JPH1164769A - 光偏向装置およびそれを用いたビーム走査装置 - Google Patents
光偏向装置およびそれを用いたビーム走査装置Info
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- JPH1164769A JPH1164769A JP10161969A JP16196998A JPH1164769A JP H1164769 A JPH1164769 A JP H1164769A JP 10161969 A JP10161969 A JP 10161969A JP 16196998 A JP16196998 A JP 16196998A JP H1164769 A JPH1164769 A JP H1164769A
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Abstract
劣化のない高品質の画像記録を可能にする光偏向装置お
よびそれを用いたビーム走査装置を提供する。 【解決手段】 本発明による光偏向装置は、光を反射す
るためのミラー20と、このミラー20を板バネ21を
介して回動自在に保持するためのヨーク24と、ミラー
20をヨーク24に対して回動駆動するためのコイル2
6および磁石27と、ヨーク24を保持する磁石固定仮
28と、ヨーク24にその一部が挿入されヨーク24に
対して位置決めする位置決めピン31a,31bとを備
えている。磁石27はヨーク24内に磁気回路を形成す
る。位置決めピン31a,31bはヨーク24内に形成
される磁気回路を妨げないよう磁性体からなっている。
Description
に変位させることによりレーザービーム等の光を偏向さ
せるための光偏向装置およびそれを用いたビーム走査装
置に関する。
用いる種々の装置の発展により、その用いられる用途が
増加している。例えば、レーザープリンタは、画像やド
キュメント情報を頁単位で任意の枚数出力できる出力装
置であるが、従来のこの種のレーザープリンタのレーザ
ービーム走査装置には光偏向装置が用いられている。
走査装置に用いられるガルバノミラーについて、その従
来の構成を以下に説明する。図12はガルバノミラーの
構成を示す斜視図、図13(a)(b)(c)は3面
図、図14は分解斜視図である。
ムを偏向するためのミラー(光偏向部材)20は、それ
自身が微小駆動されるよう弾性支持体により弾性的に支
持されている。この弾性支持体はミラー20に取り付け
られる部分と、フレームであるヨーク24に取り付けら
れる部分と、この両部分を連結する2つの捻りバネすな
わちトーションバー22a,22bを有している板バネ
(支持部材)21からなり、この板バネ21にミラー2
0が接着されている。ミラー20の反射面すなわち蒸着
面は、ミラー20のうち板バネ21がある側と反対側に
設けられている。
いられるベリリウム銅やステンレス、例えばSUS30
4が用いられる。板バネ21のミラー20が接着されて
いる側と反対側にはボビン23が接着されており、ボビ
ン23の内側にはコイル26が接着されている。板バネ
21は、フレームを兼ねた強磁性体材料からなるヨーク
(保持部材)24に、樹脂からなる板バネ押え25a,
25bにより固定されている。すなわち、板バネ21
は、ヨーク24に設けられたネジ穴40a,40bに図
示しないネジで、板バネ21に設けられた穴37a,3
7bと板バネ押え25a,25bに設けられた穴41
a,41bとを介して固定されている。
(ベース部材)28に接着されており、ヨーク24とは
図示しないネジによりヨーク24に設けられた図示しな
いネジ穴に磁石固定板28に設けられた穴39a,39
bを介して固定されている。板バネ21の長手方向の両
側にはトーションバー22a,22bが設けられてお
り、これによりミラー20は矢印R方向に回転可能にな
っている(図12および図13(c)参照)。
固定板28に取り付けられた磁石27との間に電磁力が
発生してミラー20が矢印R方向に回転する。
N極面(着磁面)から出た磁力線はヨーク24に向か
い、矢印Bで示すようにヨーク24で左右に分かれた磁
力線はヨーク24に沿って半周して反対側に周り、磁石
27のS極面(着磁面)に戻ってくるようになってい
る。
極面側にある、磁石27とヨーク24の磁気ギャップに
あるコイル26の直線部分と、S極面側にあるコイル2
6の直線部分とは垂直方向に電磁力を受けるがその向き
は反対である。
れているので、結果として板バネ21が捻りバネである
トーションバー22a,22bを中心軸として回転し、
ミラー20も矢印R方向に回転することになる。なお、
電流を流す向きを変えることにより回転方向を変えるこ
とができ、回転角は電流値に比例して変えることができ
る。また、通電電流を保持することによりミラー20は
回転角を維持することができる。
て、ヨーク24とボビン23とのギャップには、外乱振
動でミラー20が振動しないよう、例えばシリコーンゲ
ルのようなダンピング剤29a,29bが充填されてい
る。
ような構成からなる光偏向装置によりレーザービームを
走査するときには次のような問題点があった。
8に対してヨーク24の位置決めを行うために、位置決
めピン(位置決め部材)31a,31bが磁石固定板2
8の位置決め用の穴38a,38bとヨーク24の位置
決め用の穴33a,33bとに挿入される。しかし、従
来は位置決めピン31a,31bとして非磁性体である
SUS304等を用いているので、ヨーク24内を通る
磁力線が妨げられることになり、このためヨーク24内
に形成される磁気回路の効率が悪くなるという問題があ
った。
から出た磁力線はヨーク24に向かい、矢印Bで示すよ
うにヨーク24で左右に分かれた磁力線はヨーク24に
沿って半周して反対側に周り、磁石27のS極面に戻っ
てくるようになっているが、N極面から出た磁力線がヨ
ーク24に向かう際、ヨーク24の磁石27のN極面と
向かい合った部分の面積が磁石27のN極面の面積より
大きいので、磁力線は広がりを持ってヨーク24に向か
うことになる。S極面側も同様である。従って、コイル
26の位置における磁束密度が低下し、磁気回路の効率
が悪くなるという問題があった。
から出た磁力線はヨーク24に向かい、矢印Bで示すよ
うにヨーク24で左右に分かれた磁力線はヨーク24に
沿って半周して磁石27のS極面に戻るが、半周せず
に、ヨーク24に設けられた振動対策のためのシリコー
ンゲルを充填する突起47a,47bがあるところで、
磁石27に戻る磁力線が発生する可能性がある。従っ
て、漏れ磁束が生じ、ヨーク24内に形成される磁気回
路の効率が悪くなるという問題があった。
装置では、光偏向装置としてのガルバノミラーの磁気回
路の効率が悪く、所望の性能が得られない可能性があっ
た。
を良くすることにより、画像劣化のない高品質の画像記
録を可能にする光偏向装置およびそれを用いたビーム走
査装置を提供することにある。
光を反射する反射面を有する光偏向部材と、前記光偏向
部材を支持する支持部材と、前記支持部材を保持する保
持部材と、前記光偏向部材を前記保持部材に対して回動
駆動するための駆動機構と、前記保持部材を支持するベ
ース部材と、前記保持部材を前記ベース部材に対して位
置決めする磁性体からなる位置決め部材とを備えたこと
を特徴とする光偏向装置である。なお、本発明の第1の
特徴において、前記駆動機構は、前記保持部材内に磁気
回路を形成することが好ましい。また、前記位置決め部
材は、前記保持部材内に形成される磁気回路を妨げない
よう磁性体からなることが好ましい。
面を有する光偏向部材と、前記光偏向部材を支持する支
持部材と、前記支持部材を保持するとともに開口部を有
する保持部材と、前記保持部材の前記開口部内に配置さ
れ、前記光偏向部材を前記保持部材に対して回動駆動す
るための磁石およびコイルからなる駆動機構とを備え、
前記保持部材の前記開口部のうち前記磁石の着磁面に対
向する面には第1の張り出し部が突出形成されることを
特徴とする光偏向装置である。なお、本発明の第2の特
徴において、前記第1の張り出し部は、前記磁石の着磁
面と略同一の面積を有することが好ましい。また、前記
保持部材の前記開口部のうち前記磁石の着磁面に対向し
ない面には非磁性体からなる第2の張り出し部が突出形
成されることが好ましい。
記各光源から出射された光を所定の方向へ偏向する複数
の光偏向装置と、前記各光偏向装置により偏向された光
を所定像面に等速で走査する走査装置とを備えたビーム
走査装置において、前記各光偏向装置は、光を反射する
反射面を有する光偏向部材と、前記光偏向部材を支持す
る支持部材と、前記支持部材を保持する保持部材と、前
記光偏向部材を前記保持部材に対して回動駆動するため
の駆動機構と、前記保持部材を支持するベース部材と、
前記保持部材を前記ベース部材に対して位置決めする磁
性体からなる位置決め部材とを有することを特徴とする
ビーム走査装置である。なお、本発明の第3の特徴にお
いて、前記駆動機構は前記保持部材内に磁気回路を形成
することが好ましい。また、前記位置決め部材は、前記
保持部材内に形成される磁気回路を妨げないよう磁性体
からなることが好ましい。
記各光源から出射された光を所定の方向へ偏向する複数
の光偏向装置と、前記各光偏向装置により偏向された光
を所定像面に等速で走査する走査装置とを備えたビーム
走査装置において、前記各光偏向装置は、光を反射する
反射面を有する光偏向部材と、前記光偏向部材を支持す
る支持部材と、前記支持部材を保持するとともに開口部
を有する保持部材と、前記保持部材の前記開口部内に配
置され、前記光偏向部材を前記保持部材に対して回動駆
動するための磁石およびコイルからなる駆動機構とを有
し、前記保持部材の前記開口部のうち前記磁石の着磁面
に対向する面には第1の張り出し部が突出形成されるこ
とを特徴とするビーム走査装置である。なお、本発明の
第4の特徴において、前記第1の張り出し部は、前記磁
石の着磁面と略同一の面積を有することが好ましい。ま
た、前記保持部材の前記開口部のうち前記磁石の着磁面
に対向しない面には非磁性体からなる第2の張り出し部
が突出形成されることが好ましい。
保持部材内を通る磁力線が妨げられることがないので、
保持部材内に形成される磁気回路の効率を良くすること
ができる。
保持部材の開口部のうち磁石の着磁面に対向する面に第
1の張り出し部を突出形成しているので、磁石の着磁面
と保持部材とのギャップにおける磁束密度の低下や漏れ
磁束をほとんど生じさせることがなく、このため保持部
材内に形成される磁気回路の効率を良くすることができ
る。また、保持部材の開口部のうち磁石の着磁面に対向
しない面に非磁性体の第2の張り出し部を突出形成して
いるので、ダンピング剤等が充填される部分のギャップ
を狭く保ちながら漏れ磁束を防止することができ、この
ため保持部材内に形成される磁気回路の効率を良くする
ことができる。
る光偏向装置およびそれを用いたビーム走査装置の実施
の形態について説明する。
す図である。図1において、レーザービーム等の光を偏
向するためのミラー(光偏向部材)20は、板バネ(支
持部材)21の一方の面側に取り付けられている。この
板バネ21のうちミラー20が取り付けられている側と
反対側には、ボビン23が取り付けられており、ボビン
23の内側には磁石27とともに駆動機構を構成するコ
イル26が取り付けられている。
るヨーク(保持部材)24にネジ止め固定するため、板
バネ21にはネジ止め用の穴37a,37bが設けら
れ、ヨーク24にはネジ止め用の穴37a,37bに対
応するネジ穴35a,35bが設けられている。
6a,36b,36c,36dが設けられ、ヨーク24
には同様に位置決め用の穴34a,34b,34c,3
4dが設けられている。そして、これらの位置決め用の
穴に位置決めピン32a,32b,32c,32dを通
して動かないように仮止め固定した後、ネジ止め固定す
る。
決め用の穴36a,36b,36c,36dとヨーク2
4に設けられた位置決め用の穴34a,34b,34
c,34dとに共通に位置決めピン32a,32b,3
2c,32dを貫通させることにより、板バネ21はヨ
ーク24に仮止め固定された状態となり、板バネ21の
捻りバネであるトーションバー22a,22bがネジ止
め時に曲がらないようにすることができる。
7a,37bと位置決め用の穴36a,36b,36
c,36dは、図1に示したような位置に設けることが
望ましい。すなわち、ネジ止め用の穴37a,37bは
例えば、トーションバー22a,22bの長手方向と一
直線状に並ぶよう配置し、位置決め用の穴36a,36
b,36c,36dはネジ止め用の穴37a,37bの
両側で、かつトーションバー22a,22bの長手方向
と直交する方向に離間して配置する。
め用の穴36a,36b,36c,36dとネジ止め用
の穴37a,37bとを位置合わせして位置決めピン3
2a,32b,32c,32dで仮止め固定することに
より、組立工程においてネジを締めた場合にも、位置決
めピン32a,32b,32c,32dが位置決め用の
穴37a,37b,37c,37dと接触していること
から、ネジの締付けに対して板バネ21とヨーク24と
は一体化されたように作用し、トーションバー22a,
22bに不要な捻り力等の応力が作用するのを防止する
ことができる。
a,31bは、ヨーク24と磁石固定板(ベース部材)
28との位置を決めるためのものであり、ヨーク24の
位置決め用の穴33a,33bと磁石固定板28の位置
決め用の穴38a,38bとに共通に位置決めピン31
a,31bを通すことにより、位置決めを行うことがで
きる。
の材質は磁性体である。すなわち、従来はこのような位
置決めピン31a,31bとして、非磁性体であるSU
S304等を用いていたが、本発明の第1の実施の形態
では磁性体の位置決めピン、例えばSUS405やSU
S410等のステンレス鋼、またはS15C等の炭素鋼
に代表される磁性体の位置決めピンを用いる。
ヨーク24の位置決め用の穴33a,33bは、磁力線
が通るヨーク24内に設けられているので、従来のよう
に非磁性体(例えばSUS304)の位置決めピンを用
いると、磁気回路をなす磁力線の妨げになる可能性があ
った。これに対して、本発明の第1の実施の形態によれ
ば、位置決めピン31a,31bを磁性体にすることに
より、磁気回路の効率を良くすることができる。
31bの材質としては、ヨーク24と同一材質、または
ヨーク24と同等の材質でも良いが、位置決めピン31
a,31bとして有効に作用するよう材質の硬度や加工
性を考慮し、上述したようなステンレス鋼(例えばSU
S405やSUS410)等を用いることが望ましい。
ステンレス鋼であれば、位置決めピン31a,31bに
必要な位置決め精度を満足するための加工性、例えば位
置決めピン31a,31bの表面の鏡面加工や、また位
置決めピン31a,31bとして必要な硬度を十分に満
たすことが可能である。
部を示す図であり、以下、図1と同一部分には同一符号
を付してその説明は省略し、異なる構成の部分について
のみ説明する。図2に示すように、本発明の第2の実施
の形態においては、ヨーク24の開口部24aのうち磁
石27のN極面およびS極面(着磁面)に対向する面に
ヨーク24から突出形成された張り出し部(第1の張り
出し部)44a,44bが設けられている。
24から突出形成されているので、ヨーク24と磁石2
7とのギャップはこの張り出し部44a,44bの厚さ
分だけ他の部分よりも小さく、すなわち磁気ギャップが
狭くなっている。
線は、ヨーク24から突出形成されて磁気ギャップを小
さくする張り出し部44aに向かい、矢印Bで示すよう
にヨーク24で左右に分かれた磁力線はヨーク24に沿
って半周して反対側に周り、張り出し部44bを通って
磁石27のS極面に戻ってくるようになっている。
のように、磁力線が広がってヨーク24に向かうことが
なく、また、磁石27のN極面から出た磁力線Bがヨー
ク24に向かう際、直線的に進む磁力線と斜めに進む磁
力線とが混在し、斜めに進んだ磁力線がヨーク24の内
側を通り、ヨーク24の磁石27のS極面に対向する面
に到達せずに、ヨーク24の内側から漏れて磁石27の
S極面に戻らなくなる、という事態を回避することがで
きる。
ば、磁石27のN極面およびS極面とヨーク24とのギ
ャップにおける磁束密度の低下や漏れ磁束をほとんど生
じさせることがなく、ヨーク24内に形成される磁気回
路の効率を良くすることができる。
り出し部44a,44bの磁石27のN極面およびS極
面に対向する面は、図2に示すように、磁石27のN極
面およびS極面と略同一の面積を有していることが望ま
しい。
部を示す図であり、以下、図1と同一部分には同一符号
を付してその説明は省略し、異なる構成の部分について
のみ説明する。
形態においては、ヨーク24の開口部24のうち磁石2
7のN極面およびS極面(着磁面)に対向しない面に張
り出し部(第2の張り出し部)45a,45bを形成
し、この張り出し部45a,45bを非磁性体にしてい
る。この張り出し部45a,45bは例えば、非磁性体
(例えば樹脂)からなる張り出し部45a,45bをヨ
ーク24に対して接着剤等で一体的に取り付けて突出さ
せることにより実現することができる。
を設ける理由は次の通りである。すなわち、磁石27か
らの磁力線が通らない部分には、外乱振動でミラー20
が振動しないよう、例えばシリコーンゲルのようなダン
ピング剤29a,29b(図13(b)参照)が充填さ
れる。このシリコーンゲルのようなダンピング剤は、そ
れが充填されるギャップが狭い方がダンピング特性が良
好であるので、ヨーク24とボビン23とのギャップを
狭くする必要がある。
を充填するためにはヨーク24とボビン23とのギャッ
プを狭くする必要があるが、ギャップを狭くすると逆
に、本来の磁気回路をなす磁力線の流れが、このダンピ
ング剤を充填するために狭くされたギャップに漏れてき
てしまい、磁気回路の効率が低下してしまうという、問
題がある。
シリコーンゲルのようなダンピング剤29a,29bを
充填するために設けられた張り出し部45a,45bを
非磁性体にすることにより、図3に示すように、磁石2
7のN極面から出た磁力線Bが張り出し部45a,45
bから磁力線が漏れて磁石27のS極面に戻るという可
能性が皆無になり、このためギャップを狭く保ちながら
漏れ磁束を防止することができ、このためヨーク24内
に形成される磁気回路の効率を良くすることができる。
張り出し部45a,45bは、図3に示すように、上述
した第2の実施の形態における磁性体の張り出し部44
a,44bとともに用いることにより、さらに磁気回路
の効率を良くすることができる。
を、例えば図4に示すマルチビーム走査装置に適用し、
このマルチビーム走査装置を複写機に搭載することによ
り、画像劣化のない高品質の画像記録を行うことができ
る。図4はレーザープリンタや、レーザープリンタを記
録部に備えた複写機等に搭載され、原稿情報に応じてレ
ーザービームを感光ドラムに書き込むための、マルチビ
ーム走査装置を示したものであり、上述した第1乃至第
3の実施の形態に係る光偏向装置をガルバノミラー3
a,3bとして組み込んでいる。
レーザー発光源1a,1bを備えたマルチビーム走査装
置を示したが、2つ以上のレーザー発光源を備えたマル
チビーム走査装置であっても同様の説明が成り立つ。
は、半導体レーザーダイオードからなり、これらは記録
する画像情報に応じてパルス幅変調されて点滅する。レ
ーザー発光源1a,1bにより発光された拡散光は有限
レンズ2a,2bによって平行光となる。有限レンズ2
a,2bを通過したレーザービームLa,Lbは電気信
号によって反射角を任意に変更可能なガルバノミラー3
a,3bによって偏向される。偏向された2本のレーザ
ービームLa,Lbはハーフミラー4によって感光ドラ
ム10表面(所定像面)でプリンタ解像度と同一ピッチ
となるように合成される。例えば、解像度が600dp
i(dots per inch)の場合、ピッチが42μmとな
る。
bは、高速で回転する8面体の多面鏡からなるポリゴン
ミラー(走査装置)5によって感光ドラム10表面を同
時に走査する。ポリゴンミラー5はポリゴンモータ6に
より矢印Cの方向に回転駆動される。
のレーザービームLa,Lbは、感光ドラム10表面で
結像するようf−θレンズ11を通過し、主走査方向
(矢印S方向)に走査する。感光ドラム10の画像領域
にかからないレーザービーム走査範囲の走査開始側に
は、レーザービームLa,Lbの主走査方向位置と副走
査方向位置とを検知するためのセンサ13に向けてレー
ザービームLa,Lbを導くための反射ミラー12を設
置する。
Lbが感光ドラム10表面で焦点が合うのと同様に、セ
ンサ13上でレーザービームLa,Lbの焦点が合う位
置に設置する。感光ドラム10表面への画像記録はセン
サ13による2本のレーザービームLa,Lbの走査方
向の位置検知信号に同期して行われる。
て、センサ13の主走査方向検知信号から一定時間後に
画像ビデオ信号に応じてレーザービームの変調が開始さ
れる。これにより感光ドラム10表面の画像がレーザー
ビーム走査と直行する方向に正しく整列する。なお、図
4においては、センサ13による主走査方向検知信号に
同期して、画像記録のためのレーザー変調を画像ビデオ
データに従って実施するための制御回路については省略
している。
ラム10表面での走査方向と直行する方向(副走査方
向)のピッチは、プリンタ解像度と同じになるように設
定されている。レーザービームLa,Lbのピッチは記
録画質が抵下しないよう、ピッチ精度が数ミクロン以下
であることが要求される。しかし、レーザービームL
a,Lbはレーザー発光源1a,1bから感光ドラム1
0に至るまでに20〜60倍程度に拡大され、またレー
ザー発光源1a,1bはそれぞれ独立に筐体に取り付け
られているので、取付け時の調整のみではレーザービー
ムのピッチ精度を維持することが不可能である。
より、2本のレーザービームLa,Lbの感光ドラム1
0表面での結像位置を検知し、設定値からの偏差を得
る。その偏差信号に基づいて、それぞれのレーザービー
ムLa,Lbの光路中に配置したレーザビーム結像位置
変更用のガルバノミラー3a,3bを制御するための制
御信号を制御回路15にて生成する。
6にフィードバックし、ガルバノミラー3a,3bの回
転角を制御してレーザービームLa,Lbの結像位置を
所定値に収めることによりレーザービームLa,Lb間
のピッチを精度よく保っている。ガルバノミラー3a,
3bはレーザービームLa,Lbが副走査方向に移動す
る方向に回転する。
ーム結像位置を検知するためのセンサ13の受光面を示
す概略図である。
ード(レーザ受光素子)にて形成したものである。ここ
では、1チップのフォトダイオードに5つの受光部20
1,202,203,204,205を形成することに
よりセンサ13を構成している。
204,205と接続された端子には、カソードとアノ
ード間にバイアスをかけた状態でレーザービームを照射
することにより電流が流れ、その電流値はレーザー光量
により変化する。受光部202,203は一方のレーザ
ービームLaの副走査方向の結像位置を検知するための
ものである。長方形の受光部表面を0.01mm程度の
ギャップを隔てて対向させる。レーザービームLaが2
つの受光部202,203にまたがって走査されること
により、それぞれの受光部202,203のギャップセ
ンタからどれだけずれているかを検知することが可能と
なる。
信号を上述した制御回路15を介してレーザービームL
aの光軸を偏向するガルバノミラー3aの駆動回路16
にフィードバックして、レーザービームLaが常に受光
部202と203のギャップセンタ上を通過するよう制
御する。
しても同様の制御を行う。この場合には、レーザービー
ムLbの副走査方向の結像位置を検知するため、ギャッ
プを0.01mmとして対向させた受光部204,20
5を設け、このギャップセンタをレーザービームLaを
検知する受光部202,203のギャップセンタから
0.042mmだけ離間して設定した。そして、レーザ
ービームLbが常に受光部204,205のギャップセ
ンタ上を通過するよう制御することにより、レーザービ
ームLa,Lbのピッチがプリンタ解像度600dpi
に対応するドットピッチ0.042mmと等しくなるよ
うに設定される。
La,Lbの主走査方向通過タイミングを検出するもの
であり、受光部201により得られる信号に同期して画
像記録のためのレーザー変調が実施される。
ラー3a,3bの数は、マルチビーム走査装置が搭載さ
れるプリンタや複写機等に求められる性能により、図4
に示したように2組であったり、3組以上、例えば4組
であったり必要に応じて適宜設定される。
装置に、上述した第1乃至第3の実施の形態に係る光偏
向装置をガルバノミラー3a,3bとして組み込むこと
により、画像劣化のない高品質の画像記録が可能にな
る。
施の形態に限定されるものではなく、光偏向装置とし
て、例えば回転駆動力を発生する駆動機構のうち、コイ
ル26がミラー20ではなく磁石固定板28に配置され
る一方、磁石27がミラー20と一体的に接合され、こ
れにより磁石27がミラー20と一体的に回転する、い
わゆる可動磁石方式を採用するようにしても良い。
いて、光偏向装置を複写機等に搭載して用いる場合に
は、光偏向装置であるガルバノミラー3a,3bの共振
周波数と、複写機等で使用されているモータの回転周波
数およびその整数倍または整数分の1の回転周波数とが
一致すると、共振が発生し、ガルバノミラー3a,3b
が振動して所望の性能を満たすことができなくなること
が知られている。特に、ガルバノミラー3a,3bと同
じ光学ユニット内に設けられるポリゴンモータ6は、最
もガルバノミラー3a,3bに近いため、このポリゴン
モータ6の回転周波数およびその整数倍または整数分の
1の回転周波数がガルバノミラー3a,3bの共振周波
数と一致するか、または近傍にあると、ポリゴンモータ
6とガルバノミラー3a,3bとが共振する可能性があ
る。
用される複数のモータのうち、光偏向装置としてのガル
バノミラー3a,3bに最も近い位置に配置されるポリ
ゴンモータ6の回転周波数およびその整数倍または整数
分の1の回転周波数と、各回転周波数における振動の振
幅との関係を示したものである。
一定の回転周波数で回転する場合、その回転周波数fm
で最も大きく振動し、また回転周波数の整数倍または整
数分の1の回転周波数でも振動の振幅ピークが立ち、振
動しやすいことが分かる。ここでは、ポリゴンモータ6
の回転周波数fmに対して、この4倍までの周波数fm 4
と1/4までの周波数fm1/4について示しているが、こ
れより広い倍率についても同様に振動のピークが立ち振
動しやすい周波数がある。
数に起因した振動成分を持っており、この回転周波数f
mおよびその整数倍または整数分の1の回転周波数と、
図7に示すような周波数特性になっているガルバノミラ
ー3a,3bの共振周波数fgとが一致すると共振が発
生し、ミラー20が大きく振動して印字を正確に行うこ
とができなくなる。
うに、ガルバノミラー3a,3bの共振周波数fgを、
ポリゴンモータ6の回転周波数fmおよびその整数倍ま
たは整数分の1の回転周波数の±5%の範囲外に設定す
ることにより、このような望ましくない共振を避けるこ
とができることを確かめている。
回転周波数をfmiとすると、 |fg−fmi|/fg > 0.05 i=…,1/4,1/3,1/2,1,2,3,4,… の条件を満たすようにガルバノミラー3a,3bの共振
周波数fgを設計すれば、共振が発生することなく安定
して印字を行うことができる。
ータ6の回転周波数を例にして説明したが、複写機内の
他のモータ、例えば感光ドラムを駆動するモータ、定着
機のヒートローラを駆動するモータ、スキャナのキャリ
ッジを駆動するモータ、用紙を搬送するモータ等につい
ても同様のことが成り立つ。
た回転数で回転する場合についても同様のことが成り立
つ。すなわち、図6ではポリゴンモータ6の場合につい
てのみ示したが、複数のモータが異なった回転数で回転
する場合には、モータの数だけ周波数特性のグラフが得
られ、それぞれのモータの回転周波数に振動のピークを
もっている。この場合には、各モータの回転周波数およ
びその整数倍または整数分の1の回転周波数の±5%の
範囲外にガルバノミラー3a,3bの共振周波数fgを
設定すれば共振を避けることができ、安定した印字を行
うことができる。
い、モータ自身のハウジング等の共振が存在し、この周
波数も含めてガルバノミラーの共振周波数fgを設計す
ることにより、さらに安定した印字を行うことができ
る。
において、ガルバノミラー3a,3bはコイル26に電
流を流すとミラー20が回動する構造になっているが、
コイル26に電流を流すとコイル抵抗に応じて必ずジュ
ール熱が発生する。コイル26が発熱すると板バネ21
のトーションバー22a,22bが熱膨張により変形す
る可能性があるので、発熱をできるだけ防ぐ必要があ
る。このコイル26の温度上昇はコイル26の材質、線
径、巻線数(ターン数)と、負荷および磁気回路で決ま
り、最終的にはコイル抵抗とコイル26に流す電流で決
まる。従って、コイル26が発熱しないよう所定の条件
を満たすガルバノミラーを設計する必要がある。
材質を銅とし、コイル26の直径(導体系の線径)を
0.06〜0.07mmの範囲とし、コイルターン数を
400〜600ターンの範囲とし、コイル抵抗値を70
〜120Ωの範囲とすることによりコイル26の温度上
昇を少なくすることができることを確かめている。
について、コイルターン数が408ターンでコイル抵抗
が79Ωの場合と、コイルターン数が540ターンでコ
イル抵抗が105Ωの場合との2種類について、実際に
ミラー20を回転させるだけの値の電流を流したときの
コイル26自身の温度を測定した結果を示す。
ー20を最大変位させる角度である10mrad変位さ
せたときの電流値が約0.055Aで温度上昇が約20
℃であり、540ターンの場合、電流値が約0.038
Aで温度上昇が約15℃であり、コイル26の温度上昇
の目安(温度上昇ΔT≦60℃)を逸脱してコイル26
が高温にならないことが分かる。
変形例を説明するための図であり、以下、図1と同一部
分には同一符号を付してその説明は省略し、異なる構成
の部分についてのみ説明する。
の第1の変形例について説明する。
は、例えば図14に示す板バネ押え25aに位置決め用
突起43a,43bが設けられたものである。なお、も
う一つの板バネ押え部材42bも同様に図14に示す板
バネ押さえ25bに位置決め用突起43c,43dが設
けられたものである。
43c,43dは、図1に示す位置決めピン32a,3
2b,32c,32dに相当するものである。なお、板
バネ押え部材42a,42bには、位置決め用突起43
a,43bの間または位置決め用突起43c,43dの
間にそれぞれネジ止め用の穴41a,41bが設けられ
ている。
決め用突起43a,43b,43c,43dは、図1に
示す位置決めピン32a,32b,32c,32dの代
わりに用いられる。すなわち、この板バネ押え部材42
a,42bの位置決め用突起43a,43b,43c,
43dを板バネ21の位置決め用の穴36a,36b,
36c,36dとヨーク24の位置決め用の穴34a,
34b,34c,34dとに通し、板バネ21をヨーク
24に仮止め固定する。
仮止め固定することにより、図1に示す位置決めピン3
2a,32b,32c,32dを用いた方法と同様に、
板バネ21の捻りバネであるトーションバー22a,2
2bには、ネジの締付け時に不要な捻り力等の応力が作
用せず、このためトーションバー22a,22bがネジ
止め時に曲がらないようにすることができる。
えば樹脂等から構成され、その重量等は比較的軽量にな
っており、図1の場合と比較しても駆動力等の点におい
て不利にはならないようになっている。
2b,32c,32dを用いた場合と比較し、図9に示
す板バネ押え部材42a,42bを用いた場合には、板
バネ押え部材42a,42bの全面で板バネ21を押さ
えることができるので、仮止め固定時の板バネ21の不
要な動きを効率的に防止することができる。
2b,32c,32dを用いた場合と比較し、図9に示
す板バネ押え部材42a,42bを用いた場合には、板
バネ押え部材42a,42bと位置決め用突起43a,
43b,43c,43dとが一体化されているので、板
バネ押え部材42a,42bを嵌め込むだけで、位置決
め用突起43a,43bまたは位置決め用突起43c,
43dを板バネ21の位置決め用の穴36a,36bま
たは位置決め用の穴36c,36dに同時に通すことが
でき、このため位置決めピン32a,32b,32c,
32dを1つずつ通す場合と比較して、組立工程を簡略
化することができる。
法の第2の変形例について説明する。図10に示すよう
に、板バネ21は、ヨーク24に固定する際に、図1に
示すネジ止め以外の方法として、スポット溶接を用いる
ことができる。
b,32c,32dを板バネ21の位置決め用の穴36
a,36b,36c,36dとヨーク24の位置決め用
の穴34a,34b,34c,34dとに通し、次い
で、板バネ21に設けられたスポット溶接用の穴37
a,37bを用いて板バネ21とヨーク24とを溶接す
る。
ともヨーク24に固定することができ、捻りバネである
トーションバー22a,22bが曲がらないように固定
することができる。
定方法によれば、位置決めピン32a,32b,32
c,32dにより板バネ21をヨーク24に仮止め固定
した後、スポット溶接を行うことにより、板バネ21の
トーションバー22a,22bに不要な捻り力等の応力
が作用しないようにして、安定した組立工程を実現する
ことができる。
あり、以下、図1と同一部分には同一符号を付してその
説明は省略し、異なる構成の部分についてのみ説明す
る。
は、例えばマルチビーム光学ユニット等のベース45に
設けられたL字型の位置決め用の壁面60の一側面(基
準面をなす側面)60aに、ヨーク24の一側面44を
押し付けてネジやバネ等で固定することにより、位置決
めを行う。
め用の壁面60と接触するヨーク24の一側面44が位
置決め面となり、この位置決め面44に板バネ21が取
り付けられ、さらに板バネ21にミラー20が接着等の
方法により固定される。
21を取り付けるヨーク24の一側面44が、ガルバノ
ミラー3をベース45に組み付ける際の基準面となるの
で、組立時に最も位置精度を出したいミラー20をベー
ス45に対して正確に位置決めすることができる。
ラー3をマルチビーム光学ユニットに組み付ける場合
に、図13(b)に示す凹部42a,42bにネジを通
してベースにネジ止め等で固定しているので、ガルバノ
ミラー3のベース45に対する組付けを正確に行うこと
が困難である。また、組付け後に行う光学調整でレーザ
ービームの位置を確認しながらガルバノミラー3本体を
回転、または前後に傾けながら微調整をして組付け誤差
を調整する必要があり、このため光学調整にかなりの時
間が必要となる。特に、マルチビーム光学系ではレーザ
ビームを複数本用いるので、この光学調整の時間もガル
バノミラー3の数だけ必要となる。しかし、図11に示
す組付け方法によれば、ガルバノミラー3のベース45
に対する組付け精度を高めることができるとともに、マ
ルチビーム光学系における光学調整の時間を短縮するこ
とができる。
持部材内を通る磁力線が妨げられることがないので、保
持部材内に形成される磁気回路の効率を良くすることが
できる。
うち磁石の着磁面に対向する面に第1の張り出し部を突
出形成しているので、磁石の着磁面と保持部材とのギャ
ップにおける磁束密度の低下や漏れ磁束をほとんど生じ
させることがなく、このため保持部材内に形成される磁
気回路の効率を良くすることができる。また、保持部材
の開口部のうち磁石の着磁面に対向しない面に非磁性体
の第2の張り出し部を突出形成しているので、ダンピン
グ剤等が充填される部分のギャップを狭く保ちながら漏
れ磁束を防止することができ、このため保持部材内に形
成される磁気回路の効率を良くすることができる。
説明するための分解斜視図。
してのガルバノミラーの磁気回路を説明するための平面
図。
してのガルバノミラーの磁気回路を説明するための平面
図。
置(マルチビーム走査装置)を説明するための図。
ーム結像位置を検知するためのセンサの受光面を示す概
略図。
波数特性のグラフ。
性のグラフ。
コイル温度の関係を説明するためのグラフ。
1の変形例を説明するための図。
第2の変形例を説明するための図。
状態を説明するための斜視図。
偏向装置としてのガルバノミラーを説明するための斜視
図。
偏向装置としてのガルバノミラーを説明するための3面
図。
偏向装置としてのガルバノミラーを説明するための分解
斜視図。
偏向装置としてのガルバノミラーの磁気回路を説明する
ための平面図。
Claims (12)
- 【請求項1】光を反射する反射面を有する光偏向部材
と、 前記光偏向部材を支持する支持部材と、 前記支持部材を保持する保持部材と、 前記光偏向部材を前記保持部材に対して回動駆動するた
めの駆動機構と、 前記保持部材を支持するベース部材と、 前記保持部材を前記ベース部材に対して位置決めする磁
性体からなる位置決め部材とを備えたことを特徴とする
光偏向装置。 - 【請求項2】前記駆動機構は、前記保持部材内に磁気回
路を形成することを特徴とする請求項1記載の光偏向装
置。 - 【請求項3】前記位置決め部材は、前記保持部材内に形
成される磁気回路を妨げないよう磁性体からなることを
特徴とする請求項2記載の光偏向装置。 - 【請求項4】光を反射する反射面を有する光偏向部材
と、 前記光偏向部材を支持する支持部材と、 前記支持部材を保持するとともに開口部を有する保持部
材と、 前記保持部材の前記開口部内に配置され、前記光偏向部
材を前記保持部材に対して回動駆動するための磁石およ
びコイルからなる駆動機構とを備え、 前記保持部材の前記開口部のうち前記磁石の着磁面に対
向する面には第1の張り出し部が突出形成されることを
特徴とする光偏向装置。 - 【請求項5】前記第1の張り出し部は、前記磁石の着磁
面と略同一の面積を有することを特徴とする請求項4記
載の光偏向装置。 - 【請求項6】前記保持部材の前記開口部のうち前記磁石
の着磁面に対向しない面には非磁性体からなる第2の張
り出し部が突出形成されることを特徴とする請求項4ま
たは5記載の光偏向装置。 - 【請求項7】複数の光源と、前記各光源から出射された
光を所定の方向へ偏向する複数の光偏向装置と、前記各
光偏向装置により偏向された光を所定像面に等速で走査
する走査装置とを備えたビーム走査装置において、 前記各光偏向装置は、光を反射する反射面を有する光偏
向部材と、前記光偏向部材を支持する支持部材と、前記
支持部材を保持する保持部材と、前記光偏向部材を前記
保持部材に対して回動駆動するための駆動機構と、前記
保持部材を支持するベース部材と、前記保持部材を前記
ベース部材に対して位置決めする磁性体からなる位置決
め部材とを有することを特徴とするビーム走査装置。 - 【請求項8】前記駆動機構は、前記保持部材内に磁気回
路を形成することを特徴とする請求項7記載のビーム走
査装置。 - 【請求項9】前記位置決め部材は、前記保持部材内に形
成される磁気回路を妨げないよう磁性体からなることを
特徴とする請求項8記載のビーム走査装置。 - 【請求項10】複数の光源と、前記各光源から出射され
た光を所定の方向へ偏向する複数の光偏向装置と、前記
各光偏向装置により偏向された光を所定像面に等速で走
査する走査装置とを備えたビーム走査装置において、 前記各光偏向装置は、光を反射する反射面を有する光偏
向部材と、前記光偏向部材を支持する支持部材と、前記
支持部材を保持するとともに開口部を有する保持部材
と、前記保持部材の前記開口部内に配置され、前記光偏
向部材を前記保持部材に対して回動駆動するための磁石
およびコイルからなる駆動機構とを有し、前記保持部材
の前記開口部のうち前記磁石の着磁面に対向する面には
第1の張り出し部が突出形成されることを特徴とするビ
ーム走査装置。 - 【請求項11】前記第1の張り出し部は、前記磁石の着
磁面と略同一の面積を有することを特徴とする請求項1
0記載のビーム走査装置。 - 【請求項12】前記保持部材の前記開口部のうち前記磁
石の着磁面に対向しない面には非磁性体からなる第2の
張り出し部が突出形成されることを特徴とする請求項1
0または11記載のビーム走査装置。
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| JP16196998A JP3466922B2 (ja) | 1997-06-11 | 1998-06-10 | 光偏向装置およびそれを用いたビーム走査装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15316097 | 1997-06-11 | ||
| JP9-153160 | 1997-06-11 | ||
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ID=26481879
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16196998A Expired - Fee Related JP3466922B2 (ja) | 1997-06-11 | 1998-06-10 | 光偏向装置およびそれを用いたビーム走査装置 |
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|---|---|
| JP (1) | JP3466922B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004287214A (ja) * | 2003-03-24 | 2004-10-14 | Seiko Epson Corp | 露光装置および画像形成装置 |
| JP2005062358A (ja) * | 2003-08-08 | 2005-03-10 | Seiko Epson Corp | 光走査装置および画像形成装置 |
| US7525561B2 (en) | 2002-07-02 | 2009-04-28 | Ricoh Company, Ltd. | Optical scanner and image forming apparatus |
| US7652786B2 (en) | 2003-02-17 | 2010-01-26 | Seiko Epson Corporation | Device adapted for adjustment of scan position of light beam |
| JP2014010206A (ja) * | 2012-06-28 | 2014-01-20 | Brother Ind Ltd | 光スキャナの製造方法および光スキャナ |
| JP2018124589A (ja) * | 2018-05-08 | 2018-08-09 | 北陽電機株式会社 | 金属弾性部材及び微小機械装置 |
-
1998
- 1998-06-10 JP JP16196998A patent/JP3466922B2/ja not_active Expired - Fee Related
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