(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外筒軸受を有したミラーユニットが固定した内筒軸受との間で回転する光偏向装置において、
前記ミラーユニットはフランジ部材とポリゴンミラーと弾性部材とミラー押さえ板とによって構成され、
前記フランジ部材は円筒部とその端部に設けた円板部とから成っていて、前記円筒部は前記外筒軸受の外周と接合し、前記円板部にはミラー搭載の基準面が設けられ、前記ミラー押さえ板にはトルク発生用の永久磁石が固設されていて、前記ポリゴンミラーは該円板部と前記弾性部材を介して該ミラー押さえ板とによって挟持され、
前記ミラー押さえ板の表面であって、前記永久磁石の取付け位置と前記弾性部材の当接位置との間にリング状の溝部を設けることを特徴とする光偏向装置。
【請求項２】
前記リング状の溝部を前記弾性部材が当接する面に設けることを特徴とする請求項１に記載の光偏向装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばレーザプリンタ、バーコードリーダ、レーザ複写機等に用いられるポリゴンミラーを有する光偏向装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
レーザプリンタ等の画像記録装置においては、その画像の書き込み手段として読み取った情報を基にレーザ光を光偏向装置の高速回転するポリゴンミラー（回転多面鏡）に入光させ、反射光を走査させて感光体面に投影して画像記録を行っている。図５はポリゴンミラーの光偏向装置を用いたビーム走査光学装置の一実施の形態を示す斜視図である。
【０００３】
図において、８０は半導体レーザ、８１はビーム整形用光学系のコリメータレンズ、８２は第１シリンドリカルレンズ、８３はポリゴンミラー、８４Ａ、８４Ｂはｆθレンズ、８５は第２シリンドリカルレンズ、８６はミラー、８７はカバーガラス、８８は感光体ドラムをそれぞれ示している。なお、８９は同期検知用のインデックスミラー、８９Ｓは同期検知用インデックスのインデックスセンサ、８３Ｍは光偏向装置のポリゴンミラー８３の回転駆動部である。
【０００４】
半導体レーザ８０から出射したビーム光は、コリメータレンズ８１により平行光となり、第１結像光学系の第１シリンドリカルレンズ８２を経て、等速で高速回転するポリゴンミラー８３のミラー面に入射する。この反射光はｆθレンズ８４Ａ、８４Ｂ、第２シリンドリカルレンズ８５から成る第２結像光学系を透過し、ミラー８６、カバーガラス８７を介して感光体ドラム８８の周面上に所定のスポット径で（主）走査が行われる。主走査方向は図示しない調整機構によって微調整がなされ、１ライン毎の同期検知は、走査開始前のビームをインデックスミラー８９を介してインデックスセンサ８９Ｓに入射することによって行われる。
【０００５】
かかるビーム走査光学装置で、感光体ドラム８８上で良好な潜像を得るには、高速回転するポリゴンミラーが高精度の正多角形をなす多面鏡に作成されていて、回転軸に対して傾きなく、かつ軸方向への位置ずれがなく回転することが求められる。
【０００６】
回転するミラーユニットにはポリゴンミラーと、固定ベース板上のプリント基板に設けたコイルに対向するトルク発生用の永久磁石とを取り付け、ミラーユニットの外筒軸受と、固定した内筒軸受との間で高速で回転するようになっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
光偏向装置で回転するミラーユニットは、ポリゴンミラーを搭載する際の基準面となる円板部をもったフランジの円筒部を、外筒軸受の焼ばめ等の手段によって接合し、フランジの円板部と永久磁石を固定したミラー押さえ板との間にポリゴンミラーを板ばね等の弾性体を介して挟持し固定する構成となっている。
【０００８】
ミラー押さえ板は高速回転するミラーユニット内にあって２つの作用を行っている。１つはポリゴンミラーの取付け基準面を有した円板部に対しポリゴンミラーを板ばね等の弾性体を介して押圧・固定する作用であり、他の１つはベース板に設けたマグネットコイルに対向して回転する永久磁石を固定支持する作用である。
【０００９】
管理温度の変動があると前記歪み等により接着性の信頼性について問題が起こり得る。
【００１１】
またミラー押さえ板が歪みが生じて変形すると、板ばね等を介してのポリゴンミラーの押圧状態が変化し、ポリゴンミラーの回転動作が不安定となる。
【００１２】
本発明の目的は、温度変動があっても外部に影響する歪み変形がないミラー押さえ板とした光偏向装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的は、
外筒軸受を有したミラーユニットが固定した内筒軸受との間で回転する光偏向装置において、前記ミラーユニットはフランジ部材とポリゴンミラーと弾性部材とミラー押さえ板とによって構成され、前記フランジ部材は円筒部とその端部に設けた円板部とから成っていて、前記円筒部は前記外筒軸受の外周と接合し、前記円板部にはミラー搭載の基準面が設けられ、前記ミラー押さえ板にはトルク発生用の永久磁石が固設されていて、前記ポリゴンミラーは該円板部と前記弾性部材を介して該ミラー押さえ板とによって挟持され、前記ミラー押さえ板の表面であって、前記永久磁石の取付け位置と前記弾性部材の当接位置との間にリング状の溝部を設けることを特徴とする光偏向装置
により達成される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の光偏向装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１６】
図１は光偏向装置の断面図である。この実施の形態の光偏向装置１は、例えば図５のビーム走査光学装置に組み込まれて、レーザ光をポリゴンミラー１６の回転により偏向するものであり、ベース板２により装置側に固定される。
【００１７】
フランジ１５はアルミや鉄を材料とし、円筒形状の円筒部１５ｂと、円筒部１５ｂの端部には円盤状の円板部１５ａが設けられている。円板部１５ａのミラー搭載の基準面１５ａ１にポリゴンミラー１６の一端面１６ａを当接し、ミラー押さえ板６との間には弾性部材２０を介して一体回転可能に組み付けられている。このフランジ１５の円筒部１５ｂは外筒軸受１２ｂに焼ばめ等の手段により接合されて一体化してミラーユニット１００が形成される。
【００１８】
このミラーユニット１００を上下の下スラスト軸受１０と上スラスト軸受１１と内筒軸受１２ａとの間に介在させて、ベース板２の軸部２ａに挿着し、プレート１３を介してねじ１４を軸部２ａに螺着して取り付けられる。
【００１９】
ベース板２には固定ヨーク５０が設けられ、さらにマグネットコイル４を取り付けたプリント基板３が設けられている。このマグネットコイル４に対向してトルク発生用の永久磁石５が配置するようにミラー押さえ板６に固着されている。
【００２０】
回転軸１２は、内筒軸受１２ａと外筒軸受１２ｂとから構成され、内筒軸受１２ａに対して外筒軸受１２ｂが回動可能になっており、外筒軸受１２ｂにフランジ１５が円筒部１５ｂによって接合状態となっている。なお、この実施の形態では、軸受構造が下スラスト軸受１０、上スラスト軸受１１、内筒軸受１２ａ、外筒軸受１２ｂとから成る動圧軸受構造であって、動圧発生溝が下スラスト軸受面と内筒軸受１２ａの外周面の両方あるいはどちらか一方に設けられている。
【００２１】
フランジ１５の円筒部１５ｂは回転軸１２の外筒軸受１２ｂに接合することによって接合強度が向上し、更に円筒部１５ｂの外周をポリゴンミラー１６の回転中心軸の取り付け基準とすることによって、ポリゴンミラー１６の軸中心精度が向上するよう構成されている。
【００２２】
フランジ１５の円筒部１５ｂの、回転軸１２の外筒軸受１２ｂへの接合は好ましくは焼ばめであり、その他の圧入手段による接合であってもよい。かかる接合はポリゴンミラー１６の取り付け時の倒れ角を解消し、軸心に対する精度をより確実に出すことができる。
【００２３】
また作成に当たっては、フランジ１５と外筒軸受１２ｂとの接合後に、円板部１５ａにポリゴンミラー１６を取り付けるためのミラー搭載基準面１５ａ１を切削加工し、フランジ１５の円筒部１５ｂにポリゴンミラー１６を挿着してポリゴンミラー１６の一端面１６ａを基準面１５ａ１に当接させることがなされている。
【００２４】
ポリゴンミラー１６の他端面１６ｂとミラー押さえ板６との間には板ばね等の弾性部材２０を介在させ、フランジ１５の円筒部１５ｂの端面とミラー押さえ板６とをねじ等の締結部材２１により締付固定して、弾性部材２０によるポリゴンミラー１６の押さえ力を安定させ、ポリゴンミラー１６を歪ませることなくミラー固定がなされている。
【００２５】
本発明の光偏向装置は、温度変動があっても外部に影響するような歪み変形のないミラー押さえ板としたものであって、以下、実施の形態１〜３によって詳しく説明する。
【００２６】
（実施の形態１）
実施の形態１について図２を用いて説明する。図２（ａ）はミラー押さえ板６に永久磁石５を接着剤Ｂによって固着した状態を示す当該箇所の断面図で、図２（ｂ）は平面図である。
【００２７】
ベース板２に設けたマグネットコイル４に対向したミラー押さえ板６に断面がコの字状をしたリング状の磁石取付け溝部６ａを設けている。そして磁石取付け溝部６ａには接着剤Ｂが充填されて、リング状をした永久磁石５は上面（図２（ａ）においては、下方）が０．５ｍｍ程度ミラー押さえ板６の板面から突出した状態で永久磁石５の底面（図２（ａ）においては上方）及び永久磁石５側面（図２（ａ）においては左右）から接着剤Ｂによってミラー押さえ板６の磁石取付け溝部６ａの内壁面に接着・固定することがなされている。接着剤にはアクリル系、エポキシ系等の樹脂接着剤があるが、アクリル系ＵＶ硬化樹脂が好ましく用いられる。かかる構成とすることによって、従来永久磁石５の底面だけが接着剤によって貼合せ固定されていたのと比較して、接着強度は強力となり、信頼性が向上して永久磁石５は剥離することがない状態が維持されることとなった。
【００２８】
なお、ミラー押さえ板６としてアルミ等の非磁性材料を用いるときは、磁石取付け溝部６ａと永久磁石５の底面との間には磁性をもったロータヨーク７を接着剤によって固定されていることが好ましい。
【００２９】
（実施の形態２）
実施の形態２について、図３に示すミラー押さえ板６の断面図を用いて説明する。本実施の形態の光偏向装置では、ミラー押さえ板６に設けられた永久磁石５の外輪箇所に溝部６ｂを設けている。永久磁石５の近傍はモータ駆動に伴う発熱による歪みが、ミラー押さえ板６の外輪部の弾性部材２０の当接位置にまで及ばないよう、永久磁石５の取付け位置と弾性部材２０の当接位置との間にリング状をした溝部６ｂを設けたものである。ミラー押さえ板６にかかる溝部を設けることによって、当該箇所で内部応力は放散された形となって局部的な歪みを解消し、永久磁石５部分での温度変動による歪みは歪み吸収用溝部６ｂの外方には及ばないこととなる。
【００３０】
本実施形態においては、３〜４ｍｍの板厚をもったミラー押さえ板６について溝幅１ｍｍ深さ１〜２ｍｍのリング状の溝部６ｂを設けることによって、温度変動があってもミラー押さえ板６の外形形状の変化は可なり厳密にも認められないようになり、弾性部材２０を介して押圧・固定されたポリゴンミラー１６は安定した高速回転がなされて、温度変動によってバランスがくずれて振動や騒音は生じることがない。更にまた永久磁石５の接着箇所についても、第１の実施の形態と同様に溝部を設けることによって温度変動時に発生する内部応力も減って、接着剤を用いて固設した永久磁石５の接着力をも向上させる効果が認められた。
【００３１】
なお、上記の溝部６ｂは、ミラー押さえ板６について永久磁石５の取付け面と同じ側に設けた場合も、反対の面に設けた場合も本発明の効果は認められたが、反対の面に設けた方がより効果があり、同じ側に設けた溝部の大きさ（深さ）よりも小さな溝部を反対側に設けることによって同じ効果が得られることが認められた。また溝部６ｂはミラー押さえ板６の永久磁石５の取付け面の反対側で永久磁石５の直上位置又はその近傍に設けることによって効果が認められる。
【００３２】
（実施の形態３）
実施の形態３について、図４に示すミラー押さえ板６の断面図を用いて説明する。本実施の形態の光偏向装置では、ミラー押さえ板６の外周先端部分に円筒形状の鍔部６ｃを設けている。かかる鍔部６ｃをミラー押さえ板６に設けることによって、構造的な弾性強度（剛性）を高めることとなるので、永久磁石５の近傍が局部的な温度上昇によって内部応力が生じても剛性が高いので、歪みは僅少であってミラー押さえ板６の外形形状は殆ど変化することがない。従って弾性部材２０を介して押圧・固定されたポリゴンミラー１６は安定した高速回転がなされるようになった。そして信頼性が更に向上することが認められた。
【００３３】
本実施形態においては、永久磁石５を固定した箇所近傍を３〜４ｍｍの板厚とし、先端近傍を１〜２ｍｍの板厚としたミラー押さえ板６について、厚み１〜２ｍｍ、円筒部長さ３〜４ｍｍの鍔部６ｃを外周先端部に設けることによって、本発明の効果を充分奏することが確認された。本実施形態においても第１の実施の形態での永久磁石５を磁石取付け溝部を設けて接着剤を用いて取り付けることで効果は更に高まることとなる。
【００３４】
【発明の効果】
本発明によれば、永久磁石５が接着剤によってミラーユニットに固着した状態が維持されて、信頼性が更に向上して光偏向装置は長期にわたって安定したポリゴンミラーの回転動作が維持されることとなった。
【００３５】
また、光偏向装置は管理中あるいは作動中に温度変動があってもポリゴンミラーは安定した高速回転がなされて、振動や騒音が生じることがない、極めて安定した回転動作がなされるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】光偏向装置の断面図。
【図２】実施の形態１の永久磁石の接着状態を示す説明図。
【図３】実施の形態２のミラー押さえ板の断面形状を示す説明図。
【図４】実施の形態３のミラー押さえ板の断面形状を示す説明図。
【図５】ビーム走査光学装置の斜視図。
【符号の説明】
１  光偏向装置
２  ベース板
４  マグネットコイル
５  永久磁石
６  ミラー押さえ板
６ａ  磁石取付け溝部
６ｂ  溝部
６ｃ  鍔部
７  ロータヨーク
１２  回転軸
１２ａ  内筒軸受
１２ｂ  外筒軸受
１５  フランジ
１５ａ  円板部
１５ａ１  ミラー搭載基準面
１５ｂ  円筒部
１６  ポリゴンミラー
【図１】
0003671708.tif 000002
【図２】
0003671708.tif 000003
【図３】
0003671708.tif 000004
【図４】
0003671708.tif 000005
【図５】
0003671708.tif 000006