JP2002323668A

JP2002323668A - タンデム走査光学系用多面鏡

Info

Publication number: JP2002323668A
Application number: JP2001127365A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Hama; 善博浜; Susumu Mikajiri; 晋三ヶ尻
Original assignee: Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 2001-04-25
Filing date: 2001-04-25
Publication date: 2002-11-08

Abstract

(57)【要約】【課題】複数の光束を同時に偏向する場合に、モータ
及び軸受けに対する負荷を小さくすることができる多面
鏡を提供すること。【解決手段】タンデム走査光学系は、光源部２０から
発した独立して変調された４本の光束を多面鏡３０によ
り同時に偏向する。光源部２０は、４つの半導体レーザ
ー２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄを備える。多面鏡３
０は、基板１に設けられたモータ２により回転駆動され
る。光源部２０と多面鏡３０との間には、副走査方向に
のみパワーを持つシリンドリカルレンズ４０，４１，４
２，４３が配置されている。多面鏡３０は、４本の光束
のそれぞれを偏向する複数の独立した多面鏡部３１，３
２，３３，３４を回転軸３０ａ方向に沿って配置して構
成され、これらの多面鏡部の間にＶ字型の溝状の非反射
部３５，３６，３７が形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、カラーレーザー
プリンタ等のタンデム方式の走査光学系に利用されて複
数の光束を同時に偏向する多面鏡に関する。

【０００２】

【従来の技術】カラーレーザープリンタに用いられるタ
ンデム方式の走査光学系は、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色に対
応する４つの半導体レーザーと４本の感光体ドラムとを
備える。また、装置の小型化のためには光学系の少なく
とも一部を共用することが望ましく、多面鏡(ポリゴン
ミラー)を共用する構成も提案されている。

【０００３】このように多面鏡を共用する場合には、４
本の光束を副走査方向(ここでは多面鏡の回転軸の方向)
に並列させて多面鏡に入射させ、多面鏡により同時に偏
向された４本の光束をそれぞれｆθレンズによって集束
させ、ミラーを用いて光路を分離して各感光体ドラム上
に走査線を形成する。

【０００４】図５は、従来のタンデム走査光学系用多面
鏡１０を示し、(Ａ)は平面図、(Ｂ)は側面図である。こ
のタンデム走査光学系用多面鏡１０は、単一ビーム用に
用いられる多面鏡を回転軸方向に伸張させた形状であ
り、回転軸１０ａ方向に大きな面積を持つ６つの鏡面１
１〜１６がそれぞれ１２０°の角度をなして配置されて
おり、各鏡面の境界は直線的である。多面鏡１０は、基
板１に設けられたモータ２により回転駆動される。符号
１ａは、基板１を載せる台である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来のタンデム走査光学系用多面鏡１０は、回転軸方
向に大きく、かつ、各鏡面が回転軸方向の全域にわたっ
てフラットに形成されているため、質量が大きくなると
いう問題がある。また、従来の多面鏡１０は、各鏡面の
境界が直線的であって各コーナーでの空気抵抗が大きい
ため、風損が大きいという問題も有している。

【０００６】多面鏡は、その質量が大きくなるほど、ま
た、風損が大きくなるほど、多面鏡を駆動するモータ及
び軸受けへの負荷が大きくなり、立ち上がり時間が長く
なり、起動電流、定常電流が大きくなって発熱量も大き
くなる。さらに、空気抵抗が大きいと、風切り音が大き
くなる。したがって、従来の多面鏡１０を用いる場合に
は、騒音防止構造や排熱構造が必要となり、これを用い
る装置のコストアップを招く。

【０００７】この発明は、上述した従来技術の問題点に
鑑みてなされたものであり、複数の光束を同時に偏向す
る場合に、モータ及び軸受けに対する負荷を小さくする
ことができ、これを用いる装置のコストを抑えることが
可能な多面鏡を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明にかかるタンデ
ム走査光学系用多面鏡の第１の態様は、上記の目的を達
成させるため、複数の光束のそれぞれを偏向する複数の
独立した多面鏡部を回転軸方向に沿って配置し、これら
の多面鏡部の間に溝状の非反射部を形成したことを特徴
とする。

【０００９】上記のように溝状の非反射部を形成するこ
とにより、各鏡面がフラットである従来の多面鏡より質
量を削減することができ、モータ及び軸受けへの負荷を
小さくすることができる。一般に、レーザープリンタ等
の走査光学系においては、多面鏡の面倒れ誤差による影
響を補正するため、レーザー光源と多面鏡との間に副走
査方向にのみパワーを持つシリンドリカルレンズを配置
し、多面鏡に入射する光束を鏡面近傍で線状に収束させ
る構成が採用される。このため、１つのレーザー光に対
して必要とされる鏡面の副走査方向の幅は、狭くとも足
りる。一方、複数のレーザー光をそれぞれ異なる感光体
ドラムに導くためには、これらのレーザー光は空間的に
分離されている必要があり、レーザー光間には副走査方
向において所定のピッチが必要となる。したがって、多
面鏡の鏡面は、回転軸方向にある程度の高さを必要とす
るが、実際に光束を偏向させるために利用される部分は
その一部に過ぎないことになる。この発明では、光束を
偏向するために利用されない部分を非反射部として溝状
に形成することにより、多面鏡としての機能を損なうこ
となく質量の削減を可能としている。

【００１０】非反射部は、Ｖ字型の溝として形成するこ
とができる。また、非反射部を多面鏡部より小径の円柱
状に形成し、多面鏡部の回転軸方向の幅を非反射部より
小さく設定してもよい。

【００１１】また、この発明にかかるタンデム走査光学
系用多面鏡の第２の態様は、上記の目的を達成させるた
め、所定の角度で配置される複数の鏡面を備え、各鏡面
の境界を、面取りされた曲面として形成したことを特徴
とする。

【００１２】第２の態様によれば、各鏡面の境界部分で
の空気抵抗を削減することができ、風損を減らし、モー
タへの負荷を軽減することができる。なお、第１の態様
と第２の態様とを合わせて用いることもできる。すなわ
ち、複数の多面鏡部が溝状の非反射部を挟んで積み重ね
られた構成において、各多面鏡部の鏡面の境界を、面取
りされた曲面としてもよい。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、この発明にかかるタンデム
走査光学系用多面鏡の実施形態を４例説明する。なお、
以下の説明では、多面鏡の回転軸の方向を「副走査方
向」とする。

【第１の実施形態】図１は、第１の実施形態にかかるタ
ンデム走査光学系用多面鏡を備えたタンデム走査光学系
の一部を示し、(Ａ)は平面図、(Ｂ)は側面図である。こ
のタンデム走査光学系は、互いに独立して変調された状
態で光源部２０から発した４本の光束を、多面鏡３０に
より同時に偏向する。

【００１４】光源部２０は、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色に対
応する４つの半導体レーザー２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，
２１ｄを備える。これらの半導体レーザーは、図１(Ｂ)
に示すように、副走査方向に所定の間隔をおいて配置さ
れている。図１(Ｂ)中で最も上側に配置された半導体レ
ーザー２１ａと最も下側に配置された半導体レーザー２
１ｄとは、図１(Ａ)の平面図上では重複した位置に配置
されている。多面鏡３０は、基板１に設けられたモータ
２により回転駆動される。符号１ａは、基板１を載せる
台である。

【００１５】光源部２０は、互いに独立して変調された
状態で上記の半導体レーザーから発した発散光を平行光
にするコリメータレンズ２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２
ｄと、平行光にされたレーザー光の主走査方向の位置を
微調整するビーム整形プリズム２３ａ，２３ｂ，２３
ｃ，２３ｄと、平面図内で両端に配置された半導体レー
ザー２１ｂ，２１ｃから発したレーザー光をそれぞれ平
行にシフトさせ、その平面図内での位置を中央に配置さ
れた半導体レーザー２１ａ，２１ｄから発したレーザー
光に揃える反射プリズム２４ａ，２４ｂとを備える。

【００１６】さらに、光源部２０と多面鏡３０との間に
は、副走査方向にのみパワーを持つシリンドリカルレン
ズ４０，４１，４２，４３が配置されている。

【００１７】第１の実施形態にかかるタンデム走査光学
系用多面鏡３０は、図１(Ｂ)に示すように、４本の光束
のそれぞれを偏向する複数の独立した多面鏡部３１，３
２，３３，３４を回転軸３０ａ方向に沿って配置して構
成され、これらの多面鏡部の間に溝状の非反射部３５，
３６，３７が形成されている。これらの非反射部３５，
３６，３７は、回転軸３０ａを含む面内で３０°の角度
をなすＶ字型の溝として形成されている。なお、この例
では、用いられるレーザー光が４本であるため、多面鏡
部は４個、非反射部は３本とされている。

【００１８】光源部２０から発した平行なレーザー光
は、シリンドリカルレンズ４０，４１，４２，４３によ
り副走査方向にのみ収束光とされ、図１(Ｂ)に示すよう
に、各多面鏡部３１，３２，３３，３４の鏡面近傍に線
状に収束する。多面鏡部３１，３２，３３，３４は、そ
れぞれ６面の鏡面を備え、モータ２により回転駆動され
ることにより４本のレーザー光を同時に偏向する。偏向
されたレーザー光は、図示せぬアナモフィックなｆθレ
ンズを介して収束され、ミラーにより分離されてそれぞ
れ別個の感光体ドラム上に走査線を形成する。

【００１９】上記のように多面鏡３０の光束を偏向する
ために利用されない部分に溝状の非反射部３５，３６，
３７を形成することにより、多面鏡としての機能を損な
うことなく質量を従来の構造より削減することができ、
モータ２及び軸受けへの負荷を小さくすることができ
る。

【００２０】多面鏡３０は、図５に示した従来の多面鏡
１０に溝を形成することにより製造してもよいし、各多
面鏡部３１，３２，３３，３４を予め独立した部品とし
て形成しておき、これを積み重ねることにより製造して
もよい。また、光束の数ｎに対してｎ−１本の非反射部
を形成することにより軽量化の効果を最大にすることが
できるが、加工コストと軽量化によるメリットとのバラ
ンスを図るため、非反射部の数をｎ−１本より少なく設
定してもよい。

【００２１】

【第２の実施形態】図２は、第２の実施形態にかかるタ
ンデム走査光学系用多面鏡を備えたタンデム走査光学系
の一部を示し、(Ａ)は平面図、(Ｂ)は側面図である。こ
のタンデム走査光学系は、互いに独立して変調された状
態で光源部２０から発した４本の光束を、多面鏡５０に
より同時に偏向する。光源部２０の構成は第１の実施形
態と同一である。

【００２２】第２の実施形態にかかるタンデム走査光学
系用多面鏡５０は、図２(Ｂ)に示すように、４本の光束
のそれぞれを偏向する複数の独立した多面鏡部５１，５
２，５３，５４を回転軸５０ａ方向に沿って配置して構
成され、これらの多面鏡部の間に非反射部５５，５６，
５７が形成されている。これらの非反射部５５，５６，
５７は、多面鏡部より小径の円柱状に形成され、多面鏡
部間の溝を形成している。

【００２３】第２の実施形態においては、多面鏡部５
１，５２，５３，５４の副走査方向の幅が、第１の実施
形態におけるより小さく設定されている。レーザー光
は、シリンドリカルレンズ４０，４１，４２，４３によ
り鏡面近傍で線状に収束されるため、１つのレーザー光
に対して必要とされる鏡面の副走査方向の幅は狭くとも
足りる。したがって、第２の実施形態の多面鏡５０のよ
うに多面鏡部５１，５２，５３，５４の幅を極めて小さ
くすることにより、多面鏡５０の質量を従来の構成と比
較して大幅に削減することができる。

【００２４】

【第３の実施形態】図３は、第３の実施形態にかかるタ
ンデム走査光学系用多面鏡を備えたタンデム走査光学系
の一部を示し、(Ａ)は平面図、(Ｂ)は側面図である。こ
のタンデム走査光学系は、光源部２０から発した独立し
て変調された４本の光束を多面鏡６０により同時に偏向
する。光源部２０の構成は第１の実施形態と同一であ
る。

【００２５】第３の実施形態にかかるタンデム走査光学
系用多面鏡６０は、図３(Ａ)に示すように、所定の角度
で配置される複数の鏡面６１，６２，６３，６４，６
５，６６を備え、各鏡面の境界が、面取りされた曲面と
して形成されている。各鏡面は、４本の光束を同時に偏
向する単一の反射面であり、第１，第２の実施形態のよ
うな非反射部は形成されていない。

【００２６】第３の実施形態の多面鏡６０のように各鏡
面の境界を曲面とすることにより、境界部分の空気抵抗
を削減することができ、風損を減らし、モータ２への負
荷を軽減することができる。

【００２７】

【第４の実施形態】図４は、第４の実施形態にかかるタ
ンデム走査光学系用多面鏡を備えたタンデム走査光学系
の一部を示し、(Ａ)は平面図、(Ｂ)は側面図である。こ
のタンデム走査光学系は、互いに独立して変調された状
態で光源部２０から発した４本の光束を、多面鏡７０に
より同時に偏向する。光源部２０の構成は第１の実施形
態と同一である。

【００２８】第４の実施形態にかかるタンデム走査光学
系用多面鏡７０は、図４(Ｂ)に示すように、４本の光束
のそれぞれを偏向する複数の独立した多面鏡部７１，７
２，７３，７４を回転軸７０ａ方向に沿って配置して構
成され、これらの多面鏡部の間に非反射部７５，７６，
７７が形成されている。これらの非反射部７５，７６，
７７は、回転軸７０ａを含む面内で３０°の角度をなす
Ｖ字型の溝として形成されている。また、各多面鏡部７
１，７２，７３，７４は、図４(Ａ)に示すように、それ
ぞれの鏡面の境界が面取りされた曲面として形成されて
いる。

【００２９】第４の実施形態においては、多面鏡７０の
光束を偏向するために利用されない部分に溝状の非反射
部７５，７６，７７を形成することにより、多面鏡とし
ての機能を損なうことなく質量を従来の構造より削減す
ることができ、かつ、各多面鏡部の鏡面の境界を曲面と
することにより、境界部分の空気抵抗を削減し、風損を
減らすことができる。したがって、第１の実施形態、第
３の実施形態と比較して、モータ２への負荷をより低く
することができる。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、多面鏡に溝状の非
反射部を形成することにより、多面鏡の質量を削減して
モータ及び軸受けへの負荷を低減することができる。し
たがって、モータの発熱を抑えることができ、従来必要
だった排熱構造を廃し、若しくは簡略化することがで
き、多面鏡を用いる装置のコストを低減することができ
る。

【００３１】また、多面鏡の鏡面の境界を面取りされた
曲面とすることにより、多面鏡の空気抵抗を減らし、風
損を削減してモータ及び軸受けの負荷を低減することが
できる。また、風切り音の発生を抑えることができ、従
来必要だった騒音防止構造を廃し、若しくは簡略化する
ことができ、多面鏡を用いる装置のコストを低減するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 (Ａ)は第１の実施形態にかかるタンデム走査
光学系用多面鏡を備えた走査光学系の一部を示す平面
図、(Ｂ)はその側面図。

【図２】 (Ａ)は第２の実施形態にかかるタンデム走査
光学系用多面鏡を備えた走査光学系の一部を示す平面
図、(Ｂ)はその側面図。

【図３】 (Ａ)は第３の実施形態にかかるタンデム走査
光学系用多面鏡を備えた走査光学系の一部を示す平面
図、(Ｂ)はその側面図。

【図４】 (Ａ)は第４の実施形態にかかるタンデム走査
光学系用多面鏡を備えた走査光学系の一部を示す平面
図、(Ｂ)はその側面図。

【図５】 (Ａ)は従来のタンデム走査光学系用多面鏡を
示す平面図、(Ｂ)はその側面図。

【符号の説明】

１基板２モータ２０光源部２１ａ〜２１ｄ半導体レーザー２２ａ〜２２ｄコリメーターレンズ２３ａ〜２３ｄビーム整形プリズム２４ａ，２４ｂ反射プリズム３０多面鏡３１〜３４多面鏡部３５〜３７非反射部４０〜４３シリンドリカルレンズ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2C362 AA03 BA05 BA51 CA18 CA39 DA23 EA24 2H042 DA22 DB14 DD03 DD04 DE00 DE07 2H045 AA03 AA62 BA02 BA22 BA34 CB65 DA11

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転駆動されることにより複数の光束を
同時に偏向するタンデム走査光学系用多面鏡において、前記複数の光束のそれぞれを偏向するための互いに独立
した複数の多面鏡部が回転軸方向に沿って配置され、前
記各多面鏡部の間の少なくとも１つに溝状の非反射部が
形成されていることを特徴とするタンデム走査光学系用
多面鏡。
【請求項２】前記非反射部は、Ｖ字型の溝として形成
されていることを特徴とする請求項１に記載のタンデム
走査光学系用多面鏡。
【請求項３】前記各多面鏡部は、所定の角度で配置さ
れる複数の鏡面を備え、前記各鏡面の境界は、面取りさ
れた曲面として形成されていることを特徴とする請求項
１または２に記載のタンデム走査光学系用多面鏡。
【請求項４】前記非反射部は、前記多面鏡部より小径
の円柱状に形成され、前記多面鏡部の前記回転軸方向の
幅が、前記非反射部より小さく設定されていることを特
徴とする請求項１に記載のタンデム走査光学系用多面
鏡。
【請求項５】回転駆動されることにより複数の光束を
同時に偏向するタンデム走査光学系用多面鏡において、所定の角度で配置される複数の鏡面を備え、前記各鏡面
の境界は、面取りされた曲面として形成されていること
を特徴とするタンデム走査光学系用多面鏡。