JPH0643379A - 光偏向器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 防塵と風損を低減し、小電力かつ小型化した
光偏向器を得る。 【構成】 複数の反射鏡面４−１間を区画する稜部８に
接することなく回転多面鏡４の外周と上面とを覆って多
面鏡４と共に回転する円筒形の透明体からなる多面鏡カ
バー６を備えた。 【効果】 光偏向の機能を阻害することなく、高速回転
でも回転多面鏡の端部の空気抵抗、いわゆる風損トルク
を低減することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数の反射鏡面を外周
面にもつ回転多面鏡を有し、その回転による当該反射鏡
面で反射偏向される光ビームで画像担体あるいは記録部
材を走査する光偏向器に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、レーザ等の光源から出射された
光ビームで画像担体を走査してその画像を読み取る画像
読取装置、あるいは画像信号や文字信号（以下、画像信
号等という）で変調された光ビームで記録媒体を走査し
て画像の記録を行う画像記録装置では、上記光ビームを
走査するための手段として多数の反射鏡面を外周に有す
る回転多面鏡が用いられる。

【０００３】図５は従来のこの種の光偏向器を用いた画
像記録装置の概略構成の説明図であって、１は駆動モー
タ、２はその回転軸、４は回転多面鏡、４−１は回転多
面鏡を構成する複数の反射鏡面、１０はレーザ、１１は
コリメータレンズ、１２は集光光学系、１３は記録媒体
である感光体、２０は防塵カバー、２１はガラス窓、２
２は空気流入口、２３は空気流出溝である。

【０００４】同図において、回転多面鏡４は駆動モータ
１の回転軸と連接する回転軸２に固定されており、駆動
モータ１の回転により回転軸２を中心に矢印Ａ方向に回
転される。半導体レーザあるいはガスレーザ等のレーザ
１０から出射される光ビームは、図示しない変調手段に
よって画像信号等で変調され、回転多面鏡４の反射鏡面
４−１に入射する。

【０００５】回転多面鏡４の反射鏡面４−１で反射され
た光ビーム（反射光ビーム）は集光光学系１２を通して
感光体１３に投射される。この反射光ビームは回転多面
鏡４の矢印Ａ方向の回転に伴って矢印Ｂ方向に偏向され
て感光体１３上を主走査する。これと共に感光体１３の
矢印Ｃ方向の回転により副走査が行われて当該感光体１
３上に２次元の画像が形成される。

【０００６】通常、回転多面鏡４は空気中のむきだしの
状態で使用されるが、回転多面鏡４の反射鏡面４−１に
空気中の塵埃が付着するのを防止するために駆動モータ
１を含めた偏向器全体に防塵カバー２０が被覆されてい
るものもある。このような防塵カバーを取付けたもので
は、その防塵カバー２０にレーザ１０から反射鏡面４−
１に入射する光ビームとその反射光ビームを通過させる
ための開口２１が設けられる。この開口２１にガラス等
の透明部材を取りつけて塵埃の侵入を阻止するのが望ま
しい。

【０００７】また、防塵カバー２０には空気流入口２２
と空気流出溝２３が形成されており、高速回転する回転
多面鏡４と駆動モータ１からの熱が滞留して当該回転多
面鏡４の熱変形を防止している。しかし、この空気流入
口２２と空気流出溝２３は必ずしも設ける必要はない。
図６は上記従来の光偏向器の概略構造を説明する斜視図
であって、１ー１は駆動用モータの鍔部、３はミラー支
持部材、３ー１はミラー台座、５はネジ、図５と同一符
号は同一部分に対応する。

【０００８】同図において、駆動用モータ１の回転軸２
には、ミラー支持部材３が固着されている。このミラー
支持部材３には回転多面鏡４が嵌挿されてミラー台座３
ー１を介しネジ５にて締結されている。また、鍔部１−
１は駆動要モータ１に固着されている。回転多面鏡４
は、その軸方向の上方から見た上面形状が正多角形を成
しており、その周側面（すなわち、外周）には多数の反
射鏡面４−１を有している。

【０００９】上記したように、レーザ１０から回転多面
鏡４に入射した光ビームは反射鏡面４−１で反射され
る。回転多面鏡４が回転すると、該反射光ビームは徐々
にその進行方向が偏向され、感光体１３上を主走査す
る。回転多面鏡４の回転が進んで、次の第２の反射鏡面
が回転して来ると、今度は光ビームはこの第２の反射鏡
面に入射する、この反射鏡面でも、第１の鏡面と同様に
して偏向が行われる。従って、反射光ビームは、一定の
角度範囲で感光体１３を走査することになる。そして、
この走査速度は回転多面鏡４の回転速度４に依存する。

【００１０】なお、この種の光偏向器に関する従来例と
しては、特開平３−６３６１６号公報や特開平１−２０
１６２０号公報は知られている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】防塵カバーを持たない
回転多面鏡がむきだしの光偏向器では、高速回転になる
程必要な回転トルクが増えて消費電力が増加するために
駆動モータが大きくなる。また回転の上昇に伴って温度
上昇も著しく大きくなり、この温度上昇と遠心力により
回転多面鏡に変形が発生して回転精度や振動等に影響を
与え、光偏向器のみならず光学装置全体の性能を劣化さ
せるという問題があった。

【００１２】すなわち、この種の光偏向器は、高精度化
はもとより、高速化が開発課題であり、その高速回転を
実現するためには駆動モータの効率を改善して消費電力
を最小にしなければならない。しかしながら、回転多面
鏡がむき出しのものでは高速回転時に回転多面鏡の端部
における空気抵抗が増加して、いわゆる風損トルクが増
え、これが消費電力を増加させる原因の１つとなってい
た。

【００１３】前記図５に示したような回転多面鏡と駆動
モータを含む全体を防塵カバーにより密封したもので
は、レーザから回転多面鏡に光ビームを入射させるため
の開口を必要とするが、この開口の影響で風きり音が発
生し、騒音が著しく大きくなるという欠点があった。ま
た上記開口にガラス板を設置して密封し、風切り音の発
生の防止と塵埃の侵入を阻止したものもあるが、開口密
封すると熱の逃げ道が無くなり、温度上昇を低減するこ
とが難しくなると共に、部品点数が増えてコスト高にな
るという欠点もある。

【００１４】このように、従来構造の光偏向器は、消費
電力の増大，温度の上昇，コスト高という問題があり、
また光偏向器全体を包みこむカバーを備えたものでは熱
消散性能が減殺され、また小型化にも限界がある。本発
明の目的は、上記した従来技術の諸問題を解消した優れ
た機能の光偏向器を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、複数の反射鏡面を有した回転多面鏡を備
え、その回転により光ビームを偏向する光偏向器におい
て、回転する透明な材質であるカップ形状の回転多面鏡
カバーにて前記回転多面鏡をその反射鏡面間の稜部に接
することなく覆い、回転多面鏡と共に回転する円筒形の
多面鏡カバーを設けた構成としたことを特徴とする。

【００１６】すなわち、本発明は、駆動モータ１の回転
軸２に固定された回転多面鏡４を有し、前記回転多面鏡
を構成する複数の反射鏡面４−１で反射した光ビームに
より読取部材あるいは記録部材を走査する光偏向器にお
いて、前記複数の反射鏡面４−１間を区画する稜部８に
接することなく前記回転多面鏡４の外周と上面とを覆っ
て多面鏡４と共に回転する円筒形の透明体からなる多面
鏡カバー６を備えたことを特徴とする。

【００１７】また、前記多面鏡カバー６の上面にその回
転中心と同軸に形成された回転バランス修正用溝７を設
けたこと、前記多面鏡カバー６の中心に前記駆動モータ
１の回転軸２に固定したミラー支持部材３に挿通する中
心孔を設けたことを特徴とする。

【００１８】

【作用】上記構成とした本発明によれば、回転する透明
な材質である円筒状の多面鏡カバー６にて前記回転多面
鏡４をその反射鏡面４−１間の稜部８に接することなく
覆って、この回転多面鏡４と共に回転する多面鏡カバー
６を設置したことにより、回転多面鏡４の光ビームの偏
向の機能を阻害することなく、高速回転時における当該
回転多面鏡の端部の空気抵抗，いわゆる風損トルクが低
減され駆動モータの消費電力を低減させることが可能と
なる。

【００１９】そして、本発明における上記多面鏡カバー
６を透明な円筒体としたことにより、高速回転における
風切り音が発生することがなく、また、この多面鏡カバ
ーを回転多面鏡４のみを覆う構成であるため、駆動モー
タ１の発熱が回転多面鏡４に伝達されることがない。こ
れによって、駆動モータ１に不要な負荷が加わらず、全
体として小型，軽量，静粛な光偏向器を提供できる。

【００２０】また、上記多面鏡カバー６の上面に、その
回転軸と同軸のバランス修正溝７を形成したことによ
り、光偏向器の組付け公差等で生じる回転アンバランス
を容易に修正することができる。さらに、上記多面鏡カ
バー７の中心に、前記駆動モータ１の回転軸に固定した
ミラー支持部材に挿通する中心孔を設けたことにより、
多面鏡カバー６と回転多面鏡４とを緊密に一体化するこ
とができ、動作中での重心の偏りの発生を防止できる。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の実施例、図面を参照して詳細
に説明する。図１は本発明による光偏向器の１実施例を
説明する概略斜視図であって、１は駆動モータ、１−１
はモータ鍔部、２は回転軸、３はミラー支持部材、３−
１はミラー台座、４は回転多面鏡、４−１は反射鏡面、
５はネジ、６は多面鏡カバー、６−１は外周円筒部、６
−２は中心孔、７はバランス修正溝、８は稜部である。

【００２２】同図において、駆動モータ１には鍔部（モ
ータ鍔部）１−１が固定されており、このモータ鍔部１
−１に対して駆動モータ１と反対側に回転多面鏡４は取
り付けられる。回転多面鏡４は駆動モータ１の回転軸２
に固定されたミラー支持部材３と連接するミラー支持台
３−１に載置された状態でネジ５により固定される。

【００２３】回転多面鏡４はその外周に複数の反射鏡面
４−１を有し、この反射鏡面４−１間を区画する稜部８
とは間隔をもって内周壁が位置するように透明部材から
なる円筒形の多面鏡カバー６が設置される。多面鏡カバ
ー６は、この中心孔６−２をミラー支持部材に嵌挿する
と共にミラー台座３−１に回転多面鏡４を固定するネジ
５で上記回転多面鏡４と共に緊密な一体的固定がなされ
る。

【００２４】また、多面鏡カバー６の上面には、回転軸
２と同軸のバランス修正用溝７が形成されており、組み
付け時等にこのバランス修正用溝７の幅あるいは深さを
加工して正確な回転バランスの調整を行うことができる
ようになっている。多面鏡カバー６は中心孔６−２を介
してミラー支持部材３に回転多面鏡と同心に嵌挿されて
ミラー台座３ー１にネジ５にて締結されているが、この
中心孔を回転軸２に直接嵌挿又は固着するようにしても
よい。なお、これに代えてミラー支持部材３と固定して
もよい。

【００２５】多面鏡カバー６で覆った回転多面鏡４を固
定支持するミラー支持部材３はモータ鍔部１−１とは間
隔をもって回転する。この回転により、回転多面鏡４の
周囲には空気の粘性によって、空気の流れが発生する。
しかし、この回転多面鏡４の周囲の空気の流れによる抵
抗は、前記回転多面鏡４を介してネジ５によって一体的
に締結固定された多面鏡カバー６の外周円筒部６ー１の
存在によってその空気流の攪乱が抑えられる。すなわ
ち、多面鏡がむき出しの場合に比べて、カバー付の方が
格段に空気の攪乱が抑えられる。

【００２６】また、多面鏡カバー６の軸方向の上面には
バランス修正用溝７が設けられており、回転バランスの
修正を可能としているため、組付け時や使用時でのバラ
ンス調整を可能としている。多面鏡カバー６は光ビーム
を透過する必要があるために、樹脂やガラス等の透明な
材質のものを使用する。

【００２７】なお、上記の説明では、多面鏡カバー６と
ミラー台座３−１に接合部については特に言及しなかっ
たが、この接合部を接着材等で固定してもよい。図２は
本発明による光偏向器の要部構造を説明するための図１
のＸーＸ断面図であって、図１と同一符号は同一部分に
対応する。同図において、多面鏡カバー６は、外周円筒
部６ー１とその上面およびミラー台座３ー１とで回転多
面鏡４を包んで覆うように外設されているため、回転多
面鏡４の周囲の空気流には擾乱が発生することが少な
い。従って、多面鏡カバー６が存在しない従来の前期光
偏向器に比べて、空気抵抗が著しく少なくなる。そし
て、唯一空気抵抗があるのは、主に多面鏡カバー外周円
筒部６ー１と回転体の軸方向の面だけとなる。しかし、
多面鏡カバー外周円筒部６ー１と回転体の軸方向の面は
共に滑らかに形成されているため、空気抵抗は少なくな
る。

【００２８】なお、図２では多面鏡カバー６の外周円筒
部６ー１がミラー台座３ー１に嵌挿された構成としてい
るが、両者間に間隙を設けても良い。但し、この間隙を
設けると、隙間のないものに比べて空気抵抗の減少効果
が小さくなる。図３は本発明による回転多面鏡の多面鏡
の他の実施例を説明するための前記図２と同様の断面図
であって、図２の実施例と異なる点は、多面鏡カバー６
の外周円筒部６ー１に対し、ミラー台座３ー１が外周方
向に延長されている点で、この延長部分に多面鏡カバー
６を載置した構成としたものである。

【００２９】なお、上記実施例と同様に、多面鏡カバー
６とミラー台座３−１を接着材等で固定してもよく、あ
るいはミラー台座３−１に多面鏡カバー６の下部外周端
を嵌合する環状の溝を設けることにより、両者を固定し
てもよい。この実施例によっても前記図１の実施例と同
様の効果を得ることができる。図４は本発明による光偏
向器の各実施例に共通する回転多面鏡と多面鏡カバーの
相対設置位置関係を説明する平面図であって、前記実施
例と同一の符号は同一部分に対応する。

【００３０】同図において、多面鏡カバー６の外周円筒
部６ー１の内周壁は、回転多面鏡４を構成する反射鏡面
４−１とは間隔をもって設置される。すなわち、この多
面鏡カバー６の外周は、回転多面鏡４の半径Ｒより大き
い半径ｒで円筒状をなし、外周円筒部６−１の内周壁は
半径ｒに対してｔなる厚さで形成され、（ｒ−ｔ）≧Ｒ
とされている。このため、多面鏡カバー６の外周円筒部
６−１の内周壁が回転多面鏡４に接することがなく、反
射鏡面４−１間にある稜部８が上記内周壁に接触してい
ることに起因する当該反射鏡面４ー１の歪みがなく、か
つ多面鏡カバー６を反射鏡面４−１に接触させることな
く安全に取り付けることができる。

【００３１】このように、回転多面鏡４と共に回転する
透明な材質からなる円筒状の多面鏡カバー６にて、該回
転多面鏡４をその反射鏡面間の稜部８に接することなく
覆うとともに、反射鏡面４−１の外周を取り巻く多面鏡
カバー６を駆動モータの発熱から隔離し、空気流の擾乱
発生を低減する構成としたたため、光偏向の機能を害す
ることなく、高速回転でも回転多面鏡の端部の空気抵
抗、いわゆる風損トルクを小さくして駆動モータの消費
電力の増大を低減させることが可能となる。

【００３２】

【発明の効果】以上述べた如く、本発明によれば、透明
な材質からなる円筒状の多面鏡カバーを回転多面鏡の反
射鏡面間の稜部に接することなく当該回転多面鏡覆って
固定し、駆動モータとは熱的に隔離することにより、光
偏向の機能を阻害することなく、高速回転でも回転多面
鏡の端部の空気抵抗、いわゆる風損トルクを低減するこ
とができる。

【００３３】これにより、駆動モータの消費電力は低減
され、光偏向器全体の小型化を実現することが可能とな
る。そして、光偏向器のみならず、レーザ光源や光学レ
ンズ系等の性能、信頼性を低下させることがなく低コス
トの優れた機能をもつ光走査装置を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による光偏向器の１実施例を説明する
概略斜視図である。

【図２】 本発明による光偏向器の要部構造を説明する
ための図１のＸーＸ断面図である。

【図３】 本発明による回転多面鏡の多面鏡他の実施例
を説明するための図２と同様の断面図である。

【図４】 本発明による光偏向器の各実施例に共通する
回転多面鏡と多面鏡カバーの相対設置位置関係を説明す
る平面図である。

【図５】 従来の光偏向器を用いた画像記録装置の概略
構成の説明図である。

【図６】 従来の光偏向器の概略構造を説明する斜視図
である。

【符号の説明】

１・・・・駆動モータ １ー１・・・・モータ鍔部 ２
・・・・回転軸 ３・・・・ミラー支持部材 ３ー１・
・・・ミラー台座 ４・・・・回転多面鏡 ４ー１・・
・・反射鏡面 ５・・・・ネジ ６・・・・多面鏡カバ
ー ６ー１・・・・外周円筒部 ７・・・・バランス修
正用溝 ８・・・・稜部。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動モータの回転軸に固定された回転多
   面鏡を有し、前記回転多面鏡の外周に形成した複数の反
   射鏡面で反射した光ビームにより読取部材あるいは記録
   部材を走査する光偏向器において、 前記複数の反射鏡面間を区画する稜部に接することなく
   前記回転多面鏡の外周と上面とを覆って共に回転する円
   筒形の透明体からなる多面鏡カバーを備えたことを特徴
   とする光偏向器。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記多面鏡カバーの
   上面にその回転中心と同軸に形成された回転バランス修
   正用溝を設けたことを特徴とする光偏向器。
3. 【請求項３】 請求項１または２において、前記多面鏡
   カバーの中心に、前記駆動モータの回転軸に固定したミ
   ラー支持部材に挿通する中心孔を設けたことを特徴とす
   る光偏向器。