(57)【要約】【課題】本発明は、加工工数を少なく抑えコストアップをおさえることができるとともに、光偏向装置の高さ、重量をおさえ、立ち上がり時間を短縮できる光偏向装置及び光学走査装置を提供することを目的とする。【解決する手段】本発明に係る光偏向装置の代表的な構成は、同一の回転軸８３を中心に回転可能に重ねた複数のポリゴンミラー４２ａ、４２ｂを有し、複数の半導体レーザ５１より出射された光ビームＬを複数のポリゴンミラー４２ａ、４２ｂで偏向走査する光偏向装置８１において、複数のポリゴンミラー４２ａ、４２ｂはそれぞれ異なる部材であり、そのうち１つの第一のポリゴンミラー４２ａは光偏向装置８１を駆動させるためのマグネット８４を内部に収容してロータフレームとして機能すること特徴とする。【選択図】図１
2008107460.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一の回転軸を中心に回転可能に重ねた複数の回転多面鏡を有し、複数の発光源より出射された光ビームを前記複数の回転多面鏡で偏向走査する光偏向装置において、
前記複数の回転多面鏡はそれぞれ異なる部材であり、そのうち１つの第一の回転多面鏡は前記光偏向装置を駆動させるためのマグネットを内部に収容してロータフレームとして機能すること特徴とする光偏向装置。
【請求項２】
前記複数の回転多面鏡のうち、前記ロータフレームとして機能しない他の回転多面鏡は、略平板状であることを特徴とする請求項１記載の光偏向装置。
【請求項３】
前記第一の回転多面鏡は、軸方向上側に前記他の回転多面鏡を保持するための当接面が設けられていることを特徴とする請求項１記載の光偏向装置。
【請求項４】
前記マグネットの上面の高さは、前記第一の回転多面鏡の下面の高さよりも高いことを特徴とする請求項１記載の光偏向装置。
【請求項５】
複数の発光源と、
請求項１乃至３のいずれか1項に記載の光偏向装置と、
前記光偏向装置により偏向走査された光ビームを像担持体上に走査させるためのレンズと、を有することを特徴とする光学走査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザービームプリンタやデジタル複写機等に用いられる光学走査装置、及びそれに用いられる光偏向装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式を用いた画像形成装置は、表面が帯電された感光ドラムに、光学走査装置により画像情報に応じた光ビームを走査して潜像を形成する。そして、潜像を現像して可視像にし、可視像を用紙に転写して画像形成する。
【０００３】
その光学走査装置には、例えば特許文献１に示すように、回転多面鏡（以下ポリゴンミラーと称す）を２段に重ねた構成のものがある。この特許文献１に記載された光偏向装置では、ロータヨーク（ロータフレーム）と２枚のポリゴンミラーを一体の構成とし、回転スリーブとの組付では嵌合部とテーパ状の突き当て部を具備することで回転体のバランス変動を低減させる工夫がなされている。
【０００４】
また、例えば特許文献２に示すように、ポリゴンミラーを２段に重ねた構成でポリゴンミラー及びロータがそれぞれ別体で分離可能な構成のものもある。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−３３３６５７号公報
【特許文献２】特開昭６４−６６６１５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、特許文献１記載の光偏向装置には、次のような課題が有る。
【０００７】
２枚のポリゴンミラーとロータヨークを一体の削り出しで作成しているため、加工工数が長くなることによりコストが上がる。位置が高さ方向にそれぞれ異なる２枚のポリゴンミラーを一体にしているので、鏡面の加工時にはポリゴンミラー２枚分の厚み相当以上にワークを送らなければならない。そのため、ポリゴンミラー鏡面に入射する各々光ビームの高さが上下方向に互いに離れた光学系であればある程、顕著に加工工数がかかりコストが上がる。
【０００８】
例えば、ポリゴンミラーを１個ずつ鏡面加工する場合には、上下のポリゴンミラーが各々厚さ３ｍｍで光ビーム高さの差が７ｍｍとすると、概算でワークを約１０ｍｍ動かさないと鏡面の加工が完了しない。ポリゴンミラーの厚さは合計すると６ｍｍなので約４０％工数が伸びる計算になる。工数の影響はポリゴンミラーの面数が多いほど顕著であり、コストに与える影響も甚大なものとなる。
【０００９】
また、ポリゴンミラーを多数個重ね合わせて鏡面を一度に削る方法もあるが、一度に重ねられる数量が減るためやはり１個あたりの工数が増加してしまう。例えば３ｍｍ厚のポリゴンミラーであれば３０個同時に加工できる（光学走査装置としては半分の１５台分）加工機があるとする。上記の例と同様に上下のポリゴンミラーが各々厚さ３ｍｍで光ビーム高さの差が７ｍｍの場合に置き換えると、トータルでポリゴンの厚みが１０ｍｍになるため重ねられる数は３ｍｍ×３０個÷１０ｍｍ＝９個となる。１回の加工でできるのが光学走査装置１５台分から９台分に減ってしまうため、概算で約１．６６倍の工数がかかってしまうことになる。
【００１０】
上下２つの鏡面のうち、片方の鏡面加工が終わったら、もう一方の鏡面加工に移るまでの間、ワーク送り速度を速くして上下の鏡面加工を行なう間の時間を短縮する方法もある。その場合は、加工機がそもそも送り速度を２速持てる構成でないと、加工機を改造する必要が出てきてしまい、追加投資の償却によるコストアップの一因となる。
【００１１】
特許文献２記載の光偏向装置には、ポリゴンミラーとロータヨークが別体となっており部品点数が増え、光偏向装置の高さも高くなり、重量も増加して光偏向装置の立ち上がり時間が増加するという課題がある。
【００１２】
そこで本発明は、加工工数を少なく抑えコストアップをおさえることができるとともに、光偏向装置の高さ、重量をおさえ、立ち上がり時間を短縮できる光偏向装置及び光学走査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】
【００１３】
上記課題を解決するために本発明に係る光偏向装置の代表的な構成は、同一の回転軸を中心に回転可能に重ねた複数の回転多面鏡を有し、複数の発光源より出射された光ビームを前記複数の回転多面鏡で偏向走査する光偏向装置において、前記複数の回転多面鏡はそれぞれ異なる部材であり、そのうち１つの第一の回転多面鏡は前記光偏向装置を駆動させるためのマグネットを内部に収容してロータフレームとして機能すること特徴とする。
【００１４】
上記課題を解決するために本発明に係る光学走査装置の代表的な製造方法は、複数の発光源と、上記光偏向装置と、前記光偏向装置により偏向走査された光ビームを像担持体上に走査させるためのレンズと、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、加工工数を少なく抑えコストアップをおさえることができるとともに、光偏向装置の高さ、重量をおさえ、立ち上がり時間を短縮できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
[第一実施形態]
本発明に係る光偏向装置の第一実施形態について、図を用いて説明する。図１は本実施形態に係る光偏向装置８１の断面図、斜視図である。図２は本実施形態に係る光偏向装置８１に用いられている回転体の分解図である。
【００１７】
図１に示すように、光偏向装置８１は、回転多面鏡であるポリゴンミラー４２ａ、４２ｂ、駆動モータ８２、回転軸８３、マグネット８４、コイル８５、軸受８６を有している。
【００１８】
ポリゴンミラー４２ａ、４２ｂは、それぞれ下段、上段の２段に分かれて、同一の回転軸８３を中心に回転可能に重ねられており、光ビームの反射面４１ａ、４１ｂを有している。ポリゴンミラー４２ａ、４２ｂは、ともにアルミニウム製である。なお、本実施形態では、反射面４１ａ、４１ｂは６面設けられているが、本発明において特に限定されるものではなく、通常ポリゴンミラーに用いられている面数であれば良い。
【００１９】
下段のポリゴンミラー４２ａ（第一の回転多面鏡）は、中心部に回転軸８３を圧入されており、ロータフレームとしての機能も兼ね備えている。回転軸８３はポリゴンミラー４２ａの外接円と同軸となる。
【００２０】
ポリゴンミラー４２ａの上面（軸方向上側の面）には、基準面９２ａ（ポリゴンミラー４２ｂを保持する当接面）、嵌合突起部９３ａが設けられている。嵌合突起部９３ａは回転軸８３と同軸となる。
【００２１】
ポリゴンミラー４２ａは、円筒状のマグネット８４を内部に収容している。具体的には、ポリゴンミラー４２ａは、反射面４１ａと基準面９２ａとの間に非鏡面部Ｐを有し、非鏡面部Ｐの高さ分段差が設けられている。非鏡面部Ｐは反射面４１ａと異なり、表面の精度が要求されない。
【００２２】
ポリゴンミラー４２ａは、内側に収容部９１を有し、収容部９１にマグネット８４が接着固定されている。収容されたマグネット８４の上面の高さは、ポリゴンミラー４２ａの下面の高さよりも高い。
【００２３】
上段のポリゴンミラー４２ｂ（他の回転多面鏡）は、略平板状の正６角柱であり、基準面９２ｂ、嵌合穴９３ｂとが設けられている。嵌合穴９３ｂは、ポリゴンミラー４２ｂの中央部に設けらており、ポリゴンミラー４２ｂの外接円と同軸となる。
【００２４】
ポリゴンミラー４２ａの嵌合突起部９３ａは、ポリゴンミラー４２ｂの嵌合穴９３ｂに圧入して、ポリゴンミラー４２ａ、４２ｂが固定される。嵌合突起部９３ａと嵌合穴９３ｂの嵌合により、２個のポリゴンミラー４２ａ、４２ｂの同軸度と平行度を満たす。
【００２５】
ポリゴンミラー４２ａ、４２ｂは、互いの反射面４１ａ、４１ｂが平行になるように組み付けられている。これはポリゴンミラー４２ａ、４２ｂへ入射する光ビームの角度が同じであるためである。光ビームの入射角度がポリゴンミラー４２ａ、４２ｂで異なる場合は、互いの反射面が所定の角度を持つように組み付けてもよい。
【００２６】
ポリゴンミラー４２ａ、４２ｂが固定される際に、ポリゴンミラー４２ａの基準面９２ａとポリゴンミラー４２ｂの基準面９２ｂが当接し、ポリゴンミラー４２ｂの高さ方向の位置決めがなされる。
【００２７】
また、回転軸８３は、軸受８６に支持されており、ポリゴンミラー４２ａ、４２ｂが一体的に軸受８６の周りを回転可能となっている。駆動モータ８２は、制御基板８７にコイル８５を組みつけて構成されており、ポリゴンミラー４２ａ、４２ｂを回転駆動させる。制御基板８７は駆動回路が形成された鉄製の板である。
【００２８】
（効果）
上述の如く構成したことにより、ポリゴンミラー４２ａの反射面４１ａ（鏡面）以外の部分については、円筒面状なので旋削により加工することが可能である。旋削を行なう際に、ポリゴンミラー４２ｂとの嵌合突起部９３ａと基準面９２ａを除いては表面の精度が要求されない。そのため、加工速度を早くすることが可能であり、その結果として、表面精度が悪くなったとしても問題とはならない。
【００２９】
一方、ポリゴンミラー４２ｂは、その形状が略平板状なので、複数個のポリゴンミラーを重ね合わせてミラー面を鏡面加工することで加工効率を向上させることが可能である。その加工の際には、ポリゴンミラーの取り個数は、ポリゴンミラーの厚さ分だけで決まる。なお、本実施形態のポリゴンミラー４２ｂは略平板状であるが、凹凸があってもポリゴンミラーを重ねた時に互いの凹凸が相互に対応していて、厚み方向に厚くならなければよい。
【００３０】
そして、ポリゴンミラー４２ａ、４２ｂは別体なので各ポリゴンの位相をずらすことも可能となる。
【００３１】
また、ポリゴンミラー４２ａをロータフレームと一体化しているため、ロータフレームの上面にポリゴンミラーを載せた構成に比べて非鏡面部Ｐで高さ方向寸法差を吸収でき、反射面４１ａの高さが低くなる。その結果として光偏向装置８１の回転体（ポリゴンミラー４２ａ、４２ｂ）の重心高さを低くすることが可能となる。
【００３２】
また、ポリゴンミラー４２ａをロータフレームと一体化しているため、ロータフレームの上面にポリゴンミラーを載せた構成に比べて回転体の質量も小さくすることが可能となる。その結果として、回転体の回転時のイナーシャが小さくなり、光偏向装置８１が規定の回転数に達するまでの立ち上がり時間が短縮されるとともに、回転時に必要となる電力も削減される。
【００３３】
また、ポリゴンミラー４２ａとロータフレームを一体加工しているので、初期バランスが良く、バランス修正タクトが短くなる。
【００３４】
[第二実施形態]
次に本発明に係る光偏向装置の第二実施形態について図を用いて説明する。図３は本実施形態に係る光偏向装置１８１を示す断面図である。上記第一実施形態と説明の重複する部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００３５】
図３に示すように、光偏向装置１８１は、上記第一実施形態の光偏向装置８１において、収容部９１の高さを、ポリゴンミラー４２ｂの取り付け基準面９２ａよりも高くなるように構成したものである。
【００３６】
以上のような構成をとることにより、収容部９１にはより大きなマグネット８４とコイル８５を備えることが可能となる。その結果として、光偏向器の高さを変えずにモータの駆動力を向上させてモータの立ち上がり時間を短縮させることが可能となる。
【００３７】
（光学走査装置）
図４は本実施形態に係る光学走査装置５０を示す斜視図である。図４に示すように、光学走査装置５０は、上記第一又は第二実施形態の光偏向装置８１、１８１を具備する。光学走査装置５０は、半導体レーザ５１、コリメートレンズ５４、シリンドリカルレンズ４７、ｆθレンズ４３、折り返しミラー７０、７１、７２を有している。
【００３８】
発光源である半導体レーザ５１ｃ〜５１ｋから出射された光ビームＬｃ〜Ｌｋは、コリメートレンズ５４ｃ〜５４ｋにより略並行光に変換され、シリンドリカルレンズ４７ｃ〜４７ｋによりポリゴンミラー４２ａ、４２ｂに入射し、反射面４１ａ、４１ｂ上で線像に結像される。ポリゴンミラー４２ａ、４２ｂ入射した光ビームＬｃ〜Ｌｋは、２本ずつ互いに異なる方向へ反射偏向走査される。
【００３９】
偏向走査された光ビームＬｃ〜Ｌｋは、それぞれｆθレンズ４３ｃ〜４３ｋを透過し、折り返しミラー７０ｍ、７１ｍ、７２ｃ、７０ｙ、７１ｙ、７２ｋによって反射され、感光ドラム（像担持体）３２ｃ〜３２ｋに入射する。
【００４０】
その際に、光ビームＬｃ〜Ｌｋの描き出し位置を決めるために、光ビームＬｙの一部をＢＤミラー４５にて折り返してＢＤセンサ４６へ入射させて描き出し基準を決めている。
【００４１】
以上のような構成をとることにより、光学走査装置５０の高さを低くし、光偏向装置８１、１８１の立ち上がり時間を短縮することも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の第１の実施形態における光偏向装置の構成を説明した断面図（ａ）と斜視図（ｂ）である。
【図２】本発明の第１の実施形態における光偏向装置に用いられている回転体の構成を説明した分解図である。
【図３】本発明の第２の実施形態における光偏向装置の構成を説明した断面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態における光偏向装置を搭載した光学走査装置の斜視図である。
【符号の説明】
【００４３】
Ｌ…光ビーム
４２ａ、４２ｂ…ポリゴンミラー（回転多面鏡）
４３…ｆθレンズ、４７…シリンドリカルレンズ
５０…光学走査装置
８１、１８１…光偏向装置
８３…回転軸
８４…マグネット
【図１】
2008107460.tif 000003
【図２】
2008107460.tif 000004
【図３】
2008107460.tif 000005
【図４】
2008107460.tif 000006