CN203825370U

CN203825370U - 光写入单元

Info

Publication number: CN203825370U
Application number: CN201420104056.7U
Authority: CN
Inventors: 白石贵志
Original assignee: Toshiba Tec Corp
Current assignee: Toshiba Tec Corp
Priority date: 2014-03-07
Filing date: 2014-03-07
Publication date: 2014-09-10
Anticipated expiration: 2024-03-07

Abstract

本实用新型涉及一种光写入单元，其特征在于，包括：光源；光圈部件，来自所述光源的光从所述光圈部件的孔径通过；以及透镜阵列，具有入射透镜面和在所述入射透镜面的外侧的光接收面，所述入射透镜面和所述光接收面接收通过所述光圈部件的所述孔径的光；其中，所述光源、所述光圈部件和所述透镜阵列被布置为使从所述光源发出的光入射在所述入射透镜面和所述光接收面的范围内并且使入射至所述光接收面的光不入射至图像面。根据本实用新型的光写入单元，可以基本避免杂散光，不会遮蔽用于成像的光，以及降低对光圈的形状精度和位置精度的要求。

Description

光写入单元

技术领域

本实用新型涉及光写入单元，更具体地讲，涉及包括透镜和反射镜一体型阵列的光写入单元。

背景技术

电子照片打印机中，将感光鼓曝光形成潜像，通过色调剂将潜像显影，再将色调剂转印在纸张上，通过加热等将色调剂在纸张上定影。在曝光处理中，分为LED光学系统和激光光学系统。过去的LED光学系统的写入头中，LED的发光能力经由正立等倍棒状透镜阵列对感光鼓曝光。

在现有技术中，存在这样的外壳结构：使LED阵列和层压树脂透镜阵列与壳体的凸部的两面接触，能够准确提供LED阵列和层压树脂透镜阵列的入射面一侧的距离。

实用新型内容

尽管很多技术方案都提出了具有在透镜阵列与光源之间设有孔的结构的单元，但与上述技术方案一样，仅以实现位置精度为目的，而应对杂散光的措施，则由透镜阵列单独进行。

在读取系统中，有时会有细小的狭缝，这是为了防止来自宽度较宽的副扫描方向区域的具有较大角度的光进入透镜阵列后出现杂散光，从狭缝中射出的到达透镜的副扫描两端的光也照射到具有与中央部相同的遮光图案的地点，并不具有特别的结构。由于有细小的狭缝，进入副扫描方向的光轴附近的光也被截断，由于有狭缝而降低了光量。

将于上述问题，本实用新型的一个方面提供了一种光写入单元，其特征在于，包括：光源；光圈部件，来自所述光源的光从所述光圈部件的孔径通过；以及透镜阵列，具有入射透镜面和在所述入射透镜面的外侧的光接收面，所述入射透镜面和所述光接收面接收通过所述光圈部件的所述孔径的光；其中，所述光源、所述光圈部件和所述透镜阵列被布置为使从所述光源发出的光入射在所述入射透镜面和所述光接收面的范围内并且使入射至所述光接收面的光不入射至图像面。

上述的光写入单元中，优选所述光接收面在所述光写入单元的副扫描方向上位于所述入射透镜面的两侧。

上述的光写入单元中，优选所述光接收面为两个光接收面，具有相对于与副扫描方向垂直的面倾斜的平面形状，并且所述两个光接收面彼此间呈八字形。

上述的光写入单元中，优选所述光圈部件在与主扫描方向垂直的剖面中呈U形，所述孔径设置在所述U形的底部，并且所述透镜阵列被安装在所述U形的所述光圈部件内。

上述的光写入单元中，优选所述光写入单元进一步包括：基板，所述光源设置在所述基板上，并且所述基板能够在与主扫描方向和副扫描方向垂直的方向上移动。

上述的光写入单元中，优选所述光接收面上设置有遮光膜。

上述的光写入单元中，优选所述光写入单元进一步包括壳体，所述光源和所述透镜阵列设置在所述壳体内，并且所述光圈部件设置在所述壳体内或者构成所述壳体的一部分。

上述的光写入单元中，优选所述光源包括多个发光二极管，并且所述多个发光二极管在主扫描方向上成列状地排列。

上述的光写入单元中，优选所述入射透镜面是由在主扫描方向上排列的多个小凸透镜面构成，所述透镜阵列进一步包括射出透镜面，从所述射出透镜面射出的光入射至所述图像面，并且所述光写入单元还包括保护罩，所述透镜阵列的所述射出透镜面侧的端部抵接所述保护罩。

上述的光写入单元中，优选所述透镜阵列进一步包括反射镜面，并且所述透镜阵列是用透明树脂一体成型的透镜阵列。

根据本实用新型的光写入单元，可以基本避免杂散光，不会遮蔽用于成像的光，以及降低对光圈的形状精度和位置精度的要求。

附图说明

图1示出了一个透镜阵列的实例的立体图。

图2示出了图1所示的透镜阵列中的一部分的立体图。

图3示出了一种光写入单元和感光鼓的配置例的示意图。

图4（a）示出了光写入单元的第一实施例的示意图。

图4（b）示出了透镜阵列的特定区域A的放大立体图。

图4（c）示出了透镜阵列的特定区域A的一部分变为无倾斜平面的正视图。

图4（d）示出了图4（c）的透镜阵列的立体图。

图5示出了入射到特定区域A的光路的示意图。

图6示出了光写入单元的第二实施例的示意图。

具体实施方式

以下，参照附图对各实施例进行说明。为了便于说明，在所有附图中，如图1中所示，将主扫描方向设为x方向，将副扫描方向设为y方向，与x方向和y方向垂直的方向设为z方向。另外，图中相似的部件或要素用相似的符号表示。

图1示出了根据本实用新型一个实施例的透镜阵列的立体图。如图1所示，透镜阵列11的z方向上的一端具有在主扫描方向上布置的入射透镜面S_I，该入射透镜面可以由多个小凸透镜面S_i构成。在入射透镜的上下两侧（图1中的副扫描方向上）还分别具有倾斜的平面A₁和A₂（可统称为区域A），两个倾斜的平面彼此呈例如八字形。区域A使通过该区域的光基本上不能到达图像面。在区域A上可以设置例如遮光膜。在透镜阵列11的另一端具有在主扫描方向上布置的出射透镜面S_O，该出射透镜面也可以由多个小凸透镜面构成。在出射透镜面的上下两侧（图1中的副扫描方向上）也可以分别具有倾斜的平面，而且也可以呈八字形。在入射透镜面S_i与出射透镜面S_O之间可以在例如透镜阵列11的上下部设置多个反射面，用于将来自入射透镜面S_I的光引导至出射透镜面S_O。透镜阵列11可以用例如透明树脂一体成型地形成。此外，可以在透镜阵列11上设置遮光膜F_b，例如可以设置在图1中所示的阴影（以点表示）区域。

图2示出了图1所示的透镜阵列中的一部分的立体图。在图2中示出了主扫描方向上布置的多个入射小凸透镜面、多个反射镜面、多个出射小凸透镜面中的一组入入射小凸透镜面、反射面、出射小凸透镜面，即在图1所示的X方向上对应的一组透镜和反射镜。图2中示出了在一组入射面和出射面之间布置了两个对应的反射面S_m1和S_m2，在副扫描方向上分别位于透镜阵列的两侧。反射面S_m1倾斜面向入射透镜面S_i，而反射面S_m2倾斜面向出射透镜面S_o，用于将来自入射透镜面S_i的光引导至对应的出射透镜面S_o。反射面S_m1接受来自入射透镜面S_i的入射光，并将其反射至反射面S_m1，反射面S_m2将来自反射面S_m1的光再反射至出射透镜面S_o。

图2所示的具有反射面S_m1的反射区块B₁在主扫描方向上的宽度可小于对应的入射透镜面S_i的宽度，在反射区块B₁与具有入射小凸透镜的区块之间存在一个过渡区块B₂，过渡区块B₂在与具有所述平面A₁的部分在副扫描方向上存在高度差。并且，过渡区块B₂在主扫描方向上的宽度可以小于反射区块B₁。因此，在各个反射区块B₁之间以及各个过渡区块B₂之间存在间隙。图2中的与图1中对应的阴影区域（以点表示）设置有遮光膜F_b。注意，在反射区块B₁和过渡区块B₂的主扫描方向上的两侧均设置有遮光膜F_b。为了便于说明，在本文中，将透镜阵列分为反射区块和过渡区块等，但是在一体成型的情况下，这些区块实质上是一体的。另外，反射面的数量和布置方式可以具有不同于上述的数量和布置方式。

图3示出了一种光写入单元和感光鼓的配置例的示意图。光写入单元10可以包括透镜阵列11、光源12、基板13和壳体14等。感光鼓1设置在光写入单元10的光出射侧，利用所接收的光形成潜像。壳体14可以为大致长方体的壳体，如图3所示，在与主扫描方向垂直的剖面，壳体14具有大致U形（（图中所示转角部分呈直角））。在壳体14内在与U形底平行的方向上设置有基板13，基板13可以为例如玻璃环氧基板、金属基板等。在基板13上设置有光源12。例如，光源12可以是在主扫描方向上列状地配置多个LED（光电二极管）的LED阵列。基板13可以设置在壳体14内的固定位置，也可以在如箭头所示Z方向上来回移动，由此可以调整光源12相对于透镜阵列11的位置，从而调整透镜阵列11的焦点。在壳体14的面对光源12的一侧上具有开口部O₁，透镜阵列11的光出射面侧可以嵌合在开口部O₁中。从光源12发出的光经由透镜阵列11照射在感光鼓1的感光面上。

此外，在光写入单元10中还可以包括例如保护罩15和距离保持部16。位于壳体14开口侧的外表面为光写入单元的基准面S_r，保护罩15可以设置在基准面S_r上。保护罩15盖住开口部O₁，用于防尘或者在维护时可以被擦拭。保护罩15可以是玻璃罩或透明树脂罩等，优选为玻璃罩。距离保持部16设置在基准面S_r上的两侧，例如可以设置在保护罩15的两侧，用于保持光写入单元基准面S_r与感光鼓1的感光面之间的距离。距离保持部16的厚度可以根据不同的保护罩厚度而不同。

图4（a）示出了根据本实用新型的一个实施例的光写入单元的示意图。如图4（a）所示，光写入单元20包括具有开口部（孔径）O₂的盖部27，在X方向的剖面呈大致U形。透镜阵列21安装在盖部27内。经过开口部O₂的光能够到达入射透镜面和位于该入射透镜面的外侧的规定区域A（参见图1、图4（b）），特定区域A所具有的宽度大于等于因制造误差等与盖部的相对位置产生偏离时光能够达到的宽度。由此具有上述特征，不会遮蔽用于成像的光，从而增加光量。对于光圈的形状精度、位置精度要求较为宽松，也就是说，即使开口部O₂与光源12的相对定位略有偏移，也不会影响进入入射透镜面S_I的光量，由此，降低了对于制造工艺的要求，从而降低了生产成本。并且，大幅度减少杂散光。另外，为使入射到特定区域A的光不从射出面向图像面射出，而形成倾斜的平面，由此使得基本没有杂散光。盖部27也可以用例如具有开口部（孔径）O₂的树脂片替代。

在图3所示的光写入单元10中，如果透镜阵列由树脂构成，并且没有涂覆遮光材料等，则会出现大量的散射光。在此情况下，全部杂散光为91.49%，其中光学杂散光占6.39%，其他杂散光占85.10%。而在图4（a）所示的光写入单元20中，全部杂散光为0.44%，其中光学杂散光占0.26%，其他杂散光占0.18%。因此，可以说在本实施例中基本消除了杂散光。

图4（b）中示出了透镜阵列的特定区域A的放大立体图，即图1和图4（a）中的透镜阵列的区域A₁和A₂的放大图。在图4（b）中区域A₁和A₂分别位于入射透镜面S_I两侧，呈大致八字形。

图4（c）示出了透镜阵列的部分A区域变为无倾斜平面的正视图。在图4（c）中，为了显示将区域A形成为倾斜平面的优点，示出了仅去掉最右侧的A部的倾斜的状态。通过改变区域A的角度，能够改变最宽处和最窄处的比值，从而可以校正光量的不均匀。

图4（d）示出了图4（c）的立体图。在这样的构成中，还可以在区域A上形成遮光膜。

图5示出了入射到区域A中的光线的光路。透镜阵列的外形被确定为不使入射到透镜外的区域A中的光从出射透镜面S_O向外射出的形状。例如，在图5中，入射到区域A的光从包含区域A1的区块、包含区域A2的区块、过渡区块B₂射出。根据上述公开内容，本领域技术人员可以根据实际需要设置例如区域A1和区域A2相对于Z方向的角度、透镜阵列的外形形状等，从而实现上述的防止杂散光的出现、降低对光圈（例如图4（a）中的盖部27）的形状精度、位置精度的要求、增加光量等技术效果。

图6示出了第二实施例的光写入单元的示意图。光写入单元30可以包括透镜阵列31、光源32、基板33和壳体34等。感光鼓2设置在光写入单元30的光出射侧，利用所接收的光形成潜像。如图5所示，在与主扫描方向垂直的剖面中，在朝向感光鼓2的方向上，壳体34呈阶梯状地逐渐缩小。在壳体34内设置有基板33，基板33可以采用例如玻璃环氧基板、金属基板等。在基板33上设置有光源32。例如，光源32可以是在主扫描方向上列状地配置多个LED芯片的LED阵列。如图5所示，基板33设置在壳体34内的宽度最大的空间内的台阶上。光源32与透镜阵列31之间被壳体34中的隔板隔开，在隔板上具有开口部（孔径）O₃，光源32发出的光经开口部O₃入射至透镜阵列31，即光圈部件构成壳体的一部分。壳体34与图3的壳体14和图4（a）的壳体24不同，在靠近感光鼓2侧端部是完全开放的，由保护罩35封闭。透镜阵列31的光出射侧的最末端抵接保护罩35。并且透镜阵列31的分别具有区域A1和A2的两个区块抵接于框架和隔板的表面。

此时，壳体可以树脂成型或剪裁铝合金而形成。例如，壳体可以通过例如板金加工而形成。此例中，在透镜（反射镜一体型）阵列的入射一侧也设置有与透镜面一体成型的凸缘面和壳体的内表面接触的部位，因此，即使透镜阵列发生弯曲，也能够对其进行矫正。此外，光写入单元30也具有光写入单元20的相同技术效果。

在上述实施例中，示出了透镜-反射镜与凸缘部为一体的例子，然而仅用透镜面一体形成的透镜阵列，或仅用反射镜形成的一体型阵列也可具有相同效果。如果是反射镜，则是入射透镜面、射出透镜面的透镜形状为平面的特殊情况。

尽管已经描述了部分实施例，但是这些实施例仅作为例子呈现，并不用于限制本实用新型的范围。事实上，本文描述的新的实施例可以表现为其他各种形式；此外，可以在不脱离本实用新型的精神的情况下，对本文描述的实施例进行各种省略、替代和变化。所附的权利要求书及其等同范围包括落入本实用新型的范围和精神内的所述各种形式或改进。

Claims

1.一种光写入单元，其特征在于，包括：

光源，

光圈部件，来自所述光源的光从所述光圈部件的孔径通过，以及

透镜阵列，具有入射透镜面和在所述入射透镜面的外侧的光接收面，所述入射透镜面和所述光接收面接收通过所述光圈部件的所述孔径的光，

其中，所述光源、所述光圈部件和所述透镜阵列被布置为使从所述光源发出的光入射在所述入射透镜面和所述光接收面的范围内并且使入射至所述光接收面的光不入射至图像面。

2.根据权利要求1所述的光写入单元，其特征在于：

所述光接收面在所述光写入单元的副扫描方向上位于所述入射透镜面的两侧。

3.根据权利要求1所述的光写入单元，其特征在于：

所述光接收面为两个光接收面，具有相对于与副扫描方向垂直的面倾斜的平面形状，并且所述两个光接收面彼此间呈八字形。

4.根据权利要求1所述的光写入单元，其特征在于：

所述光圈部件在与主扫描方向垂直的剖面中呈U形，所述孔径设置在所述U形的底部，并且

所述透镜阵列被安装在所述U形的所述光圈部件内。

5.根据权利要求1所述的光写入单元，其特征在于，所述光写入单元进一步包括：

基板，所述光源设置在所述基板上，并且所述基板能够在与主扫描方向和副扫描方向垂直的方向上移动。

6.根据权利要求1所述的光写入单元，其特征在于：

所述光接收面上设置有遮光膜。

7.根据权利要求1所述的光写入单元，其特征在于：

所述光写入单元进一步包括壳体，所述光源和所述透镜阵列设置在所述壳体内，并且

所述光圈部件设置在所述壳体内或者构成所述壳体的一部分。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的光写入单元，其特征在于：

所述光源包括多个发光二极管，并且所述多个发光二极管在主扫描方向上成列状地排列。

9.根据权利要求1至7中任一项所述的光写入单元，其特征在于：

所述入射透镜面是由在主扫描方向上排列的多个小凸透镜面构成，

所述透镜阵列进一步包括射出透镜面，从所述射出透镜面射出的光入射至所述图像面，并且

所述光写入单元还包括保护罩，所述透镜阵列的所述射出透镜面侧的端部抵接所述保护罩。

10.根据权利要求1至7中任一项所述的光写入单元，其特征在于：

所述透镜阵列进一步包括反射镜面，并且所述透镜阵列是用透明树脂一体成型的透镜阵列。