JPH05257077A - 回転多面鏡 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】レーザプリンタ等に用いられる走査光学系の回
転多面鏡に係り、安価で高精度なプラスチック製回転多
面鏡を提供する。 【構成】上記目的を達成するために、回転多面鏡の光ビ
ーム反射面を有効反射面と非有効反射面に区分けしたプ
ラスチック製回転多面鏡。 【効果】プラスチック製であっても、反射面の倒れ及び
割り出し角度誤差の小さい高精度で、安価な回転多面鏡
を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レーザプリンタ及びフ
ァクシミリなどの走査光学系に好適なプラスチック回転
多面鏡に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、レーザプリンタは帯電された円
筒状の感光体の表面を、光ビームによって平行に走査し
ながら選択的に照射して除電し、感光体表面に静電潜像
を形成する。該静電潜像は現像装置によってトナー像に
顕像化され、このトナー像が記録用紙に転写されて印刷
がおこなわれる構造となっている。

【０００３】また感光体の表面を光ビームによって走査
するための走査光学系は、半導体レーザ等の光ビーム発
生手段により光ビームを発光し、これを線像に集光する
シリンドリカルレンズと、前記線像を結像し偏向する回
転多面鏡を有し、該回転多面鏡により走査された光ビー
ムを感光体の表面にスポットとして結像し、かつ光ビー
ムによる感光体表面の走査速度を一定に保つ機能を有す
るｆ・θレンズなどから構成される。

【０００４】前記スポットは、円筒状感光体表面をその
軸線にそって平行に移動し主走査が行われるとともに、
感光体が回転することによって副走査が行われる。これ
によつて、感光体表面に静電潜像が形成され印刷が行わ
れる。前記走査光学系の回転多面鏡は、印刷等の出力画
像品質に大きな影響を与える。特に個々の反射面同志の
回転軸に対する角度（倒れ）と回転方向の分割角度（割
り出し角度）は重要であり高精度が要求される。このた
め多くは高純度のアルミニウムを、単結晶ダイヤモンド
のバイトを用いて高精度に加工製作されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら前記回転
多面鏡は高価なため近年では、プラスチックを用いた回
転多面鏡が提案されている（特開昭６３−１４３５２
２、特開昭６３−３０４２２３）。

【０００６】プラスチック成形による製作は量産性にす
ぐれ材料自体の価格も安価であることから、回転多面鏡
の低価格化に有利である。しかし、前記した反射面の倒
れならびに割り出し精度の確保が難しく、現状実用化は
難しい状況にある。例えばこれらの対策例として、割り
出し角度に対する対策を開示した例を特開昭６１−１８
８５１６に見ることができる。この提案例は切削加工に
より製作される回転多面鏡の対策であるが、たとえ機械
加工であっても割り出し精度の確保の難しさを物語るも
のである。なかんずくプラスチック成形では、成形特有
の状態変化を伴うため、これに伴う比容積変化やもろも
ろの条件変動により、精度確保を尚一層困難にしてる。
本発明の目的はプラスチック成形であっても、前記した
た反射面の倒れ及び割り出し精度を高精度に製作できる
回転多面鏡を提供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、回転多面鏡の反射面を画像出力に必要な光ビームに
対して有効な有効反射面と非有効反射面に区分けし、有
効反射面のみ倒れ及び割り出し角度を調整するようにし
たものであり、該調整はこれに密着するかながたの傾き
を調整することにより行うようにしたものである。

【０００８】

【作用】回転多面鏡をプラスチック成形で製作する場
合、反射面の倒れ及び割り出し角度は一義的に決まらな
い。すなはち、金型の加工精度が所定通りであっても前
記した体積収縮や変動により、高精度に製作することが
できない。ここで言う変動とは例えば金型変形などが挙
げられる。これら変動は事前に予測することは困難であ
るが、これらの影響はすべて成形された回転多面鏡に反
映されるため、該成形品を測定することによりその影響
を推測できる。

【０００９】したがって、画像品質に影響のある有効反
射面の倒れ及び割り出し角度に、前記測定偏差量をこれ
に接する金型面に補正するようにするもので、これは例
えば、該金型面を着脱可能な入駒方式にすることにより
達成でき、入駒による補正は、本発明の区分けにより達
成できる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１から図６を用
いて説明する。図１、図２は本発明の一実施例を示す回
転多面鏡の斜視図である。図３は図２のｐ−ｐ断面図。
図４は回転多面鏡の平面図である。図５、図６は本発明
回転多面鏡をプラスチック成形で製作する場合の倒れ補
正原理図である。図７は本発明の回転多面鏡を用いたレ
ーザプリンタ用走査光学系の概要構成を示す平面図であ
る。

【００１１】図７において、該走査装置は光源１、結像
レンズ２、第１の結像光学系３、回転多面鏡４、第２の
結像光学系５、被走査体６で構成されている。

【００１２】前記光源１は、本実施例では半導体レーザ
よりなっており、該光源１からの光ビーム７は、発散光
として出射される。前記結合レンズ２は、発散光として
入射した光ビーム７をコリメートしてほぼ平行光束にす
るとともに、その光軸方向の位置調整によって、主走査
面内で前記被走査体６の走査面上に光ビーム７を収束さ
せるためのピント調整をおこなう。

【００１３】前記第１の光学系３は、本実施例ではシリ
ンドリカルレンズからなり、副走査面内でパワーを有し
光ビーム７を回転多面鏡における反射面４ａ上に、一度
収束させる。このとき、第１の結像光学系は走査面内で
はパワーを有さないので、上記反射面４ａ上で光ビーム
７は主走査面内に沿った線像となる。

【００１４】回転多面鏡の反射面４ａはモータ（図示せ
ず）によって回転し、反射面４ａの角度が変わることに
よって光ビーム７を偏向する。１つの反射面４ａに光ビ
ーム７を照射している間で１回の走査が行われる。光ビ
ーム７の偏向走査は、回転多面鏡４の回転軸に垂直な平
面（主走査面）内でなされ、前記光源１から第１の光学
系３までは、その光軸が主走査面内にあるように配置さ
れている。

【００１５】第２の結像光学系５は最終的に光ビーム７
を被走査体６の被走査面上の一点に収束する作用を持つ
とともに、副走査面において反射面４ａと被走査体６の
披走査面とが共役関係になるように調整することで、反
射面４ａの回転中心にたいする例えば取付時の傾き誤差
を防止している。前記被走査体６は、たとえばレーザプ
リンターなどでは感光ドラムがこれに相当し、光ビーム
７で信号を露光させる。

【００１６】第２光学系５は回転多面鏡４により偏向さ
れた光ビーム７を、被走査体６の披走査面に一様なスポ
ット像を形成しつつ、主走査方向に一定速度で走査する
とともに、回転多面鏡４の各反射面４ａの副走査方向傾
きを補正する機能を持っている。したがって、光源１か
らでた光ビームは結合レンズ２、第１の結像光学系３を
通り、回転多面鏡４の回転により反射面４ａで偏向さ
れ、第２の結像光学系によって集光され被走査体の表面
（感光面）を照射する。被走査体６は図示しない構成に
よって回転駆動されており、また前記したように回転多
面鏡４の回転によって被走査体６の軸方向に光ビームは
走査されることになるから、書き込むべき情報に対応す
る信号を感光面に順次記録することになる。

【００１７】以上が本発明の回転多面鏡を用いたレーザ
プリンタの動作機能である。本実施例のレーザプリンタ
は、回転多面鏡４の反射面４ａの本体取付時に発生する
傾きや、回転多面鏡自体の倒れ誤差を緩和するために、
ある程度の補正機能を第２光学系に持たせている。この
補正能力には限界があり、該限界内に反射面４ａの倒れ
を確保しなければならないが、それでも厳しい精度が要
求され、これが製作上の問題の一つになっている。次に
本発明に係る反射面の倒れ及び割り出し角度の精度出し
について説明する。

【００１８】まず本発明回転多面鏡の構成について図
１、図２を用いて説明する。回転多面鏡４はプラスチッ
ク成形により製作され、（最終的には有効反射面８は所
定寸法が確保された後、例えば周知であるアルミ蒸着に
より所定工程を経て反射膜が構成され、反射面としての
機能を果たすものである） 反射面４ａは印刷情報に対
応して光ビームに有効な有効反射面８と、前記印刷情報
とは無関係な非有効反射面９とから成っている。すなわ
ち、光ビームは有効反射面８によってのみ偏向走査機能
を有していることになり、該有効反射面の倒れ及び割り
出し角度が精度上問題となる。有効反射面８の倒れと
は、図３に示す回転軸１０に対する有効反射面８の倒れ
角度φで表し、また割り出し角度とは、図４に示すよう
に回転軸１０から各有効反射面８に立てた垂線１１が作
る割り出し角度αで表す。

【００１９】前記倒れ及び割り出し角度の精度出しにつ
いて図５、図６を用いて説明する。本発明回転多面鏡の
精度出しは、倒れ及び割り出し角度のいずれにおいて
も、一度成形した回転多面鏡の有効反射面を測定し、該
測定による設計値との偏差を金型に補正値として再加工
する方法をとるものである。

【００２０】以下さらに詳述すれば図５、図６は回転多
面鏡を含む金型の要部を示す原理断面図である。図５は
倒れ角度の精度出し方法、図６は割り出し角度の精度出
し方法を示している。

【００２１】図５において、回転多面鏡４は成形される
べき公知の金型によりキャビティ等（図示せず）が構成
され、公知の方法により成形される。該金型の一部には
前記有効反射面８に対抗して補正面８ａを有する入駒１
２が配設されている。以上の構成からなる金型におい
て、まず成形された回転多面鏡４の有効反射面８の倒れ
誤差φを測定し、該誤差分を入駒１２の補正面８ａに再
加工して倒れ角度を調整するものである。同様に入駒１
２の上端１２ａ及び下端１２ｂを、前記誤差分を補正し
て再加工する方法もとれる。また、入駒１２の底部１２
ｃに、上記誤差分を補正する方法をとることもできる。

【００２２】割り出し角度の補正を図６により説明す
る。図６において４は、公知な方法によりキャビティに
プラスチックを充填して成形した回転多面鏡である。１
３は非有効反射面９を含む各反射面４ａを形成する金型
の一部を示す中型である。入駒１２は有効反射面に対応
した補正面８ａを有し、各反射面４ａに対抗して設けら
れている。割り出し角度の補正方法についても、前記し
た倒れ角度補正方法と同様に、入駒の補正面８ａや底部
１２ｃまたは側部１２ｄの再加工により行うことができ
る。入駒１２は、これ自体単独で金型から分離でき、再
加工時の取扱い及び機械装置への取付が容易であること
から、上記補正による再加工が速やかに行える。

【００２３】本発明の特徴は、有効反射面８と非有効反
射面９に区分けしたことにあり、有効反射面８に対応す
る金型の有効反射面８ａを、上記した種々の方法を用い
て補正できるようにしたことにある。有効反射面と非有
効反射面に区分けされていない回転多面鏡の反射面で
は、例えば前記した入駒を用いた簡易な方法は適用しに
くい。これは図６にしめすように、非有効反射面がない
場合には入駒１２は、隣接する中型１３の境界部１４ま
で補正面８ａを広げる必要がある。この場合には補正面
同志が隣接若しくは接触するため、補正面を損傷する等
の問題を生じ、上記した種々の方法がとれない制約がで
てくる。

【００２４】また、隣接する入駒と入駒の境界１４は鋭
角となり、金型加工上あるいは精度上問題となる。上記
した入駒方式の問題を回避するには、中型１３に直接有
効反射面を加工する方法が考えられるが、多面体となっ
ている各反射面を精度よく加工することは、プラスチッ
クによる経済的効果を皆無にするものである。

【００２５】一方、倒れ補正に関しては、有効反射面が
平面である場合には、図５に示す構成の金型構造であっ
ても問題ないが、該有効反射面がアナモフィックやトー
リック面のような非平面である場合には、好ましくは図
１に示す区分け反射面を有し、これにに対応した金型構
造が良い。この場合には有効反射面の外周はすべて精度
の不要な面となるため、本補正方法による入駒１２の傾
き量に幅を持たせることができる。また、本構造の回転
多面鏡では、有効反射面自体の形状の補正も容易に行え
ることは言うまでもない。

【００２６】

【発明の効果】本発明によれば、回転多面鏡をプラスチ
ック成形により製作しても、該反射面を有効反射面と非
有効反射面に区分けしたことにより、有効反射面の倒れ
及び割り出し角度を、経済的且つ簡易な方法で高精度に
加工できるようになった。これにより安価で高品質の回
転多面鏡を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す回転多面鏡の斜視図で
ある。

【図２】本発明の他の実施例を示す回転多面鏡の斜視図
である。

【図３】図２のｐ−ｐ断面図である。

【図４】本発明多面鏡の平面図である。

【図５】本発明回転多面鏡の倒れ補正方法を示す原理図
である。

【図６】本発明回転多面鏡の割り出し角度の補正方法を
示す原理図である。

【図７】レーザプリンタ用走査光学系の概要構成図であ
る。

【符号の説明】

１…光源、 ３…第１の結像光学系、 ４…回転多面鏡、 ５…第２の結像光学系、 ４ａ…反射面、 ８…有効反射面、 ９…非有効反射面、 ８ａ…補正面、 １０…回転軸、 １２…入駒、 １３…中型、 φ…倒れ角度、 α…割り出し角度。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光ビームを発生する光ビーム発生手段と、
   該発生光ビームを偏向する偏向手段と、前記偏向手段に
   より偏向された光ビームを被走査面に結像するｆ・θレ
   ンズからなる走査光学系において、前記偏向手段はプラ
   スチックを基材とする回転多面鏡であって、該多面鏡の
   各反射面は有効反射面と非有効反射面から成り、該有効
   反射面の回転軸に対する倒れ角度と各有効反射面の割り
   出し角度は、金型によって補正されることを特徴とする
   回転多面鏡。
2. 【請求項２】回転多面鏡の各反射面は有効反射面と非有
   効反射面からなり、各有効反射面は非有効反射面に囲ま
   れて構成されたことを特徴とする請求項１記載の回転多
   面鏡。
3. 【請求項３】回転多面鏡の各反射面は有効反射面と非有
   効反射面からなり、各有効反射面は光ビームの走査する
   方向において、非有効反射面に挟まれて構成されたこと
   を特徴とする請求項１記載の回転多面鏡。