JPH0377909A - 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、レーザー光源などの光源からの光束を感光体
などの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、レーザービームを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２図に
示されている。同図において１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
放射されたレーザー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
ｔｎ　ｌ　０４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レンズ１ｆｆ１０
５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、レーザービームを反射し走査さ
せる為の多面鏡１０４は、使用する光の波長の数分の１
という超高精度に仕上げられた平面が必要とされるのみ
でな（、遠心力、モータの加減力に耐える強度を有し、
野に回転が速やかに立ち上がり消費電力も少なくなる為
に軽量であることが必要とされる。こうした条件を満足
する為に、現在では、多面鏡材料としてはアルミ（八β
）を主原料とした合金が用いられており、反射面には酸
化防止の為に金属蒸着膜が形成されている更に、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。

こうして、回転バランス調整後、回転の加減速により多
面鏡と回転軸にずれが生じて回転バランスが大きく崩れ
ることが防止され。

振動及びレーザースポットの走査位置ずれが発生して記
録画像品位が著しく低下することが抑止される。

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といつった高速で多
面鏡を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ことから多用さ
れている。

［発明が解決しようとする課題］ 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。

この欠点を改善する為、ねじと多面鏡開に押え部材とし
て円板状スペーサを挾ませ、この円板全体で均一な圧力
を多面鏡に加えることが考えられる。

しかし、こうした円板を用いた固定方法でも、常温時は
多面鏡に歪を生じさせない利点を有しているが、装置が
作動して昇温すると、線膨張率の大きいアルミ合金で出
来た多面境や上記円板やねじは、夫な、固有の線膨張率
に従って膨張する為、多面鏡へ加わる圧力が変化し反射
面精度が悪化する点は解消されていない。

よって、回転バランスを完全に取っていても、昇温する
と各反射面ごとにレーザービーム走査位置がずれたり、
等速走査が行なわれず、著しく低下した画像品位しか得
られないことになる。また、このことは、大型出力画像
を得る為に大きな反射面を有した大径多面鏡を用いた装
置や高速画像出力を行なう為に多面鏡を高速回転させる
装置では、大きな問題となる。

従って、本発明の目的は、上記課題に鑑み、多面鏡や押
え部材やねじの材料及び肉厚を調整することで昇温しで
も多面鏡に加わる圧力が変化しない様に構成することが
可能な光偏向装置を提供することにあるヵ ［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、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押え部材とで多面鏡を挟持し
、押え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おり、それにより多面鏡や押え部材
やねじの材料及び肉厚を調整して上記課題を克服するこ
とを可能にしている。

具体的には、多面鏡の肉厚×多面鏡材料の線膨張率＋押
え部材の肉厚×押え部材材料の線膨張率＃（多面鏡の肉
厚＋押え部材の肉厚）×ねじ材料の線膨張率となる様に
構成して、昇温しでも多面鏡に加わる圧力が変化しない
様にしている。従って、上の式で１つの値（例えば押え
部材の肉厚）を除いて他の値が既知であれば、上の式を
満足させる様にこの１つの値を調整すればよい。

［作用］ 上記の如き構成にすれば、先ず、押え部材を介して、ね
じからの圧力が多面鏡に伝わる構成となっているので、
この伝達圧力が均一化されることになる。

次に、昇温時にも、ねじの頭の押え部材に接する部分か
ら回転軸の座に螺合したねじ部までの熱膨張の割合と、
押え部材と多面鏡の肉厚の熱膨張の割合とが略等しくな
る様に調整されていることになるので、ねじの頭から押
え部材を介して多面鏡に伝わる圧力は、温度上昇によっ
ても、変化しない構成となり、正が生じること無く多面
鏡は均一に熱膨張することが可能となる。

［実施例Ｊ 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（Ａｇ）合金製の肉厚５
ｍｍの多面鏡、２は多面鏡ｌを座２ａ上に固定して回転
させる為の回転軸、３は多面ｍｌを固定する為の黄銅製
の雄ねじ、４はねじ３からの圧力を均一に分散させて多
面鏡ｌを均一なる圧力で押える押え部材である鉄製のバ
ランスリングであり上記座２ａと略同−外径を有する。

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

孔１ｂの外側には、多面鏡ｌの中心を中心とする路内、
にに等角間隔で４個の取付孔１ｃ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。

多面鏡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、多面鏡１に形成された小孔１ｃと同径の位
置に等角間隔で４個所雌ねじ２ｂが切られている。

バランスリング４は、回転軸２に設けられた座２ａの外
径と略同−外径に仕上げられ、回転軸２に切られた雌ね
じ２ｂと同径位置に等角間隔で４個所小孔４ａが穿設さ
れると共に、中心部には多面ｐｌの孔１ｂと同径の孔４
ｂが開けられている。更に、中°心の孔４ｂと同軸度を
保って、多面鏡１と回転軸２を固定したときに回転バラ
ンスを取るバランスウェイトを取り付ける為の円形溝４
０が設けられている。

上記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、次にバランスリング４
をその上に嵌合させた後、バランスリング４上から４本
のバインドねじ３を小孔４ａ、取付孔１ｃに通し最後に
回転軸２の座２ａに設けられた雌ねじ２ｂに螺合させる
。これにより、バインドねじ３の頭３ａ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
。

以上の構成において、多面ｉｌｌが回転軸２に確実に固
定されることになるが、昇温したときにも、バランスリ
ング４と多面ａｔの肉厚の変化とねじ３の長さの変化が
ずれて、多面鏡ｌに加えられた圧力が変化するのを防い
で多面鏡１に歪が生じることがない様にする為に次のよ
うな工夫が成されている。

すなわち１本実施例では、多面鏡１とバランスリング４
とねじ３の各部材の材料及び多面鏡１の肉厚５ｍｍが分
かっている為、バランスリング４の肉厚を調整すること
で昇温の影響を受けない構成を下記の計算式から求めて
いる。

ここで、各部材の線膨張率は、多面ｍｃアルミ合金）＝
２３．５ＸｌＯ−’、バランスリング（鉄）＝１２Ｘ１
０−’、小ねじ（黄銅）＝１９ＸＩＯ−’の値を用いる
。

多面鏡肉厚×多面鏡材料の線膨張係数＋バランスリング
肉厚×バランスリング材料の線膨張係数＃（多面鏡肉厚
＋バランスリング肉厚）Ｘ止めねじ材料の線膨張係数。

この式に上記各個を代入すると。

５ｘ２３．５ｘｌＯ−’＋バランスリング肉厚ｘ　１２
ｘ　１０−’４　（５＋バランスリング肉厚）Ｘ１９Ｘ
１０〜６ となり、バランスリング肉厚師３．２ｍｍが得られる。

これより、肉厚５ｍｍのアルミ合金製多面境１と黄銅契
止めねじ３を使用した際、肉厚３．２ｍｍの鉄製バラン
スリング４を用いることにより、作動時の温度がどの様
に変化しても多面鏡ｌに加わる圧力を一定に保つことが
出来る。

この様に１本実施例においては、押え部材を用いると共
に、各部材の材料や肉厚を調整することで、昇温時にも
ねじの伸びと、押え部材と多面鏡の肉厚の伸長とが同じ
になり多面鏡ｌに加わる圧力を一定に保てる。

［発明の効果］ 以上説明した様に、本発明によれば、多面鏡、多面鏡を
押える為の押え部材、多面鏡を止める為のねじ等の材料
（線膨張率）及び各部品の肉厚を調整することが可能な
構成としたことにより、装置が作動後昇温しでも、固定
の為に多面鏡に加えられた圧力が変化するのを防ぎ、多
面鏡を、歪が生じること無（均一に熱膨張させることが
出来る。この為、画像出力装置などの昇温に伴う画像品
位等の劣化（特にドツトずれなど）を防止する効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による実施例の斜視分解図、第２図は従
来の光偏向装置の作動説明図である。 ■・・・・・多面鏡、２・・・・・回転軸、２ａ・・・
・・座、３・・・・・バインド小ねじ、４・・・・・バ
ランスリング 図面の浄書（内容に変更なし） 第　］　７ 図願人：　キャノン株式会社

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押
   え部材とで該多面鏡を挟持し、押え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、上記多面鏡の肉厚と多面鏡材料の線膨張率の積及び
   押え部材の肉厚と押え部材材料の線膨張率の積の和が、
   多面鏡の肉厚と押え部材の肉厚の和とねじ材料の線膨張
   率の積に略等しくなる様に構成された請求項１記載の光
   偏向装置。