JPH0363616A - 光偏向器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、レーザプリンタのポリゴンスキャナあるいは
各種計測器の回転多面鏡として用いられる光偏向器に関
する。

〔従来の技術〕

第６図はレーザプリンタ等の光書込系の概略図であって
、３は回転多面鏡、５はスキャナモータ（多面鏡駆動モ
ータ）であり、両者で光偏向器がｌ１１ｆｔ、される、
また２０は半導体レーザ、２１はコリメータレンズ、２
２は第１シリンダレンズ、２３はアパーチャ、２４はｒ
θレンズ、２５は第２シリンダレンズ、２６は防塵板ガ
ラス、２７は感光体、２８は同期検知シリンダレンズ、
２９は同期フォトダイオードである。

このような構成において、半導体レーザ２ｏから出射さ
れたビームは、コリメータレンズ２１゜第１シリンダレ
ンズ２２からなるビーム整形光学系を通り、平行光に変
換される。そして、等角速度回転している回転多面鏡（
ポリゴンミラー）３により偏向されたビームは、ｆθレ
ンズ２４、面倒れ補正光学系を通って、感光体２７上に
等速直線走査される。

なお、感光体２７上の画像の書き出し位置を揃えるため
の同期信号は、同期フォトダイオード２９がビームを検
出してから所定時間後に発生される。

高速回転することにより回転多面鏡３は、上述したよう
に感光体２７を走査する訳であるが、ここで問題となる
のは回転多面鏡３の風損トルク（空気抵抗）と反射面汚
れ等であり、これらは高速回転になるほど大きくなる。

回転多面鏡３は多角形状であるがために、高速回転によ
る空気抵抗の影響を避は得ない。

一般に回転多面鏡の風損トルクＴＩ　（ｇｆｃｍ）は下
記の実験式が公知である。

Ｎ；多面鏡面数 ｔ；多面鏡厚さ（ｃｍ） ω；多面鏡回転数（ｒ　ａ　ｄ　／　ｓ　）ρ；室空気
密度（−１，２０５Ｘ　１０−”（ｇｓ”／ｃｍ’） この式からξラー内接半径Ａの４乗９回転数ωの２乗、
多面鏡面数Ｎが少ないはど風損トルクは〕 増大することがわかる。

第７図、第８図は回転多面鏡の空気抵抗の影響を模式的
に示す説明図であって、これらの図に基づき以下にその
点を説明する。

第７図において回転多面鏡３が図示の矢印方向に高速回
転する場合、周囲の空気流は第７図、第８図に示すよう
に多面鏡３の稜線近傍で急激に変化し、稜線の反回転方
向側が負圧になる傾向かあ。

これを実証するものとして回転多面鏡の周囲に塵埃があ
る場合には、両図に示すような分布で反射面に塵埃が付
着する現象が一般的に確認されている。なお、この付着
は第８図より明らかな通り、同期信号を作り込む画像の
書き始め側に多発する。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した空気流の乱れは回転多面鏡３の回転運動に影響
を与え、上述のように騒音、振動２回転むら、動的面倒
れを増長させ走査精度を低下する要因となる。その反面
、市場の要請は高解像度。

高速印字、装置の小型化、すなわち回転多面鏡の面数を
少なくし、さらに高速化する動向にあり、これらは全て
上述の走査精度低下要因を増大するものである。したが
って仮に面倒れ補正に光学系を用いたとしても、なおこ
れらの問題点は克服すべき課題である。

本発明の目的は、回転多面鏡の高速回転による風損トル
クおよび風切音の大幅低減を図り、かつ回転多面鏡の反
射率低下および反射率のばらつきの防止を図ることによ
りレーザプリンタに通用した場合の画像品質の低下を防
ぐことができる光偏向器を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、複数の反射面を有する回転多面鏡と、この
回転多面鏡が嵌合固定される回転軸を有する多面鏡駆動
モータとから槽底され、回転多面鏡を回転軸の周りに回
転させることで入射光を偏向走査する光偏向器において
、透明材質から構成され、円筒状の外周面と、回転多面
鏡の反射面の稜線部と点接触する内周面とを有し、さら
に内周面の接点の曲率と外周面の曲率とを同一としたミ
ラーカバーを回転多面鏡に外嵌して設けることによって
達成される。

〔作用〕

回転多面鏡を被覆するミラーカバーは外周が円筒状に形
成されているため、空気抵抗の影響を最小限とすること
ができ、また内周面のうち回転多面鏡との接点部分の曲
率は外周面の曲率と同じであるから、透明材質であるミ
ラーカバーを通過することによるレーザ・ビームの光量
シフト量も光学系で補正できるレベルまで小さく抑えら
れる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本発明による光偏向器の一実施例の斜視図であ
って、スキャナモータ５の回転軸４に回転多面鏡３を固
定して槽底される光偏向器において、本発明では回転多
面鏡３の複数の反射面２を被覆する、透明材質よりなる
為ラーカバー１を設けている。

第２図は第１図Ａ−Ａ線断面図であって、回転多面鏡３
にミラーカバー１を被せ、スキャナモータ５の回転軸４
と一体的に回転する多面鏡受座６に、ネジ７等の手段で
固定したものである。

ミラーカバー１は有底の略中空円筒であるが、透明材質
中をレーザビーム８が通過することによる光路シフト量
を小さくするために、外周面と内周面の曲率を同じにし
である。

第３図は第２図Ｂ−Ｂ線断面図、第４図はその拡大図で
あって、ミラーカバー１の外周面１ａと内周面１ｂの曲
率を同じｒｌで形成している。

第４図におけるＰは回転多面鏡３の角部（反射面２．２
間の稜線部）と内周面１ｂの接点であり、この接点Ｐに
おける曲率がｒ、となるから、その支点Ｏ′は反射面２
の面数分となり、すなわち、曲率ｒ、の内周面部分は反
射面２の数と同数となり、各反射面２の中心Ｏ“と支点
Ｏ′が一直線上になる位相で、回転多面鏡３とミラーカ
バー１を組み付ける。

ここで、回転多面鏡３に被せられる内周面寸法とするこ
とは勿論であるが、ミラーカバー１の厚さｔは１〜３ｍ
ｍ程度と薄くすることが望ましい。

ミラーカバー１の材料としては、ＰＭＭＡ　（ポリメチ
ルメタアクリレ−１−）、ＰＳ（ポリスチレン）、ＰＣ
（ポリカーボネート）等があり、射出成形法、圧縮成形
法等の種々の樹脂成形法を用いて成形することができる
。

一般に透明材質であるミラーカバーをレーザ・ビーム８
が通過すれば光量がシフトするが、上述したように、ミ
ラーカバーの外周面１ａと、回転多面鏡３の角部と接触
する位置の内周面１ｂの曲率を同じにすることで、光量
シフト量を光学系で補正できるレベルまで抑えることが
できる。

したがって、このような構成のミラーカバー１を回転多
面鏡３に一体的に被覆して回転させることにより、 （１）反射面２がミラーカバー１により周囲の空気と遮
断されるので、反射面２に塵埃は付着しない。

さらにミラーカバー１の外周面１ａは円柱なので、従来
技術のような負圧の発生はないので塵埃は付着しにくい
、これにより反射面汚れが無くなるので、多面鏡３の反
射率低下および反射率ばらつき防止が図れる。

（２）回転体の外周形状が正多面体から円柱になるので
、風損トルクが大幅に低減する。これは（１）式のミラ
ー面数Ｎを限りなく大きくし−たものと考えられるから
である。風損トルク低減にまり風切音の低減も必然的に
図られる。

等の効果が生ずる。

なお、風損トルク低減の観点から回転多面鏡３とミラー
カバー１を多面鏡受座６へ一体的に固定するネジ７は回
転体から突出しない構造、例えばサラネジ等が望ましい
。

第５図は他の実施例による光偏向器の要部の断面図であ
って、ミラーカバー１および多面鏡受座６の外周部にそ
れぞれ光学的に影響の無い範囲の面取り部ＩＣおよび６
ａを設けて、さらに風損トルク、風切音低減を図ってい
る。

なお、回転多面鏡３にも面取り部３ａが形成されている
が、これはミラーカバー１に面取り部ＩＣを設けたため
に収納的な面から設けたものであり、必ずしも必要では
ない。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、透明材質からな
るミラーカバーの外周面と内周面の回転多面鏡との接点
部の曲率を同じくすることによりレーザ・ビームの光路
シフト量を光学系で補正可能なレベルまで小さく抑えた
上で、 （１）ミラーカバーにより反射面汚れが無くなるので、
多面鏡の反射率低下および反射率ばらつき防止か図れる
。よってレーザプリンタ等の画像品質の悪化を防ぐこと
ができる。

（２）ミラーカバーを被せることにより、回転体の外周
形状が円柱になるので、風損トルクおよび風切音が大幅
に低減できる。

等の効果を奏する光偏向器を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による光偏向器の一実施例の斜視図、第
２図は第１図のＡ−Ａ線断面図、第３図および第４図は
第２図のＢ−Ｂ線断面図およびその要部拡大図、第５図
は他の実施例による光偏向器の要部の断面図、第６図は
光書込系の概略図、第７図および第８図は回転多面鏡の
空気抵抗の影響を模式的に示す説明図である。 １・・・ミラーカバー　１ａ・・・外周面、１ｂ・・・
内周面、２・・・反射面、３・・・回転多面鏡、４・・
・回転軸、５・・・多面鏡駆動モータ、ｒｌ・・・曲率
、Ｐ・・・接点。 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数の反射面を有する回転多面鏡と、この回転多面鏡が
   嵌合固定される回転軸を有する多面鏡駆動モータとから
   構成され、回転多面鏡を回転軸の周りに回転させること
   で入射光を偏向走査する光偏向器において、透明材質か
   ら構成され、円筒状の外周面と、回転多面鏡の反射面の
   稜線部と点接触する内周面とを有し、さらに内周面の接
   点の曲率と外周面の曲率とを同一としたミラーカバーを
   回転多面鏡に外嵌して設けたことを特徴とする光偏向器
   。