(57)【要約】【課題】偏向走査装置自身の温度変化や偏向走査装置への振動や衝撃が加わったとしても、回転多面鏡が半径方向への位置ずれを殆ど生じず、バランス変動を極力低減した偏向走査装置を実現すること。【解決手段】光ビームを偏向走査する回転多面鏡と、該回転多面鏡を回転部材に保持するためのフランジ部材と該フランジ部材に一体的に結合されたロータと、前記フランジ部材、前記ロータ等から構成される前記回転部材と、該回転部材を回転させる駆動手段と、前記回転多面鏡を前記回転部材に押圧する弾性押圧手段とを有する偏向走査装置において、前記弾性押圧手段が前記回転多面鏡を半径方向に前記フランジと当接させる弾性部と、前記回転多面鏡をスラスト方向に前記フランジと当接させる弾性部とを有する。【選択図】図１
2005196038.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ビームを偏向走査する回転多面鏡と、該回転多面鏡を回転部材に保持するためのフランジ部材と該フランジ部材に一体的に結合されたロータと、前記フランジ部材、前記ロータ等から構成される前記回転部材と、該回転部材を回転させる駆動手段と、前記回転多面鏡を前記回転部材に押圧する弾性押圧手段とを有する偏向走査装置において、
前記弾性押圧手段が前記回転多面鏡を半径方向に前記フランジと当接させる弾性部と、前記回転多面鏡をスラスト方向に前記フランジと当接させる弾性部とを有することを特徴とする偏向走査装置。
【請求項２】
前記偏向走査装置に前記弾性押圧手段を組付けた状態において、前記弾性押圧手段の重心が、前記回転部材の回転軸上に略一致す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】
前記偏向走査装置に前記弾性押圧手段を組み付けた状態において、前記弾性押圧手段と前記回転多面鏡との合成重心が、前記回転部材の回転軸上に略一致することを特徴とする請求項１記載の偏向走査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シート等の転写材（記録媒体）上に画像を形成する機能を備えた、例えば、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置等の画像形成装置に関し、特に、これらの装置に備えられる偏向走査装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
レーザビームプリンタやレ−ザファクシミリ等の画像形成装置に用いられる一般的な走査光学装置を図６に基づいて説明する（例えば、特許文献１参照）。半導体レーザユニット１からはレーザ光束Ｌを発生させ、前方の光路上にはシリンドリカルレンズ２、回転多面鏡３、回転多面鏡３を回転駆動するスキャナモータ４が順次に配列され、回転多面鏡３の反射方向の光路上には、Ｆθレンズ５、折り返しミラー６、感光体ドラム７が配列されている。又、感光体ドラム７の有効画像領域外に偏向走査されるレーザ光束Ｌの一部を反射する信号検知ミラー８が配置され、信号検知ミラー８の反射方向の光路上には結像レンズ９と信号検知センサ１０が設けられている。１１は上記の光学部材を収容する光学箱であり、光学部材は光学箱１１と蓋（不図示）等により密閉された空間に収容されている。
【０００３】
半導体レーザユニット１から発生させたレーザ光束Ｌは、シリンドリカルレンズ２によって回転多面鏡３上に線像を結像する。そして、このレーザ光束Ｌは回転多面鏡３をスキャナモータ４により回転させることによって偏向され、Ｆθレンズ５によって、折り返しミラー６で反射され感光体ドラム７上に結像走査される。
【０００４】
Ｆθレンズ５は、回転多面鏡３において反射される光束が感光体ドラム７上においてスポットを形成するように集光され、又、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。このようなＦθレンズ５の特性を得るために、Ｆθレンズ５は球面レンズ又はトーリックレンズ５ａとトーリックレンズ５ｂの２つのレンズで構成されている。
【０００５】
又、偏向されたレーザ光束Ｌの一部は画像領域外の部分を利用して信号検知ミラー８によって反射され、結像レンズ９を介して、信号検知センサ１０に導かれて検知され、書き出し位置調整が行われる。
【０００６】
回転多面鏡３の回転によって、感光体ドラム７においては光束による主走査が行われ、又、感光体ドラム７がその円筒の軸線回りに回転駆動することによって副走査が行われる。このようにして感光体の表面には静電潜像が形成される。
【０００７】
図７に回転多面鏡３を回転させる駆動装置を示す。
【０００８】
回転多面鏡３を回転させる駆動装置は、回転自在に保持された回転軸１２を有し、回転軸１２はこれと一体であるフランジ部材１３を介してロータ１４に一体的に結合されている。ロータ１４はモータ回路基板１５上の駆動用コイルから成るステータと共にスキャナモータ４を形成する。回転多面鏡３は、押さえバネ１６によってフランジ部材１３に押圧され、これによって回転軸１２及びロータ１４と一体に結合され、前記スキャナモータ４の駆動によって回転する。
【０００９】
【特許文献１】特開平０５−１３４１０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記従来技術によれば、偏向走査装置の設置環境や動作環境において、次のような欠点がある。
【００１１】
即ち、回転多面鏡３のフランジ部材１３への組付性を考慮すると、フランジ部材１３における回転多面鏡３との嵌合部の外形と、回転多面鏡３の内径とは、半径方向に或る程度の隙間が必要である。又、同様に押さえバネ１６に関しても回転軸１２と半径方向にある程度の隙間が必要である。
【００１２】
従って、回転多面鏡３をフランジ部材１３へ組み付けた状態では、半径方向に或る程度のガタをもってバランス修正が行われている。そのため、偏向走査装置が温度変化のある環境に設置された場合は、材質の熱膨張により回転多面鏡３がフランジ部材１３に対して上記ガタ内で半径方向に相対的に移動する可能性があるため、バランス崩れを生じる恐れがある。又、偏向走査装置を各拠点へ輸送する途中においては様々な温度環境にさらされることとなり、且つ、輸送中の振動や衝撃等によりバランス崩れが懸念される。
【００１３】
更に、偏向走査装置は光学箱１１と蓋によって密閉されており、スキャナモータ４を駆動させることによって、スキャナモータ４が熱源となり、光学箱１１の内部は昇温した状態となる。画像形成装置の高速化に伴って必然的にスキャナモータ４の回転数を上げる必要があり、スキャナモータ４を高速で回転させるほどスキャナモータ４からの発熱は増大し、光学箱１１内の昇温は増長される。従って、偏向走査装置の設置環境温度が一定であったとしても、画像形成装置を駆動させると偏向走査装置自身が昇温して回転多面鏡３の熱膨張が発生し、フランジ部材１３に対して回転多面鏡３が半径方向に相対的に位置ずれする可能性があるため、バランス崩れを生じる恐れがある。
【００１４】
本発明の目的は、偏向走査装置自身の温度変化や偏向走査装置への振動や衝撃が加わったとしても、回転多面鏡が半径方向への位置ずれを殆ど生じず、バランス変動を極力低減した偏向走査装置を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記の目的を達成するため、本発明の偏向走査装置は、光ビームを偏向走査する回転多面鏡と、該回転多面鏡を回転部材に保持するためのフランジ部材と該フランジ部材に一体的に結合されたロータと、前記フランジ部材、前記ロータ等から構成される前記回転部材と、該回転部材を回転させる駆動手段と、前記回転多面鏡を前記回転部材に押圧する弾性押圧手段とを有する偏向走査装置において、前記弾性押圧手段が前記回転多面鏡を半径方向に前記フランジと当接させる弾性部と、前記回転多面鏡をスラスト方向に前記フランジと当接させる弾性部とを有することを特徴とする。
【００１６】
前記偏向走査装置に前記弾性押圧手段を組み付けた状態において、前記弾性押圧手段の重心が、前記回転部材の回転軸上に略一致すると良い。
【００１７】
前記偏向走査装置に前記弾性押圧手段を組み付けた状態において、前記弾性押圧手段と前記回転多面鏡との合成重心が、前記回転部材の回転軸上に略一致すると良い。
【００１８】
上述の構成を有する偏向走査装置は、回転多面鏡をフランジ部材に半径方向とスラスト方向に常に付勢力を働かせる弾性押圧手段で組み付けることにより、偏向走査装置に加わる振動や衝撃、又、画像形成装置使用時の昇温による偏向走査装置の各部の熱膨張が発生しても、回転多面鏡がバランス修正した初期位置から殆ど位置ずれを起こさないため、バランス崩れの発生を防ぐことができる。従って、偏向走査装置の振動が増大することを防止し、画像品質劣化と騒音の増大を抑制することが可能である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、回転多面鏡をフランジ部材に半径方向とスラスト方向に常に付勢力を有する押さえバネで組付けることにより、偏向走査装置に加わる振動や衝撃、又、画像形成装置使用時の昇温による偏向走査装置の各部の熱膨張が発生しても、回転多面鏡がバランス修正した初期位置から殆ど位置ずれを起こさないため、バランス崩れの発生を防ぐことができる。従って、偏向走査装置の振動が増大することを防止でき、画像品質劣化と騒音の増大を抑制した高信頼性の偏向走査装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２１】
＜実施の形態１＞
図１は実施の形態１に係る偏向走査装置の部分断面図である。走査光学装置の動作については従来の走査光学装置と同様であり説明は省略する。
【００２２】
上述の構成において、偏向走査装置は、レーザ光束を反射して走査レンズへ導く回転多面鏡１０１、回転多面鏡１０１を搭載するフランジ部材１０２、回転多面鏡１０１をフランジ部材１０２へ押圧固定する押さえバネ１０３、フランジ部材１０２に圧入等で一体的に結合された回転軸１０４、回転軸１０４を回転自在に保持するための流体軸受け１０５、フランジ部材１０２とカシメ等で一体的に結合された板金ロータ１０６、板金ロータ１０６に圧入若しくは接着固定された駆動用マグネット１０７、回路基板１０８、回路基板１０８上の駆動用コイルから成るステータ１０９とから構成されている。ステータ１０９の駆動用コイルを励磁することで、ステータ１０９と対向する駆動用マグネット１０７との間に吸引、反発の力が順次発生し、回転多面鏡１０１を回転駆動させる。
【００２３】
図２は偏向走査装置の部分拡大構成図である。この図において図２（ａ）は部分断面図であり、図２（ｂ）は上視図であり、図２（ｃ）は押さえバネの斜視図である。図２を用いて回転多面鏡１０１の固定方法を以下に述べる。
【００２４】
回転多面鏡１０１の中心には嵌合穴１０１ａが開いており、回転軸１０４の長手方向からフランジ部１０２の当接面１０２ａに回転多面鏡１０１が突き当たるまで回転多面鏡１０１を挿入する。フランジ部材１０２との回転軸合せはフランジ部材１０２の嵌合部１０２ｂと嵌合穴１０１ａを嵌合させることにより行う。嵌合穴１０１ａと嵌合部１０２ｂとの半径方向における隙間は、回転多面鏡１０１の組付け性を考慮して或る程度のガタを有している。
【００２５】
次に、押さえバネ１０３を回転多面鏡１０１の挿入方向と同方向から回転軸１０４に挿入する。押さえバネ１０３の中心には穴が開いており、回転軸１０４の外形と嵌合して軸合せを行う。又、押さえバネ１０３は弾性部１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃ，１０３ｄ，１０３ｄを有している。押さえバネ１０３の上部にはグリップリング１１０を回転軸１０４に圧入して挿入する。グリップリング上面１１０ａを工具で下方に押圧することにより、押さえバネ１０３を回転多面鏡１０１へ当接させて行く。
【００２６】
先ず、押さえバネ１０３の弾性部１０３ａが回転多面鏡１０１の嵌合穴１０１ａに内側から当接する。これにより弾性部１０３ｃ，１０３ｄ側の嵌合穴１０１ａがフランジ部材１０２の嵌合部１０２ｂに半径方向において突き当たる。次に、弾性部１０３ｂ，１０３ｃ，１０３ｄ，１０３ｅが回転多面鏡１０１の上部に当接し、回転多面鏡１０１をフランジ部材１０２の当接面１０２ａに押圧固定する。回転多面鏡１０１の組み付け姿勢は、フランジ部材１０２の当接面１０２ａに押圧固定されることにより決まる。
【００２７】
以上より、押さえバネ１０３を用いることにより回転多面鏡１０１がフランジ部材１０２に半径方向とスラスト方向に常に付勢された状態で固定される。
【００２８】
押さえバネ１０３の弾性部１０３ａの半径方向へのバネ圧は、４箇所の弾性部１０３ｂ，１０３ｃ，１０３ｄ，１０３ｅの合計押圧力に、回転多面鏡１０１とフランジ部材１０２の当接部１０２ａとの摩擦係数を掛けた値より大きな値に設定する。つまり、回転多面鏡１０１をフランジ部材１０２と回転多面鏡１０１との嵌合ガタ内で、弾性部１０３ａの半径方向における付勢方向と逆に仮に移動させた時、その移動力を開放すると弾性部１０３ａの付勢力により回転多面鏡１０１がフランジ部材１０２との初期の突き当て位置に戻るようになっている。
【００２９】
次に、押さえバネ１０３を組み付けた後、回転多面鏡１０１の保持にどのように作用するか、偏向走査装置の各拠点への輸送中と画像形成装置の使用時の状態について以下に説明する。
【００３０】
先ず、偏向走査装置は重量不釣合いのバランス修正を行って工場より各拠点に輸送される。輸送中は環境変動により偏向走査装置に温度変化や振動、衝撃が加わる。このため、従来は振動や衝撃で回転多面鏡１０１が嵌合ガタ内で半径方向に位置ずれしないように押さえバネのスラスト方向の押圧力を大きく設定する必要があった。
【００３１】
しかしながら、押圧力を過大に設定すると回転多面鏡１０１の反射面１０１ｂの面変形を生じるため、適当な押圧力に設定しなければならない。従って、輸送中に過大な衝撃が加わると、回転多面鏡１０１が半径方向に嵌合ガタ内で位置ずれを起こす恐れがあった。
【００３２】
図３に回転多面鏡の位置が仮にずれた場合の状態を示す。説明のため、回転多面鏡内径とフランジ材質外形の寸法差は実際よりも大きく示してあり、簡略化した図にしてある。回転多面鏡１０１が組付時にフランジ部材１０２に対して左側で突き当たった状態であったとする。仮に回転多面鏡１０１の位置ずれが生じ回転多面鏡が点線部へ移動したとすると、回転多面鏡１０１とフランジ部材１０２との最大隙間を２０（μｍ）とした時、回転多面鏡１０１は半径方向に２０（μｍ）移動したこととなる。これは回転多面鏡１０１の重さを２（ｇ）とすると、２（ｇ）×２０（μｍ）＝４（ｍｇ・ｃｍ）のバランス崩れに相当する。最近の偏向走査装置の高速化に伴い、０．５（ｍｇ・ｃｍ）程度のバランス崩れでも走査光学装置の振動に影響を与えることがあるため、４（ｍｇ・ｃｍ）のバランス変動は画像品質の劣化を生じることになる。
【００３３】
本発明の押さえバネ１０３においては、仮に輸送中に回転多面鏡１０１に過大な衝撃が加わったとしても弾性部１０３ａで半径方向に付勢しているから回転多面鏡１０１は位置ずれしない。従って、偏向走査装置が各拠点に到着した時点におけるバランス崩れは殆ど生じることはない。
【００３４】
画像形成装置の使用時においては、偏向走査装置自身の昇温により回転多面鏡固定部に熱膨張による寸法変化が生じる。そのため、従来は回転多面鏡１０１がフランジ部材１０２に対して半径方向に相対的な位置ずれを生じる恐れがあった。本発明の押さえバネ１０３においては、回転多面鏡１０１をフランジ部材１０２へ半径方向に常に付勢しているため相対的な位置ずれが生じることはない。従って、回転多面鏡１０１の位置ずれによるバランス変動を極力抑えることができる。
【００３５】
このように、回転多面鏡を押さえバネにより半径方向に常に付勢して組付けることにより、偏向走査装置の輸送中の振動や衝撃、画像形成装置使用時の昇温による偏向走査装置の熱膨張が生じても、回転多面鏡の半径方向の位置ずれをほぼ抑制することができ、バランス変動を極力低減することができる。
【００３６】
＜実施の形態２＞
図４は実施の形態２による押さえバネ２０１の斜視図である。２０１ａは回転多面鏡１０１を半径方向へ付勢するための弾性部であり、２０１ｂ，２０１ｃ，２０１ｄ，２０１ｅは回転多面鏡１０１をスラスト方向へ付勢するための弾性部、２０１ｆは回転軸１０４との嵌合部である。
【００３７】
上述の構成において、回転多面鏡１０１は弾性部２０１ａによって常に半径方向へ付勢されるため、回転多面鏡１０１とフランジ部材１０２との嵌合ガタ内で片寄せされた状態となる。つまり、回転多面鏡１０１の重心が回転中心から弾性部２０１ａ側へずれることになる。
【００３８】
しかしながら、押さえバネ２０１の嵌合部２０１ｆも回転軸１０４との嵌合ガタを有し、弾性部２０１ａの付勢力によって回転多面鏡１０１の偏芯方向と反対方向へ回転軸１０４に片当たりした状態となる。又、、押さえバネ２０１単品においても弾性部２０１ａが弾性部２０１ｂより切り起こされて構成されているため、重心が嵌合部２０１ｆの中心より弾性部２０１ｄ側へ偏芯している。つまり、回転多面鏡１０１の偏芯と押さえバネ２０１を組み付けた時の偏芯及び押さえバネ２０１単品の偏芯とが打ち消し合い、回転多面鏡１０１と押さえバネ２０１を組み付けた状態では、回転多面鏡１０１と押さえバネ２０１の合成重心が回転中心上に略一致するような構成としている。
【００３９】
これにより回転多面鏡組付け時の初期バランスの悪化を抑えることができ、精度良くバランス修正を行うことができる。その他の効果については、実施の形態１と同様である。
【００４０】
＜実施の形態３＞
図５は実施の形態３による偏向走査装置の部分構成図であり、図５（ａ）は部分断面図であり、図５（ｂ）は押さえバネの斜視図である。
【００４１】
上述の構成において、３０１は押さえバネ、３０１ａは半径方向へ付勢力を有する弾性部、３０１ｂはスラスト方向へ付勢力を有する弾性部である。その他の構成は実施の形態１と同様であり、説明は省略する。
【００４２】
回転多面鏡１０１は、実施の形態１と同様に回転軸１０４の上方からフランジ部材１０２に突き当たるまで挿入される。その後、押さえバネ３０１を上方から挿入し、グリップリング１１０を回転軸１０４に圧入しながら押さえバネ３０１を押し込んでいく。弾性部３０１ａによって回転多面鏡１０１が半径方向に付勢され、フランジ部材１０２の嵌合部１０２ｂに回転多面鏡１０１の嵌合部１０１ａが突き当たる。
【００４３】
又、スラスト方向の付勢手段である弾性部３０１ｂによって回転多面鏡１０１をフランジ部材の当接面１０２ａに付勢する。弾性部３０１ａの付勢力は、回転多面鏡１０１の組み付け姿勢が弾性部３０１ａによってフランジ部材の嵌合部１０２ｂに回転多面鏡１０１の嵌合部１０１ａが当接することにより決まるように、弾性部３０１ｂの付勢力より大きく設定されている。尚、回転多面鏡の嵌合部１０１ａとフランジ部材の嵌合部１０２ｂとの嵌合長は長い方が回転多面鏡１０１を精度良く組み付けることができる。つまり、回転多面鏡１０１上部を押圧する弾性部３０１ｂによって、回転多面鏡１０１の組み付け姿勢を決める必要はないため、スラスト方向の付勢箇所は１箇所で良く、押さえバネ３０１の形状を簡略化可能である。
【００４４】
このように、形状を簡略化した押さえバネ３０１でも回転多面鏡１０１を半径方向とスラスト方向に常に付勢力が働いた状態で組付けることが可能であり、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明は、シート等の転写材（記録媒体）上に画像を形成する機能を備えた、例えば、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置等の画像形成装置に備えられる偏向走査装置に対して適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】第１の実施例による偏向走査装置の部分断面図である。
【図２】第１の実施例による偏向走査装置の部分拡大図あり、（ａ）は部分断面図、（ｂ）は上視図、（ｃ）は押さえバネの斜視図である。
【図３】回転多面鏡の位置ずれの一例を示した図である。
【図４】第２の実施例による押さえバネの斜視図である。
【図５】第３の実施例による偏向走査装置の部分構成図であり、（ａ）は部分断面図、（ｂ）は押さえバネの斜視図である。
【図６】従来の走査光学装置の構成を説明するための図である。
【図７】従来の偏向走査装置の構成を説明するための部分断面図である。
【符号の説明】
【００４７】
３，１０１  回転多面鏡
１０１ａ    回転多面鏡嵌合部
１０１ｂ    反射面
１３，１０２  フランジ部材
１０２ａ    フランジ部材突き当て面
１０２ｂ    フランジ部材嵌合部
１６，１０３，２０１，３０１  押さえバネ
１０３ａ〜１０３ｅ，２０１ａ〜２０１ｅ、３０１ａ，３０１ｂ  弾性部
１２，１０４  回転軸
１０５    軸受け
１０６    ロータ板金
１０７    駆動用マグネット
１５，１０８  回路基板
１０９    ステータ
１１０    グリップリング
１１０ａ    グリップリング上面
２０１ｆ    押さえバネ嵌合部
１      半導体レーザ
２      シリンドリカルレンズ
４      スキャナモータ
５      ｆθレンズ
６      折り返しミラー
７      感光体ドラム
８      信号検知ミラー
９      結像レンズ
１０      信号検知センサ
１１      光学箱
１４      ロータ
【図１】
2005196038.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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