(57)【要約】【課題】  衝撃や高速回転での遠心力や発熱によって生じる熱膨張によるミラーずれバランス変化を防止し、且つミラー平面性を良好とさせるポリゴンミラー（回転多面鏡）を備える光偏向装置を提供すること。【解決手段】  ロータ部は、軸受の外周に固定された円筒部と、支持部と、円筒部の端部に設けた円板状のフランジ部とを有し、当該フランジ部を設けた端部側の円筒部内周と軸受の外周との間に隙間を設けることを特徴とする光偏向装置。【選択図】        図２
2005114801.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸受の外周に固定されたロータ部と、当該ロータ部の支持部に接着固定されたポリゴンミラーと、当該ポリゴンミラーを前記支持部に押圧保持するための弾性材料を有する光偏向装置において、
前記ロータ部は、軸受の外周に固定された円筒部と、前記支持部と、前記円筒部の端部に設けた円板状のフランジ部とを有し、当該フランジ部を設けた端部側の円筒部内周と軸受の外周との間に隙間を設けることを特徴とする光偏向装置。
【請求項２】
軸受の外周に固定されたロータ部と、当該ロータ部の支持部に接着固定されたポリゴンミラーと、当該ポリゴンミラーを前記支持部に押圧保持するための弾性材料を有する光偏向装置において、
前記ロータ部は、軸受の外周に固定された第１の円筒部と、前記支持部を設けた第２の円筒部と、前記第１の円筒部と前記第２の円筒部とを接続するフランジ部を設けることを特徴とする光偏向装置。
【請求項３】
軸受の外周に固定されたロータ部と、当該ロータ部の支持部に接着固定されたポリゴンミラーと、当該ポリゴンミラーを前記支持部に押圧保持するための弾性材料を有する光偏向装置において、
前記ロータ部は、軸受の外周に固定された第１の円筒部と、前記支持部を設けた第２の円筒部と、前記第１の円筒部の端部と前記第２の円筒部とを接続するフランジ部を有し、当該フランジ部を設けた端部側の第１の円筒部内周と軸受の外周との間に隙間を設けることを特徴とする光偏向装置。
【請求項４】
前記第１の円筒部と、前記第２の円筒部と、前記フランジ部とで形成した凹部の最深層から、前記第２の円筒部の支持部までの高さより、前記凹部の最も狭い部分の幅が小さいことを特徴とする請求項２または３に記載の光偏向装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばレーザビームプリンタやレーザファクシミリ等の画像形成装置に用いられるポリゴンミラー（回転多面鏡）を備える光偏向装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、レーザプリンタ等の画像記録装置においては、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光偏向装置の高速回転するポリゴンミラー（回転多面鏡）に入光させ、反射光を走査させて感光体面に投影して画像記録を行っている。図７はポリゴンミラーの光偏向装置を用いたビーム走査光学装置の一実施の形態を示す斜視図である。
【０００３】
図において、８０は半導体レーザ、８１はビーム整形用光学系のコリメータレンズ、８２は第１シリンドリカルレンズ、８３はポリゴンミラー、８４Ａ、８４Ｂはｆθレンズ、８５は第２シリンドリカルレンズ、８６はミラー、８７はカバーガラス、８８は感光体ドラムをそれぞれ示している。なお、８９は同期検出用のインデックスミラー、８９Ｓは同期検知用のインデックスセンサ、８３Ｍは光偏向装置のポリゴンミラー８３の回転駆動部である。
【０００４】
半導体レーザ８０から出射したビーム光は、コリメータレンズ８１により平行光となり、第１結像光学系の第１シリンドリカルレンズ８２を経て、等速で高速回転するポリゴンミラー８３のミラー面に入射する。この反射光はｆθレンズ８４Ａ、８４Ｂ、第２シリンドリカルレンズ８５から成る第２結像光学系を透過し、ミラー８６、カバーガラス８７を介して感光体ドラム８８の周面上に所定のスポット径で（主）走査が行われる。主走査方向は図示しない調整機構によって微調整がなされ、１ライン毎の同期検知は、走査開始前のビームをインデックスミラー８９を介してインデックスセンサ８９Ｓに入射することによって行われる。
【０００５】
かかるビーム走査光学装置で、感光体ドラム８８上で良好な潜像を得るには、高速回転するポリゴンミラーの反射面が高精度に平面に加工されていて、回転軸に対して偏心や傾きなく、かつ軸方向への位置ずれがなく回転することが求められる。
【０００６】
回転するミラーユニットにはポリゴンミラーと、固定ベース板上のプリント基板に設けたコイルに対向するトルク発生用の永久磁石とを取り付け、軸受けを介し高速で回転するようになっている。
【０００７】
３００００ｒｐｍ以上の特に高速回転する場合には空気動圧軸受が使用され、空気動圧軸受を形成する内筒軸受と外筒軸受との間では、耐久性、耐摩耗性を高めて、寿命向上を目的として、動圧軸受部材の一方の側の部材にセラミック材を用い、他方の側の部材に金属材を用いる光偏向装置知られている（特許文献１参照。）。
【０００８】
また、ポリゴンミラーが押圧部材でフランジに押しつけられて保持された構造で、ポリゴンミラーとフランジとが接触する一方または両方の接触面の表面粗さが、３μｍ≦Ｒｙ≦２０μｍを満たす光偏向装置が知られている（特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開２００１−１７３６４３号公報
【特許文献２】特開２００２−４８９９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、従来より用いられている上記光偏向装置等において、使用時の遠心力や、熱膨張によるポリゴンミラーのずれがでるとロータ部のバランスが変化し、振動／騒音となる。さらにずれ量が大きくなると動圧軸受けのかじりが発生し破損する。また、ポリゴンミラーを押し付けるバネ力（弾性部材の力）を強くすることで、ポリゴンミラーはずれにくくなるがポリゴンミラーの平面性が悪化し、走査特性、即ち画質が劣化するという問題が起こる。また、ポリゴンミラーとフランジ部の接触面を粗すことで、ポリゴンミラーはずれにくくなるが５００００ｒｐｍ以上の高速回転や、６０℃以上の高温での使用では不十分となる。このため、ポリゴンミラーずれ防止でポリゴンミラーを接着した場合、エポキシ系等の硬い接着剤を使用することでポリゴンミラーのずれには効果あるが、接着剤の内部応力や、接着硬化時・使用時の熱歪みでポリゴンミラーが歪むという問題が起こる。シリコーン系等の柔軟性のある接着剤を使用すると、接着剤自身の変形でポリゴンミラーの歪みは防止できるが、ポリゴンミラーのずれを押さえきれない。
【００１０】
本発明は上記の不具合を解消し、衝撃や高速回転での遠心力や発熱によって生じる熱膨張によるミラーずれバランス変化を防止し、且つミラー平面性を良好とさせるポリゴンミラー（回転多面鏡）を備える光偏向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】
【００１１】
上記本発明の目的は下記の構成により達成される。
【００１２】
（１）軸受の外周に固定されたロータ部と、当該ロータ部の支持部に接着固定されたポリゴンミラーと、当該ポリゴンミラーを前記支持部に押圧保持するための弾性材料を有する光偏向装置において、前記ロータ部は、軸受の外周に固定された円筒部と、前記支持部と、前記円筒部の端部に設けた円板状のフランジ部とを有し、当該フランジ部を設けた端部側の円筒部内周と軸受の外周との間に隙間を設けることを特徴とする光偏向装置（第１の発明）。
【００１３】
（２）軸受の外周に固定されたロータ部と、当該ロータ部の支持部に接着固定されたポリゴンミラーと、当該ポリゴンミラーを前記支持部に押圧保持するための弾性材料を有する光偏向装置において、前記ロータ部は、軸受の外周に固定された第１の円筒部と、前記支持部を設けた第２の円筒部と、前記第１の円筒部と前記第２の円筒部とを接続するフランジ部を設けることを特徴とする光偏向装置（第２の発明）。
【００１４】
（３）軸受の外周に固定されたロータ部と、当該ロータ部の支持部に接着固定されたポリゴンミラーと、当該ポリゴンミラーを前記支持部に押圧保持するための弾性材料を有する光偏向装置において、前記ロータ部は、軸受の外周に固定された第１の円筒部と、前記支持部を設けた第２の円筒部と、前記第１の円筒部の端部と前記第２の円筒部とを接続するフランジ部を有し、当該フランジ部を設けた端部側の第１の円筒部内周と軸受の外周との間に隙間を設けることを特徴とする光偏向装置（第３の発明）。
【００１５】
本発明は上記の如き構成をとることにより、衝撃や高速回転での遠心力や発熱によって生じる熱膨張によるミラーずれバランス変化を防止し、且つミラー平面性を良好とさせるポリゴンミラー（回転多面鏡）を備える光偏向装置の提供を図るものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、衝撃や高速回転での遠心力や発熱によって生じる熱膨張によるミラーずれバランス変化が防止され、且つミラー平面性が良好とされるポリゴンミラー（回転多面鏡）を備える光偏向装置の提供が可能となる。また、接着とバネ押さえを併用したポリゴンミラー固定により、ポリゴンミラーのズレ・脱落による性能低下／破損が防止でき、ロータ部に剛性が低く変形しやすい部分を設けることで、接着による歪みを吸収し、ミラー平面性を良好とし、高速回転でも長寿命・高信頼性で、走査特性が良好な光偏向装置の提供が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本願発明の実施の形態を説明する。なお、本欄の記載は請求項の技術的範囲や用語の意義を限定するものではない。また、以下の、本発明の実施の形態における断定的な説明は、ベストモードを示すものであって、本発明の用語の意義や技術的範囲を限定するものではない。
【００１８】
（１）本発明に共通するポリゴンミラー（回転多面鏡）を備える光偏向装置について、図１を用いて以下に説明する。図１は、本発明に共通するポリゴンミラー（回転多面鏡）を備える光偏向装置の断面概要図である。
【００１９】
図１によれば、上スラスト軸受１０ａと、下スラスト軸受１０ｂと、上スラスト軸受１０ａおよび下スラスト軸受１０ｂに挟まれた内筒軸受１２ａとにより形成される固定軸受と、軸受（可動軸受）としての外筒軸受１２ｂと、ロータ部１１０とを一体としたものが、ベース部材１２０の軸部２ａにネジＮａによって取り付けられる。ロータ部１１０は、ポリゴンミラー（回転多面鏡）４を挟んで、フランジ部１５ａと、押さえ板１６と磁石５とによって形成される磁石ヨーク６とによって構成される。また、押さえ板１６とポリゴンミラー４との間に弾性材料としての板バネ１４が設けられる。ポリゴンミラー４の一方の端面と押さえ板１６との間には板ばね１４等の弾性部材を介在させ、押さえ板１６によるポリゴンミラー４の押さえ力を安定させ、ポリゴンミラー４は歪ませることなくミラー固定がなされる。さらに、ベース部材１２０には固定ヨーク１２０Ａが設けられており、プリンタ基板８を挟んで固定ヨーク１２０Ａコイル７とが取り付けられている。これらの部材を一体としてベース部材１２０にモータカバー１３０が、例えば不図示のネジ等によって取り付けられて光偏向装置１が構成される。
【００２０】
（２）次に、衝撃や高速回転での遠心力や発熱によって生じる熱膨張によるミラーずれバランス変化を防止し、且つミラー平面性を良好とさせるポリゴンミラー（回転多面鏡）を備える光偏向装置の第１の例について図２または図３を用いて以下に説明する。図２は、光偏向装置のロータ部（回転部）の第１の例の詳細図であり、図３は、図２の変形例を示す図である。
【００２１】
光偏向装置１のロータ部１１０の第１の例は、図２に示すように、ロータ部１１０はポリゴンミラー（回転多面鏡）４を挟んで、フランジ部１５ａと、磁石５を有する押さえ板１６（図１にて説明した磁石ヨーク６）とによって構成され、軸受（可動軸受）としての外筒軸受１２ｂと一体的に回転される。フランジ部１５ａの内部を切り欠いた面と外筒軸受１２ｂの上側の外周面との間に隙間Ｈａを形成する。また、押さえ板１６とポリゴンミラー４との間に弾性材料としての板バネ１４を設ける。また、ロータ部１１０の支持部１５ｃ（フランジ部１５ａに接着剤を塗布する部分）とポリゴンミラー４とをエポキシ等の接着剤によって固定する。エポキシ等の硬い接着剤使用でも隙間Ｈａの部分でロータ部１１０が変形し、接着によるミラー歪みを低減できる。これにより、良好なポリゴンミラー４の平面性とポリゴンミラー４のずれの防止の両立が可能となる。また図３に示すように、外筒軸受１２ｂの上側の外周面を切り欠き、この面とフランジ部１５ａの内周面との間に隙間Ｈａを設けるようにしてもよい。
【００２２】
ロータ部１１０の組立方法としては、
１．ロータ部１１０の円筒部１５ｂに外筒軸受１２ｂをヤキバメ、圧入、接着等の手段で固定する。
【００２３】
２．ロータ部１１０の支持部１５ｃ（フランジ部１５ａに接着剤を塗布した部分）を外筒軸受１２ｂの外周面と直角な平面となるように切削加工する。この後に支持部１５ｃの面をブラスト等で粗面加工してもよい。
【００２４】
３．ロータ部１１０の支持部１５ｃにエポキシ等の接着剤を塗布する。
【００２５】
４．ポリゴンミラー４、板バネ１４を挿入し、磁石５を接着した押さえ板１６（図１にて説明した磁石ヨーク６）をロータ部１１０の円筒部１５ｂに、例えばネジ（不図示）等により固定する。
【００２６】
（３）衝撃や高速回転での遠心力や発熱によって生じる熱膨張によるミラーずれバランス変化を防止し、且つミラー平面性を良好とさせるポリゴンミラー（回転多面鏡）を備える光偏向装置の第２の例について図４を用いて以下に説明する。図４は、光偏向装置のロータ部（回転部）の第２の例の詳細図である。
【００２７】
光偏向装置１のロータ部１１０の第２の例は、図４に示すように、ロータ部１１０はポリゴンミラー（回転多面鏡）４を挟んで、第１の円筒部１５０Ａと第２の円筒部１５１Ａとを結合するフランジ部１５Ａからなる部材と、磁石５を有する押さえ板１６（図１にて説明した磁石ヨーク６）とによって構成され、軸受（可動軸受）としての外筒軸受１２ｂと一体的に回転される。また、押さえ板１６とポリゴンミラー４との間に弾性材料としての板バネ１４を設ける。また、ロータ部１１０の第２の円筒部１５１Ａの支持部１５Ｃとポリゴンミラー４とをエポキシ等の接着剤によって固定する。エポキシ等の硬い接着剤使用でも第１の円筒部１５０Ａと第２の円筒部１５１Ａとの間の空間が変形し、接着によるミラー歪みを低減できる。これにより、良好なポリゴンミラー４の平面性とポリゴンミラー４のずれの防止の両立が可能となる。
【００２８】
なお、第１の円筒部１５０Ａと、第２の円筒部１５１Ａと、フランジ部１５Ａとで形成される凹部の最深層から、第２の円筒部１５１Ａの支持部１５Ｃまでの高さより、前記凹部の最も狭い部分の幅が小さいように設定する。
【００２９】
ロータ部１１０の組立方法としては図２にて説明したと同様な方法が用いられる。
【００３０】
（４）衝撃や高速回転での遠心力や発熱によって生じる熱膨張によるミラーずれバランス変化を防止し、且つミラー平面性を良好とさせるポリゴンミラー（回転多面鏡）を備える光偏向装置の第３の例について図５または図６を用いて以下に説明する。図５は、光偏向装置のロータ部（回転部）の第３の例の詳細図であり、図６は、図５の変形例を示す図である。
【００３１】
光偏向装置１のロータ部１１０の第３の例は、図５（Ａ）に示すように、ロータ部１１０はポリゴンミラー（回転多面鏡）４を挟んで、第１の円筒部１５０Ａと第２の円筒部１５１Ａとを結合するフランジ部１５Ａからなる部材と、磁石５を有する押さえ板１６（図１にて説明した磁石ヨーク６）とによって構成され、軸受（可動軸受）としての外筒軸受１２ｂと一体的に回転される。フランジ部１５Ａの上側の内部を切り欠いた面と外筒軸受１２ｂの上側の外周面との間に隙間Ｈｂを形成する。また、押さえ板１６とポリゴンミラー４との間に弾性材料としての板バネ１４を設ける。また、ロータ部１１０の第２の円筒部１５１Ａの支持部１５Ｃとポリゴンミラー４とをエポキシ等の接着剤によって固定する。エポキシ等の硬い接着剤使用でも隙間Ｈｂが変形し、接着によるミラー歪みを低減できる。これにより、良好なポリゴンミラー４の平面性とポリゴンミラー４のずれの防止の両立が可能となる。
【００３２】
ロータ部１１０の組立方法としては図２にて説明したと同様な方法が用いられる。
【００３３】
なお、第１の円筒部１５０Ａと、第２の円筒部１５１Ａと、フランジ部１５Ａとで形成される凹部の最深層から、第２の円筒部１５１Ａの支持部１５Ｃまでの高さより、前記凹部の最も狭い部分の幅が小さいように設定する。
【００３４】
また、図５（Ｂ）に示すように、第２の円筒部１５１Ａとポリゴンミラー４との接着面である支持部１５Ｃを、図４に示すように、台形状に形成してもよい。
【００３５】
さらに図６は、フランジ部１５Ａを光偏向装置１の下側に、また板バネ１４を上側に配置した例であり、図５（Ａ）で説明したと同様に、ロータ部１１０はポリゴンミラー（回転多面鏡）４を挟んで、磁石５を有し、第１の円筒部１５０Ａと第２の円筒部１５１Ａとを結合するフランジ部１５Ａからなる部材と、板バネ１４とによって構成され、軸受（可動軸受）としての外筒軸受１２ｂと一体的に回転される。フランジ部１５Ａの下側の内部を切り欠いた面と外筒軸受１２ｂの上側の外周面との間に隙間Ｈｃを形成する。また、ロータ部１１０の第２の円筒部１５１Ａの支持部１５Ｃとポリゴンミラー４とをエポキシ等の接着剤によって固定する。エポキシ等の硬い接着剤使用でも隙間Ｈｃが変形し、接着によるミラー歪みを低減できる。これにより、良好なポリゴンミラー４の平面性とポリゴンミラー４のずれの防止の両立が可能となる。
【００３６】
なお、第１の円筒部１５０Ａと、第２の円筒部１５１Ａと、フランジ部１５Ａとで形成される凹部の最深層から、第２の円筒部１５１Ａの支持部１５Ｃまでの高さより、前記凹部の最も狭い部分の幅が小さいように設定する。
【００３７】
ロータ部１１０の組立方法としては図２にて説明したと同様な方法が用いられる。
【００３８】
上記の如く、本発明の如き構成をとることにより、衝撃や高速回転での遠心力や発熱によって生じる熱膨張によるミラーずれバランス変化が防止され、且つミラー平面性が良好とされるポリゴンミラー（回転多面鏡）を備える光偏向装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明に共通するポリゴンミラー（回転多面鏡）を備える光偏向装置の断面概要図である。
【図２】光偏向装置のロータ部（回転部）の第１の例の詳細図である。
【図３】図２の変形例を示す図である。
【図４】光偏向装置のロータ部（回転部）の第２の例の詳細図である。
【図５】光偏向装置のロータ部（回転部）の第３の例の詳細図である。
【図６】図５の変形例を示す図である。
【図７】ポリゴンミラーの光偏向装置を用いたビーム走査光学装置の一実施の形態を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００４０】
１  光偏向装置
２ａ  軸部
４  ポリゴンミラー
５  磁石
６  磁石ヨーク
７  コイル
８  プリンタ基板
１０ａ  上スラスト軸受
１０ｂ  下スラスト軸受
１２ａ  内筒軸受
１２ｄ  外筒軸受
１４  板バネ
１５ａ，１５Ａ  フランジ部
１５ｂ  円筒部
１５ｃ，１５Ｃ  支持部
１６  押さえ板
１１０  ロータ部
１２０  ベース部材
１２０Ａ  固定ヨーク
１３０  モータカバー
１５０Ａ  第１の円筒部
１５１Ａ  第２の円筒部
Ｈａ，Ｈｂ，Ｈｃ  隙間
【図１】
2005114801.tif 000003
【図２】
2005114801.tif 000004
【図３】
2005114801.tif 000005
【図４】
2005114801.tif 000006
【図５】
2005114801.tif 000007
【図６】
2005114801.tif 000008
【図７】
2005114801.tif 000009