(57)【要約】【課題】  従来の光走査装置においては、光偏向器が光偏向器の固定軸から大きく離れた位置を基準面としてハウジングに固定されることになるため、軸倒れが大きく発生するという問題があった。【解決手段】  少なくとも固定軸と、固定軸に隙間を有して挿入され、ポリゴンミラーを備えた回転体とを備えた光偏向器がハウジングに固定された光走査装置において、ハウジングに形成された孔に固定軸の一端が挿入され、固定軸の一端以外の光偏向器を構成する他の部分がハウジングに接触しないように光偏向器がハウジングに固定することにより、光偏向器の軸倒れを無くした。【選択図】  図２
2010061049.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも固定軸と、
該固定軸に隙間を有して挿入され、ポリゴンミラーを備えた回転体と、
を備えた光偏向器が、ハウジングに固定された光走査装置において、
該ハウジングに形成された孔に前記固定軸の一端が挿入され、
前記固定軸の一端以外の前記光偏向器を構成する他の部分が前記ハウジングに接触しないように前記光偏向器が前記ハウジングに固定されたことを特徴とする光走査装置
【請求項２】
少なくとも回転軸と、
該回転軸を回転可能に支持するホルダーと、
該回転軸に固定され、ポリゴンミラーを備えた回転体と、
を備えた光偏向器が、ハウジングに固定された光走査装置において、
該ハウジングに形成された孔に前記ホルダーの一端が挿入され、
前記ホルダーの一端以外の前記光偏向器を構成する他の部分が前記ハウジングに接触しないように前記光偏向器が前記ハウジングに固定されたことを特徴とする光走査装置
【請求項３】
前記回転体を回転させる駆動素子が実装された基板が、前記固定軸または前記ホルダーに固定され、
該基板の周縁部が自由端である請求項１または請求項２に記載した光走査装置
【請求項４】
該基板の周縁部と前記ハウジングの間に弾性部材を設けた請求項３に記載の光走査装置
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザープリンタ、デジタル複写機、医療機器の露光装置等に用いられる光走査装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
レーザープリンタやデジタル複写機等の画像形成装置に用いられる光走査装置は、レーザー光を出射する光源と、光源から出射されたレーザー光を偏向反射する光偏向器と、光偏向器により偏向反射されたレーザー光を感光体ドラム等に導くミラー、各種レンズ等を有する（例えば、特許文献１〜４参照）。
【０００３】
ここで、光偏向器としては、図５に示されるものが知られている（例えば、特許文献５参照）。
この光偏向器は、ハウジング１００に固定配設される円柱状の固定軸１０１と、この固定軸１０１に回転自在に支持される回転体１１０とを有している。
この回転体１１０は、固定軸１０１との間にわずかの隙間をもって配設されるスリーブ１１１と、このスリーブ１１１の上部内側に固定配設されるリング状のマグネット１１２と、スリーブ１１１の中央部外側に固定配設されるポリゴンミラー１１３と、スリーブ１１１の下部外側にフランジ１１４を介して固定配設されるリング状の駆動マグネット１１５とを備えている。
尚、符号１１６は、回転体１１０の重量の偏心を修正するためのバランスウェイト（図示せず）が取り付けられる溝である。
【０００４】
また、固定軸１０１の上部外側には、回転体１１０に設けられたリング状マグネット１１２と対向するようにリング状マグネット１０２が固定配設されており、これらリング状マグネット１０２及び１１２によって回転体１１０をスラスト方向に軸受けするスラスト磁気軸受Ｓが構成されている。
【０００５】
更に、アルミニウム等からなる金属製のベース部材１００には、回転体１１０に設けられたリング状の駆動マグネット１１５と対向するように鉄心コイル１０３が固定配設されており、これら駆動マグネット１１５及び鉄心コイル１０３によって回転体１１０を回転させるモータＭが構成されている。
【０００６】
また、回転体１１０のスリーブ１１１のうち、固定軸１０１と対向する内周面１１１ａは、軸受面仕上げが施される一方、このスリーブ１１１の内周面１１１ａと対向する固定軸１０１の外周面１０１ａには図中破線で示すようにヘリングボーン状の溝１０４が形成されており、これらスリーブ１１１の内周面１１１ａ及び固定軸１０１の外周面１０１ａに設けられた溝１０４によって、回転体１１０をラジアル方向に支持するラジアル動圧軸受Ｒが構成されている。
【０００７】
この光偏向器では、モータＭにより回転体１１０を回転させると、回転体１１０が、ラジアル動圧軸受Ｒにより固定軸１０１に対して一定距離（隙間）をもって非接触に支持されると共に、スラスト磁気軸受Ｓにより固定軸１０１に対して一定高さに支持されることとなる。これにより、スラスト方向の軸受として動圧軸受を用いるタイプのものより、光偏向器の高さを低くできるという利点がある。
また、回転体１１０の重心の位置を回転体１１０の軸方向の略中心の位置にすることができるので、回転体１１０を安定して回転させることができる。
【０００８】
この光偏向器は、近年の画像形成の高画質カラー化に伴い、各色に対応する４本のビームをそれぞれ別の４個の感光体ドラムの同じ位置に走査する必要があることから、ハウジングへの高精度な固定が要求されている。
【０００９】
【特許文献１】特開２００７−１８３３２７号公報
【特許文献２】特開平１０−２６８２２２号公報
【特許文献３】特開２００５−１５６９２６号公報
【特許文献４】特開２００７−１８３４９２号公報
【特許文献５】特開平５−０７１５３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、前記した光偏向器は、ベース部材１００を有するため光偏向器の部品点数が多く、かつ、このベース部材１００の構造が複雑なので、光走査装置のコストが高額になるという問題があった。すなわち、前記した光偏向器は、光走査装置の樹脂製のハウジングに固定する場合、ベース部材１００の端部にあけられた図示しない孔等に雄ねじを挿入し、この雌ねじをハウジングに形成した雌ねじに螺合するのが一般的であった。
【００１１】
かかる問題を解決し、光偏向器の構造を単純にするため、前記したベース部材１００を無くし、光偏向器の固定軸を基板に固定した安価な光走査装置が多用されるようになってきた（特許文献１〜４参照）。
しかし、かかる従来の光走査装置においては、光偏向器が光偏向器の固定軸から大きく離れた位置を基準面としてハウジングに固定されることになるため、軸倒れが大きく発生するという問題があった。
ここで、軸倒れとは、ハウジングを水平な面に置いたときに、光偏向器の固定軸の軸方向と鉛直方向との角度差があることをいう。この軸倒れは、光走査装置の像面彎曲や、走査線曲がりの主な原因となるものである。
【００１２】
本発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、固定軸のみ、または回転軸を回転可能に支持するホルダーのみをハウジングに接触させて固定することにより、安価に光偏向器の軸倒れを無くす、または少なくすることができる光走査装置およびこれを用いた画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
（第１発明）
第１発明は、少なくとも固定軸と、この固定軸に隙間を有して挿入され、ポリゴンミラーを備えた回転体と、を備えた光偏向器が、ハウジングに固定された光走査装置に関するものである。
【００１４】
そして、ハウジングに形成された孔に固定軸の一端が挿入され、固定軸の一端以外の光偏向器を構成する他の部分がハウジングに接触しないように光偏向器がハウジングに固定されたものである。
【００１５】
回転体に固定されたポリゴンミラーが、高精度にレーザー光を偏向反射するためには、回転体の回転の基準となる固定軸を基準にして光走査装置を組み立てる必要がある。このため、本第１発明は、光偏向器を構成する各種部品の中で、固定軸の一端のみをハウジングに接触させて固定している。すなわち、光走査装置のハウジングに形成した孔に、光偏向器の固定軸の一端のみを挿入して固定し、固定軸以外の他の部分をハウジングに接触させていない。
【００１６】
かかる構成により、高精度に加工している固定軸の外周面を基準として、光偏向器をハウジングに高精度に取り付ける（固定する）ことができる。さらに、ハウジングへの光偏向器の固定に際し、固定軸以外の光偏向器の他の部分がハウジングに接触していないので、光偏向器に余分な外力が加わらない。このため、光偏向器の軸倒れを無くす、または少なくすることができる。
【００１７】
（第２発明）
第２発明は、少なくとも回転軸と、この回転軸を回転可能に支持するホルダーと、この回転軸に固定され、ポリゴンミラーを備えた回転体と、を備えた光偏向器が、ハウジングに固定された光走査装置に関するものである。
【００１８】
そして、ハウジングに形成された孔にホルダーが挿入され、このホルダー以外の光偏向器を構成する他の部分がハウジングに接触しないように光偏向器がハウジングに固定されたものである。
【００１９】
回転体に固定されたポリゴンミラーが、高精度にレーザー光を偏向反射するためには、回転体の回転の基準となる回転軸を、回転可能に支持するホルダーを基準にして光走査装置を組み立てる必要がある。このため、本第２発明は、光偏向器を構成する各種部品の中で、ホルダーのみをハウジングに接触させて固定している。すなわち、光走査装置のハウジングに形成した孔に、光偏向器のホルダーのみを挿入して固定し、ホルダー以外の他の部分をハウジングに接触させていない。
【００２０】
かかる構成により、ホルダーの外周面を基準として、光偏向器をハウジングに高精度に取り付ける（固定する）ことができる。さらに、ハウジングへの光偏向器の固定に際し、固定軸以外の光偏向器の他の部分がハウジングに接触していないので、光偏向器に余分な外力が加わらない。このため、光偏向器の軸倒れを無くす、または少なくすることができる。
【００２１】
（第３発明）
第３発明に係る光走査装置は、第１発明または第２発明において、回転体を回転させる駆動素子が実装された基板が、固定軸またはホルダーに固定され、この基板の周縁部を自由端としたものである。
【００２２】
かかる構成により、前記した第１発明または第２発明と同じ効果を得ることができる。そして、基板の周縁部を用いて光偏向器を固定した従来の光走査装置と比較して、基板の周縁部から固定軸または回転軸を介して回転体に伝達される不要な振動を無くすことができる。
【００２３】
（第４発明）
第４発明に係る光走査装置は、前記した第３発明において、基板の周縁部とハウジングの間に弾性部材を設けたものである。
かかる構成であっても、実質的に光偏向器は固定軸またはホルダーのみによりハウジングに固定されているため、前記した第１発明乃至第３発明と同様の効果を得ることができるだけではなく、基板の周縁部での振動の発生を抑えることができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明により、光偏向器の軸倒れが無いまたは少ない光走査装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下に実施例を用いて、本発明を詳細に説明する。
【実施例１】
【００２６】
本発明に係る第１実施例を図１および図２を用いて説明する。
図１は本発明に係る光走査装置の平面図、図２はハウジングに光偏向器が固定された状態を示す断面図（図１におけるＡ−Ａ断面図）である。説明を簡単にするため、図２においては、固定軸のみを断面図にしていない。
【００２７】
〔光走査装置〕
まず、本発明に係る光走査装置の基本構成について説明する。
図１に示すように、光走査装置１は、レーザー光３を出射するレーザーダイオード等の光源２と、光源２から出射されたレーザー光３を平行光にするコリメータレンズ４と、コリメータレンズ４を通過したレーザー光３を副走査方向に絞り込むシリンドリカルレンズ５と、シリンドリカルレンズ５を通過したレーザー光３を主走査方向に偏向反射するポリゴンミラー１４を備えた光偏向器６と、ポリゴンミラー１４により偏向反射されたレーザー光３を感光体７に導くＦθレンズ８および反射ミラー９とを有する。
【００２８】
ここで、主走査方向とは、光走査装置１が感光体７の表面にレーザー光３を照射する際のレーザー光３の移動方向をいう。また、副走査方向とは、感光体７の表面の移動方向である。これら主走査方向と副走査方向は、互いに直交する関係にある。
【００２９】
光走査装置１は、その他にもレーザー光３が感光体７の表面を走査するタイミングを検知するための反射ミラー１０および検出センサ１１も有している。
前記した光源２、コリメータレンズ４、シリンドリカルレンズ５、光偏向器６、Ｆθレンズ８、反射ミラー９、１０および検出センサ１１は、ハウジング１２に固定されている。
【００３０】
〔光偏向器〕
次に、光偏向器６の構成について詳細に説明する。
図２に示すように、光偏向器６は、金属製の基板１３と、基板１３に複数のネジ１５によって固定された多段の円柱形状でかつアルミニウム製の固定軸１６と、この固定軸１６に回転自在に支持された回転体１７とから構成されている。
【００３１】
この回転体１７は、アルミニウム製のフランジ１８と、フランジ１８のスカート部１９の内周面に接着剤等により固定された駆動マグネット２０と、フランジ１８の上面に載せられたポリゴンミラー１４と、ポリゴンミラー１４の上面に載せられたバネ２１と、バネ２１を下方に押し付けながらフランジ１８の上部に圧入して固定した押圧部材２２とから構成されている。
【００３２】
ポリゴンミラー１４は、バネ２１が押圧部材２２により下方に押し付けられているので、バネ２１によって生じる弾性力により、フランジ１８に押し付けられて固定されている。また、基板１３には、複数のコイルを備えたリング形状のモータコア２３がネジ１５、接着剤等で固定され、コイルの端子が基板１３に設けられた配線に半田付けされている。
【００３３】
そして、基板１３に実装されたドライバＩＣ２４等から送られてきた電気信号により、基板１３に固定されたモータコア２３のコイルが励磁され、このコイルと周対向した駆動マグネット２０が動くことにより、回転体１７が高速回転する。
【００３４】
〔光偏向器の固定構造〕
この光偏向器６は、固定軸１６の一端である下部２５がハウジング１２に形成された孔２６に挿入されて固定されている。この固定は、固定軸１６を孔２６に圧入しても良いし、ハウジング１２の裏面に設けた円環状の突部２７にネジ孔を形成し、このネジ孔に雄ねじを螺合して孔２６に挿入された固定軸１６の下部２５を強固に固定しても良い。
【００３５】
かかる構成により、高精度に加工された固定軸１６の外周面を基準として、光偏向器６をハウジング１２に高精度に固定することができる。さらに、光偏向器６は、基板１３の周縁部５０が自由端となり、かつ、固定軸１６以外の光偏向器６の他の部分がハウジング１２に接触していないので、ハウジング１２からの余分な外力が加わらない。このため、光偏向器６の軸倒れを無くす、または少なくすることができる。
【実施例２】
【００３６】
本発明に係る第２実施例を、図３を用いて以下に説明する。
図３はハウジングに光偏向器が固定された状態を示す断面図である。説明を簡単にするため、図３においては、回転軸以外を断面にしてある。
尚、実施例１との相違点のみを詳細に説明し、実施例１と同一の部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００３７】
本実施例２の実施例１との主な相違点は、光偏向器６に固定軸が無く、ホルダー４８と回転軸４７がある点である。
【００３８】
〔光偏向器〕
光偏向器６は、セラミック製のホルダー４８と、このホルダー４８にセラミック製の回転軸４７（外径φ１１ｍｍ）が僅かの隙間（４μｍ）をもって回転可能に挿入された回転体１７とから構成されている。
【００３９】
この回転体１７は、前記した回転軸４７と、この回転軸４７に固定されたアルミニウム製のフランジ４６と、このフランジ４６の上に置かれ、外周面に多数の鏡面が形成されたアルミニウム製のポリゴンミラー１４と、このポリゴンミラー１４の上に置かれたリング状の板バネ２１と、この板バネ２１の上に置かれ、ポリゴンミラー１４をフランジ４６の上面に押し付けるようにして回転軸４７の上部で圧入又は焼嵌め等により強制的に嵌入されたアルミニウム製の押圧部材２２と、フランジ４６のスカート部１９に接着剤等で固定された駆動マグネット２０と、この駆動マグネット２０に対向するようにホルダー４８の外周面に取り付けられたモータコア２３とから構成されている。
【００４０】
この駆動マグネット２０と、モータコア２３との間の磁気吸引力により、スラスト磁気軸受が構成されているので、回転体１７は、常に浮上した状態に保たれている。また、ホルダー４８には金属製の基板１３が固定され、この基板１３に、駆動マグネット２０とモータコア２３等から構成されるブラシレスモータの制御回路（駆動素子２４等）が実装されている。
【００４１】
この光偏向器６は、回転軸４７の外周面にヘリングボーン溝が形成されており、回転軸４７の外周面と、ホルダー４８の内周面によって、ラジアル動圧軸受が構成されている。
【００４２】
〔光偏向器の固定構造〕
この光偏光器６は、ホルダー４８の一端である下部４９がハウジング１２に形成された孔２６に挿入されて固定されている。この固定は、ホルダー４８の一端を孔２６に圧入しても良いし、ハウジング１２の裏面に設けた円環状の突部２７にネジ孔を形成し、このネジ孔に雄ねじを螺合して孔２６に挿入されたホルダー４８の下部２５を強固に固定しても良い。
【００４３】
かかる構成により、高精度に加工されたホルダー４８の外周面を基準として、光偏向器６をハウジング１２に高精度に固定することができる。さらに、光偏向器６は、基板１３の周縁部５０が自由端となり、ホルダー４８以外の光偏向器６の他の部分がハウジング１２に接触していないので、ハウジング１２からの余分な外力が加わらない。このため、光偏向器６の軸倒れを無くす、または少なくすることができる。
【実施例３】
【００４４】
本発明に係る第３実施例を、図４を用いて以下に説明する。
図４はハウジングに光偏向器が固定された状態を示す断面図である。説明を簡単にするため、図４においては、回転軸以外を断面にしてある。
尚、実施例２との相違点のみを詳細に説明し、実施例２と同一の部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００４５】
本実施例３の実施例２との主な相違点は、基板１２の周縁部５０とハウジング１２の間にスポンジ等の弾性部材５１を設けた点である。
かかる構成であっても、光偏向器６は、基板１３の周縁部５０が実質的に自由端であるから、ホルダー４８以外の光偏向器６の他の部分がハウジング１２に実質的に接触していないといえるので、ハウジング１２からの余分な外力が加わらない。このため、光偏向器６の軸倒れを無くす、または少なくすることができる。また、基板１３の周縁部５０で生じる振動を弾性部材５１により少なくすることができる。
【００４６】
尚、図示を省略するが、実施例１に示した光走査装置において、本実施例３と同様、光偏向器６の基板１２の周縁部５０とハウジング１２の間に弾性部材５１を設けても良い。この場合であっても、本実施例３と同様の効果を得ることができる。
【００４７】
前記した実施例は、説明のために例示したものであって、本発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲、発明の詳細な説明、及び図面の記載から当事者が認識する事ができる本発明の技術的思想に反しない限り、変更、削除および付加が可能である。
【００４８】
例えば、前記した実施例は、基板１３として金属製のものを示したが、本発明としてはこれに限るわけではなく、基板１３は金属以外の材質で構成されていても良い。また、固定軸の表面には、無電解ニッケルメッキ等のコーティングがなされていても良い。
【００４９】
また、前記した実施例においては、動圧発生用の溝としてヘリングボーン状の溝を示したが、これに限られるわけではなく、一又は複数のスパイラル状の溝や、軸方向（縦方向）に形成した溝であっても良い。
【００５０】
また、前記した実施例においては、固定軸の材質としてアルミニウム製のものを示したが、鉄等の他の金属、樹脂、セラミックを材料としても良い。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明は、画像形成装置等に使用される光走査装置に適用される。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明に係る光走査装置の平面図である（実施例１）
【図２】ハウジングに光偏向器が固定された状態を示す断面図である（実施例１）
【図３】ハウジングに光偏向器が固定された状態を示す断面図である（実施例２）
【図４】ハウジングに光偏向器が固定された状態を示す断面図である（実施例３）
【図５】従来の光偏向器の断面図である
【符号の説明】
【００５３】
１  光走査装置
６  光偏向器
１２  ハウジング
１３  基板
１４  ポリゴンミラー
１６  固定軸
１７  回転体
４８  ホルダー
５０  周縁部
５１  弾性部材
【図１】
2010061049.tif 000003
【図２】
2010061049.tif 000004
【図３】
2010061049.tif 000005
【図４】
2010061049.tif 000006
【図５】
2010061049.tif 000007