(57)【要約】【課題】ラジアル動圧軸受部及びスラスト動圧軸受部を有する回転装置の組立工程において、回転装置の構成部材の誤装着を防止して、効率よく正確な組立加工を遂行し、高速回転で安定した回転性能が得られる光偏光装置を提供する。【解決手段】回転多面鏡２１、フランジ部材２３、磁石２４から成るロータユニット２０Ａと、外筒部材２２と内筒部材２６とから成る動圧軸受と、支持基体２５、マグネットコイル２９から成るステータユニット２０Ｂと、を有する光偏向装置２０において、回転多面鏡２１の上端面２１ｃに、回転多面鏡２１の生産を管理する情報表示部▲１▼、▲２▼、▲３▼、▲４▼、▲５▼を形成した。【選択図】　　　　図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転多面鏡、該回転多面鏡を固定するフランジ部材、回転駆動用の磁石から成るロータユニットと、
前記ロータユニットを回転可能に支持する回転軸受部材と固定軸受部材とから成る動圧軸受と、
前記固定軸受部材を支持する支持基体、回転駆動用のマグネットコイルから成るステータユニットと、を有する光偏向装置において、
前記回転多面鏡の外表面に、前記回転多面鏡の生産を管理する情報表示部を形成することを特徴とする光偏向装置。
【請求項２】
回転多面鏡、該回転多面鏡を固定するフランジ部材、回転駆動用の磁石から成るロータユニットと、
前記ロータユニットを回転可能に支持する回転軸受部材と固定軸受部材とから成る動圧軸受と、
前記固定軸受部材を支持する支持基体、回転駆動用のマグネットコイルから成るステータユニットと、を有する光偏向装置において、
前記回転多面鏡の外表面に、前記光偏向装置及び前記回転多面鏡の生産を管理する識別情報表示部を形成することを特徴とする光偏向装置。
【請求項３】
回転多面鏡、該回転多面鏡を固定するフランジ部材、回転駆動用の磁石から成るロータユニットと、
前記ロータユニットを回転可能に支持する回転軸受部材と固定軸受部材とから成る動圧軸受と、
前記固定軸受部材を支持する支持基体、回転駆動用のマグネットコイルから成るステータユニットと、を有する光偏向装置の製造方法において、
前記回転多面鏡の外表面に、前記光偏向装置の組立順番、前記光偏向装置の構成部材の組合せ情報、生産工程内の検査データなどを形成して、前記光偏向装置の生産管理情報を前記回転多面鏡に逐次記録しながら、前記光偏向装置を組み立てることを特徴とする光偏向装置の製造方法。
【請求項４】
前記生産管理情報は、レーザマーキング、放射線照射、インクジェット記録、スタンプ、罫書き、ラベル添付等により前記回転多面鏡に形成されることを特徴とする請求項３に記載の光偏向装置の製造方法。
【請求項５】
前記回転多面鏡に形成される前記生産管理情報は、製造日付、部品番号、適用機種、内周面の測定値、ミラー面の倒れ角、反射率、測定者記号等であることを特徴とする請求項３に記載の光偏向装置の製造方法。
【請求項６】
前記回転多面鏡に形成される前記生産管理情報は、英数字、記号、バーコード、二次元コード等であることを特徴とする請求項３に記載の光偏向装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザビームプリンタ、レーザ複写機、レーザファクシミリ等の画像形成装置やバーコードリーダ等に用いられる光偏向装置及び光偏向装置の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
レーザビームプリンタ等の画像形成装置においては、その画像の書き込み手段として読み取った情報を基にレーザ光を高速回転する回転多面鏡（ポリゴンミラー）に入光させ、反射光を走査させて感光体面に投影し画像記録を行っている。
【０００３】
回転多面鏡は低速回転の場合には、駆動モータの回転軸に直接固定して使用されるが、高速回転となると回転多面鏡を外筒部材に固定し、固定配置された内筒部材に対して触れることなく浮き上がった形で回転する動圧軸受（空気ベアリング）を用いての駆動回転が行われる。本出願人は動圧軸受を有する光偏光装置について、特開平７−２４３４３７号、特開平７−２５９８４９号、特開平８−１１４２１９号、特開平８−１２１４７１号等の各公報によって技術開示を行っている。
【０００４】
図９は動圧軸受を設けた従来の光偏向装置の一例を示す断面図である。動圧軸受は、支持ベース部材上に固定された下スラスト板、固定軸受部材、上スラスト板と、回転多面鏡を固定して回転可能な回転軸受部材とにより構成されている。回転多面鏡は、基台上に固定されたマグネットコイルを有するステータを構成する回転駆動用のコイルと、回転多面鏡と一体となりロータを構成する磁石とから成る駆動モータにより駆動回転される。
【０００５】
支持ベース部材上に固設した固定軸受部材に対向して回転する回転軸受部材を有するロータユニットは、ラジアル動圧軸受部において相互の間でのラジアル動圧回転が行われる。また、固定軸受部材の両軸端部には、固定軸受部材の軸と垂直面をなすスラスト板が固定されていて、上下に位置した上スラスト板と下スラスト板に挟まれた形で回転する回転軸受部材は、上下のスラスト動圧軸受部においてスラスト動圧回転が行われる。
【０００６】
ラジアル動圧軸受部及び／又は上下のスラスト動圧軸受部には、動圧発生溝が形成されている。回転ユニットの高速回転によって発生する風は動圧発生溝に導入され、動圧発生溝からは強力な風圧が生じて固定部材と回転ユニットとの間に数μｍ単位の間隙が形成されて、両者の間での抵抗を低下させ、ラジアル動圧軸受部において、非接触状態で高速回転がなされるようになっている。
【０００７】
内筒部材、下スラスト板及び上スラスト板と、ラジアル動圧軸受部の上下面及び嵌入内周面との間には３〜１０μｍ程度の隙間が形成され、ロータの回転時には、ロータは動圧軸受に触れることなく、空中に浮き上がった非接触状態で、円滑な高速回転が持続される。
【０００８】
ロータの回転に伴って回転多面鏡も回転し、半導体レーザから射出されたレーザビームＬは感光体に向けて偏向走査する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
回転多面鏡の内径は、対向するラジアル固定軸の外径に対して所定の微少間隙を保ってラジアル動圧軸受部を形成する。回転多面鏡の内径、ラジアル固定軸の外径はそれぞれ精密な所定の公差内に製作されているが、これらの公差内の両部品を任意に組み合わせると、前記所定の微少間隙を構成することはできない。このため、回転多面鏡の内径、ラジアル固定軸の外径をそれぞれ測定して記録し、これらの測定データの中から、前記所定の微少間隙を構成する回転多面鏡とラジアル固定軸の最適な組合せを選択している。
【００１０】
また、回転多面鏡の側面の反射鏡面の倒れ角度、反射率、厚さ等を測定して記録し、最適なラジアル動圧軸受部の間隙、及び上スラスト動圧軸受部の間隙、下スラスト動圧軸受部の間隙を保持するように、回転多面鏡と対応部品との最適組合せが得られるような部品間の組合せ情報により生産管理を行っている。
【００１１】
更に、組合せの情報以外に、工程履歴、対応機種等も記録して、生産管理している。
【００１２】
前記測定データや生産管理情報等は、回転多面鏡に管理伝票を添付して、生産工程に流し、データを管理していた。しかし、管理伝票の添付間違い、管理伝票の脱落により回転多面鏡の組立不良が発生するおそれがある。
【００１３】
本発明は上記の光偏向装置における組立工程において、回転多面鏡とラジアル固定軸の最適な組合せを、効率よく正確な生産管理により実施し、安定した回転性能が得られる光偏向装置及び製造方法を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の本発明の光偏向装置は、回転多面鏡、該回転多面鏡を固定するフランジ部材、回転駆動用の磁石から成るロータユニットと、前記ロータユニットを回転可能に支持する回転軸受部材と固定軸受部材とから成る動圧軸受と、前記固定軸受部材を支持する支持基体、回転駆動用のマグネットコイルから成るステータユニットと、を有する光偏向装置において、前記回転多面鏡の外表面に、前記回転多面鏡の生産を管理する情報表示部を形成することを特徴とする。
【００１５】
請求項２に記載の本発明の光偏向装置は、回転多面鏡、該回転多面鏡を固定するフランジ部材、回転駆動用の磁石から成るロータユニットと、前記ロータユニットを回転可能に支持する回転軸受部材と固定軸受部材とから成る動圧軸受と、前記固定軸受部材を支持する支持基体、回転駆動用のマグネットコイルから成るステータユニットと、を有する光偏向装置において、前記回転多面鏡の外表面に、前記光偏向装置及び前記回転多面鏡の生産を管理する識別情報表示部を形成することを特徴とする。
【００１６】
請求項３に記載の本発明の光偏向装置の製造方法は、回転多面鏡、該回転多面鏡を固定するフランジ部材、回転駆動用の磁石から成るロータユニットと、前記ロータユニットを回転可能に支持する回転軸受部材と固定軸受部材とから成る動圧軸受と、前記固定軸受部材を支持する支持基体、回転駆動用のマグネットコイルから成るステータユニットと、を有する光偏向装置の製造方法において、前記回転多面鏡の外表面に、前記光偏向装置の組立順番、前記光偏向装置の構成部材の組合せ情報、生産工程内の検査データなどを形成して、前記光偏向装置の生産管理情報を前記回転多面鏡に逐次記録しながら、前記光偏向装置を組み立てることを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の光偏向装置、及び光偏向装置の製造方法の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１８】
レーザプリンタ等の画像形成装置においては、その画像の書き込み手段としての像露光装置を有し、読み取った情報を基にレーザビームを光偏向装置の高速回転する回転多面鏡（ポリゴンミラー）に入光させ、反射光を走査させて像担持体の感光体面に投影して画像記録を行う。
【００１９】
［像露光装置］
図１は像露光装置１０の一実施の形態を示す斜視図、図２は像露光装置１０の平面図、図３は像露光装置１０の断面図である。
【００２０】
これらの図において、１１は像露光装置本体、１２はｆθレンズ、１３は第２シリンドリカルレンズ、１４はカバーガラス、１５は半導体レーザ、１６はコリメートレンズ、１７は第１シリンドリカルレンズ、１８はタイミング検出用のインデックスミラー、１９は同期検知用のインデックスセンサ、２０は回転多面鏡（ポリゴンミラー）２１等から成る光偏向装置である。
【００２１】
上記の光偏向装置２０、及び走査光学系光学部材１２〜１９は、像露光装置本体１１内の所定位置に配置、固定されている。
【００２２】
半導体レーザ１５から出射したレーザビームＬは、コリメートレンズ１６により平行光になり、次いで第１結像光学系の第１シリンドリカルレンズ１７を透過して回転多面鏡２１に入射する。回転多面鏡２１の反射光は、ｆθレンズ１２、第２シリンドリカルレンズ１３から成る第２結像光学系を透過し、カバーガラス１４を通過して像担持体１の周面上に、所定のスポット径で、副走査方向に所定ピッチずれた状態で走査する。なお、主走査方向は図示しない調整機構により、既に微調整してある。１ライン毎の同期検知は、走査開始前の光束をインデックスミラー１８を介して、インデックスセンサ１９に入射させる。
【００２３】
回転多面鏡２１を回転体として高速回転する光偏向装置２０では、回転体（ロータユニット）と非回転体（ステータユニット）との間に動圧軸受を設けて、高速回転が行われる。
【００２４】
［光偏向装置］
図４は、光偏向装置２０の斜視図である。プリント基板３０上には、集積回路ＩＣ、コンデンサＣ、コネクタＢ等が配置されている。
【００２５】
図５（ａ）は本発明に係る光偏向装置２０の平面図、図５（ｂ）は光偏向装置２０の断面図である。図６は光偏向装置２０の分解断面図を示し、図６（ａ）はロータユニット２０Ａの断面図、図６（ｂ）はステータユニット２０Ｂの断面図である。
【００２６】
光偏向装置２０は、ロータユニット２０Ａとステータユニット２０Ｂとから構成されている。
【００２７】
・ロータユニット２０Ａ
光偏向装置２０の高速回転を行うユニットであるロータユニット２０Ａは、回転多面鏡２１、回転軸を中心とした円筒状の回転軸受部材（以下、外筒部材と称す）２２、外筒部材２２の外周面を固定し回転多面鏡２１の内周面に嵌合するフランジ部材２３、回転駆動用の磁石２４、ロータヨーク２４Ａから成る。
【００２８】
外筒部材２２の内径は、ステータユニット２０Ｂの固定軸受部材（以下、内筒部材と称す）２６の外径より、数μｍの調整された微小間隔だけ大きい。この外筒部材２２の内周面２２ａと内筒部材２６の外周面２６ａとで、ラジアル動圧軸受部を構成している。この外筒部材２２は、アルミナ、窒化珪素等のセラミックにより成形されていることが、安定した回転を得る上で好ましい。
【００２９】
また、外筒部材２２の上端面２２ｂは、上スラスト板２７のスラスト面２７ａと対向し、上スラスト動圧軸受部を構成している。同じく外筒部材２２の下端面２２ｃは下スラスト板２８のスラスト面２８ａと対向し、下スラスト動圧軸受部を構成している。
【００３０】
対向したスラスト動圧軸受部のスラスト面２７ａ，２８ａには、動圧発生溝が形成されている。ロータユニット２０Ａは本体固定部に対しスラスト動圧軸受部においてスラスト回転が行われる。
【００３１】
・フランジ部材
フランジ部材２３は、第１円筒部２３１と第２円筒部２３２と円盤部２３３とから形成されている。
【００３２】
第１円筒部２３１は、外筒部材２２の外周面に嵌合して固定する内周面と、回転多面鏡２１の内周面２１ａに嵌合して固定する外周面とを有する。第２円筒部２３２の上端面は、回転多面鏡２１の下端面２１ｂを保持する。円盤部２３３は、第１円筒部２３１と第２円筒部２３２とを接続し、下面側に回転駆動用の磁石２４及びロータヨーク２４Ａを固定している。
【００３３】
フランジ部材２３と回転多面鏡２１とは、等しい熱膨張係数を有する同じ材料、例えばアルミニウム合金により形成されている。
【００３４】
フランジ部材２３の第１円筒部２３１の外周面に、回転多面鏡２１の回転中心部に穿設された内周面２１ａを嵌合させてラジアル方向の位置決めをする。第２円筒部２３２の上端面上に、回転多面鏡２１の下端面２１ｂを押し当ててスラスト方向の位置決めをして、接着剤で固定する。
【００３５】
・ステータユニット２０Ｂ
支持基体２５に直立した円柱形状のラジアル軸部２５ａの外側には、円筒形状をした内筒部材２６が固設され、ラジアル軸部２５ａと内筒部材２６とでラジアル固定部材を構成している。内筒部材２６はアルミナ、窒化珪素等のセラミック材料で形成される。
【００３６】
内筒部材２６の上下端部には、支持基体２５のラジアル軸部２５ａの略垂直方向に、円板状をした上スラスト板２７と、下スラスト板２８とが固設され、スラスト固定部材を構成している。上スラスト板２７と下スラスト板２８は、アルミナ、窒化珪素等のセラミック材料で形成される。内筒部材２６、上スラスト板２７、下スラスト板２８は、ラジアル軸部２５ａに装着後、ネジ２５Ｓにより固定される。
【００３７】
ベース部材３１の上面には、複数のマグネットコイル２９を同一面上に配置したプリント基板３０が取り付けられている。２９Ａは、マグネットコイル２９に対向するステータヨークである。
【００３８】
支持基体２５、内筒部材２６、上スラスト板２７、下スラスト板２８、マグネットコイル２９、ステータヨーク２９Ａ、プリント基板３０、ベース部材３１は一体となってステータユニット２０Ｂを形成している。
【００３９】
ステータユニット２０Ｂに装着されたロータユニット２０Ａは、外筒部材２２の回転中心に対して、回転多面鏡２１及びフランジ部材２３が正確に回転し、動的バランスが最小限に修正可能である。また、外筒部材２２とフランジ部材２３とを締結する圧入、焼き嵌め等による歪みが、回転多面鏡２１とフランジ部材２３の固定部に伝わらないから、回転多面鏡２１の平面性や、温度変化、高速回転による回転多面鏡２１のずれが防止される。
【００４０】
［光偏向装置の組立工程］
光偏向装置２０の組立工程を図５、図６に基づいて、以下に説明する。
【００４１】
（１）　フランジ部材２３に、回転多面鏡２１、外筒部材２２、磁石２４、ロータヨーク２４Ａを固定してロータユニット２０Ａを組み立てる。
【００４２】
（２）　支持基体２５をベース部材３１に固定する。
（３）　下スラスト板２８のスラスト面２８ａを上向きに保持して、下スラスト板２８をラジアル軸部２５ａに嵌合させて装着する。
【００４３】
（４）　内筒部材２６の上端面が上向きになるように保持して、内筒部材２６をラジアル軸部２５ａに嵌合させて装着する。
【００４４】
（５）　外筒部材２２の内周面２２ａを内筒部材２６の外周面２６ａに嵌合させて装着する。
【００４５】
（６）　上スラスト板２７のスラスト面２７ａを下向きに保持して、上スラスト板２７をラジアル軸部２５ａに嵌合させて装着する。
【００４６】
（７）　ラジアル軸部２５ａに螺設されたネジ穴にネジ２５Ｓを螺合させ、下スラスト板２８、内筒部材２６、上スラスト板２７をラジアル軸部２５ａに固定する。
【００４７】
［光偏向装置の生産管理］
図７は、ロータユニット２０Ａの分解断面図を示し、図７（ａ）は回転多面鏡２１の断面図、図７（ｂ）はフランジ部材２３の断面図である。
【００４８】
前述の光偏向装置２０の組立工程において、回転多面鏡２１単体での内周面２１ａの内径寸法、下端面２１ｂに対するミラー面２１ｄの傾き、ミラー面２１ｄの反射率等は精密測定されて、公差内の部品のみが組立可能に管理されている。
【００４９】
また、回転多面鏡２１の内周面２１ａに嵌合して固定されるフランジ部材２３の第１円筒部２３１の外周面２３ａの外径寸法も、公差内の部品のみが組立可能に管理されている。
【００５０】
しかし、回転多面鏡２１の内周面２１ａと、フランジ部材２３の第１円筒部２３１の外周面２３ａとは正確に嵌合されなければならない。即ち、内周面２１ａと外周面２３ａとの嵌合時に締まり嵌めになると、回転多面鏡２１に内部応力が発生して回転多面鏡２１を変形させたり、環境温度変化により回転多面鏡２１を損傷させるおそれがある。また、嵌合時の間隙が大きいと、回転多面鏡２１がフランジ部材２３に確実に固定されず位置ズレを発生するおそれがある。
【００５１】
このため、回転多面鏡２１の内周面２１ａの内径寸法と、フランジ部材２３の第１円筒部２３１の外周面２３ａの外径寸法とを、各部品毎に精密測定して、適正な締まり嵌めが達成されるように、回転多面鏡２１とフランジ部材２３との最適ペアの組み合わせを選択して管理する必要がある。
【００５２】
図８（ａ）は回転多面鏡２１の平面図、図８（ｂ）は断面図である。
回転多面鏡２１の上端面２１ｃに、製造日付▲１▼、部品番号▲２▼、適用機種▲３▼、内周面２１ａの測定値、ミラー面２１ｄの倒れ角、反射率、測定者記号等を記入したコード▲４▼、等の回転多面鏡２１の生産を管理する情報表示部を形成した。
【００５３】
これらの情報表示部は、英数字、記号、バーコード、二次元コード等により形成される。
【００５４】
また、回転多面鏡２１の上端面２１ｃに、光偏向装置２０及び回転多面鏡２１の生産を管理する情報表示部を形成した。即ち、回転多面鏡２１の内周面２１ａの内径寸法測定値に対応する外筒部材２２との適正嵌合等の組合せ情報▲５▼等の回転多面鏡２１の組立を管理する情報表示部を形成した。
【００５５】
更に、回転多面鏡２１の上端面２１ｃに、光偏向装置２０の組立順番、光偏向装置２０の構成部材の組合せ情報、生産工程内の検査データなどを形成して、光偏向装置２０の生産管理情報を回転多面鏡２１の上端面２１ｃに逐次記録しながら、光偏向装置２０を組み立てる。
【００５６】
また、回転多面鏡２１のミラー面２１ｄの倒れ角、反射率の測定値に基づき、回転多面鏡２１を選別して、同一形状の回転多面鏡２１及び光偏向装置２０を装備する画像形成装置の機種別に振り分ける。即ち、高速処理する機種に対しては高精度の回転多面鏡２１を、低速処理する機種に対しては、必要最低限の精度の回転多面鏡２１を選択する。適用機種を回転多面鏡２１の上端面２１ｃの情報表示部に記入する。
【００５７】
これらの情報表示部は、レーザマーキング、放射線照射、インクジェット記録、スタンプ捺印、罫書き、ラベル貼着等により形成される。
【００５８】
なお、上述の回転多面鏡２１はフランジ部材２３の外周面２３ａに嵌合される構成であるが、回転多面鏡２１を直接、外筒部材２２に嵌合させる構成にも本発明は適用可能である。
【００５９】
また、本発明は、光偏向装置に限定されるものではなく、ラジアル動圧軸受部及びスラスト動圧軸受部を有し、高速回転を行うモータ等の回転装置にも適用可能である。
【００６０】
以上説明した実施の形態は何れも固定した中心軸部分をラジアル固定部材として、ラジアル動圧軸受を介して回転ユニットはその周囲を高速回転する構成であるが、これとは逆にラジアル固定部材に対して中心軸部分を含む回転ユニットがラジアル動圧軸受を介して高速回転する構成の回転装置についても本発明は同様に適用される。
【００６１】
【発明の効果】
本発明の光偏向装置及び光偏向装置の製造方法は、上述のように構成されているので、以下に記載する効果を奏する。
【００６２】
（１）　本発明の光偏向装置は、回転多面鏡の内周面とフランジ部材の外周面との組合せ嵌合が、回転多面鏡の上端面に形成された情報表示部により、容易に選択された組合せが迅速に得られ、正確に嵌合したロータユニットが構成される。
【００６３】
（２）　本発明の光偏向装置は、外筒部材の回転中心に対して、回転多面鏡及びフランジ部材が正確に回転し、動的バランスが最小限に修正可能である。また、回転多面鏡の平面性や、温度変化、高速回転による回転多面鏡のずれが防止される。更に、回転多面鏡の反射鏡面の歪み等が発生せず、高精度の像露光が達成される。
【００６４】
（３）　本発明の光偏向装置の製造方法によれば、回転多面鏡の上端面に形成された情報表示部により、確実な生産管理が達成される。
【図面の簡単な説明】
【図１】像露光装置の一実施の形態を示す斜視図。
【図２】像露光装置の平面図。
【図３】像露光装置の断面図。
【図４】光偏向装置の斜視図。
【図５】光偏向装置の平面図と断面図。
【図６】光偏向装置の分解断面図。
【図７】ロータユニットの分解断面図。
【図８】回転多面鏡の平面図と断面図。
【図９】動圧軸受を設けた従来の光偏向装置の一例を示す断面図。
【符号の説明】
１０　像露光装置
１１　像露光装置本体
２０　光偏向装置
２０Ａ　ロータユニット
２０Ｂ　ステータユニット
２１　回転多面鏡（ポリゴンミラー）
２１ａ　内周面
２１ｃ　上端面
２１ｄ　ミラー面
２２　回転軸受部材（外筒部材）
２３　フランジ部材
２３ａ　外周面
２５　支持基体
２６　固定軸受部材（内筒部材）
２７　上スラスト板
２８　下スラスト板
▲１▼、▲２▼、▲３▼、▲４▼、▲５▼　情報表示部
【図１】
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【図２】
2004037995.tif 000004
【図３】
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【図４】
2004037995.tif 000006
【図５】
2004037995.tif 000007
【図６】
2004037995.tif 000008
【図７】
2004037995.tif 000009
【図８】
2004037995.tif 000010
【図９】
2004037995.tif 000011