JPH0263010A

JPH0263010A - 走査光学装置

Info

Publication number: JPH0263010A
Application number: JP63215587A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Sugiura; 義則杉浦
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1988-08-30
Filing date: 1988-08-30
Publication date: 1990-03-02
Anticipated expiration: 2013-02-10
Also published as: JP2712034B2

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、レーザアライナ、バー
コード読取装置等に使用され、レーザビームを光偏向手
段により偏向走査する走査光学装置に関するものである
。

（従来の技術）従来から、走査光学装置では１回転多面鏡が、その回転
の安定性、高速性から広く利用されている。この非常に
有利性のある回転多面鏡も、フランジに取付ける際の傾
きによる回転面の倒れによる走査位置にばらつきが生ず
るという問題がある。特に移動する感光ドラム上に記録
情報に応じて変調された解像度の高い静電潜像を形成す
るレーザビームプリンタでは、走査線間隔にばらつきが
生ずるピッチむらとなり、記録画像が劣化してしまう、
このようなピッチむらは回転多面鏡の一回転の周期で正
確に現れるもので、これを防止する手段として、倒れ補
正光学系を使用して回転多面鏡の面倒れの影響が少な・
くなるような光学系が開発されている。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、光学的に回転多面鏡（ポリゴンミラー）
の面倒れを補正する手段は複雑な光学系とそれを保持す
る高精度なフレームが必要であって、コストアップの要
因になっていた。従来の倒れ補正光学系はポリゴンミラ
ー手前に配置されたシリンドリカルレンズとポリゴンミ
ラー後に配置されたトーリックレンズを用いた手段と、
ポリゴンミラー手前に配置されたシリンドリカルレンズ
と感光ドラム面近くに配置されたもう一枚のシリンドリ
カルレンズを用いた手段との、主に二種類が実用化され
ている。これらいずれの手段も複雑でコストも高く、調
整に時間がかかるという問題点を有していた。

第４図は倒れ補正走査光学装置の従来例を示しており、
同図において、２は回転回転鏡（ポリゴンミラー）９を
回転駆動するためのモータ、３は光源であるところのレ
ーザ装置、７はシリンドリカルレンズ、８はトーリック
レンズを含む結像レンズ群である。５は感光ドラム、６
は走査開始側に設けられた水平同期信号検出器である。

また、従来のレーザビームプリンタはプリント枚数が毎
分８枚程度のものが主流であり、ポリゴンミラーの面数
が６面で画像密度が３００ＤＰＩのときのポリゴンミラ
ー駆動モータの回転数は約５５０゜ｒｐｍとなっていた
。しかし、プリント枚数が毎分４枚程度のプリント枚数
になると、ポリゴンモータの回転数は２７５０ｒｐ■と
なり、該ポリゴンモータの回転数が低く回転むらが発生
しやすくなるため、高精度の回転制御回路と高い慣性を
持ったロータが必要になり、コスト高になる問題がある
。

このような倒れ問題を解決し、更にレーザビームプリン
タのプロセススピードに対しても設計の自由度が大きい
走査光学装置を、本出願人は先に特願昭６２−１９９１
５号で提案した。この特願昭６２−１９９１５号は、回
転多面鏡の周囲に光偏向に使用する使用部と光偏向に使
用しない非使用部を設けたものである。

本発明は、特願昭６２−１９９１５号に更なる改良を加
えたもので、第１にコンパクトでも走査角の広い回転鏡
、第２に空気抵抗の少ない回転鏡、第３に鏡面の加工精
度を低下させることのない、第４に作業用孔を設けた回
転鏡、取付基準面の硬度のアップ処理をした回転鏡、そ
して、鏡面の内接円径以下の直径の基準座を設けた回転
鏡のいづれかを有した走査光学装置を提供することにあ
る。

（課題を解決するための手段）上記第１の目的を達成する発明は、光ビーム発生手段か
ら出射された光ビームを回転鏡により光偏向する走査光
学装置において、前記回転鏡はその周囲に光偏向に使用
する使用面部と光偏向に使用しない非使用面部を有し、
該使用面部と該非使用面部とが回転中心を挟んで互いに
対向する向きに形成され、使用面部の対向距離が非使用
面部の対向距離よりも短いことを特徴とする。

上記第２の目的を達成する発明は、光ビーム発生手段か
ら出射された光ビームを回転鏡により光偏向する走査光
学装置において、前記回転鏡はその周囲に光偏向に使用
する使用面部と光偏向に使用しない非使用面部を有し、
該使用面部と該非使用面部との二面接合部分がアール形
状に形成したことを特徴とする。。

上記第３の目的を達成する発明は、光ビーム発生手段か
ら出射された光ビームを回転鏡により光偏向する走査光
学装置において、前記回転鏡はその周囲に光偏向に使用
する使用面部と光偏向に使用しない非使用面部を有し、
且つ、非使用面部から回転鏡のほぼ回転中心を通る直線
上に貫通孔を設けたことを特徴とする。

上記第４の目的を達成する発明は、光ビーム発生手段か
ら出射された光ビームを回転鏡により光偏向する走査光
学装置において、前記回転鏡はその周囲に光偏向に使用
する使用面部と光偏向に使用しない非使用面部を有し、
前記回転鏡は該使用面部の面と直交する回転鏡の取付基
準面を有し、該基準面を回転鏡の素材の表面硬度よりも
硬くなるように処理したことを特徴とする。

上記第５の目的を達成する発明は、光ビーム発生手段か
ら出射された光ビームを回転鏡により光偏向する走査光
学装置において、前記回転鏡はその周囲に光偏向に使用
する使用面部と光偏向に使用しない非使用面部を有し、
前記回転鏡は該使用面部の面と直交する回転鏡の取付基
準面を有し、該基準面は回転鏡の回転中心を中心とし、
前記使用面部に内接する円の直径に等しいか、または小
さい円形をしていることを特徴とする。

（作　用）上記の構成を有する第１の発明にあっては、使用面部の
対向距離が非使用面部の対向距離よりも短′〈シたこと
によって、コンパクトでも広い走査角が得られる。

第２の発明にあっては、使用面部と非使用面部との二面
接合部分をアール形状としたことによって、回転鏡を回
転させた際に空気抵抗が小さくなる。

第３の発明にあっては、非使用面部から回転鏡のほぼ回
転中心を通る直線上に貫通孔を設けたことによって、こ
の貫通孔を作業用孔として使用すれば、鏡面の加工精度
に影響を与えない。

第４の発明にあっては、取付基準面を回転鏡の素材の表
面硬度よりも硬くなるように処理したことによって、取
付基準面の傷つきが防止される。

第５の発明にあっては、取付基準面を回転鏡に内接する
円の直径以下の円形にしたことによって、加工精度がよ
くなる。

（実施例）以下に本発明を図示の実施例に基づいて説明する。第１
図は本発明の実施例を適用したレーザビームプリンタを
示す概略図で、ｌは回転鏡、２は回転鏡ｌを駆動するた
めの駆動モータ、３は光ビーム発生手段であるところの
レーザ光源で、記録情報に応じて変調されたレーザビー
ムを発生する。４はｆθレンズ、５は感光ドラム、６は
水平同期信号を得るための同期信号検出器である０回転
鏡ｌは１ａ、１ｂの光偏向に使用する２面の使用面部（
以下鏡面と言う）を有していて、ｌｃ。

ｌｄは鏡面加工されていない非使用面部であり曲線形状
をしている。

レーザ光源３から照射された記録すべき情報に応じて変
調されたレーザビームは回転鏡ｌの回転により主走査方
向（矢印Ｂ方向）に走査されるとともに、感光ドラム５
の移動方向の副走査方向（矢印Ｃ方向）にライン走査さ
れる。

感光ドラム５の有効走査領域外の特定位置でのレーザビ
ームを同期信号検出器６で受け、この同期信号によりレ
ーザ光源の変調開始時点が決定される。

感光ドラム５の周囲には、帯電器、現像器、転写器、ク
リーニング器等の不図示のプロセス手段が配置されてい
る。

１ｅ、１ｆは貫通孔で１回転鏡ｌの回転軸と軸対称に非
使用面部近傍に設けられている。この孔ｌｅ、Ｉｆは大
きさが夫々等しく、回転軸を中心にした半径上に１８０
度向かい合っていて、勤バランスを損ねることがないよ
うに設けられている。また高精度な鏡面から離れている
ため、作業用の孔として多少の力を加えても鏡面１ａ、
ｌｂへの影響は全くない、孔が貫通孔であることのメリ
ットとして、複数の回転鏡を重ねて、この貫通孔を串刺
しにして機械加工したりコーティング処理をしたりでき
るため、−度に多数の回転鏡を加工でき、コストダウン
も可能で、また、加工精度のばらつきも少なくなる。

このように、貫通孔１ｅ、ｉｆは複数枚の回転鏡を重ね
るときにも都合がよく、鏡面と平行に穿設されているこ
とが望ましい、そして、回転鏡ｌは鏡面１ａ、ｌｂの対
向距離を非使用面部１ｃ。

ｌｄの対向距離よりも短くして、コンパクトでも走査角
が広い回転鏡を可能にしている。ここで、回転鏡ｌの大
きさは加工精度や加工法、また変形等から最適な形状が
決定されるもので、むやみに小さくはできない。

第２図は有効な回転鏡の一例を示したもので。

回転鏡ｌの面数が少ないときに角部（二面接合部）で発
生する空気抵抗や乱気流を防止する効果を付加したもの
である。即ち、回転鏡ｌの鏡面ｌａ、ｌｂ間距離は約り
４ｍ組鏡面の走査方向の長さは約１４ｍ−で非使用面部
１ｃ、ｌｄへ連続的につながっている。鏡面部１ａ、ｌ
ｂから非使用面部１ｃ、ｌｄにかけ連続的に曲率半径が
変化している。これは回転鏡ｌが高速で回転した時に発
生する空気流が鏡面１ａ、ｌｂと非使用面部ｌｃ、ｌｄ
の交点付近で乱気流を起こして鏡面ｌａ、ｌｂの角部に
空気中のごみが付着し易くなるのを防止する目的である
。鏡面１ａ、ｌｂから非使用面部１ｃ、ｌｄへ滑らかな
曲率の変化を付けることで、鏡面１ａ、ｌｂ付近の乱気
流を防ぐことが可能になる。

非使用面部１ｃ、ｌｄ間の距離は、約２０ｍｍで曲率を
有していて１回転鏡１の取付基準面の直径は鏡面間距離
と等しいか、僅かに小さいことが望ましく、直径１３■
鵬程度である。これらのことから、半径８ｇ腸の位置に
直径２鳳腸程度の孔が穿設される。このように、取付基
準面の外側に貫通孔を設ければ、貫通孔近傍で起りがち
な歪みの影響が基準面に伝わらないからである。即ち、
第３図は回転鏡ｌの駆動モータ２への取付基準面を示し
た図で、１ｇは回転鏡１の鏡面１ａ、ｌｂに内接する円
形状かあるいは、それよりも小さい円形状をした取付基
準面である。

もし、この取付基準面１ｇが内接円径よりも大きな直径
の基準面であるとすると、旋盤で基準面の切削加工時に
鏡面の下の部分で切削がとぎれて、いわゆる断続切削に
なって旋盤のバイトがビビリ振動を起こして平面精度が
悪くなる。基準面１ｇを回転鏡１の鏡面１ａ、ｌｂの内
接円径以下の円形状にすれば、基準面ｔｇの加工時に切
削がとぎれることがなく、連続的に切削でき、基準面Ｉ
ｇの加工精度が向上する。

さらには、少なくともこの基準面１ｇにハードクロムま
たはニッケルメッキ、アルマイト処理等の表面処理をす
ることで基準面１ｇを硬くでき。

傷付きの防止ができる。

本実施例の回転鏡は１本出願人が先に特願昭６２−１９
９１５号で提案したように、鏡面をポリゴンモータの回
転鏡取付はフランジの傾斜に沿って配置するよう調整さ
れるもので、その調整法は、２鏡面の倒れを測定しなが
ら倒れが最少になるよう回転鏡とフランジとの回転位相
を調整するものである。しかしながら、これらの調整時
に回転鏡とフランジとの間にゴミが入ると、回転鏡の取
付は基準面に傷が入ってしまい、傷の周囲が盛上がって
回転位相調整を不可能してしまう、また回転鏡の材質が
アルミニウムで軟らかく傷付き易いため、ゴミを噛まな
くもフランジに接触するだけで、フランジ面の細かな凹
凸でも傷が付くこともあり、その傷も圧力を加えると潰
されて変化してしまうため、回転鏡の回転位相調整をす
るために回転鏡をフランジに対して着脱をするたびに傷
が変化して回転鏡の傾きが変化してしまう。このように
回転鏡の着脱時にゴミを噛まないように注意することは
できるが、回転鏡の取付は基準面が軟らかいと、たとえ
ゴミを噛まなくても着脱により傷がついてしまい調整不
可能になってしまうのである。

従来の回転鏡では、ポリゴンモータのフランジに回転鏡
をそっと固定した後、動かすことは殆どなく、基準面に
細かな凹凸があっても、回転鏡の取付は基準面はそれに
ならって変形して回転鏡の傾きに影響が及ぼさないため
、回転鏡とフランジとの取付けは回転鏡とフランジとの
間にゴミを噛まないように注意すればよく１回転鏡の取
付は基準面をあえて硬くする必要がなかった。

以上説明したような欠点を回避するためには。

回転鏡の取付は基準面を硬くして傷付きずらくすれば回
転位相調整が容重になるばかりか、回転鏡の傾きの経時
変化を少なくすることもできる。

こうして、傷のない取付基準面１ｇが得られ駆動モータ
２への取付精度が向上する。

（発明の効果）以上説明したように、本発明によれば回転鏡の形状を工
夫することによって走査角の広い、空気抵抗の少ない、
鏡面精度に影響を与えない作業孔を有した。傷付きの無
い硬い基準面の、精度の高い基準面を備えた回転鏡によ
り、高品位の画像記録が可能になるという効果を奏する
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の・一実施例を適用したレーザビームプ
リンタの概略図、第２図は回転鏡の他の実施例を示す斜
視図、第３図は回転鏡の他の実施例を示す斜視図、第４
図は従来のレーザビームプリンタを示す概略図である。符号の説明ｌ・・・回転鏡　　　　　１ａ、ｌｂ・・・使用面部ｌ
ｃ、ｌｄ・・・非使用面部ｌｅ、ｉｆ・・・貫通孔　１ｇ・・・取付基準面２・・
・駆動モータ３・・・レーザ光源（光ビーム発生手段）４・・・ｆθ
レンズ　　　５・・・感光ドラム６・・・同期信号検出
器第１図第２図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）光ビーム発生手段から出射された光ビームを回転
鏡により光偏向する走査光学装置において、前記回転鏡はその周囲に光偏向に使用する使用面部と光
偏向に使用しない非使用面部を有し、該使用面部と該非
使用面部とが回転中心を挟んで互いに対向する向きに形
成され、使用面部の対向距離が非使用面部の対向距離よ
りも短いことを特徴とする走査光学装置。
（２）光ビーム発生手段から出射された光ビームを回転
鏡により光偏向する走査光学装置において、前記回転鏡はその周囲に光偏向に使用する使用面部と光
偏向に使用しない非使用面部を有し、該使用面部と該非
使用面部との二面接合部分をアール形状に形成したこと
を特徴とする走査光学装置。
（３）光ビーム発生手段から出射された光ビームを回転
鏡により光偏向する走査光学装置において、前記回転鏡はその周囲に光偏向に使用する使用面部と光
偏向に使用しない非使用面部を有し、且つ、非使用面部
から回転鏡のほぼ回転中心を通る直線上に貫通孔を設け
たことを特徴とする走査光学装置。
（４）前記貫通孔は、前記回転鏡の回転軸にほぼ平行に
設けられている請求項３記載の走査光学装置。
（５）前記貫通孔は、前記回転鏡の回転中心から所定の
半径上に、回転軸に対称な位置に設けられている請求項
３記載の走査光学装置。
（６）光ビーム発生手段から出射された光ビームを回転
鏡により光偏向する走査光学装置において、前記回転鏡はその周囲に光偏向に使用する使用面部と光
偏向に使用しない非使用面部を有し、前記回転鏡は該使
用面部の面と直交する回転鏡の取付基準面を有し、該基
準面を回転鏡の素材の表面硬度よりも硬くなるように処
理したことを特徴とする走査光学装置。
（７）光ビーム発生手段から出射された光ビームを回転
鏡により光偏向する走査光学装置において、前記回転鏡はその周囲に光偏向に使用する使用面部と光
偏向に使用しない非使用面部を有し、前記回転鏡は該使
用面部の面と直交する回転鏡の取付基準面を有し、該基
準面は回転鏡の回転中心を中心とし、前記使用面部に内
接する円の直径に等しいか、または小さい円形をしてい
ることを特徴とする走査光学装置。
（８）前記貫通孔は、前記回転鏡の取付基準面の外側に
設けた請求項３乃至５又は７記載の走査光学装置。