一种激光扫描单元制造技术

本发明专利技术涉及激光打印设备技术领域，尤其涉及一种激光扫描单元，解决现有技术中存在fθ镜制造成本高的缺点，包括激光光源，用于提供激光束的输出；光束整形镜，用于将来源于激光光源的激光束进行准直；旋转多棱镜，使从激光光源发射的激光束进行偏转，提供输出光束的扫描功能；自由曲面反射镜组，使被旋转多棱镜反射的光束射入感光单元；感光单元，用于接收激光，并根据激光出射位置产生静电潜像，以吸附墨粉产生打印形状。本发明专利技术通过使用一面自由曲面反射镜，使得旋转多棱镜在旋转单位角度时，在感光单元上的激光输出端的位置移动单位长度，从而使打印设备在实际的正常工作情况下，感光单元表面获得的图像不产生失真。感光单元表面获得的图像不产生失真。感光单元表面获得的图像不产生失真。

【技术实现步骤摘要】
一种激光扫描单元


[0001]本专利技术涉及激光打印设备
，尤其涉及一种激光扫描单元。

技术介绍

[0002]激光扫描单元是应用于激光打印机的一种提供稳定扫描激光输出的组件。传统的激光扫描单元通过激光光源和光束整形镜来提供良好准直的激光，通过旋转多棱镜来提供激光输出位置的变化，通过fθ镜来调整输出位置使得旋转多棱镜每进行单位角度的旋转，能够在感光元件上获得均匀的单位长度的激光输出位置变化。这种均匀的输出变化能够使得打印机能够较容易的控制图像失真现象。
[0003]但对于传统激光打印设备而言，fθ镜是一个制造的难点，它是一块具有复杂的面型的透镜，并且相对比较厚重。对于整个激光扫描单元而言成本占比较高。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是为了解决fθ镜制造成本高的缺点，而提出的一种激光扫描单元。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
[0006]一种激光扫描单元，包括激光光源，用于提供激光束的输出；
[0007]光束整形镜，用于将来源于激光光源的激光束进行准直；
[0008]旋转多棱镜，使从激光光源发射的激光束进行偏转，提供输出光束的扫描功能；
[0009]自由曲面反射镜组，使被旋转多棱镜反射的光束射入感光单元；
[0010]感光单元，用于接收激光，并根据激光出射位置产生静电潜像，以吸附墨粉产生打印形状。
[0011]优选的，壳体，包括限定内部空间的区域，用于容纳所述激光光源、光束整形镜、旋转多棱镜、自由曲面反射镜组以及感光单元。
[0012]优选的，旋转多棱镜和自由曲面反射镜组的组合使固定的激光光源能够在感光单元处产生扫描激光。
[0013]优选的，自由曲面反射镜组由平面反射镜、球面反射镜、非球面反射镜和自由曲面反射镜中的至少一种组装而成。
[0014]优选的，旋转多棱镜旋转单位角度时，通过固定的自由曲面反射镜组反射的激光在感光单元上也移动单位距离。
[0015]优选的，设计过程中优先确定了经过自由曲面反射镜组的入射光线和出射光线的位置和方向，在这基础上求解出自由曲面反射镜组的结构。
[0016]本专利技术的有益效果是：通过使用一面自由曲面反射镜，使得旋转多棱镜在旋转单位角度时，在感光单元上的激光输出端的位置移动单位长度，从而使打印设备在实际的正常工作情况下，感光单元表面获得的图像不产生失真；
[0017]通过使用自由曲面反射镜，避免了传统的fθ镜的使用，提供了一种更加简便的激光扫描单元设计方案，由于反射镜相比于fθ镜而言，它的加工成本更低，占用空间更小，重
量更轻，从而使得本专利技术具有一定的优势。
附图说明
[0018]图1为本专利技术提出的一种激光扫描单元的平面结构示意图；
[0019]图2为本专利技术提出的一种激光扫描单元的侧视结构示意图。
[0020]图中：1激光光源、2光束整形镜、3旋转多棱镜、4自由曲面反射镜组、5感光单元。
具体实施方式
[0021]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0022]参照图1
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2，一种激光扫描单元，包括激光光源1，用于提供激光束的输出；光束整形镜2，用于将来源于激光光源1的激光束进行准直；旋转多棱镜3，使从激光光源1发射的激光束进行偏转，提供输出光束的扫描功能；自由曲面反射镜组4，使被旋转多棱镜3反射的光束射入感光单元5；感光单元5，用于接收激光，并根据激光出射位置产生静电潜像，以吸附墨粉产生打印形状。
[0023]还包括：壳体，包括限定内部空间的区域，用于容纳激光光源1、光束整形镜2、旋转多棱镜3、自由曲面反射镜组4以及感光单元5，旋转多棱镜3和自由曲面反射镜组4的组合使固定的激光光源1能够在感光单元5处产生扫描激光，自由曲面反射镜组4由平面反射镜、球面反射镜、非球面反射镜和自由曲面反射镜中的至少一种组装而成，旋转多棱镜3旋转单位角度时，通过固定的自由曲面反射镜组4反射的激光在感光单元5上也移动单位距离，设计过程中优先确定了经过自由曲面反射镜组4的入射光线和出射光线的位置和方向，在这基础上求解出自由曲面反射镜组4的结构。
[0024]本专利技术的具体实施原理如下：由于不同的激光扫描单元尺寸不同，在设计的过程中需要考虑不同的光学路径的长度，旋转多棱镜3的最大偏转角度，成像元件尺寸，输入激光与输出感光元件的相对位置等因素，所以不同的激光扫描单元的自由曲面反射镜(组)会有所不同。下面给出一种使用单面自由曲面反射镜设计的思路。
[0025]光学系统整体结构如附图2所示，按照实际的光路顺序，激光光源1发射的激光，经过光束整形镜2的调制，产生准直激光束。准直激光束入射至旋转多棱镜3，旋转多棱镜3在每周期的扫描过程中仅使用同一个反射面，反射的出射光在该周期内经过自由曲面反射镜组4的反射，在感光单元5上扫描一周；
[0026]进一步的，为方便控制图像失真，我们需要旋转多棱镜3每旋转单位角度，感光单元5上的激光输出位置平移单位距离。已知旋转多棱镜3上的出射光线的方向及位置，根据我们的方法，一种思路是利用光线模型求解初始结构，再根据实际的光束模型进行优化。利用光线模型，我们在该模型中认为所有的激光光束都是不考虑实际尺寸和物理光学现象的光线；
[0027]此外，首先进行两个简单的假设限制，第一个假设是假定射入感光单元5上的输出光线均为垂直入射，则我们可以获得这些经过自由曲面反射镜组4的输出光线的出射方向，以及这些光线在感光单元5的入射点，由于旋转多棱镜3上的输出光线已知，我们就获得了自由曲面反射镜组4的入射光线和出射光线所在的两个平面；
[0028]第二个假设是假定入射光和出射光的反射点位于入射光线构成的平面与出射光线构成的平面的交线上，此时我们获得了自由曲面反射镜组4上实际参与反射的点以及在每个点上的入射和出射光线。根据反射定律不难获得自由曲面反射镜组4上参与反射的点的法矢量，而知道了自由曲面上的一系列点和它对应点的法矢量，就能够带入任意一种面型拟合公式求解这一自由曲面的面型解析式，将所得的解析式已知的自由曲面作为我们实际自由曲面反射镜组4的初始结构。根据这一初始结构，我们再将其代入实际的光束模型，并进行优化，就获得对应LSU所需的自由曲面反射镜面型。
[0029]以上所述，仅为本专利技术较佳的具体实施方式，但本专利技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
的技术人员在本专利技术揭露的技术范围内，根据本专利技术的技术方案及其专利技术构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本专利技术的保护范围之内。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种激光扫描单元模块，其特征在于，包括：激光光源(1)，用于提供激光束的输出；光束整形镜(2)，用于将来源于激光光源(1)的激光束进行准直；旋转多棱镜(3)，使从激光光源(1)发射的激光束进行偏转，提供输出光束的扫描功能；自由曲面反射镜组(4)，使被旋转多棱镜(3)反射的光束射入感光单元(5)；感光单元(5)，用于接收激光，并根据激光出射位置产生静电潜像，以吸附墨粉产生打印形状。2.如权利要求1所述的激光扫描单元模块，其特征在于，还包括：壳体，包括限定内部空间的区域，用于容纳所述激光光源(1)、光束整形镜(2)、旋转多棱镜(3)、自由曲面反射镜组(4)以及感光单元(5)。3.如权利要求2所述的激光扫描单元模块，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：马冬林，刘洋城，
申请(专利权)人：武汉欧毅光学有限公司，
类型：发明
国别省市：