(57)【要約】【課題】金属ベースのプリント基板の素材のそり、あるいは打ち抜き加工後の残留変形に起因する軸受固定部の傾きを無くすことで、軸倒れの小さい光偏向器を提供することができ、また、高精度な光走査装置、画像形成装置を提供する。【解決手段】多面鏡が固定された回転体が軸受に支持され、軸受が金属ベースのプリント基板に固定され、プリント基板に筐体への取付け基準面が設けられた光偏向器において、プリント基板は、筐体への取付け基準面と略平行であり、プリント基板の素材面とは異なる軸受固定面を備え、軸受固定面に軸受の固定部が接した状態で固定される。【選択図】図１
2008070774.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多面鏡が固定された回転体が軸受に支持され、前記軸受が金属ベースのプリント基板に固定され、前記プリント基板に筐体への取付け基準面が設けられた光偏向器において、
前記プリント基板は、前記筐体への取付け基準面と略平行であり、前記プリント基板の素材面とは異なる軸受固定面を備え、
前記軸受固定面に前記軸受の固定部が接した状態で固定されたことを特徴とする光偏向器。
【請求項２】
前記軸受固定面は、前記プリント基板の一部が削られて形成されたことを特徴とする請求項１記載の光偏向器。
【請求項３】
前記軸受固定面は、切削又は研削加工により形成されたことを特徴とする請求項１又は２記載の光偏向器。
【請求項４】
前記軸受固定面は、前記プリント基板に別の材料が付加されて形成されたことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の光偏向器。
【請求項５】
前記軸受固定面は、樹脂成形により形成されたことを特徴とする請求項４記載の光偏向器。
【請求項６】
前記筐体への取付け基準面は、前記プリント基板の素材面とは異なる面で形成され、前記軸受固定面と同じ方法で形成されたことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の光偏向器。
【請求項７】
前記軸受の固定部は、カシメにより前記プリント基板に固定されたことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の光偏向器。
【請求項８】
前記軸受の固定部は、接着により前記プリント基板に固定されたことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の光偏向器。
【請求項９】
半導体レーザからのビームを、光偏向器を含む光学系を介して被走査面へ導いて、光スポットを形成し、前記光偏向器により偏向させることにより、前記被走査面に走査線を走査する光走査装置において、
前記光偏向器が、請求項１から８のいずれか１項に記載の光偏向器であることを特徴とする光走査装置。
【請求項１０】
前記半導体レーザからのビームが複数であり、光偏向器を含む光学系を介して被走査面へ導いて、複数の光スポットを形成し、前記光偏向器により偏向させることにより、前記被走査面の複数走査線を隣接走査する光走査装置において、
前記光偏向器が請求項１から８のいずれか１項に記載の光偏向器であることを特徴とする光走査装置。
【請求項１１】
感光媒体の感光面に光走査装置による光走査を行って潜像を形成し、前記潜像を可視化して画像を得る画像形成装置であって、
前記感光媒体の感光面の光走査を行う光走査装置として、請求項９又は１０記載の光走査装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディジタル複写機やレーザプリンタ等に用いられ、光ビームを偏向する光偏向器、光走査装置及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、回転多面鏡の軸倒れの影響を機械精度レベルで簡単に調整でき、軸倒れをキャンセルできるようにした光走査装置が開示されている。すなわち、特許文献１の図２に示されるように、半導体レーザユニット５が、回転多面鏡７等の筐体６との接合部に、副走査方向に曲率を有するシリンダ状の面１３を有する。このシリンダ状の面１３の曲率により、カップリングレンズ２とアパーチャ３を保持する半導体レーザユニット５の保持部材４を、射出するレーザ光Ｌの副走査方向を含む面内で所要の角度に傾けることを可能にする。
【０００３】
また、特許文献２には、動圧軸受を用いたスキャナモータのモータ基板および光学箱に対する回転軸の軸倒れ精度を向上させる技術が開示されている。すなわち、軸受スリーブの内径最終仕上げ加工とモータ基板取付け面をワンチャックで加工することにより、モータ基板に対する回転軸の軸倒れ精度を向上させる。
【特許文献１】特開平７−３１８８４４号公報
【特許文献２】特開２００３−２９５０９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の発明は、回転多面鏡の軸倒れを調整する機構が必要であり、調整作業が必要になるという問題がある。また、軸倒れ精度が得られず、軸倒れのばらつきが大きくなると、ポリゴンミラーから出射された光ビームが走査レンズを透過する位置が厚み方向にばらつき、光ビームが透過して使用される範囲が厚さ方向で大きくなる。そのため、光学特性の保証範囲が大きくなり、走査レンズの厚さが厚くなったり、製造上の良品率が低下して、環境負荷が大きくなったりするという問題がある。
【０００５】
また、特許文献２の発明は、軸受スリーブの内径と軸受スリーブのモータ基板取付け面は高精度に形成することができるが、モータ基板素材のそり、あるいは打ち抜き加工後の残留変形に起因する軸倒れを取り除くことができないという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、金属ベースのプリント基板素材のそり、あるいは打ち抜き加工後の残留変形に起因する軸受固定部の傾きを無くすことで、軸倒れの小さい光偏向器を提供し、高精度な光走査装置、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】
【０００７】
かかる目的を達成するために、請求項１記載の発明は、多面鏡が固定された回転体が軸受に支持され、軸受が金属ベースのプリント基板に固定され、プリント基板に筐体への取付け基準面が設けられた光偏向器において、プリント基板は、筐体への取付け基準面と略平行であり、プリント基板の素材面とは異なる軸受固定面を備え、軸受固定面に軸受の固定部が接した状態で固定されたことを特徴とする。
【０００８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、軸受固定面は、プリント基板の一部が削られて形成されたことを特徴とする。
【０００９】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、軸受固定面は、切削又は研削加工により形成されたことを特徴とする。
【００１０】
請求項４記載の発明は、請求項１から３のいずれか１項に記載の発明において、軸受固定面は、プリント基板に別の材料が付加されて形成されたことを特徴とする。
【００１１】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の発明において、軸受固定面は、樹脂成形により形成されたことを特徴とする。
【００１２】
請求項６記載の発明は、請求項１から５のいずれか１項に記載の発明において、筐体への取付け基準面は、プリント基板の素材面とは異なる面で形成され、軸受固定面と同じ方法で形成されたことを特徴とする。
【００１３】
請求項７記載の発明は、請求項１から６のいずれか１項に記載の発明において、軸受の固定部は、カシメによりプリント基板に固定されたことを特徴とする。
【００１４】
請求項８記載の発明は、請求項１から６のいずれか１項に記載の発明において、軸受の固定部は、接着によりプリント基板に固定されたことを特徴とする。
【００１５】
請求項９記載の発明は、半導体レーザからのビームを、光偏向器を含む光学系を介して被走査面へ導いて、光スポットを形成し、光偏向器により偏向させることにより、被走査面に走査線を走査する光走査装置において、光偏向器が、請求項１から８のいずれか１項に記載の光偏向器であることを特徴とする。
【００１６】
請求項１０記載の発明は、半導体レーザからのビームが複数であり、光偏向器を含む光学系を介して被走査面へ導いて、複数の光スポットを形成し、光偏向器により偏向させることにより、被走査面の複数走査線を隣接走査する光走査装置において、光偏向器が請求項１から８のいずれか１項に記載の光偏向器であることを特徴とする。
【００１７】
請求項１１記載の発明は、感光媒体の感光面に光走査装置による光走査を行って潜像を形成し、潜像を可視化して画像を得る画像形成装置であって、感光媒体の感光面の光走査を行う光走査装置として、請求項９又は１０記載の光走査装置を用いたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、金属ベースのプリント基板の素材のそり、あるいは打ち抜き加工後の残留変形に起因する軸受固定部の傾きを無くすことで、軸倒れの小さい光偏向器を提供することができ、また、高精度な光走査装置、画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明を実施するための最良の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
【実施例１】
【００２０】
図１の断面図及び図２の回転体の斜視図を参照して、本発明の実施例１である光偏向器の構成を説明する。
【００２１】
図１に示すように、光偏向器の回転体１０１は、軸受シャフト１０２と、ミラーロータ１０５と、ロータ磁石１０６とから構成されている。
【００２２】
ラジアル軸受は、軸受シャフト１０２と固定スリーブ１０７とからなる含油軸受であり、軸受隙間は直径で１０μｍ以下に設定されている。高速回転での安定性を確保するためラジアル軸受は、図示しない動圧発生溝が設けられている。動圧溝は軸受シャフト１０２の外周面または固定スリーブ１０７の内周面に設けるが、加工性が良好な焼結部材からなる固定スリーブ１０７の内周に施すのが好適である。軸受シャフト１０２の素材としては、焼入れが可能で表面硬度を高くでき、耐磨耗性が良好なマルテンサイト系のステンレス鋼（例えばＳＵＳ４２０Ｊ２）が好適である。
【００２３】
ロータ磁石１０６は、ミラーロータ１０５の下部内面に固定され、軸受ハウジング１０８に固定されたステータコア１０９（巻線コイル１０９ａ）とともにアウターロータ型のブラシレスモータを構成している。このロータ磁石１０６は、樹脂をバインダーに使用したボンド磁石であり、高速回転時の遠心力による破壊が発生しないように、ロータ磁石１０６の外径部がミラーロータ１０５により保持されている。また、このロータ磁石１０６は、接着剤により固定しても良いが、ロータ磁石１０６にミラーロータ１０５と線膨張係数が略等しい材質を用いて、圧入固定することにより一層の高速回転、かつ高温環境においても固定部の微移動を生ずることなく、回転体バランスの高精度維持が可能となる。
【００２４】
アキシャル方向の軸受は、軸受シャフト１０２の下端面に形成された凸曲面１０２ａと、その対向面にスラスト受部材１１０を接触させるピボット軸受である。スラスト受部材１１０は、樹脂材料等を用いて潤滑性を良好にする、あるいは、マルテンサイト系ステンレス鋼やセラミックス、または金属部材表面にＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）処理等の硬化処理をし、磨耗粉の発生が抑えられている。固定スリーブ１０７とスラスト受部材１１０は軸受ハウジング１０８に収納され、流体シール１１１により、油の流出が防止されている。
【００２５】
回転体１０１を２５，０００ｒｐｍ以上の高速回転させる場合、振動を小さくするために回転体１０１のバランスを高精度に修正かつ維持しなければならない。回転体１０１にはアンバランスの修正部が上下２ヶ所あり、ミラーロータ１０５の上下に形成された円周凹部１０５ｅ、１０５ｆに接着剤等を塗布することによりバランス修正を行う。アンバランス量は１０ｍｇ・ｍｍ以下が必要であり、例えば半径１０ｍｍの箇所で修正量は１ｍｇ以下に保たれている。なお、上記のような微少な修正を実行する際に接着剤等の付着物では管理がしにくい場合、また量が少ないため接着力が弱く４０，０００ｒｐｍ以上の高速回転時には剥離、飛散してしまう場合には、回転体の部品の一部を削除する方法（ドリルによる切削やレーザ加工）を実施することが好適である。
【００２６】
本実施例におけるモータ方式は、径方向に磁気ギャップを有し、ステータコア１０９の外径部にロータ磁石１０６がレイアウトされるアウターロータ型といわれる方式である。回転駆動は、ロータ磁石１０６の磁界によりプリント基板１１２に実装されているホール素子１１３から出力される信号を位置信号として参照し、駆動ＩＣ１１４により巻線コイル１０９ａの励磁切り替えを行い回転する。ロータ磁石１０６は径方向に着磁されており、ステータコア１０９の外周とで回転トルクを発生し回転する。ロータ磁石１０６は外径方向の磁路が開放されており、モータの励磁切り換えのためのホール素子１１３を開放磁路内に配置している。図１の１１５はコネクタであり、不図示のハーネスが接続され、本体からの電力供給とモータの起動停止、回転数等の制御信号の入出力が行われる。
【００２７】
ミラーロータ１０５の上部には、４面の多面鏡１０５ａ、１０５ｂが回転軸方向に２個積設され、上下の偏向反射面１０５ｄが回転方向へ４５°ずれて形成されている。多面鏡１０５ａ、１０５ｂの中間には円筒状の連結部１０５ｃが形成されている。多面鏡１０５ａ、１０５ｂと連結部１０５ｃと、ロータ磁石１０６の保持部１０５ｇは一体化された一つの部品で構成され、軸受シャフト１０２に焼きばめされている。ミラーロータ１０５の内部は軸受ハウジング１０８の上端部と干渉する部分がカップ状に削られている。
【００２８】
ミラーロータ１０５は、純アルミニウム系の金属材料で構成され、一体化した状態で多面鏡１０５ａ、１０５ｂの偏向反射面１０５ｄの加工が行えるよう、多面鏡１０５ａ、１０５ｂの間に所定の間隔を確保するための連結部１０５ｃが設けられている。
【００２９】
図３は、図１に示すプリント基板１１２を下方から見た斜視図であり、図４は、図１及び図２に示す回転体１０１の主要部の拡大図である。以下、図３及び図４を参照して、本実施例についてさらに詳細に説明する。
【００３０】
図３に示すプリント基板１１２は、厚さ１ｍｍ程度の鉄鋼やアルミニウムなどの金属ベースのプリント基板で構成され、ホール素子１１３や駆動ＩＣ１１４が実装される面の反対側の素材面がそのまま、筐体である光学ハウジング（不図示）への取付け基準面１１２ｂとなっている。光学ハウジング（不図示）への取付けは、取付け穴１１２ｃを利用してねじで固定される。取付け基準面１１２ｂと同じ側には、軸受ハウジング１０８が固定される中心穴周辺が円形状で切削あるいは研削加工により、基板の素材面が０.１ｍｍ程度削り落とされ、軸受固定面１１２ａが形成されている。切削あるいは研削加工の加工機としては旋盤を使用して旋削加工により形成しても良いし、フライス盤や研削盤を使用して、切削あるいは研削加工をしても良い。
【００３１】
図４に示す軸受ハウジング１０８は、端面１０８ａがプリント基板１１２の軸受固定面１１２ａに直接接触した状態で、カシメ部１０８ｂが塑性変形されて、プリント基板１１２に堅固に固定されている。後述の実施例２のように、接着剤を使用して、軸受ハウジング１０８とプリント基板１１２を固定しても良い。
【００３２】
このように、本実施例１では、金属ベースのプリント基板と軸受固定部を、軸倒れが小さい方法（カシメや接着剤の使用）で堅固に固定する。
【００３３】
従来はプリント基板素材の圧延ロール方向のそり、あるいは打ち抜き加工後の残留変形により、軸受ハウジング１０８が傾いて固定されて、軸倒れが大きくなることがあった。
【００３４】
図５は従来のプリント基板のそりに起因する軸倒れを説明するため、そりの状態を示したものである。実際のそりや残留変形としては数μｍ〜数十μｍ程度のわずかな変形量で、軸倒れの要因となってしまう。軸倒れが大きいと、光ビームが走査レンズを透過する位置が所定の位置からずれてしまい、光ビームの結像位置がずれ、ビーム形状が劣化するため、軸倒れとしては０.１°以下程度になるようにする必要がある。
【００３５】
本実施例１の光偏向器では、軸受ハウジング１０８が固定される中心穴周辺のプリント基板素材の圧延ロール方向のそり、あるいは打ち抜き加工後の残留変形を取り除くことで、取付け基準面１１２ｂと平行に軸受固定面１１２ａが高精度に形成され、軸倒れを０.１°以下に小さく抑えることができる。また、切削、あるいは研削加工により高精度な軸受固定面１１２ａを容易に、低コストで形成することができる。
【００３６】
以上説明したように、本実施例によれば、金属ベースのプリント基板の素材のそり、あるいは打ち抜き加工後の残留変形に起因する軸受固定部の傾きを無くすことで、軸倒れの小さい光偏向器を実現できる。
【００３７】
また、本実施例によれば、金属ベースのプリント基板素材のそり、あるいは打ち抜き加工後の残留変形を削り落として、軸受固定面を高精度に形成することができる。
【００３８】
また、本実施例によれば、金属ベースのプリント基板素材のそり、あるいは打ち抜き加工後の残留変形の削除、高精度な軸受固定面の形成を低コストで実施することができる。
【００３９】
なお、本実施例１において、切削あるいは研削加工により軸受固定面１１２ａを形成する際に、光学ハウジングに固定されるときと同じ状態で加工機に固定すると軸倒れを小さくするのに好適である。
【００４０】
また、本実施例１では、４面の多面鏡１０５ａ、１０５ｂが回転軸方向に２個積設された２段の光偏向器で説明したが、一般的な１段の光偏向器でも適用できるのは当然である。
【実施例２】
【００４１】
実施例１の図３では、軸受固定面１１２ａのみが削り落とされて、基板の素材面がそのまま取付け基準面１１２ｂとして使用されるが、本実施例２では、図６のように軸受固定面１１２ａと一緒に光学ハウジングへの取付け基準面１１２ｂ（図中の斜線部）も切削あるいは研削加工で形成する。これにより、軸受固定面１１２ａと取付け基準面１１２ｂを、より高精度な平行面で形成することができ、軸倒れを小さくすることができる。
【００４２】
以上説明したように、本実施例によれば、金属ベースのプリント基板の取付け基準面に対する軸受固定部の傾きを小さくすることで、実施例１よりもさらに軸倒れが小さい光偏向器を実現できる。
【実施例３】
【００４３】
図７の断面図、及び、図８のプリント基板の下方から見た斜視図を参照して、本発明の実施例３である光偏向器の構成を説明する。なお、実施例１に対し、本実施例３はプリント基板の構成が異なるため、本実施例３では、実施例１と構成が同じ部分を同符合として、説明を省略する。
【００４４】
図７に示すプリント基板１２０は、厚さ１ｍｍ程度の鉄鋼やアルミニウムなどの金属ベースのプリント基板で構成され、ホール素子１１３や駆動ＩＣ１１４が実装される面の反対側の素材面に、取付け穴の周辺と、軸受ハウジング１０８が固定される中心穴付近の一部分に樹脂成形加工により、樹脂が成形・付加されて、図８に示すように、取付け基準面１２０ｂと軸受固定面１２０ａが形成されている。また、図８に示すように、光学ハウジング（不図示）への取付けは、取付け穴１２０ｃを利用してねじで固定される。
【００４５】
軸受ハウジング１０８は、端面１０８ａがプリント基板１２０の軸受固定面１２０ａに直接接触した状態で、接着剤によりプリント基板１２０に堅固に固定されている。上記実施例１のように、カシメにより、軸受ハウジング１０８とプリント基板１２０を固定しても良い。
【００４６】
本実施例３の光偏向器では、軸受ハウジング１０８が固定される中心穴周辺のプリント基板素材の圧延ロール方向のそり、あるいは打ち抜き加工後の残留変形を付加材で補正することで、取付け基準面１２０ｂと平行に軸受固定面１２０ａが高精度に形成され、軸倒れを０.１°以下に小さく抑えることができる。また、成形加工により高精度な軸受固定面を容易に、低コストで形成することができる。
【００４７】
以上説明したように、本実施例によれば、金属ベースのプリント基板の素材のそり、あるいは打ち抜き加工後の残留変形に起因する軸受固定部の傾きを無くすことで、軸倒れの小さい光偏向器を実現できる。
【００４８】
また、本実施例によれば、金属ベースのプリント基板素材のそり、あるいは打ち抜き加工後の残留変形を付加材で補正し、軸受固定面を高精度に形成することができる。
【００４９】
また、本実施例によれば、金属ベースのプリント基板素材のそり、あるいは打ち抜き加工後の残留変形の補正、軸受固定面の形成を低コストで行うことができる。
【００５０】
また、本実施例では、軸受固定面１２０ａと一緒に光学ハウジングへの取付け基準面１２０ｂも樹脂成形により形成しているので、軸受固定面１２０ａと取付け基準面１２０ｂをより高精度な平行面で形成することができ、軸倒れを小さくすることができる。
【００５１】
よって、本実施例によれば、金属ベースのプリント基板の取付け基準面に対する軸受固定部の傾きを小さくすることで、上記実施例１、２よりもさらに軸倒れが小さい光偏向器を提供する。
【００５２】
なお、本実施例では、実施例１と同様に、軸受ハウジング１０８が固定される中心穴付近の一部分にだけ樹脂成形加工を施し、基板の素材面をそのまま取付け基準面１２０ｂとして使用することもできる。また、ミラーロータ１０５が配置される反対側の基板の素材面を全面的に樹脂で覆うように成形して、軸受固定面１２０ａと取付け基準面１２０ｂを形成しても良い。
【実施例４】
【００５３】
次に、実施例４として、上記実施例１〜３の光偏向器が用いられる光走査装置について、図９を参照しながら説明する。
【００５４】
図９において、符号１、１'は半導体レーザを示す。半導体レーザ１、１'は「１つの光源を構成する２つの発光源」であり、それぞれ１本の光ビームを放射する。これら半導体レーザ１、１'はホルダ２に所定の位置関係で保持されている。
【００５５】
半導体レーザ１、１'から放射された各光ビームはそれぞれ、カップリングレンズ３、３'により以後の光学系に適した光束形態（平行光束あるいは弱い発散性もしくは弱い収束性の光束）に変換される。本実施例では、カップリングレンズ３，３'によりカップリングされた光ビームは共に平行光束である。
【００５６】
カップリングレンズ３，３'から射出し、所望の光束形態となった各光ビームは、光ビーム幅を規制するアパーチュア１２の開口部を通過して「ビーム整形」されたのち、ハーフミラープリズム４に入射し、ハーフミラープリズムの作用により副走査方向に２分割されてそれぞれが２本の光ビームに分けられる。
【００５７】
この状況を図１０に示す。図の煩雑を避けるため、半導体レーザ１から放射された光ビームＬ１を代表して示している。図１０の上下方向が副走査方向であるが、ハーフミラープリズム４は半透鏡４ａと反射面４ｂとを副走査方向に並列して有する。光ビームＬ１はハーフミラープリズム４に入射すると半透鏡４ａに入射し、一部は半透鏡４ａを直進的に透過して光ビームＬ１１となり、残りは反射されて反射面４ｂに入射し、反射面４ｂにより全反射されて光ビームＬ１２となる。
【００５８】
本実施例において、半透鏡４ａと反射面４ｂとは互いに平行であり、従ってハーフミラープリズム４から射出する光ビームＬ１１、Ｌ１２は互いに平行である。このようにして、半導体レーザ１からの光ビームは、２つの光ビームＬ１１、Ｌ１２として副走査方向に２分割される。半導体レーザ１'からの光ビームも同様にして２分割される。
【００５９】
このようにして、１つの光源（ｍ＝１）から２本の光ビームが放射され、これら２本の光ビームが副走査方向に２分割（ｑ＝２）されて４本の光ビームが得られる。
【００６０】
図９に戻って説明すると、これら４本の光ビームはシリンドリカルレンズ５ａ、５ｂに入射し、これらシリンドリカルレンズ５ａ、５ｂの作用により副走査方向へ集光され、多面鏡式光偏向器７の偏向反射面近傍に「主走査方向に長い線像」として結像する。
【００６１】
図９に示すように、半導体レーザ１、１'から放射され、ハーフミラープリズム２より分割された光ビームのうち、ハーフミラープリズム４の半透鏡４ａを直進的に透過した光ビーム（図１０に示す光ビームＬ１２）がシリンドリカルレンズ５ａに入射し、半透鏡４ａにより反射され、更に反射面４ｂで反射された光ビーム（図１０に示す光ビームＬ１２）がシリンドリカルレンズ５ｂに入射する。
【００６２】
図９において、符号６は多面鏡式光偏向器７の防音ハウジングの窓に設けられた「防音ガラス」を示す。光源側からの４本の光ビームは防音ガラス６を介して多面鏡式光偏向器７に入射し、偏向された光ビームは防音ガラス６を介して走査結像光学系側へ射出する。
【００６３】
多面鏡式光偏向器７は、図９に示すように、上ポリゴンミラー７ａ及び下ポリゴンミラー７ｂを回転軸方向に上下２段に積設して一体とし、図示しない駆動モータにより回転軸の周りに回転させられるようになっている。
【００６４】
本実施例において、上ポリゴンミラー７ａ及び下ポリゴンミラー７ｂは共に「４面の偏向反射面」を持つ同一形状のものであるが、上ポリゴンミラー７ａの偏向反射面に対し、下ポリゴンミラー７ｂの偏向反射面が、回転方向へ所定角：θ（＝４５度）ずれている。
【００６５】
図９において、符号８ａ、８ｂは「第１走査レンズ」、符号１０ａ、１０ｂは「第２走査レンズ」、符号９ａ、９ｂは「光路折り曲げミラー」を示している。また、符号１１ａ、１１ｂは「光導電性感光体」を示している。
【００６６】
第１走査レンズ８ａ、第２走査レンズ１０ａと、光路折り曲げミラー９ａとは、多面鏡式光偏向器７の上ポリゴンミラー７ａにより偏向される２本の光ビーム（半導体レーザ１、１'から射出し、ハーフミラープリズム４の半透鏡４ａを透過した２本の光ビーム）を、対応する光走査位置である光導電性感光体１１ａ上に導光して、副走査方向に分離した２つの光スポットを形成する１組の走査結像光学系を構成する。
【００６７】
第１走査レンズ８ｂ、第２走査レンズ１０ｂと、光路折り曲げミラー９ｂとは、多面鏡式光偏向器７の下ポリゴンミラー７ｂにより偏向される２本の光ビーム（半導体レーザ１、１'から射出し、ハーフミラープリズム４の半透鏡４ａにより反射された２本の光ビーム）を、対応する光走査位置である光導電性感光体１１ｂ上に導光して、副走査方向に分離した２つの光スポットを形成する１組の走査結像光学系を構成する。
【００６８】
半導体レーザ１、１'から放射された光ビームは、多面鏡式光偏向器７の回転軸方向から見て「偏向反射面位置の近傍において主光線が交差する」ように光学配置が定められており、従って、偏向反射面に入射してくる２光束の各対は光ビーム相互が「開き角（偏向反射面の側から光源側を見たとき、２本の光ビームの回転軸に直交する面への射影がなす角をいう）」を有する。
【００６９】
この「開き角」により、光導電性感光体１１ａ、１１ｂのそれぞれに形成される２つの光スポットは主走査方向にも分離しており、このため各感光体を光走査する２本の光ビームを個別的に検出して光走査開始の同期を光ビームごとに取ることができる。
【００７０】
このようにして、多面鏡式光偏向器７の上ポリゴンミラー７ａにより偏向される２光ビームにより、光導電性感光体１１ａが２本の光ビームによりマルチビーム走査され、多面鏡式光偏向器７の下ポリゴンミラー７ｂにより偏向される２光ビームにより、光導電性感光体１１ｂが２本の光ビームによりマルチビーム走査される。
【００７１】
多面鏡式光偏向器７の上ポリゴンミラー７ａとしたポリゴンミラー７ｂの偏向反射面は互いに回転方向に４５度ずれているので、上ポリゴンミラー７ａによる偏向光ビームが光導電性感光体１１ａの光走査を行うとき、下ポリゴンミラー７ｂによる偏向光ビームは、光導電性感光体１１ｂには導光されず、下ポリゴンミラー７ｂによる偏向光ビームが光導電性感光体１１ｂの光走査を行うとき、上ポリゴンミラー７ａによる偏向光ビームは、光導電性感光体１１ａには導光されない。
【００７２】
即ち、光導電性感光体１１ａ、１１ｂの光走査は「時間的にずれて交互」に行われることになる。図１１は、この状況を説明する図である。図１１は説明図であるので、煩雑を避けるため、多面鏡式光偏向器７へ入射する光ビーム（実際には４本である）を「入射光」、偏向される光ビームを「偏向光ａ、偏向光ｂ」として示している。
【００７３】
図１１（ａ）は、入射光が多面鏡式光偏向器７に入射し、上ポリゴンミラー７ａで反射されて偏向された「偏向光ａ」が光走査位置へ導光されるときの状況を示している。このとき、下ポリゴンミラー７ｂによる偏向光ｂは光走査位置へは向かわない。図１１（ｂ）は、下ポリゴンミラー７ｂで反射されて偏向された「偏向光ｂ」が光走査位置へ導光されるときの状況を示している。このとき、上ポリゴンミラー７ａによる偏向光ａは光走査位置へは向かわない。
【００７４】
なお、一方のポリゴンミラーによる偏向光が光走査位置へ導光されている間に、他方のポリゴンミラーによる偏向光が「ゴースト光」として作用しないように、図１１に示す如き適宜の遮光手段ＳＤを用いて、光走査位置へ導光されない偏向光を遮光するのがよい。これは実際には、前述の「防音ハウジング」の内壁を非反射性とすることにより容易に実現できる。
【００７５】
上述したように、図９に示す本実施例４において、光導電性感光体１１ａ、１１ｂの（マルチビーム方式の）光走査は交互に行われるので、例えば、光導電性感光体１１ａの光走査が行われるときは光源の光強度を「黒画像の画像信号」で変調し、光導電性感光体１１ｂの光走査が行われるときは光源の光強度を「マゼンタ画像の画像信号」で変調すれば、光導電性感光体１１ａには黒画像の静電潜像を、光導電性感光体１１ｂにはマゼンタ画像の静電潜像を書込むことができる。
【００７６】
図１２は、「共通の光源（図９の半導体レーザ１，１'）」により黒画像とマゼンタ画像の書込みを行う場合において、「有効走査領域において全点灯する場合」のタイムチャートを示している。実線は黒画像の書込みに相当する部分、破線はマゼンタ画像の書込みに相当する部分を示す。黒画像、マゼンタマゼンタ画像の書き出しのタイミングは、前述の如く、有効走査領域外に配備される同期受光手段（図９に図示されていない。通常はフォトダイオードである。）で光走査開始位置へ向かう光ビームを検知することにより決定される。
【００７７】
本実施例４の光走査装置では、多面鏡式光偏向器７として、実施例１〜３の光偏向器が用いられる。
【００７８】
以上説明したように、本実施例によれば、光偏向器の軸倒れを低減し、光ビームが走査レンズを透過する位置のばらつきを小さく抑えて、走査レンズの光学特性の保証範囲を最小限必要な範囲とするマルチビーム光走査装置を実現できる。その結果、走査レンズの厚さを薄くし、製造上の良品率を高め、環境負荷を低減することができる。また、軸倒れ補正のための特別な機構を設ける必要が無い。さらに、光源部の部品点数、材料が削減されて、環境負荷が低減され、光源の故障確率も低く抑えることができる。
【実施例５】
【００７９】
次に、本発明の実施例５として、図１３、図１４を参照しながら、光走査装置及び画像形成装置について説明する。
【００８０】
図１３は、光走査装置の光学系部分を、副走査方向、即ち、多面鏡式光偏向器７の回転軸方向から見た状態を示している。なお、図１３では、図示の簡単にするため、多面鏡式光偏向器７から光走査位置に至る光路上の光路屈曲用のミラーの図示を省略し、光路が直線となるように描いた。
【００８１】
この光走査装置は、ｍ＝ｑ＝２、ｐ＝１、ｎ＝４の場合であり（ｍ：光源数、ｑ：分割数、ｐ：光ビーム数、ｎ：光走査装置）、４つの光走査位置をそれぞれ１本の光ビームで光走査する。また、光走査位置に個々には、光導電性感光体１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋが配置され、これら４個の光導電性感光体に形成される静電潜像をマゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、黒（ＣＫ）のトナーで個別に可視化し、カラー画像を形成する。
【００８２】
図１３において、符号１ＹＭ、１ＣＫはそれぞれ半導体レーザを示す。これら半導体レーザ１ＹＭ、１ＣＫはそれぞれが１本の光ビームを放射する。半導体レーザ１ＹＭは「イエロー画像に対応する画像信号」と「マゼンタ画像に対応する画像信号」で交互に強度変調される。半導体レーザ１ＣＫは「シアン画像に対応する画像信号」と「黒画像に対応する画像信号」で交互に強度変調される。
【００８３】
半導体レーザ１ＹＭから放射された光ビームはカップリングレンズ３ＹＭにより平行光束化され、アパーチュア１２ＹＭを通過してビーム整形されたのち、ハーフミラープリズム４ＹＭに入射して、副走査方向に分離した２本の光ビームにビーム分割される。ハーフミラープリズム４ＹＭは、図９に即して説明したハーフミラープリズム４と同様のものである。分割された光ビームの１本はイエロー画像を書込むのに使用され、他の１本はマゼンタ画像を書込むのに使用される。
【００８４】
副走査方向に分割された２本の光ビームは、副走査方向に配列されたシリンドリカルレンズ５Ｙ、５Ｍ（副走査方向に重なり合うように配置されている。）により、それぞれ副走査方向へ集光され、多面鏡式光偏向器７に入射する。多面鏡式光偏向器７は、図９、図１１に即して説明したものと同様のものであり、４面の偏向反射面を持つポリゴンミラーを回転軸方向へ２段に積設し、ポリゴンミラー相互の偏向反射面を回転方向へずらして一体化したものである。シリンドリカルレンズ５Ｙ、５Ｍによる主走査方向に長い線像は、各ポリゴンの偏向反射面位置近傍に結像する。
【００８５】
多面鏡式光偏向器７により偏向される光ビームは、それぞれ第１走査レンズ８Ｙ、８Ｍ、第２走査レンズ１０Ｙ、１０Ｍを透過し、これらレンズの作用により光走査位置１１Ｙ、１１Ｍに光スポットを形成し、これら光走査位置を光走査する。
【００８６】
同様に、半導体レーザ１ＣＫから放射された光ビームはカップリングレンズ３ＣＫにより平行光束化され、アパーチュア１２ＣＫを通過してビーム整形されたのち、ハーフミラープリズム４ＣＫにより、副走査方向に分離した２本の光ビームにビーム分割される。ハーフミラープリズム４ＣＫは、ハーフミラープリズム４ＹＭと同様のものである。分割された光ビームの１本はシアン画像を書込むのに使用され、他の１本は黒画像を書込むのに使用される。
【００８７】
副走査方向に分割された２本の光ビームは、副走査方向に配列されたシリンドリカルレンズ５Ｃ、５Ｋ（副走査方向に重なり合うように配置されている。）によりそれぞれ、副走査方向へ集光され、多面鏡式光偏向器７に入射して偏向され、それぞれ第１走査レンズ８Ｃ、８Ｋ、第２走査レンズ１０Ｃ、１０Ｋを透過し、これらレンズの作用により光走査位置１１Ｃ、１１Ｋに光スポットを形成し、これら光走査位置を光走査する。
【００８８】
図１４において、符号２０で示す部分は、光走査装置であり、図１３に即して説明した部分である。図１４に示すように、多面鏡式光偏向器７の上段のポリゴンミラーにより偏向される光ビームのうち一方は、光路折り曲げミラーｍＭ１、ｍＭ２、ｍＭ３により屈曲された光路により光走査位置の実体をなす光導電性感光体１１Ｍに導光され、他方の光ビームは、光路折り曲げミラーｍＣ１、ｍＣ２、ｍＣ３により屈曲された光路により光走査位置の実体をなす光導電性感光体１１Ｃに導光される。
【００８９】
また、多面鏡式光偏向器７の下段のポリゴンミラーにより偏向される光ビームのうち一方は、光路折り曲げミラーｍＹにより屈曲された光路により光走査位置の実体をなす光導電性感光体１１Ｙに導光され、他方の光ビームは、光路折り曲げミラーｍＫにより屈曲された光路により光走査位置の実体をなす光導電性感光体１１Ｋに導光される。
【００９０】
従って、ｍ＝２個の半導体レーザ１ＹＭ、１ＣＫからの光ビームがそれぞれハーフミラープリズム４ＹＭ、４ＣＫで２本の光ビームに分割されて４本の光ビームとなり、これら４本の光ビームにより、４個の光導電性感光体１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋが光走査される。光導電性感光体１１Ｙと１１Ｍとは半導体レーザ１ＹＭからの光ビームを２分割した各光ビームにより、多面鏡式光偏向器７の回転に伴い交互に光走査され、光導電性感光体１１Ｃと１１Ｋとは半導体レーザ１ＣＫからの光ビームを２分割した各光ビームにより、多面鏡式光偏向器７の回転に伴い交互に光走査される。
【００９１】
光導電性感光体１１Ｙ〜１１Ｋは何れも時計回りに等速回転され、帯電手段をなす帯電ローラＴＹ、ＴＭ、ＴＣ、ＴＫにより均一帯電され、それぞれ対応する光ビームの光走査を受けてイエロー、マゼンタ、シアン、黒の各色画像を書込まれ対応する静電潜像（ネガ潜像）を形成される。
【００９２】
これら静電潜像はそれぞれ現像装置ＧＹ、ＧＭ、ＧＣ、ＧＫにより反転現像され、光導電性感光体１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ上にそれぞれイエロートナー画像、マゼンタトナー画像、シアントナー画像、黒トナー画像が形成される。
【００９３】
これら各色トナー画像は、図示されない「転写シート」上に転写される。即ち、転写シートは搬送ベルト１７により搬送され、転写器１５Ｙにより光導電性感光体１１Ｙ上からイエロートナー画像を転写され、転写器１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋによりそれぞれ、光導電性感光体１１Ｍ、１１Ｃ、１１ｋから、マゼンタトナー画像、シアントナー画像、黒トナー画像を順次に転写される。
【００９４】
このようにして転写シート上においてイエロートナー画像〜黒トナー画像が重ね合わせられてカラー画像を合成的に構成する。このカラー画像は定着装置１９により転写シート上に定着されてカラー画像が得られる。
【００９５】
即ち、図１３、図１４の実施の形態は、複数の光導電性感光体に光走査により個別的に静電潜像を形成し、これら静電潜像を可視化してトナー画像とし、得られるトナー画像を同一のシート状記録媒体上に転写して合成的に画像形成を行うタンデム式の画像形成装置において、光導電性感光体の数が４であり、光走査装置として、２個の光源１ＹＭ、１ＣＫを用いて、各光源からの光ビームがそれぞれ２個の光導電性感光体を光走査するように構成され、４個の光導電性感光体１１Ｍ、１１Ｙ，１１Ｃ、１１Ｋに形成される静電潜像をマゼンタ、イエロー、シアン、黒のトナーで個別に可視化し、カラー画像を形成する。
【００９６】
本実施例５の画像形成装置に備えられる光走査装置では、多面鏡式光偏向器７として、実施例１〜３の光偏向器が用いられる。
【００９７】
以上説明したように、本実施例によれば、光偏向器の軸倒れを低減し、光ビームが走査レンズを透過する位置のばらつきを小さく抑えて、走査レンズの光学特性の保証範囲を最小限必要な範囲とするシングルビーム光走査装置を実現できる。その結果、走査レンズの厚さを薄くし、製造上の良品率を高め、環境負荷を低減することができる。また、軸倒れ補正のための特別な機構を設ける必要が無い。さらに、光源部の部品点数、材料が削減されて、環境負荷が低減され、光源の故障確率も低く抑えることができる。
【００９８】
また、本実施例によれば、光走査装置の結像が高精度で環境負荷が低減され、高画質で環境負荷が小さい画像形成装置を実現できる。
【００９９】
なお、本実施例５の画像形成装置では、各光導電性感光体の光走査を「シングルビーム方式」で行っているが、各光源側を、図９のように構成し、光導電性感光体の光走査を「マルチビーム方式」で行うようにできることは当然である。
【０１００】
以上、本発明の各実施例について説明したが、上記実施例の記載に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の変形が可能である。
【０１０１】
以上説明したように、本発明によれば、金属ベースのプリント基板の素材のそり、あるいは打ち抜き加工後の残留変形に起因する軸受固定部の傾きを無くすことで、軸倒れの小さい光偏向器を提供することができる。
【０１０２】
また、本発明の光偏向器によれば、金属ベースのプリント基板素材のそり、あるいは打ち抜き加工後の残留変形を削り落として、軸受固定面を高精度に形成することができる。
【０１０３】
また、本発明の光偏向器によれば、金属ベースのプリント基板素材のそり、あるいは打ち抜き加工後の残留変形の削除、高精度な軸受固定面の形成を低コストで実施することができる。
【０１０４】
また、本発明の光偏向器によれば、金属ベースのプリント基板素材のそり、あるいは打ち抜き加工後の残留変形を付加材で補正し、軸受固定面を高精度に形成することができる。
【０１０５】
また、本発明の光偏向器によれば、金属ベースのプリント基板素材のそり、あるいは打ち抜き加工後の残留変形の補正、軸受固定面の形成を低コストで行うことができる。
【０１０６】
また、本発明の光偏向器によれば、金属ベースのプリント基板の取付け基準面に対する軸受固定部の傾きを小さくすることで、さらに軸倒れが小さい請求項１の光偏向器を提供することができる。
【０１０７】
また、本発明の光偏向器によれば、金属ベースのプリント基板と軸受固定部を、軸倒れが小さい方法で堅固に固定することができる。
【０１０８】
本発明によれば、光偏向器の軸倒れを低減し、光ビームが走査レンズを透過する位置のばらつきを小さく抑え、走査レンズの光学特性の保証範囲を最小限必要の範囲とする光走査装置を提供することができる。また、走査レンズの厚さを薄くし、製造上の良品率を高め、環境負荷を低減する光走査装置を提供することができる。さらに、軸倒れ補正のための特別な機構を設けなくても高精度な光走査装置（シングルビーム、マルチビーム）を提供することができる。
【０１０９】
本発明によれば、光走査装置の結像が高精度で環境負荷が低減され、高画質で環境負荷が小さい画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１０】
【図１】本発明の実施例１である光偏向器の全体構成を示す側断面図である。
【図２】本発明の実施例１である光偏向器の回転体の外観を示す斜視図である。
【図３】本発明の実施例１である光偏向器のプリント基板の下方外観を示す斜視図である。
【図４】本発明の実施例１である光偏向器の主要部の構成を拡大して示す側断面図である。
【図５】従来技術の光偏向器に係り、プリント基板のそりに起因する軸倒れの状態を示す側断面図である。
【図６】本発明の実施例２である光偏向器のプリント基板の下方外観を示す斜視図である。
【図７】本発明の実施例３である光偏向器の全体構成を示す側断面図である。
【図８】本発明の実施例３である光偏向器のプリント基板の下方外観を示す斜視図である。
【図９】本発明の実施例４である光走査装置の全体構成を示す斜視図である。
【図１０】本発明の実施例４である光走査装置における光ビームが２分割された状態を示す図である。
【図１１】本発明の実施例４である光走査装置における光ビームの走査状態を示す図である。
【図１２】本発明の実施例４である光走査装置における光ビームの走査タイミングを示すタイムチャートである。
【図１３】本発明の実施例５である光走査装置の光学系部分を、副走査方向から見た状態を示す図である。
【図１４】本発明の実施例５である画像形成装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
【０１１１】
１、１’、１ＣＫ、１ＹＭ    半導体レーザ
２    ホルダ
３、３’、３ＣＫ、３ＹＭ    カップリングレンズ
４、４ＣＫ、４ＹＭ    ハーフミラープリズム
４ａ    半透鏡
４ｂ    反射面
５ａ、５ｂ、５ＣＫ、５ＹＭ    シリンドリカルレンズ
６    防音ガラス
７    多面鏡式光偏向器
７ａ    上ポリゴンミラー
７ｂ    下ポリゴンミラー
８ａ、８ｂ、８Ｃ、８Ｍ、８Ｙ、８Ｋ    第１走査レンズ
９ａ、９ｂ、ｍＣ１、ｍＣ２、ｍＣ３、ｍＭ１、ｍＭ２、ｍＭ３、ｍＹ１、ｍＹ２、ｍＹ３、ｍＫ１、ｍＫ２、ｍＫ３    光路折り曲げミラー
１０ａ、１０ｂ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｙ、１０Ｋ    第２走査レンズ
１１ａ、１１ｂ、１１Ｃ、１１Ｍ、１１Ｙ、１１Ｋ    光導電性感光体
１２、１２ＣＫ、１２ＹＭ    アパーチュア
１５Ｃ、１５Ｍ、１５Ｙ、１５Ｋ    転写器
ＧＣ、ＧＭ、ＧＹ、ＧＫ    現像装置
ＴＣ、ＴＭ、ＴＹ、ＴＫ    帯電ローラ
１７    搬送ベルト
２０    光走査装置
１０１    回転体
１０２    軸受シャフト
１０２ａ    凸曲面
１０５    ミラーロータ
１０５ａ、１０５ｂ    多面鏡
１０５ｃ    円筒状の連結部
１０５ｄ    上下偏向反射面
１０５ｅ、１０５ｆ    円周凹部
１０５ｇ    ロータ磁石保持部
１０６    ロータ磁石
１０７    固定スリーブ
１０８    軸受ハウジング
１０８ａ    端面
１０８ｂ    カシメ部
１０９    ステータコア
１０９ａ    巻線コイル
１１０    スラスト受部材
１１１    流体シール
１１２、１２０    プリント基板
１１２ａ、１２０ａ    軸受固定面
１１２ｂ、１２０ｂ    取付け基準面
１１２ｃ、１２０ｃ    取付け穴
１１３    ホール素子
１１４    駆動ＩＣ
１１５    コネクタ
Ｌ１、Ｌ１１、Ｌ１２    光ビーム
ＳＤ    遮光手段
【図１】
2008070774.tif 000003
【図２】
2008070774.tif 000004
【図３】
2008070774.tif 000005
【図４】
2008070774.tif 000006
【図５】
2008070774.tif 000007
【図６】
2008070774.tif 000008
【図７】
2008070774.tif 000009
【図８】
2008070774.tif 000010
【図９】
2008070774.tif 000011
【図１０】
2008070774.tif 000012
【図１１】
2008070774.tif 000013
【図１２】
2008070774.tif 000014
【図１３】
2008070774.tif 000015
【図１４】
2008070774.tif 000016