(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転多面鏡により形成される回転体を回転させ、前記回転体の周辺に、回転体の回転により発生する気流を整える整流部材を配置したレーザー光を偏向する光偏向器において、
前記回転体に２つ以上の回転多面鏡が形成され、少なくとも１箇所の隣り合う回転多面鏡の間に前記整流部材が挟まれて配置されたことを特徴とする光偏向器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転多面鏡により形成される回転体を回転させて、レーザー光を偏向する光偏向器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光偏向器の公知技術として、特開平１１−２７１６５４号公報が知られている。該公報は、複数のレーザービームの入射されるポリゴンミラーの風損を低減して高精細な画像形成を行うポリゴンスキャナを提供することを課題とし、図７に示すように、動圧空気軸受型ポリゴンスキャナ３０は、回転スリーブ３７の中空内に固定軸３３が挿入され、回転スリーブ３７に磁気軸受回転部３９の固定されたフランジ３８とポリゴンミラー４０が固定されて、これらは回転体４５を構成する。磁気軸受回転部３９は固定軸３３の上端凹部内に埋設された永久磁石組立体３４内に挿入され、固定軸３３は、磁気軸受回転部３９と永久磁石組立体３４により回転スリーブ３７を軸方向に浮上支持し、かつ、回転スリーブ３７が回転されると、空気の動圧により、回転スリーブ３７との接触面を動圧空気軸受面として回転スリーブ３７を径方向に支持する。ポリゴンミラー４０には鏡面部４０ａ、４０ｂと非鏡面部４０ｃが形成され、非鏡面部４０ｃは鏡面部４０ａ、４０ｂよりも小径に形成されて、重量の軽減化、高速回転時の風損の低減化が図られているものである。従って、低振動で安定して高速回転し、高精細な画像形成を行うことができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来例では、回転体のくびれた部分、特に鏡面部４０ａ、４０ｂの間の非鏡面部４０ｃの周辺で、回転体の回転により発生する気流が乱れる。その結果、風損が大きくなり、モータの消費電力が大きくなる。また、モータの回転速度ムラが大きくなり、レーザービームの走査ジッターが大きくなる。ミラー周辺の乱流により騒音が大きくなるという問題点を抱えている。
【０００４】
本発明は、回転体の回転により回転体周辺に発生する気流を整え、乱流を防止するとともに、風損を小さく抑え、モータの消費電力を低減し、モータの回転速度ムラを小さく抑え、レーザービームの走査ジッターを低減し、更にはミラー周辺の風切りによる騒音レベルを小さくする光偏向器を提供することを目的とする。
【０００５】
また、組立時に、整流部材により回転多面鏡の反射面を傷つけることを防止し、特異な形状となる整流部材の製造を容易とすることに加えて回転体の回転に伴う発熱を、整流部材で吸収、放熱することで信頼性の高い光偏向器を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１記載の発明は、回転多面鏡により形成される回転体を回転させ、前記回転体の周辺に、回転体の回転により発生する気流を整える整流部材を配置したレーザー光を偏向する光偏向器において、前記回転体に２つ以上の回転多面鏡が形成され、少なくとも１箇所の隣り合う回転多面鏡の間に前記整流部材が挟まれて配置された光偏向器を最も主要な特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。図１は本発明の第１の実施の形態に係る光偏向器の全体断面図、図２は図１のハウジング、プリント基板及びその上下の部品の分解斜視図、図３は図１の整流部材の断面図である。
【００１４】
ハウジング１の下面には光学ハウジングへの取り付け基準面１ａが形成されている。ハウジング１の上面中央には軸受取り付け部１ｂが形成され、動圧空気軸受を構成する固定軸２が固定されている。固定軸２の円筒表面には動圧空気軸受を構成するための溝２ａが形成されている。回転多面鏡である回転体３が回転を開始すると、回転スリーブ１５と固定軸２の間に形成された軸受すきまの空気圧力が高まり非接触でラジアル方向（半径方向）に回転体３を支持する。
【００１５】
固定軸２の内側には吸引型磁気軸受の固定部５が固定されている。吸引型磁気軸受の固定部５は、キャップ部材６とストッパ７が固定軸２の内筒部に圧入固定されることで軸方向に挟まれて固定されている。キャップ部材６中央部には、空気が通過するときの粘性抵抗を利用して上下振動を減衰させるφ０. ２〜φ０. ５程度の微細穴が形成されている。キャップ部材６とストッパ７はともに非磁性材料のステンレス鋼板などが用いられる。
【００１６】
吸引型磁気軸受の固定部５は回転軸方向に２極に着磁されたリング状永久磁石８と、前記リング状永久磁石８の内径よりも小さい中心円が形成された強磁性材料からなる第１の固定ヨーク板９と、同様に、前記リング状永久磁石８の内径よりも小さい中心円が形成された強磁性材料からなる第２の固定ヨーク板１０とからなる。第１の固定ヨーク板９と第２の固定ヨーク板１０はリング状永久磁石８を軸方向に挟み、第１の固定ヨーク板９の中心円および、第２の固定ヨーク板１０の中心円が回転中心軸に対して同軸になるように配置、固定されている。リング状永久磁石８の材質としては主に希土類系の永久磁石が用いられる。固定ヨーク板９，１０には鉄鋼系の板材が用いられる。固定軸２はセラミック、あるいはアルミ合金など非磁性材料が用いられる。
【００１７】
ハウジング１の上面には略中央部に穴が形成されたプリント基板１１が配置されている。ハウジング１の軸受取り付け部１ｂの外径には、プリント基板１１、スペーサ１２、モータ巻線１３ａが巻かれたステータコア１３が順番に嵌合され、軸受取り付け部１ｂの先端がかしめられて（塑性変形されて）、３部品が挟まれて固定されている。
【００１８】
回転体３に取り付けられたロータマグネット１４とモータ巻線１３ａが巻かれたステータコア１３が回転軸と垂直な方向に対向した、ラジアルギャップ・アウターロータ型のブラシレスモータが構成される。回転体３はセラミック製の回転スリーブ１５の外側にアルミニウムを主成分とする金属製の外周部材１６が回転スリーブ１５の軸方向全長に渡って焼きばめ固定され、ミラー部１６ａが一体で形成されている。外周部材１６の下側にはモータ用のロータマグネット１４が接着または圧入固定されている。
【００１９】
外周部材１６上端の貫通穴には、外周部材１６と線膨張係数が略等しい閉止部材１７が圧入固定されている。閉止部材１７は円盤形状となっている。閉止部材１７には吸引型磁気軸受の回転部１８が配置、固定されている。吸引型磁気軸受の回転部１８には第１の固定ヨーク板９の中心円および、第２の固定ヨーク板１０の中心円との間に磁気ギャップを構成する外筒面が形成され、その外筒面が回転中心軸と同軸になるように配置されている。吸引型磁気軸受の回転部１８には永久磁石または鉄鋼系の強磁性材料が用いられる。
【００２０】
不釣り合い（アンバランス）振動が非常に小さいレベルになるように、回転体３の上下２ヶ所の修正面でバランス修正が行われている。プリント基板１１には、モータ巻線１３ａやホール素子１１ａとパターン配線され、一体または、別体で設けられた駆動回路により、ホール素子の位置検出信号にしたがって、順次モータ巻線１３ａへの通電を切り替えて回転体３を回転させて定速制御する。
【００２１】
ハウジング１およびプリント基板１１の上方には回転体３を囲むように整流部材１９、２０が配置されている。さらに、整流部材１９、２０を囲み、挟みこむように、カバー２１がハウジング１にねじで固定されている。カバー２１にはレーザー光の入出射用開口部が形成され、ガラス窓２２が両面テープまたは接着剤で固定されて密閉されている。
【００２２】
整流部材１９、２０は、回転方向に２つに分割された構造となっており、回転体３の左右から２つの部品を組み合わせることにより、回転体３のくびれた部分にも整流部材１９、２０の突出部１９ａ、２０ａが配置され、回転体３のくびれた部分で乱流が発生することを防止している。回転体３のミラー部１６ａと対向する整流部材１９、２０の対向面１９ｂ、２０ｂは、上下ほぼ等間隔の位置に配置、形成されており、ミラーの上下で発生する気流が不均衡となって、乱流が発生することを防止している。また、回転体３の外周面と対向する整流部材１９、２０の対向面１９ｃ、２０ｃは、レーザー光の入出射部を除いて、円筒状に形成されており、外周部で発生する気流を流れやすくして、外周部で乱流が発生することを防止している。
【００２３】
回転体３の周辺に整流部材１９、２０を配置し、回転体周辺の気流を整え、乱流を防止することで、風損を小さく抑え、消費電力を低減している。モータの回転速度ムラを低減し、走査ジッターを低減している。また、ミラー周辺の風切りによる騒音レベルを小さくしている。
【００２４】
整流部材１９、２０を樹脂材料で形成すれば、組立時に回転体の左右から整流部材１９、２０を組み合せる時に回転体３のミラー部１６ａに接触しても、鏡面を傷つけることが無い。また、成形加工により、複雑な形状となる整流部材１９、２０を容易に製造することができる。また、整流部材１９、２０を、アルミダイキャストのように熱伝導性の高い材料で形成すれば、ミラー周辺の空気摩擦による発熱を整流部材１９、２０より吸収、放熱することで回転体を効率良く冷却することができる。その結果、回転体３の温度上昇による鏡面平面度の悪化を防止することができる。
【００２５】
図４は本発明の第２の実施の形態に係る光偏向器の全体断面図、図５は図４の整流部材を中心にした分解斜視図、図６は図４の整流部材の断面図である。第２の実施形態は、回転体３が２段ミラーの構成となっている点が第１の実施形態と異なる。第１の実施形と同様の部分は説明を省略する。
【００２６】
２段ミラー４１ａ、４１ｂの間のくびれた部分に整流部材４２、４３の突出部４２ａ、４３ａが配置され、ミラー間のくびれ部分で乱流が発生することを防止している。回転体３のミラー部と対向する整流部材４２、４３の対向面４２ｂ、４３ｂは、上下ほぼ等間隔の位置に配置、形成されており、ミラーの上下で発生する気流が不均衡となって、乱流が発生することを防止している。また、回転体３の外周面と対向する整流部材４２、４３の対向面４２ｃ、４３ｃは、レーザー光の入出射部を除いて、円筒状に形成されており、外周部で発生する気流を流れやすくして、外周部で乱流が発生することを防止している。
【００２７】
以上、本発明に係わる実施形態について説明したが、本発明は回転体の周辺に整流部材を配置した光偏向器に関する発明である。軸受方式、モータ方式等の構成は、本実施形態に限定されるものではない。
【００２８】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、回転体の回転により回転体周辺に発生する気流を整え、乱流を防止することで、風損を小さく抑え、モータの消費電力を低減することができる。また、モータの回転速度ムラを小さく抑え、レーザービームの走査ジッターを低減することができる。更に、ミラー周辺の風切りによる騒音レベルを小さくすることができる。そして、回転多面鏡と回転多面鏡の間の乱流を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る光偏向器の全体断面図である。
【図２】図１のハウジング、プリント基板及びその上下の部品の分解斜視図である。
【図３】図１の整流部材の断面図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る光偏向器の全体断面図である。
【図５】図４の整流部材を中心にした分解斜視図である。
【図６】図４の整流部材の断面図である。
【図７】従来例に係る光偏向器の全体断面図である。
【符号の説明】
１  ハウジング
３  回転体
１１  プリント基板
１９、２０  整流部材
【図１】
0004615765.tif 000002
【図２】
0004615765.tif 000003
【図３】
0004615765.tif 000004
【図４】
0004615765.tif 000005
【図５】
0004615765.tif 000006
【図６】
0004615765.tif 000007
【図７】
0004615765.tif 000008