(57)【要約】【課題】  光偏向器等に用いられるポリゴンミラーには、軸受けおよびフランジを一体的に形成したものがある。しかし、かかるポリゴンミラーは、上下面に凹凸があるため、複数のポリゴンミラーを同時に鏡面加工ができないという問題があった。【解決手段】  周面に複数の鏡面が等間隔に形成され、中央部に軸受けが形成されたポリゴンミラーでにおいて、ポリゴンミラーの下面に駆動マグネットを取り付けるための円環状の突起を金属材料によって一体的に形成し、ポリゴンミラーの上面に突起に対応した位置に、突起の幅よりも幅が広く、突起の突出量よりも深さが大きい円環状の溝または段部を形成した。【選択図】  図２
2008076605.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周面に複数の鏡面が等間隔に形成され、中央部に軸受けが形成されたポリゴンミラーであって、
該ポリゴンミラーの下面に駆動マグネットを取り付けるための円環状の突起を該ポリゴンミラーと同一の材料によって一体的に形成し、
該ポリゴンミラーの上面に前記突起に対応した位置に、前記突起の幅よりも幅が広く、前記突起の突出量よりも深さが深い円環状の溝または段部を形成したことを特徴とするポリゴンミラー
【請求項２】
周面に複数の鏡面が等間隔に形成され、中央部に軸受けが形成されたポリゴンミラーの製造方法において、
該ポリゴンミラーの下面に駆動マグネットを取り付けるための円環状の突起を該ポリゴンミラーと同一の材料によって一体的に形成し、
該ポリゴンミラーの上面に前記突起に対応した位置に、前記突起の幅よりも幅が広く、前記突起の突出量よりも深さが深い円環状の溝または段部を形成した後、
該ポリゴンミラーを複数積み重ねた際に、第Ｎ番目のポリゴンミラーにおける前記突起を、第Ｎ＋１番目のポリゴンミラーにおける前記溝または前記段部に納めるとともに、第Ｎ番目の該ポリゴンミラーの下面を、第Ｎ＋１番目の該ポリゴンミラーの上面に当接させ、
該ポリゴンミラーの鏡面を加工することを特徴とするポリゴンミラーの製造方法
【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おけるポリゴンミラーおよびポリゴンミラーの製造方法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９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回転軸１１１と、この回転軸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、回転軸１１１の中央部外側に固定配設されるポリゴンミラー１１３と、回転軸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を回転させるブラシレスモータＭが構成されている。
【０００６】
また、回転体１１０の回転軸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、この回転軸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、これら回転軸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、ブラシレスモータ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】
【特許文献１】特開平５−７１５３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、前記した光偏向器は、回転体１１０が、ポリゴンミラー１１３、回転軸１１１およびフランジ１１４の３部品からなるため、回転体１１０の組み立て工数が増加するという問題がある。
【００１０】
かかる問題を解決するために、ポリゴンミラー１１３、回転軸１１１およびフランジ１１４の３部品を一体化した発明が特開平１０−１０４５４４号公報、実開平０５−０５９４１８号公報等で提案されている。
しかし、部品点数の減少を実現しても、一体化した部品の構造が複雑であるため、一体化した部品の加工に時間を要し、コストダウンができないという問題があった。
【００１１】
また、ポリゴンミラーの鏡面加工は、例えば、特公平０４−０３１３７０号公報に示されるように、複数のポリゴンミラーを積み重ねて行うのが一般的であるが、前記した特開平１０−１０４５４４号公報等に記載された一体化部品では、複数のポリゴンミラーの鏡面を同時に加工することができない。このため、ポリゴンミラーの鏡面加工に時間を要し、ポリゴンミラー、回転軸およびフランジの３部品を一体化しても、結局はコストアップを招くという問題があった。
【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、回転軸およびフランジの機能をポリゴンミラーに取り込み、かつ、ポリゴンミラーの加工を容易にしたポリゴンミラーおよびポリゴンミラーの製造方法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】
本発明は、周面に複数の鏡面が等間隔に形成され、中央部に軸受けが形成されたポリゴンミラーであって、ポリゴンミラーの下面に駆動マグネットを取り付けるための円環状の突起をポリゴンミラーと同一の材料によって一体的に形成し、ポリゴンミラーの上面に突起に対応した位置に、突起の幅よりも幅が広く、突起の突出量よりも深さが深い円環状の溝または段部を形成したものである。
【００１４】
また、本発明は、周面に複数の鏡面が等間隔に形成され、中央部に軸受けが形成されたポリゴンミラーの製造方法において、ポリゴンミラーの下面に駆動マグネットを取り付けるための円環状の突起をポリゴンミラーと同一の材料によって一体的に形成し、ポリゴンミラーの上面に突起に対応した位置に、突起の幅よりも幅が広く、突起の突出量よりも深さが深い円環状の溝または段部を形成した後、ポリゴンミラーを複数積み重ねた際に、第Ｎ番目のポリゴンミラーにおける突起を、第Ｎ＋１番目のポリゴンミラーにおける溝または段部に納めるとともに、第Ｎ番目のポリゴンミラーの下面を、第Ｎ＋１番目のポリゴンミラーの上面に当接させ、ポリゴンミラーの鏡面を加工するものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明により、光偏向器における部品点数を減らすことができると共に、ポリゴンミラーの鏡面加工が容易となり、光偏向器等のコストダウンを実現できるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
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】
【００１７】
本発明に係る第１実施例を図１乃至図５を用いて説明する。
図１は、本発明に係るポリゴンミラーを用いた光偏向器の側部断面図である。説明を簡単にするため、固定軸７以外を断面にしてある。
図２は、ポリゴンミラーの側部断面図であり、図３は、ポリゴンミラーの上面図であり、図４は、ポリゴンミラーの下面図である。
また、図５は、ポリゴンミラーを治具に取り付けた際の断面図である。説明を簡単にするため、ポリゴンミラーのみを断面にしてある。
【００１８】
（光偏向器）
図１に示すように、本発明に係るポリゴンミラー２を用いた光偏向器１は、アルミニウム製のハウジング８に、ネジ等で固定された円筒形状でかつアルミニウム製の固定軸７と、この固定軸７に回転自在に支持されたアルミニウム製のポリゴンミラー２とから構成されている。そして、ハウジング８に固定された基板９からの電気信号により、ハウジング８に植設された取付部材１２に固定されたコイル１１が励磁され、このコイル１１と面対向した駆動マグネット１０が動作することにより、駆動マグネット１０が固定されたポリゴンミラー２が回転する。
【００１９】
（ポリゴンミラー）
ポリゴンミラー２は、中央部において貫通して形成された軸受け４と、ポリゴンミラー２の下面において駆動マグネット１０をポリゴンミラー２に取り付けるために形成された円環状の突起６と、ポリゴンミラー２の上面に形成された円環状の溝５と、レーザー光を反射するための鏡面３とが、アルミニウムにより一体的に形成されている。
【００２０】
また、ポリゴンミラー２には、図２乃至図４に示すように、円環状の溝５と、円環状の突起６が対応する位置に形成されている。ここで、対応する位置とは、図５に示すように、ポリゴンミラー２を複数積み重ねた場合に、ポリゴンミラー２（Ｎ番目のポリゴンミラー）の突起６を、そのポリゴンミラー２（Ｎ番目のポリゴンミラー）の直下にあるポリゴンミラー（Ｎ＋１番目のポリゴンミラー）の溝５に挿入する（納める）ことができるように突起６と溝５または段部がポリゴンミラー２（Ｎ番目のポリゴンミラー）に位置していることをいう。
【００２１】
したがって、図２において、溝５の溝幅Ａは、突起６の幅Ｂよりも幅が広くなければならず、かつ、溝５の溝深さＣは、突起６の突出量Ｄよりも大きくなければならない。具体的には、Ａ＝３ｍｍに対してＢ＝２ｍｍで、かつ、Ｃ＝５ｍｍに対してＤ＝４ｍｍのごとくである。
【００２２】
（ポリゴンミラーの製造方法）
かかる構成のポリゴンミラー２を用いることにより、図５に示すように、ポリゴンミラー２の鏡面加工をする際に、治具１３に複数のポリゴンミラー２を積み重ねてセットすることができるので、複数のポリゴンミラー２の鏡面を同時に短時間で加工することができる。
【００２３】
すなわち、中央部に貫通穴が形成された正６面体の金属棒の上下面を、フライス、旋盤等の工作機械を用いて平行な面に加工する。そして、中央部に形成された貫通穴を、軸受けとして使用できる精度に工作機械を用いて加工する。その後、下面を切削加工して円環状の突起６を形成し、上面にこの突起に対応した位置に、突起の幅よりも溝幅が広く、突起の突出量よりも溝深さが深い円環状の溝を切削加工して形成する。
【００２４】
その後、図５に示すように、複数のポリゴンミラー２を、第Ｎ番目のポリゴンミラーの突起が、第Ｎ＋１番目のポリゴンミラーの溝に挿入し、第Ｎ番目のポリゴンミラーの下面を、第Ｎ＋１番目のポリゴンミラーの上面に当接させ、ポリゴンミラーの加工する面が揃うように積み重ねて、治具１３にセットし、上方から押さえ部材１４とナット１５により、複数のポリゴンミラー２を治具１３に強固に固定する。そして、公知の加工装置により、１面ずつ鏡面加工することにより、軸受けと駆動マグネットを取り付けるためのフランジの機能を有するポリゴンミラー２を短時間で製造することができる。
【００２５】
尚、ポリゴンミラー２は、前記したように金属棒を工作機械により削り出して製造しなければならないわけではない。すなわち、ポリゴンミラー２は、アルミ鋳造により製造したポリゴンブランクを用いて軸受け４等を工作機械で加工し、前記した治具１３を用いて鏡面加工を行っても良い。
【実施例２】
【００２６】
本発明に係る第２実施例を、図６を用いて以下に説明する。
図６は、ポリゴンミラーの側部断面図である。
尚、第１実施例との相違点のみ説明し、第１実施例と同一の部分については、説明を省略する。
【００２７】
第１実施例との相違点は、溝５の溝幅を広くした点のみである。
つまり、ポリゴンミラー２の溝５と突起６は、ポリゴンミラーの下面に駆動マグネットを取り付けるための円環状の突起６がポリゴンミラーを構成する金属材料と同一の材料によって一体的に形成され、ポリゴンミラーの上面に突起６に対応した位置に、突起６の幅よりも溝幅が広く、突起６の突出量よりも溝深さが深い円環状の溝５が形成される関係を満たしていれば良い。
【００２８】
いうまでもないが、図６においても、溝深さＣ＞突出量Ｂで、かつ、溝幅Ａ＞幅Ｂである。
【実施例３】
【００２９】
本発明に係る第３実施例を、図７を用いて以下に説明する。
図７は、ポリゴンミラーの側部断面図である。
尚、第２実施例との相違点のみ説明し、第２実施例と同一の部分については、説明を省略する。
【００３０】
第２実施例との相違点は、ポリゴンミラー２の重心の位置を下げるために、軸受け４の位置を下げた点のみである。すなわち、ポリゴンミラー２の下面にさらに円環状の凸部１６を形成し、ポリゴンミラー２の上面にさらに円環状の切り欠き１７を形成したものである。
【００３１】
このポリゴンミラー２においては、図５に示したように、複数のポリゴンミラー２を積み重ね、複数のポリゴンミラー２の鏡面３を同時に鏡面加工するためには、切り欠き１７の水平方向の寸法Ｊが凸部の幅（肉厚）Ｉよりも大きくなければならない。また、切り欠き１７の上下方向の寸法Ｋが凸部の突出量Ｈよりも大きくなければならない。
【実施例４】
【００３２】
本発明に係る第４実施例を、図８を用いて以下に説明する。
図８は、ポリゴンミラーの側部断面図である。
尚、第２実施例との相違点のみ説明し、第２実施例と同一の部分については、説明を省略する。
【００３３】
第２実施例との相違点は、突起６を収容するための環状の溝５を無くし、ポリゴンミラー２に環状の段部１８を形成した点のみである。
本第２実施例にかかるポリゴンミラー２は、図５に示したように、複数のポリゴンミラー２を積み重ね、複数のポリゴンミラー２の鏡面３を同時に鏡面加工するために、段部１８の幅Ａは、突起６の幅Ｂよりも大きくなければならず、段部１８の深さＣは、突起６の突出量Ｄよりも大きくなければならない。
【００３４】
言い換えれば、ポリゴンミラー２の上面に設けられた環状突出部１９の内壁面２０からポリゴンミラー２の回転中心までの距離Ｌが、ポリゴンミラー２の下面に設けられた環状の突起６の外壁面２１からポリゴンミラー２の回転中心までの距離Ｍよりも大きく、かつ、環状突出部１９の突出量Ｃが、突起６の突出量Ｄよりも大きくなければならない。
【００３５】
そして、環状突出部１９の幅Ｆは、突起６の幅Ｂよりも大きいのが望ましい。なぜなら、ポリゴンミラー２が高速回転した際に、ポリゴンミラー２の上方において環状突出部１９に働く遠心力と、ポリゴンミラーの下方において突起６および突起６に取り付けられた図示しない環状の駆動マグネットに働く遠心力を近づけることができ、ポリゴンミラー２を安定して回転させることができるからである。
【００３６】
上述の実施形態は、説明のために例示したもので、本発明としてそれ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、変更および付加が可能である。
【００３７】
例えば、前記した実施例においては、ポリゴンミラー２の材料として、アルミニウムを例示したが、これに限られるわけではなく、高精度な切削加工ができる金属材料であれば良い。
【００３８】
また、前記した実施例においては、ポリゴンミラー２として、正６角形のものを示したが、正６角形でなくても良く、正１２角形、正１６角形等の多角形のものであれば良い。
【００３９】
さらに、ポリゴンミラー２に形成した溝５は、ポリゴンミラー２の回転バランスを調整するための接着剤等を塗布するバランス調整ミゾとして用いても良く、ポリゴンミラー２の軸受け４にヘリングボーン溝を形成しても良い。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
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】
【００４１】
【図１】本発明に係るポリゴンミラーを用いた光偏向器の側部断面図である（実施例１）
【図２】本発明に係るポリゴンミラーの側部断面図である（実施例１）
【図３】本発明に係るポリゴンミラーの上面図である（実施例１）
【図４】本発明に係るポリゴンミラーの下面図である（実施例１）
【図５】本発明に係るポリゴンミラーを治具に取り付けた際の断面図である（実施例１）
【図６】本発明に係るポリゴンミラーの側部断面図である（実施例２）
【図７】本発明に係るポリゴンミラーの側部断面図である（実施例３）
【図８】本発明に係るポリゴンミラーの側部断面図である（実施例４）
【図９】従来の光偏向器を説明する側部断面図である
【符号の説明】
【００４２】
２  ポリゴンミラー
３  鏡面
４  軸受け
５  溝
６  突起
【図１】
2008076605.tif 000003
【図２】
2008076605.tif 000004
【図３】
2008076605.tif 000005
【図４】
2008076605.tif 000006
【図５】
2008076605.tif 000007
【図６】
2008076605.tif 000008
【図７】
2008076605.tif 000009
【図８】
2008076605.tif 000010
【図９】
2008076605.tif 000011