CN1881005A - 激光扫描装置 - Google Patents

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Abstract

一种激光扫描装置，包括：装置主体；和旋转地安装于装置主体中且偏转从光源投射的光的旋转多面镜。盖构件安装于装置主体中以覆盖该旋转多面镜。盖构件具有用于透射光的狭缝和让外部空气流入的流入孔，用于形成围绕所述旋转多面镜高速旋转和下降的气流。集尘构件过滤掉由在盖构件中产生的气流引起的通过流入孔流入盖构件中的空气里包含的灰尘。

Description

激光扫描装置
技术领域
本发明涉及一种在预定的方向偏转入射光的激光扫描装置。
背景技术
一般地，比如激光打印机、复印机、扫描仪和多功能设备的成像设备具有激光扫描装置。
在激光扫描装置中，从光源投射的光通过以高速旋转的旋转多面镜的定向反射面在预定的方向偏转。偏转的光通过预定的光学***且进入比如感光鼓的感光介质。
随着成像设备趋向于高速性能，旋转多面镜的旋转速度增加。当以高速旋转该旋转多面镜时，包含内部灰尘的旋转多面镜的环境空气在激光扫描装置的主体中产生了快速的气流。因此，由气流分散的灰尘可以贴附到定向反射面。于是当定向反射面被污染时，光学反射性减小，相应地恶化了光学偏转。
一些激光扫描装置还包括挡光单元来防止在设备的维护期间或通过误操作该设备使光被无意地投射到外部。然而，常规的挡光单元具有多个部分，比如弹力构件、快门和驱动电动机，常规的挡光单元需要复杂的结构和专用的驱动源。
因此，存在对能够防止旋转多面镜受污染的激光扫描装置的需求。
发明内容
根据本发明的示范性实施例，一种激光扫描装置能够基本防止由旋转多面镜时产生的气流附带的灰尘引起的旋转多面镜的污染。
本发明的另一方面是提供一种使用气流能够基本自动防止光被无意地投射到外部的激光扫描装置，而不需要专用的驱动源。
根据本发明的示范性实施例，一种激光扫描装置包括：装置主体；和旋转地安装于装置主体中且偏转从光源投射的光的旋转多面镜。盖构件安装于装置主体中以覆盖旋转多面镜。盖构件具有用于透射光的狭缝和让外部气流入的流入孔，用于形成围绕所述旋转多面镜高速旋转和下降的气流。集尘构件过滤掉由在盖构件中产生的气流引起的通过流入孔流入盖构件中的空气里包含的灰尘。
盖构件具有基本穹顶的形状，其内径自上部分向下部分增加，在垂直方向是非对称的。
盖构件包括在其下端的多个连接肋，用于与装置主体的底表面连接。
装置主体的底表面包括控制驱动电动机的电路板，驱动电动机旋转该旋转多面镜。
盖构件包括：在其下端的用于形成盖构件和装置主体的底表面之间的间隙的第一台阶部分；和用于形成盖构件和电路板之间的间隙的第二台阶部分。
第二台阶部分对应于电路板的角部设置。
流入孔具有用于沿其周边容纳集尘构件的座部分。
集尘构件是多孔物质。
根据本发明的另一示范性实施例，激光扫描装置包括：装置主体；和旋转地安装于装置主体中且偏转从光源投射的光的旋转多面镜。盖构件安装于装置主体中以覆盖旋转多面镜。盖构件具有用于透射光的狭缝和让外部气流入的流入孔，用于形成围绕所述旋转多面镜高速旋转和下降的气流。挡光单元通过在盖构件中产生的气流来操作，由此打开和关闭狭缝。
挡光单元包括设置于光的投射路径中的挡板。旋转轴连接到挡板且通过其两端铰接到盖构件。
盖构件具有基本穹顶的形状，其内径自上部分向下部分增加，在垂直方向是非对称的。
盖构件在其下端具有多个连接肋，用于与装置主体的底表面连接。
装置主体的底表面包括控制驱动电动机的电路板，驱动电动机旋转该旋转多面镜。
盖构件包括：在其下端的用于形成盖构件和装置主体的底表面之间的间隙的第一台阶部分。第二台阶部分形成盖构件和电路板之间的间隙。
第二台阶部分对应于电路板的角部设置。
根据本发明的又一示范性实施例，激光扫描装置包括：装置主体；和旋转地安装于装置主体中且偏转从光源投射的光的旋转多面镜。盖构件安装于装置主体中以覆盖旋转多面镜。盖构件具有用于透射光的狭缝和让外部气流入的流入孔，用于形成围绕所述旋转多面镜高速旋转和下降的气流。挡光单元通过在盖构件中产生的气流来操作，由此打开和关闭狭缝。集尘构件过滤掉通过流入孔流入盖构件中的空气里包含的灰尘。
流入孔具有用于沿其周边容纳集尘构件的座部分。
集尘构件是多孔物质。
结合公开了本发明的示范性实施例的附图，从以下详细的描述，本发明的其它目的、优点和显著的特征将对于本领域的技术人员变得明显。
附图说明
参考附图，通过详细描述本发明的示范性实施例，本发明的以上方面和其他特征将变得更加显见，在附图中：
图1是根据本发明的示范性实施例的激光扫描装置的透视图；
图2是图1的激光扫描装置的分解透视图；
图3是图2的盖构件的底透视图；
图4是根据本发明的示范性实施例的激光扫描装置的示意图；
图5是根据本发明的另一示范性实施例的激光扫描装置的分解透视图；
图6是图5的盖构件和挡光单元的底透视图；
图7A和7B是根据本发明的又一示范性实施例的激光扫描装置的示意图；和
图8是根据本发明的又一示范性实施例的激光扫描装置的分解透视图。
贯穿附图，相同的附图参考标号将被理解指示相同的元件、特征和结构。
具体实施方式
下文中，将参考附图详细描述本发明的一些示范性实施例。
详细说明中所界定的内容，比如详细的结构和其元件，是用来帮助全面理解本发明的。因此，显然本发明可以在没有那些界定的内容的情况下执行。而且，省略了公知的功能和结构来提供清楚和简洁的详细描述。
参考图1和2，根据本发明示范性实施例的激光扫描装置包括：装置主体10；安装于装置主体10中的光源20；和偏转从光源20投射的光的旋转多面镜30。驱动电动机40旋转该旋转多面镜30。电路板50控制驱动电动机40。盖构件60覆盖旋转多面镜30，且具有与其连接的集尘构件70。
主体10形成为通用的机箱或机壳，且安装于成像设备的主体中。装置主体10包括多个光学构件，且优选地由盖(未示出)覆盖来基本防止外来物质的流入。
光源20包括将光向旋转多面镜30投射的半导体激光二极管。光源20在控制单元(未示出)的控制下被打开和关闭，由此投射用于比如感光鼓的感光介质的扫描的光。
光学构件，例如准直透镜(未示出)和圆柱透镜(未示出)顺序地设置于光源20和旋转多面镜30之间。准直透镜将投射的光转换为平行光或会聚光。狭缝(未示出)设置于准直透镜的前面以限制通过准直透镜的光。圆柱透镜将通过准直透镜的光聚焦在旋转多面镜30的定向反射面上。因此，通过圆柱透镜的光以基本相同的角度进入旋转多面镜30的一侧。
旋转多面镜30在其外部包括多个定向反射面31，以将来自光源20的光偏转向预定的目标，例如感光鼓。因为旋转多面镜30通过驱动电动机40支撑和高速旋转，旋转多面镜30能够变化定向反射面相对于入射光的位置，由此偏转光。
驱动电动机40安装于电路板50上。通过由电路板50控制，驱动电动机40控制旋转多面镜30的旋转速度。电路板50被固定以紧密接触装置主体10的底表面11。
进一步提供了光导构件(未示出)来将从旋转多面镜30偏转的光引导到预定的目标。更具体而言，可以提供f·θ透镜和反射镜来最终将从旋转多面镜30偏转的光聚焦在最终目标上。因为以上的光导构件通常用于常规的激光扫描装置中，所以在这里省略了其详细描述。
盖构件60安装于装置主体10中以覆盖旋转多面镜30。盖构件60具有基本半球的形状，即穹顶的形状。因此，盖构件60在垂直方向具有非对称结构。更具体而言，盖构件60的内径自上部分向下部分增加。另外，盖构件60部分地覆盖电路板50和装置主体10的底表面11以及旋转多面镜30。为此，盖构件60包括多个在其下端的连接肋61。在图2和3所示的示范性实施例中，设置有三个连接肋61。连接肋61优选地设置于用于与装置主体10的底表面11连接的、紧密接触底表面11的位置，使得盖构件60覆盖旋转多面镜30。每个连接肋61具有螺钉孔61a。
流入孔(influent hole)62形成于盖构件60的顶板以允许外部的气流入。一个或更多的流入孔62可以以圆形或多边形的形式形成于盖构件60的顶板。优选地，一个圆形流入孔62基本形成于盖构件60的中心，如图1和2所示。通过由旋转多面镜30的高速旋转产生的气流，从而外部空气通过流入孔62流入盖构件60。因为盖构件60具有基本穹顶的形状，且流入孔62形成于盖构件60的顶板，流入盖构件60中的空气在盖构件60内的上部分和下部分之间具有不同的流动性能，比如压力、速度和方向。
另外，在盖构件60中提供了狭缝63以透射由旋转多面镜30偏转的光。狭缝63在垂直方向具有预定的宽度且在横向方向具有预定的长度。通过流入孔62流入的空气通过狭缝63逸出到外部，且因此改变了由旋转多面镜30在盖构件60中产生的气流的流动性能(压力、速度和方向)。
如图3所示，一对第一台阶部分64和一个第二台阶部分65形成于盖构件60的下端。当将盖构件60安装于装置主体10时，第一台阶部分64设置于相应于电路板50的角部51的位置。因此，第一台阶部分64防止电路板50的角部51和盖构件60之间的干扰，如图4所示。另外，第一间隙G1可以形成于第一台阶部分64和角部51之间。第二台阶部分65设置于覆盖电路板50的位置，使得第二间隙G2可以形成于电路板50和盖构件60的下端之间。
当盖构件60安装于装置主体10中时，通过第一和第二台阶部分64和65产生了间隙G1和G2。因此，通过旋转多面镜30的旋转而在盖构件60中产生的气流由于盖构件60的半球形构造而被向下引导。然后，部分气流通过狭缝63逸出，而其它部分气流通过间隙G1和G2逸出。
集尘构件70过滤掉通过流入孔62流入盖构件60中的空气里包含的灰尘。为了该目的，集尘构件70可以由多孔材料制成，比如海绵或通用的空气过滤器，用于过滤掉灰尘和使空气从中通过。集尘构件70可以简单地容纳于沿流入孔62的周边形成的座部分62a中或可以通过粘结剂固定。座部分62a可以包括从流入孔62的周边突出的圆形肋。
如图4所示，在根据本发明的示范性实施例的激光扫描装置中，当旋转多面镜30高速旋转时，外部空气通过盖构件60的流入孔62流入。因为外部空气通过集尘构件70过滤，仅有净化的气流入盖构件60。流入盖构件60中的空气由于盖构件60的半球的形状被从上部分引导到下部分。然后，部分空气通过狭缝63逸出到盖构件60的外部。其余部分空气被引导到盖构件60的下部分且通过间隙G1和G2排出。如上所述，盖构件60中的气流因为上部分和下部分之间的不同的流动性能(压力、速度和方向)而不总停留在一个位置。因此，虽然气流仍然包括一些未被集尘构件70过滤的细小灰尘，但是细小灰尘不容易贴附到旋转多面镜30上。
当通过间隙G1和G2排出盖构件60的空气通过流入孔62流回且重复该循环时，包括在空气中的灰尘大多数被集尘构件70过滤掉。因此，可以减少在装置主体10中漂浮的灰尘，由此基本防止了光学构件的污染。
参考图5和6，根据本发明的另一示范性实施例的激光扫描装置包括：装置主体10；安装于装置主体10中的光源20；和偏转从光源20投射的光的旋转多面镜30。驱动电动机40旋转该旋转多面镜30。电路板50控制驱动电动机40。盖构件60覆盖旋转多面镜30和挡光单元80。因为与在前一实施例(图1到3)中所使用的相同的参考标记指示相同的元件，所以不再描述所述元件的结构和操作。
挡光单元80通过当旋转多面镜30高速旋转时产生的气流而枢转，由此透射或阻挡通过狭缝63投射的光。挡光单元80包括挡板81和旋转轴83。
挡板81枢转地设置于光的投射路径中以透射或阻挡投射到狭缝63的光。挡板81优选地由薄构件(例如薄膜)形成，以通过由旋转多面镜30的高速旋转产生的气流来枢转。
旋转轴83连接到挡板81。旋转轴83铰接到盖构件60的内部。旋转轴83的两端83a和83b分别***形成于盖构件60的两侧的铰链凹槽66a和66b。
在以上构造的激光扫描装置中，如图7A所示，当旋转多面镜30高速旋转时，外部空气通过流入孔62流入盖构件60。因为盖构件60具有基本半球的形状，所以空气被从上部分引导到下部分且部分通过狭缝63排出且部分通过间隙G1和G2排出到盖构件60的外部。通过狭缝63高速排出于盖构件60的气流向上旋转挡板81，由此打开了光路。因此，由旋转多面镜30偏转的光通过狭缝63和预定的光学***，且进入感光介质，比如感光鼓。
同时，如图7B所示，当旋转多面镜30停止旋转时，在盖构件60中不再产生气流，因此盖构件60内的空气也不通过狭缝63排到外部。因此，挡光单元80的挡板81通过其自重返回初始位置，由此阻挡光路。因此，通过旋转多面镜30偏转的光不能通过狭缝63，也不能进入感光介质，比如感光鼓。
由于枢转地安装于盖构件60中的挡光单元80的存在，可以基本防止光被无意地投射到外部。另外，因为挡光单元80被由旋转多面镜30的高速旋转产生的气流枢转，激光扫描装置不需要专用于操作挡光单元80的装置。
参考图8，根据本发明的又一示范性实施例的激光扫描装置包括：装置主体10；安装于装置主体10中的光源20；和偏转从光源20投射的光的旋转多面镜30。驱动电动机40旋转该旋转多面镜30。电路板50控制驱动电动机40。盖构件60覆盖该旋转多面镜30、该集尘单元70和该挡光单元80。因为与在前述实施例(图1到3与图5和6)中所使用的相同的参考标记来指示相同的元件，所以不再描述所述元件的结构和操作。
在以上构造的激光扫描装置中，旋转多面镜30被具有基本半球的形状的盖构件60覆盖，使得旋转多面镜30可以根本上免受外部灰尘的污染。
当旋转多面镜30高速旋转时，外部空气通过盖构件60的流入孔62流入。因为外部空气被集尘构件70过滤，仅净化的气流入盖构件60。因此，可以减少装置主体10中漂浮的灰尘，由此基本防止了光学构件的污染。
挡光单元80通过当旋转多面镜30高速旋转时产生的气流而枢转，由此使投射到狭缝63的光通过或阻挡投射到狭缝63的光。挡光单元80包括挡板81和旋转轴83。由于枢转地安装于盖构件60中的挡光单元80的存在，可以基本防止光被无意地投射到外部。另外，因为挡光单元80通过由旋转多面镜30的高速旋转产生的气流而枢转，所以激光扫描装置不需要专用于操作挡光单元80的装置。
如可以从以上的描述理解，旋转多面镜的污染通过使用盖构件覆盖旋转多面镜而被基本防止。
另外，因为集尘构件设置于形成于盖构件的上端的流入孔中，且捕获当旋转多面镜高速旋转时流入盖构件中的空气里包含的灰尘，所以可以基本防止由灰尘引起的旋转多面镜的污染。另外，可以基本防止安装于装置主体中的光学构件被污染。而且，可以减少灰尘的量。
另外，挡光单元通过并阻挡了通过盖构件的狭缝投射的光，且能够基本防止光被无意地从装置投射到外部。
而且，因为挡光单元通过由旋转多面镜的高速旋转产生的气流而旋转，而不需要专用的驱动装置，装置的结构可以被简化。
虽然参考其示范性实施例具体显示和描述了本发明，然而本领域的一般技术人员可以理解，在不脱离由权利要求书所界定的本发明的精神和范围的情况下，可以作出形式和细节上的不同变化。

Claims (20)

1、一种激光扫描装置，包括：
装置主体；
旋转多面镜，其旋转地安装于所述装置主体中且偏转从光源投射的光；
盖构件，其安装于装置主体中以覆盖所述旋转多面镜，所述盖构件具有用于透射光的狭缝和用于空气流动的流入孔，且气流围绕所述旋转多面镜高速旋转和下降；以及
集尘构件，其用于过滤由于所述气流引起的通过所述流入孔流入所述盖构件中的灰尘。
2、根据权利要求1的激光扫描装置，其中
所述盖构件具有基本穹顶的形状，其内径自上部分向下部分增加，所述盖构件在垂直方向是非对称的。
3、根据权利要求2的激光扫描装置，其中
在所述盖构件的下端设置至少一个连接肋，用于与所述装置主体的底表面连接。
4、根据权利要求3的激光扫描装置，其中
电路板连接到所述装置主体的底表面，以控制使所述旋转多面镜旋转的驱动电动机。
5、根据权利要求4的激光扫描装置，其中
位于所述盖构件下端的第一台阶部分在所述盖构件和所述装置主体的底表面之间形成间隙。
6、根据权利要求5的激光扫描装置，其中
位于所述盖构件下端的第二台阶部分在所述盖构件和所述电路板之间形成间隙。
7、根据权利要求6的激光扫描装置，其中
所述第二台阶部分对应于所述电路板的角部。
8、根据权利要求1的激光扫描装置，其中
所述流入孔的座部分沿所述座部分的周边容纳所述集尘构件。
9、根据权利要求1的激光扫描装置，其中
所述集尘构件由多孔物质制成。
10、一种激光扫描装置，包括：
装置主体；
旋转多面镜，其旋转地安装于所述装置主体中且偏转从光源投射的光；
盖构件，其安装于装置主体中以覆盖所述旋转多面镜，所述盖构件具有用于透射光的狭缝和用于空气流动的流入孔，且气流围绕所述旋转多面镜高速旋转和下降；以及
挡光单元，其通过在所述盖构件中产生的气流来操作，由此打开和关闭所述狭缝。
11、根据权利要求10的激光扫描装置，其中所述挡光单元包括：
设置于光的投射路径中的挡板；和
旋转轴，所述旋转轴连接到所述挡板且在所述旋转轴的至少一端铰接到所述盖构件。
12、根据权利要求11的激光扫描装置，其中
所述盖构件具有基本穹顶的形状，其内径自上部分向下部分增加，所述盖构件在垂直方向是非对称的。
13、根据权利要求12的激光扫描装置，其中
在所述盖构件的下端设置至少一个连接肋，用于与所述装置主体的底表面连接。
14、根据权利要求13的激光扫描装置，其中
电路板连接到所述装置主体的底表面，以控制使所述旋转多面镜旋转的驱动电动机。
15、根据权利要求14的激光扫描装置，其中
位于所述盖构件下端的第一台阶部分在所述盖构件和所述装置主体的底表面之间形成间隙。
16、根据权利要求15的激光扫描装置，其中
位于所述盖构件下端的第二台阶部分在所述盖构件和所述电路板之间形成间隙。
17、根据权利要求16的激光扫描装置，其中
所述第二台阶部分对应于所述电路板的角部。
18、根据权利要求10的激光扫描装置，其中
集尘构件过滤通过所述流入孔流入所述盖构件中的空气里包含的灰尘。
19、根据权利要求18的激光扫描装置，其中
所述流入孔的座部分沿所述座部分的周边容纳所述集尘构件。
20、根据权利要求18的激光扫描装置，其中
所述集尘构件由多孔物质制成。
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