310、感光鼓320、显影单元330、充电辊340、传送带350、第一传送辊351、第二传送辊352以及定影单元360。

如图6所示，为了形成彩色图像，光扫描单元310、感光鼓320、充电辊340和显影单元330可以被提供用于彩色图像形成的每种颜色的显影剂。先前描述的光扫描单元100可以用作为每种颜色提供的光扫描单元310。例如，如图6所示，四个光扫描单元310可以将光束扫描到四个感光鼓320中对应的感光鼓上。

感光鼓320是感光体的示例，并且可以包括涂覆在柱形金属管的圆周表面上的预定厚度的光敏材料层。尽管在图6中未示出，光敏带可以用作感光体。感光鼓320的圆周外表面对应于扫描表面。充电辊340是充电器件的示例，并且可以旋转接触感光鼓320以将感光鼓320的表面带上均匀的电势。为此，充电偏压可以施加到充电辊340。备选地，可以使用电晕充电器(coronacharger)(未示出)来替代充电辊340。每个光扫描单元310将根据图像信息调制的光束沿主扫描方向扫描以在如上所述已经被均匀充电的感光鼓320的扫描表面上形成静电潜像。当扫描表面由于感光鼓320的旋转而沿副扫描方向移动时，由光扫描单元310将光束沿主扫描方向扫描到扫描表面与水平同步信号同步，从而在感光鼓320的扫描表面上形成二维的静电潜像。

对应于黑(K)、洋红(M)、黄(Y)和青(C)的图像信息的静电潜像分别形成在四个感光鼓320上。四个显影单元330分别提供黑(K)、洋红(M)、黄(Y)和青(C)调色剂到四个感光鼓320以分别形成黑(K)、洋红(M)、黄(Y)和青(C)颜色的调色剂图像。传送带350与四个感光鼓320接触地行进使得黑(K)、洋红(M)、黄(Y)和青(C)颜色的各调色剂图像彼此重叠地转印到传送带350上以通过施加到四个传送辊351的第一传送偏压结合形成全彩色图像。然后，全彩色调色剂图像通过施加到第二传送辊352的第二传送偏压从传送带350转印到记录介质P上。转印到记录介质P的调色剂图像以通过定影单元360提供的热和/或压力而被定影到记录介质，从而完成图像形成工艺。

在根据本公开的上述实施例的光扫描单元和电子照相成像装置中，束检测传感器的输出端子设置在入射于束检测传感器的光接收表面上的光束的扫描路径的外侧，从而减小由光束的折射或散射导致的同步信号中的噪声。通过充分减小这种噪声，这种噪声的测试和去除可以变得不再必要，从而可以被省略以实现更简单构造的光扫描单元。

尽管已经参照本公开的几个实施例具体示出和描述了本公开，但是本领域技术人员应当理解，对于这里描述的那些实施例可以在形式和细节上做出各种变化，而不背离本公开的由权利要求及其等同物所限定的精神和范围。

本申请要求于2009年7月30日提交到韩国知识产权局的韩国专利申请No.10-2009-0069965的权益，其全部内容通过引用结合于此。

Claims (9)

1.一种光扫描单元，包括：

光源，发射光束；

束偏转器，将从所述光源发射的所述光束沿主扫描方向偏转和扫描；

扫描光学系统，将被所述束偏转器偏转和扫描的所述光束的第一部分在扫描表面上形成为图像；以及

束检测传感器，接收被所述束偏转器偏转和扫描的所述光束的第二部分以产生同步信号，

其中所述束检测传感器包括用于接收所述光束的第二部分的光接收表面和至少两个输出端子，该至少两个输出端子在所述光接收表面上布置在所述光束的第二部分的扫描路径的外侧。

2.如权利要求1所述的光扫描单元，其中所述至少两个输出端子在所述光接收表面上彼此间隔开预定距离，以及

其中所述光束的第二部分的扫描路径在所述至少两个输出端子之间。

3.如权利要求2所述的光扫描单元，其中所述至少两个输出端子相对于所述光接收表面的中心呈点对称布置。

4.如权利要求2所述的光扫描单元，其中所述至少两个输出端子在垂直于所述主扫描方向的方向上彼此间隔开一距离，该距离大于由所述光束的第二部分在所述光接收表面上形成的束斑直径。

5.如权利要求4所述的光扫描单元，其中所述至少两个输出端子之间的距离为至少3.0mm。

6.如权利要求1所述的光扫描单元，其中所述束检测传感器的光接收表面具有形成在其上的矩形开口部分，该矩形开口部分的长度垂直于所述光束的第二部分的扫描路径延伸，所述矩形开口部分设置在所述至少两个输出端子之间。

7.如权利要求1所述的光扫描单元，其中所述束检测传感器是pin光电二极管，所述至少两个输出端子分别是阴极端子和阳极端子。

8.如权利要求1所述的光扫描单元，还包括束检测透镜和束检测反射镜至少之一，所述束检测透镜设置在所述束偏转器和所述束检测传感器之间，用于将所述光束的第二部分聚焦在所述束检测传感器上，所述束检测反射镜将所述光束的第二部分的光路改变为朝向所述束检测传感器。

9.一种电子照相成像装置，包括：

感光体；

如上述权利要求任一项所述的光扫描单元，所述光扫描单元将光扫描到所述感光体的扫描表面上以形成静电潜像；以及

显影单元，将调色剂供应到形成在所述感光体上的所述静电潜像，以将所述静电潜像显影。

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