JPH02210318A - 走査光学装置及びこの装置の調整装置 - 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］ 本発明はレーザビームプリンタやバーコード読み取り装
置等に使用される走査光学装置及びこの装置を調整する
ための装置に関する［従来の技術］ 従・来、光ビームを走査する走査光学装置においては、
回転速度の安定性、走査速度などの面から１方向に回転
する回転多面鏡が広（使用されている。

しかし、こうした回転多面鏡には、これの偏向走査面な
いし反射面が、これによる偏向走査ビームの形成すべき
理想主走査面に垂直な面から倒れるなどといった問題が
ある。

この様な問題を解決する手段として、例えば、特開昭６
３−１８８１１２に開示された次の如きものがある。即
ち、円筒状の金属部材の対向する部分を平行な平面に切
削し、この２面を光ビームを偏向走査するための反射面
として使用する。そして、この回転鏡を、これの取り付
けフランジ面の傾斜方向に対して２つの平行反射面が平
行となるように取り付けることにより、取り付けフラン
ジ面の傾斜による回転鏡の反射面の上述の倒れが生じな
いようにし、走査ビームによる被走査面上の走査線のピ
ッチむらを最小限にしている。

この方法により、従来では必要とされた上述の倒れを補
正するための高価で特殊な光学系（いわゆる倒れ補正光
学系）を使用しな（て済むようにしている。

［発明が解決しようとする課題］ しかし乍ら、回転鏡の取り付けフランジ面の傾斜は一般
には大変小さなものであり、この傾斜方向を検出するこ
とは難しい。従って、回転鏡の反射面と取り付けフラン
ジ面の傾斜方向を平行にして組み立てることも困難であ
る。また、たとえ傾斜方向を検出しても、組立時のばら
つきもある為、大量のものを常に精度良く組み立てるこ
とは不可能に近い。

そこで、本発明の目的は１回転鏡の反射面と上記取り付
けフランジ面の傾斜方向を平行にするという構成を確実
に達成すべく、回転鏡を組み込んだ後で取り付けフラン
ジ面の傾斜方向と回転鏡の反射面とが確実に平行になる
ように調整できつる構造を持った走査光学装置、及びそ
の為の調整装置を提供することにある。

［発明の概要］ 上記目的を達成する為に、本発明による走査光学装置に
おいては、回転鏡が、付勢手段により、回転鏡駆動モー
タの回転軸と一体的な回転鏡取り付け部の取り付け面に
押、し付けられており、回転鏡を付勢手段の付勢力に抗
して取り付け面より離すことができ、そしてこの離した
ときに、回転鏡と回転軸とが相対回転できるような構成
となっている。

従って、組み込んだ後で回転鏡と上記取り付け面との位
相関係が調整でき、回転鏡の反射面がこの取り付け面の
傾斜方向と平行となる状態に確実にもって（ることがで
きる。

この場合、自動調整装置のクランプ部で回転軸を固定し
、同調整装置の爪で回転鏡を上記取り付け面から浮上さ
せつつ回転させてその位相位置を変えてやればよい。

［実施例］ 第１図と第２図は本発明の一実施例を示す、概略構成を
示す第２図において、Ｉは、対向する２面が平面に切削
されて鏡面加工されレーザ光を偏向走査するための反射
面１ａとなった回転鏡であり、２はこの回転鏡ｌを駆動
する駆動モータである。半導体レーザとコリメータレン
ズを含むレーザ光源ユニット３から出射したレーザ光り
は回転鏡１に入射してここで偏向走査される。

回転鏡ｌは、駆動モータ２のロータ２０の中央部にある
取り付け部２１（取り付けフランジ）の上に取り付けら
れている。

回転鏡１により偏向走査されたレーザ光りは、ｆ・０機
能（理想像高が焦点距離でとビーム人射角θとの積で与
えられるもの）を備えた結像レンズ系４を通過した後、
被走査面である感光ドラム５上に結像されて潜像を形成
する。

更に、感光ドラム５の周囲には、不図示のプロセス機器
、即ち、−広帯電器、感光ドラム５の露光を受けた部分
に現像剤を付着させて反転現象を行なう現像器、転写帯
電器、クリーナ等が配設されており、既知の電子写真プ
ロセスでもって紙などに印字される。

ここにおいて、上記フランジ２１の取り付は面とモータ
２の回転軸の間に傾斜角度がある場合でも（言い換えれ
ば、フランジ２１の取り付け面が、走査ビームの形成す
べき理想主走査面との平行状態から傾いている）、回転
鏡１の反射面１ａをフランジ２１の取り付け面の傾斜方
向と平行にしてこの反射面１ａが上記の理想主走査面と
垂直な状態から傾かないように回転鏡１を取り付けるこ
とにより、フランジ２１の取り付け面の傾斜によって生
じるはずの、主走査面と直角な方向である副走査方向の
走査線ピッチむらを防ぐことができる。

このことを可能にした構成を次に説明する、第１図に示
すモータ２付近の断面図において、回転鏡１を取り付け
るフランジ２１の外周は回転鏡ｌの外接円よりも径が小
さく、フランジ２１は回転軸２２とは焼ばめや接着など
で固定され、ロータ２０とは加締められて固定されてい
る。このロータ２０の内側には駆動マグネット２３が取
り付けられ、このマグネット２３の対向位置にありモー
タ２の本体部に取り付けられた駆動コイル２４に通電す
ることにより、マグネット２３とコイル２４間に発生す
る力に従ってロータ２０が回転駆動される。この回転駆
動は不図示のホール素子などによって高精度に制御され
ている。

更に、駆動モータ２は軸受２５やこの軸受２５などを内
部に有するモータケース２６により構成されている。

対向する２面が反射鏡面１ａに形成された回転鏡１の、
回転軸２２と嵌合している中空の部分は、稜部の面取り
を大きくして回転軸２２との嵌合部１００が出来るだけ
小さくなるように構成されている。

回転鏡１は、星形をしたバネなどの弾性部材１１　（付
勢手段）によって上部から規制されてフランジ２Ｉに押
し付けられている。これにより、回転鏡１の底面とフラ
ンジ２１の取り付け面間に摩擦力が働いて回転鏡１がフ
ランジ２１に固定され、ロータ２０、フランジ２１、回
転軸２２、回転鏡１等が一体となって回転する。弾性部
材１１の上部には、緊定などの固定部材１２が回転軸２
２に固定されてあり、弾性部材１１を′回転鏡１の上面
との間で押え付けている。

次に、組み立てた後で回転鏡１の反射面１ａがフランジ
２１の面の傾斜方向と平行になるように調整する方途に
ついて第３図と第４図を用いて説明する。

第４図は、フランジ２１の面上に任意に取り付けられた
回転鏡１の位相（回転ａｔのフランジ２１に対する位置
を、任意取付位置を基準に回転軸２２の回りの回転角度
で表わしたもの）を順次変えたときの走査線ピッチむら
量な示す。

この図において、振幅δ２で示される正弦曲線に近いグ
ラフは単にフランジ２１の面の傾斜のみを考慮したとき
のピッチむら量と回転鏡の角度の関係を示すものである
。更に、これに回転鏡自体の鏡面の倒れが加わると、図
のように６１分だけＯ位置がオフセットすることになる
。なお、この図でＯ位置から曲線までの長さがピッチむ
ら量であって、最大のピッチむら量はδである。

通常は、回転鏡の鏡面の倒れよりもフランジ面の傾斜の
方が大きいため第４図のような関係が成り立ちピッチむ
ら量をＯにすることが可能である。しかしながら、フラ
ンジ面の加工精度や取り付け精度が良好で回転鏡の鏡面
の倒れよりも小さくなったときには、図の６２が非常に
小さくなり回転鏡の角度を変えてもピッチむら量がＯに
ならないことになるここで、結像光学系の焦点距離が１
００ｍｍ程度まであれば回転鏡の鏡面の倒れは現在の加
工精度をもってすれば問題にはならないためピッチむら
の主要因をフランジ面の傾斜として考えることができる
。

ただし、結像光学系の焦点距離が上記よりも長いような
場合には、フランジ面の傾斜を鏡面の倒れよりも大きく
して、第４図のような関係になるように工夫することが
好ましい第１図と第３図を用いて、自動調整機などの機
械的に回転鏡１の位相調整を行う例を説明する。

前述したようにフランジ２１の取り付け面の大きさは回
転鏡ｌの非反射面である曲面の外周円より小さいので、
ロータ２０の上面と回転鏡ｌの底面の間には隙間Ｃがほ
ぼ対向する位置に２個所できている。尚、こうした隙間
ができるようにするには、フランジ２１の外周が回転鏡
１の外周より内にあるところが少なくとも２個所程存在
すればよいのであって（勿論、連続的であれば１つとな
る）、上記の例はあくまで例示である。こうした隙間Ｃ
のところに自動調整機６０（回転鏡１などと区別するた
めに斜線部として示す）の爪６１が挿入され、爪６１が
回転鏡ｌの底面に押し当てられて、回転鏡ｌを弾性部材
１１の付勢力に抗して僅かに持ち上げる。このとき。

弾性部材１１の力が強くなりすぎると回転鏡ｌを歪ませ
ることにもなる為、回転鏡ｌの浮上量は出来る限り小さ
くした上に、弾性部材１１もこの浮上量分の変化であま
り規制力が変化しないような構造であるのが望ましい。

実験によれば、回転Ｒ１に５Ｋｇの荷重をかけた場合に
反射面１ａに歪みが生じた為、弾性部材１１の規制力な
いし付勢力は５ｋｇ以下である必要がある。従って、回
転１８１の反射面１ａの位相を変える為に浮上させる量
を０．１乃至０．２ｍｍ程度として、弾性部材１１に必
要とされる変形ストロークを小さくし回転鏡ｌを浮上さ
せたときでも弾性部材１１から回転鏡１にかかる力が５
ｋｇを越えないようにする必要がある。

また、本実施例では１回転鏡１のシャフトないし回転軸
２２と接する部分１００を小さくして、回転ａｔを浮上
させる際や回転鏡１をシャフト２２の回りで回転させて
その位相を変える際に、シャフト２２との間の摩擦作用
が大きくならないように工夫している。この摩擦軽減手
段としては、第５図に示すように、シャフト２２の該当
部分を一部において凹形状部２２０に加工しても同じ効
果が得られる。

上述のように回転鏡１を自動調整機６０で浮上させるの
に併せて、モータ２のケース２６より突出しているシャ
フト２２を自動調整機６０のクランプ部６２で固定する
。これにより、フランジ２１の位置を固定する。この場
合、モータ２の形状に制約があってシャフト２２を下方
に突出させることができなければ、ロータ２０の側部を
保持したりまたシャフト２２の上部を保持して、フラン
ジ２１０位雪を固定すればよい。

こうして、回転ｆｉｌを矢印Ａのように回転させてその
位相を種々に変え、各位相位置で実際にビームを偏向走
査させてピッチむらが小さくなる位相位置を見い出せば
、そこで調整が完了する。

次に、第６図乃至第８図により他の実施例を説明する。

第６図は、回転鏡１の底面に一対の溝ないし穴１１０を
設けた実施例を示し、この穴１１Ｏに自動調整機の爪６
１ａが引っ掛かるので回転鏡ｌの浮上及び位相変化をし
やすくしている。

第７図は回転鏡ｌの上面の一部を鏡面１１１としてマー
クを形成した実施例を示す。前述の如く、位相とピッチ
むら量との間には第４図の正弦曲線で示すような関係が
ある為、フランジ２１と回転鏡ｌの位相関係を直接検出
できれば、その都度各位相位雪でピッチむらを見る必要
がなくなりその位相の検出のみで調整が完了してより早
（調整できることになる。そこで、回転鏡１の上方に不
図示の位置検出センサを設置して回転鏡１のマーク１１
１かもの反射光を検出すれば、回転鏡１の位相が検出で
きる。こうして、この実施例では効率的に調整ができる
。

第８図の実施例では、回転ｍｌを上から規制している弾
性部材１１ａの力が作用する位置Ｂを、自動調整機の爪
６１が回転鏡１に係合する周辺に対応する上部にしてい
る。これにより、回転鏡１に剪断力による歪が生じにく
（なっている、この実施例の弾性部材１１ａは１図示の
如（、上から見て長く伸びた菱形、横から見て単なる山
形の形態なので、前述の星形の形状のバネよりもバネの
有効ストロークを長くでき、バネの機能低下なども少な
くなってより好ましい形状を持つといえる［発明の効果
］ ４゜ 以上の構成により、本発明においては、走査線のピッチ
むらを偏向反射面の倒れ以外によるものなど（例えば装
置の振動によるもの）の最小限にすることができ、近年
型まれている記録画像の高品質化に資することができる
。

更に、組み立て後に回転鏡の位相位置を調整できるので
、組み立てられたすべての走査光学装置において、組立
時のばらつきが解消されてフランジ面の傾斜方向と回転
鏡の反射面を平行にでき走査ピッチむらを小さく押える
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の断面図、第２図はその概略
構成図、第３図は回転鏡の位相位置を調整する方法を説
明する図、第４図は回転鏡の位相位置とピッチむら量の
関係を示すグラフ図、第５図は変形例を示す図、第６図
、第７図、第８図は夫々他の実施例を示す図である。 １・・・回転鏡、１ａ・・・反射面、２・・・・駆動モ
ータ、１１．ｌｌａ・・・弾性部材、２１・・・フラン
ジ、２２・・・回転軸、６０・・・自動調整機、６１．
６１ａ・・・・爪、６２・・・クランプ部、１００・・
・・回転鏡の嵌合部、１１０・・・回転鏡の穴、１１１
・・・回転鏡のマーク、２２０・・・・回転軸の凹形状
部

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、光源からの光ビームを回転鏡の偏向反射面で偏向走
   査し、結像光学系により被走査面上に結像する走査光学
   装置において、 回転鏡が付勢手段により、回転鏡駆動モー タの回転軸と一体的な回転鏡取り付け部の取り付け面に
   押し付けられており、回転鏡を付勢手段に抗して取り付
   け面より離すことができ、このとき、回転鏡と回転軸と
   が相対回転できる構成となった走査光学装置。 ２、光源からの光ビームを回転鏡の偏向反射面で偏向走
   査し、結像光学系により被走査面上に結像する走査光学
   装置において、 回転軸と、この回転軸に固定されていて回 転鏡の外接円よりも小さい回転鏡取り付けフランジと、
   この取り付けフランジと一体的なロータを有する回転鏡
   駆動モータのこの回転鏡取り付けフランジに、側部に対
   向的に一対の偏向反射面を有する回転鏡が、ロータとの
   間に少なくとも一部において隙間を有して取り付けられ
   ており、この回転鏡は弾性部材により回転鏡取り付けフ
   ランジに押し付けられてその位置を規制されている走査
   光学装置。 ３、前記回転鏡は、回転軸に嵌合される部分がその回転
   鏡の厚みより小さく形成されている請求項１又は２記載
   の走査光学装置。 ４、前記回転軸は、回転鏡と嵌合する部分に凹形状部を
   有する請求項１又は２記載の走査光学装置。 ５、前記駆動モータは、回転軸を支持する軸受を保持す
   るモータケースを有し、このモータケースの上下に回転
   軸が突出している請求項１又は２記載の走査光学装置。 ６、前記回転鏡は、その底面に一対の穴ないし溝が形成
   されている請求項１又は２記載の走査光学装置。 ７、前記回転鏡の上面に鏡面のマークが形成されている
   請求項１又は２記載の走査光学装置。 ８、前記弾性部材は前記隙間のある部分に対応する回転
   鏡の位置に力を作用させている請求項２記載の走査光学
   装置。 ９、回転鏡を回転鏡駆動モータの回転軸に対して相対回
   転させて、回転軸と一体的な回転鏡取り付け部ないしフ
   ランジに対する回転鏡の位相位置を調整するための請求
   項１乃至８のいずれかに記載の走査光学装置用調整装置
   において、回転軸を固定するためのクランプ部と、回転
   鏡を付勢手段ないし弾性部材に抗して回転鏡取り付け部
   ないしフランジから離しつつ回転鏡を回転軸に対して回
   転するための爪部とを有する調整装置。