(57)【要約】【課題】  駆動マグネットと鉄心コイルからなるモータにより発生する駆動トルクの変動が、ポリゴンミラーの回転により感光体等に走査されるビームのドット間ピッチの変動になって現れるという問題がある。【解決手段】  複数の鏡面が形成されたポリゴンミラーと、ポリゴンミラーを回転駆動させる駆動マグネットと鉄心コイルからなるモータを有する光偏向器において、ポリゴンミラーの鏡面の数をＰ（Ｐは４以上の偶数）としたときに、駆動マグネットの磁極の数はｎＰ（ｎは自然数）であって、複数の鏡面が互いに隣接する稜線位置と、磁極を構成するＮ極とＳ極の境界位置との角度差を略９０゜／ｎＰまたは略２７０゜／ｎＰとすることにより、感光体等に走査されるビームのドット間ピッチの変動量を最小にすることができる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の鏡面が形成されたポリゴンミラーと、
該ポリゴンミラーを回転駆動させる駆動マグネットと鉄心コイルからなるモータを有する光偏向器において、
前記ポリゴンミラーの鏡面の数をＰ（Ｐは４以上の偶数）としたときに、
前記駆動マグネットの磁極の数はｎＰ（ｎは自然数）であって、
前記複数の鏡面が互いに隣接する稜線位置と、前記磁極を構成するＮ極とＳ極の境界位置との角度差を略９０゜／ｎＰまたは略２７０゜／ｎＰとしたことを特徴とする光偏向器
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザープリンタやデジタル複写機等の画像形成装置に用いられる光偏向器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、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偏向器としては、図６に示されるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
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、ハウジング１００には、回転体１１０に設けられたリング状マグネット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、これらリング状マグネット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、鏡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。
【０００８】
かかる光偏向器において、駆動マグネットのＮ極とＳ極の境界位置と、ポリゴンミラーの鏡面が互いに隣接する稜線位置との位置関係は、組立上の都合等から略一致させることが行われている（例えば、特許文献２参照）。
【０００９】
【特許文献１】特開平５−７１５３２号公報
【特許文献２】特開２０００−９４７４７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、かかる場合、モータＭにより発生する駆動トルクの変動が、ポリゴンミラーの回転により感光体等に走査されるビームのドット間ピッチの変動になって現れるという問題がある。かかる問題は、画像の形成を高精度化するに伴い、顕著に現れてくる。
【００１１】
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、ポリゴンミラーの複数の鏡面が互いに隣接する稜線位置と、駆動マグネットの磁極を構成するＮ極とＳ極の境界位置との角度差を所定角度に設定するという簡単な構成で、感光体等に走査されるビームのドット間ピッチの変動量を最小にする光偏向器を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１に記載の光偏向器は、複数の鏡面が形成されたポリゴンミラーと、ポリゴンミラーを回転駆動させる駆動マグネットと鉄心コイルからなるモータを有する光偏向器において、ポリゴンミラーの鏡面の数をＰ（Ｐは４以上の偶数）としたときに、駆動マグネットの磁極の数はｎＰ（ｎは自然数）であって、複数の鏡面が互いに隣接する稜線位置と、磁極を構成するＮ極とＳ極の境界位置との角度差を略９０゜／ｎＰまたは略２７０゜／ｎＰとしたものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明により、感光体等に走査されるビームのドット間ピッチの変動量を最小にする光偏向器を供給することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
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】
【００１５】
本発明に係る第１実施例を図１乃至図３を用いて説明する。
説明を簡単にするため、ポリゴンミラーの鏡面の数が４、駆動マグネットの磁極数が４の場合であり、図１は、Ａに駆動マグネットの磁極、Ｂに３相モータのトルクのリップル、Ｃにポリゴンミラーの面を示したものである。
鉄心コイルを有するモータの場合、コギングトルクが発生するため、３相モータのトルクのリップルは、略正弦波形とすることができる。
【００１６】
（比較例１）
まず、従来技術であるポリゴンミラーの複数の鏡面が互いに隣接する稜線位置と、駆動マグネットの磁極を構成するＮ極とＳ極の境界位置との角度差がない場合（図１のＣのａ）を説明する。
【００１７】
トルクのリップルを示す図１のＢにおいて、１から３、５から７にかけてトルクが増大するため、ポリゴンミラーの回転は加速する。これに対し、３から５、７から９にかけてトルクが減少するため、ポリゴンミラーの回転が減速する。
その結果、レーザーダイオード等のビームをポリゴンミラーで走査したときの感光体等に形成されるビームのドット間ピッチは、１から３に向かうにつれて広くなり、３から５に向かうにつれて狭くなり、５から７に向かうにつれて広くなり、７から９も向かうにつれて狭くなるという現象が発生する。
つまり、ドット間ピッチが広い箇所と狭い箇所が交互に現れることになる。
【００１８】
（比較例２）
また、同様に、前記稜線位置と、前記境界位置との角度差が４５゜ある場合（図１のＣのｃ）を説明する。
【００１９】
トルクのリップルを示す図１のＢにおいて、３から５、７から９にかけてトルクが減少するため、ポリゴンミラーの回転は減速する。これに対し、５から７にかけてトルクが増加するため、ポリゴンミラーの回転が加速する。
その結果、レーザーダイオード等のビームをポリゴンミラーで走査したときの感光体等に形成されるビームのドット間ピッチは、３から５に向かうにつれて狭くなり、５から７に向かうにつれて広くなり、７から９に向かうにつれて狭くなるという現象が発生する。
つまり、ドット間ピッチが広い箇所と狭い箇所が交互に現れることになる。
【００２０】
前記した比較例１および比較例２は、高精度な印刷にとって大きな欠点となる。
これに対し、以下に示すように、前記稜線位置と、前記境界位置との角度差が略２２．５゜（位相差１／４）または略６７．５゜（位相差３／４）ある場合は、ドット間のピッチの変動量を最小にすることができる。
【００２１】
（実施例１−１）
図２に示すように、ポリゴンミラーの複数の鏡面が互いに隣接する稜線位置と、駆動マグネットの磁極を構成するＮ極とＳ極の境界位置との角度差αが略２２．５゜の場合（図１のＣのｂ）を説明する。
【００２２】
トルクのリップルを示す図１のＢにおいて、２から３、５から７にかけてトルクが増加するため、ポリゴンミラーの回転は加速する。これに対し、３から５、７から８にかけてトルクが減少するため、ポリゴンミラーの回転が減速する。
その結果、レーザーダイオード等のビームをポリゴンミラーで走査したときの感光体等に形成されるビームのドット間ピッチは、２から３に向かうにつれて広くなるが、３から４に向かうにつれて狭くなり４の時点でドットのピッチの変動は解消される。さらに４から５に向かうにつれて狭くなり、５から６に向かうにつれて広くなるから６の時点でドットのピッチの変動は解消される。さらに、６から７に向かうにつれて広くなり、７から８に向かうにつれて狭くなるから８の時点でドットのピッチの変動は解消される。
つまり、２から感光体等へのビームの露光をスタートすると、加減速を均等に繰り返すことになるから、ドットのピッチの変動を最小にすることができる。
【００２３】
（実施例１−２）
また、図３に示すように、ポリゴンミラーの複数の鏡面が互いに隣接する稜線位置と、駆動マグネットの磁極を構成するＮ極とＳ極の境界位置との角度差αが略６７．５゜の場合（図１のＣのｄ）を説明する。
【００２４】
トルクのリップルを示す図１のＢにおいて、４から５、７から８にかけてトルクが減少するため、ポリゴンミラーの回転は減速する。これに対し、５から７にかけてトルクが増加するため、ポリゴンミラーの回転が加速する。
【００２５】
その結果、レーザーダイオード等のビームをポリゴンミラーで走査したときの感光体等に形成されるビームのドット間ピッチは、４から５に向かうにつれて狭くなるが、５から６に向かうにつれて広くなり６の時点でドットのピッチの変動は解消される。さらに６から７に向かうにつれて広くなり、７から８に向かうにつれて狭くなるから８の時点でドットのピッチの変動は解消される。
つまり、４から感光体等へのビームの露光をスタートすると、加減速を均等に繰り返すことになるから、ドットのピッチの変動を最小にすることができる。
【実施例２】
【００２６】
本発明に係る第２実施例を図４を用いて説明する。
本実施例では、ポリゴンミラーの鏡面の数が４、駆動マグネットの磁極数が８の場合であり、図４は、Ａに駆動マグネットの磁極、Ｂに３相モータのトルクのリップル、Ｃにポリゴンミラーの面を示したものである。
【００２７】
（比較例）
実施例１の場合と同様に、ポリゴンミラーの複数の鏡面が互いに隣接する稜線位置と、駆動マグネットの磁極を構成するＮ極とＳ極の境界位置との角度差αが略０゜（図４のＣのａ）および２２．５゜の場合（図１のＣのｃ）は、ドット間ピッチが広い箇所と狭い箇所が交互に現れることになる。
【００２８】
（実施例２−１）
これに対し、以下に示すように、前記稜線位置と、前記境界位置との角度差が略１１．２５゜（位相差１／４）または略３３．７５゜（位相差３／４）ある場合は、ドット間のピッチの変動量を最小にすることができる。
【００２９】
ポリゴンミラーの複数の鏡面が互いに隣接する稜線位置と、駆動マグネットの磁極を構成するＮ極とＳ極の境界位置との角度差αが略１１．２５゜の場合（図４のＣのｂ）を説明する。
【００３０】
トルクのリップルを示す図４のＢにおいて、２から３、５から７にかけてトルクが増加するため、ポリゴンミラーの回転は加速する。これに対し、３から５、７から８にかけてトルクが減少するため、ポリゴンミラーの回転が減速する。
その結果、レーザーダイオード等のビームをポリゴンミラーで走査したときの感光体等に形成されるビームのドット間ピッチは、２から３に向かうにつれて広くなるが、３から４に向かうにつれて狭くなり４の時点でドットのピッチの変動は解消される。さらに４から５に向かうにつれて狭くなり、５から６に向かうにつれて広くなるから６の時点でドットのピッチの変動は解消される。さらに、６から７に向かうにつれて広くなり、７から８に向かうにつれて狭くなるから８の時点でドットのピッチの変動は解消される。
つまり、２から感光体等へのビームの露光をスタートすると、加減速を均等に繰り返すことになるから、ドットのピッチの変動を最小にすることができる。
【００３１】
（実施例２−２）
また、ポリゴンミラーの複数の鏡面が互いに隣接する稜線位置と、駆動マグネットの磁極を構成するＮ極とＳ極の境界位置との角度差αが略３３．７５゜の場合（図４のＣのｄ）を説明する。
【００３２】
トルクのリップルを示す図４のＢにおいて、４から５、７から８にかけてトルクが減少するため、ポリゴンミラーの回転は減速する。これに対し、５から７にかけてトルクが増加するため、ポリゴンミラーの回転が加速する。
その結果、レーザーダイオード等のビームをポリゴンミラーで走査したときの感光体等に形成されるビームのドット間ピッチは、４から５に向かうにつれて狭くなるが、５から６に向かうにつれて広くなり６の時点でドットのピッチの変動は解消される。さらに６から７に向かうにつれて広くなり、７から８に向かうにつれて狭くなるから８の時点でドットのピッチの変動は解消される。
つまり、４から感光体等へのビームの露光をスタートすると、加減速を均等に繰り返すことになるから、ドットのピッチの変動を最小にすることができる。
【００３３】
前記した実施例は、説明のために例示したものであって、本発明としてはそれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲、発明の詳細な説明および図面の記載から当業者が認識することができる本発明の技術的思想に反しない限り、変更および付加が可能である。
【００３４】
実施例１および実施例２に示した効果は、ポリゴンミラーの鏡面の数をＰ（Ｐは４以上の偶数）としたときに、駆動マグネットの磁極の数はｎＰ（ｎは自然数）であって、複数の鏡面が互いに隣接する稜線位置と、前記磁極を構成するＮ極とＳ極の境界位置との角度差を略９０゜／ｎＰまたは略２７０゜／ｎＰであるときに得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明は、画像形成装置等に使用される光偏向器に適用される。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明に係るポリゴンミラーの稜線位置と駆動マグネットの磁極の境界位置の関係を示す図である（実施例１）
【図２】本発明に係るポリゴンミラーの稜線位置と駆動マグネットの磁極の境界位置の関係を示す図である（実施例１）
【図３】本発明に係るポリゴンミラーの稜線位置と駆動マグネットの磁極の境界位置の関係を示す図である（実施例１）
【図４】本発明に係るポリゴンミラーの稜線位置と駆動マグネットの磁極の境界位置の関係を示す図である（実施例２）
【図５】従来の光偏向器を示す図である
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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