(57)【要約】【課題】部品点数、量産工程を増やすことなく、またコストアップすることなく、さらには加圧による反射面の変形を悪化させないように、接触状態を安定させることで、偏向走査装置のバランス変動を抑える。【解決手段】板バネ１０は、回転多面鏡４３の径方向に対して、連続した曲率を有する面で回転多面鏡４３と接触しており、かつ回転多面鏡４３の接線方向に対しても、連続した曲率を有する面で回転多面鏡４３と接触している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動モータのロータ部に回転多面鏡を固定し前記駆動モータが回転駆動することによって、光源からの光束を偏向走査する偏向走査装置において、
前記回転多面鏡は、複数の加圧部を有する弾性部材によって前記駆動モータのロータ部に加圧固定される構成であって、
前記弾性部材は、前記回転多面鏡の径方向かつ接線方向に、連続した曲率を有する面で前記回転多面鏡と接していることを特徴とする偏向走査装置。
【請求項２】
前記弾性部材において、前記回転多面鏡と接する複数の加圧部先端の形状は球面であることを特徴とする請求項１記載の偏向走査装置。
【請求項３】
駆動モータのロータ部に回転多面鏡を固定し前記駆動モータが回転駆動することによって、光源からの光束を偏向走査する偏向走査装置において、
前記回転多面鏡は、複数の加圧部を有する弾性部材によって前記駆動モータのロータ部に加圧固定される構成であって、
前記弾性部材は、前記回転多面鏡の接線方向に対して連続した曲率を有する面において、前記回転多面鏡の上面に設けられた同心円状に連続した凸部を加圧し、該凸部は回転多面鏡の径方向に連続した曲率を有する面であることを特徴とする偏向走査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ光を像担持体上に露光して画像を形成する機能を備えた、例えば、ＬＢＰ、複写機、ＦＡＸ等の画像形成装置に備えられる、光学走査装置内部の偏向走査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光学走査装置内部に具備されている偏向走査装置はますます高速化しており、高精度、低騒音の要求を満たす必要がある。
【０００３】
これらを満たすためには、偏向走査装置のバランス変動を抑制する必要がある。バランスが変動して悪化すると、偏向走査装置が画像形成装置全体の中でも大きな振動源となり、振動騒音を増大させてしまう。さらにはその振動は、光学走査装置内にある偏向走査装置以外のレンズ、ミラー等の光学素子の振動を助長し、画像品質悪化につながるため、確実にバランス変動を抑えることが必須となってくる。
【０００４】
従来は、これらのバランス変動を抑える手段として、特許文献１で開示されているような構成がある。これは、偏向走査装置においてロータボスと回転多面鏡を固定する際に板バネで押圧固定すると共に、ロータボスと回転多面鏡の嵌合部に接着剤を塗布することによって、バランス変動を抑える方法である。
【０００５】
また、特許文献２では、回転多面鏡をハブへ固定するために、放射状の押圧腕部よりなる押えばねを採用している。そして、押圧腕部の自由端に形成された湾曲部が押えばねの圧力により回転多面鏡の上面を押圧して、回転多面鏡をハブに動かないように固定している。
【特許文献１】特開平１０−１０４５５号公報
【特許文献２】実開平５−５２８１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来技術において、特許文献１における回転多面鏡の固定方法に関しては以下のような欠点があった。
【０００７】
接着剤を用いた固定の場合、常温時においては有利な固定方法である。しかし、接着剤は温度や湿度等の環境変動が起こると、膨張、収縮を起こしやすいため、接着剤の変形に引っ張られてバランス変動を起こす。
【０００８】
その他の欠点として、板バネの接触部形状がある。複数のバネ足の曲げ加工部で回転多面鏡を押圧するため、曲げ加工の特性上、実際には足の両端二点で接触することが多い。そのため量産におけるばらつきによって、足の片側のみの一点で加圧してしまう場合がある。また、接触部が回転多面鏡上面の加工挽き目と同じ方向のため引っかかりやすく、荷重の加わり方によっては、引っ掛かり具合が変わってしまう。
【０００９】
このような片当たり固定や、加工挽き目への引っ掛かりが起きると、回転多面鏡への加圧状態が複数のバネ足毎に変化する。したがって落下による衝撃、輸送時の振動、温度や湿度による環境変動、駆動及び停止の繰り返しによって、回転多面鏡の位置ずれ、又は板バネ自身が微小変形するため、バランス変動を起こしやすい。
【００１０】
また、特許文献２に記載の押えばねにおいては、押圧腕部の自由端に形成された湾曲部が、回転多面鏡の上面を押圧する部分は、回転多面鏡の軸に対して径方向にのみ曲率を有する形状となっている。このため、上述したように、湾曲部の両端二点で接触することが多く、ばらつきによって、片側のみの一点で加圧してしまう場合がある。このように、特許文献２のような場合においても、バランス変動を起こしやすい。
【００１１】
本発明は、部品点数、量産工程を増やすことなく、またコストアップすることなく、さらには加圧による反射面の変形を悪化させないように、接触状態を安定させることで、偏向走査装置のバランス変動を抑えることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために本発明にあっては、
駆動モータのロータ部に回転多面鏡を固定し前記駆動モータが回転駆動することによって、光源からの光束を偏向走査する偏向走査装置において、
前記回転多面鏡は、複数の加圧部を有する弾性部材によって前記駆動モータのロータ部に加圧固定される構成であって、
前記弾性部材は、前記回転多面鏡の径方向かつ接線方向に、連続した曲率を有する面で前記回転多面鏡と接していることを特徴とする。
【００１３】
また、駆動モータのロータ部に回転多面鏡を固定し前記駆動モータが回転駆動することによって、光源からの光束を偏向走査する偏向走査装置において、
前記回転多面鏡は、複数の加圧部を有する弾性部材によって前記駆動モータのロータ部に加圧固定される構成であって、
前記弾性部材は、前記回転多面鏡の接線方向に対して連続した曲率を有する面において、前記回転多面鏡の上面に設けられた同心円状に連続した凸部を加圧し、該凸部は回転多面鏡の径方向に連続した曲率を有する面であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、部品点数、量産工程を増やすことなく、またコストアップすることなく、さらには加圧による反射面の変形を悪化させないように、接触状態を安定させることで、偏向走査装置のバランス変動を抑えることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。
【実施例１】
【００１６】
以下、実施例１について図を用いて説明する。
【００１７】
図１は本発明を適用できる光学走査装置内に具備される偏向走査装置５１の概略断面図である。
【００１８】
駆動モータ４４のハウジング２３にセラミック材からなる固定スリーブ２４（ステータ部の一部）が固定され、下端部に第２の永久磁石２７を備えたセラミック材からなる回転軸２５（ロータ部の一部）が固定スリーブ２４に回転自在に嵌合されている。そして、回転軸２５の外周にアルミニウム，黄銅等のロータボス１３が焼嵌め等により取り付け固定されており、さらに外側には、ロータヨーク２０がカシメによって一体化され、ロータヨーク２０の内周面にはロータマグネット１６が具備されている。
【００１９】
ここで、ロータボス１３は、回転多面鏡４３の受け座と回転多面鏡４３の内周部が嵌合する嵌合部とを有し、回転多面鏡４３は、ロータボス１３を受け座として、弾性部材としての板バネ１０を固定ビス１２で固定している。なお、ロータボス１３と回転軸２５は、ロータ部を構成している。
【００２０】
更に、ハウジング２３上に固定された基板１５上に、コイル２２，コア２１を含んで構成されるステータが、ロータヨーク２０内周面のロータマグネット１６に対向するように配置されることにより、駆動モータが構成されている。
【００２１】
一方、固定スリーブ２４の下端部に第１の永久磁石２６が取り付けられており、この第１の永久磁石２６に対向する位置に、第２の永久磁石２７が回転軸２５の下端部に固定されている。また、第１の永久磁石２６の下端部に、空気溜り３０を形成するためのカバー１７が取り付けられている。第１の永久磁石２６と第２の永久磁石２７とは、軸方向に垂直な円周方向（軸の半径方向）に向かい合った磁極が異種の磁極となるように構成されている。このことにより、回転軸２５は２つの永久磁石の間に働く磁気力により浮上され非接触で回転駆動を行う。
【００２２】
図２は板バネ１０の概略上面図を示している。
【００２３】
板バネ１０において加圧部としての先端部１９は、任意の一定の曲率を持った球面になっており、その先端の球面部で、回転多面鏡上面を加圧し固定している。固定する物体の重量や、加わる衝撃、物体同士の摩擦係数等により必要総荷重は変わってくるが、足の本数が多いと必要総荷重が分散され、回転多面鏡の反射面精度の悪化を抑制できる。なお、板バネの材質はバネ用ステンレス鋼などが用いられ、回転多面鏡の材質はＡｌ（アルミニウム）を用いている。
【００２４】
図３は、上記偏向走査装置５１を具備した光学走査装置５２の構成を示す概略図である。
【００２５】
光源としてのレーザユニット４１から発生させたレーザ光線（光束）は、シリンドリカルレンズ４２によって、回転多面鏡４３に導かれる。回転多面鏡４３によって反射偏向されたレーザ光線は、順にｆθレンズ４５、折り返しミラー４６を通過して最終的には感光ドラム５３表面に到達し、潜像を結像する。ｆθレンズ４５は、回転多面鏡４３によって反射されるレーザ光線が感光ドラム５３上においてスポットを形成するように集光され、またスポットの走査速度が等速に保たれるように設計されている。
【００２６】
なお、上記回転多面鏡４３は駆動モータ４４によって回転駆動される。また、回転多面鏡４３及び駆動モータ４４を組み合わせたユニットが偏向走査装置５１である。また、偏向されたレーザ光線の一部は画像領域外の部分を利用して信号検知ミラー４８によって反射され、結像レンズ４９を介して、信号検知センサ５０に導かれて検知され、画像書き出し位置の調整が行われている。これらの構成部材は光学走査装置５２に正確に組みつけられている。
【００２７】
回転多面鏡４３の回転により感光ドラム５３において主走査が行われ、感光ドラム５３が円筒の軸線まわりに回転駆動することによって副走査が行われる。
【００２８】
以上のような構成において、本実施例の現象と効果について以下説明する。
【００２９】
図４（ａ）は一般的な板バネ形状で回転多面鏡を加圧した際の加圧痕を示しており、３
１，３２，３３は３本分の板バネ足の加圧痕（接触部という場合もある）である。また、図４（ｂ）は加圧痕３１を拡大した図である。図５（ａ）は本実施例における加圧痕を示しており、３４，３５，３６は３本分の板バネ足の加圧痕（接触部という場合もある）である。また、図５（ｂ）は加圧痕３５を拡大した図である。
【００３０】
図４（ａ）において、通常は加圧痕３２，３３のように、１つのバネ足について曲げ部の両端２点で接触するのに対して、接触部３１では１点で片当たりしているのが確認できる。一方、図５（ａ）の接触部３４，３５，３６では、接触面が球面であるため、確実に１点（正確にはヘルツ接触による面）で接触することができる。
【００３１】
図４（ｂ）における接触部３１では加圧した際、接触部が回転多面鏡上面の加工挽き目に引っかかりながら、表面を削っていくのに対して、図５（ｂ）の接触部３５では略円形状に食い込むように加圧痕が残る。
【００３２】
さらに図６を用いて本実施例の球面部の接触状態を説明する。
【００３３】
図６は本実施例における板バネ足の概略断面図であって、回転多面鏡と板バネとの接触状態を示している。図６（ａ）は加圧直前の形状、図６（ｂ）は加圧後の形状を表わしている。
【００３４】
まず、球面先端接触部（加圧前）６０が回転多面鏡接触部６１に確実に１点で接触する。荷重が増すと共に回転多面鏡に食い込み始め、球面の最大加圧点（接触部の最下端）を変えながら（滑りながら）食い込んでいく。すなわち、最大加圧点が板バネの球面先端接触部（加圧前）６０から球面先端接触部（加圧後）６２に移動する。この際、荷重が増えると食い込む量が増えるため、接触面積は大きくなるものの、接触形状は略円形のまま変わらない。つまり、板バネ側は回転多面鏡との接触点が荷重によって変わるが、回転多面鏡は荷重が増しても加圧される点がほぼ変わらないため、加圧痕が略円形に保たれる。
【００３５】
以上のように、本実施例によると、複数の板バネの足と回転多面鏡の接触部がそれぞれ確実に１点で接触することができるので、回転多面鏡と板バネとの接触形状を常に安定させることができる。このため、衝撃、振動、環境変動、駆動及び停止の繰り返し等が加わっても、偏向走査装置のバランス変動を抑えることができる。すなわち、部品点数、量産工程を増やすことなく、またコストアップなく、さらには加圧による反射面の変形を悪化させることなく、接触状態を安定させることができ、偏向走査装置のバランス変動を抑えることができる。これにより光学走査装置の振動騒音、画像品質悪化を防ぐことができる。
【００３６】
なお、本実施例では、板バネ先端部が球面でできていることを例に述べたが、曲率一定の正確な球面でなくてもよい。
【００３７】
図７は、複数の板バネ足先端部形状のうち１つを示しており、同図（ａ）は概略上面図であり、同図（ｂ）は同図（ａ）に示すＢ−Ｂ線に沿った概略断面図を示している。
【００３８】
板バネ６３の先端部６４が回転多面鏡の径方向に対して任意の連続した曲率を持った面で接触しており、かつ回転多面鏡の接線方向に対しても、任意の連続した曲率を有する面で接触している構成である。
【００３９】
以上のような構成でも、同様に回転多面鏡と板バネとの接触部の形状が常に安定しているため、バランス変動を抑えることができる。
【実施例２】
【００４０】
以下、実施例２について説明する。図８は実施例２における板バネの概略断面図である。板バネ７０は曲げ部７２、先端部７３を有している。また図９は、板バネの曲げ部７２を無くした板バネ７１の概略断面図を示している。偏向走査装置を構成する図示しない各部の機能は、前述の実施例１と同じであるので詳細は省く。
【００４１】
本実施例において、回転多面鏡を固定するのに必要な荷重が大きい場合には、荷重を加えた際、板バネが撓むことで、曲げ部７２が回転多面鏡上面に接触してしまう可能性がある。その際には、曲げ部７２のように、任意の角度に変えるとよい。これに伴って曲げ部７２の接触はなくなると共に、自由長が長くなることで荷重の選択がより自由になる。
【００４２】
図９に示すように曲げ部７２を無くしてもよい。この場合、曲げの数が少ないためより精度よくでき、各バネ足の荷重ばらつきを抑えることができる。
【００４３】
本実施例においては、実施例１と同様、回転多面鏡と板バネとの接触形状が常に安定している。このため、衝撃、振動、環境変動、駆動及び停止の繰り返し等が加わっても、偏向走査装置のバランス変動を抑えることができると共に板バネが撓んでも曲げ部７２が回転多面鏡等に接触することがない。これにより光学走査装置の振動騒音、画像品質悪化を防ぐことができる。
【００４４】
またここでは、板バネ先端部が球面でできていることを例に述べたが、曲率一定の正確な球面でなくてもよい。つまり、板バネの先端部形状が回転多面鏡の径方向に対して任意の連続した曲率を持った面で接触しており、かつ回転多面鏡の接線方向に対しても、任意の連続した曲率を有する面で接触している構成でもよい。この場合も、回転多面鏡と板バネとの接触部の形状が常に安定しているため、バランス変動を抑えることができる。
【実施例３】
【００４５】
図１０は、実施例３における偏向走査装置の概略上面図である。図１１は、図１０に示すＣ−Ｃ線に沿った概略断面図である。偏向走査装置を構成する図示しない各部の機能は、前述の実施例１と同じであるので詳細は省く。
【００４６】
８０は弾性部材としての板バネ、８１は回転多面鏡、８２は固定ビス、８３はロータボス、８４は回転多面鏡凸部、８５は板バネ８０の先端となる先端部である。ここで、ロータボス８３は実施例１におけるロータボス１３に相当するもので、回転軸２５とともにロータ部を構成している。
【００４７】
８本の板バネ足の先端部８５には、回転多面鏡８１内径の接線方向に任意の一定の曲率をもった円筒面を有している。一方、回転多面鏡８１の上面には、同心円状に連続して設けられた回転多面鏡凸部８４がある。
【００４８】
この際、板バネ８０は、加圧部としての先端部８５によって、連続した回転多面鏡凸部８４の任意の位置を加圧する構成になっている。なお、回転多面鏡凸部８４は、回転多面鏡８１内径の径方向に任意の一定の曲率を持った円筒面となっている。つまり本実施例は、板バネと回転多面鏡は円筒面同士で接触しているので、荷重が加わっていない状態では１点で接触する。
【００４９】
図１２を用いて本実施例の接触状態を説明する。
【００５０】
図１２は、図１０に示すＣ−Ｃ断面で切った回転多面鏡８１の概略斜視図を示している。
【００５１】
板バネの先端部８５で加圧すると回転多面鏡凸部８４には加圧痕８６が複数できる。回転多面鏡凸部８４と板バネ先端部８５の曲率が同じなら、この加圧痕は略円形になり、異なった場合、加圧痕は略楕円形となる。いずれの場合も加圧した際、板バネの先端部８５がすべるように食い込んでいくため、荷重のばらつきによって、加圧痕の面積は大きくなるものの、形状は変わらない。つまり、接触部の形状は安定しており、引っかかり具合等を考慮する必要はなくなる。また、回転多面鏡凸部８４は厚肉部分であるため、加圧による回転多面鏡の反射面の面変形に対して有利となる。
【００５２】
以上のように、本実施例によると、回転多面鏡と板バネとの接触形状が常に安定しているため、衝撃、振動、環境変動、駆動及び停止の繰り返し等が加わっても、偏向走査装置のバランス変動を抑えることができる。すなわち、部品点数、量産工程を増やすことなく、またコストアップなく、さらには加圧による反射面の変形を悪化させることなく、接触状態を安定させることができ、偏向走査装置のバランス変動を抑えることができる。これにより光学走査装置の振動騒音、画像品質悪化を防ぐことができる。
【００５３】
また、回転多面鏡凸部８４及び、板バネの先端部の形状は、曲率一定の円筒面でなくてもよく、連続した曲率を有する面であれば同等の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】実施例１における偏向走査装置及び板バネの断面図である。
【図２】実施例１における板バネの上面図である。
【図３】実施例１における光学走査装置を示す構成図である。
【図４】比較例における回転多面鏡と板バネの加圧痕を示す図である。
【図５】実施例１における回転多面鏡と板バネの加圧痕を示す図である。
【図６】実施例１において、回転多面鏡と板バネとの接触状態を示した図である。
【図７】実施例１におけるバネの別の形態を示した図である。
【図８】実施例２における板バネの断面図である。
【図９】実施例２における板バネの別の形態を示した図である。
【図１０】実施例３における偏向走査装置及び板バネの上面図である。
【図１１】実施例３における偏向走査装置及び板バネの断面図である。
【図１２】実施例３における回転多面鏡の斜視図である。
【符号の説明】
【００５５】
１０  板バネ
１９  先端部
１３  ロータボス
４１  レーザユニット
４３  回転多面鏡
４４  駆動モータ
５１  偏向走査装置
【図１】
2008070457.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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