旋转体装配方法、光偏转器、光扫描设备、图像形成设备的制作方法

专利名称：旋转体装配方法、光偏转器、光扫描设备、图像形成设备的制作方法
技术领域：
本发明总体上设计一种用于彩色图像形成设备等等的光偏转器。
背景技术：
作为用于彩色图像形成设备的光偏转器，专利文献l公开了如下的光偏 10 转器，其中，在旋转轴方向分段设置多个多面镜，各段的多面镜的偏转反射 面在旋转方向错开预定角度来固定。
该彩色图像形成设备即使减少光扫描设备的光源数目仍能够进行高速 的图像输出，作为图像形成设备，能够实现节省资源及低成本化。而且，通 过减少光源数目，能够降低光源的故障概率，因此作为图像形成设备能够提 15 高可靠性。特开2005-92129号公报

发明内容
本发明要解决的技术问题 20 然而，在以往的光偏转器中，叠置装配形成有偏转反射面的两个多面镜， 存在难以提高偏转反射面的面精度的问题。而且，存在如下问题，即，由于 小型化，因此在多面镜单件加工时容易变形，难以得到所希望的面精度。
鉴于有关问题而作出本发明，目的是提供一种能够把多面镜加工时的变 形及叠置装配时的变形抑制得很小、并能够得到所希望的偏转反射面的面精 25度的旋转体的装配方法，以及提供一种节省资源、高可靠性、低成本的光偏 转器、光扫描设备、及图像形成设备。
解决技术问题所采用的技术手段
为了实现上述目的，作为第一方案，本发明提供一种在旋转轴的轴方向 分段设置多个多面镜的旋转体的装配方法，其特征在于，所述旋转体的装配 方法包括位置调整步骤，利用位置调整装置来调整在多个多面镜之中成为 基准的多面镜与其它多面镜的组装位置；以及把多面镜固定至旋转轴的步 5 骤。
优选的是，在本发明的第一方案中，位置调整装置包括相位差角度检 测装置，以多个多面镜之中一个的任意的偏转反射面为基准来检测出其它多 面镜的旋转相位差角度；多面镜旋转装置，使其它多面镜相对于成为基准的 多面镜旋转。进一步优选的是，相位差角度检测装置包括把从至少一个光
10 源输出的光束分割为入射到多个多面镜中的各个多面镜的光束的装置；光位 置检测装置，配置在预定位置，在检测出来自各个多面镜的反射光的情况下， 输出位置信息。在这样的构成中，优选的是，位置调整装置还包含面歪斜检 测装置，检测出偏转反射面相对于旋转轴的歪斜角度。进一步优选的是，位 置调整步骤包含相对于成为基准的多面镜来旋转调整其它多面镜的旋转相
15 位差角度的步骤；利用面歪斜检测装置来检测出旋转相位差角度被调整的多 面镜的所有的偏转反射面的面歪斜角度的步骤；判断测定的各个偏转反射面 的歪斜角度是否全部满足基准值的步骤。
而且，为了实现上述目的，作为第二方案，本发明提供一种光偏转器， 具有多个多面镜分段设置在旋转轴的轴方向的旋转体，由轴承支撑的旋转体
20 由电机旋转驱动，通过旋转体的旋转来对光进行偏转反射，其特征在于，多 个多面镜中的各个多面镜的面数均为n (n为大于等于3的自然数)，任意一 个多面镜的偏转反射面沿旋转方向依次为A1面、A2面、 、 An面，其它 的一个多面镜的偏转反射面沿旋转方向从接近A1面的面起依次为B1面、B2 面、 、 Bn面，在此情况下，A1面的法线和B1面的法线所成的角度9 1、
25 A2面的法线和B2面的法线所成的角度9 2、 、 An面的法线和Bn面的法 线所成的角度9n大致相等，其误差在士0.5度以下。
而且，为了实现上述目的，作为第三方案，本发明提供一种光偏转器， 多个多面镜分段设置在旋转轴方向的旋转体由轴承支撑，由电机旋转驱动， 其特征在于，所述多个多面镜中的所有多面镜中，偏转反射面相对于旋转轴
的歪斜角度，在相邻的偏转反射面的差全部在60秒以下。
而且，为了实现上述目的，作为第四方案，本发明提供一种关于上述本 发明的第二或第三方案的光偏转器，其特征在于，旋转体通过本发明的第一 方案的任意一种方法来装配。
5 而且，为了实现上述目的，作为第五方案，本发明提供一种光扫描设备，
采用关于上述本发明的第二、第三、及第四方案的任意一个结构的光偏转器， 其特征在于，把来自半导体激光器的光束经由包含光偏转器的光学系统向被 扫描面引导来形成光斑，通过利用光偏转器使光束偏转，在被扫描面对扫描 线进行扫描。
10 而且，为了实现上述目的，作为第六方案，本发明提供一种光扫描设备，
采用关于上述本发明的第二、第三、及第四方案的任意一个结构的光偏转器， 其特征在于，把来自半导体激光器的多个光束经由包含光偏转器的光学系统 向被扫描面引导来形成多个光斑，通过利用光偏转器使光束偏转，对被扫描 面的多个扫描线进行邻接扫描。
15 而且，为了实现上述目的，作为第七方案，本发明提供一种图像形成设
备，采用关于上述本发明的第五或第六方案的光扫描设备，其特征在于，利 用光扫描设备在感光介质的感光面执行光扫描，来形成潜像，对该潜像可视 化，来形成图像。
20 本发明的技术效果
根据本发明，提供一种能够把多面镜加工时的变形及叠置装配时的变形 抑制得很小、并能够得到所希望的偏转反射面的面精度的旋转体的装配方 法，以及提供一种节省资源、高可靠性、低成本的光偏转器、光扫描设备、 及图像形成设备。


图l是示出适当地实施本发明的第一实施例的光偏转器的结构的剖面
图2是示出适用于第一实施例的光偏转器的旋转体的结构的斜视图； 图3示出多面镜的相位差角度调整设备的要部的结构； 图4示出光束由于半透半反棱镜(half mirror prism)的作用而被分割
的状态；
图5示出两个位置检测元件配置在大致90。的位置的状态； 图6示出分段设置的多面镜的相位差角度的调整方法的流程； 图7示出分段设置的多面镜的相位差角度； 图8包括图8A和图8B，示出一维PSD的结构及光受光面的形状； 图9示出分段设置的多面镜的偏转反射面的歪斜的调整方法的流程； 图10包括图10A和图10B，示出二维PSD的结构及光受光面的形状； 图ll示出适当地实施本发明的第二实施例的光偏转器所使用的旋转体 的结构；
图12示出适当地实施本发明的第三实施例的光扫描设备的结构； 图13示出光束由半透半反棱镜分割的状态； 图14示出由光偏转器反射的两个偏转光的方向的关系； 图15示出光扫描设备中光束的扫描时序；
图16示出适当地实施本发明的第四实施例的图像形成设备所使用的光 扫描设备的结构；以及
图17示出第四实施例的图像形成设备的结构。
20 附图标号说明
1、 1， 、 1YM、 1CK、 201 半导体激光器 2 托架
3、 3， 、 3YM、 3CK、 202 耦合透镜
4、 4YM、 4CK、 203 半透半反棱镜 25 4a、 203a 半透镜
4b、 203b 反射面
5a、 5b、 5Y、 5M、 5C、 5K、 204a、 204b
6 防音玻璃
7 多面镜式光偏转器
柱面透镜
7a 上多面镜 7b 下多面镜
8a、 8b、 8Y、 8M、 8C、 8K 第一扫描透镜
9a、 9b、 mMl、 mM2、 mM3、 mCl、 mC2、 mC3、 mY、 mK
光路弯折反光
10
15
20
25
衡、10b、 IOY、 IOM、 IOC、 10Klla、lib光导电性感光体
IIY、11M、 11C、 11K 光扫描位:15Y、15M、 15C、 15K 转印器17传送带
19定影设备
101旋转体
102轴承轴
102a凸曲面
103凸缘
104、105多面镜
104a、105a 偏转反射面104b、105b 凸起部分106压镜器
107板簧
108挡圈
109转子磁体
110固定套
111轴承壳体
112定子芯
112a线圈
113推力承受部件
114流体密封器
115电路基板
第二扫描透镜
116 霍尔(Hall)元件
117 驱动IC (集成电路)
118 连接器
205、 206 位置检测元件 5 TY、 TM、 TC、 TK 充电辊
GY、 GM、 GC、 GK 显影设备
具体实施例方式
在描述图中图示的优选实施例的过程中，出于清楚说明的缘故而采用特 io定的术语。然而，本专利说明书的公开不意图限制于如此选择的特定术语， 应当理解，每个具体元件包括以类似方式操作并实现类似效果的所有技术上 的等同物。
关于适当地实施本发明的第一实施例进行说明。图l示出本实施例的光 15偏转器的结构。图2示出用于光偏转器的旋转体101的结构。
光偏转器的旋转体101包括凸缘103，热装到轴承轴102的外周；两个 多面镜104、 105，分段设置于凸缘103;压镜器106;板簧107;挡圈108;转 子磁体109。
径向轴承可以是包括轴承轴102和固定套110的含油轴承，轴承间隙在直 20 径方面设定为10iim以下。为了确保高速旋转的稳定性，在径向轴承中形成 未示出的动压生成沟槽。虽然动压生成沟槽设置在轴承轴102的外周面或者 固定套110的内周面，然而，也可以设置在加工性良好的烧结部件构成的固 定套110的内周。作为轴承轴102的材料，宜采用能够淬火、表面硬度高、且 耐摩耗性良好的马氏体(niartensite)系列的不锈钢(例如，SUS420J2)。 25 转子磁体109固定于凸缘103的下部内侧面，与固定于轴承壳体lll的定
子芯112 (线圈112a) —同构成外转子型的无刷电机。转子磁体109可以是把 树脂作为粘合剂使用的粘结磁体(bonded magnet)，转子磁体109的外径部 分由凸缘103保持，从而不会发生由于高速旋转时的离心力而造成的破坏。 通过把转子磁体109压入固定，即使在更加高速地旋转且高温的环境下，也
不产生固定部分的轻微移动，能够以高精度来维持旋转体的平衡。
轴方向的轴承可以是使在轴承轴102的下端面形成的凸曲面102a和其对 面的推力承受部件113相接触的枢轴承。推力承受部件113使用通过向马氏体 系列的不锈钢及陶瓷、或者金属部件表面施加DLC (类金刚石碳)等等的硬 5 化处理而得到的物质，或者使用树脂材料等等，以实现良好的润滑性，从而 能够抑制摩耗粉的生成。套110和推力承受部件113容纳于轴承壳体111之中， 利用流体密封器114来防止油的流出。
在使旋转体101以25，000rpni以上的高速旋转的情况下，为了减轻振动， 必需以高精度修正并维持旋转体101的平衡。在旋转体IOI，不平衡的修正部 io分有上下两处，上侧在压镜器106的圆周凹陷部分106a,下侧在凸缘103的圆 周凹陷部分103a，通过在两处分别涂敷粘着剂，来进行平衡修正。不平衡量 必须在10mg mm以下，例如，在半径IO mm之处，修正量保持在l mg以下。
而且，在当执行如上所述的轻微修正时粘着剂等等的附着物难以管理的 情况下，以及在由于量少因而粘着力弱以致当以40， 000 rpm以上的高速旋转 15时发生剥离飞散的情况下，适宜实施去除旋转体零件的一部分的方法(利用 钻头来进行切削及激光加工)。
电机在径向方向具有磁性间隙，转子磁体109布设在定子芯112的外径部 分，被称为"外转子型"方式。旋转驱动以利用转子磁体109的磁场从安装 于电路基板115的霍尔元件116输出的信号为位置信号来参照，通过驱动IC 20 117来执行线圈112a的励磁切换，从而旋转。转子磁体109在径向方向着磁， 与定子芯112的外周产生扭矩，从而旋转。转子磁体109在内径以外的外径及 高度方向开放磁路，用于电机励磁切换的霍尔元件116配置于开放磁路内。 连接器118中连接有未示出的楔钉，来自本体的功率供给及电机的启动停止、
旋转次数等等的控制信号的输入输出被执行。 25 在凸缘103， 4面的多面镜104、 105在旋转轴方向分两段设置并固定。凸
缘103热装到轴承轴102，承载多面镜的面的平面度及相对于轴承轴102的直
角度以高精度加工。
分段设置的两个多面镜104、 105处于使形成有偏转反射面104a、 105a 的偏转反射部分相接续的状态，分别形成圆柱状的凸起部分104b、 105b。
多面镜104、 105可以是相同的零件，凸起部分104b、 105b以相接触的状 态来堆叠，偏转反射面104a、 105a在旋转方向错开45。来固定。即，各自的 偏转反射面104a、 105a在旋转轴方向(厚度方向)错开来固定。换句话说， 下段的多面镜104在下侧，上段的多面镜105在上侧，偏转反射面相错开地固 5 定。
多面镜104、 105通过锻造加工出与凸起部分为整体的基本形状来形成， 与通过切削加工来从材料切出多面体形状的情况相比，能够降低用来形成零 件形状的成本。
下面关于多面镜104、 105的相位差角度的调整方法进行说明。 io 图3示出多面镜的相位差角度调整设备的要部的结构。
在图3中，从作为光源的半导体激光器201发出的光束LB1通过耦合透镜 202而转换为适合于其后的光学系统的光束形态(平行光束及弱发散性或会 聚性的光束)。在此例子中，通过耦合透镜202而耦合的光束LB1为平行光束。 从耦合透镜202射出、成为所希望的光束形态的光束LB1入射到作为光束 15分割元件的半透半反棱镜203，利用半透半反棱镜203的作用，在与分段设置 的多面镜相对应的位置分割为两份，S卩，分为两束光束LBll、 LB12。
图4示出利用半透半反棱镜203的作用来分割光束的状态。图4的上下方 向与多面镜104、 105的旋转轴的轴方向相一致。半透半反棱镜203具有与旋 转轴方向并排的半透镜203a和反射面203b。如果光束LB1入射到半透半反棱 20 镜203，则入射到半透镜203a， 一部分沿直线前进穿透半透镜203a，成为光 束LBll，其余部分被反射并入射到反射面203b，由反射面203b反射，成为光 束LB12。
在此例子中，半透镜203a和反射面203b相互平行，因此，从半透半反棱 镜203出射的光束LB11、 LB12也相互平行。这样，来自半导体激光器201的光 25束LBl在副扫描方向分割为光束LBll、 LB12两束光。
这两束光束LBll、 LB12入射到柱面透镜204a、 204b，利用该柱面透镜 204a、 204b的作用，在旋转轴的方向聚光，在多面镜104、 105的偏转反射面 104a、 105a成像。
如图4所示，在从半导体激光器201发出、并由半透半反棱镜203分割的
光束之中，沿直线前进穿透半透半反棱镜203的半透镜203a的光束LBll入射 到柱面透镜204a，由半透镜203a反射并进而由反射面203b反射的光束LB12入 射到柱面透镜204b。
两束光束LBll、 LB12入射到多面镜104、 105，来自多面镜的反射光束 5LBlla、 LB12a出射到位置检测元件侧。
简略地表示位置检测元件侧，仅仅示出反射光束LBlla、 LB12a和位置检 测元件205、 206，为了在位置检测元件205、 206上形成适当的光斑形状，可 以适当地设置用于光束整形的透镜等等。
作为位置检测元件，能够使用作为光半导体元件的PSD (位置敏感检测 io器)。PSD是使用光电二极管的表面阻抗的光斑位置传感器。即使一维的PSD 也可以进行相位差角度的调整，然而，如后文所述，如果使用二维的PSD， 则适合同时检测出偏转反射面相对于旋转轴的倾斜。
在多面镜104、 105的相位差角度调整为45。的情况下，如图5所示，两 个位置检测元件205、 206配置在大致90。的位置。第一位置检测元件205检 is测出多面镜104的反射光，第二位置检测元件206检测出多面镜105的反射光。
图6示出相位差角度的调整流程。
首先，对成为基准的下侧的多面镜104的位置进行调整，以使第一位置 检测元件205的输出成为所希望的值(步骤SIOI)。然后，使上侧的多面镜 105旋转，以使第二位置检测元件206的输出成为所希望的值(步骤S102)。 20 此时，为了防止一同旋转，在调整多面镜104的位置的阶段，优选将多面镜 104和凸缘103临时固定。利用凸起部分104b来进行多面镜104的固定，由于 不损伤偏转反射面104a，因而适宜。
使多面镜105旋转的装置在图中未示出，然而，能够使用抓住凸起部分 105b使之旋转的方法、及吸着多面镜105的端面使之旋转的方法。 25 使上侧的多面镜105旋转之后，利用位置检测元件205、 206来检测出多
面镜104、 105的反射光并计算出相位差角度(步骤S103)。而且，判断相位 差角度是否在基准值内(步骤S104)。如果相位差角度不在基准值内(步骤 S104/否(No))，则反复执行步骤S102至S104，直至达到基准值内为止。
位置检测元件205、 206配置在能够调整多面镜相位差角度的位置，位置
检测元件206的输出和相位差角度具有一对一的对应关系。因此，通过旋转 调整多面镜105的位置，使位置检测元件206的输出进入所希望的范围，则能 够正确地设定相位差角度。
如果相位差角度在基准值内(步骤S104/是(Yes))，则完成多面镜 5的位置调整(步骤S105),通过使用压镜器106、板簧107、及挡圈108来把 多面镜104、 105固定至凸缘103，整体地作为旋转体(步骤S106)。
作为相位差角度的精度，如图7所示，下侧的多面镜104的偏转反射面 104a为Al面、A2面、A3面、A4面，上侧的多面镜105的偏转反射面105a从接 近A1面的面开始沿作为旋转方向的逆时针方向为B1面、B2面、B3面、B4面， io 在此情况下，Al面的法线和Bl面的法线所形成的角度ei、 A2面的法线和B2 面的法线所形成的角度e 2、 A3面的法线和B3面的法线所形成的角度e 3、以 及A4面的法线和B4面的法线所形成的角度9 4调整为大致相等(其误差在士 0.5°以下)。
如果角度ei至6 4的误差变大，则有效的扫描期间(扫描角度)变小，
is 能够形成图像的范围变狭窄，因此，作为光偏转器，有必要使角度ei至0 4
的误差在±0.5°以下。通过使相位差角度9 1至9 4的误差在±0.5°以下， 确保各个偏转反射面的有效的扫描期间(扫描角度)，能够实现必要的扫描 幅度的图像形成。
关于在o.5。以下的精度的情况下调整角度e i至e 4的误差的方法，列
20举具体例子，在把位置检测元件205、 206配置在与多面镜的旋转中心相距100 mm的位置的情况下，在大约士0.87咖的误差下，检测到±0.5°的角度误差。 通过对位置检测元件205、 206中所测定的反射光的位置以±0.87 iran以内的 精度来进行位置配准，能够使相位角度的误差在O. 5°以下。 图8包括图8A和图8B，示出一维PSD的结构及受光面。
25 —维PSD的位置检测误差取决于受光面的尺寸而不同，受光面越小，则
位置检测误差越小。关于一维的PSD，位置检测误差最小达到士5um的程度， 即使在受光面长度Lx为10mm程度的情况下，也仅产生几十^ m的位置检测误 差，得到足够的位置检测精度。关于入射到PSD的光束斑点直径，推荐在pO. 2 mm以上，因此，适当地，可以在位置检测元件205、 206之前放入透镜来对光
束整形。
下面，关于把偏转反射面相对于旋转轴的歪斜角度(面歪斜)的偏差调 整得较小的方法进行说明。
如果通过叠置多面镜来构造，则多面镜的安装基准面与偏转反射面的角 5 度误差累积，特别是，上侧多面镜105的偏转反射面的相对于旋转轴的歪斜
角度的偏差变大。偏转反射面的相对于旋转轴的歪斜角度的偏差成为扫描间 距的不均匀及扫描线弯折的原因。
成为扫描间距不均匀的原因的偏转反射面的歪斜的偏差利用透镜能够 修正得较小，然而，不能完全消除。为了使感光体上的扫描间距不均匀在几 io um以下，在分段设置的所有多面镜中，相邻的偏转反射面的相对于旋转轴 的歪斜角度的差应在60秒以下。因此，优选的是，在所有的多面镜中，偏转 反射面相对于旋转轴的歪斜角度在相邻偏转反射面的差调整为全部在60秒以下。
特别是，彩色图像的情况下，如后文所述，重叠4个色彩的静电潜像来 15形成图像，因此如果由于扫描间距不均匀而产生色差，则图像质量显著低下， 因此，有必要使感光体上扫描间距的不均匀在几yra以下。图像上相邻扫描 线之间的间距的不均匀容易发觉，因此，使相邻偏转反射面的间距不均匀较 小非常重要。
在本实施例中，通过按照图9所示的流程进行调整，在分段设置的所有 20多面镜中，相邻偏转反射面相对于旋转轴的歪斜角度的差在60秒以下。
首先，调整成为基准的下侧的多面镜104的位置，使第一位置检测元件 205的输出成为所希望的值(步骤S201)。然后，使上侧的多面镜105旋转， 以使第二位置检测元件206的输出成为所希望的值(步骤S202)。此时，为 了防止一同旋转，在调整多面镜104的位置的阶段，优选将多面镜104和凸缘 25 103临时固定。利用凸起部分104b来进行多面镜104的固定，由于不损伤偏转 反射面104a，因而适宜。
使上侧的多面镜105旋转之后，利用位置检测元件205、 206来检测出多 面镜104、 105的反射光并计算出相位差角度(步骤S203)。而且，判断相位 差角度是否在基准值内(步骤S204)。如果相位差角度不在基准值内(步骤
S204 /否(No))，则反复执行步骤S202至S204，直至达到基准值内为止。 位置检测元件205、 206配置为能够调整多面镜的相位差角度，位置检测 元件206的输出和相位差角度具有一对一的对应关系。因此，通过旋转调整 多面镜105的位置，使位置检测元件206的输出进入所希望的范围，则能够正 5 确地设定相位差角度。
下面，测定偏转反射面相对于旋转轴的歪斜角度(步骤S205)。如果在 位置检测元件205、 206中使用二维的PSD，则能够在测定相位差角度的同时， 测定偏转反射面相对于旋转轴的歪斜角度，因而适宜。在朝向多面镜的入射 光束LBll、 LB12与反射光束LBlla、 LB12a之间的角度差大的情况下，通过换 io 算位置检测元件205、 206的检测值，能够测定偏转反射面相对于旋转轴的歪 斜角度。
图10包括图10A和图10B，示出二维PSD的结构及受光面形状。 二维PSD配置为，测定图10A和图10B的受光面的X轴的相位差角度，并测 定Y轴的偏转反射面相对于旋转轴的歪斜角度。偏转反射面相对于旋转轴的15 歪斜角度的测定包括把多面镜104、 105与凸缘103临时固定，使旋转体整 体围绕旋转轴中心以大致90°的步长旋转，来测定所有偏转反射面相对于旋 转轴的歪斜角度。如果相邻的偏转反射面的相对于旋转轴的歪斜角度的差不 在60秒以下，则使多面镜105围绕旋转轴中心相对于多面镜104旋转大致90 ° ，来再次设定相位差角度，再次把多面镜104、 105与凸缘103临时固定，20 使旋转体整体以大致90°的步长旋转，来测定所有的偏转反射面相对于旋转 轴的歪斜角度。
如果并非所有的偏转反射面相对于旋转轴的歪斜角度均在基准值内(步 骤S206 /否)，则进到步骤S202，从相位差角度的调整开始，重新运行。如 果所有的偏转反射面相对于旋转轴的歪斜角度均在基准值内(步骤S206 / 25是)，则完成多面镜的位置调整(歩骤S207)，通过使用压镜器106、板簧 107、及挡圈108，来把多面镜104、 105固定至凸缘103，整体地作为旋转体 (步骤S208)。
反复执行上述的相位差角度的调整及偏转反射面的歪斜角度的测定，在 相邻偏转反射面的相对于旋转轴的歪斜角度的差达到60秒以下的阶段，使用
压镜器106、板簧107、及挡圈108来把多面镜104、 105固定至凸缘103，整体 地作为旋转体。通过如上所述的手段，能够使所有的多面镜的相邻偏转反射 面相对于旋转轴的歪斜角度的差在60秒以下。
如上所述，关于上述的光偏转器的组装方法，成为基准的多面镜104与 5 另外的多面镜105的组装位置通过位置调整装置来调整并固定，因此，叠置 多面镜104、 105来装配时的多面镜104、 105的位置固定至所希望的位置，能 够实现距离所希望的位置的误差较小的光偏转器。
而且，位置调整装置以多面镜104、 105之中多面镜104的任意的偏转反 射面为基准，包括检测出多面镜105的旋转相位差角度的相位差角度检测装 io 置、和使另外的多面镜105相对于成为基准的多面镜104旋转的多面镜旋转装 置，通过这样的结构，多面镜间偏转反射面的位置配准在所希望的位置，从 而使多面镜104、 105之间的相位差角度的误差变小。
相位差角度检测装置被构造成非接触型的相位差角度检测装置，包括 半透半反棱镜203，把从作为光源的半导体激光器201输出的光束分割以使其
15 入射到多个多面镜104、 105;位置检测元件205、 206，配置在预定位置，检 测出来自各个多面镜104、 105的反射光，并输出位置信息。由此，能够非接 触且高精度地检测出多面镜104、 105的角度位置，并将其固定在所希望的位 置，不损伤偏转反射面。
而且，位置调整装置以多面镜104、 105之中多面镜104的任意的偏转反
20 射面为基准，包括检测出多面镜105的旋转相位差角度的相位差角度检测装 置、和使另外的多面镜105相对于成为基准的多面镜104旋转的装置、及检测 偏转反射面相对于旋转轴的歪斜角度的歪斜检测装置。调整多面镜104、 105 的组装位置的步骤至少包括旋转调整另外的多面镜105相对于成为基准的多 面镜104的旋转相位差角度的步骤、利用歪斜检测装置来检测旋转相位差角
25度被调整的多面镜105的所有的偏转反射面的歪斜角度的步骤、判断所测定
的偏转反射面的歪斜角度是否全部满足基准值的步骤。由此，即使在通过叠 置多面镜104、 105来装配的情况下，仍能够把面歪斜抑制得较小，把偏转反 射面相对于旋转轴的角度误差在所有的多面镜104、 105变小。
本实施例的光偏转器具有面数相等的多面镜104、 105，多面镜104的偏
转反射面沿旋转方向依次为A1面、A2面、A3面、A4面，多面镜105的偏转反 射面从接近A1面的面开始沿旋转方向依次为B1面、B2面、B3面、B4面，在此 情况下，Al面的法线和Bl面的法线所形成的角度ei、 A2面的法线和B2面的 法线所形成的角度e 2、 A3面的法线和B3面的法线所形成的角度9 3、以及A4 5 面的法线和B4面的法线所形成的角度9 4大致相等，其误差在0.5。以下，因 此，分段设置的多面镜104、 105之间的旋转相位差角度的偏差被抑制得较小， 通过多面镜104、 105确保必要的扫描期间。
而且，在多面镜104、 105中，偏转反射面相对于旋转轴的歪斜角度在相 邻的偏转反射面的差全部在60秒以下，因此，分段设置的多面镜104、 105的 io面歪斜被抑制得较小，在各个多面镜中，各个偏转反射面的扫描光束的位置 偏差变小。
而且，在上文的说明中，以偏转反射面104a、 105a在旋转方向错开45 °来固定的情况为例，然而，偏转反射面的错开不限于45。，而是能够调整 为任意的角度。例如，相位差角度为O。，即，即使在偏转反射面104a、 105a 15在旋转方向不错开的情况下，仍能够适用。 [第二实施例] 关于适当地实施本发明的第二实施例来进行说明。
图11示出本实施例的光偏转器的结构。与第一实施例的光偏转器相同的 结构采用相同的符号来示出，省略其说明。 20 本实施例的光偏转器的旋转体121包括凸缘103，热装到轴承轴102的
外周；两个多面镜124、 125，分段设置在凸缘103;压镜器106;板簧107; 挡圈108;转子磁体109。
分段设置的两个多面镜124、 125上形成有偏转反射面124a、 125a;及 形成有与这些面大致平行的平面的四角柱状的凸起部分124b、 125b。多面镜 25124和125是相同的零件，以凸起部分124b、 125b之间接触的状态来堆叠，偏 转反射面124a、 125a在旋转方向错开45。来固定。
通过与第一实施例相同的方法，以高精度把两个多面镜124、 125定位在 预定角度，来固定本实施例的光偏转器。
在本实施例中，凸起部分124b、 125b形成为四角柱状，因此当对多面镜124、 125的位置进行旋转调整时，作为施加扭矩的部分、或者用来防止一同 旋转的保持部分来利用，由此，能够以小扭矩及小保持力来保持多面镜124、
125。 由此，通过向凸起部分124b、 125b施加过度的扭矩及保持力，能够防 止偏转反射面124a、 125a的变形。
5 而且，凸起部分124b、 125b不必需设置为与偏转反射面124a、 125a大致
平行，然而优选是平行。
板簧107向旋转轴方向压縮，以弹性形变的状态来固定，由此，压縮力 沿旋转轴方向施加到多面镜124、 125，如果把凸起部分124b、 125b与偏转反 射面124a、 125a平行地形成，则偏转反射面124a、 125a在光扫描方向(较长 io的方向)的变形大致均一，能够确保作为偏转反射面124a、 125a所必要的面 精度。
与第一实施例相同，通过锻造加工与凸起部分124b、 125b为整体的基本 形状，来形成多面镜124、 125，与通过切削加工来从原材料切出多面体形状 的情况相比较，能够降低零件形状形成的成本，因此是所希望的。 15 而且，在此，以形成有凸起部分124b、 125b的多面镜124、 125为例来说
明，然而，即使在分段设置未形成凸起部分的平板形状的多面镜的情况下， 仍然能够装配。
而且，以偏转反射面124a、 125a在旋转方向错开45。来固定的结构为例 来列举，然而，偏转反射面的错开不限于45。，而能够是任意角度。而且， 20也可以是偏转反射面124a、 125a在旋转方向不错开的结构。 [第三实施例] 关于适当地实施本发明的第三实施例进行说明。
图12示出本实施例的光扫描设备的结构。半导体激光器l、 1'是"构成 一个光源的两个发光源"，分别发出一束光束。半导体激光器i、 r保持在 25 由托架2所确定的位置关系。从半导体激光器l、 r发出的各个光束分别由 耦合透镜3、 3'转换为适合于其后的光学系统的光束形态(平行光束、弱发 散性或会聚性的光束)。在此例子中，由耦合透镜3、 3'耦合的光束共同为 平行光束。
从耦合透镜3、 3'射出、成为所希望的光束形态的各个光束，在穿过用
来限制光束宽度的光圈12的开口部分，被"光束整形"之后，入射到半透半 反棱镜4，利用半透半反棱镜4的作用，在副扫描方向分割为两份，g卩，分别 分为两束光束。
图13示出光束由半透半反棱镜分割的状态。为了避免图面的繁杂，以从 5半导体激光器1发出的光束L1为代表来示出。图13的上下方向为副扫描方向， 半透半反棱镜4具有在副扫描方向并排的半透镜4a和反射面4b。光束L1如果 入射到半透半反棱镜4则入射到半透镜4a， 一部分透过半透镜4a而成为光束 Lll，其余被反射而入射到反射面4b，成为被反射面4b全反射的光束L12。 在此例子中，半透镜4a和反射面4b相互平行，相应地，从半透半反棱镜 io4射出的光束LU、 L12相互平行。如此，来自半导体激光器l的光束在副扫描 方向分割为两份，作为两束光束Lll、 L12。来自半导体激光器l'的光束也 同样地分割为两份。
如此，从一个光源(m=l)发出两束光束，这两束光束在副扫描方向分 割为两份(q=2),得到2mXq-4束的光束。 15 这4束光束入射到柱面透镜5a、 5b，利用柱面透镜5a、 5b的作用而聚光
在副扫描方向，在多面镜式光偏转器7的偏转反射面附近成像为"在主扫描 方向长的线形像"。
如图12所示，从半导体激光器l、 1'发出、由半透半反棱镜4分割的光 束中，沿直线透过半透半反棱镜4的半透镜4a的光束(图13所示的光束L12) 20入射到柱面透镜5a,由半透镜4a反射、并进而由反射面4b反射的光束(图13 的光束L12)入射到柱面透镜5b。
在多面镜式光偏转器7的防音壳体设置防音玻璃6。来自光源侧的4束光 束经由防音玻璃6入射到多面镜式光偏转器7，所偏转的光束经由防音玻璃6
向扫描成像光学系统侧出射。 25 多面镜式光偏转器7在旋转轴方向分上下两段分段设置上多面镜7a及下 多面镜7b，作为一个整体，由未示出的电机使之围绕旋转轴来旋转。
上多面镜7a及下多面镜7b在此例子中均为具有"4面的偏转反射面"的 相同形状，相对于上多面镜7a的偏转反射面，下多面镜7b的偏转反射面在旋 转方向错开预定角度e (=45° )。
第一扫描透镜8a、第二扫描透镜10a、光路弯折反光镜9a构成一组扫描 成像光学系统，把由多面镜式光偏转器7的上多面镜7a偏转的两束光束(从 半导体激光器l、 T出射、并透过半透半反棱镜4的半透镜4a的两束光束) 引导至作为对应的光扫描位置的光导电性感光体lla上，形成在副扫描方向 5 分离的两个光斑。
第一扫描透镜8b、第二扫描透镜10b、光路弯折反光镜9b构成一组扫描 成像光学系统，把由多面镜式光偏转器7的下多面镜7b偏转的两束光束(从 半导体激光器l、 1'出射、并由半透半反棱镜4的反射面4b反射的两束光束) 引导至作为对应的光扫描位置的光导电性感光体llb上，形成在副扫描方向 io 分离的两个光斑。
光学配置被定为，从半导体激光器l、 r发出的光束从多面镜式光偏转 器7的旋转轴方向观察则为"在偏转反射面位置的附近主光线交叉"，相应 地，入射到偏转反射面的各成对的两个光束为，光束相互具有"开口角(从 偏转反射面一侧观察时，两束光束在与旋转轴直交的面的射影所形成的 15角)"。
由于此开口角，并由于由多面镜式光偏转器7的上多面镜7a偏转的两束 光束，光导电性感光体lla由两束光束进行多束扫描，由于由多面镜式光偏 转器7的下多面镜7b偏转的两束光束，光导电性感光体llb由两束光束进行多 束扫描。
20 由于多面镜式光偏转器的上多面镜7a和下多面镜7b的偏转反射面在旋 转方向相互错开45。，因此当上多面镜7a的偏转光束执行光导电性感光体 lla的光扫描时，下多面镜7b的偏转光束不被引导至光导电性感光体llb，当 下多面镜7b的偏转光束执行光导电性感光体llb的光扫描时，上多面镜7a的 偏转光束不被引导至光导电性感光体lla。
25 即，光导电性感光体lla、 llb的光扫描错开时间交互进行。图14示出光
扫描的状态。为了避免图面的繁杂，把向多面镜式光偏转器入射的光束(实 际上为4束)示为入射光，把偏转的光束示为偏转光a、偏转光b。
图14A示出当入射光入射到多面镜式光偏转器7、由上多面镜7a反射并偏 转的偏转光a向光扫描位置引导时的状态。此时，下多面镜7b的偏转光b不朝
向光扫描位置。图l犯示出当由下多面镜7b反射并偏转的偏转光b向光扫描位 置引导时的状态。此时，上多面镜7a的偏转光a不朝向光扫描位置。
而且，可以如图14A和14B所示，适当地设置遮光装置SD，遮挡不被引导 至光扫描位置一方的偏转光，以便在一方的多面镜的偏转光向光扫描位置引 5导期间，另外一方的多面镜的偏转光作为"鬼(ghost)光"而不发生作用。 实际上，通过使防音壳体的内壁为非反射性，这能够容易地实现。
如上所述，由于光导电性感光体lla、 llb的(多束方式的)光扫描交互 进行，因此，例如，执行光导电性感光体lla的光扫描时以黑图像的图像信 号来调制光源的光强度，执行光导电性感光体llb的光扫描时以品红图像的 io图像信号来调制光源的光强度，则能够把黑图像的静电潜像写入光导电性感 光体lla，把品红图像的静电潜像写入光导电性感光体llb。
图15是在由共同的光源(半导体激光器l、 1')来执行黑图像和品红图 像的写入的情况下在有效扫描区域中全照明的情况的时序图。实线是与黑图 像的写入相应的部分，虚线示出与品红图像的写入相应的部分。黑图像、品 15 红图像的写出定时通过由如上所述的在有效扫描区域外配置的同步受光装 置(在图12中未示出，通常为发光二极管)检测朝向光扫描位置的光束来确 定。
而且，在本实施例中，第一或第二实施例的使用动压轴承单元的光偏转 器可以用作多面镜式光偏转器7。由此，能够实现多面镜的角偏转反射面的 20光扫描均一且高精度、而且光源部分的零件数目及材料被削减、环境负担减 轻、光源的故障概率被抑制得较低的多束光扫描设备。 [第四实施例] 关于适宜地实施本发明的第四实施例进行说明。 图16和图17示出本实施例的图像形成设备的构成。 25 图16示出从副扫描方向(即，多面镜式光偏转器7的旋转轴方向)观察
光扫描设备的光学系统部分的状态。为了避免繁杂化，省略示出在从多面镜 式光偏转器7至光扫描位置的光路上用于弯折光路的反光镜，描绘为光路成 直线。
此光扫描设备为m-cp2、 p=l、『4的情况(ra:光源数目、q:分割数目、
P:光束数目、n:光扫描位置)，对四个光扫描位置分别用一束光束来进行 光扫描。而且，在光扫描位置11Y至11K的每个，逐一配置光导电性感光体， 这四个光导电性感光体形成的静电潜像分别由黄、品红、蓝绿、黑的调色剂 可视化，来形成彩色图像。
5 半导体激光器1YM、 1CK分别发出一束光束。半导体激光器1YM的发光强
度根据与黄图像对应的图像信号和与品红图像对应的图像信号交互地调制。 另一方面，半导体激光器1CK的发光强度根据与蓝绿图像对应的图像信号和 与黑图像对应的图像信号交互地调制。
从半导体激光器1YM发出的光束通过耦合透镜3YM而成为平行光束，穿过 io光圈12YM而被光束整形，然后入射到半透半反棱镜4YM，在副扫描方向分割 为相分离的两束光束。半透半反棱镜4YM与图12所示的半透半反棱镜4相同。 分割的光束的一方被用来写入黄图像，另一方用来写入品红图像。
在副扫描方向分割的两束光束通过在副扫描方向排列的柱面透镜5Y、5M (配置为在副扫描方向彼此重合)，分别向副扫描方向聚光，入射到多面镜 15式光偏转器7。多面镜式光偏转器7是在旋转轴方向分两段设置具有四个偏转 反射面的多面镜、且多面镜的偏转反射面在旋转方向彼此错开的整体结构。 由柱面透镜5Y、 5M在主扫描方向形成的长的线形像成像在各个多面镜的偏转
反射面位置附近。
由多面镜式光偏转器7偏转的光束分别透过第一扫描透镜8Y、 8M、第二 20扫描透镜10Y、 IOM，通过这些透镜的作用而在光扫描位置11Y、 IIM形成光斑， 对这些光扫描位置进行光扫描。
同样，从半导体激光器1CK发出的光束由耦合透镜3CK而成为平行光束， 穿过光圈12CK而被光束整形，然后由半透半反棱镜4CK分割为在副扫描方向 分离的两束光束。半透半反棱镜4CK与半透半反棱镜4YM相同。分割的光束的 25—方被用来写入蓝绿图像，另一方用来写入黑图像。
在副扫描方向分割的两束光束通过在副扫描方向排列的柱面透镜5C、5K (配置为在副扫描方向彼此重合)，分别向副扫描方向聚光，入射到多面镜 式光偏转器7并偏转，分别透过第一扫描透镜8C、 8K、第二扫描透镜10C、 IOK， 通过这些透镜的作用而在光扫描位置11C、 IIK形成光斑，对这些光扫描位置
进行光扫描。
如图17所示，由多面镜式光偏转器7的上段的多面镜偏转的光束中的一 方，经由由光路弯折反光镜慮l、 mM2、 mM3弯折的光路，被引导至成为光扫 描位置11M的实体的光导电性感光体，另一方的光束经由由光路弯折反光镜 5mCl、 mC2、 mC3弯折的光路，被引导至成为光扫描位置11C的实体的光导电性 感光体。
而且，由多面镜式光偏转器7的下段的多面镜偏转的光束中的一方，经 由由光路弯折反光镜raY弯折的光路，被引导至成为光扫描位置11Y的实体的 光导电性感光体，另一方的光束经由由光路弯折反光镜mK弯折的光路，被引
io 导至成为光扫描位置11K的实体的光导电性感光体。
因此，来自iiF2个的半导体激光器lYM、 1CK的光束分别由半透半反棱镜 4YM、 4CK分割为两束光束而成为四束光束，成为四个光扫描位置11Y、 IIM、 IIC、 IIK的实体的光导电性感光体由这四束光束来进行光扫描。利用把来自 半导体激光器1YM的光束分割为两份而形成的各个光束，光扫描位置11Y及
15 11M随着多面镜式光偏转器7的旋转而交互地被光扫描，利用把来自半导体激 光器1CK的光束分割为两份而形成的各个光束，光扫描位置11C及11K随着多 面镜式光偏转器7的旋转而交互地被光扫描。
成为光扫描位置11Y至11K的实体的光导电性感光体的任意一个沿顺时 针方向等速旋转，利用成为充电装置的充电辊TY、 TM、 TC、 TK而被均一地充
20 电，分别接受对应光束的光扫描，而被写入黄、品红、蓝绿、黑的各个色彩 的图像，从而形成对应的静电潜像(负潜像)。
这些静电潜像分别由显影设备GY、 GM、 GC、 GK来反转显影，在成为光扫 描位置11Y、 IIM、 IIC、 IIK的实体的各个光导电性感光体上分别形成黄调色 剂图像、品红调色剂图像、蓝绿调色剂图像、黑调色剂图像。
25 这些各个色彩的调色剂图像转印到未示出的转印片材上。即，转印片材
由传送带17传送，由转印器15Y从光导电性感光体11Y上转印黄调色剂图像， 由转印器15M、 15C、 15K分别从光导电性感光体11M、 IIC、 IIK依次转印品红 调色剂图像、蓝绿调色剂图像、黑调色剂图像。如此，重叠黄调色剂图像至 黑调色剂图像来合成彩色图像。此彩色图像由定影设备19而被定影在转印片
材上，由此获得彩色图像。
艮P，级联式的图像形成设备利用光扫描而在多个光导电性感光体分别地 形成静电潜像，把这些静电潜像可视化而形成调色剂图像，把所获得的调色 剂图像转印在同一片材状的记录介质上，来合成地进行图像形成。在此级联 5 式的图像形成设备中，光导电性感光体的数目为4，光扫描设备构成为，使
用两个光源1YM、 1CK，由来自各个光源的光束分别对两个光导电性感光体进 行光扫描，由成为四个光扫描位置11Y、 IIM、 IIC、 IIK的实体的光导电性感 光体形成的静电潜像分别由黄、品红、蓝绿、黑的调色剂来可视化，形成彩 色图像。
io 在光扫描设备中，使用与上述第一至第三实施例相同的光偏转器来作为
多面镜式光偏转器7。
而且，在此，以单束方式进行各个光导电性感光体的光扫描，然而，如 果各个光源侧按照图12所示来构成，则以多束的方式来进行光导电性感光体 的光扫描也可以。
15 而且，上述各个实施例是本发明的适当实施的例子，本发明不限于此，
而也能够是各种各样的变体。
如本领域技术人员所能够理解的，上述实施例的组成部分与其它元件的 组合不限于此处的描述。
可以根据上述教导来进行多种另外的修改和变化。因而应当理解，在所 20附的权利要求的范围之内，本专利说明书的公开可以以此处具体描述之外的 方式来实施。
权利要求
1. 一种在旋转轴的轴方向分段设置多个多面镜的旋转体的装配方法，包括位置调整步骤，利用位置调整装置来调整在所述多个多面镜之中成为基准的多面镜与其它多面镜的组装位置；以及把所述多面镜固定至所述旋转轴的步骤。
2. 按照权利要求l所述的旋转体的装配方法，其中，所述位置调整装置 包括 相位差角度检测装置，以所述多个多面镜之中一个的任意的偏转反射面为基准来检测出其它多面镜的旋转相位差角度；以及多面镜旋转装置，使所述其它多面镜相对于所述成为基准的多面镜旋转。
3. 按照权利要求2所述的旋转体的装配方法，其中，所述相位差角度检 15 测装置包括把从至少一个光源输出的光束分割为入射到所述多个多面镜中的各个 多面镜的光束的装置；以及光位置检测装置，配置在预定位置，在检测出来自各个多面镜的反射光 的情况下，输出位置信息。
4.按照权利要求2或3所述的旋转体的装配方法，其中，所述位置调整装置还包括面歪斜检测装置，检测偏转反射面相对于所述旋转轴的歪斜角 度。
5.按照权利要求4所述的旋转体的装配方法，其中，所述位置调整步骤 包括- 相对于所述成为基准的多面镜来旋转调整所述其它多面镜的旋转相位差角度的步骤；利用所述面歪斜检测装置来检测所述旋转相位差角度被调整的多面镜 的所有的偏转反射面的面歪斜角度的步骤；以及判断测定的所述各个偏转反射面的歪斜角度是否全部满足基准值的步骤。
6. —种光偏转器，具有多个多面镜分段设置在旋转轴的轴方向的旋转体，由轴承支撑的所述旋转体由电机旋转驱动，通过所述旋转体的旋转来对光进行偏转反射，其中，所述多个多面镜中的各个多面镜的面数均为n，其中n为大于等于3的自 然数，任意一个多面镜的偏转反射面沿旋转方向依次为A1面、A2面、 、 An面，其它的一个多面镜的偏转反射面沿旋转方向从接近所述A1面的面起依 次为B1面、B2面、 、 Bn面，在此情况下，A1面的法线和B1面的法线所 io 成的角度ei、 A2面的法线和B2面的法线所成的角度e 2、 、 An面的法 线和Bn面的法线所成的角度e n大致相等，其误差在土O. 5度以下。
7. —种光偏转器，多个多面镜分段设置在旋转轴方向的旋转体由轴承支撑，由电机旋转驱动，其中，在所述多个多面镜中的所有多面镜中，偏转反射面相对于所述旋转轴的 15歪斜角度，在相邻的偏转反射面的差全部在60秒以下。
8. 按照权利要求6或7所述的光偏转器，其中，所述旋转体通过按照权利要求1至5中任意一项所述的旋转体的装配方法来装配。
9. 一种光扫描设备，采用按照权利要求6至8中任意一项所述的光偏转器，其中， 把来自半导体激光器的光束经由包含所述光偏转器的光学系统向被扫描面引导来形成光斑，通过利用所述光偏转器使所述光束偏转，在所述被扫 描面对扫描线进行扫描。
10. —种光扫描设备，采用按照权利要求6至8中任意一项所述的光偏转器，其中， 把来自半导体激光器的多个光束经由包含所述光偏转器的光学系统向 被扫描面引导来形成多个光斑，通过利用所述光偏转器使所述光束偏转，对 所述被扫描面的多个扫描线进行邻接扫描。
11. 一种图像形成设备，采用按照权利要求9或10所述的光扫描设备，其中，利用所述光扫描设备在感光介质的感光面执行光扫描，来形成潜像，刘 该潜像可视化，来形成图像。
全文摘要
提供一种能够把多面镜加工时的变形及叠置装配时的变形抑制得很小、并能够得到所希望的偏转反射面的面精度的旋转体的装配方法，以及提供一种节省资源、高可靠性、低成本的光偏转器、光扫描设备、及图像形成设备。本发明提供一种在轴承轴(102)的轴方向分段设置多个多面镜(104，105)的旋转体(101)的装配方法，包括位置调整步骤，调整在多面镜(104，105)之中成为基准的多面镜(104)与其它多面镜(105)的组装位置；以及把多面镜固定至轴承轴(102)的步骤。
文档编号B41J2/435GK101387753SQ20081016560
公开日2009年3月18日 申请日期2008年9月12日 优先权日2007年9月13日
发明者伊丹幸男, 增田宪介 申请人:株式会社理光