专利名称：光学扫描装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及在成像装置(例如激光打印机)中使用的光学扫描装置。本发明还涉及使用该光学扫描装置的成像装置。
背景技术：
成像装置(例如激光打印机)使用光学扫描装置。该光学扫描装置具有一个反射体(例如光学多面体)。成像装置根据图像信息调制从激光元件(例如半导体激光元件)发射的激光束。反射体偏转并扫描激光束，并将激光束聚焦在感光体的表面上，从而在感光体上形成静电潜像。然后，利用显影剂将静电潜像显影为可见的图像。
通常，该光学扫描装置带有一个同步检测元件。为了使重复进行的扫描操作与希望记录的图像信息同步，该同步检测元件通过检测由反射体扫描的光，进行同步检测。
为了使同步检测元件具有足够的光接收灵敏度，并得到精确的同步检测，必需在光入射在同步检测元件上之前，将由反射体偏转的光形成为直径足够小的光束。因此最好使从光学多面体上的偏转点至同步检测元件的光路长度基本上与从光学多面体上的偏转点至感光体的光路长度相等。
已经提出了一种常规光学扫描装置，其在它的底板的相同表面上具有半导体激光元件和同步检测元件。
发明内容
不但希望将半导体激光元件和同步检测元件安装在底板上，而且希望将电路元件和电容器安装在底板上。但是，由于要求使从光学多面体上的偏转点至同步检测元件的光路长度与从光学多面体上的偏转点至感光体的光路长度基本相等，因此不可能自由地在底板上安排各种零件。这就降低了在底板上安排零件的自由度。
日本未经审查的专利申请公开第7-113972号提出了另一种形式的光学扫描装置。其中，激光控制电路板(基板)安装在该光学扫描装置的底板上，并且该基板基本上与底板垂直延伸。光学多面体安装在底板上，而半导体激光元件和同步检测元件安装在基板上。为了使从光学多面体上的偏转点到同步检测元件的光路长度基本上与从光学多面体上的偏转点至感光体的光路长度相等，半导体激光元件安装在基板的一个表面上，而同步检测元件安装在基板的另一个表面上。
如果将其余的相关零件(例如电路元件和电容器)与半导体激光元件和同步检测元件一起安装在基板上，则该基板的尺寸会增大，这样，光学扫描装置在与底板垂直的方向上的尺寸也会增大。
考虑到上述的缺点，本发明的一个目的是提供一种尺寸紧凑和扫描光精度高的改进的光学扫描装置。
本发明的另一个目的是要提供一种带有该改进的光学扫描装置的成像装置。
为了达到上述和其他目的，本发明提供的光学扫描装置包括底板、光源、反射体、聚光透镜、基板、同步检测元件和电路元件。其中底板具有第一表面和与第一表面相对的第二表面；光源安装在底板的第一表面上发射光束；反射体安装在底板的第一表面上，偏转和扫描从光源发射的光束；聚光透镜安装在底板的第一表面上；基板安装在底板上，聚光透镜位于底板和基板之间，基板基本上与底板平行，该基板具有第一基板表面和与第一基板表面相对的第二基板表面，该基板的第二基板表面面对着底板的第一表面；同步检测元件安装在基板的第二基板表面上，接收被反射体偏转并通过聚光透镜的光，以进行成像的同步检测；电路元件安装在基板的第一基板表面上控制光源。
因为基板基本上与底板平行延伸，因此，光学扫描装置具有足够大的区域来容纳基板，同时使光学扫描装置在与底板垂直的方向上的尺寸紧凑。因为同步检测元件安装在第二基板表面上，因此可以高的自由度将电路元件布置在第一基板表面上。
该光学扫描装置优选还包括一个可以检查聚光透镜和同步检测元件之间的对准情况的一个检测部分。这样可以检查同步检测元件和聚光透镜之间的对准。
该光学扫描装置优选还包括一个光学装置，其引导来自反射体的光束沿着第一表面，然后沿着第二表面行进，之后到达同步检测元件。
反射体和同步检测元件之间的光路可以保证在光学扫描装置内。也可使光学扫描装置在与底板平行的方向上的尺寸紧凑。
优选地，光源包括具有至少一个发光元件的半导体激光装置，所述电路元件控制至少一个发光元件的输出。这样，可以提高光学扫描的分辨率。
优选地，基板上形成有一个通孔，该通孔使得可将检测板从基板的第一基板表面向着基板的第二基板表面插入到一个位置，从而使聚光透镜置于检测板和同步检测元件之间。检测通孔通过检测板形成。该检测通孔可允许由反射体偏转的光通过。这样可以检查同步检测元件和聚光透镜之间的对准情况。
优选地，通过检测板形成的检测通孔的面积比聚光透镜的有效孔小。这样可以保证即使同步检测元件和聚光透镜之间的对准在检测通孔的面积和聚光透镜的有效孔之间的差别以内改变，也可使同步检测元件正确地检测到光。
优选地，该光学扫描装置还包括一个肋，其从底板的第一表面在与底板相交的方向上突出，并支撑其上的基板。该肋增加该底板的强度和刚度，从而可防止由于热造成的底板翘曲或变形，并可防止在光束的光路中产生偏差。
优选地，该光学扫描装置还包括安装在底板上并驱动反射体转动的驱动电机；和设置在底板上冷却驱动电机的冷却部分。
通过冷却驱动电机，可以防止安装着驱动电机的底板热翘曲或变形。还可以防止在光束的光路中产生偏差。
优选地，该冷却部分包括安装在底板上的风扇；和在底板上形成、并在安装着风扇的底板上的一个位置与安装着驱动电机的底板上的另一个位置之间延伸的一个管道。通过将在驱动电机附近的被驱动电机加热的空气通过该管道引导出光学扫描装置，该风扇可以冷却光学多面体的电机。
优选地，驱动电机安装在底板的第一表面上，而风扇安装在底板的第二表面上。这样可以方便地将风扇安装到底板上。
底板优选安装在一个托盘上，底板的第二表面面对该托盘，管道形成在底板的第二表面和托盘之间。这种结构不需要准备管道的特殊零件，并可减少零件数目。
优选地，风扇夹持在底板的第二表面和托盘之间，并在风扇和底板的第二表面之间放入减震材料，该减震材料还可放置在风扇和托盘之间。由风扇的转动产生的振动不会传递至底板或托盘。这可以防止光束的光路发生改变。
优选地，管道在驱动电机附近的横截面积比该管道在风扇附近的横截面积小。在驱动电机附近通过管道的空气流动速度比在风扇附近通过管道的空气流动速度大。这可提高驱动电机的冷却效率。
优选地，该光学扫描装置还包括由铝制成的一个附件，驱动电机通过该附件固定在该底板上，该附件暴露在管道中。因此，由于铝的导热性高，可以迅速冷却该附件。这使得驱动电机的冷却效率显著提高。
根据本发明的另一个方面，本发明提供了一种成像装置，它包括一个感光体和一个光学扫描装置，其中该光学扫描装置在感光体上扫描光束，以便在感光体上形成静电潜像。该光学扫描装置包括底板、光源、反射体、聚光透镜、基板、同步检测元件和电路元件。其中底板具有第一表面和与第一表面相对的第二表面；光源安装在底板的第一表面上，根据外部提供的图像数据发射光束；反射体安装在底板的第一表面上，偏转和扫描从光源发射的光束；聚光透镜安装在底板的第一表面上；基板安装在底板上，聚光透镜位于底板和基板之间，基板基本上与底板平行，该基板具有第一基板表面和与第一基板表面相对的第二基板表面，该基板的第二基板表面面对着底板的第一表面；同步检测元件安装在基板的第二基板表面上，接收被反射体偏转并通过聚光透镜的光，以进行成像的同步检测；电路元件安装在基板的第一基板表面上控制光源。
因为基板基本上与底板平行延伸，因此，光学扫描装置具有足够大的区域来容纳基板，同时使光学扫描装置在与底板垂直的方向上的尺寸紧凑。
因为同步检测元件安装在第二基板表面上，因此可以高的自由度将电路元件布置在第一基板表面上。
从下面结合附图进行的优选实施例的说明中，将更加清楚本发明的上述和其他目的，特点和优点。其中图1为使用根据本发明的一个优选实施例的扫描器的激光打印机的横截面侧视图；图2为该扫描器的平面图；图3为该扫描器的底视图；图4(a)为该扫描器的平面图，其中顶盖已除去，并且安装在图1所示的激光打印机的一个托盘上；图4(b)为图4(a)中的IVb部分的详细的平面图；图5为沿着图4(a)中的V-V线所取的扫描器的横截面侧视图；图6为除去底盖的扫描器的底视图；图7为表示置于激光控制电路板下面的零件之间的位置关系的平面图；图8为表示置于激光控制电路板上面和下面的零件之间的位置关系的侧视图；图9(a)为扫描器除去顶盖时，从顶部看的扫描器的透视图；图9(b)为当扫描器除去底盖，玻璃盖、玻璃座和薄膜时，从底部看的该扫描器的透视图；图10示出了用于对准检测的检测板。
具体实施例方式
现在参照附图来说明根据本发明的一个优选实施例的光学扫描装置和成像装置。图中，相同的零件用相同的符号表示，不作重复说明。
根据本实施例的激光打印机101的结构如图1所示。图1为该激光打印机101的横截面侧视图。
在以下的说明中，表达方式“前”“后”“上”“下”“右”和“左”用于确定当激光打印机101放置在将使用的方向上时的各种零件。更具体地说，图1中的左侧是指该激光打印机101的前端，而右侧是指该激光打印机101的后端。另外，图1中的顶端是指该激光打印机101的顶部，而底侧是指该激光打印机101的底部。另外，图1中的近侧是指该激光打印机101的右侧，而远侧是指该激光打印机101的左侧。
激光打印机101是利用电子照相成像技术形成图像的。在激光打印机101的盒子形状的主壳体102内放置着一个送料部分104和一个成像部分105。送料部分104用于供给纸张103(记录介质)。成像部分105用于在所供给的纸张103上形成所希望的图像。
送料器部分104放在主壳体102的下面部分内，并包括一个纸张供给托盘106，一个纸张进给机构107，一个纸张压板108，第一输送部分109，第二输送部分110和对位辊111。纸张供给托盘106可拆卸地安装在主壳体102上。纸张进给机构107设置在纸张供给托盘106的一端。纸张压板108安装在纸张供给托盘106中。第一输送部分109和第二输送部分110设在相对于输送纸张103的纸张输送方向的纸张进给机构107的下游位置。对位辊111设置在纸张输送方向上第一输送部分109和第二输送部分110的下游。
纸张供给托盘106为盒子形状，其上端开放，因此可以放入一堆纸张103。纸张供给托盘106可以在水平方向上运动，进入主壳体102的下部和从下部出来，以便从主壳体102上拆卸下来。
纸张给进给机构107为磨擦分离式，并装有一个纸张供给辊112和一个分离辊113。支撑框架113a，垫113b和弹簧113c与分离辊113相面对。
纸张压板108能够支撑一堆纸103。纸张压板108的离纸张供给辊112的最远端被枢轴地支撑，因此，最接近纸张供给辊112的纸张压板108的末端可以垂直运动。虽然图中没有示出，用于向上推动纸张压板108的弹簧设在纸张压板108的后表面上。因此，根据纸张压板108上的堆积纸103的量的增加，纸压紧板108向下绕枢轴转动。这时，纸张压板108围绕着离纸张进给机构107最远的纸张压板108的末端，克服弹簧的推动力向下绕支轴转动。
纸张压板108下的弹簧的推力向着供给辊112推压纸张压板108上最上面的纸张103。供给辊112的转动将最上面的纸张103夹紧在分离辊113和垫113b之间。然后，分离辊113和垫113b之间的协调工作使得一次从该一堆纸中分离一张纸103，并将纸张103供给成像部分105。
成像部分105包括扫描器单元60，处理盒118和定影部分119。
扫描器单元60安装在主壳体102的上部，并且根据从外部提供的图像数据，以高速扫描操作来照射处理盒118中的感光鼓66的表面。
如图1所示，处理盒118放置在扫描器单元60的下面。处理盒与主壳体102连接，也可从主壳体上拆卸。处理盒118具有感光鼓66，显影盒124，SCOROTRON充电单元137和转印辊125。
显影盒124与处理盒118连接，也可从该处理盒上拆卸下来。显影盒124带有调色剂料斗126。该显影盒124还包括供给辊129，显影辊127和层厚度调节刮片128。
调色剂料斗126充满作为显影剂的调色剂。
通过供给辊129的转动，将调色剂供给显影辊127。调色剂在层厚度调节刮片128上滑动，并以固定厚度的薄层附着在显影辊127上。
感光鼓66面对着显影辊127。感光鼓66可转动地支撑在处理盒118中。感光鼓66包括接地的主体和由感光层形成的表面部分。该感光层由聚碳酸酯制成，并具有正充电性质。
当感光鼓66在图1的箭头所示方向上转动时，SCOROTRON充电单元137均匀地在感光鼓66的表面形成正电荷。然后，感光鼓66的表面被来自扫描器单元60的激光束高速扫描曝光。结果，根据图像数据，在感光鼓66上形成的静电潜像。
其次，进行反向显影过程。即当在感光鼓66上形成的静电潜像与显影辊127面对面接触时，附着在显影辊127的表面上的带正电荷的调色剂供给至感光鼓66上的静电潜像上。即调色剂供给至感光鼓66的带正电荷的表面上被曝光的区域上。激光束曝光使的曝光区域的电位已经降低。结果，调色剂有选择地附在感光鼓66上，使静电潜像显影为可见的调色剂图像。
转印辊125放置在感光鼓66下面，与感光鼓66面对。转印辊125由金属辊轴制成。上面覆盖着由导电橡胶材料制成的辊。当调色剂图像转印时，相对于感光鼓66在转印辊125上施加转印偏压。当纸张103在感光鼓66和转印辊125之间通过时，附在感光鼓66的表面上的可见调色剂图像就转移至纸张103上。其上转印有可见调色剂图像的纸张103被输送至定影部分119。
定影部分119放置在处理盒118的后端。定影部分119包括一个热辊131，一个压紧辊132和三个卷曲去除辊133。该三个卷曲去除辊设在热辊131和压紧辊132的后侧。热辊131由金属制成，并带有一个卤素灯(加热器)。当纸张103从热辊131和压紧辊132之间通过时，在处理盒118中已经转移到纸张103上的调色剂被热定影在纸张103上。然后，纸张103由卷曲去除辊133向着安装在主壳体102上的出纸辊135传送。通过出纸辊135将纸张103送至一个出纸盘上。
注意在激光打印机101上安装有一个由钢板制成的托盘51。穿过该托盘51形成一个开口51a。该开口51a为长的窄槽形，并在激光打印机101的左右方向延伸。托盘51的定位方向使得开口51a面对感光鼓66。
接下来，参照图1-图10更详细地说明本实施例的扫描器60。
在图1-图10中，扫描器60的向上方向，向下方向，向右方向，向左方向，向前方向，和向后方向分别用箭头U、D、RH、LH、F和R表示。
如图1所示，扫描器60安装在托盘51上，使得该扫描器60的左侧位于打印机101的左侧，扫描器60的右侧位于打印机101的后侧，扫描器60的前侧位于打印机101的前侧，扫描器60的后侧位于打印机101的后侧，扫描器60的上侧面对打印机101的上侧，扫描器60的下侧面对打印机101的下侧。换句话说，扫描器60左右方向(纵向方向)与打印机101的左右方向匹配。因为托盘51向着激光打印机101的后侧稍微向下倾斜，因此，扫描器60的前后方向(宽度方向)和上下方向(厚度方向)相对于打印机101的前后方向和上下方向稍微倾斜。然而，扫描器60的前后方向和上下方向基本上分别与打印机101的前后方向和上下方向相适应。
图2和图3分别为扫描器60的平面图和底视图。
如图1、图2和图3所示，扫描器60主要包括一个扫描器框架22，一个顶盖25和一个底盖27。扫描器框架22由混合有增强材料(例如，玻璃纤维等)的树脂制成。顶盖25由铁制成。底盖27也由铁制成。
扫描器60其中包括同步检测部分60A，光学多面体电机的支撑和冷却部分60B和激光束扫描部分60C。同步检测部分60A和光学多面体电机的支撑和冷却部分60B位于扫描器60的前侧。激光束扫描部分60C位于扫描器60的后侧。如图2所示，顶盖25几乎覆盖扫描器框架22顶部的全部。如图3所示，底盖27覆盖与激光束扫描部分60C对应的扫描器框架22底部的一部分。
图4(a)为表示安装在托盘51上的扫描器60的平面图。在图4(a)中，顶盖25从扫描器60上取下。图4(b)为图4(a)中的IVb部分的详图。图5为沿着图4(a)中的V-V线所取的横截面侧视图。图6为除去底盖27的扫描器60的底视图。图7表示当激光控制电路板4安装在扫描器60中时，零件如何安装在激光控制电路板4下面(后面说明)的平面图。图8为表示当激光控制电路板4安装在扫描器60中时，零件如何安装在激光控制电路板4上面和下面的侧视图。在图8中，从扫描器60上除去了在后面说明的薄膜29。图9(a)为从顶部看的扫描器60的透视图。在图9(a)中，从扫描器60上取下顶盖25。图9(b)为从底部看的扫描器60的透视图。在图9(b)中，从扫描器60上除去了底盖27和玻璃盖41，玻璃座39和薄膜29(将在后面说明)。
如图4(a)、图6、图9(a)和图9(b)所示，扫描器框架22包括一个底板22a。底板22a具有上表面22as1和与上表面22as1相对的下表面22as2。底板22a的上表面22as1面向向上方向U，而底板22a的下表面22as2面向向下方向D。如图4(a)和9(a)所示，多个肋22b从底板22a的上表面22as1以向上方向U伸出。
首先，下面说明光学多面体电机的支撑和冷却部分60B。
如图4(a)和图9(a)所示，在光学多面体电机的支撑和冷却部分60B中，光学多面体电机12安装在底板22as的上表面22as1上。如图6和图9(b)所示，在光学多面体电机的支撑和冷却部分60B中，在底板22a的下表面22as2上形成凹槽50。
下面，将说明激光束扫描部分60C。
如图4(a)和9(a)所示，在激光束扫描部分60C中，在底板22a的上表面22as1上形成上侧激光束扫描区域60C1。又如图6和图9(b)所示，在激光束扫描部分60C中，在底板22a的下表面22as2上形成下侧激光束扫描区域60C2。
接下来，说明同步检测部分60A。
如图4(a)、图7、图8和图9(a)所示，在同步检测部分60A中，在底板22a的上表面22as1上形成一个同步检测室22c。在该同步检测室22c上安装着一块激光控制电路板4。如图3所示，在同步检测部分60A中，薄膜29与底板22a的下表面22as2连接。
下面更详细地说明光学多面体电机的支撑和冷却部分60B。
如图5、图6、图9(a)和图9(b)所示，光学多面体电机12通过电机垫圈43和电机控制电路板13a安装在底板22a上。更具体地说，通过底板22a形成一个圆形的通孔42。电机垫圈43具有一个直径较大的圆盘部分和一个直径较小的圆盘部分，它们互相形成一个整体并彼此同轴。电机垫圈43的直径较小的圆盘部分与圆形通孔42配合。因此，电机垫圈43的直径较小的圆盘部分露出在底板22a的下表面22as2的凹槽50中。电机垫圈43由铝制成。电机控制电路板13a安装在电机垫圈43上。该电机控制电路板13a用于控制光学多面体电机12的驱动，它通过螺钉13b固定在底板22a的上表面22as1上。
如图4(a)、图5和图9(a)所示，光学多面体电机12包括一个光学多面体(在此例中为六角镜)12a，一个电机轴12b，和一个电机部分12c。光学多面体12a和电机部分12c互相形成为一个整体，并可转动地安装在电机轴12b上。光学多面体电机12安装在电机控制电路板13a上，并且电机轴12b穿过电机控制电路板13a和电机垫圈43。光学多面体电机12绕电机轴12b转动，因此使光学多面体12a围绕着电机轴12b转动，从而使光学多面体12a偏转扫描激光束并沿着底板22a的上表面22as1扫描激光束。
如图5、图6和图9(b)所示，圆形通孔42位于凹槽50内。凹槽50从形成圆形通孔42的位置向扫描器框架22的右侧边缘延伸。如图5所示，在凹槽50中的底板22a的下表面22as2和托盘51的上表面之间形成一个管道55。在管道55的右侧边缘上安装一个风扇52。该风扇52为电风扇，由一个风扇座53支撑。风扇座53通过由尿烷泡沫制成的海绵54夹持在底板22a的下表面22as2和托盘51之间。风扇52通过将在光学多面体电机12附近被光学多面体电机加热的空气经由管道55引导出扫描器框架22，将光学多面体电机12冷却。通过冷却光学多面体电机12，可以防止由于热引起的安装着光学多面体电机12的扫描器框架22的弯曲或变形，这样可以防止光束的光路发生偏离。
管道55在光学多面体电机12附近的横截面面积比管道55在在风扇52附近的横截面积小。因此，在光学多面体电机12附近，通过管道55的空气流动速度(第一个管道部分55a)比在风扇52附近通过管道55的空气流动速度大(第二个管道部分55b)。这可以增加光学多面体电机12的冷却效率。
另外，电机垫圈43由铝制成。由于铝的导热性高，因此电机垫圈43迅速冷却。这可使光学多面体电机12的冷却效率进一步提高。
如上所述，管道55由扫描器框架22和在其上支撑扫描器框架22的托盘51构成。这个结构不需要为管道55准备特殊零件，减少了零件数量。
风扇座53通过由尿烷泡沫制成的海绵54夹持在扫描器框架22和托盘51之间。由风扇52转动产生的振动不会传递至扫描器框架22或托盘51，这可以防止光学多面体电机12扫描的光的光路发生改变。由风扇52转动产生的振动不影响聚光透镜21和后述的同步检测元件48(图8)之间的对准。
风扇52与底板22a的下侧部分22as2连接，该部分位于扫描器框架22的外面，与托盘51相对。通过简单地将风扇53与底板22a的下表面22as2连接(外侧表面)，风扇53可以容易地与扫描器框架22连接。
下面，更详细地说明激光束扫描部分60C。
如图4(a)、4(b)和图9(a)所示，在激光束扫描部分60C中，光源3、准直透镜8、准直狭缝板9、柱面透镜11、fθ透镜14和反射镜16安装在底板22a的上表面22as1(上侧激光束扫描区域60C1)上。
准直透镜8，准直狭缝板9和柱面透镜11按这个次序从光源3开始，放置在光源3和光学多面体电机12之间。
光源3用于发射根据外部供给的图像数据调制的激光束。该光源3为具有二个半导体激光元件(发光元件/图中没有示出)的半导体激光装置。例如，半导体激光装置3由排列着二个半导体激光元件的一个半导体激光组构成。该光源3用螺钉6支撑在激光二极管座1上。激光二极管座1用螺钉2固定在底板22a的上表面22as1上。
准直透镜8通过一个准直透镜座7支撑在底板22a的上表面22sS1上。准直透镜8用于将激光束准直为平行光线。
准直狭缝板9安装在底板22a的上表面22as1上。准直狭缝板9上形成一个狭缝(没有示出)。当激光束通过该狭缝时，激光束的形状转换为与狭缝形状相对应的光束形状。
柱面透镜11安装在底板22a的上表面22as1上。该柱面透镜11用于在与底板22a垂直的方向上折射激光束，并将激光束聚焦在光学多面体12a上。
fθ透镜14利用二个夹持片簧36与底板22a的上表面22as1连接。
反射镜16利用另外二个夹持片簧34a与底板22a的上表面22as1连接。反射镜16在左右方向延伸。反射镜16与底板22a的上表面22as1成45°角。
通过底板22a形成一个开口23。开口23是沿着反射镜16延伸的一个窄长狭缝形状。
当激光束入射在光学多面体12a上并被光学多面体12a以恒定角速度扫描时，fθ透镜14将这个激光束转换为恒定速度扫描。反射镜16反射和延迟通过fθ透镜14向着扫描器框架22下侧的激光束。
如图6和图9(b)所示，在激光束扫描部分60C中，在底板22a的下表面22as2(下侧激光束扫描区域60C2)，设有另一个反射镜17，另一个柱面透镜15和另一个反射镜18。
反射镜17利用另二个夹持片簧34b与底板22a的下表面22as2连接，反射镜17沿着开口23在左右方向延伸。反射镜17与底板22a的下表面22as2成45°角。反射镜17用于接收通过开口23的激光束，并沿着底板22a的下表面22as2引导激光束。
柱面透镜15用于在与底板22a垂直的方向上折射激光束，以校正光学多面体电机12的表面不准的情况。
反射镜18利用另二个夹持片簧34c与底板22a的下表面22as2连接。反射镜18在左右方向延伸。反射镜18与底板22a的下表面22as2成45°角。反射镜18用于反射通过柱面透镜15的激光束，并使来自扫描器60的激光束朝向感光鼓66。
如图9(b)所示，在反射镜18左端的左侧和预定的激光束扫描范围内的位置上，通过底板22a形成开口24。换句话说，开口24和反射镜18被置于来自柱面透镜15的光的总扫描范围内。如图9(a)所示，开口24使在激光束扫描部分60C中的底板22a的下侧(下侧激光束扫描区域60c2/图9(b)，与同步检测部分60A(同步检测器22c/图9(a))中的底板22a的上侧连接。
如图1和图6所示，玻璃座39安装在底板22a的下侧面对反射镜18的位置上。玻璃座39在左右方向延伸，并且其相对的两端由底板22a的右侧和左侧边缘支撑。玻璃盖41支撑在玻璃座39上。玻璃盖41是在左右方向延伸的窄玻璃板，并面对反射镜18。
下面，将使详细地说明同步检测部分60A。
如图4、图7、图8和图9(a)所示，在同步检测部分60A中，在底板22a的上表面22as1上形成同步检测室22c。该同步检测室22c通过开口24，与激光束扫描部分60C中的底板22a的下侧连通。
在同步检测室22c中设置有多个同步检测室肋49，其在向上方向U上从底板22a的上表面22as1伸出。即每一个肋49在与底板22a相交的方向延伸。
聚光透镜21安装在底板22a的上表面22as1上。
如图6、图7、图8、图9(a)和图9(b)所示，在底板22a的上表面22as1上装有一个反射镜座49d。在反射镜支座49d中形成一个中空的空间(反射镜座室)47a。该中空的空间47a在底板22a的下表面22as2上开放。该中空的空间47a也在面对开口24的反射镜支座49d的一侧上开放。从底板22a的下表面22as2将光束检测镜20和夹持片簧35插入到中空的空间47a中。光束检测镜20由夹持片簧35夹持与开口24相面对。如下所述，利用这个结构，通过开口24进入同步检测室22c中的激光束从光束检测镜20反射出去。
如图6、图7、图8、图9(a)和图9(b)所示，同步检测室肋49包括一个细长板支撑肋49a。如图6和图8所示，在该细长板支撑肋49a上形成凹部47b，并且在底板22a的下表面22as2上开放。通过该细长板支撑肋49a形成有二个相对的通孔49b和49c。细长板19从底板22a的下表面22as2插入到细长板支撑凹部47b中。通过细长板19形成有一个狭缝19a。该狭缝19a通过通孔49b面对激光束检测镜20，并且通过通孔49c面对聚光透镜21。
如图4(a)、图7、图8和图9(a)所示，激光控制电路板(基板)4安装在同步检测室肋49的上边缘上。这样，同步检测室22c就是在同步检测部分60A的底板22a和激光控制电路板(基板)4之间形成的一个空间。用螺钉5将激光控制电路板4固定在一个同步检测室肋49的上边缘上。
激光控制电路板4为平板形状。零件(例如接头31，电路元件32a-32e和电容器33a)安装在激光控制电路板4的上表面上。同步检测元件48安装在激光控制电路板4的下表面4s2上。在激光控制电路板4的下表面4s2上还设有利用焊料连接的电路。通过激光控制电路板4形成通孔4a。当激光控制电路板4安装在同步检测室肋49的上边缘上时，同步检测元件48面对聚光透镜21，而通孔4a位于在细长板支撑肋49a和聚光透镜21之间的一个位置上。
电路元件32a-32e用于控制光源3中的两个半导体激光元件(图中没有示出)。电路元件32a-32e的代表性例子包括调节光源3中的半导体激光元件的输出的发光控制器，调制半导体激光元件输出的调制控制器，和用于对半导体激光元件输出进行粗调或精调的输出调节控制器。通过由电路元件32a-32e控制半导体激光元件，可以提高激光打印机101的分辨率。
同步检测元件48为一个光强检测装置。当接收比预先确定的阈值大的光强时，它可给出一个检测信号。激光打印机101中的控制部分(没有示出)接收该检测信号，并且通过将控制信号输出至激光控制电路板4和电机控制电路板13a，进行控制操作使重复进行的扫描操作与图像数据同步。
由于同步检测元件48连接在激光控制电路板4的下表面4s2上，因此接头31，电路元件32a-32e和电容器33a可以很大的自由度布置在激光控制电路板4的上表面4s1上。
因为接头31，电路元件32a-32e和电容器33a安装在底板4的上表面4s1，而不是装在底板4的下表面4s2上，因此同步检测室肋49的形状，尺寸和布局可以自由选择。该同步检测室肋49增加扫描器框架22的强度和刚度，因此可防止由于热造成的扫描器框架22的翘曲或变形，并防止出现光束的光路出现偏差。
通过在同步检测室22C中这样布置聚光透镜21和同步检测元件48，可以减小在底板22a平行的方向和在与底板22a垂直的另一个方向上的扫描器60的尺寸。
如图1和图2所示，顶盖25安装在肋22b的上边缘，以覆盖底板22a的顶部，从而保护放置在底板22a的上侧的零件。
顶盖25通过上盖连接螺钉26与肋22b的上边缘连接。而海绵30a，30b和30c(图4(a)和图9(a))放在底板22a和上盖25之间。
如图3所示，薄膜29在同步检测部分60A与底板22a的下表面22as2连接，覆盖通孔47a和凹部47b(图6)。
如图1和图3所示，底盖27覆盖底板22a的下表面22as2的一部分，因而可保护安装在底板22a的下表面22aS2上激光束扫描部分60C中的零件。底盖27通过底盖连接螺钉28与底板22a的右侧和左侧边缘连接。在凹槽50的前端和后端边缘的一部分上设有海绵40。扫描器60通过其中的海绵40安装在托盘51上。
通过底盖27形成开口38。该开口38为窄的狭缝形状，并沿着扫描器60的纵向方向(左右方向)延伸。通过玻璃座39(图6)安装在底板22a下侧的玻璃盖41的一部分，在开口38处露出，并起窗口作用。
如图1所示，当具有上述结构的扫描器60安装在托盘51上时，玻璃盖41的一部分通过底盖27的开口38和托盘51的开口51a露出，从而面向感光鼓66。
利用上述结构，当如图1所示那样将扫描器60安装在激光打印机101中，扫描器60如下述方式工作。
如图9(a)所示，从光源3发射的光束通过准直透镜8。准直透镜8将光束转换为平行光束。该平行光束通过准直狭缝板9上的狭缝(没有示出)，然后通过柱面透镜11。该光束被高速转动的光学多面体12a偏转和扫描，形成偏转光。该偏转光通过该透镜14，以直角从反射镜16反射出来，并通过开口23进入扫描器60的下侧。
如图9(b)所示，在扫描器60的下侧上，光进一步以直角从反射镜17反射出来，然后通过柱面透镜15。在从柱面透镜15输出后，当该光学多面体电机12转动时，光在RH方向沿着底板22a的下表面22as2被扫描。
当光达到反射镜18时，该光从反射镜18反射出来，通过玻璃盖41输出至扫描器60，最后照射在感光鼓66上。这样，当光学多面体电机12转动时，该光扫描该感光鼓66。
如图7和图9(a)所示，当光到达开口24时，该光通过开口24进入同步检测室22c中，并从光束检测镜20反射出来。然后，光通过光束检测狭缝板19上的狭缝19a，通过聚光透镜21并入射在该同步检测元件48上。当接收到光时，同步检测元件48将一个检测信号输出至激光打印机101的控制部分(图中没有示出)。
当制造打印机101时，在将激光控制电路板4安装在扫描器框架22的同步检测室22c上后，制造者使用图10所示的检测板59，检查安装在激光控制电路板4的下表面4s2上的同步检测元件48相对于安装在扫描器框架22一侧的光学元件(例如聚光透镜21，狭缝19a和反射镜20)是否对准。
该检测板59为平板。在检测板59的下端，通过检测板59形成圆形的检测通孔59a。该检测通孔59a的面积比聚光透镜21的有效孔小。制造者通过激光控制电路板4的通孔4a，将检测板59从上面插入同步检测室22c中。从光源3发出通过开口24的光在同步检测室22c中行进，经过通孔59a，然后由聚光透镜21会聚。
如果同步检测元件48正确地相对于聚光透镜21和其他光学元件19a，20对准，则同步检测元件48接收到由聚光透镜21会聚的几乎全部光。因为接收的光强比阈值大，同步检测元件48发出一个检测信号。另一方面，如果同步检测元件48没有与聚光透镜21或其他光学零件19a，20对准，则同步检测元件48未能接收由聚光透镜21会聚的大部分光。因为接收的光强比阈值小，同步检测元件48不给出检测信号。
因此，在将检测板59通过通孔4a插入同步检测室22c中，并驱动光学多面体12a扫描光束后，制造者检查同步检测元件48是否可以正确发出检测信号。这样，制造者可以检查同步检测元件48是否相对于聚光透镜21，和其他光学零件20和19a对准。在将激光打印机101发运给使用者之前，只有其同步检测元件48相对于聚光透镜21和其他光学零件20和19a对准的扫描器60，制造者才将其安装在激光打印机101中。因此，可以保证当使用者购买和使用打印机101时，同步检测元件48接收由聚光透镜21会聚的几乎全部光，因此检测光的灵敏度很高。该同步检测元件48可以高的光接收灵敏度检测光，从而可以在从光源3开始的光路中进行精确的同步检测。
通孔59a的面积比聚光透镜21的有效孔小。通孔59a面积和聚光透镜21的有效的孔之间的差起余量作用。换句话说，即使如果有些光沿着检测通孔59a以外的光路行进，并且在入射至同步检测元件48以前，这些光仍可以通过聚光透镜21的有效孔并可以由聚光透镜21集聚。因此，在检测通孔59a之外，但在聚光透镜21的有效孔之内的光路可起到余量的作用。即使如果同步检测元件48和聚光透镜21与其他零件20和19a之间的对准在这个余量内改变，仍可保证同步检测元件48正确地检测光。即使当同步检测元件48相对于聚光透镜21和其他零件20与19a的位置在余量内改变时，该同步检测零件将继续接收由聚光透镜21集聚的几乎全部光。
如上所述，根据扫描器60，激光控制电路板4基本上与底板22a、底盖27，顶盖25和托盘51平行地延伸。同步检测元件48固定在激光控制电路板4的下表面4s2上。在底板22a的上侧，光束由光源3发射出来，由光学多面体12a偏转，并由fθ透镜14和反射镜16导向。接着，在底板22a的下侧，该光进一步由反射镜17和柱面透镜15导向。然后，该光进入置于底板22a的上表面22as1，但在激光控制电路板4下面的同步检测室22c中。因此，在最后被同步检测元件48检测之前，该光在激光控制电路板4下面，被反射镜20，狭缝19a和聚光透镜21导向。在激光控制电路板4上形成有通孔4a，使制造者可以检查在激光控制电路板4下面，同步检测元件48是否与聚光透镜21和其他光学零件20和19a对准。
激光控制电路板4安装在扫描器框架中，基本上与底板22a，底盖27和顶盖25平行延伸。因此，在使扫描器60的尺寸在与底盖27和顶盖25垂直的方向上紧凑的同时，扫描器框架22具有足够大的面积容纳激光控制电路板4。
同步检测元件48固定在激光控制电路板4的下表面4s2上。光的光路沿着底板22a的上侧从光学多面体12a上的偏转点，进一步沿着底板22a的下侧延伸至开口24，再沿着底板22a的上侧，并在激光控制电路板4下面延伸至同步检测元件48。因此从光学多面体12a上的偏转点至同步检测元件48的光路长度可以设定得足够长，并因此可使它与从光学多面体12a上的偏转点至感光鼓66的光路长度相等。这样，可以保证光学多面体12a和同步检测元件48之间的光路在扫描器框架22内。扫描器框架22的尺寸还可以在与底盖27和顶盖25平行的方向上做得紧凑。
同步检测元件48固定在激光控制电路板4的下侧，因此，各种零件31，32a-32e，和33a可以很大的自由度布置在激光控制电路板4的上表面4s1。
当制造扫描器60时，在将激光控制电路板4安装在扫描器框架22中的同步检测室22c上以后，将检测板59通过激光控制电路板4的通孔4a，插入同步检测室22c中，从而可检查同步检测元件48相对于聚光透镜21和其他光学零件20和19a的对准情况。只有其中同步检测元件48相对聚光透镜21和其他光学零件20和19a正确定位的扫描器60才会被安装在激光打印机101中。因此，可以保证当使用者购买激光打印机101和使用激光打印机101时，在扫描器60中的同步检测元件48可以高的接收光灵敏度检测光，并在从光源3开始的光路中，进行精确的同步检测。
扫描器60包括扫描器框架22，上盖25和下盖27。扫描器框架22具有底板22a，激光控制电路板4安装在底板22a上，与底板22a平行延伸。光源3安装在底板22a上，它的输出是由激光控制电路板4上的电路元件32a-32e控制。光学多面体12a安装在底板22a上，用来偏转和扫描从光源3发出的光束。同步检测元件48固定在激光控制电路板4的下表面4s2上，检测被光学多面体12a扫描的光，以进行成像的同步检测。聚光透镜21安装在底板22a上激光控制电路板4下面的位置上，以便将被光学多面体12a扫描的光引导至同步检测元件48。通过激光控制电路板4形成通孔4a。通过将检测板59经由通孔4a插入激光控制电路板4的下面，可以检测同步检测元件48和聚光透镜21之间的对准情况。
虽然已参照具体实施例对本发明进行了说明，但本领域技术人员知道，在不偏离本发明精神的条件下，可作各种改变和改进。
例如，在上述实施例中，通过激光控制电路板4形成通孔4a。但是，通孔4a也可以不通过激光控制电路板4形成。取而代之的是通过底板22a，在狭缝板19和聚光透镜21之间的位置上形成一个通孔。将检测板59通过在底板22a上的通孔，从下表面22as2一侧插入上表面22as1一侧，从而检查同步检测元件48和聚光透镜21，狭缝19a与反射镜20的对准情况。
权利要求
1.一种光学扫描装置，其包括底板，其具有第一表面和与第一表面相对的第二表面；发射光束的光源，其安装在底板的第一表面上；安装在底板的第一表面上的反射体，所述反射体偏转和扫描从光源发射的光束；聚光透镜，其安装在底板的第一表面上；安装在底板上的基板，在所述底板和所述基板之间放置聚光透镜，所述基板基本上与底板平行延伸，所述基板具有第一基板表面和与第一基板表面相对的第二基板表面，基板的所述第二基板表面面对着底板的第一表面；安装在基板的第二基板表面上的同步检测元件，所述同步检测元件接收被反射体偏转并通过了聚光透镜的光来进行成像的同步检测；和安装在基板的第一基板表面上的电路元件，所述电路元件控制光源。
2.如权利要求1所述的光学扫描装置，还包括一个检测部分，其可以检查聚光透镜和同步检测元件之间的对准情况。
3.如权利要求1所述的光学扫描装置，还包括一个光学装置，其引导来自反射体的光束，在到达同步检测元件之前，沿着第一表面，然后沿着第二表面行进。
4.如权利要求1所述的光学扫描装置，其特征为，所述光源包括具有至少一个发光元件的半导体激光装置，所述电路元件控制所述至少一个发光元件的输出。
5.如权利要求2所述的光学扫描装置，其特征为，所述基板上形成有一个通孔，所述通孔可使一个检测板从基板的第一基板表面朝着基板的第二基板表面在一个位置处被插入，该位置使得聚光透镜置于检测板和同步检测元件之间，通过检测板形成有一个检测通孔，所述检测通孔允许被反射体偏转的光从中通过。
6.如权利要求5所述的光学扫描装置，其特征为，通过检测板形成的检测通孔的面积比聚光透镜的有效孔小。
7.如权利要求1所述的光学扫描装置，还包括从底板的第一表面以与底板相交的方向上伸出的肋，并且所述肋支撑所述基板。
8.如权利要求1所述的光学扫描装置，还包括安装在底板上的驱动电机，其驱动所述反射体转动；和设置在底板上的冷却部分，其冷却所述驱动电机。
9.如权利要求8所述的光学扫描装置，其特征为，所述冷却部分包括安装在所述底板上的风扇；和形成在所述底板上的管道，并且其在安装着风扇的底板的一个位置与安装着驱动电机的底板的另一个位置之间延伸。
10.如权利要求9所述的光学扫描装置，其特征为，所述驱动电机安装在底板的第一表面上，并且所述风扇安装在底板的第二表面上。
11.如权利要求10所述的光学扫描装置，其特征为，所述底板安装在一个托盘上，所述底板的第二表面面对所述托盘，在所述底板的第二表面和所述托盘之间形成所述管道。
12.如权利要求11所述的光学扫描装置，其特征为，所述风扇夹持在所述底板的第二表面和所述托盘之间，在所述风扇和底板的第二表面之间放入减震材料，在所述风扇和所述托盘之间也放置有减震材料。
13.如权利要求11所述的光学扫描装置，其特征为，所述管道在驱动电机附近的横截面积小于所述管道在风扇附近的横截面积。
14.如权利要求13所述的光学扫描装置，还包括由铝制成的一个附件，驱动电机通过所述附件固定在底板上，所述附件暴露在管道中。
15.一种成像装置，其包括一个感光体；和一个光学扫描装置，所述光学扫描装置在感光体上扫描光束，以便在感光体上形成静电潜像；所述光学扫描装置包括底板，其具有第一表面和与第一表面相对的第二表面；根据外部图像数据发射光束的光源，其安装在底板的第一表面上；安装在底板的第一表面上的反射体，所述反射体偏转和扫描从光源发射的光束；聚光透镜，其安装在底板的第一表面上；安装在底板上的基板，在所述底板和所述基板之间放置聚光透镜，所述基板基本上与底板平行延伸，所述基板具有第一基板表面和与第一基板表面相对的第二基板表面，基板的所述第二基板表面面对着底板的第一表面；安装在基板的第二基板表面上的同步检测元件，所述同步检测元件接收被反射体偏转并通过了聚光透镜的光来进行成像的同步检测；和安装在基板的第一基板表面上的电路元件，所述电路元件控制光源。
全文摘要
激光控制电路板安装在一个扫描器中，基本上与该扫描器的底板，底盖和顶盖平行延伸。一个同步检测元件固定在该激光控制电路板的下表面。从光源发射出光束，该光束被一个光学多面体偏转，并由包括一个聚光透镜的各种光学元件在激光控制电路板下面导向，从而作后被同步检测元件检测。通过激光控制电路板形成有一个通孔，以检查在激光控制电路板下面，同步检测元件与聚光透镜和其他光学元件是否对准。
文档编号H04N1/04GK1580964SQ20041005817
公开日2005年2月16日 申请日期2004年8月13日 优先权日2003年8月13日
发明者田丸靖 申请人:兄弟工业株式会社