CN1497380A - 光写入装置和成像设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一个被支承在成像设备中预定位置的光写入装置,以及具有该光写入装置的成像设备。光写入装置具有支承光写入头的支承单元。支承单元包括分别支承LED写入头的一端和另一端的第一块件和第二块件,和连接第一块件和第二块件并且保持第一块件与第二块件之间位置关系的连接件,支承单元的连接件在构成光写入装置的部件中最容易变形。
Description
技术领域
本发明涉及利用多个发光元件对曝光目标的表面进行曝光的光写入装置。本发明还涉及电摄影成像设备。
背景技术
在电摄影设备中,典型的商用成像设备通常使用光写入装置作为曝光器件,它包括在阵列中排成直线的诸如LED或EL的发光元件,以便减小尺寸、降低噪音并节约电力。
使用这种设有排成阵列的发光元件的光写入装置可缩短光学系统的光路而使装置紧凑、并能去除转动机构以减小噪音。
但是,例如具有600dpi分辨率的A3宽度的光写入装置在一条线上设置约7000个发光元件,以便将从相应发光元件发射的光线经例如自聚焦透镜的透镜阵列引导到光敏部件。因此,光路极短,使得聚焦深度变薄,其缺点是可能产生焦点位移。
一些传统的成像设备具有防止这种焦点位移而实现准确聚焦的措施。例如,已公开日本专利申请平5-278266记载的成像设备设有用于调整光写入头与光敏部件之间距离的调整机构。在这个成像设备中,利用插入成像设备的夹具而操作调整机构或在监视实际进行的成像过程结果的同时操作调整机构而使光写入头与光敏部件之间距离被调整,从而提供最鲜锐的聚焦。
在已公开日本专利申请2001-371803中记载的方案中使用了这样的技术,即、先用聚焦调整夹具或类似装置调整光写入装置的写入头,再将光写入装置安装到成像设备中的预定位置。
不过,上述的已有技术是基于这样的前提:为了将写入头相对图像载体定位,可以在成像设备中正确地限定安装支承单元的空间。
因此,即使写入头在其安装到成像设备之前被定位,在安装到成像设备时,整个支承单元也会因来自成像设备的外力而变形。在这种情况下,在写入头安装到成像设备后,必须再次对写入头进行正确定位。
当支承单元在光写入装置安装到成像设备的状态下完全变形时,则相对图像载体正确地调整写入头的位置非常困难。因此,预定的静电潜像不能形成在图像载体表面,这将影响正常的成像处理。
发明内容
所以,本发明的目的是提供一个光写入装置,即使当它不能安装在成像设备中所确定的用于安装光学安装装置的空间,也能将光写入头保持在最佳位置,本发明还提供具有这种光写入装置的成像设备。
本发明的光写入装置包括:写入头,第一支承件,第二支承件,和连接件。写入头分别具有被第一支承件和第二支承件所支承的纵向相对端。连接件使第一支承件与第二支承件相互连接。于是,第一支承件、第二支承件和连接件构成支承写入头的支承单元。
在构成支承单元的部件中,连接件比写入头、第一支承件和第二支承件中的任一个部件更容易变形。连接件的材料和结构的设计使其变得能够容易地变形。
于是,当接收到外力时,连接件首先在支承单元中变形。因此,即使当光写入装置不适合成像设备的内部空间时,也可避免较大的力作用在将写入头支承在预定位置的第一和第二支承件上,进而避免该力作用在写入头本身。
下面结合附图对本发明的所作的详细说明将使本发明的上述和其它目的、特征和相应的优点变得更加清楚。
附图说明
图1是表示本发明数字成像设备的结构的视图;
图2是表示邻接本发明的光写入装置的数字成像设备部分的结构视图;
图3是表示本发明光写入装置的结构的视图;
图4是表示本发明光写入装置的结构的剖视图;
图5是表示本发明第一支承件结构的视图;
图6是表示本发明第二支承件结构的视图;
图7是用于本发明光写入装置的弹性件实例的视图;
图8是用于光写入装置的聚焦调整处理的示例性流程图;和
图9是对在聚焦调整中使用的聚焦调整夹具的示例性说明。
具体实施方式
下面,结合附图对本发明实施例的具有光写入装置的数字成像设备进行说明。应当注意,下文中所使用的术语“记录页”包括各种页面材料、记录纸、转印纸等。
图1示意性地表示设有本发明光写入装置的数字成像设备1的结构。如图1所示,数字成像设备1包括:文件阅读区110,成像区210,多层纸页供给台300,和后处理单元260。
文件阅读区110包括:透明玻璃台板111;自动文件供给器112,它处在文件阅读区110上方;光学系统单元,用于阅读位于台板111上的原始文件的图像。
自动文件供给器112将文件放置盒内的多个文件一个接一个地提供到台板111。位于台板111下面的光学系统单元扫描放置在台板111上的文件以阅读其上的图像。光学系统单元包括:第一扫描单元113;第二扫描单元114;光学透镜115;和CCD线传感器116,它是光电转换器。
第一扫描单元113包括:曝光灯单元,用于对文件表面曝光;第一反射镜,它将来自文件的反射光沿预定方向反射。第二扫描单元114包括:第二反射镜和第三反射镜,用于将已经被第一反射镜反射的来自文件的反射光导引到CCD线传感器116。光学透镜115使来自文件的反射光在CCD线传感器上形成图像。
与自动文件供给器112合作,文件阅读区110阅读被自动文件供给器112自动提供到预定图像阅读位置的原始文件上的图像。文件阅读区110所阅读的文件上的图像以图像数据形式被传送到未示出的图像数据输入区,被输入的图像数据进行预定的图像处理,而后暂时储存在图像处理单元的存储器内。
储存在存储器内的图像数据根据指令被阅读并输出和传送到位于成像区210中的光写入装置227,包括固态扫描系统等的LED写入头的光写入装置227将在下文中说明。
在成像区210下面设有手动供纸盒254,纸盒251和双面单元255。在成像区210下面还设有具有纸盒252和253的多层纸页供给台300。
纸页供给通道被限定为从每个纸盒251-253、或从手动供纸盒254经下文所述的成像位置到达后处理单元260。被提供的记录页借助包括传送辊的传送单元250从每个纸盒251-253、从手动供纸盒254或从双面单元255传送到成像区210。
连接到翻转记录页的翻转切换通道221的双面单元255被使用以在记录页的两面上成像。应当注意,双面单元255的结构为可与标准纸盒互换。所以,可用标准纸盒更换双面单元255。
成像区210包括:成像单元、定影单元217和出纸辊219,它们沿供纸通道从上游侧向下游侧按上述顺序排列。成像单元包括:感光鼓222,用作图像载体;光写入装置227,用作曝光装置;静电充电器223,它给感光鼓充电到预定电位;显影单元224,它通过向静电潜像提供调色剂而使形成在感光鼓222上的静电潜像显影成实在的图像;充电型的图像转印装置225,用于将形成在感光鼓222表面上的调色剂图像转印到记录页上;静电消除器229,用于消除记录页上的静电荷以便记录页易于从图像载体222上分离;和清洁器226,用于回收多余的调色剂。
充电处理、曝光处理、显影处理、图像转印处理和清洁处理由静电充电器223、光写入装置227、显影单元224、图像转印装置225、静电消除器229和清洁器226围绕感光鼓222进行。在感光鼓222与图像转印装置225之间的成像位置,根据图像数据形成的未定影显影剂图像被转印到记录页表面。而后,记录页被引入位于纸页供给通道中成像位置下游的定影单元217。定影单元217向记录页上的未定影显影剂图像施加热量和压力,从而将显影剂图像定影到记录页上。
纸页供给通道在定影单元217的下游位置被分成两个方向,一个方向连接到翻转切换通道221、用于翻转记录页的前进方向以便在记录页的翻转侧面也形成图像,另一个方向连接到后处理单元260、用于执行诸如将已经形成图像的记录页进行装订并将记录页弹出到出纸盒261的后处理。应当注意,虽然在这个实施例中描述的是单色成像设备,但是本发明的优点也可在多色成像设备中获得。
图2是表示光写入装置227结构的视图。具体地,图2示意性地表示与感光鼓222相关的光写入装置227的LED写入头11的结构。如图2所示,LED写入头11包括其上安装LED13的LED阵列基底12、镜头阵列14等部件。LED13根据从存储器读出的图像数据或从外部装置传送的图像数据发光,于是被用作对感光鼓222曝光的光源。具有例如自聚焦透镜的透镜阵列14会聚从LED13发射的光而在感光鼓222上形成图像。虽然LED写入头在这个实施例中用作写入头,但本发明不限于此,本发明可采用使用E1的EL写入头或类似的写入头。
图3是示意表示光写入装置227结构的透视图。如图3所示,除LED写入头11外,光写入装置227具有支承LED写入头11的支承单元20。支承单元20包括:第一块件21、第二块件22、和连接第一块件21和第二块件22的连接件23。
在这个实施例中,第一块件21和第二块件22由包含诸如PPS(聚苯硫醚)或PPE(聚苯醚)的玻璃纤维加强树脂的基础材料通过模压而模制成。第一和第二块件21和22的材料具有高强度和低线性膨胀系数,以实现LED写入头11的高精度定位。在这个实施例中,第一块件21构成本发明定义的第一支承件,第二块件22构成本发明定义的第二支承件。
当插进数字成像设备1时,第二块件22位于可更换调色剂盒或进行维修操作的数字成像设备1的前侧。由于第二块件22的形状被限制以确保操作的顺利进行,所以第二块件22的形状做得易于变形。
因此,第二块件22由具有低线性膨胀系数和高强度的PPS构成。虽然,在这个实施例中出于生产成本和生产率的要求、第一块件21和第二块件22由树脂构成。但是当认为强度更为重要时,这些部件可由铸铝等制成。
使第一块件21与第二块件22相互连接的连接件23由压制的薄钢片制成。在这个实施例中,连接件23由0.6mm厚的钢片制成。但连接件23的厚度和材料不限于本实施例。具体地,连接件23可由任何材料构成、并且具有在连接件23能够比第一块件21、第二块件22和LED写入头11中的任一个部件更容易变形时所需的结构。
本发明的特征在于,连接件23的结构在光写入装置227中是最容易变形的。这里所说的“容易变形”是指连接件23因其构成材料具有低的弹性模量或其形状具有小的几何惯性矩或类似的原因、所以连接件23易于因外力而变形。连接件23的变形不一定基于弹性变形,而是基于塑性变形,塑性变形会因外力而快速产生。不过,用使连接件23易于脆裂的材料构成连接件13不是优选的。
支承单元20用第一块件21支承LED写入头11的一端、用第二块件22支承LED写入头的另一端。借助插入导轨等、第一块件21和第二块件22被固定在成像设备1的相应预定位置。
图4是表示光写入装置227结构的剖视图。在图4中,左右方向是主扫描方向,而垂直于图页表面的方向是供纸方向。因此,图4的近侧是供纸方向上游侧,而图4的远侧是供纸方向的下游侧。图5表示光写入装置227的第一块件21的结构,图6表示光写入装置227的第二块件22的结构。
作为位置调整件的第一块件21包括:调整螺钉41;滑动件42,它随调整螺钉41的转动而沿图4中箭头A方向滑动;第一调整件43,它始终抵靠滑动件42的一部分、并随着滑动件42沿箭头A方向的位移而沿箭头B方向相对转动轴44转动。
当第一调整件43沿箭头B方向转动时,LED写入头11在光写入装置227中沿箭头C方向移动。第一块件21设有作为定位件的固定件45和固定件46。第一块件21还设有弹性件48,用以将LED写入头11向供纸方向的上游侧偏置。
作为位置调整件的第二块件22包括:调整螺钉51;滑动件52,它随调整螺钉51的转动而沿图4中箭头D方向滑动;第二调整件53,它随着滑动件52的移动沿箭头E方向相对转动轴54转动。当第二调整件53沿图4中箭头E方向转动时,LED写入头11在光写入装置227中沿图4中的箭头F方向移动。
第二块件22设有作为定位件的固定件55和固定件56。第二块件22还设有弹性件58,用以将LED写入头11向供纸方向的下游侧偏置。弹性件48和弹性件58将LED写入头沿相反方向偏置。所以,只要拆卸第一块件的弹性件48和第二块件的弹性件58中的一个件而不需拆卸两个弹性件48和58即可插入和拉出LED写入头11。
如图6所示,第二块件22还包括作为用于沿箭头G方向移动LED写入头11的位置调整件的调整螺钉61和随着调整螺钉61的转动而相对转动轴62转动的第三调整件63。在这个实施例中,上述调整螺钉41、51、和61构成本发明限定的操纵件。
如图7所示,弹性件48和58中每一个可以是由例如不锈弹簧钢片构成的片弹簧。如图7所示,每个弹性件具有止动器部分T,它插入第一块件21或第二块件22的安装孔,从而将LED写入头11沿供纸方向或相反方向偏置。在插入安装孔后,片弹簧被可靠地固定而不会随易脱出,但在需要时可被拆卸。
如上所述,由于弹性件48和58安装在LED写入头11的相对侧,所以只要将安装到第二块件22的弹性件58去除即可方便地将LED写入头11从支承单元20拆卸。虽然,在本实施例中由不锈弹簧钢片制成的片弹簧被用作每个弹性件,但是弹性件也可使用其它弹性材料制成的片弹簧、压缩螺旋弹簧、或螺旋扭矩弹簧。不过为使装置紧凑,最好使用本实施例的片弹簧。
另外,连接件23设有弹性件47和57,用于分别将第一调整件43和第二调整件53向感光鼓222偏置。在这个实施例中,弹性件47和57均包括用具有弹性的例如不锈弹簧钢丝制成的压缩弹簧。连接件23形成有弯曲部分71和72,弯曲部分71和72安装在相应弹性件47或57的一端。在每个弹性件47和57的另一端,将约一圈弹簧弯曲90°以便安装到LED写入头11中的槽内。使用这种结构,可防止弹性件47和57无意中从LED写入头11脱落。但是,在需要拆卸LED写入头11时,弹性件47和57可方便地与槽分离。虽然,在这个实施例中压缩螺旋弹簧用于每个弹性件47和57,但也可使用由片弹簧或螺旋扭矩弹簧制成的弹簧。
LED写入头11具有分别设置柱33和35的相对端部,柱33和35被支承单元20支承。在第一块件21一侧,柱33的顶端与第一调整件43接合以调整LED写入头11与感光鼓222之间的距离。第一调整件43与柱33之间的接合还用于LED写入头11在主扫描方向K(即,感光鼓222的轴向)中的定位。具体地,LED写入头11在主扫描方向K的运动被装配到形成在第一块件21上的孔中的柱33限制。在第二块件22一侧,柱35的顶端与第二调整件53接合以调整LED写入头11与感光鼓222之间的距离。分别与第一和第二调整件43和53接合的柱33和35的顶端被制成球形,于是:柱33和35可相对第一和第二调整件43和53平稳地滑动、以使能平稳地装配和调整;每个柱和相应的调整件以一点接触,以防接触点在调整之后偏离,因此可使装配和调整操作稳定。
下面,将说明光写入装置227的聚焦调整方法。优选地,在光写入装置227安装到数字成像设备1之前,利用适宜的调整机构进行诸如聚焦调整、斜度调整的各种调整,这将使调整有效和准确。具体地,这种调整通过改变安装到调整机构的LED写入头11的位置而进行。在改变LED写入头11的位置时,使用第一和第二块件21和22的调整螺钉41、51、和61。如图4、5和6所示,通过适当转动调整螺钉41、51、和61,LED写入头11可沿箭头C、F、G的方向移动。LED写入头11的位置改变也可在写入头11被安装到光写入装置227的状态中进行。
图8的流程图表示这种调整过程的实例。首先,装配上述的光写入装置227(S1)。之后,将光写入装置227安装到调整机构(S2)。而后,借助包括手动转动调整螺钉41、51、和61的调整机构的操作、对光写入装置227调整以进行聚焦(S3)。用调整机构调整之后,将光写入装置227安装到数字成像设备1(S4)。而后,根据预定图像数据进行成像以检查聚焦状态(S5)。有效和准确的聚焦调整可通过这些过程步骤实现。
图9表示聚焦调整夹具81,它是在图8所示流程图中的S2和S3中使用的调整机构的实例。图9示意地表示装配到聚焦调整夹具81的光写入装置227的调整状态。如图9所示,聚焦调整夹具81中设置CCD照相机82。CCD照相机82安装在连接到电动机83的自动平台84上。驱动电动机83,自动平台84和安装在其上的CCD照相机82可沿箭头Y方向(与主扫描方向对应)运动。于是,CCD照相机82连续拍摄由图9中与感光鼓表面对应的点划线所示的线(聚焦位置)上的图像。聚焦调整夹具81连接到个人计算机(PC),CCD照相机82拍摄的图像在个人计算机(PC)的显示器上显示。点划线所示的线在A3宽度的情况下约为300mm。当分辩率是600dpi时,7000个发光元件以42.3μm的间隔在该线上排列。因此,与发光元件对应的点(直径为60μm)被标记在线上。在监视个人计算机(PC)上显示的放大图像的同时,转动每个调整螺钉41、51、和61,以使点符合预定条件,从而执行聚焦调整。使用聚焦调整夹具81可准确进行光写入装置227的聚焦调整。
为取代通过在显示器上显示CCD照相机82拍摄图像的放大图像而检查聚焦状态的作法,可根据由CCD照相机82所得到数据进行计算以在显示器上以数据方式显示点尺寸,位置偏移量或每个调整螺钉41、51、和61的调整量。另外,图像和数值可按时间或切换方式显示。使用这种结构,因每个操作者的不同所引起的调整波动比目视调整减小,从而提高了调整效率。
上述结构的光写入装置227被安装在数字成像设备1的前框架31和后框架32的预定位置。这时,如果成像设备1的框架31和32偏斜某一程度或它们之间的位置关系偏移某一程度,则刚度低于其它部件的连接件23随着该偏斜或偏移而变形。但是,LED写入头11本身和形成在第一块件21和第二块件22上的定位件45、46、55和56不变形。因此,可相对被前框架31和后框架32支承的感光鼓222正确地定位LED写入头11。
于是,在光写入装置227安装到数字成像设备1之前在图像载体上进行聚焦调整的情况下,即使将光写入装置227安装到成像设备1后、LED写入头11相对感光鼓222的位置也不可能偏斜。另外,即使该位置偏斜也能被恰当地修正。
优选地,光写入装置227被安装而使第二块件22位于将光写入装置227插入数字成像设备1的插入方向上的装置227的后缘侧(在前框架31侧)。这是因为第二块件22设有用于在不同方向改变LED写入头11位置的第二调整件53和第三调整件63。在这种结构中,即使在将光写入装置227安装到数字成像设备1之后,只要前框架31打开、则可操纵调整螺钉51和61来移动第二调整件53和第三调整件63。
在上述结构中,如果光写入时焦点位移或产生倾斜打印,则即使在光写入装置安装之后也可进行聚焦调整或倾斜调整。第一块件21位置改变到数字成像设备1的后侧。但是,如果设置成使用于移动第一调整件43的调整螺钉41从后框架32的孔中伸出,则即使后机壳被拆卸、也可用仍安装在成像设备1的光写入装置227进行聚焦调整。
如上所述,本发明具有如下优点。
支承单元安装到预定位置,它具有支承写入头相对端并经连接件相互连接的第一和第二支承件,该连接件因其例如最低的弯曲刚度而在光写入装置的部件中最容易受外力而变形。因此,即使在安装光写入装置中因安装支承单元的框架偏斜而使外力作用在光写入装置上,这种外力也可被光写入装置的部件中最容易变形的连接件吸收。所以,可避免损坏写入头本身并且可防止第一和第二支承件变形,从而保持写入头与曝光目标之间正确的位置关系。
第一支承件和第二支承件均用具有高刚度的树脂构成为块件,而连接件用具有低刚度和不易脆裂的薄金属片构成。使用这种结构,第一和第二支承件的刚度增加、而连接件的刚度降低,于是提高了第一和第二支承件与连接件之间的刚度差,同时在一定程度上确保支承单元作为一个整体的强度。
光写入装置包括:支承单元,它具有支承写入头相对端的第一和第二支承件;连接件,它连接第一和第二支承件、并且在光写入装置的部件中最容易被外力变形。该光写入装置被用作电摄影成像设备中的曝光装置。因此,当光写入装置的尺寸与安装光写入装置的空间尺寸不匹配时,连接件可被变形以避免写入头和第一、第二支承件被成像设备作用在光写入装置上的外力过度地影响。
所以,即使成像设备中存在轻微的结构缺陷也不会影响成像处理。特别是,在成像设备外部进行聚焦调整之后而将光写入装置安装到成像设备的情况下,可去掉对因成像设备的结构缺陷所引起的第一支承件或第二支承件的变形所必需的聚焦再调整。于是,在安装光写入装置之前的聚焦调整可有效地被使用。
每个第一支承件和第二支承件设有用于相对图像载体调整写入头位置的位置调整件,使得第一支承件侧和第二支承件侧具有它们相应的独立结构。这个结构允许用分别设置在相应支承件上的位置调整件进行写入头的聚焦调整或写入线的倾斜调整。因此,调整写入头相对图像载体的位置的机构可小型化。
由于调整写入头相对图像载体的位置的操纵件暴露在支承单元外面,所以,即使在将光写入装置安装到成像设备之后,只要拆卸设备罩即可方便的地操纵该操纵件。因此,在因例如设备运输中或在设备安装中的不正确的处理或不正确的维护而改变写入头与成像载体之间的位置关系而需要调整时,光写入头相对图像载体的位置的再调整可平顺地进行。
上面只是详细地说明了本发明的某些优选实施例,但本领域的技术人员可知,在不脱离以下权利要求书所限定的本发明的构思和范围的情况下、可对上述实施例作出某些变化和修改。
Claims (10)
1.一种光写入装置,包括:
写入头,它具有多个排成阵列的用于对目标曝光的发光部分,该写入头具有相对的第一端和第二端;
第一支承件,它支承所述写入头的第一端;
第二支承件,它支承所述写入头的第二端;和
连接件,它连接第一支承件和第二支承件,同时保持第一支承件与第二支承件之间的位置关系;
该连接件由比第一支承件、第二支承件和写入头中的任何一个部件更易于变形的的材料构成。
2.如权利要求1的光写入装置,其特征在于,该连接件还具有比第一支承件、第二支承件和写入头中的任何一个部件更易于变形的结构。
3.一种光写入装置,包括:
写入头,它具有多个排成阵列的用于对目标曝光的发光部分,该写入头具有相对的第一端和第二端;
第一支承件,它支承所述写入头的第一端;
第二支承件,它支承所述写入头的第二端;和
连接件,它连接第一支承件和第二支承件,同时保持第一支承件与第二支承件之间的位置关系;
该连接件具有比第一支承件、第二支承件和写入头中的任何一个部件更易于变形的结构。
4.如权利要求3的光写入装置,其特征在于,该连接件由比第一支承件、第二支承件和写入头中的任何一个部件更易于变形的的材料构成。
5.如权利要求1的光写入装置,其特征在于,第一支承件和第二支承件由树脂材料构成,而连接件由薄金属片构成。
6.如权利要求3的光写入装置,其特征在于,第一支承件和第二支承件由树脂材料构成,而连接件由薄金属片构成。
7.一种成像设备,包括:
光写入装置和图像载体,该图像载体作为曝光目标面对该光写入装置;
该光写入装置,包括:
写入头,它具有多个排成阵列的用于对目标曝光的发光部分,该写入头具有相对的第一端和第二端;
第一支承件,它支承所述写入头的第一端;
第二支承件,它支承所述写入头的第二端;和
连接件,它连接第一支承件和第二支承件,同时保持第一支承件与第二支承件之间的位置关系;
该连接件由比第一支承件、第二支承件和写入头中的任何一个部件更易于变形的的材料构成,同时该连接件具有比第一支承件、第二支承件和写入头中的任何一个部件更易于变形的结构。
8.如权利要求7的成像设备,其特征在于,
第一支承件设有用于将写入头的第一端移向和移离该图像载体的第一位置调整件;
第二支承件设有用于将写入头的第二端移向和移离该图像载体的第二位置调整件,和沿着平行于供纸方向的方向移动写入头的第二端的第三位置调整件。
9.如权利要求7的成像设备,其特征在于,
第一支承件、第二支承件和连接件构成支承该写入头的支承单元,
该支承单元还包括操纵件,在利用第一位置调整件、第二位置调整件和第三位置调整件调整写入头的位置时使用该操纵件,该操纵件暴露在支承单元的外侧。
10.如权利要求8的成像设备,其特征在于,
第一支承件、第二支承件和连接件构成支承该写入头的支承单元,
该支承单元还包括操纵件,在利用第一位置调整件、第二位置调整件和第三位置调整件调整写入头的位置时使用该操纵件,该操纵件暴露在支承单元的外侧。
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