Оптическая сканирующая система лазерного принтера

 

Использование: в лазерных принтерах, служащих для воспроизведения изображения в полиграфии и вывода информации из ЭВМ. Сущность изобретения: система содержит источник света, коллиматор, цилиндрическую линзу для фокусировки излучения в плоскости, перпендикулярной плоскости сканирования, вращающийся зеркальный барабан, фоторецептор и фокусирующий объектив из трех линз, обеспечивающий линейность развертки. Передняя лиИза объектива имеет вид квазиафокального положительного мениска, обращенного вогнутостью к источнику света, а цстальные линзы - сфероцилиндрические с взаимно перпендикулярными образующими. 3 ил.

СО(ОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК!

Ж„, 1767467 Al (51)s G 02 В 26/10, 9/12, 13/18

ГОСУДАРСТВЕН(-ЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ л ъ ° ъ 8

Изобретенив относится к полиграфиичт и : - фокусируащий объектив. обеспечивающий у) может быть исполгьзоаайо в устройствах,:.:. . линейностьлргазвертки7%-6-объектив, состообеспечивающих скаднировайие световым::.: ящМЙ 1гэ :третхлинз с поверхностями двоякой C пучком, служащих для sîñïðîèçâåäåééë - Сй изображениявполиграфииивыводаинфор- . объектива:"вс:ь((полнена тороидальной, а по. мации из ЭВМ. :. верхность передней линзы, обращенная к

Известны оптические сканирующие си- плоскбсти изображения, — цилиндрической стемы для лазерных принтеров, сбдегржа- (21, «4 .. щие источник света, коллиматор, линзу для: Однако "изготовление тороидальной О фокусировки излучения в плоскости, пер- линзы f — О -объектива, в особенности ее пендикулярной плоскости сканирования, контроль и центровка, являются сложными вращающийся зеркальный многогранник, технологическими процессами. фокусирующийтрехлинзовый объектив с од- Целью изобретения является упроще- © ной илидвумясферацилиндрическимилин- ние изготовления оптических деталеи f —:. " ч( замп и фоторецептор (1).: О-объектива при сохранении въ|сокогояачеОднако, в этой системе невозможно стае коррекции аберраций пятна рэссеяобеспечить линейность развертки, что при- ния в пределах поля сканирования, а также водит к искажению выводимой графической обеспечения линейности развертки и коминформации и требует использования спе- пенсации биения растра.. циальной электронной системы компенса- Цель достигается тем, что передняя линции нелинейности. за f — О -объектива имеет вид квазиафоПрототипом изобретения является оп- кального положительного мениска, тическая сканирующая система, используе- обращенного вогнутостью к источнику свемая в лазерном принтере, содержащая та, задняя и центральная линзы выполнены

1 (21) 4875138/10 (22) 15. t0.90 (46) 07 10л92. Бюл. М 37 (71) Институт автоматики и электрометрий

СО AH СССР (72) Ю.А.Клевцов (56) Патент США

М 4123135, кл. G 02 В 27/17, опублик. 1986..

Патент США

N. 4756583, кл, G 02 В 9/12. опубли к. 1988. (54) ОПТИЧЕСКАЯ СКАНИРУЮЩАЯ СИСТЕМА ЛАЗЕРНОГО ПРИНТЕРА (57) Исйользование: в лазерных принтерах, служащих для воспроизведения изображе2 ния в полиграфии и вывода информации иэ

ЭВМ. Сущность изобретения: система содержит источник света, коллиматор, цилиндрическую линзу для фокусировки излучения в плоскости, перпендикулярной плоскости сканирования, вращающийся зеркальный барабан, фоторецептор и фокусйрующий объектив иэ трех линз, обеспечивающий линейность развертки. Передняя ли(Иза объектива ймеет вид кваэиафокально-, го положительного мениска, обращенного вогнутостью к источнику света, а остальные линзы-- сфероцилиндрические с. взаимно перпендикулярными образующими, 3 ил.

1767467

10 а диаметр параллельного пучка лучей после

15 коллиматора составляет 6 мм. При расчетах

Предлагаемая оптическая сканирующая система содержит источник света (диодный лазер) 1, коллиматор 2, цилиндрическую линзу 3, служащую для фокусировки излучения в плоскости, перпен дикулярной плоскости скани рования, вращающийся зеркальный многогранник 4, фокусирующий f — О -объектив, состоящий из квази- 2 афокального положительного мениска 5 и сфероцилиндрических линз 6 и 7, а также фоторецептора 8, Принцип работы схемы заключается в следующем.

Расходящийся пучок лучей от диодного лазера 1 двухлинзовым коллиматором 2 превращается в квазипараллельный, который затем цилиндрической линзой 3 фо- . кусируется в линию, лежащую в плоскости сканирования около отражающей грани вращающегося зеркального барабана 4.

ФокусируЮщий объектив, состоящий иэ трех линз 5,6,7, рассчитан таким образом, что его входной зрачок, совпадающий с отражающей гранью барабана s плоскости, . перйендикулярной плоскости- сканирования, проектируется в плоскость изображения. В пйоскости сканирования на .f—

-обьектив падают параллельные пучки лучей с центром в точке пересечения главного луча с отражающей гранью барабана (пренебрегая некоторой нестабильностью точки пересечения из-за набега грани на главный луч), которые затем фокусируются в плоскости изображения.

Вплоскости,,перпендикулярной плоскости сканирования, на f — О -объектив падает расходящий пучок лучей из той же точки, который затем фокусируется в плоскости изображения.

Таким образом f — - О -обьектив образует изображение источника света в плоскости, где установлен фоторецептор 8, 20

55 сфероцилиндрическими с цилиндрической поверхностью, обращенной к источнику света, образующие которых лежат соответственно в плоскости сканирования и в плоскости, ей перпендикулярной, а цилиндрическая поверхность центральной линзы совпадает по кривизне с выпуклой сферической поверхностцо передней линзы и касается ее в плоскости сканирования, причем в сечениях соответствующими плоскостями оптическая сила этих линз положительная.

° . На чертеже(фиг.1-3) изображена принципиальна№ оптическая сканирующая система лазерного принтера.

Благодаря тому, что центр входного зрачка f — О -объектива и центр поля изображения оптически сопряжены в плоскости, перпендикулярной плоскости сканирования, влияние пирамидальности и наклона оси вращения многогранника на биение растра в плоскости изображения оказываются пренебрежимо малыми.

В конкретном примере выполнения была рассчитана система на длину развертки

300 мм.

По энергетическим соображениям апертура коллиматора выбрана, равной 0,25, оптической системы полагали, что тело свечения диодного лазера 1 отстоит и от внутренней поверхности защитного стекла на величину S1 = -0,983 мм. При другой величине $1 необходима соответствующая фокусировка коллиматора. Из конструктивных сообран<ений угол между оптическими осями коллиматора и f- О -объектива принят равным -65 . Зеркальный барабан имеет . шесть отражающих граней.

При оптймизации остаточных аберра 4, ций системы введено смещение оптической . оси f- О -обьектива в направлении оси Y (параллельно оси Х) — 2,3 мм. Координаты центра зеркального барабана в системе координат Х " "-16,98, Y " "-8,8.

Повороты на края поля сканирования—

« 20,4925 . Фокусное расстояние f-О -объектива в плоакости сканирования -210,2 мм.

В пределах пятна рассеивания диаметром 80 мкм, что соответствует плотности растра 12,5 элемент/мм, схема обеспечивает концентрацию световой энергии, собранной коллиматором, не менее 70 ь.

В пределах поля сканирования 300 мм остаточная нелинейность составляет около

0,27. В целом сканирующая система обеспечивает достаточно высокое качество аберрационной коррекции в пределах строки, высокие параметры линейности развертки в сочетании с обеспечением анаморфотной компенсации биения растра, к тому же f- О -объектив системы содер-

Жит лишь сфероцилиндрические линзы и поэтому более технологичен в изготовлении, особенно в условиях массового производства.

Формула изобретения

Оптическая сканирующая система лазерного принтера, содержащая источник света, коллиматор, фокусирующую линзу, зеркальный многогранник, объектив и фоторецептор. при этом объектив включает сфероцилиндрическую линзу, положительный

1767467

Составитель Л,Мухина

Техред М.Моргентал Корректор П.Гереши

Редактор Е.Савина

Заказ 3547 Тираж . Подписное . ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская.наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 мениск, обращенный вогнутостью к источнику света, и одиночную линзу, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью упрощения конструкции, положительный мениск объекти- 5 ва установлен перед сфероцилиндрической линзой, третья одиночная линза выполнена сфероцилиндрической, причем цилиндрические поверхности линз обращены к источ- 10 нику света и образующие их лежат соответственно в плоскости, перпендикулярной плоскости сканирования,и в плоскости сканирования, причем в сечении соответствующей плоскостью оптическая сила второй линзы положительная, а ее цилиндрическая поверхность совпадает по кривизне с выпуклой сферической поверхностью мениска и касается его в плоскости сканирования.