光寫入單元及具有該光寫入單元的光掃描單元的製作方法
2023-07-20 02:27:06 1
光寫入單元及具有該光寫入單元的光掃描單元的製作方法
【專利摘要】本實用新型提供了光寫入單元及具有該光寫入單元的光掃描單元，該光寫入單元包括透鏡陣列和支撐所述透鏡陣列的殼體，其特徵在於，所述透鏡陣列包括多個透鏡單元，所述透鏡單元沿光路方向依次包括第二透鏡體和第一透鏡體，所述第一透鏡體包括第一透鏡部和沿所述多個透鏡單元的排列方向形成於所述第一透鏡部兩側的第一凸緣部，並且所述第一凸緣部的端部經由所述殼體的出光口按壓至位於所述殼體和圖像面之間的透明蓋部。根據本實用新型的透鏡單元的製造成本低、透鏡間的一致性好以及基板的材料選擇自由度大。另外，具有本實用新型的透鏡單元的照明裝置的製造成本也降低並且構造可被簡化。
【專利說明】光寫入單元及具有該光寫入單元的光掃描單元
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及光寫入單元及具有該光寫入單元的光掃描單元，更具體地，涉及光學效率聞且成像特性提聞的光與入單兀及具有該光與入單兀的光掃描單兀。
【背景技術】
[0002]今年來，在電子照片印表機中，伴隨著電子照片圖像的要求性能的提高，要求高解析度，彩色化以及高速印刷的性能。在進行彩色化時，通常，使用黃、深紅、深藍以及黑的4色調色劑，通過調整其4色的混合比率，從而實現多色彩的彩色再現。
[0003]具體地，在電子照片印表機中，對感光鼓進行曝光，形成潛像，用調色劑對該潛像進行顯影，從而將該調色劑轉印到紙張上，並且通過加熱等方式將調色劑定著在紙張上從而完成印刷。曝光過程是通過LED光學系統和雷射光學系統照射幾分鐘，並且通過安裝在LED光學系統的頭部中的棒形透鏡陣列將LED的發光能量暴露給感光鼓。
[0004]在日本專利申請公開JP2003-266780公開了一種通過層疊的棒形透鏡陣列來將LED的發光能量暴露給感光鼓的光寫入頭結構，在該結構中，通過使LED陣列和層疊的棒形透鏡陣列均接觸用於支撐這兩者的殼體的兩面，從而準確得出LED陣列和層疊棒形透鏡陣列的入射面側的距離，因此能夠以低價格實現高質量的印刷。然而，在該結構中，層疊樹脂透鏡陣列中的與限制透鏡陣列的殼體部分接觸的部分為獨立於透鏡部分和被定位部分的部件，由於進入其間的部件的厚度的平均誤差，及一個部件中的位置變化等，使得透鏡、圖像面間的空氣等效光程長度的平均值及單個部件內的位置變化變大。另外、由於是層疊型透鏡，因各層的安裝誤差，寬度隨之向變大的方向浮動，則用於校正A方向(如圖1所示)的彎曲度的孔的寬度也需要增加，於是彎曲校正後殘留的彎曲度也會變大。並且在殼體上接觸的部位如果是樹脂，則在殼體側和透鏡陣列側都會出現局部的凹凸，則由於照射到的部位存在凹凸，彎曲度和位置誤差也會相應地發生劣化。
[0005]如圖1所示，透鏡、鏡面一體型陣列由一體形成的透明樹脂形成。樹脂由於成形時的場所不同其冷卻速度也會不同，其受到由此產生的彎曲或殘留應力等的影響而向圖1的A、B方向彎曲。圖2的黃色部分形成遮光膜。由於形成遮光膜，則可能使彎曲度變得更大。用易發生彎曲的樹脂形成的由多個部件構成的透鏡陣列在現有的結構中，殼體部的大小需要相對於透鏡具有較大的寬裕，因此直到對圖1的A方向的彎曲開始進行校正為止的彎曲量較大，另外由於多個部件的誤差相累計，使得透鏡和圖像面之間的空氣等效光程長度的平均值在單元之間產生不均。
[0006]因此，為提高光學效率而增大NA，使得透鏡大小相同時，期望能夠使離圖像面和透鏡近的一側的NA增大。另外，由於焦點深度較淺，需要空氣等效光程長度的平均值為固定值。對於透鏡、鏡面排列為I列的透鏡、鏡面一體型陣列，由於其副掃描方向距離會使得特性劣化程度較大，因此透鏡需要校正A方向的彎曲，而且需要校正在現有中也會校正的B方向的彎曲(需要控制在單元內的空氣等效光程長度的變化)。實用新型內容
[0007]為了解決上述問題，本實用新型的一個目的在於提供一種光寫入單元，這種光寫入單元的光學效率高，成像特性能夠得到改善並且在需要進行校正時能夠快速地、更準確地進行校正。
[0008]根據本實用新型的光寫入單元，包括透鏡陣列和支撐所述透鏡陣列的殼體，其特徵在於，所述透鏡陣列包括多個透鏡單元，所述透鏡單元沿光路方向依次包括第二透鏡體和第一透鏡體，所述第一透鏡體包括第一透鏡部和沿所述多個透鏡單元的排列方向形成於所述第一透鏡部兩側的第一凸緣部，並且所述第一凸緣部的端部經由所述殼體的出光口按壓至位於所述殼體和圖像面之間的透明蓋部。
[0009]本實用新型的構思在於，改變了傳統光寫入單元設計中通過利用層壓型透鏡陣列進行顯影，而是將透鏡陣列中的透鏡單元分為第一透鏡體和第二透鏡體，並且第一透鏡體包括第一透鏡部以及沿多個透鏡單元排列方向形成於第一透鏡部兩側的凸緣部，通過利用凸緣部的最凸出的部分按壓在透明蓋部來校正圖1所示的B方向的彎曲。並且通過將凸緣部直接按壓在透明蓋部的表面，與在中間夾持殼體的情況相比，透鏡-圖像面之間因縮短了相當於殼體厚度的距離而更加靠近，這樣可以提高光學效率。
[0010]在根據本實用新型的一個優選實施方案中，所述第一凸緣部的外側嵌合至所述出光口的內壁。通過使凸緣部和殼體出光口的內壁接觸能夠校正所示的A方向的彎曲。
[0011]在根據本實用新型的一個優選實施方案中，所述殼體沿光路方向依次包括第一部分、第二部分和第三部分，其中所述第一部分具有大於所述第二部分的尺寸並且所述第一部分和所述第二部分之間限定出第一承載部，所述第一承載部能夠承載設置有發光器件陣列的基板，所述第二部分具有大於所述第三部分的尺寸並且所述第二部分和所述第三部分之間限定出臺階部，所述透鏡陣列容納在所述第三部分中，以及所述第三部分具有從所述臺階部向所述第三部分內突出的第二承載部。
[0012]在根據本實用新型的一個優選實施方案中，所述第二透鏡體包括具有多個第二透鏡單元的第二透鏡部和沿所述多個第二透鏡單元排列方向形成於所述第二透鏡部兩側的第二凸緣部，所述第二凸緣部抵壓在所述第二承載部上。通過在透鏡單元的光入射側的透鏡體中也形成有凸緣部並且使該凸緣部抵壓在形成於殼體中的承載部上，使得即使透鏡陣列發生扭曲也能夠對透鏡陣列進行校正。
[0013]在根據本實用新型的一個優選實施方案中，所述光寫入單元還保持間隔件，所述間隔件設置在形成所述圖像面的感光體和所述殼體之間。由於保持圖像面(感光體)和單元之間間隔的部件可以和透鏡的基準面相同，因而能夠得出透鏡-圖像面間距離平均值的精度。
[0014]在根據本實用新型的一個優選實施方案中，所述第三部分具有頂壁，所述出光口開設在所述頂壁的中央部分，所述間隔件設置在所述頂壁的兩側上。
[0015]在根據本實用新型的一個優選實施方案中，所述間隔件與所述頂壁接觸的表面與所述透鏡陣列的光出射面在同一平面內，所述第一凸緣部比所述光出射面更接近所述圖像面。在保持基準面和圖像面之間間距的該技術方案中，與以玻璃蓋部的圖像面一側的面為基準的情況相比，通過使玻璃蓋部入射面和殼體的基準面為同一面，使得在玻璃蓋部厚度發生變化時基準面到圖像面的平均或單元內的空氣等效光程長度的變化大約為一半左右，使玻璃蓋部的厚度變化充分降低時，無需調整的可能性就會增加。而且，為了校正因玻璃蓋部厚度不均而引起的空氣等效光程長度變動，而需要進行調整時，由於可以縮小調整範圍，因而能夠縮短調整時間。作為其他選擇，當玻璃蓋部根據其厚度而區分等級時，可以減少其分級的數量。
[0016]在根據本實用新型的一個優選實施方案中，所述第一透鏡部、所述第一凸緣部、所述第二透鏡部、所述第二凸緣部一體成型。由於本實用新型的透鏡部、連接第一透鏡部和第二透鏡部的鏡面部和凸緣部為一體成形，不容易發生因各部件的變化及安裝時的誤差而造成的透鏡部和透鏡側凸緣部的尺寸變化。因此，能夠較容易地得出相對於透鏡、鏡面部的基準面的位置、角度精度
[0017]在根據本實用新型的一個優選實施方案中，根據所述透明蓋部的厚度調整所述間隔件的高度。使玻璃蓋部的厚度變化充分降低時，無需調整的可能性就會增加。為了校正因玻璃蓋部厚度不均而引起的空氣等效光程長度變動，而需要進行調整時，由於可以縮小調整範圍，因而能夠縮短調整時間。作為其他選擇，當玻璃蓋部根據其厚度而區分等級時，可以減少其分級的數。
[0018]本實用新型的另一個目的在於提供一種包括上述光寫入單元的光掃描單元以及設置有發光器件陣列的基板，該基板設置在所述光寫入單元的殼體內。由於上述透鏡單元的製造成本低，使得包括該透鏡單元的照明裝置的製造成本也變低。
[0019]根據本實用新型的透鏡單元的製造成本低、透鏡間的一致性好以及基板的材料選擇自由度大。另外，具有本實用新型的透鏡單元的照明裝置的製造成本也降低並且構造可被簡化。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]附圖構成本說明書的一部分，用於幫助進一步理解本實用新型。這些附圖圖解了本實用新型的實施例，並與說明書一起用來說明本實用新型的原理。在附圖中相同的部件用相同的標號表不。圖中不出:
[0021]圖1是示出了本實用新型中所採用的透鏡陣列的立體示意圖。
[0022]圖2是示出了本實用新型的透鏡陣列中的透鏡單元的示意圖。
[0023]圖3是示出了根據本實用新型的光寫入單元的第一實施例的示意圖。
[0024]圖4是示出了根據本實用新型的光寫入單元的第二實施例的示意圖。
【具體實施方式】
[0025]將參照圖1、圖2和圖3對根據本實用新型的光寫入單元的第一實施例進行詳細地描述。其中圖1是示出了本實用新型中所採用的透鏡陣列的立體示意圖，圖2是示出了本實用新型的透鏡陣列中的透鏡單元的示意圖，圖3是示出了根據本實用新型的光寫入單元的第一實施例的示意圖。
[0026]如圖1和圖2所示，根據本實用新型的透鏡陣列包括多個透鏡單元1，每個透鏡單元I包括第一透鏡體，其包括第一透鏡部11和形成於第一透鏡部11兩側的第一凸緣部12 ；第二透鏡體，其包括第二透鏡部21和形成於第二透鏡部21兩側第二凸緣部22 ;以及連接部31，其將第一透鏡體和第二透鏡體連接並且能夠作為鏡面部來保持光路不變。[0027]上述的透鏡單元安裝在用於支撐透鏡單元的殼體中，從而形成根據本實用新型的光寫入單元。具體地，如圖3中所示，光寫入單元10包括殼體101，其頂壁開設有開口部104 ;設置有多個LED發光器件的LED陣列基板102 ;該基板102由殼體101支撐並安裝在殼體101上；上述的透鏡陣列，包括第一透鏡體，其包括第一透鏡部11和形成於第一透鏡部11兩側的第一凸緣部12 ;第二透鏡體，其包括第二透鏡部21和形成於第二透鏡部21兩側第二凸緣部22 ;以及連接部31，其將第一透鏡體和第二透鏡體連接並且能夠保持光路不變；以及玻璃蓋部103，第一凸緣部12的端部經由殼體101的開口部104按壓至位於殼體和感光體105之間的玻璃蓋部103，並且該玻璃蓋部103可以玻璃罩用來防塵或維護時能夠擦拭。注意，在圖3中僅僅示出透鏡陣列中的一個透鏡單元I。
[0028]如圖3所示，在具有如此構造的光寫入單元中，通過將第一凸緣部的最凸出的部分(端部)按壓在玻璃蓋部103上能夠校正圖1所示的B方向的彎曲。進一步地，在本實施例中，第一凸緣部12的外側嵌合至開口部104的內壁，從而使得能夠校正圖1所示的A方向上的彎曲。
[0029]進一步地，在本實用新型的透鏡陣列中，透鏡部、鏡面部和凸緣部為一體成型，因此不容易發生因各部件的變化及安裝時的誤差而造成的透鏡部和透鏡側的凸緣部(定位部)的尺寸變化，因此能夠較容易地得出形成於感光體105上的圖像面相對於透鏡、鏡面部的基準面C的位置、角度精度等。而且，將透鏡陣列的透鏡部和一體成形的凸緣部直接按壓在玻璃蓋部的表面，與在中間夾持殼體的情況相比，透鏡-圖像面(其中，圖像面形成於感光體上)之間因縮短了相當於殼體厚度的距離而更加靠近，這樣可以提高光學效率。
[0030]在圖3中示出的光寫入單元中，從LED發光器件發出的光經由第二透鏡部21、連接部31以及第一透鏡部11會聚在開口部104，並經由開口部104、以及覆蓋開口部104的玻璃蓋部103射出併入射至感光體105上，從而在感光體105上形成圖像面。如圖3所示，由於第一凸緣部12按壓在玻璃蓋部103上,而第一透鏡部11不與玻璃蓋部接觸，因此，玻璃蓋部103的入射面和殼體101的基準面C為同一面。
[0031]因此，在保持基準面和圖像面之間間距的該技術方案中，與以玻璃蓋部的圖像面一側的面為基準的情況相比，通過使玻璃蓋部入射面和殼體的基準面為同一面，使得在如下表I所示的玻璃蓋部厚度dl發生變化時基準面到圖像面的平均或單元內的空氣等效光程長度的變化大約為一半左右，由此使玻璃蓋部的厚度變化充分降低時，無需調整的可能性就會增加。而且，為了校正因玻璃蓋部厚度不均而引起的空氣等效光程長度變動，而需要進行調整時，由於可以縮小調整範圍，因而能夠縮短調整時間。作為其他選擇，當玻璃蓋部根據其厚度而區分等級時，可以減少其分級的數量。
[0032]表I
[0033]玻璃的折射率
[0034]dl+d2 一定時
[0035]
【權利要求】
1.一種光寫入單元，包括透鏡陣列和支撐所述透鏡陣列的殼體，其特徵在於， 所述透鏡陣列包括多個透鏡單元，每個所述透鏡單元沿光路方向依次包括第二透鏡體和第一透鏡體，所述第一透鏡體包括第一透鏡部和沿所述多個透鏡單元的排列方向形成於所述第一透鏡部兩側的第一凸緣部，並且 所述第一凸緣部的端部經由所述殼體的出光口按壓至位於所述殼體和圖像面之間的透明蓋部。
2.根據權利要求1所述的光寫入單元，其特徵在於，所述第一凸緣部的外側嵌合至所述出光口的內壁。
3.根據權利要求1所述的光寫入單元，其特徵在於，所述殼體沿光路方向依次包括第一部分、第二部分和第三部分，其中 所述第一部分具有大於所述第二部分的尺寸，並且所述第一部分和所述第二部分之間限定出第一承載部，所述第一承載部能夠承載設置有發光器件陣列的基板， 所述第二部分具有大於所述第三部分的尺寸，並且所述第二部分和所述第三部分之間限定出臺階部，所述透鏡陣列容納在所述第三部分中，以及 所述第三部分具有從所述臺階部向所述第三部分內突出的第二承載部。
4.根據權利要求3所述的光寫入單元，其特徵在於，所述第二透鏡體包括第二透鏡部和沿所述多個透鏡單元的排列方向形成於所述第二透鏡部兩側的第二凸緣部，其中，所述第二凸緣部抵壓在所述第二承載部上。
5.根據權利要求3所述的光寫入單元，其特徵在於，還包括間隔件，所述間隔件設置在形成所述圖像面的感光體和所述殼體之間。
6.根據權利要求5所述的光寫入單元，其特徵在於，所述第三部分具有頂壁，所述出光口開設在所述頂壁的中央部分，所述間隔件設置在所述頂壁的兩側上。
7.根據權利要求6所述的光寫入單元，其特徵在於，所述間隔件與所述頂壁接觸的表面與所述透鏡陣列的光出射面在同一平面內，所述第一凸緣部比所述光出射面更接近所述圖像面。
8.根據權利要求4所述的光寫入單元，所述第一透鏡部、所述第一凸緣部、所述第二透鏡部、所述第二凸緣部一體成型。
9.根據權利要求5所述的光寫入單元，根據所述透明蓋部的厚度調整所述間隔件的高度。
10.一種光掃描單兀,其特徵在於,包括: 根據權利要求1至9中任一項所述的光寫入單元，以及 設置有發光器件陣列的基板，設置在所述光寫入單元的殼體內。
【文檔編號】G03G15/04GK203825371SQ201420104800
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年3月7日 優先權日:2014年3月7日
【發明者】白石貴志 申請人:東芝泰格有限公司