專利名稱：衍射偏轉(zhuǎn)光束掃描系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子攝影成像裝置中的光束掃描系統(tǒng)，更具體地說涉及這樣一種光束掃描系統(tǒng)，它利用衍射圓盤使從光源發(fā)出的光束發(fā)生衍射偏轉(zhuǎn)，在該系統(tǒng)中對反射鏡的安放進行了改進，反射鏡用于反射經(jīng)衍射偏轉(zhuǎn)后的光線并使之射向光敏介質(zhì)。
通常，光束掃描系統(tǒng)用于電子攝影成像裝置中，利用從激光掃描元件和光源發(fā)出的掃描光束在如感光體網(wǎng)板的光敏介質(zhì)上形成靜電潛像。近來，出現(xiàn)了一種多光束掃描系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用一個旋轉(zhuǎn)的衍射圓盤，代替?zhèn)鹘y(tǒng)光束掃描系統(tǒng)中的旋轉(zhuǎn)多面體，使從光源發(fā)出的光束發(fā)生衍射并偏轉(zhuǎn)。

圖1是這種光束掃描系統(tǒng)的概圖。
參照圖1，該光束掃描系統(tǒng)包括光源10和安裝在光源10上方可旋轉(zhuǎn)的衍射圓盤11。衍射圓盤11和驅(qū)動馬達12耦合在一起高速旋轉(zhuǎn)，衍射圓盤表面是具有衍射圖案的多個扇形區(qū)。
從光源10發(fā)出的光束當(dāng)通過旋轉(zhuǎn)的衍射圓盤11時，衍射圖案使光束發(fā)生衍射。由于隨衍射圓盤11旋轉(zhuǎn)角的不同，圓盤上的衍射圖案會產(chǎn)生相應(yīng)不同的衍射角，因而從同一光源10發(fā)出的光束，隨衍射圓盤11的旋轉(zhuǎn)，會發(fā)生不同衍射角的衍射，從而產(chǎn)生光束單一的掃描線。經(jīng)衍射圓盤11衍射后的光束再通過多個反射鏡13和14的偏轉(zhuǎn)，改變了它的傳播方向。
反射光束再通過一光束校正裝置。通常，聚光鏡15用于聚光和反射光束，全息單元16用于衍射和傳播光束，使該光束射向光敏介質(zhì)(圖上沒顯示)，如感光體網(wǎng)板。另外，光束校正裝置可能用F-θ透鏡(圖上沒顯示)代替，來校正光束的掃描寬度和焦點位置。F-θ透鏡校正主掃描方向上掃描的光束像差，當(dāng)衍射圓盤11旋轉(zhuǎn)時，調(diào)整光束的形狀。
通過以上操作，從光源10發(fā)出的光束可以在感光體網(wǎng)板上形成一掃描線，掃描線位于主掃描方向上，即和感光體網(wǎng)板移動方向垂直的方向上。
圖1中只畫出了一個光源10。但彩色打印機需要有黃色(Y)，深紅色(M)，青色(C)，和黑色(B)幾個光源。圖2畫出了需要多光源的多光束掃描系統(tǒng)中的多個光源21，22，23和24和衍射圓盤20，當(dāng)衍射圓盤20旋轉(zhuǎn)時，從光源21，22，23和24發(fā)出的光束發(fā)生衍射，傳播衍射圓盤20每一個不同扇區(qū)形成的衍射圖案，而產(chǎn)生各自不同的掃描線L1，L2，L3，L4。掃描線L1，L2，L3，L4的掃描方向和衍射圓盤20相切。
在多光束掃描系統(tǒng)中，從光源21，22，23和24發(fā)出的光束，經(jīng)衍射圓盤20衍射偏轉(zhuǎn)后，光束傳播路徑變成同一方向傳播，即x-軸方向，使掃描光束平行射在感光體網(wǎng)板上(沒畫出)。為了光束平行掃描，在衍射圓盤20上方安置多個第一反射鏡31，32和33和多個第二反射鏡41，42，43和44。也就是說，從光源21，22和23發(fā)出的光束當(dāng)通過衍射圓盤20的每一個不同扇區(qū)時被衍射偏轉(zhuǎn)，再經(jīng)過第一反射鏡31，32，和33及第二反射鏡41，42和43的反射，沿著x-軸方向。同樣，從光源24發(fā)出的并經(jīng)衍射圓盤20衍射偏轉(zhuǎn)的光束(見圖2)，依次通過另一第一反射鏡(沒畫出)和第二反射鏡44的反射，也沿著x-軸方向。
優(yōu)選地，為了安裝方便和掃描線的穩(wěn)定，把第二反射鏡41，42，43和44安放在衍射圓盤20中心上方不同高度處，如圖3所示。但是，如圖2和3所示那樣，光源21，22，23和24相對于衍射圓盤20中心對稱安放時，每一束掃描線的方向彼此并不一致。對于由光源對稱安放而產(chǎn)生的問題將參照圖4A，4B，4C，4D更詳細地描述。
圖4A顯示了從光源24發(fā)出的光束的傳播路徑。也就是說，從光源24發(fā)出的光束先通過第一反射鏡34的反射使其中掃描線沿著X軸方向。然后，光束通過放在衍射圓盤20中心上方的第二反射鏡的再反射，使掃描線沿著如圖中以箭頭D1表示的Y軸負方向。同樣，如圖4B和4C所示，從光源22和23已發(fā)出的光束的掃描線分別經(jīng)過第一反射鏡32和33，再經(jīng)過第二反射鏡42和43的反射，也如箭頭D1所示的沿著Y軸負方向。
但是，參見圖4D，從光源21發(fā)出的并經(jīng)過第一反射鏡31和第二反射鏡41反射后的光束掃描線沿著如箭頭D2所示的Y軸方向。這個方向和從光源22，23和24發(fā)出光束的掃描線方向D1相反。這種掃描線方向的不一致性在把光掃描到感光體網(wǎng)板前必須用一附加電路或機械裝置加以校正。
為了避免因光源21，22，23和24對于衍射圓盤20中心對稱安放而產(chǎn)生的掃描線方向不一致性，提出了如圖5所示的結(jié)構(gòu)，在此結(jié)構(gòu)中，所有光源51，52，53和54都安放于一個截面內(nèi)，該截面由通過衍射圓盤50圓心并且平行于Y軸的平分線S等分圓盤而得。
光源51，52，53和54以60度角間隔放置。如圖5所示，光源51，52，53和54這樣安放可以使掃描線方向一致，雖然存在同一光源掃描線不對稱的問題，但這將在下面參照圖6加以說明。
圖6顯示了從光源52發(fā)出的光束的傳播路徑。從光源52發(fā)出的光束，通過旋轉(zhuǎn)衍射圓盤50預(yù)定的圖案衍射偏轉(zhuǎn)后，再經(jīng)過置于衍射圓盤50中心上方反射鏡55的反射，也沿著x軸方向。這里，掃描線的中心光束B1經(jīng)反射鏡55反射后沿平行于X軸的中心線C傳播，而邊緣光束B2和B3，相對于中心光束B1掃描的中心區(qū)域，位于邊緣，和x軸成一預(yù)定的角度。邊緣光束B2，B3和中心光束B1成同一角度從光源52發(fā)出。經(jīng)過反射鏡55反射后，邊緣光束B2，B3和中心光束B1的夾角θ1和θ2卻不等。也就是說，邊緣光線B2和中心光束B1的夾角θ1小于邊緣光束B3和中心光束B1的夾角θ2。這種掃描線的不對稱性使成像的可靠性下降，也需要附加一能夠校正掃描線不對稱的復(fù)雜裝置。
為了解決以上問題，本發(fā)明的一個目的是，提供一采用衍射圓盤的衍射偏轉(zhuǎn)光束掃描系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中，一系列光源放于和光束掃描方向垂直的直線上，使得從每一光源發(fā)出的光束經(jīng)過反射鏡反射后仍保持對稱。
為了實現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，給出一個衍射偏轉(zhuǎn)光束掃描系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一系列光源；一個放于光源上方具有能衍射偏轉(zhuǎn)從光源發(fā)出的光的圖案的可旋轉(zhuǎn)衍射圓盤；一系列第一反射鏡，用于改變經(jīng)過衍射圓盤衍射偏轉(zhuǎn)后光束的傳播途徑；一系列第二反射鏡，用于反射經(jīng)第一反射鏡反射的光線使之位于掃描方向上。其中，光源放在垂直于光束掃描方向的沿衍射圓盤平分線的一直線上，第二反射鏡位于衍射圓盤中心上方不同高度處。由于光源位于同一直線上，沿光束掃描方向傳播的光束掃描線，即使被反射鏡反射后仍保持對稱。
本發(fā)明的上述目的及優(yōu)點可以通過參考附圖對一個較好實施例的詳細描述進一步體現(xiàn)出來，其中圖1是表示采用衍射圓盤的傳統(tǒng)光束掃描系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的概圖；圖2是表示一傳統(tǒng)多光束掃描系統(tǒng)中衍射圓盤和系列光源安放的透視圖；圖3是圖2中多光束掃描系統(tǒng)的側(cè)視圖；圖4A到4D是顯示了圖2多光束掃描系統(tǒng)從每一光源發(fā)出光束的光束掃描方向的圖；圖5是顯示另一傳統(tǒng)多光束掃描系統(tǒng)中衍射圓盤和系列光源安放的平面圖；圖6是顯示圖5的多光束傳播系統(tǒng)中從同一光源發(fā)出光束的掃描線不對稱性的平面圖；圖7是顯示本發(fā)明衍射偏轉(zhuǎn)光束掃描系統(tǒng)中衍射圓盤和系列光源安放的平面圖；圖8是本發(fā)明衍射偏轉(zhuǎn)光束掃描系統(tǒng)中主要部件的側(cè)視圖；圖9是顯示本發(fā)明衍射偏轉(zhuǎn)光束掃描系統(tǒng)中從光源發(fā)出的光束傳播路徑平面圖。
按照本發(fā)明的優(yōu)選實施例，衍射偏轉(zhuǎn)光束掃描系統(tǒng)中衍射圓盤130和系列光源110，111，112和113的安放如圖7所示，光源110，111，112和113位于過衍射圓盤130中心R的平分線S′的一直線上。平分線S′和從光源110，111，112和113發(fā)出經(jīng)反射鏡反射后的光掃描方向C′垂直。優(yōu)選地，光源110，111，112和113相對于衍射圓盤130中心對稱地安放，如圖7所示。
按照本發(fā)明的衍射偏轉(zhuǎn)光束掃描系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)如圖8所示。參看圖8，該光束掃描系統(tǒng)包括一個用驅(qū)動馬達120帶動高速旋轉(zhuǎn)的衍射圓盤130；位于衍射圓盤下一條直線上的一系列光源110，111，112和113；第一反射鏡140，141，142和143，用于反射經(jīng)衍射圓盤130衍射偏轉(zhuǎn)的光束；和第二反射鏡150，151，152和153，用于反射經(jīng)第一反射鏡140，141，142和143反射后的光束，從而使反射光束在光束掃描方向C′上(見圖7)，即在X軸方向上。
第一反射鏡140，141，142和143安放在平分線S′上方的一條直線上，分別面向光源110，111，112和113，第二反射鏡150，151，152和153位于衍射圓盤130中心R正上方不同高度處。第一反射鏡140，141，142和143和第二反射鏡150，151，152和153的安放并不只局限于上述實施例，而可以作相應(yīng)調(diào)整以使掃描光線不交叉。
對于彩色成像裝置，優(yōu)選地，采用和黃色(Y)，深紅色(M)，青色(C)，和黑色(B)相應(yīng)的4種光源。
在衍射圓盤130上形成連續(xù)的全息圖案，使從光源110，111，112和113發(fā)出的光束發(fā)生衍射偏轉(zhuǎn)。由于全息圖案的存在，從光源110，111，112和113發(fā)出并入射在衍射圓盤130上某點的光束，隨衍射圓盤的轉(zhuǎn)動，以不同的衍射角發(fā)生偏轉(zhuǎn)，形成一條掃描線。
同樣，由于第一反射鏡140，141，142和143也象光源110，111，112和113一樣，位于平分線S′正上方的一直線上，從光源110，111，112，和113發(fā)出通過衍射圓盤130的光束，經(jīng)第一反射鏡140，141，142，143反射后，只位于±Y軸上。因此，從光源110，111，112和113發(fā)出的光束的掃描線即使經(jīng)過反射后，仍保持對稱。這里，經(jīng)第一反射鏡140，141，142和143反射后的光束，經(jīng)過第二反射鏡150，151，152，153的反射后的光束的掃描線，仍存在不對稱性，這將用圖9更詳細地說明。
圖9顯示了從光源111發(fā)出的光束的傳播路徑。從光源111發(fā)出并經(jīng)第一反射鏡141反射后的中心光束B1′，以45度的入射角入射在第二反射鏡151上，然后以45度出射角被反射，從而在平行于X軸的光線掃描方向C′上傳播。
當(dāng)中心光束B1′和邊緣光束B2′和B3′從光源111被發(fā)出時，邊緣光束B2′，B3′和中心光束B1′的每一夾角相等，都為θ。假設(shè)依次經(jīng)第一反射鏡141和第二反射鏡151反射后，邊緣光束B2′，B3′和中心光束B1′的夾角分別為α和β，則可以得出α＝β的關(guān)系式。
特別地，對于邊緣光束B3′和中心光束B1′間的夾角β，假設(shè)邊緣光束B3′對第二反射鏡151的入射角和出射角為B′，則可得出以下二個等式。
θ＝45°-β′ (1)β′+β＝45° (2)如果結(jié)合上述2個等式，消去β′可得β＝θ (3)對于邊緣光束B2′和中心光束B1′的夾角α，應(yīng)用上述類似等式，α＝θ (4)重排等式(3)和(4)，可得α＝β的關(guān)系式。邊緣光束B2′和B3′相對于中心光束B1′來說是對稱的，所以其中的掃描線仍保持對稱。
如上所述，安排光源110，111，112和113于一條垂直于光束掃描方向C′的直線上，從光源110，111，112和113發(fā)出光束的光束掃描線即使通過衍射圓盤130衍射偏轉(zhuǎn)后仍可保持對稱性。因而，可以實現(xiàn)一簡單的光束掃描系統(tǒng)，它不需要附加裝置和復(fù)雜的反射鏡結(jié)構(gòu)，而這些在常規(guī)的光束掃描系統(tǒng)中為了校正掃描線的不對稱性是必需的。
雖然，已詳細地說明了本發(fā)明，并參考較好的實施例，進行了描述，但本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將會明白在不背離所附的權(quán)利要求所定義的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，本發(fā)明中各種形式及細節(jié)都可以改變。
權(quán)利要求
1.一種衍射偏轉(zhuǎn)光束掃描系統(tǒng)，它包括一系列光源；放于光源上方的可旋轉(zhuǎn)衍射圓盤，具有能衍射偏移從光源發(fā)出光束的圖案；一系列第一反射鏡，用于改變經(jīng)過衍射圓盤衍射偏轉(zhuǎn)的光束的傳播路徑；一系列第二反射鏡，用于反射經(jīng)第一反射鏡反射后的光束并使之位于光束掃描方向上，其中，光源放在垂直于光束掃描方向沿衍射圓盤的平分線的一直線上，第二反射鏡位于衍射圓盤中心上方不同高度處。
2.如權(quán)利要求1所述的衍射偏轉(zhuǎn)光束掃描系統(tǒng)，其中，系列光源包括四個光源。
3.如權(quán)利要求1所述的衍射偏轉(zhuǎn)光束掃描系統(tǒng)，其中，第一反射鏡改變從光源已發(fā)出并經(jīng)過衍射圓盤衍射偏轉(zhuǎn)的光束的傳播途徑，使之位于垂直于光束掃描的方向上。
4.如權(quán)利要求1所述的衍射偏轉(zhuǎn)光束掃描系統(tǒng)，其中，系列光源相對于衍射圓盤中心被對稱地安放。
全文摘要
一個衍射偏轉(zhuǎn)光束掃描系統(tǒng),它包括:一系列光源;放于光源上方的可旋轉(zhuǎn)衍射圓盤,具有能衍射偏轉(zhuǎn)從光源發(fā)出光束的圖案;一系列第一反射鏡,用于改變經(jīng)過衍射圓盤衍射偏轉(zhuǎn)的光束的傳播途徑;一系列第二反射鏡,用于反射經(jīng)第一反射鏡反射后的光束并使之位于光束掃描方向上,其中,光源被放在垂直于光束掃描方向的沿衍射圓盤平分線的一直線上,第二反射鏡被放在衍射圓盤中心上方不同高度處。
文檔編號H04N1/191GK1258024SQ9912664
公開日2000年6月28日 申請日期1999年11月13日 優(yōu)先權(quán)日1998年11月13日
發(fā)明者趙成民, 李源馨, 崔桓榮, 李文圭, 閔池泓, 金榮一, 崔振承, 嚴在镕 申請人:三星電子株式會社