JPH07181416A - 光偏向装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】プリンタなどに用いるに適した光偏向手段たる
回転多面鏡による光束の不整な振れを除去する。 【構成】回転軸に取着した多面鏡に、釣り合わせ用の修
正面を複数個設け及び（または）釣り合わせ用の治具に
多面鏡を着脱する側にこれら修正面を配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の目的】

【産業上の利用分野】この発明は、画像形成装置に用い
るに適した、回転多面鏡を用いる光偏向装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来技術と解決すべき課題】高速で回転する多面鏡を
利用して光束を偏向する手段は、例えばレーザ走査装置
によって画像形成を行う画像形成装置、プリンタなどに
おいてすでに広く実用されている。

【０００３】「図８」はこのような光偏向装置の構成を
示す摸式図であって、図において、レーザドライバ１か
らの電流によってレーザ素子２が発光し、射出されたレ
ーザビームはコリメータレンズ３によって平行光束とな
り、矢印Ｂ方向に高速回転する回転多面鏡４によって反
射された後、ｆθレンズ５を経て像担持体６表面に結像
走査する。

【０００４】このような走査装置では、走査のための偏
向を高精度でおこなうために、反射面の平面性を高度に
維持し、回転軸線のみそすり運動を阻止し、また消費電
力を少なくするなどが要求され、このため鏡面に酸化防
止用の金属蒸着膜を形成したアルミ合金が用いられてお
り。また、とくに動的バランスを高精度に維持する必要
がある。

【０００５】「図９」は回転多面鏡装置の要部構成を示
す断面図で、内面に動圧発生用の溝を形成した円筒状回
転軸２１に形成したフランジ部２７に多面鏡４がねじ止
めされて回転体２４を形成しており、これが不図示の駆
動モータによって回転するものとする。前記回転軸２１
は軸２３に嵌合してあり、前記回転体が高速回転するこ
とによって、前記溝の存在によって空気が吸引され、回
転軸２１と軸２３との間には、半径方向にｅ、軸線方向
にｈの間隙が維持されて回転体２４が回転する。このよ
うな空気軸受は、機械的な接触がないので高い回転精度
が得られることはよく知られているところである。

【０００６】このような構成の場合、まず、前記軸２１
に多面鏡４を嵌挿する際、両者の中心の不一致による不
釣り合いが残るので、これを除去する必要がある。

【０００７】「図１０」に示すように、回転体２４の釣
り合いを取るため、これを治具に乗せて回転させる。こ
の時不釣り合いの存在によって発生する振動をセンサ３
３、３４によって検出し、回転体２４の回転角をセンサ
３５によって検出する。これによって不釣り合いの大き
さと、その発生源の存在する方向を知り、回転軸２１の
設けてある修正面３１、３２に重りを付着させて釣り合
いをとる。このような仕方によって、ＪＩＳに、修正面
偏心ε［μｍ］と回転体の角速度から定義される釣合の
良さを示す値があるが、上記の手段によって釣合の良さ
としてＧ０．３異滋養の物が得られる。上記のような釣
り合わせ方法によって高速回転体の不釣り合いを充分に
除去でき、高性能の光偏向装置を得ることができる。

【０００８】併しながら、近来各種画像形成装置におい
て高画質化が要請されてきており、このためレーザビー
ムスポットの小径化、回転多面鏡の面精度の高精度化が
進んできている。そのため、回転多面鏡の直径、厚みが
大きくなる傾向がある。これを例示すると、従来の回転
多面鏡が、外径６０ｍｍ、厚み５ｍｍ、重量５０ｇ程度
であったのが、高画質用の回転多面鏡では、それぞれ８
０ｍｍ、１３ｍｍ、１１０ｇと大型化しているのが実態
である。

【０００９】ところで、前記回転軸２１の外径７２と内
径７１との間に、たとえば「図１１」に示すように、２
μｍの偏心がある場合、前述のように、該軸の外径を基
準として釣り合いをとって、０ｍｍｇ．ｍｍに持ち込ん
でも、上記の偏心量たる２μｍを回転半径として回転体
２００ｇが回転させられるから、不釣り合いの大きさが
４００ｍｍｇ．ｍｍ残ることになる。この不釣り合いは
前述の仕方では取りきれず、回転多面鏡の重さが大きい
程影響が大となり、多面鏡の振動が大きくなって画質の
劣化を招来することになる。

【００１０】このような問題を回避すべく、回転体２４
を軸２３に挿入したまま釣り合いを取ることが考えられ
るが、この場合、従来と同様修正面３１、３２を用いて
釣り合いを取ると、回転体の取付け、取り外しをくり返
す必要が生じ非能率でコストアップの原因となるので好
ましくない。高画質用の大重量の多面鏡の場合には、釣
り合わせるための重りも余計に必要となるという問題が
ある。

【００１１】本発明はこのような現状に鑑みてなされた
ものであって、前述のような高画質用の大型の回転多面
鏡の場合にも釣り合い有効に取り得るような光偏向装置
を提供することを目的とするものである。

【００１２】

【発明の構成】

【課題を解決する技術手段、その作用】上記の目的を達
成するため、本発明は、回転軸に支持した回転多面鏡を
そなえた光偏向装置において、該回転多面鏡内に釣り合
わせ用の複数の修正面を配設してなり、または、光偏向
装置を釣り合わせ治具に配置したとき、該装置を取り出
す側に少なくとも２個の修正面を形成してなることを特
徴とするものである。

【００１３】このように構成することによって、少量の
重りで高精度で回転部材の釣り合いを取ることが出来、
被偏向光束の振れを小さくできる。

【００１４】

【実施例の説明】「図１」は本発明で実施する釣り合わ
せ治具に回転体を装着したところを示す断面図である。
ワイヤ１８によって吊されて自由振動可能な状態に維持
されたアルミ容器１３内の弾性体１２に光偏向装置１１
が軸装収納されている。

【００１５】この光偏向装置１１を所定回転数で回転さ
せ、センサ１４、１５でその振動を検出する。また、回
転多面鏡に、「図２」に符号２５で示すように、反射シ
ールを貼付し、センサ１７によって回転位置を検出す
る。

【００１６】「図２」は検出波形を示すもので、反射シ
ール２５を検知したピーク間の位置から振動が最大とな
る位置を定める。図示の場合、回転方向と反対側９０度
の位置にアンバランスが存在することになるので、反射
シール２５から回転方向に９０度の位置に重り２６を乗
せる。このような仕方によって、前述のような回転体の
内径と外径との偏心による不釣り合いを除去出来る。

【００１７】この場合、慣性能率の関係から、重りを小
さくするには、その位置を回転中心から離れた位置に設
定する必要がある。そこで回転多面鏡内に修正面を設け
ることにより、回転中心から可及的に遠い位置に重りを
配置することができる。

【００１７】「図４」はこのような観点から、多面鏡の
表面１０１、裏面１０２を修正面としたものを示し、
「図５」は多面鏡の肉を抜いてその内面に表裏の修正面
１２１、１２２を形成して軽量化を図ったものである。
修正面は、回転部材の重心の、回転軸線方向にみて、両
側に設ける必要があり、このため上記のように修正面を
２面設けてあるが、上記のような仕方では重りを小さく
できるが、上記のように修正面が表裏にあると、修正ご
とに回転体を治具から抜き差しする必要があるので厄介
である。

【００１８】このため、多面鏡を重心位置よりも深く座
ぐって、その内面にを修正面とすることによって、多面
鏡を含む回転体を治具に装着したまま重心の両側（回転
軸線方向にみて）に重りを着脱して釣り合わせ作業を行
いうる。

【００１９】たとえば、前述のような外径８０ｍｍ、厚
み１３ｍｍの多面鏡の場合、「図１」に示すように、基
準面から深さ３ｍｍ、１３ｍｍの位置で、半径２５ｍｍ
と１５ｍｍの位置に修正面を形成した。

【００２０】このように構成することによって、座ぐり
によって軽量化を達成できて消費電力を低減し得るとと
もに、回転中心から離れた位置に重りを設けることがで
き、さらに、多面鏡の一方の面からのみバランスの調整
ができて釣り合わせ作業が効率化する。勿論、肉抜きに
よって鏡面が作動中傾いたりすることがないように留意
する必要があることは云うまでもない。

【００２１】従来の釣り合わせ方法によってレーザビー
ムを投射した場合の振れが０．４度であったのに比し
て、上記本発明の釣り合わせ方法による振れは０．１度
と大幅に振動の少ない光偏向装置を得ることが出来た。

【００２２】「図６」は他の実施態様を示す光偏向装置
をカラー画像形成装置に装着したところを示す概略斜視
図であって、図は画像変調されたレーザビームが、列設
された像担持体に投射するところを摸式的に示してあ
る。不図示の手段で原稿のシアン成分色、マゼンタ成分
色、イエロー成分色及びブラック成分色による画像信号
が、図示Ｂ方向に回転する回転多面鏡１０３に投射され
て反射し、反射ミラー１０６Ｃ、１０６Ｍ、１０６Ｙ、
１０６ＢＫを介して、像担持体２０１ａ、２０１ｂ、２
０１ｃ、２０１ｄ上に画像巾１０２Ｃ、１０２Ｍ、１０
２Ｙ、１０２ＢＫにわたって走査、結像して静電潜像が
形成される。

【００２３】各像担持体の下方には無端ベルト１１３が
配設してあって像担持体と同期走行しており、これに転
写材が供給されて各像担持体の位置に到来すると、この
とき迄に各像担持体の潜像には各色のトナーが付与され
てカナートナー像が形成されており、これらが転写材に
転移する。転写材が各像担持体部位を通過するごとに各
カラートナー像が順次重畳転写され、以下の周知の仕方
でカラーハードコピーが形成されることになる。

【００２４】「図７」は上記の装置に用いられている回
転多面鏡１０３の側面図であって、図示のように上下方
向に配列した２個の多面鏡１０３ａ、１０３ｂをそな
え、前記各成分色による画像信号を４個のレーザビーム
９１としてこれに投射して、上述のように各色のカラー
トナー像を像担持体２０１ａ乃至２０１ｄに形成する。

【００２５】この場合に使用する多面鏡１０３は厚みが
厚くならざるを得ないので、このようなものにも本発明
は有効に適用できる。またね図示はしないが、多面鏡を
軸支するべくボールベアリングなどの軸受を使用する場
合にも本発明を適用できることは勿論である。さらに、
本発明が、以上のような光偏向用の多面鏡のみならず高
速回転する種々な装置にも適用できるものであることは
容易に理解できるところであろう。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によるとき
は、高速回転する部材のバランスを高精度でとることが
できるから、偏向される光に生ずる振れを可及的に小さ
く出来、これを複写機、プリンタなど画像形成装置の高
画質化に顕著な効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による光偏向装置を、アンバランス測定
用軸に配置下ところを示す側断面図

【図２】同上の回転部材の回転角度及び振動波形を示す
図

【図３】回転部材たる多面鏡の平面図

【図４】および

【図５】釣り合わせ用の修正面の配置を示す回転多面鏡
の側面図

【図６】他の実施態様たる画像形成装置の要部構成を示
す斜視図

【図７】同上に用いる回転多面鏡の側面図

【図８】公知の光偏向装置を摸式的示す平面図

【図９】同上回転部材の側断面図

【図１０】回転部材をアンバランス検出治具に載置した
ところを示す側面図

【図１１】回転部材の支持軸に存在するアンバランスを
摸式的に拡大して示す側断面図

【符号の説明】

１ レーザドライバ ２ レーザ素子 ４、１６、１０３ 回転多面鏡 ６ 像担持体 １１、２４ 回転体 １４、１５ 振動センサ １７ 角度センサ ２１ 回転軸 ２３ 軸 ３１、３２ 修正面 ３３、３４ 振動センサ ３５ 角度センサ

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【手続補正書】

【提出日】平成６年１２月２８日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図面の簡単な説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による光偏向装置を、アンバランス測
定用軸に配置したところを示す側断面図

【図２】 同上の回転部材の回転角度及び振動波形を示
す図

【図３】 回転部材たる多面鏡の平面図

【図４】 釣り合い用修正面を示す軸部断面図

【図５】 同上回転部材部分の断面図

【図６】 他の実施態様たる画像形成装置の要部構成を
示す斜視図

【図７】 同上に用いる回転多面鏡の側面図

【図８】 公知の光偏向装置を摸式的に示す平面図

【図９】 同上回転部材の側断面図

【図１０】 回転部材をアンバランス検出治具に載置し
たところを示す側面図

【図１１】 回転部材の支持軸に存在するアンバランス
を摸式的に拡大して示す側断面図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転軸に支持した回転多面鏡をそなえた光
   偏向装置において、該回転多面鏡内に釣り合わせ用の複
   数の修正面を配設してなる光偏向装置。
2. 【請求項２】光偏向装置を釣り合わせ治具に配置したと
   き、該装置を取り出す側に少なくとも２個の修正面を形
   成してなる「請求項１」記載の光偏向装置。