CN117492201A - 一种光学扫描单元及图像形成装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种光学扫描单元及图像形成装置,该光学扫描单元包括多个光源;偏转装置;扫描光学系统,将由被偏转装置偏转的多条光束引导到对应的目标表面上,包括多个反射镜,用于改变光学扫描单元内部光束的传播方向;以及多个扫描透镜,沿着光束的光路传播方向,距离每一个目标表面最近的扫描透镜为第一扫描透镜,第一扫描透镜在副扫描方向上的曲面中心与在副扫描方向上的透镜厚度中心不重合,且光束通过第一扫描透镜的区域在副扫描方向上相对曲面中心在透镜厚度中心一侧,这样第一扫描透镜在副扫描方向上的厚度可以被设计的更小,降低了透镜成本,实现了在保证获得高的打印画像品质的同时,降低光学扫描单元的成本。
Description
技术领域
本发明涉及图像形成技术领域,尤其涉及一种光学扫描单元及图像形成装置。
背景技术
光学扫描单元广泛应用于电子成像类设备,例如激光打印机。其作用主要是通过发射激光照射在激光打印机的感光组件上,在感光组件上形成静电潜像。
激光扫描主要包括:发射光束的光束发射装置;偏转装置,用来将从光束发射装置发射的光束偏转进扫描光学系统;扫描光学系统,布置在偏转装置与感光组件之间,每个扫描光学系统使用由偏转装置偏转的光束对感光组件上的扫描表面进行扫描。当LSU的光束扫描到感光组件上,感光组件扫描表面会形成静电潜像,通过使用载体,例如碳粉,可将静电潜像转化为实际图像。
对于彩色激光打印机的光学扫描单元,一般包括4个光路,为了保证打印画像品质,光学扫描单元的每一个光路的扫描光学系统会被设计成含有多个扫描透镜(2个或2个以上),并且在沿着光传播方向上距离感光鼓最近的一个扫描透镜(下文简称为第一扫描透镜)只有1个光路通过。为了使扫描平面上的扫描线平直不弯曲,需要设计光路在副扫描方向上偏心通过第一扫描透镜,且不同光路,通过第一扫描透镜的偏心方向不一样。为了降低透镜开发成本和提高组装的便利性,四个光路一般设计成每个光路分别都可以使用相同的第一扫描透镜,但是这种情况下,第一扫描透镜有效部分需要在副扫描方向上对称设计,会导致第一扫描透镜的体积较大,不利于降低成本。
发明内容
针对现有技术存在的不足,本发明的目的是提供一种光学扫描单元及图像形成装置,以实现在保证获得高的打印画像品质的同时,降低光学扫描单元的成本,同时保证了足够的光路长度,实现小型化。
根据本发明的第一个方面,提供了光学扫描单元,包括:
多个光源,用于发射光束;
偏转装置,用于偏转从多个所述光源发射的多条光束,其中每个所述光源对应于多个被扫描的目标表面中的每一个;
扫描光学系统,将由被所述偏转装置偏转的多条光束引导到对应的所述目标表面上,包括多个反射镜,用于改变所述光学扫描单元内部光束的传播方向;以及
多个扫描透镜,沿着所述光束的光路传播方向,距离每一个所述目标表面最近的所述扫描透镜为第一扫描透镜,所述第一扫描透镜在副扫描方向上的曲面中心与在副扫描方向上的透镜厚度中心不重合,且所述光束通过所述第一扫描透镜的区域在副扫描方向上相对曲面中心在透镜厚度中心一侧。
本发明的光学扫描单元,通过使第一扫描透镜在副扫描方向上的曲面中心与在副扫描方向上的透镜厚度中心不重合,且光束通过第一扫描透镜的区域在副扫描方向上相对曲面中心在透镜厚度中心一侧,这样第一扫描透镜在副扫描方向上的厚度可以被设计的更小,降低了透镜成本,实现了在保证获得高的打印画像品质的同时,降低光学扫描单元的成本,并且保证了足够的光路长度,实现小型化。
在一些实施方式中,在副扫描方向上所述偏转装置的转轴轴线同一侧,被所述偏转装置偏转后位于副扫描方向上的光轴线不同侧的光路,沿着光路从所述偏转装置到所述第一扫描透镜之间的所述反射镜数量之差为奇数。
在一些实施方式中,被所述偏转装置偏转后位于副扫描方向上的光轴线一侧的任一光路与位于副扫描方向上的光轴线另一侧的任一光路,沿着光路从所述偏转装置到所述第一扫描透镜之间的所述反射镜数量之差为奇数。
在一些实施方式中,被所述偏转装置偏转后位于副扫描方向上的光轴线相同侧的光路,沿着光路从所述偏转装置到所述第一扫描透镜之间的所述反射镜数量之差为偶数。
在一些实施方式中,在副扫描方向上位于所述偏转装置的转轴轴线同一侧的光路的所述第一扫描透镜的形状相同。
在一些实施方式中,所有光路的每一个所述第一扫描透镜设在两个所述反射镜之间,且至少两个光路的所述第一扫描透镜和两个所述反射镜都位于副扫描方向上的光轴线的同一侧。
在一些实施方式中,所有光路的每一个所述第一扫描透镜设在两个所述反射镜之间,且所有光路的所述第一扫描透镜和两个所述反射镜都位于副扫描方向上的光轴线的同一侧。
在一些实施方式中,所述扫描透镜、所述反射镜为光学元件,沿着所述光束的传播方向,距离所述偏转装置最近的所述扫描透镜为第二扫描透镜,从副扫描方向看,靠近所述偏转装置的至少一个光路,除所述第二扫描透镜外,位于副扫描方向上的光轴线的两侧都具有所述光学元件,且该光路位于副扫描方向上的光轴线两侧的所述光学元件数量之差为大于零的偶数。
在一些实施方式中,所述扫描透镜、所述反射镜为光学元件,沿着所述光束的传播方向,距离所述偏转装置最近的所述扫描透镜为第二扫描透镜,从副扫描方向看,靠近所述偏转装置的每一个光路,除所述第二扫描透镜外,位于副扫描方向上的光轴线的两侧都具有所述光学元件,且该光路位于副扫描方向上的光轴线两侧的所述光学元件数量之差为大于零的偶数。
在一些实施方式中,所述扫描透镜、所述反射镜为光学元件,沿着所述光束的传播方向,距离所述偏转装置最近的所述扫描透镜为第二扫描透镜,从副扫描方向看,远离所述偏转装置的每一个光路,除所述第二扫描透镜外,位于副扫描方向上的光轴线的两侧的所述光学元件数量之差为一以上的奇数。
在一些实施方式中,沿着每条所述光束的传播方向,距离所述偏转装置最近的所述反射镜为第一反射镜;靠近所述偏转装置的两个光路的所述第一反射镜位于副扫描方向上的光轴线的同一侧,远离所述偏转装置的两个光路的所述第一反射镜位于副扫描方向上的光轴线的另一侧;对于所述第一反射镜位于副扫描方向上的光轴线的相同侧的两个光路,光路间的所述反射镜数量之差为偶数。
在一些实施方式中,沿着每条所述光束的传播方向,距离所述偏转装置最近的所述反射镜为第一反射镜;靠近所述偏转装置的两个光路的所述第一反射镜位于副扫描方向上的光轴线的不同侧,远离所述偏转装置的两个光路的所述第一反射镜位于副扫描方向上的光轴线的不同侧,对于所述第一反射镜位于副扫描方向上的光轴线的相同侧的两个光路,光路间的所述反射镜数量之差为奇数。
在一些实施方式中,所有光路的所述第一扫描透镜的形状相同。
在一些实施方式中,在副扫描方向上,所述光束射入到所述第一扫描透镜的光束中心位于所述曲面中心和所述透镜厚度中心之间。
根据本发明的第二个方面,提供了图像形成装置,包括:
上述的光学扫描单元;
成像单元,包括感光组件,具有所述目标表面,在所述目标表面上形成静电潜像;以及
显影组件,用于将所述静电潜像显影成碳粉图像;
转印单元,用于将被显影的碳粉图像转印到转印介质上;
定影单元,用于将转印介质上的碳粉图像定影。
与现有技术相比,本发明的光学扫描单元及图像形成装置,通过使第一扫描透镜在副扫描方向上的曲面中心与在副扫描方向上的透镜厚度中心不重合,且光束通过第一扫描透镜的区域在副扫描方向上相对曲面中心在透镜厚度中心一侧,这样第一扫描透镜在副扫描方向上的厚度可以被设计的更小,降低了透镜成本,实现了在保证获得高的打印画像品质的同时,降低光学扫描单元的成本,并且保证了足够的光路长度,实现小型化。
附图说明
图1为现有技术中图像形成装置的结构示意图;
图2为现有技术中的光学扫描单元的光路布局在副扫描方向的截面图;
图3为现有技术中的光学扫描单元的光路布局在主扫描方向的平面展开图;
图4为本发明一实施方式的光学扫描单元的光路布局在副扫描方向的截面图;
图5为本发明另一实施方式的光学扫描单元的光路布局在副扫描方向的截面图;
图6为本发明一实施方式的第一扫描透镜的光束中心、曲面中心和透镜厚度中心的关系结构示意图。
附图标号说明:光学扫描单元100,光源110,光源110a,光源110b,光源110c,光源110d,入射光学系统120,直透镜121,柱状透镜122,光阑130,光阑130a,光阑130b,光阑130c,光阑130d,偏转装置140,扫描光学系统150,第一扫描透镜151,第一扫描透镜151a,第一扫描透镜151b,第一扫描透镜151c,第二扫描透镜152,第一反射镜153,第一反射镜153a,第一反射镜153b,第一反射镜153c,第一反射镜153d,第二反射镜154,第二反射镜154a,第二反射镜154b,第二反射镜154c,第二反射镜154d,第三反射镜155b,第三反射镜155c,成像单元200,感光组件210,显影组件220,充电辊230,转印单元300,转印带310,第一转印辊320,第二转印辊330,定影单元400,传送单元500,给纸辊510,纸张搬送辊520,纸张排出辊530。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。
现有技术中一种图像形成装置,如图1所示,该图像形成装置包括光学扫描单元100、成像单元200、转印单元300、定影单元400和传送单元500;当图像形成装置为彩色成像设备时,成像单元200有四个成像单元200,分别代表黑色(K),品红(M),青色(C),黄色(Y),每个成像单元200包括感光组件210、显影组件220和充电辊230,充电辊230布置在与感光组件210相切的位置;转印单元300包括转印带310、第一转印辊320和第二转印辊330,传送单元500包括给纸辊510、纸张搬送辊520和纸张排出辊530。
如图1所示,该图像形成装置的工作原理为光学扫描单元100发射多个光束,每个光束扫描一个颜色的成像单元200内的感光组件210,感光组件210具有扫描目标表面,在目标表面上形成基于从光学扫描单元提供的静电潜像,即在感光组件210的目标表面上形成静电潜像。充电辊230负责给感光组件210表面充电,维持感光组件210的电势差。显影组件220负责给感光组件210表面附着碳粉,将通过光学扫描单元100所扫描的光形成在感光组件210上的静电潜像显影成碳粉图像。转印单元300的第一转印辊320负责将感光组件210表面的被显影的碳粉图像转移到转印带310上,第二转印辊330负责将转印带310上的碳粉图像转印到转印介质P(如纸张、卡片等)上,转印介质P上的图像由定影单元400加热固定到转印介质P上。在图像的形成过程中,转印介质P先由传送单元500的给纸辊510传送到纸张搬送辊520,再由纸张搬送辊520传送到第二转印辊330,然后传送到定影组件400,最后由纸张排出辊530排出。
如图2和图3所示,定义与感光组件210感光面平行的为主扫描方向,与感光组件210感光面垂直的为副扫描方向。如图3所示,光学扫描单元100包括光源110、入射光学系统120、光阑130、偏转装置140和扫描光学系统150;光源110包括光源110a、光源110b、光源110c和光源110d,其中每个光源110对应于多个被扫描的目标表面中的每一个,光源110a、光源110b、光源110c和光源110d对应发射光束111a、光束111b、光束111c和光束111d;入射光学系统120包括准直透镜121和柱状透镜122,准直透镜121和柱状透镜122设置在光源110与偏转装置140之间,用于在主扫描方向上准直从光源110发射的光束并在副扫描方向上将光束聚焦到偏转装置140的反射表面上,准直透镜121包括准直透镜121a、准直透镜121b、准直透镜121c和准直透镜121d,柱状透镜122包括柱状透镜122a、柱状透镜122b、柱状透镜122c和柱状透镜122d,光束111a、光束111b、光束111c和光束111d分别由准直透镜121a、准直透镜121b、准直透镜121c和准直透镜121d进行准直,光阑130包括光阑130a、光阑130b、光阑130c和光阑130d,光阑130a、光阑130b、光阑130c和光阑130d分别对对应的光束111a、光束111b、光束111c和光束111d进行整形,整形后的光束111a、光束111b、光束111c和光束111d分别被柱状透镜122a、柱状透镜122b、柱状透镜122c和柱状透镜122d进行聚焦到偏转装置140的偏转面上,由偏转装置140偏转到扫描光学系统150,扫描光学系统150将由被偏转装置140偏转的多条光束引导到对应的目标表面上,光束111a、光束111b、光束111c和光束111d进入扫描光学系统150内对应的光束记为光束L1、光束L2、光束L3和光束L4,扫描光学系统150包括第一扫描透镜151、第二扫描透镜152、第一反射镜153和第二反射镜154,第一扫描透镜151为沿着光束的传播方向,距离目标表面最近的扫描透镜,第二扫描透镜152为沿着光束的传播方向,距离偏转装置140最近的扫描透镜,第一反射镜153包括第一反射镜153a、第一反射镜153b、第一反射镜153c和第一反射镜153d,第二反射镜154包括第二反射镜154a、第二反射镜154b、第二反射镜154c和第二反射镜154d,被偏转装置140偏转后的光束L1、光束L2、光束L3和光束L4先经过第二扫描透镜152聚焦,再经过第一反射镜153a、第一反射镜153b、第一反射镜153c和第一反射镜153d偏转到第二反射镜154a、第二反射镜154b、第二反射镜154c和第二反射镜154d,最后经过第一扫描透镜151并由第一扫描透镜151聚焦到对应的感光组件210a、感光组件210b、感光组件210c和感光组件210d上。
具体的,如图2所示,光束L1、光束L2、光束L3和光束L4经过偏转装置140的反射后分别通过第二扫描透镜152,通过第二扫描透镜152后,光束L1经过第一反射镜153a和第二反射镜154a反射,再通过第一扫描透镜151后指向成像单元200的感光组件210a,形成曝光;光束L2经过第一反射镜153b和第二反射镜154b反射,再通过第一扫描透镜151后指向成像单元200的感光组件210b,形成曝光;光束L3经过第一反射镜153c和第二反射镜154c反射,再通过第一扫描透镜151后指向成像单元200的感光组件210c,形成曝光;光束L4经过第一反射镜153d和第二反射镜154d反射,再通过第一扫描透镜151后指向成像单元200的感光组件210d,形成曝光。第一扫描透镜151可以分别用于L1~L4四个光路中,即每个光路具有一个第一扫描透镜151,第一扫描透镜151的有效曲面被设计为相对副扫描方向曲面中心对称的曲面,光束L1及光束L2是经过第一扫描透镜151的相对于副扫描曲面中心线的同一侧,而光束L3及光束L4是经过第一扫描透镜151的相对于副扫描曲面中心线的另一侧。这样第一扫描透镜151相对于副扫描方向的中心线的两侧有对称的两个有效扫描区域,透镜的体积会比较大,成本高,光学元件安装不便利。
为了解决上述技术问题,本发明实施方式提供一种光学扫描单元100,本实施方式的光学扫描单元100的光源110、入射光学系统120、光阑130、偏转装置140与上述实施方式的结构相同,故在此不再赘述,但不限于上述结构布局;本实施方式的光学扫描单元100的扫描光学系统150如图4所示,光束L1、光束L2、光束L3、光束L4经过偏转装置140的偏转后分别通过第二扫描透镜152聚焦;通过第二扫描透镜152聚焦后,光束L1先经过第一反射镜153a反射,然后通过第一扫描透镜151a聚焦,并由第二反射镜154a反射后指向成像单元200的感光组件210a,形成曝光;光束L2先依次经过第一反射镜153b、第二反射镜154b反射,然后通过第一扫描透镜151a聚焦,并由第三反射镜155b反射后指向成像单元200的感光组件210b,形成曝光;光束L3先依次经过第一反射镜153c、第二反射镜154c反射,然后通过第一扫描透镜151b聚焦,并由第三反射镜155c反射后指向成像单元200的感光组件210c,形成曝光;光束L4先经过第一反射镜153d反射,然后通过第一扫描透镜151b聚焦,并由第二反射镜154d反射后指向成像单元200的感光组件210d,形成曝光;第一扫描透镜151a和第一扫描透镜151b是沿着光束传播方向最靠近成像单元200的感光组件210的扫描透镜;第一扫描透镜151a和第一扫描透镜151b为结构不相同的透镜,但是它们具有相同的特点,即沿着光束的传播方向,第一扫描透镜151a和第一扫描透镜151b在副扫描方向上的曲面中心与在副扫描方向上的透镜厚度中心不重合,且光束是通过第一扫描透镜151a和第一扫描透镜151b的区域在副扫描方向上相对曲面中心在透镜厚度中心一侧。这样第一扫描透镜151a和第一扫描透镜151b在副扫描方向上的厚度可以被设计的更小,降低透镜成本;实现了在保证获得高的打印画像品质的同时,降低光学扫描单元的成本,提高了各光学元件安装的便利性,保证足够的光路长度,减小体积,提高成像质量。
在一种可选的实施方式中,如图4所示,线H为光学扫描单元的光学系统在副扫描方向的光轴线,光轴线H是垂直于偏转装置140的偏转面中心的法线;在副扫描方向上偏转装置140的转轴轴线V的同一侧,被所述偏转装置140偏转后位于副扫描方向上的光轴线H不同侧的光路,沿着光路从偏转装置140到第一扫描透镜151之间的反射镜数量之差为奇数;相对光轴线H在相同侧的光路,沿着光路从偏转装置140到第一扫描透镜151之间的反射镜数量之差为偶数。例如,从副扫描方向上看,光束L1对应的光路(以下简称光路L1)和光束L2对应的光路(以下简称光路L2)经偏转装置140偏转后位于转轴轴线V的同一侧,光束L3对应的光路(以下简称光路L3)和光束L4对应的光路(以下简称光路L4)经偏转装置140偏转后位于转轴轴线V的另一侧;光路L1(在光轴线H下侧)和光路L2(在光轴线H上侧)相对于光轴线H是在不同侧,光束L1沿着光路L1从偏转装置140到第一扫描透镜151a之间共有1个反射镜(即第一反射镜153a),而光束L2沿着光路L2从偏转装置140到第一扫描透镜151a之间共有2个反射镜(即第一反射镜153b和第二反射镜154b),它们的差值为1,是奇数;光路L3(在光轴线H上侧)和光路L4(在光轴线H下侧)相对于光轴线H是在不同侧,光束L3沿着光路L3从偏转装置140到第一扫描透镜151b之间共有2个反射镜(即第一反射镜153c和第二反射镜154c),而光束L4沿着光路L4从偏转装置140到第一扫描透镜151b之间共有1个反射镜(即第一反射镜153d),它们的差值为1,是奇数;光路L2与光路L3相对于光轴线H是在相同侧,光束L2沿着光路L2从偏转装置140到第一扫描透镜151a之间共有2个反射镜(即第一反射镜153b和第二反射镜154b),而光束L3沿着光路L3从偏转装置140到第一扫描透镜151b之间共有2个反射镜(即第一反射镜153c和第二反射镜154c),它们的差值为0,是偶数;光路L1与光路L4相对于光轴线H是在相同侧,光束L1沿着光路L1从偏转装置140到第一扫描透镜151a之间共有1个反射镜(即第一反射镜153a),而光束L4沿着光路L4从偏转装置140到第一扫描透镜151b之间共有1个反射镜(即第一反射镜153d),它们的差值为0,是偶数。光路L1和光路L2分别具有一个第一扫描透镜151a,光路L3和光路L4分别具有一个第一扫描透镜151b,通过这样的设计,可以使位于偏转装置140的转轴轴线V(平行于副扫描方向)同一侧的光路的最靠近成像单元200的感光组件210的第一扫描透镜151形状相同(即同一个透镜),即偏转装置140的转轴轴线V左侧的光路L1和光路L2的第一扫描透镜151a结构相同,而偏转装置140的转轴轴线V右侧的光路L3和光路L4的第一扫描透镜151b结构也相同,这样可以方便扫描透镜的组装,不易混淆。
在一种可选的实施方式中,被偏转装置140偏转后位于副扫描方向上的光轴线H一侧的任一光路与位于副扫描方向上的光轴线H另一侧的任一光路,沿着光路从偏转装置140到第一扫描透镜151之间的反射镜数量之差为奇数。
具体的,如图4所示,从副扫描方向上看,对于从偏转装置140到第一扫描透镜151a之间的反射镜数量,位于光轴线H上侧的光路L2的反射镜数量(具有2个反射镜,即第一反射镜153b和第二反射镜154b),与位于光轴线H下侧的光路L1的反射镜数量(一个第一反射镜153a)或光路L4的反射镜数量(一个第一反射镜153d)之差为奇数;位于光轴线H下侧的光路L1的反射镜数量(一个第一反射镜153a),与位于光轴线H上侧的光路L2的反射镜数量(具有2个反射镜,即第一反射镜153b和第二反射镜154b)或光路L3的反射镜数量(具有2个反射镜,即第一反射镜153c和第二反射镜154c)之差为奇数。
在一种可选的实施方式中,所有光路的第一扫描透镜151设在两个反射镜之间,每一个光路的第一扫描透镜151和该两个反射镜都位于光轴线H的同一侧,且所有光路的第一扫描透镜151和该两个反射镜都位于光轴线H的同一侧,且两个反射镜间的光路在所有光路中互不相交。例如,在光路L1中,第一扫描透镜151a设在第一反射镜153a和第二反射镜154a之间,且第一扫描透镜151a、第一反射镜153a和第二反射镜154a都位于光轴线H的同一侧;在光路L2中,第一扫描透镜151a设在第二反射镜154b和第三反射镜155b之间,且第一扫描透镜151a、第二反射镜154b和第三反射镜155b都位于光轴线H的同一侧;在光路L3中,第一扫描透镜151b设在第二反射镜154c和第三反射镜155c之间,且第一扫描透镜151b、第二反射镜154c和第三反射镜155c都位于光轴线H的同一侧;在光路L4中,第一扫描透镜151b设在第一反射镜153d和第二反射镜154d之间,且第一扫描透镜151b、第一反射镜153d和第二反射镜154d都位于光轴线H的同一侧;且光路L1的第一扫描透镜151a、第一反射镜153a和第二反射镜154a,光路L2的第一扫描透镜151a、第二反射镜154b和第三反射镜155b,光路L3第一扫描透镜151b、第二反射镜154c和第三反射镜155c,光路L4的第一扫描透镜151b、第一反射镜153d和第二反射镜154d都位于光轴线H的同一侧(如图4所示都位于光学扫描单元100光轴线H的下侧),同时,第一反射镜153a和第二反射镜154a之间的光路、第二反射镜154b和第三反射镜155b之间的光路、第二反射镜154c和第三反射镜155c之间的光路和第一反射镜153d和第二反射镜154d之间的光路在所有光路中互不相交。
在一种可选的实施方式中,扫描透镜、反射镜为光学元件,沿着光束的传播方向,距离偏转装置最近的扫描透镜为第二扫描透镜152,靠近偏转装置140的光路,除第二扫描透镜152外,位于副扫描方向上的光轴线H的两侧都具有光学元件,且光学元件之差为大于零的偶数;例如,光路L2为靠近偏转装置140的一个光路,在光路L2中,光路L2在光轴线H一侧的光学元件的数量为1(即第一反射镜153b),另一侧的光学元件的数量为3(即第二反射镜154b、第一扫描透镜151a和第三反射镜155b),两侧的光学元件数量之差为2,2为大于零的偶数;光路L3为靠近偏转装置140的一个光路,在光路L3中,光路L3在光轴线H一侧的光学元件的数量为1(即第一反射镜153c),另一侧的光学元件的数量为3(即第二反射镜154c、第一扫描透镜151b和第三反射镜155c),两侧的光学元件数量之差为2,2为大于零的偶数。
远离偏转装置140的每一个光路,除第二扫描透镜152外,位于副扫描方向上的光轴线的两侧的光学元件数量之差为一以上的奇数;例如,光路L1为远离偏转装置140的一个光路,在光路L1中,光路L1在光轴线H一侧的光学元件的数量为0,另一侧的光学元件的数量为3(即第一反射镜153a、第一扫描透镜151a和第二反射镜154a),两侧的光学元件数量之差为3,3为大于一的奇数(即一以上的奇数);光路L4为远离偏转装置140的一个光路在光路L4中,光路L4在光轴线H一侧的光学元件的数量为0,另一侧的光学元件的数量为3(即第一反射镜153d、第一扫描透镜151b和第二反射镜154d),两侧的光学元件数量之差为3,3为大于一的奇数(即一以上的奇数)。
在一种可选的实施方式中,靠近偏转装置140的两个光路的第一反射镜153位于副扫描方向上的光轴线的同一侧,远离偏转装置140的两个光路的第一反射镜153位于副扫描方向上的光轴线H的另一侧;对于第一反射镜153位于副扫描方向上的光轴线的相同侧的两个光路,光路间的反射镜数量之差为偶数。例如,光路L2和L3为靠近偏转装置140的光路,光路L2的第一反射镜153b和光路L3的第一反射镜153c位于副扫描方向上的光轴线H的同一侧(即H的上侧),光路L2的反射镜数量(即第一反射镜153b、第二反射镜154b和第三反射镜155b)和光路L3的反射镜数量(即第一反射镜153c、第二反射镜154c和第三反射镜155c)之差为0,即偶数;光路L1和L4为远离偏转装置140的光路,光路L1的第一反射镜153a和光路L4的第一反射镜153d位于副扫描方向上的光轴线H的同一侧(即H的下侧),光路L1的反射镜数量(即第一反射镜153a、第二反射镜154a)和光路L4的反射镜数量(即第一反射镜153d、第二反射镜154d)之差为0,即为偶数。
在一种可选的实施方式中,如图5所示,本实施方式是在上述任一实施方式的基础上进一步优化,故与上述实施方式的相同的结构部分在此不再赘述,不同之处在于,沿着光束的传播方向,距离偏转装置140最近的反射镜为第一反射镜153;在副扫描方向上偏转装置140的转轴轴线V的同一侧,被所述偏转装置140偏转后位于副扫描方向上的光轴线H不同侧的光路,沿着光路从偏转装置140到第一扫描透镜151之间的反射镜数量之差为奇数;相对光轴线H在相同侧的光路,沿着光路从偏转装置140到第一扫描透镜151之间的反射镜数量之差为偶数。例如,光路L1(在光轴线H上侧)和光路L2(在光轴线H下侧)相对于光轴线H是在不同侧,光束L1沿着光路L1从偏转装置140到第一扫描透镜151c之间共有1个反射镜(即第一反射镜153a),而光束L2沿着光路L2从偏转装置140到第一扫描透镜151a之间共有2个反射镜(即第一反射镜153b和第二反射镜154b),它们的差值为1,是奇数;光路L3(在光轴线H上侧)和光路L4(在光轴线H下侧)相对于光轴线H是在不同侧,光束L3沿着光路L3从偏转装置140到第一扫描透镜151c之间共有2个反射镜(即第一反射镜153c和第二反射镜154c),而光束L4沿着光路L4从偏转装置140到第一扫描透镜151c之间共有1个反射镜(即第一反射镜153d),它们的差值为1,是奇数。
所有光路的第一扫描透镜151设在两个反射镜之间,至少两个光路的第一扫描透镜151和两个反射镜都位于副扫描方向上的光轴线的同一侧,且两个反射镜间的光路在所有光路中互不相交。例如,在光路L1中,第一扫描透镜151c设在第一反射镜153a和第二反射镜154a之间,且第一扫描透镜151c、第一反射镜153a和第二反射镜154a没有都位于光轴线H的同一侧,第一反射镜153a位于光轴线H一侧,第一扫描透镜151c和第二反射镜154a位于光轴线H的另一侧;在光路L2中,第一扫描透镜151c设在第二反射镜154b和第三反射镜155b之间,且第一扫描透镜151c、第二反射镜154b和第三反射镜155b都位于光轴线H的同一侧;在光路L3中,第一扫描透镜151c设在第二反射镜154c和第三反射镜155c之间,且第一扫描透镜151c、第二反射镜154c和第三反射镜155c都位于光轴线H的同一侧;在光路L4中,第一扫描透镜151c设在第一反射镜153d和第二反射镜154d之间,且第一扫描透镜151c、第一反射镜153d和第二反射镜154d都位于光轴线H的同一侧;且光路L2的第一扫描透镜151c、第二反射镜154b和第三反射镜155b,光路L3第一扫描透镜151c、第二反射镜154c和第三反射镜155c,光路L4的第一扫描透镜151c、第一反射镜153d和第二反射镜154d都位于光轴线H的同一侧(如图5所示都位于光学扫描单元100光轴线H的下侧);同时,第一反射镜153a和第二反射镜154a之间的光路、第二反射镜154b和第三反射镜155b之间的光路、第二反射镜154c和第三反射镜155c之间的光路和第一反射镜153d和第二反射镜154d之间的光路在所有光路中互不相交。
进一步的,光路L3位于光轴线H上侧的光学元件数量(第一反射镜153c)和位于光轴线H下侧的光学元件(第二反射镜154c、第一扫描透镜151c和第三反射镜154c)之差为2,即偶数。
对于靠近偏转装置140的两个光路(如光路L2和光路L3),两个光路的第一反射镜153位于副扫描方向上的光轴线的不同侧时,对于远离偏转装置140的两个光路(如光路L1和光路L4),两个光路的第一反射镜153位于副扫描方向上的光轴线的不同侧,对于第一反射镜153位于副扫描方向上的光轴线的相同侧的两个光路,光路间的反射镜数量之差为奇数。例如,光路L2和L3为靠近偏转装置140的光路,光路L2的第一反射镜153b位于副扫描方向上的光轴线H的下侧,光路L3的第一反射镜153c位于副扫描方向上的光轴线H的上侧;光路L1和L4为远离偏转装置140的光路,光路L1的第一反射镜153a位于副扫描方向上的光轴线H的上侧,光路L4的第一反射镜153d位于副扫描方向上的光轴线H的下侧;光路L1的第一反射镜153a和光路L3的第一反射镜153c位于副扫描方向上的光轴线H的同一侧(即H的上侧),光路L1的反射镜数量(即第一反射镜153a、第二反射镜154a)和光路L3的反射镜数量(即第一反射镜153c、第二反射镜154c和第三反射镜155c)之差为1,即奇数;光路L2的第一反射镜153b和光路L4的第一反射镜153d位于副扫描方向上的光轴线H的同一侧(即H的下侧),光路L2的反射镜数量(即第一反射镜153b、第二反射镜154b、第三反射镜153b)和光路L4的反射镜数量(即第一反射镜153d、第二反射镜154d)之差为1,即奇数。
在一种可选的实施方式中,远离偏转装置140的每一个光路,除第二扫描透镜152外,位于副扫描方向上的光轴线H的两侧的光学元件数量之差为一以上的奇数。例如,光路L1和光路L4为远离偏转装置140的光路,光路L1位于光轴线H上方的光学元件(即第一反射元件153a)数量为1,位于光轴线H下方的光学元件(即第一扫描透镜151a、第二反射元件154a)数量为2,两者之差为奇数1;光路L4位于光轴线H上方的光学元件数量为0,位于光轴线H下方的光学元件(即第一反射镜153d、第一扫描透镜151c、第二反射元件154d)数量为3,两者之差为3,即为一以上的奇数。
通过这样设计,光路L1~L4四个光路的最靠近成像单元200的感光组件210的第一扫描透镜151都可以使用同一个扫描透镜151c(即所有光路的第一扫描透镜151的形状相同),减少了扫描透镜的种类,这样在降低扫描透镜的成本同时,也确保了扫描透镜组装的便利性,不会混淆。
需要说明的是,第一扫描透镜151c与第一扫描透镜151a和第一扫描透镜151b具有相同的特点,即沿着光束的传播方向,第一扫描透镜151c在副扫描方向上的曲面中心与在副扫描方向上的透镜厚度中心不重合,且光束是通过第一扫描透镜151c的区域在副扫描方向上相对曲面中心在透镜厚度中心一侧。这样第一扫描透镜151c在副扫描方向上的厚度可以被设计的更小,降低透镜成本;实现了在保证获得高的打印画像品质的同时,降低光学扫描单元的成本,提高了各光学元件安装的便利性,保证足够的光路长度,减小体积,提高成像质量。
在一种可选的实施方式中,如图6所示,在副扫描方向上,光束射入到第一扫描透镜151的光束中心A位于曲面中心B和透镜厚度中心C之间,其中,第一扫描透镜151可以是上述的第一扫描透镜151a、第一扫描透镜151b、第一扫描透镜151c中的至少一种。
以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明创造构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。
Claims (15)
1.一种光学扫描单元,其特征在于,包括:
多个光源,用于发射光束;
偏转装置,用于偏转从多个所述光源发射的多条光束,其中每个所述光源对应于多个被扫描的目标表面中的每一个;
扫描光学系统,将由被所述偏转装置偏转的多条光束引导到对应的所述目标表面上,包括多个反射镜,用于改变所述光学扫描单元内部光束的传播方向;以及
多个扫描透镜,沿着所述光束的光路传播方向,距离每一个所述目标表面最近的所述扫描透镜为第一扫描透镜,所述第一扫描透镜在副扫描方向上的曲面中心与在副扫描方向上的透镜厚度中心不重合,且所述光束通过所述第一扫描透镜的区域在副扫描方向上相对曲面中心在透镜厚度中心一侧。
2.根据权利要求1所述的光学扫描单元,其特征在于,在副扫描方向上所述偏转装置的转轴轴线同一侧,被所述偏转装置偏转后位于副扫描方向上的光轴线不同侧的光路,沿着光路从所述偏转装置到所述第一扫描透镜之间的所述反射镜数量之差为奇数。
3.根据权利要求2所述的光学扫描单元,其特征在于,被所述偏转装置偏转后位于副扫描方向上的光轴线一侧的任一光路与位于副扫描方向上的光轴线另一侧的任一光路,沿着光路从所述偏转装置到所述第一扫描透镜之间的所述反射镜数量之差为奇数。
4.根据权利要求2所述的光学扫描单元,其特征在于,被所述偏转装置偏转后位于副扫描方向上的光轴线相同侧的光路,沿着光路从所述偏转装置到所述第一扫描透镜之间的所述反射镜数量之差为偶数。
5.根据权利要求1-4任一项所述的光学扫描单元,其特征在于,在副扫描方向上位于所述偏转装置的转轴轴线同一侧的光路的所述第一扫描透镜的形状相同。
6.根据权利要求1-4任一项所述的光学扫描单元,其特征在于,所有光路的每一个所述第一扫描透镜设在两个所述反射镜之间,且至少两个光路的所述第一扫描透镜和两个所述反射镜都位于副扫描方向上的光轴线的同一侧。
7.根据权利要求6所述的光学扫描单元,其特征在于,所有光路的每一个所述第一扫描透镜设在两个所述反射镜之间,且所有光路的所述第一扫描透镜和两个所述反射镜都位于副扫描方向上的光轴线的同一侧。
8.根据权利要求1-4任一项所述的光学扫描单元,其特征在于,所述扫描透镜、所述反射镜为光学元件,沿着所述光束的传播方向,距离所述偏转装置最近的所述扫描透镜为第二扫描透镜,从副扫描方向看,靠近所述偏转装置的至少一个光路,除所述第二扫描透镜外,位于副扫描方向上的光轴线的两侧都具有所述光学元件,且该光路位于副扫描方向上的光轴线两侧的所述光学元件数量之差为大于零的偶数。
9.根据权利要求1-4任一项所述的光学扫描单元,其特征在于,所述扫描透镜、所述反射镜为光学元件,沿着所述光束的传播方向,距离所述偏转装置最近的所述扫描透镜为第二扫描透镜,从副扫描方向看,靠近所述偏转装置的每一个光路,除所述第二扫描透镜外,位于副扫描方向上的光轴线的两侧都具有所述光学元件,且该光路位于副扫描方向上的光轴线两侧的所述光学元件数量之差为大于零的偶数。
10.根据权利要求1-4任一项所述的光学扫描单元,其特征在于,所述扫描透镜、所述反射镜为光学元件,沿着所述光束的传播方向,距离所述偏转装置最近的所述扫描透镜为第二扫描透镜,从副扫描方向看,远离所述偏转装置的每一个光路,除所述第二扫描透镜外,位于副扫描方向上的光轴线的两侧的所述光学元件数量之差为一以上的奇数。
11.根据权利要求1-4任一项所述的光学扫描单元,其特征在于,沿着每条所述光束的传播方向,距离所述偏转装置最近的所述反射镜为第一反射镜;靠近所述偏转装置的两个光路的所述第一反射镜位于副扫描方向上的光轴线的同一侧,远离所述偏转装置的两个光路的所述第一反射镜位于副扫描方向上的光轴线的另一侧;对于所述第一反射镜位于副扫描方向上的光轴线的相同侧的两个光路,光路间的所述反射镜数量之差为偶数。
12.根据权利要求1-4任一项所述的光学扫描单元,其特征在于,沿着每条所述光束的传播方向,距离所述偏转装置最近的所述反射镜为第一反射镜;靠近所述偏转装置的两个光路的所述第一反射镜位于副扫描方向上的光轴线的不同侧,远离所述偏转装置的两个光路的所述第一反射镜位于副扫描方向上的光轴线的不同侧,对于所述第一反射镜位于副扫描方向上的光轴线的相同侧的两个光路,光路间的所述反射镜数量之差为奇数。
13.根据权利要求12所述的光学扫描单元,其特征在于,所有光路的所述第一扫描透镜的形状相同。
14.根据权利要求1-4任一项所述的光学扫描单元,其特征在于,在副扫描方向上,所述光束射入到所述第一扫描透镜的光束中心位于所述曲面中心和所述透镜厚度中心之间。
15.一种图像形成装置,其特征在于,包括:
权利要求1-14任一项所述的光学扫描单元;
成像单元,包括感光组件,具有所述目标表面,在所述目标表面上形成静电潜像;以及
显影组件,用于将所述静电潜像显影成碳粉图像;
转印单元,用于将被显影的碳粉图像转印到转印介质上;
定影单元,用于将转印介质上的碳粉图像定影。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |