JP2000292733A - 偏向走査装置 - Google Patents

偏向走査装置

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JP2000292733A
JP2000292733A JP11100755A JP10075599A JP2000292733A JP 2000292733 A JP2000292733 A JP 2000292733A JP 11100755 A JP11100755 A JP 11100755A JP 10075599 A JP10075599 A JP 10075599A JP 2000292733 A JP2000292733 A JP 2000292733A
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JP
Japan
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polygon mirror
main body
rotary polygon
deflection scanning
scanning device
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JP11100755A
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English (en)
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Noboru Nabeta
昇 鍋田
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Canon Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 回転多面鏡のイナーシャを低減して装置の立
ち上り時間を短縮する。 【解決手段】 回転多面鏡E1 は、多角柱状の本体10
を有し、その外周面には複数の反射面11が設けられて
いる。本体10の上下両端面を、それぞれ上下対称形状
の複数の環状溝13,14によって肉抜きすることで、
回転多面鏡E1 のイナーシャを低減する。上下方向と周
方向に機械的強度の不均一を生じることなく効果的にイ
ナーシャを低減し、しかも、各環状溝13,14をバラ
ンス修正溝として利用することもできる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザビームプリ
ンタやデジタル複写機等の画像形成装置に用いられる偏
向走査装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】レーザビームプリンタやデジタル複写機
等の画像形成装置に用いられる偏向走査装置は、回転多
面鏡によってレーザ光等の光ビームを反射させ、回転多
面鏡の高速回転によって偏向走査する。このようにして
得られた走査光を回転ドラム上の感光体に結像させて静
電潜像を形成する。次いで、感光体の静電潜像を現像装
置によってトナー像に顕像化し、これを記録紙等の記録
媒体に転写して定着装置へ送り、記録媒体上のトナーを
加熱定着させることで印刷(プリント)が行なわれる。
【0003】近年では偏向走査装置の高速化が進み、回
転多面鏡の回転速度が10,000rpmを超えるもの
も開発されている。
【0004】図5は一従来例による回転多面鏡E0 を示
すもので、これは、複数の反射面111を側面とする多
角柱状の本体110を有し、本体110の中心穴112
を図示しないモータの回転軸等に嵌着し、押えバネ等に
よって回転多面鏡E0 とモータのロータを一体的に結合
させる。ロータに対向して配設されたステータに駆動電
流を供給して励磁することで、ロータと回転多面鏡E0
を一体的に回転させる。
【0005】このような回転多面鏡の反射面には高い平
坦度や寸法精度が要求される。また、装置の起動時の立
ち上り時間を短縮するために、回転多面鏡のイナーシャ
は小さい方が望ましいが、回転多面鏡の上面等の片面に
肉抜きを行なうと、回転多面鏡の上下で機械的強度が不
均一となり、回転多面鏡の回転中に遠心力のために反射
面の変形や倒れ等による画像劣化を招くおそれがある。
従って、一般的に肉抜きは行なわれていない。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の技術によれば、回転多面鏡の本体が多角柱状の外形を
有する中実の部材であり、必要な機械的強度を確保する
ために所定の肉厚以下にすることができず、従って、イ
ナーシャが大きくて装置の立ち上り時間を充分に短縮で
きないという未解決の課題がある。
【0007】回転多面鏡のイナーシャを低減するため
に、例えば回転多面鏡の上面等に肉抜きを行なうと、前
述のように、回転多面鏡の上下の機械的強度等が不均一
となって反射面が傾いたり、回転多面鏡の上下方向にビ
ビリ振動等を発生するおそれがある。
【0008】また、回転多面鏡の回転中の動的不均衡を
低減するいわゆるバランス修正のための溝を回転多面鏡
の上面等に設ける場合があるが、このような溝は、回転
多面鏡のイナーシャを低減するのにはほとんど役立たな
い。
【0009】本発明は上記従来の技術の有する未解決の
課題に鑑みてなされたものであり、回転多面鏡のイナー
シャを効果的に低減し、装置の立ち上り時間を大幅に短
縮できる偏向走査装置を提供することを目的とするもの
である。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明の偏向走査装置は、光ビームを反射する複数
の反射面を有する回転多面鏡と、該回転多面鏡をその中
心軸のまわりに回転させる駆動手段と、前記回転多面鏡
を経て前記光ビームを結像面に結像させる結像光学系を
備えており、前記回転多面鏡が、前記複数の反射面を側
面とする多角柱状の本体を有し、該本体の両端面のそれ
ぞれに、前記中心軸と同軸的に形成された環状の肉抜き
部分が設けられていることを特徴とする。
【0011】回転多面鏡の本体の両端面に上下対称形状
の肉抜き部分が設けられているとよい。
【0012】回転多面鏡の本体の両端面に上下逆形状の
肉抜き部分が設けられていてもよい。
【0013】回転多面鏡の本体の両端面の肉抜き部分
が、それぞれ上下対称形状の複数の環状溝を有するとよ
い。
【0014】回転多面鏡の本体の両端面の肉抜き部分
が、それぞれ上下逆形状の複数の環状溝を有するもので
もよい。
【0015】回転多面鏡の本体の両端面の肉抜き部分
が、それぞれ放射状のリブ形状部を有するものでもよ
い。
【0016】肉抜き部分に、バランス修正用の重りが取
り付けられていてもよい。
【0017】
【作用】回転多面鏡の上下両端面に、回転多面鏡の中心
軸と同軸的に形成された上下対称形状あるいは上下逆形
状の環状の肉抜き部分を設けることで、回転多面鏡のイ
ナーシャを低減し、回転多面鏡を回転させるモータの起
動時間すなわち装置の立ち上り時間を大幅に低減する。
【0018】回転多面鏡の回転中心となる中心軸と同軸
的に上面と下面の双方に環状の肉抜き部分を形成するこ
とで、回転多面鏡の周方向や上下方向で機械的強度が不
均一になるのを防ぎ、回転多面鏡の回転中に遠心力で反
射面が変形したり、傾いたり、あるいはビビリ振動を発
生する等のトラブルを回避できる。
【0019】回転多面鏡の本体の両端面に上下対称形状
の肉抜き部分が設けられているものであれば、回転多面
鏡の上下で機械的強度が極めて均一となり、反射面の変
形や傾き等を防ぐうえでより一層大きな効果がある。
【0020】回転多面鏡の本体の両端面に上下逆形状の
肉抜き部分が設けられているものであれば、回転多面鏡
の肉厚が局部的に薄くなるのを回避できる。従って、全
体の肉抜き量を大きくして、イナーシャをより一層低減
できる。
【0021】回転多面鏡の本体の両端面の肉抜き部分
が、上下対称形状の複数の環状溝を有するものであれ
ば、環状溝の間のリブ形状部によって局部的に厚肉とな
り、回転多面鏡の機械的強度が増大するため、回転多面
鏡のビビリ振動等を防ぐうえで大きな効果がある。
【0022】回転多面鏡の本体の両端面の肉抜き部分
が、それぞれ放射状のリブ形状部を有するものであれ
ば、プレス加工による広い面積の肉抜きが容易である。
また、プレス加工による加工硬化で素材の組成を改善で
きるという利点がある。
【0023】さらに、肉抜き部分をバランス修正用の重
りを取り付けるためのバランス修正溝として広範囲に利
用することができるため、回転多面鏡の動的不均衡を極
めて効果的に低減できる。すなわち、バランス修正の精
度と作業効率を大幅に改善できる。
【0024】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
いて説明する。
【0025】図1は第1の実施の形態による偏向走査装
置の回転多面鏡E1 を示すもので、これは、複数の反射
面11を側面とする多角柱状の本体10を有し、本体1
0の中心穴12を図示しないモータの回転軸等に嵌着
し、押えバネ等によって回転多面鏡E1 とモータのロー
タを一体的に結合させる。ロータに対向して配設された
ステータに駆動電流を供給して励磁することで、ロータ
と回転多面鏡E1 を一体的に回転させる。
【0026】回転多面鏡E1 のイナーシャを低減するた
めに、本体10の両端面にそれぞれ、回転中心である中
心穴12と同軸的に形成された環状の肉抜き部分である
複数の環状溝13,14を配設する。図1の(b)に示
すように、本体10の上面の環状溝13と下面の環状溝
14は上下に面して同形状すなわち上下対称形状を有す
る。
【0027】イナーシャを低減するための肉抜き部分が
上下対称形状の環状溝13,14であるため、本体10
の機械的強度が周方向や上下方向に不均一になるのを回
避できる。従って、回転多面鏡E1 が高速回転して遠心
力がかかったとき、矢印Aで示す方向に反射面11の傾
きすなわち面倒れ等が生じることなく、また、遠心力に
よる反射面11の変形も少ない。
【0028】加えて、各環状溝13,14の間には環状
のリブ形状部15,16が形成されており、本体10の
本来の肉厚が残された状態となっているため、高速回転
中の遠心力による矢印B方向のビビリ振動を大幅に低減
できる。
【0029】なお、回転多面鏡を比較的低速で運転する
場合は、遠心力が小さくて上記のビビリ振動が発生する
おそれはない。従ってこのような機種においては、リブ
形状部を残すことなく、回転多面鏡の本体の両端面を幅
広の環状溝によって大きく肉抜きしてもよい。
【0030】また、各環状溝13,14は、回転多面鏡
1 の回転中の動的不均衡を低減するためのいわゆるバ
ランス修正溝として利用することができる。
【0031】複数の環状溝13,14のすべてをバラン
ス修正溝として回転多面鏡E1 の本体10の広い範囲に
バランス修正用の重りを任意に取り付けることができる
ため、バランス修正の作業効率が大幅に向上し、かつ、
極めて精度の高いバランス修正を行なうことができると
いう利点がある。
【0032】本実施の形態によれば、回転多面鏡の本体
の両端面を複数の環状溝によって周方向および軸方向
(上下方向)に均一に肉抜きすることで、遠心力による
反射面の変形や傾きあるいはビビリ振動等のトラブルを
発生することなく回転多面鏡のイナーシャを大幅に低減
し、偏向走査装置の立ち上り時間を短縮できる。これに
よって、高画質であって高速化に適しており、しかもフ
ァーストプリントが極めて速い高品質な偏向走査装置を
実現できる。
【0033】図2は第2の実施の形態による回転多面鏡
2 を示す。これは、反射面21を有する本体20の両
端面にそれぞれ、中心穴22と同軸的である複数の環状
溝23,24を有し、上面の環状溝23と下面の環状溝
24は上下逆形状に形成したものである。すなわち、上
面の環状溝23は下面のリブ形状部26の裏側に形成さ
れ、上面の環状溝23の間のリブ形状部25は下面の環
状溝24の裏側に形成される。
【0034】このように上下の環状溝を互い違いに配設
することで、回転多面鏡の本体の肉厚が肉抜きによって
極端に薄くなるのを回避できる。
【0035】上下対称形状の環状溝を設ける場合に比べ
て、機械的強度を保ちながらより大きく肉抜きできると
いう利点が付加される。
【0036】その他の点は第1の実施の形態と同様であ
る。
【0037】図3は第3の実施の形態による回転多面鏡
3 を示す。これは、反射面31を有する本体30の両
端面にそれぞれ、中心穴32と同軸的な環状の肉抜き部
分である幅広の環状凹所33,34を設けたものであ
る。上面の環状凹所33と下面の環状凹所34は上下対
称形状を有し、それぞれ、反射面31に対して垂直すな
わち90°の角度で径方向にのびる放射状のリブ形状部
35,36を備えている。
【0038】上下の環状凹所33,34は、プレス(鍛
造)加工によって加工することができるため、肉抜き部
分の加工硬化によって素材の組成を改善し、機械的強度
を大幅に向上できるという利点が付加される。
【0039】なお、リブ形状部を反射面に垂直に配設す
る替わりに、各反射面の間のコーナーに向かって径方向
にのびる放射状のリブ形状部を設けてもよい。
【0040】その他の点は第1の実施の形態と同様であ
る。
【0041】図4は、偏向走査装置全体を示すもので、
これは、レーザ光等の光ビーム(光束)を発生する光源
51と、前記光ビームを回転多面鏡E1 の反射面11に
線状に集光させるシリンドリカルレンズ51aとを有
し、前記光ビームを回転多面鏡E1 の回転によって偏向
走査し、結像レンズ系52を経て回転ドラム上の感光体
53に結像させる。結像レンズ系52は球面レンズ52
a、トーリックレンズ52b等を有し、感光体53に結
像する点像の走査速度等を補正するいわゆるfθ機能を
有する。
【0042】前記モータによって回転多面鏡E1 が回転
すると、その反射面11は、回転多面鏡E1 の軸線まわ
りに等速で回転する。前述のように光源51から発生さ
れ、シリンドリカルレンズ51aによって集光される光
ビームの光路と回転多面鏡E 1 の反射面11の法線とが
なす角、すなわち該反射面11に対する光ビームの入射
角は、回転多面鏡E1 の回転とともに経時的に変化し、
同様に反射角も変化するため、感光体53上で光ビーム
が集光されてできる点像は回転ドラムの軸方向(主走査
方向)に移動する。
【0043】結像レンズ系52は、回転多面鏡E1 にお
いて反射された光ビームを感光体53上で所定のスポッ
ト形状の点像に集光するとともに、該点像の主走査方向
への走査速度を等速に保つように設計されたものであ
る。
【0044】感光体53に結像する点像は、回転多面鏡
1 の回転による主走査と、感光体53が回転ドラムの
軸まわりに回転することによる副走査に伴なって、静電
潜像を形成する。
【0045】感光体53の周辺には、感光体53の表面
を一様に帯電するための帯電装置、感光体53の表面に
形成される静電潜像をトナー像に顕像化するための現像
装置、前記トナー像を記録紙に転写する転写装置(いず
れも不図示)等が配置されており、光源51から発生す
る光ビームによる記録情報が記録紙等にプリントされ
る。
【0046】検出ミラー54は、感光体53の表面にお
ける記録情報の書き込み開始位置に入射する光ビームの
光路よりも主走査方向上流側において光ビームを反射し
て、フォトダイオード等を有する受光素子55の受光面
に導入する。受光素子55はその受光面が前記光ビーム
によって照射されたときに、走査開始位置(書き出し位
置)を検出するための走査開始信号を出力する。
【0047】光源51は、ホストコンピュータからの情
報を処理する処理回路から与えられる信号に対応した光
ビームを発生する。光源51に与えられる信号は、感光
体53に書き込むべき情報に対応しており、処理回路
は、感光体53の表面において結像する点像が作る軌跡
である一走査線に対応する情報を表す信号を一単位とし
て光源51に与える。この情報信号は、受光素子55か
ら与えられる走査開始信号に同期して送信される。
【0048】なお、回転多面鏡E1 、結像レンズ系52
等は光学箱50に収容され、光源51等は光学箱50の
側壁に取り付けられる。光学箱50に回転多面鏡E1
結像レンズ系52等を組み付けたうえで、光学箱50の
上部開口に図示しないふたを装着する。
【0049】
【発明の効果】本発明は上述のとおり構成されているの
で、次に記載するような効果を奏する。
【0050】回転多面鏡の上下方向および周方向に均一
な肉抜きを行なうことで、機械的強度の不均一等を生じ
ることなく、回転多面鏡のイナーシャを効果的に低減
し、装置の立ち上り時間を大幅に短縮できる。また、肉
抜き部分をバランス修正溝として用いることで、バラン
ス修正の精度と作業効率を大きく改善できる。
【0051】これによって、偏向走査装置の高速化と高
性能化に貢献できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施の形態による回転多面鏡を示すもの
で、(a)はその平面図、(b)は断面図である。
【図2】第2の実施の形態による回転多面鏡を示すもの
で、(a)はその平面図、(b)は断面図である。
【図3】第3の実施の形態による回転多面鏡を示すもの
で、(a)はその平面図、(b)は断面図である。
【図4】偏向走査装置全体を示す図である。
【図5】一従来例による回転多面鏡を示すもので、
(a)はその平面図、(b)は断面図である。
【符号の説明】 E1 ,E2 ,E3 回転多面鏡 10,20,30 本体 11,21,31 反射面 12,22,32 中心穴 13,14,23,24 環状溝 15,16,25,26,35,36 リブ形状部 33,34 環状凹部

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光ビームを反射する複数の反射面を有す
    る回転多面鏡と、該回転多面鏡をその中心軸のまわりに
    回転させる駆動手段と、前記回転多面鏡を経て前記光ビ
    ームを結像面に結像させる結像光学系を備えており、前
    記回転多面鏡が、前記複数の反射面を側面とする多角柱
    状の本体を有し、該本体の両端面のそれぞれに、前記中
    心軸と同軸的に形成された環状の肉抜き部分が設けられ
    ていることを特徴とする偏向走査装置。
  2. 【請求項2】 回転多面鏡の本体の両端面に上下対称形
    状の肉抜き部分が設けられていることを特徴とする請求
    項1記載の偏向走査装置。
  3. 【請求項3】 回転多面鏡の本体の両端面に上下逆形状
    の肉抜き部分が設けられていることを特徴とする請求項
    1記載の偏向走査装置。
  4. 【請求項4】 回転多面鏡の本体の両端面の肉抜き部分
    が、それぞれ上下対称形状の複数の環状溝を有すること
    を特徴とする請求項1記載の偏向走査装置。
  5. 【請求項5】 回転多面鏡の本体の両端面の肉抜き部分
    が、それぞれ上下逆形状の複数の環状溝を有することを
    特徴とする請求項1記載の偏向走査装置。
  6. 【請求項6】 回転多面鏡の本体の両端面の肉抜き部分
    が、それぞれ放射状のリブ形状部を有することを特徴と
    する請求項1記載の偏向走査装置。
  7. 【請求項7】 肉抜き部分に、バランス修正用の重りが
    取り付けられていることを特徴とする請求項1ないし6
    いずれか1項記載の偏向走査装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009300885A (ja) * 2008-06-16 2009-12-24 Canon Inc 光偏向装置、光学走査装置及び画像形成装置
JP2013200439A (ja) * 2012-03-26 2013-10-03 Ricoh Co Ltd 露光装置及び画像形成装置

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