光寫入單元的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種光寫入單元，其特征在于，包括：光源；光圈部件，來自所述光源的光從所述光圈部件的孔徑通過；以及透鏡陣列，具有入射透鏡面和在所述入射透鏡面的外側(cè)的光接收面，所述入射透鏡面和所述光接收面接收通過所述光圈部件的所述孔徑的光；其中，所述光源、所述光圈部件和所述透鏡陣列被布置為使從所述光源發(fā)出的光入射在所述入射透鏡面和所述光接收面的范圍內(nèi)并且使入射至所述光接收面的光不入射至圖像面。根據(jù)本實用新型的光寫入單元，可以基本避免雜散光，不會遮蔽用于成像的光，以及降低對光圈的形狀精度和位置精度的要求。
【專利說明】光寫入單元
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及光寫入單元，更具體地講，涉及包括透鏡和反射鏡一體型陣列的光寫入單元。
【背景技術(shù)】
[0002]電子照片打印機中，將感光鼓曝光形成潛像，通過色調(diào)劑將潛像顯影，再將色調(diào)劑轉(zhuǎn)印在紙張上，通過加熱等將色調(diào)劑在紙張上定影。在曝光處理中，分為LED光學(xué)系統(tǒng)和激光光學(xué)系統(tǒng)。過去的LED光學(xué)系統(tǒng)的寫入頭中，LED的發(fā)光能力經(jīng)由正立等倍棒狀透鏡陣列對感光鼓曝光。
[0003]在現(xiàn)有技術(shù)中，存在這樣的外殼結(jié)構(gòu):使LED陣列和層壓樹脂透鏡陣列與殼體的凸部的兩面接觸，能夠準確提供LED陣列和層壓樹脂透鏡陣列的入射面一側(cè)的距離。
實用新型內(nèi)容
[0004]盡管很多技術(shù)方案都提出了具有在透鏡陣列與光源之間設(shè)有孔的結(jié)構(gòu)的單元，但與上述技術(shù)方案一樣，僅以實現(xiàn)位置精度為目的，而應(yīng)對雜散光的措施，則由透鏡陣列單獨進行。
[0005]在讀取系統(tǒng)中，有時會有細小的狹縫，這是為了防止來自寬度較寬的副掃描方向區(qū)域的具有較大角度的光進入透鏡陣列后出現(xiàn)雜散光，從狹縫中射出的到達透鏡的副掃描兩端的光也照射到具有與中央部相同的遮光圖案的地點，并不具有特別的結(jié)構(gòu)。由于有細小的狹縫，進入副掃描方向的光軸附近的光也被截斷，由于有狹縫而降低了光量。
[0006]將于上述問題，本實用新型的一個方面提供了一種光寫入單元，其特征在于，包括:光源；光圈部件，來自所述光源的光從所述光圈部件的孔徑通過；以及透鏡陣列，具有入射透鏡面和在所述入射透鏡面的外側(cè)的光接收面，所述入射透鏡面和所述光接收面接收通過所述光圈部件的所述孔徑的光；其中，所述光源、所述光圈部件和所述透鏡陣列被布置為使從所述光源發(fā)出的光入射在所述入射透鏡面和所述光接收面的范圍內(nèi)并且使入射至所述光接收面的光不入射至圖像面。
[0007]上述的光寫入單元中，優(yōu)選所述光接收面在所述光寫入單元的副掃描方向上位于所述入射透鏡面的兩側(cè)。
[0008]上述的光寫入單元中，優(yōu)選所述光接收面為兩個光接收面，具有相對于與副掃描方向垂直的面傾斜的平面形狀，并且所述兩個光接收面彼此間呈八字形。
[0009]上述的光寫入單元中，優(yōu)選所述光圈部件在與主掃描方向垂直的剖面中呈U形，所述孔徑設(shè)置在所述U形的底部，并且所述透鏡陣列被安裝在所述U形的所述光圈部件內(nèi)。
[0010]上述的光寫入單元中，優(yōu)選所述光寫入單元進一步包括:基板，所述光源設(shè)置在所述基板上，并且所述基板能夠在與主掃描方向和副掃描方向垂直的方向上移動。
[0011]上述的光寫入單元中，優(yōu)選所述光接收面上設(shè)置有遮光膜。
[0012]上述的光寫入單元中，優(yōu)選所述光寫入單元進一步包括殼體，所述光源和所述透鏡陣列設(shè)置在所述殼體內(nèi)，并且所述光圈部件設(shè)置在所述殼體內(nèi)或者構(gòu)成所述殼體的一部分。
[0013]上述的光寫入單元中，優(yōu)選所述光源包括多個發(fā)光二極管，并且所述多個發(fā)光二極管在主掃描方向上成列狀地排列。
[0014]上述的光寫入單元中，優(yōu)選所述入射透鏡面是由在主掃描方向上排列的多個小凸透鏡面構(gòu)成，所述透鏡陣列進一步包括射出透鏡面，從所述射出透鏡面射出的光入射至所述圖像面，并且所述光寫入單元還包括保護罩，所述透鏡陣列的所述射出透鏡面?zhèn)鹊亩瞬康纸铀霰Ｗo罩。
[0015]上述的光寫入單元中，優(yōu)選所述透鏡陣列進一步包括反射鏡面，并且所述透鏡陣列是用透明樹脂一體成型的透鏡陣列。
[0016]根據(jù)本實用新型的光寫入單元，可以基本避免雜散光，不會遮蔽用于成像的光，以及降低對光圈的形狀精度和位置精度的要求。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1示出了一個透鏡陣列的實例的立體圖。
[0018]圖2示出了圖1所示的透鏡陣列中的一部分的立體圖。
[0019]圖3示出了一種光寫入單元和感光鼓的配置例的示意圖。
[0020]圖4 (a)示出了光寫入單元的第一實施例的示意圖。
[0021]圖4 (b)示出了透鏡陣列的特定區(qū)域A的放大立體圖。
[0022]圖4 (c)示出了透鏡陣列的特定區(qū)域A的一部分變?yōu)闊o傾斜平面的正視圖。
[0023]圖4 Cd)示出了圖4 (C)的透鏡陣列的立體圖。
[0024]圖5示出了入射到特定區(qū)域A的光路的示意圖。
[0025]圖6示出了光寫入單元的第二實施例的示意圖。
【具體實施方式】
[0026]以下，參照附圖對各實施例進行說明。為了便于說明，在所有附圖中，如圖1中所不，將主掃描方向設(shè)為X方向，將副掃描方向設(shè)為y方向，與X方向和y方向垂直的方向設(shè)為z方向。另外，圖中相似的部件或要素用相似的符號表示。
[0027]圖1示出了根據(jù)本實用新型一個實施例的透鏡陣列的立體圖。如圖1所示，透鏡陣列11的z方向上的一端具有在主掃描方向上布置的入射透鏡面S1，該入射透鏡面可以由多個小凸透鏡面Si構(gòu)成。在入射透鏡的上下兩側(cè)(圖1中的副掃描方向上)還分別具有傾斜的平面A1和A2 (可統(tǒng)稱為區(qū)域A)，兩個傾斜的平面彼此呈例如八字形。區(qū)域A使通過該區(qū)域的光基本上不能到達圖像面。在區(qū)域A上可以設(shè)置例如遮光膜。在透鏡陣列11的另一端具有在主掃描方向上布置的出射透鏡面\，該出射透鏡面也可以由多個小凸透鏡面構(gòu)成。在出射透鏡面的上下兩側(cè)(圖1中的副掃描方向上)也可以分別具有傾斜的平面，而且也可以呈八字形。在入射透鏡面Si與出射透鏡面Stj之間可以在例如透鏡陣列11的上下部設(shè)置多個反射面，用于將來自入射透鏡面S1的光引導(dǎo)至出射透鏡面透鏡陣列11可以用例如透明樹脂一體成型地形成。此外，可以在透鏡陣列11上設(shè)置遮光膜Fb，例如可以設(shè)置在圖1中所示的陰影(以點表示)區(qū)域。[0028]圖2示出了圖1所示的透鏡陣列中的一部分的立體圖。在圖2中示出了主掃描方向上布置的多個入射小凸透鏡面、多個反射鏡面、多個出射小凸透鏡面中的一組入入射小凸透鏡面、反射面、出射小凸透鏡面，即在圖1所示的X方向上對應(yīng)的一組透鏡和反射鏡。圖2中示出了在一組入射面和出射面之間布置了兩個對應(yīng)的反射面Sml和Sm2，在副掃描方向上分別位于透鏡陣列的兩側(cè)。反射面Sml傾斜面向入射透鏡面Si,而反射面Sm2傾斜面向出射透鏡面S。，用于將來自入射透鏡面Si的光引導(dǎo)至對應(yīng)的出射透鏡面S。。反射面Sml接受來自入射透鏡面Si的入射光，并將其反射至反射面Snil,反射面S1112將來自反射面Snil的光再反射至出射透鏡面S。。
[0029]圖2所示的具有反射面Snil的反射區(qū)塊B1在主掃描方向上的寬度可小于對應(yīng)的入射透鏡面Si的寬度，在反射區(qū)塊B1與具有入射小凸透鏡的區(qū)塊之間存在一個過渡區(qū)塊B2,過渡區(qū)塊B2在與具有所述平面A1的部分在副掃描方向上存在高度差。并且，過渡區(qū)塊B2在主掃描方向上的寬度可以小于反射區(qū)塊I。因此，在各個反射區(qū)塊B1之間以及各個過渡區(qū)塊B2之間存在間隙。圖2中的與圖1中對應(yīng)的陰影區(qū)域(以點表示)設(shè)置有遮光膜Fb。注意，在反射區(qū)塊B1和過渡區(qū)塊B2的主掃描方向上的兩側(cè)均設(shè)置有遮光膜Fb。為了便于說明，在本文中，將透鏡陣列分為反射區(qū)塊和過渡區(qū)塊等，但是在一體成型的情況下，這些區(qū)塊實質(zhì)上是一體的。另外，反射面的數(shù)量和布置方式可以具有不同于上述的數(shù)量和布置方式。
[0030]圖3示出了一種光寫入單元和感光鼓的配置例的示意圖。光寫入單元10可以包括透鏡陣列11、光源12、基板13和殼體14等。感光鼓I設(shè)置在光寫入單元10的光出射偵牝利用所接收的光形成潛像。殼體14可以為大致長方體的殼體，如圖3所示，在與主掃描方向垂直的剖面，殼體14具有大致U形((圖中所示轉(zhuǎn)角部分呈直角))。在殼體14內(nèi)在與U形底平行的方向上設(shè)置有基板13，基板13可以為例如玻璃環(huán)氧基板、金屬基板等。在基板13上設(shè)置有光源12。例如,光源12可以是在主掃描方向上列狀地配置多個LED (光電二極管)的LED陣列?；?3可以設(shè)置在殼體14內(nèi)的固定位置，也可以在如箭頭所示Z方向上來回移動，由此可以調(diào)整光源12相對于透鏡陣列11的位置，從而調(diào)整透鏡陣列11的焦點。在殼體14的面對光源12的一側(cè)上具有開口部O1，透鏡陣列11的光出射面?zhèn)瓤梢郧逗显陂_口部O1中。從光源12發(fā)出的光經(jīng)由透鏡陣列11照射在感光鼓I的感光面上。
[0031]此外，在光寫入單元10中還可以包括例如保護罩15和距離保持部16。位于殼體14開口側(cè)的外表面為光寫入單元的基準面&，保護罩15可以設(shè)置在基準面&上。保護罩15蓋住開口部O1，用于防塵或者在維護時可以被擦拭。保護罩15可以是玻璃罩或透明樹脂罩等，優(yōu)選為玻璃罩。距離保持部16設(shè)置在基準面&上的兩側(cè)，例如可以設(shè)置在保護罩15的兩側(cè)，用于保持光寫入單元基準面&與感光鼓I的感光面之間的距離。距離保持部16的厚度可以根據(jù)不同的保護罩厚度而不同。
[0032]圖4(a)示出了根據(jù)本實用新型的一個實施例的光寫入單元的示意圖。如圖4(a)所示，光寫入單元20包括具有開口部(孔徑)02的蓋部27，在X方向的剖面呈大致U形。透鏡陣列21安裝在蓋部27內(nèi)。經(jīng)過開口部O2的光能夠到達入射透鏡面和位于該入射透鏡面的外側(cè)的規(guī)定區(qū)域A (參見圖1、圖4 (b))，特定區(qū)域A所具有的寬度大于等于因制造誤差等與蓋部的相對位置產(chǎn)生偏離時光能夠達到的寬度。由此具有上述特征，不會遮蔽用于成像的光，從而增加光量。對于光圈的形狀精度、位置精度要求較為寬松，也就是說，即使開口部O2與光源12的相對定位略有偏移，也不會影響進入入射透鏡面S1的光量，由此，降低了對于制造工藝的要求，從而降低了生產(chǎn)成本。并且，大幅度減少雜散光。另外，為使入射到特定區(qū)域A的光不從射出面向圖像面射出，而形成傾斜的平面，由此使得基本沒有雜散光。蓋部27也可以用例如具有開口部(孔徑)O2的樹脂片替代。
[0033]在圖3所示的光寫入單元10中，如果透鏡陣列由樹脂構(gòu)成，并且沒有涂覆遮光材料等，則會出現(xiàn)大量的散射光。在此情況下，全部雜散光為91.49%，其中光學(xué)雜散光占
6.39%，其他雜散光占85.10%。而在圖4(a)所示的光寫入單元20中，全部雜散光為0.44%，其中光學(xué)雜散光占0.26%，其他雜散光占0.18%。因此，可以說在本實施例中基本消除了雜散光。
[0034]圖4 (b)中示出了透鏡陣列的特定區(qū)域A的放大立體圖，即圖1和圖4 Ca)中的透鏡陣列的區(qū)域A1和A2的放大圖。在圖4 (b)中區(qū)域A1和A2分別位于入射透鏡面S1兩偵牝呈大致八字形。
[0035]圖4 (C)示出了透鏡陣列的部分A區(qū)域變?yōu)闊o傾斜平面的正視圖。在圖4 (C)中，為了顯示將區(qū)域A形成為傾斜平面的優(yōu)點，示出了僅去掉最右側(cè)的A部的傾斜的狀態(tài)。通過改變區(qū)域A的角度，能夠改變最寬處和最窄處的比值，從而可以校正光量的不均勻。
[0036]圖4 (d)示出了圖4 (C)的立體圖。在這樣的構(gòu)成中，還可以在區(qū)域A上形成遮光膜。
[0037]圖5示出了入射到區(qū)域A中的光線的光路。透鏡陣列的外形被確定為不使入射到透鏡外的區(qū)域A中的光從出射透鏡面Stj向外射出的形狀。例如，在圖5中，入射到區(qū)域A的光從包含區(qū)域Al的區(qū)塊、包含區(qū)域A2的區(qū)塊、過渡區(qū)塊B2射出。根據(jù)上述公開內(nèi)容，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際需要設(shè)置例如區(qū)域Al和區(qū)域A2相對于Z方向的角度、透鏡陣列的外形形狀等，從而實現(xiàn)上述的防止雜散光的出現(xiàn)、降低對光圈(例如圖4 (a)中的蓋部27)的形狀精度、位置精度的要求、增加光量等技術(shù)效果。
[0038]圖6示出了第二實施例的光寫入單元的示意圖。光寫入單元30可以包括透鏡陣列31、光源32、基板33和殼體34等。感光鼓2設(shè)置在光寫入單元30的光出射側(cè)，利用所接收的光形成潛像。如圖5所示，在與主掃描方向垂直的剖面中，在朝向感光鼓2的方向上，殼體34呈階梯狀地逐漸縮小。在殼體34內(nèi)設(shè)置有基板33，基板33可以采用例如玻璃環(huán)氧基板、金屬基板等。在基板33上設(shè)置有光源32。例如，光源32可以是在主掃描方向上列狀地配置多個LED芯片的LED陣列。如圖5所示，基板33設(shè)置在殼體34內(nèi)的寬度最大的空間內(nèi)的臺階上。光源32與透鏡陣列31之間被殼體34中的隔板隔開，在隔板上具有開口部(孔徑)03，光源32發(fā)出的光經(jīng)開口部O3入射至透鏡陣列31，即光圈部件構(gòu)成殼體的一部分。殼體34與圖3的殼體14和圖4 (a)的殼體24不同，在靠近感光鼓2側(cè)端部是完全開放的，由保護罩35封閉。透鏡陣列31的光出射側(cè)的最末端抵接保護罩35。并且透鏡陣列31的分別具有區(qū)域Al和A2的兩個區(qū)塊抵接于框架和隔板的表面。
[0039]此時，殼體可以樹脂成型或剪裁鋁合金而形成。例如，殼體可以通過例如板金加工而形成。此例中，在透鏡(反射鏡一體型)陣列的入射一側(cè)也設(shè)置有與透鏡面一體成型的凸緣面和殼體的內(nèi)表面接觸的部位，因此，即使透鏡陣列發(fā)生彎曲，也能夠?qū)ζ溥M行矯正。此夕卜，光寫入單元30也具有光寫入單元20的相同技術(shù)效果。
[0040]在上述實施例中，示出了透鏡-反射鏡與凸緣部為一體的例子，然而僅用透鏡面一體形成的透鏡陣列，或僅用反射鏡形成的一體型陣列也可具有相同效果。如果是反射鏡，則是入射透鏡面、射出透鏡面的透鏡形狀為平面的特殊情況。
[0041]盡管已經(jīng)描述了部分實施例，但是這些實施例僅作為例子呈現(xiàn)，并不用于限制本實用新型的范圍。事實上，本文描述的新的實施例可以表現(xiàn)為其他各種形式；此外，可以在不脫離本實用新型的精神的情況下，對本文描述的實施例進行各種省略、替代和變化。所附的權(quán)利要求書及其等同范圍包括落入本實用新型的范圍和精神內(nèi)的所述各種形式或改進。
【權(quán)利要求】
1.一種光寫入單元，其特征在于，包括: 光源， 光圈部件，來自所述光源的光從所述光圈部件的孔徑通過，以及透鏡陣列，具有入射透鏡面和在所述入射透鏡面的外側(cè)的光接收面，所述入射透鏡面和所述光接收面接收通過所述光圈部件的所述孔徑的光， 其中，所述光源、所述光圈部件和所述透鏡陣列被布置為使從所述光源發(fā)出的光入射在所述入射透鏡面和所述光接收面的范圍內(nèi)并且使入射至所述光接收面的光不入射至圖像面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光寫入單元，其特征在于: 所述光接收面在所述光寫入單元的副掃描方向上位于所述入射透鏡面的兩側(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光寫入單元，其特征在于: 所述光接收面為兩個光接收面，具有相對于與副掃描方向垂直的面傾斜的平面形狀，并且所述兩個光接收面彼此間呈八字形。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光寫入單元，其特征在于: 所述光圈部件在與主掃描方向垂直的剖面中呈U形，所述孔徑設(shè)置在所述U形的底部，并且 所述透鏡陣列被安裝在所述U形的所述光圈部件內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光寫入單元，其特征在于，所述光寫入單元進一步包括: 基板，所述光源設(shè)置在所述基板上，并且所述基板能夠在與主掃描方向和副掃描方向垂直的方向上移動。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光寫入單元，其特征在于: 所述光接收面上設(shè)置有遮光膜。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光寫入單元，其特征在于: 所述光寫入單元進一步包括殼體，所述光源和所述透鏡陣列設(shè)置在所述殼體內(nèi)，并且 所述光圈部件設(shè)置在所述殼體內(nèi)或者構(gòu)成所述殼體的一部分。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的光寫入單元，其特征在于: 所述光源包括多個發(fā)光二極管，并且所述多個發(fā)光二極管在主掃描方向上成列狀地排列。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的光寫入單元，其特征在于: 所述入射透鏡面是由在主掃描方向上排列的多個小凸透鏡面構(gòu)成， 所述透鏡陣列進一步包括射出透鏡面，從所述射出透鏡面射出的光入射至所述圖像面，并且 所述光寫入單元還包括保護罩，所述透鏡陣列的所述射出透鏡面?zhèn)鹊亩瞬康纸铀霰Ｗo罩。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的光寫入單元，其特征在于: 所述透鏡陣列進一步包括反射鏡面，并且所述透鏡陣列是用透明樹脂一體成型的透鏡陣列。
【文檔編號】G03G15/04GK203825370SQ201420104056
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年3月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月7日
【發(fā)明者】白石貴志 申請人:東芝泰格有限公司