JPH0377908A - 光偏向装置 - 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、光源からの光束を被照射体上に走査させる為
の光偏向装置に関し、特に回転多面鏡を用いた光偏向装
置に関する。

［従来の技術］ 近年、レーザービームな走査しこのレーザービームの明
滅により感光体上に静電潜像を形成して所望の画像を記
録するレーザービームプリンタ（ＬＢＰ）や、フィルム
状の感光体上にＬＢＰと同様に明滅するレーザービーム
を走査して銀塩写真方法を用いて画像を記録する装置が
広く一般に使用されてきているこの従来からの光偏向装
置すなわちレーザースキャナ装置の一構成例が第６図に
示されている。同図において、画像信号を受けたレーザ
ードライバ１０１は所定のタイミングで固体レーザー素
子１０２を明滅させ、この固体レーザー素子１０２から
放射されたレーザ−ビームはコリメータレンズ系１０３
によって平行光に変換されて矢印Ｂ方向に回転する多面
ｍ　１０４に入射する。そして、この多面鏡１０４で反
射されたレーザービームはｆ・θレノ１群１０５によっ
て被走査面（感光体ドラムの表面）１０６上にスポット
状に結像される。

こうした構成において、多面鏡１０４は、通常、アルミ
（／ｌ）を主原料とした金属から構成され反射面には酸
化防止の為に金属蒸＠膜などが形成され、それによって
強度、加工性、重量等の諸特性を満足させている。

更に、こうしたレーザースキャナ装置においては、多面
鏡の回転時にこれの反射面が振れて各反射面ごとにビー
ムの走査位置が変わってしまわない様に、多面鏡と回転
軸に高精度なバランス調整が施されている。また、多面
鏡に等角間隔で複数（２〜６程度）のねじ挿入穴が設け
られ、ここに雄ねじが通されて回転軸の座に設けられた
複数の雌ねじ部に螺入されることにより、雄ねじのねじ
頭と上記座の間で、回転軸と多面鏡の位置関係が回転の
加減速でずれない様に、多面鏡が挟持されている。

このねじを用いた固定方法は強度的に優れ、大型の多面
鏡を用いた場合や２０００Ｏｒｐｍといった高速で多面
鏡な回転させる場合においても回転軸の座と回転鏡との
ずれを生じさせない利点を有している。

［発明が解決しようとする課題１ しかし乍ら、多面鏡を回転軸の座に固定する為の圧力は
、等角間隔で分布して締められた各雄ねじの頭を中心と
して多面鏡に加えられている。従って、装置が作動し温
度上昇が起こることにより多面鏡が熱膨張すると、上記
ねじ頭にて加圧された多面鏡の部分と圧力が左程加わっ
ていない上記ねじ顧問の多面鏡の部分において、膨張の
程度に差ができて歪が生じ、高精度に仕上げられた反射
面精度が著しく悪化するという欠点がある。

この様に、熱膨張による歪が多面鏡に生じると、回転の
バランスを完全に取っていても多面鏡の反肘面毎にビー
ムの走査位置がずれてしまい、得られる画像品位は著し
く低下することになる。

特に、高速回転が必要とされる装置においては、回転駆
動力を生じさせるモータ部で高周波鉄損や風損等のエネ
ルギ損失が多くなって、モータ部の発熱量が極端に多く
なり、上記多面鏡の熱膨張の歪による画像品位低下が大
きな問題となる。

一方、上述のねじ止めによる圧力不均一を直す為にねじ
頭と多面鏡の間にスペーサを挾ませ、ねじ頭からの多面
鏡に伝わる圧力を緩和させる方法が考えられているが、
スペーサに多面鏡の肉厚なみの肉厚が無いと均一な圧力
を得ることが出来ず、スペーサ厚による装置の大型化、
回転モーメント増大に伴う消費電力増大及びモータ部の
発熱、更には多面鏡を支える回転軸の重心が高くなり回
転バランスが不安定になって多面鏡の高速回転を妨げる
等といった欠点を有している。

従って、本発明の目的は、上記課題に鑑み、ねじを用い
て多面鏡を回転軸の座に止める構成を取りつつ、熱膨張
により多面鏡の反射面精度が悪化しない様にされた光偏
向装置を提供することにある。

［課題を解決する為の手段］ 上記目的を達成する本発明では、半導体レーザーなどの
光源からの光束を被蝉射体に走査する為に回転多面鏡を
用いる光偏向装置において、回転軸に設けた座と、スペ
ーサ部材及びこのスペーサ部材と多面鏡開に挟まれるゴ
ム弾性を有するウレタンシートなどの緩衝部材とで多面
鏡を挟持し、スペーサ部材と緩衝部材と多面鏡にねじを
貫通させそして回転軸の座に形成した雌ねじ部に螺合さ
せることにより、多面鏡が回転軸に固定されている。

より具体的には、スペーサ部材は回転軸の座と略同一外
径を有する円板であったり、緩術部材は同じくこの座と
略同一外径を有するゴム弾性を有するシートであったり
、またスペーサ部材と緩衝部材は別体になっていてもよ
いし一体成形されていてもよい。

［作用Ｊ 上記構成を有する本発明によれば、上記ねじの頭からの
圧力を緩和させるスペーサ部材と多面鏡との間にゴム弾
性などを有する緩衝部材を挾ませているので、ねじ頭か
らの不均一な圧力が加わった際、緩衝部材が撓んで圧力
を内部分散させる様に働くので多面鏡は均一な圧力で押
えられることになる。よって温度上昇により多面鏡が熱
膨張しても歪の発生が最小限に押えられ、多面鏡の反射
面精度低下によるビームの走査位置のばらつきが極力抑
えられる。

［実施例］ 第１図は本発明の実施例を示す、同図において、１は８
面の反射面１ａを有するアルミ（Ａβ）合金製の多面鏡
、２は多面ｊＱ１を座２ａ上に固定して回転させる為の
回転軸、３は多面ａｔと回転軸２を固定したときに回転
バランス取り用のバランスウェイトを取りつける為のス
ペーサ部材としてのバランスリングであり上記塵２ａと
略同一外径を有し、４はゴム弾性を有する緩衝部材であ
るウレタンシートであり、ゴム硬度７５度、肉厚１ｍｍ
のウレタンシートを打ち抜いて作成したもの、５は雄ね
じである０回転軸２とバランスリング３は軟鋼製であり
、表面に化学ニッケルメッキが施されている。

多面鏡１の中心には、回転軸２と嵌合する為の孔１１が
開けられており、回転軸２と多面鏡１の回転中心を合わ
せる機能を有する。

孔１１の外側には、多面鏡１の中心を中心とする略円上
に等角間隔で４個の取付孔１２が形成され、これらは孔
１１と同軸度（孔の中心軸が平行であること）を保って
いる。

多面［１を受ける為の回転軸２の座２ａは、高精度に平
面が出され、多面ａｔに形成された小孔１２と同径の位
置に等角間隔で４個所雌ねじ１３が切られている。

バランスリング３は、回転軸２に設けられた座２ａの外
径と略同一外径に仕上げられ。

回転軸２に切られた雌ねじ１３と同径位置に等角間隔で
４個所小孔１４が穿設されると共に、中心部には多面鏡
ｌの孔１．１と同径の孔１５が開けられている。更に、
中心の孔１５と同軸度を保って、上記バランスウェイト
を取り付ける為の円形溝１６が設けられている緩衝部材
であるウレタンシート４も座２ａの外径と略同一外径に
仕上げられ、そしてバランスリング３の小孔１４と同形
状の小孔１７が等角間隔で４個所穿設されている。

上記の構成部品の組み立ては次の様に行なわれる。先ず
、多面鏡１を回転軸２に嵌合させ、次にウレタンシート
４、続いてバランスリング３をその上に嵌合させた後、
バランスリング３上から４本の雄ねじ５を小孔１４、小
孔１７、取付孔１２に通し最後に回転軸２０座２ａに設
けられた雌ねじ１３に螺合させる。これにより、雄ねじ
５の頭５ａと回転軸２の座２ａにて多面鏡１が挟持され
て、回転軸２に固定される。

以上の構成に右いては、雄ねじ５の頭５ａと回転軸２の
座２ａの間で、回転軸２と多面鏡１の位置関係が回転の
加減速でずれない様に、多面鏡ｌが確実に固定されてい
る。

次に、上記実施例と、バランスリング３と多面鏡１の間
にウレタンシート４などの緩衝部材を挟まない例との多
面鏡挟持面での圧力分布を比較して第２図と第３図に示
す。第２図、第３図において、ねじ５の締めトルクは１
２ｋｇ−ｃｍで行ない、バランスリング３の肉厚は３ｍ
ｍ、多面Ｉｔの肉厚は７ｍｍに設定した。

第２図（ａ）はウレタンシート４と多面鏡ｌの間の圧力
分布、第２図（’ｂ）は多面鏡ｌと座２ａの間の圧力分
布を示し５、第３図においても同様に、同図（ａ）はバ
ランスリング３と多面鏡１の間、同図（ｂ）は多面鏡１
と座２ａの間の圧力分布を示す。

更に、比較の為に、第４図に、バランスリング３を用い
ず直接ねじ５０頭で多面鏡１を１２ｋｇ−Ｃｍのトルク
で押えた例を示し、同図（ａ）はねじ頭と多面鏡１の間
、同図（ｂ）は多面鏡１と座２ａの間の圧力分布を示す
。

この圧力分布はマイクロカプセル利用の感圧フィルムを
用いて測定を行なったものであり、図中斜線の部分は比
較的圧力が高（、白（なった部分や斜線中の白ぬきの部
分は比較的圧力が低いことを表わす。

第２図に示す上記実施例では、ねじ５の頭より圧力を加
えられたバランスリング３は歪を生じて不均一にウレタ
ンシート４に圧力を伝えるが、ウレタンシート４に加え
られた圧力はウレタンシート４を変形させ応力を拡散さ
せる。従って、ウレタンシート４の変形により多面鏡１
に加えられる圧力は第２図（ａ）に示す如くほぼ均一な
分布を持つことになり、そして第２図（ｂ）に示す如く
、回転軸２の座２ａの面に分布が均一になって圧力が伝
えられることが分かる。

これに対し、第３図のバランスリング３にて直接多面鏡
１を押している場合は、ねじ頭の圧力によりアルミ製バ
ランスリング３は若干の歪を生じて内部において多少の
圧力分散を行なうが、はとんどの圧力は直接ねじ頭の下
の多面鏡１に局部的に加わることになる。

よって、バランスリング３から多面鏡１には第３図（ａ
）に示すように不均一に圧力が加わり、その圧力は、第
３図（ｂ）に示す如（、多面鏡１内部にて拡散しつつ回
転軸２の座２ａの面に伝えられる。

更に、第４図の例では、多面鏡ｌとねじ頭が接している
所のみ高い圧力が生じており（第４図（ａ））、多面鏡
１を介しても圧力分布は不均一のまま座２ａの面に伝え
られる（第４図（ｂ））。

次に、本実施例、第３図、・及び第４図の多面鏡固定方
法を用いて回転軸２に固定した多面鏡ｌを常温から３０
度昇温させ、多面鏡１の反射面１ａの平面度がどの様に
変化するかを干渉縞測定法を用いて測定した結果は次の
様になった。

本発明に従った第２図の固定方法では、３０度昇温した
ときにおいても上記反射面１ａの平面度は常温時に比べ
約１．２倍の悪化に留まったのに対して、第３図の例で
は約２゜５倍、第４図の例では約３．１倍にまで歪を生
じた。

こうした結果から、本発明による実施例では、多面鏡を
均一な圧力で押えることが可能となり、昇温しても多面
鏡の反射面精度の低下が抑えられることが分かる。

第５図は、バランスリング２３と緩衝部材２４を別体に
しているのではな（、一体成形した例を示す。

成形方法としては、緩衝部材２４であるＣＲゴムシート
、ポリウレタンゴムシート等をを抜きした後、バランス
リング２３に接着する方法や、ＣＲゴム等を２４をバラ
ンスリング３に焼き付けた後、表面を研磨して平面度を
出す方法などがある。

［発明の効果Ｊ 以上説明した様に、本発明によれば、回転軸に設けた座
とスペーサ部材及びゴム弾性などを有する緩衝部材とで
多面鏡を挟持することにより、多面鏡を均一な圧力で押
えられることが可能となり、作動時のモータ発熱等によ
り昇温しても、多面鏡の反射面精度低下が抑えられ光束
の走査位置のばらつきが極力押えられる。その為、高品
位な出力画像等を得ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による実施例を示す斜視分解図、第２図
（ａ）、（ｂ）は本発明による光偏向装置の多面鏡表裏
面の圧力分布を示す図、第３図（ａ）、（ｂ）は緩衝部
材を使用しない例の多面鏡表裏面の圧力分布を示す図、
第４図（ａ）、（ｂ）は直接ねじを用いて多面鏡を回転
軸に固定した例の多面鏡表裏面の圧力分布を示す図、第
５図は本発明による他の実施例を示す図、第６図は光偏
向装置の作動説明図である。 ｌ・・・・・多面鏡、２・・・・・回転軸、２ａ・・・
・・座、３．２３・・・・・バランスリング、４．２４
・・・・・緩衝部材。 ５・・・・・ねじ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、光源からの光束を被照射体に走査する為に回転多面
   鏡を用いる光偏向装置において、回転軸に設けた座と、
   スペーサ部材及び該スペーサ部材と該多面鏡間に挟まれ
   る緩衝部材とで該多面鏡を挟持し、スペーサ部材と緩衝
   部材と多面鏡にねじを貫通させそして回転軸の座に形成
   した雌ねじ部に螺合させることにより、多面鏡が回転軸
   に固定されていることを特徴とする光偏向装置。 ２、前記スペーサ部材は前記座と略同一外径を有する円
   板である請求項１記載の光偏向装置。 ３、前記緩衝部材はゴム弾性を有する材料から形成され
   ている請求項１記載の光偏向装置。 ４、前記緩衝部材と前記スペーサ部材とは一体成形され
   ている請求項１記載の光偏向装置。