JPS6049295B2 - 光偏向装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は回転多面鏡を用いた光偏向装置に関するもので
ある。

更に詳細に言えば、回転多面鏡を回転軸に対して可撓性
部材により結合すると共に、回転多面鏡の基準面に対向
して複数のフロート部材を設け、回転軸を回転駆動する
ことにより、回転多面鏡の基準面とフロート部材との間
隔を流体の流体圧により一定に保ち、回転軸の振れまわ
り等の影響を受ける事なく、偏光向が同一軌跡上を走査
する如く構成した光偏向装置に関する。

以下に本発明を用いるに適した、光偏向装置を図面を用
いて説明する。

第１図は前記光偏向装置の側断面図、第２図は第１図の
光偏向装置をＸ−Ｘ’線で切断した場合の上面図てある
。第１図および第２図において１は回転多面鏡で互いに
平行な基準面１ａ、ｌｂを有し外周部に複数の鏡面Ｍが
前記基準面１ａ、ｌｂに対し−Ｃ直角に形成されている
。

２は可撓性を有するジリノバル構造の板バネで回転多面
鏡側取付金具３、回転軸側取付金具４を介して回転軸５
に、前記多面鏡１を上下方向には自由に傾く事が可能な
如く、半径方向には板バネ２の平面に沿つた剛性により
移動できない如く結合している。６は前記回転軸５を出
力軸とするモータ、、７は光偏向装置と外気を遮断する
密封ケースであり外部から光偏向装置内に塵埃等の侵入
を防止している。

該密封ケース７の一部には光ビームＬを入出射する為の
窓ガラス８がはめ込まれている、、前記密封ケース７内
には前記基準面１ａ、ｌｂに対向する基板９、１０が設
けられて、前記多面鏡１が回転する回転空間１１と他の
流体が流通するのみの目的の為の流通空間１２、１３と
を隔てている。前記基板９、１０上の前記基準面１ａ、
ｌｂ″に対向する位置で前記回転軸５と同心円上に等間
隔に複数のフロート部材１４が取り付けられている。更
に前記基板９、１０の前記フロート部材１４が固定され
た位置より外側には複数の第１の貫通孔１５が前記位置
より内側には複数の第２の貫・通孔１６があけられてお
り貫通孔１６にはフィルタ部材１７がはめこまれている
。上記の構成において前記モータ６を駆動させると、前
記回転軸５は矢印Ａの方向に回転し前記板バネ２を介し
て回転多面鏡１は矢印Ａの方向に回転する。該回転体多
面鏡１の回転に伴つて前記基準面１ａ，１ｂに沿つて前
記回転空間１１内の流体は矢印Ｂの方向に前記回転軸５
の部分から外側に向かつて螺旋状に流れ、前記フロート
部材１４と前記基準面１ａ，１ｂとが対抗している部分
では部分的に流通断面積が縮少されている為、流体の圧
力が上昇し、前記フロート部材１４の表面より前記多面
鏡１を押し上げる。前記フロート部材１４部分を通過し
た流体は更に外側に向かつて螺旋状に流れ前記基板９，
１０の外周部にあけられた前記第１の貫通孔１５を通つ
て前記流通空間１２，１３内に流れ込む。一方外周部へ
の流体の流れにより圧力の下がつた前記回転空間１１内
の回転軸５付近には前記フィルタ１７のかかつた前記第
２の貫通孔１６より前記流通空間１２，１３内の流体が
流れ込む。前記フィルタ１７は組立時に光偏向装置内に
はいつた塵埃や回転中に発生した塵埃を除去するもので
ある。以上の如く流体はスムーズにかつ自然に光偏向装
置内を循環するものてある。ここで、前記フロート部材
１４について詳細に説明する。該フロート部材１４は第
３図ａに示すように該フロート部材の上表面は通常曲率
半径Ｒをもつ球面状となつている。このような曲率半径
Ｒをもつた球面状フロート部材１４を前記基板９，１０
に垂直においた場合において、第３図に示すように前記
球面状フロート部材１４と前記基準面１６の距離が最小
となる地点つまりフロート部材の頂点を１４−１とし、
又最大となる地点つまりフロート部材の前記多面鏡１の
回転方向（矢．印の方向）の縁を１４−２（第３図ａ）
とし前記多面鏡１の回転方向と直角な方向の縁を１４−
３（第３図ｂ）とする。そして前記頂点１４−１と前記
基準面１ｂとの間隔をＣとし、前記縁１４一２と前記基
準面１ｂとの高低差をＤＦとし回転方８向クラウン高さ
と呼ぶ。また前記基準面１ｂと前記縁１４−３との高低
差つまりＤｓを横方向クラウン高さと呼ぶ。ところで流
体が回転多面鏡１に与え、該多面鏡１を浮上せしめる力
を浮上刃Ｆとしてかつ曲率半径Ｒが一定な場合前記間隔
Ｃと前・記浮上刃Ｆとの関係は第４図に示される如きも
のてある。つまり間隔Ｃが小さい程浮上刃Ｆは大きく、
間隔Ｃが大きい程浮上刃Ｆは小さくなるものである。又
曲率半径Ｒが一定な場合回転方向クラウン高さＤＦと浮
上刃Ｆとの関係は第５図に示すように回転方向クラウン
高さＤｆがある一定の値ｈに達するまで浮上刃Ｆは急激
に増大し前記値ｈよりも前記回転方向クラウン高さＤＦ
が大きくなると浮上刃Ｆは僅かづつ減少するものである
。従つて曲率半径Ｒが一定な場合前記間隔Ｃが小さい程
、又前記回転方向クラウン高さＤＦがある範囲で大きい
程浮上刃Ｆは大きくなる。又第３図ｂに示すように前記
横方向クランク高さＤＳが各フロ・一ト部材１４ごとに
異なる場合は流体の流れにアンバランスを生じることに
なり浮上刃Ｆは各フロート部材ごと一様にならない。従
つて前記球面上フロート部材１４を前記基準面１ａ，１
ｂに対向する基板９，１０上に単に固定すると、前記球
面状フロート部材１４の加工誤差により第３図ａに二点
鎖線で示す如く前記球面上フロート部材の上面部の曲率
中心線０−０が前記フロート部材１４の平面図円形中心
線０″−０″と一致しない場合成は個々の前記フロート
部材１４の厚みに差がある場合、或は前記フロート部材
１４の基板９，１０への取り付け方の差により複数の前
記フロート部材１４の前記間隔Ｃ、前記回転方向クラウ
ン高さＤＰｌ前記横方向のクランク高さＤＳの値が互い
に異なり各フロート部材１４部分ての浮上刃がアンバラ
ンスとなる。このような結果回転多面鏡体の回転が不安
定になり回転中の回転多面鏡体の鏡面Ｍが光偏向装置の
取付基準面第１図Ｐに対し振れてしまい偏光向の走査位
置が一定とならず性能が悪化することになる。本発明は
上述の如き欠点を除いた光偏向装置を提供することを目
的としている。

以下図面に従い本発明を詳細に説明する。

第６図は本発明の主要部てあるフロート部材取付部の側
断面図てある。

前記基板９，１０のフロート部材取付位置には貫通孔１
８があけられ該貫通孔１８の周囲基板表面には同心的に
座部１９が形成され、座部１９の底面２０には前記貫通
孔１８の周囲同心円上等間隔で３ケ所調整ねじ２１が基
板９，１０の裏面からねじ込まれその先端部がのぞいて
いる。前記貫通孔１８には前記フロート部材１４は固定
する為のホルダ２４が嵌合されている。

前記ホルダ２４は前記座部１９に入り込むフランジ部２
３と、前記貫通孔１８に嵌合する球形部２２とを有して
いる。前記フロート部材１牡前記フランジ２３、前記球
形部２２、前記座部１９はすべて同心円状に形成されて
おり、また前記球形部の中心は前記ホルダ２４の縦方向
（矢印Ｆの方向）の大略中心に位置しているものである
。また前記フランジ部２３の外径は前記座部１９の外径
より小さく両者の間には隙間があいており、前記フラン
ジ部２３の下面２３ａには３本の調整ねじ２１の先端が
当接している。一方前記ホルダ２４の下端は前記基板９
，１０の裏面より突出しており前記下端には雄ねじ２５
が形成され、該雄ねじ２５にストッパ２６の雌ねじが嵌
合されている。

そして前記ストッパ２６のツバ部２６ａと前記基板９，
１０の裏面との間に圧縮バネ２７をはさんで圧縮しつつ
前記ストッパ２６のねじ部をねじ込むことにより前記ホ
ルダ２４を下方に前記圧縮バネ２７の弾性力により付勢
して、前記ホルダ２４を確実に基板９，１０に保持して
いる。上述の如き構成により、本発明の光偏向装置は組
立時に前記多面鏡１の代りに例えばガラス製の基準面を
有する原基を前記フロート部材１４に乗せて、前記基板
９，１０表面から前記フロート部材１４の最高部頂点１
４−１まての高低差、および前記原基に接している前記
頂点１４−１が前記フロート部材１４の平面図形中心か
いなかを干渉縞を観察しながら前記調整ねじ２１を調整
する事により前記貫通孔１８に沿つて突出量を前記球形
部２２の中心に傾きを調整してそろえることが可能てあ
る。

この様にして基板９，１０の表面に対して前記フロート
部材の突出量と傾きを調整した後、前記多面鏡と組み合
せて組み立てることにより該多面鏡は非常に安定に回転
することが可能となる。第７図に本発明の主要部てある
フロート部材取付機構の他の実施例を示す。

基板９，１０のフロート部材１４の取付位置には貫通孔
１０１があけられており前記基板９，１０の裏面には貫
通孔１０１と同心に円筒状取付枠１０２がビス１０３に
より固定されている。

ホルダー１０４は貫通孔１０１の径より外径の小さい上
部突出部１０４ａの上面中央凹部に球面状フロート部材
１４が固定されており高さ方向中央部にフランジ部１０
４ｂ、下部突出部１０４ｃの下面中央部には円錐状凹部
１０４ｄを形成している。フランジ部１０４ｂにはホル
ダ１０４を前記基板９，１０に保持するための可撓性の
ジンバルバネ１０５の内径部がビス１０６により固定さ
れ、一方前記ジンバルバネ１０５の外径部が円筒状取付
枠１０２の内径設部にビス１０７により固定される為ホ
ルダ１０４の上部突出部１０４ａは基板裏面から前記貫
通孔１０１内に差し込まれ上部突出部１０４ａ上面中央
部に固定されたフロート部材が基板上面より突出して、
回転多面鏡体基準面１ｂに対向している。又円筒状取付
枠１０２の下面には調整板１０８が調整用穴１０８ａを
通し２てビス１０９により取付けられており、調整板の
中央部にはフロート部材１４の突出量を調整する為の突
出量調整ねじ、１１０をねじ込む雌ねじ部１１１が固定
されている。前記突出量調整ねじ１１０の上面中央部に
は円錐状凹部１１０ａが形成され前記ホルダ１０４の下
面の円錐状凹部１０４ｄに対向しており前記ジンバルバ
ネ１０５の垂直方向バネカを利用して前記ホルダ１０４
と、前記突出量調整ねじ１１０両者の円錐状凹部でスチ
ールボール１１２を保持する事によりホルダー１０４と
調整板１０８は連結されている。この構成において半球
状フロート部材１４の加工上の誤差により第３図ａの二
点鎖線の図の如く半球の曲率中心がフロート部材１４の
平面図円形中心位置にない場合等は、前記調整板１０８
を前記ビス１０９１をゆるめて横方向（矢印Ｇ又はＧ″
方向）に移動させて取付ける事によりスチールボールを
介しで前記・ホルダ１０４を傾けフロート部材１４の傾
きを調整てきまた、加工上の誤差により個々のフ〔！一
ト部材１４の厚みに差がある場合は前記調整ねじ１１０
をねじる事により前記スチールボールを介して前記ホル
ダ１０４を上下させて前記フロート部・材１４の基板表
面からの突出量が調整可能である。この調整は第１の実
施例と同様の基準平面を有する光学的原基を用いること
により簡単に行える。又本発明の光偏向装置においては
フロート部材１４の頂点１４−１が該フロート部材１４
の平ノ面図形中心位置にくるように調整する如くなした
が第８図に示すように前記頂点１４−１は前記多面鏡１
の回転軸中心１−０を３次の回転対称軸としていれば構
わない。即ち前記頂点１４−１が前記多面鏡１の前記回
転軸中心１−０を３次の回転対称軸となるように調整す
れば各フロート部材１４より発生する浮上刃は一定とな
るばかりか、前記回転方向クランク高さＤＦと前記浮上
刃との関係より、前記頂点１４−１が前記フロート部材
１４の平面図形中心位置におくよりも大きな浮上刃を得
ることが可能となる。以上のように本発明によれば複数
のフロート部材の傾きをそれぞれ調整し一致させること
によりフロート部材と多面鏡間に生ずる浮上刃を一定に
保ち該多面鏡の安定な回転が可能となる。

更に前記フロート部材の突出量をも調整することにより
、フロート部材をとりつけた基板と前記多面鏡との間隔
が一定となり、流体の流れに乱れを生じることがないの
でより前記多面鏡の安定な回転が可能となるものである
。このように本発明は安価で簡単な構成でかつ非常に高
い精度の光偏向装置を提供することができるものである
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を用うるに適した光偏向装置の側断面図
。 第２図は第１図の光偏向装置の平面図、第３図はフロー
ト部材取付部分の拡大側面図、第４図は間隔Ｃと浮上刃
Ｆの関係を示す図、第５図はクランク高さＤＦと浮上刃
Ｆの関係を示す図、第６図は本発明の主要部であるフロ
ート部材取付部の一実施例の側面図、第７図は本発明の
主要部であるフロート部材取付部の他の実施例の側面図
、第８図は本発明の光偏向装置の回転軸中心に対する回
転多面鏡基準面とフロート部材の頂点１４−１との関係
を示す平面図をそれぞれ示す。図において１は回転多面
鏡、２は板バネ、５は回転軸、６はモータ、７は密封ケ
ース、９，１０は基板、１４はフロート部材、１９は座
部、２１は調整ねじ、２２は球形部、２４はホルダ、２
６はストッパ、２７は圧縮バネ、１０１は貫通孔、１０
５はジンバルバネ、１０８は調整板、１１０は突出量調
整ねじ、１１２はスチールボールである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 基準面を有し、該基準面に対して所定の角度で形成
   した複数の鏡面を有する多面鏡を、可撓性を有する部材
   により回転軸に結合すると共に、前記多面鏡の基準面に
   対向する板面にこの基準面に対向して複数個のフロート
   部材を設けて多面鏡回転時に多面鏡に流体圧を作用させ
   るようにし、更に前記フロート部材の前記基準面に対す
   る傾きを調整する調整手段を設けたことを特徴とする光
   偏向装置。 ２ 前記調整手段は前記フロート部材の前記基準面に対
   する間隔をも調整可能としたことを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の光偏向装置。