光掃描單元和包括其的電子照相成像設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種光掃描單元和包括其的電子照相成像設(shè)備。該光掃描單元包括：光源，根據(jù)圖像信號發(fā)射光束；光偏轉(zhuǎn)器，偏轉(zhuǎn)和掃描從光源發(fā)射的光束；以及同步探測光學(xué)系統(tǒng)，包括通過接收被光偏轉(zhuǎn)器偏轉(zhuǎn)和掃描的光束的一部分來探測同步信號的同步探測傳感器和設(shè)置在光偏轉(zhuǎn)器與同步探測傳感器之間的同步探測透鏡，其中同步探測透鏡是變形透鏡，在該變形透鏡中在第一方向上的折射能力和在不同于第一方向的第二方向上的折射能力是不同的，其中同步探測透鏡的第一方向關(guān)于主掃描方向傾斜，入射到同步探測透鏡上的光束在該主掃描方向上被掃描。
【專利說明】光掃描單元和包括其的電子照相成像設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開涉及光掃描單元和包括其的成像設(shè)備，更具體地，涉及具有改善的結(jié)構(gòu)的光掃描單元和包括該光掃描單元的成像設(shè)備，該光掃描單元包括用于探測水平同步信號的同步探測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]光掃描單元將從光源發(fā)射的光掃描到預(yù)定區(qū)域上，其被用于不同的設(shè)備和裝置，諸如電子照相成像設(shè)備、掃描顯示裝置等等。
[0003]由于光掃描單元通過利用被掃描的光來形成圖像，所以確定掃描的起始位置和結(jié)束位置是重要的，因此光掃描單元包括用于使圖像水平地同步的同步探測系統(tǒng)。
[0004]例如，在電子照相成像設(shè)備諸如激光束打印機(jī)、數(shù)字影印機(jī)或多功能打印機(jī)(MFP )中，光掃描單元通過在光電導(dǎo)鼓上掃描光束來形成靜電潛像。所形成的靜電潛像通過使用顯影劑諸如調(diào)色劑而被顯影為顯影圖像，該顯影圖像被轉(zhuǎn)印到打印介質(zhì)。在這樣的成像設(shè)備中，如果在光電導(dǎo)鼓上被掃描的光束的掃描位置關(guān)于每一掃描行而不同，則發(fā)生圖像偏移，而顏色彼此交疊以形成彩色圖像的位置被移動。因此，為了實(shí)現(xiàn)高分辨率圖像，需要使得掃描開始位置在計(jì)時(shí)上的變化最小化的同步探測系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]附加的方面和/或優(yōu)點(diǎn)將在隨后的描述中部分地闡述，并且部分地由該描述而顯見，或者可以通過本發(fā)明的實(shí)踐而習(xí)之。
[0006]本公開提供了一種光掃描單元和包括該光掃描單元的成像設(shè)備，在該光掃描單元中減小了由于光偏轉(zhuǎn)器的光偏轉(zhuǎn)表面的表面塌陷而導(dǎo)致的掃描開始位置的變化。
[0007]根據(jù)一個(gè)方面，提供了一種光掃描單兀，其包括:光源，根據(jù)圖像信號發(fā)射光束；光偏轉(zhuǎn)器，偏轉(zhuǎn)和掃描從光源發(fā)射的光束；以及同步探測光學(xué)系統(tǒng)，包括通過接收被光偏轉(zhuǎn)器偏轉(zhuǎn)和掃描的光束的一部分來探測同步信號的同步探測傳感器和設(shè)置在光偏轉(zhuǎn)器與同步探測傳感器之間的同步探測透鏡，其中同步探測透鏡是變形透鏡，在該變形透鏡中在第一方向上的折射能力和在不同于第一方向的第二方向上的折射能力是不同的，其中同步探測透鏡的第一方向關(guān)于主掃描方向傾斜，入射到同步探測透鏡上的光束在該主掃描方向上被掃描。
[0008]當(dāng)沿著正交于主掃描方向的輔掃描平面觀看時(shí)，從光源發(fā)射的光束可以傾斜地入射到光偏轉(zhuǎn)器的偏轉(zhuǎn)表面上。同步探測透鏡的第一方向與主掃描方向之間的角Λ θ可以通過分別在主掃描方向和輔掃描方向上行進(jìn)到同步探測透鏡的光束關(guān)于光偏轉(zhuǎn)器的入射角α和入射角β而被確定,該角Λ Θ獨(dú)立于光偏轉(zhuǎn)器的表面塌陷的程度。
[0009]同步探測透鏡的第一方向與主掃描方向之間的角Λ Θ可以大于在輔掃描方向上光束關(guān)于光偏轉(zhuǎn)器的入射角β。
[0010]同步探測透鏡的第一方向與主掃描方向之間的角Λ Θ可以通過以下等式表示:[0011]〈等式〉
[0012]Δ θ = arctan (tan α.tan β )。
[0013]同步探測傳感器可以具有矩形的探測表面，該探測表面的寬度方向可以以由以上等式表示的角Λ θ傾斜。
[0014]在輔掃描方向上光束關(guān)于光偏轉(zhuǎn)器的入射角β可以在O至10度的范圍內(nèi)。在輔掃描方向上光束關(guān)于光偏轉(zhuǎn)器的入射角β可以在2至4度的范圍內(nèi)。
[0015]在同步探測透鏡的第一方向與主掃描方向之間的角Λ Θ可以在3至20度的范圍內(nèi)。
[0016]同步探測傳感器可以具有矩形的探測表面，該探測表面的寬度方向關(guān)于主掃描方向傾斜。同步探測透鏡的第一方向和探測表面的寬度方向可以彼此平行。備選地，探測表面的寬度方向可以關(guān)于主掃描方向傾斜。
[0017]同步探測透鏡的第一方向可以正交于同步探測透鏡的光軸，同步探測透鏡的第二方向可以正交于同步探測透鏡的光軸和第一方向兩者。
[0018]同步探測透鏡在第二方向上的折射能力可以大于同步探測透鏡在第一方向上的折射能力。同步探測透鏡可以通過在第二方向上的折射能力而在輔掃描方向上使光束成像在同步探測傳感器的探測表面上。
[0019]當(dāng)沿著正交于主掃描方向的輔掃描平面觀看時(shí)，同步探測光學(xué)系統(tǒng)可以具有關(guān)于光偏轉(zhuǎn)器的偏轉(zhuǎn)表面和同步探測傳感器的探測表面的結(jié)合關(guān)系。
[0020]變形透鏡的至少一個(gè)外表面可以正交于主掃描方向，變形透鏡的第一方向可以關(guān)于正交于主掃描方向的該至少一個(gè)外表面傾斜。變形透鏡的至少一個(gè)外表面可以正交于第一方向，正交于第一方向的該至少一個(gè)外表面可以關(guān)于主掃描方向傾斜。
[0021]光源可包括分別發(fā)射第一和第二光束的第一和第二光源，其中當(dāng)沿著正交于主掃描方向的輔掃描平面觀看時(shí)，第一和第二光束以不同的角度入射到光偏轉(zhuǎn)器的偏轉(zhuǎn)表面，其中同步探測光學(xué)系統(tǒng)包括探測第一光束的同步信號的第一同步探測光學(xué)系統(tǒng)和探測第二光束的同步信號的第二同步探測光學(xué)系統(tǒng)中的至少一個(gè)。此外，光源可以還包括分別發(fā)射第三和第四光束的第三和第四光源，其中當(dāng)沿著正交于主掃描方向的輔掃描平面觀看時(shí)，第三和第四光束以不同的角度入射到光偏轉(zhuǎn)器的偏轉(zhuǎn)表面上，該偏轉(zhuǎn)表面不同于偏轉(zhuǎn)第一和第二光束的偏轉(zhuǎn)表面，其中同步探測光學(xué)系統(tǒng)包括探測第三光束的同步信號的第三同步探測光學(xué)系統(tǒng)和探測第四光束的同步信號的第四同步探測光學(xué)系統(tǒng)中的至少一個(gè)。
[0022]同步探測光學(xué)系統(tǒng)可以設(shè)置在被光偏轉(zhuǎn)器偏轉(zhuǎn)和掃描的光的掃描線的開始端處。
[0023]光掃描單?？梢赃€包括設(shè)置在光源與光偏轉(zhuǎn)器之間的入射光學(xué)系統(tǒng)。例如，入射光學(xué)系統(tǒng)可以包括:準(zhǔn)直透鏡，允許從光源發(fā)射的光束形成為準(zhǔn)直光；孔徑光闌，使得從光源發(fā)射的光束的光通量的橫截面定形；以及柱面透鏡，將從光源發(fā)射的光束在輔掃描方向上準(zhǔn)直，該輔掃描方向平行于光偏轉(zhuǎn)器的旋轉(zhuǎn)軸。
[0024]光掃描單?？梢赃€包括成像光學(xué)系統(tǒng)，其在被掃描的表面上形成被光偏轉(zhuǎn)器偏轉(zhuǎn)和掃描的光束。
[0025]根據(jù)一個(gè)方面，提供了一種電子照相成像設(shè)備，其包括:光電導(dǎo)主體；光掃描單元，將光束掃描到光電導(dǎo)主體的被掃描的表面上以形成靜電潛像；以及顯影單元，通過供應(yīng)調(diào)色劑到靜電潛像來顯影靜電潛像，其中該光掃描單元包括:光源，根據(jù)圖像信號發(fā)射光束；光偏轉(zhuǎn)器，偏轉(zhuǎn)和掃描從光源發(fā)射的光束；以及同步探測光學(xué)系統(tǒng)，包括通過接收被光偏轉(zhuǎn)器偏轉(zhuǎn)和掃描的光束的一部分來探測同步信號的同步探測傳感器和設(shè)置在光偏轉(zhuǎn)器與同步探測傳感器之間的同步探測透鏡，其中同步探測透鏡是變形透鏡，在該變形透鏡中在第一方向上的折射能力和在不同于第一方向的第二方向上的折射能力是不同的，其中同步探測透鏡的第一方向關(guān)于主掃描方向傾斜，入射到同步探測透鏡上的光束在該主掃描方向上被掃描。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]以上和其他特征和優(yōu)點(diǎn)將通過參考附圖詳細(xì)描述其示范性實(shí)施方式而變得更明顯，附圖中:
[0027]圖1是示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的光掃描單元的光學(xué)布置的示意圖；
[0028]圖2是示意圖，示出在輔掃描平面上圖1的光掃描單元從光源到被掃描的表面的光學(xué)布置;
[0029]圖3是示意圖，示出在輔掃描平面上圖1的光掃描單元從光源到同步探測傳感器的光學(xué)布置；
[0030]圖4是示出圖1的光掃描單元的同步探測光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)布置的示意圖；
[0031]圖5是在輔掃描平面上傾斜地入射到光偏轉(zhuǎn)器上的光線的示意圖；
[0032]圖6是在輔掃描平面上被光偏轉(zhuǎn)器反射地偏轉(zhuǎn)的光線的示意圖；
[0033]圖7示出在圖1的光掃描單元中的光偏轉(zhuǎn)器中的表面塌陷；
[0034]圖8示出通過圖4的同步探測光學(xué)系統(tǒng)掃描的光束的軌跡；
[0035]圖9是示意圖，示出圖1的光掃描單元的同步探測光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)布置；
[0036]圖10是示意圖，示出圖1的光掃描單元的同步探測光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)布置；以及
[0037]圖11是包括光掃描單元的電子照相成像設(shè)備的示意結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0038]現(xiàn)在將參考附圖更充分地描述本公開，在附圖中示出示范性實(shí)施方式。在附圖中，相同的附圖標(biāo)記指代相同的元件，為了清晰起見，層和區(qū)域的厚度被夸大。如這里所使用的，術(shù)語“和/或”包括相關(guān)列舉項(xiàng)目的一個(gè)或多個(gè)的任意和所有組合。當(dāng)諸如的至少一個(gè)”的表述在一列元件之前時(shí)，其修飾整列的元件而不修飾該列中的單個(gè)元件。
[0039]圖1是示出在主掃描平面上光掃描單元100的光學(xué)布置的示意圖。圖2是示意圖，不出在輔掃描平面上圖1的光掃描單兀100從光源到被掃描的表面210a和210b的光學(xué)布置。圖3是示意圖，示出在輔掃描平面上圖1的光掃描單元100中的同步探測光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)布置。參考圖2和圖3,附圖標(biāo)記150表不光偏轉(zhuǎn)器,在此為了簡化光路徑，由光偏轉(zhuǎn)器150進(jìn)行的光的反射偏轉(zhuǎn)被忽略。
[0040]在此說明書中，主掃描方向是指第一至第四光束L1、L2、L3和L4通過光偏轉(zhuǎn)器150的旋轉(zhuǎn)A而被偏轉(zhuǎn)和掃描的偏轉(zhuǎn)方向。從被掃描的表面210a、210b、210c和210d觀看，光被光偏轉(zhuǎn)器150偏轉(zhuǎn)和掃描的方向B可以被認(rèn)為是主掃描方向。此外，當(dāng)從同步探測光學(xué)系統(tǒng)觀看，例如，從第三同步探測傳感器190c觀看時(shí)，方向B’可以被認(rèn)為是主掃描方向。
[0041]另外，主掃描平面是指當(dāng)?shù)谝恢恋谒墓馐鳯1、L2、L3和L4通過光偏轉(zhuǎn)器150的旋轉(zhuǎn)A而被偏轉(zhuǎn)和掃描時(shí)第一至第四光束L1、L2、L3和L4中的每個(gè)處于其上的平面。對于第一至第四光束L1、L2、L3和L4中每個(gè)的主掃描平面同時(shí)平行于第一至第四光束L1、L2、L3和L4中每個(gè)的行進(jìn)方向和主掃描方向，并且正交于光偏轉(zhuǎn)器150的旋轉(zhuǎn)軸。如下文將描述的，根據(jù)本發(fā)明當(dāng)前實(shí)施方式的光掃描單元100包括傾斜光學(xué)系統(tǒng)，因此嚴(yán)格來說，第一至第四光束L1、L2、L3和L4具有關(guān)于彼此不同的主掃描平面；但是考慮到它們是對稱的，為了方便描述起見，不出了圖1中位于主掃描平面上的光掃描單兀100的光學(xué)系統(tǒng)。
[0042]輔掃描方向是主掃描平面的法線方向，其對應(yīng)于被掃描的表面210a、210b、210c和210d根據(jù)光電導(dǎo)鼓210 (圖12)的旋轉(zhuǎn)而移動的方向，如下文將描述的。也就是說，輔掃描方向垂直于第一至第四光束L1、L2、L3和L4的行進(jìn)方向和主掃描方向B或B’兩者。
[0043]輔掃描平面是正交于主掃描方向并且平行于第一至第四光束L1、L2、L3和L4的行進(jìn)方向和輔掃描方向兩者的平面。在圖2和圖3中，不出了在關(guān)于第一光束LI和第二光束L2的公共輔掃描平面上光掃描單元100的光學(xué)系統(tǒng)。
[0044]參考圖1至圖3，光掃描單元100包括四個(gè)光源、即第一至第四光源110a、110b、IlOc和110d，所述第一至第四光源110a、110b、110c和IlOd分別發(fā)射四個(gè)光束、即第一至第四光束L1、L2、L3和L4。激光二極管可以被用作第一至第四光源110a、110b、IlOc和IlOd0第一至第四光源110a、110b、110c和IlOd可以發(fā)射根據(jù)與黑色(K)、品紅色(M)、黃色(Y)和青色(C)的圖像信息相應(yīng)的圖像信號調(diào)制的光束。
[0045]從四個(gè)光源、即第一至第四光源110a、110b、110c和IlOd發(fā)出的四個(gè)光束、即第一至第四光束L1、L2、L3和L4被一個(gè)光偏轉(zhuǎn)器150偏轉(zhuǎn)以被掃描。光偏轉(zhuǎn)器150可以是例如旋轉(zhuǎn)多面鏡，其包括關(guān)于旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的多個(gè)反射表面，即偏轉(zhuǎn)表面。備選地，光偏轉(zhuǎn)器150可以是微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)鏡。
[0046]在四個(gè)光源、即第一至第四光源110a、110b、110c和IlOd之中，第一光源IlOa和第二光源IlOb被布置為平行于主掃描方向，并且光源IlOc和IlOd可以被布置為平行于輔掃描方向。也就是說，從如圖1中的主掃描平面觀看，第一光源IIOa和第二光源IlOb可以被布置為交疊，第三光源IlOc和第四光源IlOd可以被布置為交疊。此外,第一光源IlOa和第二光源IlOb可以關(guān)于第三光源IlOc和第四光源IlOd對稱地布置而光偏轉(zhuǎn)器150位于其間。
[0047]入射光學(xué)系統(tǒng)可以設(shè)置在第一至第四光源110a、110b、IlOc和IlOd與光偏轉(zhuǎn)器150之間的光路徑上。入射光學(xué)系統(tǒng)可以包括分別設(shè)置在光路徑上的四個(gè)準(zhǔn)直透鏡120a、120b、120c和120d、四個(gè)孔徑光闌130a、130b、130c和130d、以及兩個(gè)柱面透鏡、即第一柱面透鏡140ab和第二柱面透鏡140cd中的至少一個(gè)。準(zhǔn)直透鏡120a、120b、120c和120d是允許從光源發(fā)射的光束形成為準(zhǔn)直光或會聚光的聚光透鏡?？讖焦怅@130a、130b、130c和130d使第一至第四光束L1、L2、L3和L4的光通量的橫截面(即，其直徑和形狀)定形。第一柱面透鏡140ab和第二柱面透鏡140cd是變形透鏡，其將第一至第四光束L1、L2、L3和L4在與輔掃描方向相應(yīng)的方向上準(zhǔn)直，以將第一至第四光束L1、L2、L3和L4在光偏轉(zhuǎn)器150的偏轉(zhuǎn)表面上形成為近似線性圖像。第一柱面透鏡140ab可以被用于分開入射并且平行于輔掃描方向的第一光束LI和第二光束L2，第二柱面透鏡140cd可以被用于分開入射并且平行于輔掃描方向的第三光束L3和第四光束L4。備選地,也可為第一至第四光束L1、L2、L3和L4分別提供柱面透鏡。此外，準(zhǔn)直透鏡120a、120b、120c和120d以及第一和第二柱面透鏡140ab和140cd可以一體形成，使得光通量經(jīng)由單個(gè)透鏡聚焦在輔掃描方向上，并且將該光通量形成為在主掃描方向上的準(zhǔn)直光或會聚光。雖然上文描述了孔徑光闌130a、130b、130c和130d被布置在準(zhǔn)直透鏡120al20b、120c和120d與第一和第二柱面透鏡140ab和140cd之間，但是孔徑光闌130a、130b、130c和130d也可以被布置在入射光學(xué)系統(tǒng)中的不同位置，例如，在第一至第四光源110a、110b、IlOc和IlOd與準(zhǔn)直透鏡120a、120b、120c和120d之間或在第一和第二柱面透鏡140ab和140cd與光偏轉(zhuǎn)器150之間。
[0048]如上文所述的入射光學(xué)系統(tǒng)可以被布置為使得從四個(gè)光源、即第一至第四光源110a、IIOb、110c和IlOd發(fā)射的四個(gè)光束、即第一至第四光束L1、L2、L3和L4傾斜地入射到光偏轉(zhuǎn)器150的偏轉(zhuǎn)表面151上。此外，如圖2和圖3所示，四個(gè)光源、即第一至第四光源110a、110b、110c和IlOd之中，入射光學(xué)系統(tǒng)可以被設(shè)計(jì)為使得，當(dāng)沿著輔掃描平面觀看時(shí)，第一光束LI和第二光束L2對稱地入射到光偏轉(zhuǎn)器150的偏轉(zhuǎn)表面151上。按類似方式，入射光學(xué)系統(tǒng)可以被設(shè)計(jì)為使得，當(dāng)沿著輔掃描平面觀看時(shí)，第三光束L3和第四光束L4對稱地入射到光偏轉(zhuǎn)器150的另一偏轉(zhuǎn)表面151上。
[0049]在輔掃描平面上從第一光源IlOa發(fā)射的第一光束LI關(guān)于光偏轉(zhuǎn)器150的偏轉(zhuǎn)表面151的入射角β可以在O至10度的范圍內(nèi)，優(yōu)選地，在2至4度的范圍內(nèi)。同樣地，在輔掃描平面上從第二光源IlOb發(fā)射的第二光束L2關(guān)于光偏轉(zhuǎn)器150的偏轉(zhuǎn)表面151的入射角β可以在O至10度的范圍內(nèi)，優(yōu)選地，在2至4度的范圍內(nèi)。如果第一至第四光束L1、L2、L3和L4的入射角β大，則當(dāng)?shù)谝恢恋谒墓馐鳯1、L2、L3和L4被光偏轉(zhuǎn)器150偏轉(zhuǎn)和掃描時(shí)它們可容易地被分開，但是成像光學(xué)系統(tǒng)可具有復(fù)雜的光學(xué)構(gòu)造。因此，第一至第四光束L1、L2、L3和L4的入射角β可以根據(jù)需要的光學(xué)規(guī)格而確定。
[0050]如上文所述，因?yàn)槿肷涔鈱W(xué)系統(tǒng)是傾斜的光學(xué)系統(tǒng)，所以光掃描單元100能夠通過使用單個(gè)光偏轉(zhuǎn)器150來掃描多個(gè)光束，因此具有小尺寸的光掃描單元100和彩色成像設(shè)備可以由此形成來減少材料成本。
[0051]成像光學(xué)系統(tǒng)可以設(shè)置在光偏轉(zhuǎn)器150與被掃描的表面210a、210b、210c和210d之間的光路徑上。成像光學(xué)系統(tǒng)在被掃描的表面210a、210b、210c和210d上使得被光偏轉(zhuǎn)器150偏轉(zhuǎn)和掃描的第一至第四光束L1、L2、L3和L4成像。成像光學(xué)系統(tǒng)可包括非球面透鏡，其具有以相同速度校正將要掃描到被掃描的表面210a、210b、210c和210d上的第一至第四光束L1、L2、L3和L4的特性。
[0052]例如，成像光學(xué)系統(tǒng)可包括設(shè)置在第一至第四光束L1、L2、L3和L4的每條光路徑上的兩個(gè)第一掃描透鏡160ab和160cd以及四個(gè)第二掃描透鏡170a、170b、170c和170d。在此，兩個(gè)第一掃描透鏡160ab和160cd具有在輔掃描方向上的近似零(O)的折射能力，四個(gè)第二掃描透鏡170a、170b、170c和170d可以形成為具有成像光學(xué)系統(tǒng)所需的在輔掃描方向上的大部分折射能力。第一掃描透鏡160ab和160cd之一,第一掃描透鏡160ab可以被分開地偏轉(zhuǎn)和掃描并且平行于輔掃描方向的第一光束LI和第二光束L2共用，另一個(gè)第一掃描透鏡160cd可以被分開地偏轉(zhuǎn)和掃描并且平行于輔掃描方向的第三光束L3和第四光束L4共用。
[0053]第二掃描透鏡170a、170b、170c和170d可以被布置為使得其頂點(diǎn)(中心點(diǎn))關(guān)于光軸在輔掃描方向上被偏轉(zhuǎn)。也就是說，第二掃描透鏡170a、170b、170c和170d可以被布置為使得第一至第四光束L1、L2、L3和L4在輔掃描方向上被偏轉(zhuǎn)的同時(shí)穿過。例如根據(jù)下文將參考圖1詳細(xì)描述的設(shè)計(jì)示例，第二掃描透鏡170a、170b、170c和170d可以被布置為使得其頂點(diǎn)在輔掃描方向上被偏轉(zhuǎn)4.7mm。通過在被偏轉(zhuǎn)位置上布置傾斜的光學(xué)系統(tǒng)，在被掃描的表面210a、210b、210c和210d上的掃描線曲率特性可以得到改善，第二掃描透鏡170a、170b、170c和170d的入射表面和出射表面的有效表面可以減少。
[0054]雖然在當(dāng)前實(shí)施方式中兩個(gè)第一掃描透鏡160ab和160cd被四個(gè)光束、即第一至第四光束L1、L2、L3和L4共用，但是也可為四個(gè)光束、即第一至第四光束L1、L2、L3和L4分別提供第一掃描透鏡。此外，雖然根據(jù)當(dāng)前實(shí)施方式的成像光學(xué)系統(tǒng)由用于每條光路徑的兩個(gè)掃描透鏡組成，但是成像光學(xué)系統(tǒng)可由用于每條光路徑的一個(gè)掃描透鏡或者三個(gè)或更多掃描透鏡組成。
[0055]可以適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)光路徑的反射鏡(未示出)可以進(jìn)一步包括在成像光學(xué)系統(tǒng)之內(nèi)或者插置在成像光學(xué)系統(tǒng)與被掃描的表面210a、210b、210c和210d之間。
[0056]用于探測被光偏轉(zhuǎn)器150偏轉(zhuǎn)和掃描的第一至第四光束L1、L2、L3和L4的同步信號的同步探測光學(xué)系統(tǒng)被提供。同步探測光學(xué)系統(tǒng)包括設(shè)置在被光偏轉(zhuǎn)器150偏轉(zhuǎn)和掃描的第一光束LI的光路徑上的第一同步探測透鏡180a和第一同步探測傳感器190a。
[0057]如圖1所示，第一同步探測透鏡180a和第一同步探測傳感器190a可以沿著光偏轉(zhuǎn)器150的預(yù)定偏轉(zhuǎn)表面151上被偏轉(zhuǎn)和掃描的掃描線設(shè)置在主掃描開始的開始端。因此，第一同步探測傳感器190a可以探測表明第一光束LI的掃描線的開始的同步信號。
[0058]當(dāng)沿著主掃描平面觀看時(shí)，第一光束LI和第二光束L2彼此交疊的同時(shí)被光偏轉(zhuǎn)器150偏轉(zhuǎn)和掃描，如圖1所示，因此第二光束L2可以通過利用同步信號而與第一光束LI同步，通過利用第一同步探測傳感器190a探測該同步信號。備選地，如圖3所示，同步探測光學(xué)系統(tǒng)可以進(jìn)一步包括設(shè)置在被光偏轉(zhuǎn)器150偏轉(zhuǎn)和掃描的第二光束L2的光路徑上的第二同步探測透鏡180b和第二同步探測傳感器190b。第二同步探測透鏡180b和第二同步探測傳感器190b可以具有分別與第一同步探測透鏡180a和第一同步探測傳感器190a基本上相同的構(gòu)造。同樣地，如果額外地包括第二同步探測透鏡180b和第二同步探測傳感器190b，則通過使用第二同步探測傳感器190b探測第二光束L2的同步信號可以對于第二光束L2執(zhí)行更準(zhǔn)確的同步操作。
[0059]此外，由于第一光束LI和第三光束L3關(guān)于其間的光偏轉(zhuǎn)器150對稱地布置，因此第三光束L3可以通過利用同步信號被同步，通過利用第一同步探測傳感器190a探測該同步信號。備選地，如圖1所示，同步探測光學(xué)系統(tǒng)可以進(jìn)一步包括設(shè)置在被光偏轉(zhuǎn)器150偏轉(zhuǎn)和掃描的第三光束L3的光路徑上的第三同步探測透鏡180c和第三同步探測傳感器190c。在此，第三同步探測透鏡180c和第三同步探測傳感器190c可以具有與上文所述的第一同步探測透鏡180a和第二同步探測傳感器190b基本上相同的構(gòu)造，除了傾斜角Λ Θ之夕卜。同樣地，如果額外地包括第三同步探測透鏡180c和第三同步探測傳感器190c，則通過使用第三同步探測傳感器190c探測第三光束L3的同步信號可以執(zhí)行更準(zhǔn)確的同步操作。此外，關(guān)于第四光束L4，可以進(jìn)一步包括第四同步探測透鏡(未示出)和第四同步探測傳感器(未不出)。
[0060]接下來，將詳細(xì)描述同步探測光學(xué)系統(tǒng)。同步探測透鏡和同步探測傳感器的構(gòu)造對于第一至第四光束L1、L2、L3和L4中的任一個(gè)基本上相同，因此在下文,光束將標(biāo)記為L，同步探測透鏡將標(biāo)記為附圖標(biāo)記180，同步探測傳感器將標(biāo)記為附圖標(biāo)記190。[0061]圖4是示意圖，示出圖1的光掃描單元100的同步探測光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)布置。參考圖4，同步探測透鏡180使得用于探測同步信號的光通量成像在同步探測傳感器190的探測表面195上，以調(diào)節(jié)被光偏轉(zhuǎn)器150偏轉(zhuǎn)和掃描的光束L的掃描開始位置的計(jì)時(shí)。
[0062]同步探測透鏡180可以被設(shè)計(jì)為使得光偏轉(zhuǎn)器150的偏轉(zhuǎn)表面151和同步探測傳感器190的探測表面195具有彼此結(jié)合的關(guān)系。換句話說，如圖3所示，同步探測透鏡180可以形成為使得當(dāng)光束L關(guān)于輔掃描平面在光偏轉(zhuǎn)器150的偏轉(zhuǎn)表面151上形成為圖像時(shí)，圖像可以形成在同步探測傳感器190的探測表面195上。
[0063]同步探測透鏡180可以是在第一方向181和不同于第一方向181的第二方向182上具有不同的折射能力的至少一個(gè)變形透鏡。同步探測透鏡180在第二方向182上的折射能力可以大于同步探測透鏡180在第一方向181上的折射能力，使得光束L至少在輔掃描方向上成像在同步探測傳感器190的探測表面195上。第一方向181正交于同步探測透鏡180的光軸(即，Z方向),并且可以關(guān)于主掃描方向(Y方向)在順時(shí)針方向上傾斜角Λ Θ。第二方向182正交于第一方向181和該光軸兩者，并且可以關(guān)于輔掃描方向(X方向)在順時(shí)針方向上傾斜角Δ θ。角Λ θ，如下文在等式9中所表示的，可以近似于角β和角α，光束L以角β和角α入射到光偏轉(zhuǎn)器150上。在此，參考圖1，關(guān)于第一光束LI在主掃描方向上的入射角ct I和關(guān)于第二光束L2在主掃描方向上的入射角α 2可以彼此不同。
[0064]同步探測傳感器190是通過探測光束LI的被光偏轉(zhuǎn)器150偏轉(zhuǎn)和掃描的部分產(chǎn)生同步信號的裝置，并且可以是例如光電二極管、光傳感器IC等。同步探測傳感器190的探測表面195可以具有在預(yù)定方向上延伸的矩形形狀。在此，同步探測傳感器190可以設(shè)置為使得探測表面195的寬度方向191關(guān)于主掃描方向Y在順時(shí)針方向上傾斜，探測表面195的長度方向192關(guān)于輔掃描方向X傾斜。探測表面195的長度方向192是指該矩形形狀的長側(cè)延伸的方向。同步探測傳感器190的傾斜角可以與同步探測透鏡180的傾斜角Δ Θ相同。
[0065]當(dāng)沿著入射表面183 (或出射表面)觀看時(shí)，同步探測透鏡180的外部形狀可以是正方形(或矩形)，以促進(jìn)同步探測透鏡180在水平方向和豎直方向上對準(zhǔn)。在此情況下，同步探測透鏡180的第一方向181可以不正交于外表面185，而是可以傾斜角Λ Θ。同步探測透鏡180的外表面185可以在正交于主掃描方向(Y方向)的同時(shí)安裝在光掃描單兀100的外殼(未示出)中，由于此方法是典型的，所以可以使用常規(guī)的外殼和常規(guī)的透鏡支架(未示出)而沒有任何改變。
[0066]在下文，將參考圖1至圖8描述根據(jù)實(shí)施方式的光掃描單元100的操作。
[0067]圖5是在輔掃描平面上在輔掃描方向上以入射角β傾斜地入射到光偏轉(zhuǎn)器150上的光束L的示意圖，圖6是在主掃描平面上在主掃描方向上以入射角α被反射地偏轉(zhuǎn)的光束L的不意圖。參考圖1,在主掃描方向上的入射角可以是在第一光束LI被導(dǎo)向第一同步探測傳感器190a的情況下的角α1 (表1 )，或者在第三光束L3被導(dǎo)向第三同步探測傳感器190c的情況下的角α 3 (表1)。
[0068]圖7示出在圖1的光掃描單元100中的光偏轉(zhuǎn)器150中的表面塌陷(surfacecollapse),圖8示出通過圖4的同步探測光學(xué)系統(tǒng)而被掃描的光束L的軌跡。在圖5和圖6中，N是指垂直于光偏轉(zhuǎn)器150的偏轉(zhuǎn)表面151的法線。
[0069]假設(shè)入射到光偏轉(zhuǎn)器150上的光束L的光線矢量P，如果光偏轉(zhuǎn)器150的偏轉(zhuǎn)表面151沒有表面塌陷，則通過偏轉(zhuǎn)表面151反射的光束L的光線矢量Q (O)可以被表不為以下的等式I。
[0070][等式I]
[0071]Q(O) = Rx (α -180).Mz.Rx ( α ).Ry ( β ).P，
[0072]其中光線矢量P可以被表示為以下的等式2。
[0073][等式2]
[0074]
【權(quán)利要求】
1.一種光掃描單兀，包括: 光源，根據(jù)圖像信號發(fā)射光束； 光偏轉(zhuǎn)器，偏轉(zhuǎn)和掃描從所述光源發(fā)射的所述光束；以及 同步探測光學(xué)系統(tǒng)，包括通過接收被所述光偏轉(zhuǎn)器偏轉(zhuǎn)和掃描的所述光束的一部分來探測同步信號的同步探測傳感器和設(shè)置在所述光偏轉(zhuǎn)器與所述同步探測傳感器之間的同步探測透鏡， 其中所述同步探測透鏡是變形透鏡，在該變形透鏡中在第一方向上的折射能力和在不同于所述第一方向的第二方向上的折射能力是不同的，其中所述同步探測透鏡的所述第一方向關(guān)于主掃描方向傾斜，入射到所述同步探測透鏡上的光束在所述主掃描方向上被掃描。
2.如權(quán)利要求1所述的光掃描單元，其中當(dāng)沿著正交于所述主掃描方向的輔掃描平面觀看時(shí)，從所述光源發(fā)射的所述光束傾斜地入射到所述光偏轉(zhuǎn)器的偏轉(zhuǎn)表面上。
3.如權(quán)利要求2所述的光掃描單元，其中所述同步探測透鏡的所述第一方向與所述主掃描方向之間的Λ θ角是通過分別在所述主掃描方向和垂直于所述主掃描方向的輔掃描方向上行進(jìn)到所述同步探測透鏡的所述光束關(guān)于所述光偏轉(zhuǎn)器的入射角α和入射角β而被確定，所述角Λ Θ獨(dú)立于所述光偏轉(zhuǎn)器的表面塌陷的程度。
4.如權(quán)利要求3所述的光掃描單元，其中所述同步探測透鏡的所述第一方向與所述主掃描方向之間的所述角 Λ θ大于在所述輔掃描方向上所述光束關(guān)于所述光偏轉(zhuǎn)器的入射角β。
5.如權(quán)利要求3所述的光掃描單元，其中所述同步探測透鏡的所述第一方向與所述主掃描方向之間的所述角Λ Θ通過以下等式表示: 〈等式〉
Δ Θ = arctan (tan α.tan β )。
6.如權(quán)利要求5所述的光掃描單元，其中所述同步探測傳感器具有矩形的探測表面，所述探測表面的寬度方向以由以上等式表示的所述角Λ Θ傾斜。
7.如權(quán)利要求3所述的光掃描單兀,其中在所述輔掃描方向上所述光束關(guān)于所述光偏轉(zhuǎn)器的所述入射角β在O至10度的范圍內(nèi)。
8.如權(quán)利要求3所述的光掃描單元，其中所述同步探測透鏡的所述第一方向與所述主掃描方向之間的所述角Λ Θ在3至20度的范圍內(nèi)。
9.如權(quán)利要求1所述的光掃描單元，其中所述同步探測傳感器具有矩形的探測表面，所述探測表面的寬度方向關(guān)于所述主掃描方向傾斜。
10.如權(quán)利要求9所述的光掃描單元，其中所述同步探測透鏡的所述第一方向與所述探測表面的寬度方向彼此平行。
11.如權(quán)利要求1所述的光掃描單元，其中所述同步探測透鏡在所述第二方向上的折射能力大于所述同步探測透鏡在所述第一方向上的折射能力。
12.如權(quán)利要求1所述的光掃描單元，其中所述變形透鏡的至少一個(gè)外表面正交于所述主掃描方向，所述變形透鏡的所述第一方向關(guān)于正交于所述主掃描方向的所述至少一個(gè)外表面傾斜。
13.如權(quán)利要求1所述的光掃描單元，其中所述變形透鏡的至少一個(gè)外表面正交于所述第一方向，正交于所述第一方向的所述至少一個(gè)外表面關(guān)于所述主掃描方向傾斜。
14.一種電子照相成像設(shè)備，包括: 光電導(dǎo)主體； 如權(quán)利要求1至13中任一項(xiàng)所述的光掃描單兀,所述光掃描單兀在所述光電導(dǎo)主體的被掃描的表面上掃描光束以形成靜電潛像；以及 顯影單元，通過將調(diào)色劑供應(yīng)到所述靜電潛像來顯影所述靜電潛像。
【文檔編號】G03G15/00GK103809289SQ201310312618
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2013年7月24日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月1日
【發(fā)明者】樸基成 申請人:三星電子株式會社