(57)【要約】【課題】高温及び高速回転時も高精度な反射面を維持し、かつ、高精度な回転体のバランス修正を可能とする低振動かつ低騒音の光偏向器を得る。また、上記光偏向器を用いた高精度の光走査装置、高画質の画像形成装置を得る。【解決手段】回転軸方向に複数段のポリゴンミラーが形成され、軸受によって支持された回転体をモータにより回転駆動し、ポリゴンミラーの各段に対応する中心穴の直径を略同じにしたことを特徴とする光偏向器。【選択図】図７
2005352059.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸方向に複数段のポリゴンミラーが形成され軸受によって支持された回転体をモータにより回転駆動する光偏向器であって、
上記ポリゴンミラーの各段に対応する中心穴の直径を略同じにしたことを特徴とする光偏向器。
【請求項２】
回転軸方向に複数段のポリゴンミラーが形成され軸受によって支持された回転体をモータにより回転駆動する光偏向器であって、
上記ポリゴンミラーの各段に対応する中心穴の直径（Ｂ）がポリゴンミラー内接円直径（Ａ）の５〜５０％の範囲にあることを特徴とする光偏向器。
【請求項３】
前記ポリゴンミラーは、中心穴内周に空隙を設けて回転体に固定されていることを特徴とする請求項１または２記載の光偏向器。
【請求項４】
前記ポリゴンミラーの中心穴は円筒状に形成されていて、
上記ポリゴンミラーは回転体の中心穴の一端に形成された固定部で回転体に固定されていることを特徴とする請求項３記載の光偏向器。
【請求項５】
前記ポリゴンミラーは、中心穴が回転体の軸受部材に焼きばめによって固定されていることを特徴とする請求項１または２記載の光偏向器。
【請求項６】
前記ポリゴンミラーは、ポリゴンミラー内接円直径（Ａ）と、
各ポリゴンミラーに対応した中心穴の直径（Ｂ）と、
前記ポリゴンミラーの線膨張係数（Ｃ）と、
前記回転体の軸受部材の線膨張係数（Ｄ）が、以下の条件を満たすことを特徴とする請求項５記載の光偏向器。
｜Ｃ−Ｄ｜×Ｂ／Ａ≦５×１０-6
【請求項７】
前記回転体の回転軸部材の両端が、固定側の２つの軸受部材により回転自在に支持されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の光偏向器。
【請求項８】
前記ポリゴンミラーの各段に対応する中心穴直径Ｂが略等しい大きさであることを特徴とする請求項２記載の光偏向器。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれかに記載の光偏向器を製造する方法であって、前記ポリゴンミラーに形成された反射面は、ポリゴンミラーを前記回転体に固定して一体化した後、鏡面加工により形成されることを特徴とする光偏向器の製造方法。
【請求項１０】
半導体レーザからのビームを、光偏向器を含む光学系を介して被走査面へ導いて光スポットを形成することで走査線を走査する光走査装置において、前記光偏向器として請求項１乃至８のいずれかに記載の光偏向器を用いたことを特徴とする光走査装置。
【請求項１１】
前記半導体レーザからのビームが複数であり、光偏向器を含む光学系を介して被走査面へ導いて複数の光スポットを形成することで複数走査線を隣接走査する光走査装置において、前記光偏向器として請求項１乃至８のいずれかに記載の光偏向器を用いたことを特徴とする光走査装置。
【請求項１２】
感光媒体の感光面に光走査装置による光走査を行って潜像を形成し、上記潜像を可視化して画像を得る画像形成装置であって、感光媒体の感光面の光走査を行う光走査装置に、請求項１０もしくは請求項１１記載の光走査装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式の複写機、プリンタ、ファクシミリ装置またはこれらの複合機の光書き込み装置に用いられる光偏向器、この光偏向器を用いた上記光書き込み装置及び上記複写機などの画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタル複写機またはレーザープリンタ等のレーザー書き込み装置を用いた電子写真方式の記録装置は、近年、プリント速度の高速化および画素密度の高密度化にともない、光偏向器には２００００回転／分以上の高速回転が要求され、長寿命、高耐久および低騒音という要求品質を満足するため、動圧軸受を用いた光偏向器が実用化されている。
【０００３】
このような光偏向器としては、セラミック製の固定軸の外側にあって前記固定軸とともに気体動圧軸受を構成する高速回転体を、ラジアル方向に一定の厚さを有するセラミックスリーブ及びその外周に焼きばめ固着した前記セラミックスリーブに比べて熱膨張係数の大きい金属製の外周筒部材を用いて構成し、前記セラミックスリーブに前記外周筒部材を焼きばめしたものがある(例えば特許文献１参照)。上記高速回転体は、セラミックススリーブに外周内筒部材を焼きばめで固着した後に、その内径を所定のつづみ形状に加工しており、前記つづみ形状の加工は、高速回転体の使用回転数により作用するラジアル方向の遠心応力及び摩擦による熱膨張により緩和する、焼きばめ圧縮応力に応じてセラミック製固定軸とセラミックスリーブに生じる隙間が一様になるように、前記セラミックスリーブ内径の所定のつづみ形状を決定している。
【０００４】
しかしながら、特許文献１記載の発明のように、鏡面加工した回転多面鏡を焼きばめすると、焼きばめ時の圧縮応力により反射面が歪んで平面度が悪化し、高精度な反射面を維持できない。その結果、良好な画像出力が得られないという問題がある。
【０００５】
また、焼きばめ後に回転多面鏡の反射面を加工した場合でも、高速回転により回転体の温度が上昇すると、セラミックスリーブの線膨張係数が、金属製外周筒部材の線膨張係数より小さいため、焼きばめによる圧縮応力が取り除かれ、反射面が歪んで平面度が悪化し高精度な反射面を維持できない。その結果、良好な画像出力が得られないという問題がある。
【０００６】
上記特許文献１記載の発明においては、上記した問題点の他にもさらなる問題点がある
。即ち、上記高速回転体は２つの部品の重ね合わせにより構成するため、多面鏡の反射面の角度ばらつき（面倒れ）が大きくなり、さらに、不釣り合いが変化して回転体のバランスが崩れ、振動が大きくなりやすい。また、光偏向器が発生する振動は、光偏向器の周辺を振動させ、騒音や画像劣化の原因となる。２００００回転／分以上の高速回転では特に騒音レベルが高くなりやすい。
【０００７】
以上の問題点を解消する目的で、本出願人は、動圧軸受により支持されるセラミック製のスリーブに焼き嵌め又は圧入される金属製外周部材に軸方向に突出する筒状突部形成し、金属製外周部材と熱膨張率が略一致するポリゴンミラーに、その反射面よりも半径方向内側の軸方向に突出するボス状突部を形成し、このボス状突部の外周面を筒状突部の内周面に固定的に嵌合する構成としたポリゴンスキャナに関して特許出願した（例えば特許文献２参照）。特許文献２記載の発明によれば、温度上昇時に、熱膨張率が異なるスリーブと金属製外周部材との嵌合部に歪みが発生しても、ポリゴンミラーの反射面に作用する歪みの影響を無視できる程度に小さくすることができ、ビームの偏向機能を高精度に維持することができる。
【０００８】
しかしながら、上記特許文献２記載の発明は、ポリゴンミラーに軸方向に突出するボス状突部を設け金属製外周部材の軸方向に突出する筒状突部に固定しているため、回転体の重心がミラー側に偏る。これによって、回転体のバランス修正による、回転体の不釣り合いを充分に小さくすることができず、不釣り合い振動が大きかった。また、ミラーに設けた鏡面加工用基準面で固定し、反射面の鏡面加工をしているため、動圧軸受の回転中心軸に対する反射面の角度ばらつきが大きかった。
【０００９】
さらに、３００００回転／分以上で回転すると遠心力によるミラーの変形が大きくなり、ミラー反射面の平面度が悪化することがあった。
【特許文献１】特開平７−１９００４７号公報
【特許文献２】特開２０００−３０６４３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
そこで、本発明は、かかる従来記述の問題点を鑑みてなされたものであって、その目的は、高温及び高速回転時も高精度な反射面を維持し、反射面の角度ばらつき（面倒れ）が小さく、良好な画像出力を得ることができ、かつ、回転体の重心を動圧軸受の中間近傍に配置できる構成とすることで、高精度な回転体のバランス修正を可能とし、振動が小さく低騒音の光偏向器を提供することにある。さらに、本発明の光偏向器を用いて高精度で低振動・低騒音の光走査装置を提供し、高画質、低騒音の画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、回転軸方向に複数段のポリゴンミラーが形成され軸受によって支持された回転体をモータにより回転駆動する光偏向器であって、上記ポリゴンミラーの各段に対応する中心穴の直径を略同じにしたことを特徴とする。
【００１２】
請求項２記載の発明は、回転軸方向に複数段のポリゴンミラーが形成され軸受によって支持された回転体をモータにより回転駆動する光偏向器であって、
上記ポリゴンミラーの各段に対応する中心穴の直径（Ｂ）がポリゴンミラー内接円直径（Ａ）の５〜５０％の範囲にあることを特徴とする。
【００１３】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の発明において、ポリゴンミラーは、中心穴内周に空隙を設けて回転体に固定されていることを特徴とする。
【００１４】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の発明において、ポリゴンミラーの中心穴は円筒状に形成されていて、上記ポリゴンミラーは回転体の中心穴の一端に形成された固定部で回転体に固定されていることを特徴とする。
【００１５】
請求項５記載の発明は、請求項１または請求項２記載の発明において、ポリゴンミラーは、中心穴が回転体の軸受部材に焼きばめによって固定されていることを特徴とする。
【００１６】
請求項６記載の発明は、請求項５記載の発明において、ポリゴンミラーは、ポリゴンミラー内接円直径（Ａ）と、各ポリゴンミラーに対応した中心穴の直径（Ｂ）と、前記ポリゴンミラーの線膨張係数（Ｃ）と、前記回転体の軸受部材の線膨張係数（Ｄ）が、「｜Ｃ−Ｄ｜×Ｂ／Ａ≦５×１０-6」の条件を満たすことを特徴とする。
【００１７】
請求項７記載の発明は、請求項１または２記載の発明において、回転体の回転軸部材の両端が、固定側の２つの軸受部材により回転自在に支持されていることを特徴とする。
【００１８】
請求項８記載の発明は、請求項２記載の発明において、ポリゴンミラーの各段に対応する中心穴直径Ｂが略等しい大きさであることを特徴とする。
【００１９】
請求項９記載の発明は、請求項１乃至８のいずれかに記載の発明において、ポリゴンミラーに形成された反射面は、ポリゴンミラーを前記回転体に固定して一体化した後、鏡面加工により形成されることを特徴とする。
【００２０】
請求項１０記載の発明は、半導体レーザからのビームを、光偏向器を含む光学系を介して被走査面へ導いて光スポットを形成することで走査線を走査する光走査装置において、前記光偏向器が請求項１乃至８のいずれかに記載の光偏向器を用いたことを特徴とする。
【００２１】
請求項１１記載の発明は、半導体レーザからのビームが複数であり、光偏向器を含む光学系を介して被走査面へ導いて複数の光スポットを形成することで複数走査線を隣接走査する光走査装置において、前記光偏向器としてが請求項１乃至８のいずれかに記載の光偏向器を用いたことを特徴とする。
【００２２】
請求項１２記載の発明は、感光媒体の感光面に光走査装置による光走査を行って潜像を形成し、上記潜像を可視化して画像を得る画像形成装置であって、感光媒体の感光面の光走査を行う光走査装置として、請求項１０もしくは請求項１１記載の光走査装置を用いたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
請求項１記載の発明によれば、軸方向に複数段のミラー反射面が形成され、複数光源による複数光束での光走査が可能となる光偏向器であって、各段のミラー反射面の遠心力による変形差を小さく抑えた高速回転用の光偏向器を提供することが可能となる。
【００２４】
請求項２記載の発明によれば、軸方向に複数段のミラー反射面が形成され、複数の光源による複数光束での光走査を可能とした光偏向器であって、各段のミラー反射面の遠心力による変形を小さく抑えた高速回転用の光偏向器を提供することができる。また、低速機用の光学系を共通使用できる高速回転用の光偏向器を提供することができる。ポリゴンミラーの中心穴直径（Ｂ）がポリゴンミラーの内接円直径（Ａ）の５％よりも小さい場合は、上記中心穴の内周側に配置される軸受部材による耐軸受荷重が低下し、５０％よりも大きい場合はミラー反射面の遠心力による変形が大きくなる。
【００２５】
請求項３記載の発明によれば、請求項１または請求項２記載の発明の効果に加えて、各段のミラー反射面の温度による変形を小さく抑えた光偏向器を提供できる。
【００２６】
請求項４記載の発明によれば、請求項３記載の発明の効果に加えて、ミラー反射面のずれによるバランス変化を小さく抑え、不釣り合い振動を小さく抑えたことを特徴とする光偏向器を提供できる。
【００２７】
請求項５記載の発明によれば、請求項１または請求項２記載の発明の効果に加えて、焼きばめ応力を利用して、ミラー反射面の遠心力による変形を小さく抑えた光偏向器を提供できる。
【００２８】
請求項６記載の発明によれば、請求項４記載の発明の効果に加えて、軸受部材とミラーの線膨張係数が異なる材質の焼きばめに起因したミラー反射面の温度による変形を小さく抑えた光偏向器を提供できる。
【００２９】
請求項７記載の発明によれば、請求項１または請求項２記載の発明の効果に加えて、回転体の重心を軸受間に配置することによって、高速回転に適した光偏向器を提供できる。
【００３０】
請求項８記載の発明によれば、請求項２記載の発明の効果に加えて、各段のミラー反射面の遠心力による変形の差を小さく抑えた光偏向器を提供できる。
【００３１】
請求項９記載の発明によれば、スリーブの動圧軸受面の中心軸（回転中心軸）対する角度が一定で、高精度な反射面を形成することができる光偏向器の製造方法を提供できる。
【００３２】
請求項１０記載の発明によれば、光偏向器の反射面が高精度に維持され、走査ビーム形状が一定で安定した光走査装置を提供することができる。
【００３３】
請求項１１記載の発明によれば、光偏向器の反射面が高精度に維持され、走査ビーム形状が一定で安定したマルチビーム光走査装置を提供することができる。
【００３４】
請求項１２記載の発明によれば、光走査装置の走査ビームが一定で安定し、高画質な画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、図面を参照しながら、本発明にかかる光偏向器、光走査装置及び画像形成装置の実施の形態について説明する。
【００３６】
図１は光偏向器に用いるポリゴンミラーの一例を表した平面図である。図１において、平面形状が正６角形のポリゴンミラーの内接円直径をＡとし、中心穴直径をＢとしている。ポリゴンミラーの外周面をなる六つの平面は光の反射面であって、回転に伴って、高原からの光束を偏向するようになっている。図２は図１に示すようなポリゴンミラーにおいて、単一の材質（例えば高純度のアルミニウム合金）からなり、内接円直径Ａが３６ｍｍ、中心穴直径Ｂを３ｍｍから３０ｍｍまで段階的に変化させたそれぞれのポリゴンミラーの、回転による遠心力の影響によって生じる変形量を計算した結果を表した図である。図２において、横軸をポリゴンミラーの回転数、縦軸をポリゴンミラーのミラー平面度とする。図２に示すように、ミラー平面度の変化が最も大きいもの（すなわち、最も変形したもの）は、中心穴直径Ｂが３０ｍｍの場合であって、ミラー平面度の変化が最も小さいもの（すなわち、もっとも変形しなかったもの）は、中心穴直径が３ｍｍのものであった。
【００３７】
上記の変形とは、回転によって生じる遠心力により、ポリゴンミラーの各ミラー面の中央、より具体的には平坦面をなす各ミラー面の回転方向における中央部が回転方向両端よりも外側に膨らみ凸面となることをさす。このような変形が大きいと光を反射する際の精度が落ちることになる。従って、変形量は少ないほど、高精度のポリゴンミラーであって、理想形は変形量がゼロのポリゴンミラーである。
【００３８】
図２から明らかなように、ポリゴンミラーのミラー平面度の変形量に、中心穴直径Ｂの大きさが影響している。すなわち、中心穴直径を大きくすると高速回転でミラーの平面度の変化が大きくなり、中心穴直径を小さくすると高速回転でミラーの平面度の変化が小さくなる。中心穴直径を大きくするとポリゴンミラーの剛性が低下することによるものと推測される。従来、回転軸方向に複数段形成されたポリゴンミラーでは、各段のポリゴンミラーに対応した中心穴直径が異なっていた。そのため各段のポリゴンミラーで平面度が異なる結果を招来し、それによって各段のポリゴンミラーによる光学特性が異なるという問題があった。
【００３９】
従って、複数段あるポリゴンミラーの中心穴直径を同じにすることで、各段のミラー平面度の差を小さくすることができ、それによって、各段のミラーによる光学特性の差も小さくすることができる。
【００４０】
ところで、光偏向器に用いるミラーの平面度は通常、０．３２μｍ以下である必要があり、高精度なものでは０．１６μｍの平面度が必要とされる。一方、光偏向器は高速回転になると発熱、消費電力が大きくなるため、５００００〜６００００ｒｐｍが実用的な限界となっている。ここで、図２に示すように、ミラーの中心穴直径をミラーの内接円直径の５０％（すなわち１８ｍｍ）にしたとき、５００００ｒｐｍの遠心力による変形量は概ね０．３２μｍ以下することができる。これは２００００ｒｐｍから３００００ｒｐｍ用に用いられるレンズ等の部品をそのまま使用することができることになり、部品共通化による環境負荷低減ができる。
【００４１】
さらに、ミラーの中心穴直径Ｂをミラーの内接円直径Ａの４０％以下にするならば、６００００ｒｐｍ時の遠心力による変形を概ね０．３２μｍ以下にできる。これによって、より高速回転に用いる部材においても、部品共通化による環境負荷低減ができる。
【００４２】
さらに、ミラーの中心穴直径Ｂをミラーの内接円直径Ａの３０％以下（すなわち１２ｍｍ）とすれば、６００００ｒｐｍ時の遠心力による変形は概ね０．１６μｍ以下にすることができる。これによって、より高速回転かつ高精度で用いる部品まで、部品共通化による環境負荷低減ができる。このように、上記中心穴直径Ｂの、内接円直径Ａに対する比率を小さくするほど、遠心力によるポリゴンミラーの反射面の変形が小さくなるが、上記比率を小さくしすぎると、上記中心穴の内周側に配置される軸受部材の耐軸受荷重が低下するので、上記比率の下限は５％とするのが望ましい。
【００４３】
図３の平面図は、ポリゴンミラー３０１の中心穴にスリーブ３０２を焼きばめした状態を示す。図３において、ポリゴンミラー３０１の中心穴直径はスリーブ３０２の外周直径より１０〜数１０μｍ小さくなっている。このポリゴンミラー３０１を加熱膨張させ、中心穴直径を拡大させてスリーブ３０２を焼きばめする。
【００４４】
図４は異なる材質のスリーブを焼きばめしたポリゴンミラーにおいて、回転による遠心力によって生じる、ミラー平面度の変形量を示した線図である。いずれの材質のものも、各ミラー面の内接円直径が３６ｍｍ、焼きばめの直径が１８ｍｍである。図４において、横軸と縦軸は図３と同じであるので説明を省略する。図４において、ポリゴンミラーの中心穴にすきまを設けた場合（スリーブを挿入しない場合）より、異なる材質のスリーブを挿入した場合のほうが、ミラー平面度の変形量が小さくなることがわかる。また、スリーブに用いる材質によってミラー平面度の変形量が「アルミニウム合金＞ステンレス鋼＞アルミナセラミックス」の関係が成り立っている。
【００４５】
上記のようにスリーブに用いる材質にが異なると生じる変形量も異なるが、この主たる要因は、スリーブに用いる各材質のヤング率が異なることに起因している。図４にて示した各材質のヤング率は「アルミニウム合金＜ステンレス鋼＜アルミナセラミックス」という関係がある。すなわち、ヤング率が大きい材質を用いて焼きばめしたものが、遠心力によるミラー平面度の変形量が小さくなる。
【００４６】
しかし、ヤング率が大きい材質は、ポリゴンミラーに用いる高純度のアルミニウムとは線膨張係数が異なることで、別の課題が生じてくる。ポリゴンミラーはモータによって高速回転するので、モータの発熱の影響で、ポリゴンミラー自体が加熱されうる。ヤング率の大きい材質をスリーブとして用いたポリゴンミラーが、モータの加熱によって高温になると、ポリゴンミラーとスリーブの線膨張係数の違いによって、ミラー平面度が悪化する懸念がある。
【００４７】
そこで、ポリゴンミラーに焼きばめするスリーブに、材質の異なるものを用いた時のポリゴンミラーの平面度変化へ影響について図５により説明する。図５（ａ）において、ポリゴンミラーの材質は高純度アルミニウムを用い、スリーブに、非磁性ステンレス鋼ＳＵＳ３０４、強磁性ステンレス鋼ＳＵＳ４３０、非磁性ステンレス鋼ＳＵＳ３０４、アルミナセラミックスを用いて、ポリゴンミラーの温度を２０℃から６０度まで加熱したときの、ミラー平面度を算出した結果である。
【００４８】
また、図５（ｂ）は、図５（ａ）における算出結果をグラフで表している。ポリゴンミラー内接円直径をＡ、ポリゴンミラーに対応した中心穴直径をＢ、ポリゴンミラーの線膨張係数をＣ、スリーブに用いる部材の線膨張係数をＤとした場合、ミラーの平面度とグラフの横軸｜Ｃ−Ｄ｜×Ｂ／Ａは、ほぼ線形に近似する。
【００４９】
ここで、光偏向器に用いるミラーの平面度は、通常０．３２μｍ以下の平面度が必要であり、高精度なものでは、０．１６μｍ以下の平面度が必要とされる。図５（ｂ）のグラフにより、横軸｜Ｃ−Ｄ｜×Ｂ／Ａが、以下の条件を満足すれば、概ね０．３２μｍ以下の平面度を維持できる。すなわち｜Ｃ−Ｄ｜×Ｂ／Ａ≦５×１０-6を満足することで、ミラー平面度は０．１６μｍ以下にすることができる。
【００５０】
さらに｜Ｃ−Ｄ｜×Ｂ／Ａ≦３×１０-6の条件を満足すれば、ミラーの平面度は概ね０．１６μｍ以下にすることができる。
【００５１】
図６に上記算出に用いた各材料の物性値を示す。
【実施例１】
【００５２】
次に、図７から図１０を用いて、本発明に係る光偏向器の実施形態を説明する。なお、実施形態で用いている動圧軸受は潤滑流体として空気以外の流体を用いることもできる。
【００５３】
図７において、カバーケース２１の下面には光学ハウジング１への取り付け基準面２１ａが形成されている。この基準面２１ａにおいて、カバーケース２１はハウジング１に固定されている。ハウジング１の中央部上面には円筒形の軸受取り付け部１ｂが形成され、この軸受取り付け部１ｂの内周側には、動圧軸受を構成する固定軸２が勘合されて固定されている。固定軸２の円筒表面には軸方向の２箇所に動圧発生溝２ａが形成されている。回転体３が回転を開始すると、スリーブ１６と固定軸２の間に形成されている軸受すきまの空気圧力が上記動圧発生溝２ａによって高まり、非接触でラジアル方向（半径方向）に回転体３を支持することができる。
【００５４】
固定軸２の内側には、吸引型磁気軸受の固定部５が形成されており、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。上記固定部５は、キャップ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。
【００５５】
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。
【００５６】
ハウジング１の上面には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、ステータ１２が嵌合され、固定されている。ハウジング１はアルミ合金のような導電材料が用いられるため、ロータマグネット１４の回転による交番磁界の影響でハウジング１に渦電流が流れる。この渦電流が大きくなると、モータの損失が大きくなるので損失が大きくならないように、プリント基板１１は鉄基板で構成して、磁気的にシールドすると良い。
【００５７】
プリント基板１１には巻線コイルへの通電切換を行うための位置検出素子であるホール素子１３が実装されている。モータ部は回転体３に取り付けられたロータマグネット１４と巻線コイル１２ａが巻かれたステータ１２、巻線コイル１２ａが接続されるプリント基板１１、プリント基板１１に実装されたホール素子１３他図示しない部材を用いて構成される。ステータ１２は、渦電流が流れて鉄損が大きくならないように、ケイ素鋼板を積層したものが用いられる。
【００５８】
回転体３はスリーブ１６と、スリーブ１６の外側に固定されたフランジ１７と、フランジ１７に固定されたポリゴンミラー１８と、ポリゴンミラー１８に固定された磁気軸受の回転部１９と、フランジ１７の内周面に固定されたロータマグネット１４で構成されている。スリーブ１６はセラミックス製であり、フランジ１７はアルミニウム合金製である。スリーブ１６とフランジ１７は焼きばめにより固定されている。フランジ１７の下側に固定されたモータ用のロータマグネット１４は接着または圧入により固定されている。
【００５９】
ロータマグネット１４は周方向に分割した永久磁石を用いることもできるが、接着または圧入が容易にできるようにリング状に形成されている。ロータマグネット１４は、線膨張係数がフランジ１７と略同じのプラスチックマグネットを用いて圧入固定することにより、温度変化による回転体の不釣り合い振動の変化を小さくすることができ、より高速回転用モータとして好適である。
【００６０】
フランジ１７上端には、上端から突出して形成された円筒状の圧入内径部１７ａが形成され、ポリゴンミラー１８の天井部が下方に向けて打ち出されることによって扁平な円筒形の圧入外径部１８ａが上記圧入内径部１７ａの内周面に圧入固定されている。フランジ１７とポリゴンミラー１８の線膨張係数は略等しく、圧入内径部１７ａと圧入外形部１８ａは動圧軸受の直径φＤ１より大きな直径φＤ２の貫通穴になっている。フランジ１７にはスリーブ１６の動圧軸受面１６ａと直交する鏡面加工用基準面１７ｂが形成されている。鏡面加工用基準面はミラー当接面１７ｃを境界として、ポリゴンミラー１８の反対側に形成されている。
【００６１】
ポリゴンミラー１８は軸方向に２段の反射面が一体で形成されている。ポリゴンミラー１８は、内部が略カップ状にくりぬかれるとともに、スリーブ１６に形成された動圧軸受面１６ａと、ポリゴンミラー１８に形成された反射面１８ｃと反射面１８ｄの一部が、回転軸方向の位置で重なり固定されている。ポリゴンミラー１８には吸引型磁気軸受の回転部１９が圧入により固定されている。吸引型磁気軸受の回転部１９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１９には永久磁石または鉄鋼系の強磁性材料が用いられる。上記吸引型磁気軸受は、ポリゴンミラー１８と後述のモータのロータからなる回転体をスラスト方向に非接触で支持する。
【００６２】
回転体３は、高速で回転させるために、ポリゴンミラー１８に設けた修正面１８ｂとマグネットロータ１４の内周面１４ａの２箇所でバランス修正を行っている。回転体の重心３ａが動圧軸受の中間近傍に配置されているため、高精度な回転体のバランス修正が可能で、不釣り合い振動を非常に小さいレベルにすることができる。
【００６３】
プリント基板１１には、モータ巻線１２ａやホール素子１３とパターン配線され、駆動回路２０により、ホール素子１３の位置検出信号にしたがって、順次モータ巻線１２ａ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。
【００６４】
上記ポリゴンミラー１８の反射面１８ｃおよび反射面１８ｄは以下の方法で、超精密切削加工により、一体で形成される。まず、第１工程で、スリーブ１６とフランジ１７が焼きばめ固定される。第２工程で、動圧軸受面１６ａとなるスリーブ１６の内径が高精度に仕上げられる。第３工程で、フランジ１７にポリゴンミラー１８の反射面１８ｃおよび１８ｄを形成する際に用いる鏡面加工用基準面１７ｂを形成する。図１０に示すように、スリーブ１６の内径にテーパー形状の加工用治具２２が貫通されてスリーブ１６が固定される。加工用刃物２３で切削されて、スリーブ１６の内径中心軸（動圧軸受の中心軸）と高精度に直交する鏡面加工用基準面１７ｂがフランジ１７に形成される。第４工程では、フランジ１７にポリゴンミラー１８が圧入される。第５工程では、フランジ１７が鏡面加工用基準面１７ｂで固定されて、超精密切削加工により、スリーブ１６の内径中心軸に対して一定の角度で高精度な反射面１８ｃ、反射面１８ｄが形成される。
【００６５】
上記のように、実施例１において、ポリゴンミラー１８の内部は略カップ状にくりぬかれ、各段のミラー反射面１８ｃ及び１８ｄに対応したミラー中心穴の直径が同じになっているので、遠心力によるミラー面の変形量の差が小さく抑えられる。
【００６６】
さらに、ポリゴンミラー１８の内周は全周にわたってすきまが形成され、線膨張係数が異なる材質と締結されていないため、ミラー反射面１８ｃ及び１８ｄの温度変化による変形が小さく抑えられる。さらに、回転体の重心３ａを動圧軸受の略中央に配置しているので、高精度な回転体のバランス修正ができる。
【００６７】
さらに、ポリゴンミラー１８とフランジ１７は圧入固定され、フランジとスリーブは焼きばめ固定されているので、温度による回転体の不釣り合い変化も抑えられ、高速回転時に発生する振動を小さく抑えることが可能となる。また、フランジ１７に前記スリーブ１６の動圧軸受面１６ａと直交する鏡面加工用基準面１７ｂが形成されているので、反射面の角度ばらつきが小さく、光走査の走査位置精度が高い光偏向器を得ることが可能となる。
【００６８】
鏡面加工用基準面１７ｂはミラー当接面１７ｃを境界として、ポリゴンミラー１８の反対側に形成されているので、動圧軸受の回転中心軸に対する直角度精度が高いミラー反射面の鏡面加工用基準面１７ｂを、スリーブ１６とフランジ１７とポリゴンミラー１８を一体化した状態で、回転体３の外側に表出させ、ミラー反射面の鏡面加工時に使用することができる。フランジ１７とポリゴンミラー１８の圧入固定部は、フランジ１７に形成された圧入内径部１７ａとポリゴンミラー１８に形成された圧入外径部１８ａが圧入固定されているので、フランジ１７とポリゴンミラー１８の圧入固定による応力がミラー反射面１８ｃ及び１８ｄに伝達され難く、反射面の変形が小さく抑えられている。
【００６９】
圧入嵌合部は動圧軸受の直径より大きな直径としているので、動圧軸受の回転中心軸に対する直角度精度が高い鏡面加工用基準面を形成できる。駆動用永久磁石であるロータマグネット１４がフランジ１７に固定されているので、ロータマグネット１４の固定によるミラー反射面１８ｃ及び１８ｄの変形が小さく抑えられている。スリーブ１６をセラミックス製としているので、動圧軸受面の耐摩耗性が高く、長寿命とすることができる。
【００７０】
スリーブ１６とフランジ１７は焼きばめにより固定しているので、線膨張係数が互いに異なる材質を用いて形成するスリーブ１６とフランジ１７の接合は温度変化で緩むことなく強固に固定される。これによって振動変化が小さく抑えられている。また、ポリゴンミラー１８に磁気軸受の回転部１９が固定されているので、反射面の高さ位置のばらつきが小さく、反射面の位置精度が高い。
【００７１】
また、ポリゴンミラー１８には複数段の反射面（１８ｃおよび１８ｄ）が軸方向に形成されているので、、複数の光源からの光走査を可能としている。反射面１８ｃおよび１８ｄは、スリーブ１６及びフランジ１７とポリゴンミラー１８を一体化後、鏡面加工により形成されるので、スリーブ１６の動圧軸受面１６ａの中心軸（回転中心軸）対する角度が一定で、高精度な反射面を形成することができる。
【実施例２】
【００７２】
次に、図１１をもとに実施例２の動圧空気軸受を用いた光偏向器の構成と動作を説明する。図１１において、カバーケース３１の下面には光学ハウジングへの取り付け基準面３１ａが形成されている。また、カバーケース３１にはハウジング３２が固定されおり、ハウジング３２の上面中央には円筒状の軸受取り付け部３２ａが突出して形成され、軸受取り付け部３２ａの内周側には、動圧軸受を構成する第１の固定スリーブ３３が固定されている。カバーケース３１の上部中央には軸受取り付け部３１ｂが形成され、動圧軸受を構成する第２の固定スリーブ３４が固定されている。
【００７３】
上記固定スリーブ３３の下には、吸引型磁気軸受固定部３５がハウジング３２に固定されている。上記吸引磁気軸受固定部３５は、キャップ３６がハウジング３２の下面中央部に圧入固定されることで固定されている。キャップ３６の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微細穴（φ０．２ｍｍ〜φ０．５ｍｍ程度）が形成されている。キャップ３６は非磁性材料のステンレス鋼板などが用いられる。
【００７４】
吸引型磁気軸受固定部３５は、回転軸方向に２極に着磁されたリング状永久磁石３７と、前記リング状永久磁石３７と外径は等しく内径は小さい中心円が形成された強磁性材料からなる第１固定ヨーク板３８と、同様に前記リング状永久磁石３７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固定ヨーク板３９とからなる。第１固定ヨーク板３８と第２固定ヨーク板３９はリング状永久磁石３７を軸方向に挟み、第１固定ヨーク板３８の内径である中心孔および、第２固定ヨーク板３９の内径である中心孔が、回転中心軸と同軸となるように配置、固定されている。リング状永久磁石３７は、その材質に主には希土類系を用いている。固定ヨーク板３８及び３９は、その材質に鉄鋼系の板材が用いられる。
【００７５】
ハウジング３２の上面には中央部に穴が形成されたプリント基板４０が配置されている。ハウジング３２の軸受取り付け部３２ａの外径には、ステータ４１が嵌合され、固定されている。ハウジング３２はアルミ合金のような導電材料が用いられる。ロータマグネット４２の回転による交番磁界の影響でハウジング３２に渦電流が流れてモータの損失が大きくなることがないように、プリント基板は鉄基板で構成すると良い。プリント基板４０には巻線コイルへの通電切換を行うための位置検出素子であるホール素子４３が実装されている。
【００７６】
モータ部は回転体４４に取り付けられたロータマグネット４２と巻線コイル４１ａが巻かれたステータ４１、巻線コイル４１ａが接続されるプリント基板４０
、プリント基板４０に実装されたホール素子４３等で構成される。ステータ４１は、渦電流が流れて鉄損が大きくならないように、ケイ素鋼板を積層したものが用いられる。
【００７７】
回転体４４は回転軸４５と、回転軸４５の外側に固定されたポリゴンミラー４６、回転軸４５の一端に形成された磁気軸受の回転部４５ａ、ポリゴンミラー４６の下側に固定されたロータマグネット４２で構成されている。回転軸４５の円筒表面には図示しない動圧軸受を構成するための溝が形成されている。回転体４４が回転を開始すると、回転軸４５の両端に配置された固定スリーブ３３及び３４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４４を支持する。回転体４４のスラスト方向の荷重は、上記磁気軸受によって支持される。
【００７８】
回転軸４５の材料は、強磁性体からなるステンレス鋼（ＳＵＳ４３０）である。ポリゴンミラー４６には軸方向に２段の反射面が一体で形成され、回転軸４５の中央に焼きばめにより固定されている。ポリゴンミラー４６の中心穴の直径は１０ｍｍでミラー内接円直径３６ｍｍの２８％の大きさにしている。
【００７９】
ポリゴンミラー４６内接円直径Ａを３６ｍｍ、ポリゴンミラー４６の中心穴直径Ｂを１０ｍｍ、ポリゴンミラー４６の線膨張係数Ｃを２４．６×１０-6（／℃）、回転軸受部材線膨張係数Ｄを１０．３×１０-6（／℃）のときに、｜Ｃ−Ｄ｜×Ｂ／Ａは４．０×１０-6（／℃）となり、ポリゴンミラー４６の温度が６０℃の場合の平面度は０．１７μｍの凹面となる。ポリゴンミラー４６の下側に固定されたモータ用のロータマグネット４２は接着または圧入により固定されている。
【００８０】
ロータマグネット４２は、周方向に分割した永久磁石を用いることもできるが、接着または圧入が容易にできるようにリング状に形成されている。ロータマグネット４２に線膨張係数がポリゴンミラー４６と略同じプラスチックマグネットを用いて、圧入により固定すれば、温度変化による回転体の不釣り合い振動の変化を小さくすることができ、より高速回転用モータとして適することになる。回転軸４５の一端に形成された吸引型磁気軸受の回転部４５ａには、第１固定ヨーク板３８の中心円および、第２固定ヨーク板３９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。
【００８１】
回転体４４は、高速で回転させるために上下２ヶ所の修正面（４６ａ、４２a）でバランス修正を行っている。回転体の重心４４ａが回転軸４５両端の動圧軸受の中間近傍に配置されているため、高精度な回転体のバランス修正が可能であり、不釣り合い振動を非常に小さいレベルにすることができる。プリント基板４０には、モータ巻線４１ａやホール素子４３が回路パターンにて配線されている。駆動回路４７により、ホール素子４３の位置検出信号により順次、モータ巻線４１ａへの通電を切り替えて回転体４４を回転させ、定速制御する。ポリゴンミラー４６の反射面（４６ｂ及び４６ｃ）は以下の方法によって、超精密切削加工を行い一体で形成される。
【００８２】
すなわち、第１工程では、回転軸４５とポリゴンミラー４６を焼きばめ固定する。次に、第２工程では、ポリゴンミラー４６の反射面（４６ｂ及び４６ｃ）を形成する際に用いる鏡面加工用基準面４６ｄが形成される。回転軸４５の外径基準で固定され、動圧軸受の中心軸と高精度に直交する鏡面加工用基準面４６ｄがポリゴンミラー４６に形成される。次に、第３工程では、ポリゴンミラー４６が上記鏡面加工用基準面４６ｄで固定されて、超精密切削加工により、動圧軸受の中心軸に対して一定の角度で高精度な反射面４６ｂ及び４６ｃが形成される。
【００８３】
上記実施例２においては、各段のミラー反射面４６ｂおよびミラー反射面４６ｃに対応したミラー中心穴の直径が同じになっているので、遠心力によるミラー面の変形量の差が小さく抑えられる。さらに、ポリゴンミラー４６の中心穴直径を、ミラー内接円直径の３０％以下にしたことにより、６００００ｒｐｍで回転した時の遠心力によるポリゴンミラー４６の変形を０．１６μｍ以下にすることができる。これによって、高速・高精度なポリゴンミラーにおいても、光学部品を共通化し環境負荷の低減を図ることができる。さらに、ポリゴンミラー４６の中心穴が回転軸４５に焼きばめされて固定されているので、焼きばめ応力を利用することで、ミラー反射面の遠心力による変形を小さく抑えることができる。
【００８４】
さらに、ポリゴンミラー内接円直径Ａ（ｍｍ）、ポリゴンミラーに対応した中心穴直径Ｂ（ｍｍ）、前記ポリゴンミラーの線膨張係数Ｃ（／℃）、前記回転体の軸受部材の線膨張係数Ｄ（／℃）が、｜Ｃ−Ｄ｜×Ｂ／Ａ≦５×１０-6（／℃）の条件を満たすように構成すると、回転体の軸受部材である回転軸４５とポリゴンミラー４６は線膨張係数が異なる材質であっても、焼きばめに起因したミラー反射面の温度による変形を小さく抑えることができる。さらに、回転体の軸受部材である回転軸４５の両端が、固定側の２つの軸受部材である固定スリーブ３３により回転自在に支持されており、回転体の重心を軸受間に配置して高速回転に適した回転体構造とすることができる。
【００８５】
さらに、前記ミラー反射板４６ｂと４６ｃに対応した中心穴の直径を略同じとすることで、前記ミラー反射板４６ｂと４６ｃそれぞれの遠心力による変形の差を小さく抑えることができる。また、ポリゴンミラー４６に形成したミラー反射面４６ｂ及び４６ｃは回転軸４５とポリゴンミラー４６を一体化した後、鏡面加工を施すことによって形成されるので、回転軸４５の動圧軸受の中心軸（回転中心軸）に対する角度が一定で、高精度な反射面を形成することができる。
【実施例３】
【００８６】
次に、図１２において本発明の実施例３として、これまで説明してきた光偏向器を用いた光走査装置の実施例について説明する。図１２は、本発明にかかる光偏向器を具備した光走査装置の要部の構成を示す。図１２に示す光走査装置は、シングルビーム方式の一例である。
【００８７】
本実施例にかかる光走査装置は、光源１０１、カップリングレンズ１０２、アパーチャ１０３、シリンドリカルレンズ１０４、ポリゴンミラー１０５、レンズ１０６，レンズ１０７
、ミラー１０８、感光体１０９、ミラー１１０、レンズ１１１及び受光素子１１２を有してなる。光源１０１は、光走査のための光を発する半導体レーザ素子である。カップリングレンズ１０２は、光源１０１が発した光を光学系に適応させるためのレンズである。アパーチャ１０３は、光走査のためのビーム光を所定の形状にする。シリンドリカルレンズ１０４は、入射されたビーム光を副走査方向に集光する。ポリゴンミラー１０５は、光偏向器であり、入射した光を偏向反射面において反射する。
【００８８】
レンズ１０６、レンズ１０７は、ビーム光を感光体１０９上に結像させるためのレンズである。ミラー１０８は、ビーム光の光路を折り曲げ、感光体１０９に導く。感光体１０９は、照射されたビーム光に応じて静電潜像を形成する。ミラー１１０及びレンズ１１１は、ビーム光を受光素子１１２に集光する。受光素子１１２は、フォトダイオードなどの光検出素子である。
【００８９】
半導体レーザ素子である光源１０１が放射するビームは発散性の光束であり、カップリングレンズ１０２によって後段の光学系にカップリングされる。カップリングされたビームは、光学系の光学特性に応じたものであり、弱い発散性の光束や弱い集束性の光束であっても良いし、平行光束でも良い。カップリングレンズ１０２を通過したビームは、アパーチャ１０３の開口部２を通過する際、光束周辺部の光強度の小さい部分が遮断されてビーム整形され、線形結像光学系であるシリンドリカルレンズ１０４に入射する。
【００９０】
シリンドリカルレンズ１０４は、略かまぼこ形状をしており、光を屈折させない方向を主走査方向に向け、副走査方向に光を集束させるパワーを持ち、入射してくるビームを副走査方向に集束させ、光偏向器であるポリゴンミラー１０５の偏向反射面近傍に集光する。
【００９１】
ポリゴンミラー１０５は等速回転を行う。この回転に伴い上記ポリゴンミラーが集光したビームを偏向反射面によって、等角速度的に偏向しつつ、「走査光学系」をなす２枚のレンズ１０６、レンズ１０７を透過し、折り曲げミラー８によって光路を折り曲げられ、「被走査面」の実体をなす光導電性の感光体１０９上に光スポットとして集光する。
【００９２】
感光体１０９上に集光した光により被走査面を走査する。なお、上記ビームは走査に先立ってミラー１１０に入射し、レンズ１１１によって受光素子１１２に集光される。感光体１０９に対する書き込みタイミングは、受光素子１１２の出力に基づいて、図示しないの制御手段が決定する。
【００９３】
このように、本発明にかかる光偏向器はシングルビーム方式の光走査装置に適用可能である。本発明による光偏向器を適用したシングルビーム方式の光走査装置は、光偏向器であるポリゴンミラー１０５の反射面が高精度に維持されるため、走査ビーム形状が一定となり、安定した光走査を行うことができる。
【実施例４】
【００９４】
次に、本発明にかかる光偏向器を備えた光走査装置の別の実施例について、図１３を用いて説明する。なお、図１２と同じ要素は同一の符号にて示している。光源１０１Ａは、半導体レーザアレイであって、４つの発光源ｃｈ１〜ｃｈ４を等間隔で一列に配置したものである。
【００９５】
本実施形態では、発光源ｃｈ１〜ｃｈ４を副走査方向に配置しているが、半導体レーザアレイ１０１Ａを傾け、発光源の配列方向が主走査方向に対して傾くようにしても良い。
４つの発光源ｃｈ１〜ｃｈ４から発せられた４本のビームは、図１３に示すように楕円形のファーフィールドパタンの長軸方向が主走査方向に向いた発散性の光束であるが、４本のビーム共通のカップリングレンズ１０２によって、後段の光学系にカップリングされる。
【００９６】
カップリングされた各ビームの形態は、後段の光学系の光学特性に応じたものであり、弱い発散性の光束や弱い収束性の光束であっても良いし、平行光束でも良い。カップリングレンズを透過した４本のビームは、アパーチャ３によってビーム整形され、共通の線結像光学系であるシリンドリカルレンズ１０４の作用によって、それぞれ副走査方向に収束される。副走査方向に収束した４本のビームは、光偏向器であるポリゴンミラー１０５の偏向反射面近傍に、それぞれが主走査方向に長い線像として、互いに副走査方向に分離して結像する。
【００９７】
ポリゴンミラー１０５の偏向反射面によって等角速度的偏向された４本のビームは、走査光学系をなす２枚のレンズ１０６，レンズ１０７を透過し、折り曲げミラー１０８によって光路を折り曲げられる。光路を折り曲げられた４本のビームは、被走査面の実体をなす感光体１０９上に、副走査方向に分離した四つの光スポットとして集光し、被走査面の四本の走査線を同時に走査する。ビームの一つは、光走査に先立って、ミラー１１０に入射し、レンズ１１１によって受光素子１１２に集光される。４本のビームによる感光体１０９に対する書き込みのタイミングは、受光素子１１２の出力に基づいて図示しない制御手段が決定する。
【００９８】
なお、本実施形態における走査光学系は、光偏向器（ポリゴンミラー１０５）によって同時に偏向される４本のビームを、感光体１０９の被走査面上に四つの光スポットとして集光させる光学系であって、２枚のレンズ１０６、レンズ１０７により構成されるマルチビーム方式の光走査装置にも適用可能である。本発明に係る光偏向器を用いたマルチビーム方式光走査装置は、光偏向器であるポリゴンミラー１０５の反射面が高精度に維持されるため、走査ビーム形状が一定となり、安定した光走査を行うことができる。
【実施例５】
【００９９】
次に、本発明にかかる光偏向器を備えた画像形成装置の実施例として、タンデム型フルカラーレーザプリンタの実施例について、図１４を用いて説明する。図１４において、装置内の下部側には水平方向に配設された給紙カセット２０１から給紙される図示しない転写紙を搬送する搬送ベルト２０２が設けられている。搬送ベルト２０２上には、イエロー（Ｙ）用の感光体２０３Ｙ、マゼンタ（Ｍ）用の感光体２０３Ｍ、シアン（Ｃ）用の感光体２０３Ｃ及びブラック（Ｋ）用の感光体２０３Ｋが転写紙搬送方向の上流側から順に等間隔で配設されている。なお、以下、符号に添え字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋを適宜付して各色を区別するものとする。
【０１００】
これらの感光体２０３Ｙ、２０３Ｍ、２０３Ｃ及び２０３Ｋは、全て同一径に形成されたもので、その周囲には、電子写真プロセスに従い画像形成プロセスを実行するプロセス部材が順に配設されている。感光体２０３Ｙを例に説明する。帯電チャージャ２０４Ｙ、光走査装置２０５Ｙ、現像装置２０６Ｙ、転写チャージャ２０７Ｙ、クリーニング装置２０８Ｙ等が感光体２０３Ｙの周囲にこの順に配設されている。これは、他の感光体２０３Ｍ、２０３Ｃ及び２０３Ｋに関しても同様である。すなわち、本実施形態においては、感光体２０３Ｙ、２０３Ｍ、２０３Ｃ及び２０３Ｋを色ごとに設定された被照射面とするものであり、各々に対して光走査装置２０５Ｙ、２０５Ｍ、２０５Ｃ、２０５Ｋが１対１に対応づけられている。
【０１０１】
また、搬送ベルト２０２の周囲には、感光体２０５Ｙよりも上流側に位置させてレジストローラ２０９とベルト帯電チャージャ２１０とが設けられ、感光体２０５Ｋよりも下流側に位置させてベルト分離チャージャ２１１、除電チャージャ２１２、クリーニング装置２１３
等が順に設けられている。また、ベルト分離チャージャ２１１よりも搬送方向下流側には定着装置２１４が設けられ、排紙ローラ２１６を介して排紙トレイ２１５と結ばれている。
【０１０２】
上記構成において、例えば、フルカラーモード（複数色モード）時であれば、各感光体２０３Ｙ、２０３Ｍ、２０３Ｃ及び２０３Ｋに対して、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ用の各色の画像信号に基づき、各々の光走査装置２０５Ｙ、２０５Ｍ、２０５Ｃ及び２０５Ｋによる光ビームの光走査によって静電潜像を形成する。これらの静電潜像は、各々の対応する色トナーで現像されてトナー像となり、搬送ベルト２０２上に静電的に吸着されて搬送される転写紙上に順次転写されることで重ねあわせられる。各色のトナー像が重ね合わされた転写紙は、定着装置２１４によってフルカラー画像として転写紙に定着され、画像が定着した転写紙は排紙ローラ２１６によって排紙トレイ２１５に排出される。
【０１０３】
また、黒色モード（単色モード）時であれば、感光体２０３Ｙ、２０３Ｍ、２０３Ｃ及びこれらのプロセス部材は、非作動状態とされ、感光体２０３Ｋに対してのみ、黒色用の画像信号に基づいて光走査装置（一の光走査装置）２０５Ｋによる光ビームの光走査によって静電潜像を形成する。この静電潜像は、黒色トナーで現像されてトナー像となり、搬送ベルト２上に静電的に吸着されて搬送される転写紙上に転写される。転写紙上に転写されたトナー像は、定着装置２１４によってモノクロ画像として転写紙に定着され、画像が定着した転写紙は、排紙ローラ２１６によって排紙トレイ２１５に排出される。
【０１０４】
このように、本発明に係る光偏向装置は、タンデム型フルカラーレーザプリンタなどのカラー画像形成装置にも適用可能である。本発明に係る光偏向器を用いたタンデム型フルカラーレーザプリンタは、光走査装置２０５Ｙ、２０５Ｍ、２０５Ｃ及び２０５Ｋにおいて共用され、軸方向に２段のミラーが形成された一つの光偏向器３００の反射面が高精度に維持されるため、走査ビーム形状が一定となり、安定した光走査を行うことができる。なお、上記各実施形態は本発明の好適な実施の一例であり、本発明はこれに限定されるものではなく、様々な変形が可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１０５】
本発明は、デジタルファクシミリ、デジタルプリンタ、デジタル複写機に適用できる。
また、白黒画像に限らず、カラー画像を形成する画像形成装置にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０６】
【図１】本発明にかかる光偏向器に用いるポリゴンミラーの例を示す平面図である。
【図２】本発明にかかる光偏向器に用いられるポリゴンミラーの回転数と平面度の相関関係を示したグラフである。
【図３】本発明にかかる光偏向器に用いられるポリゴンミラーにスリーブを挿入した例を示す平面図である。
【図４】本発明にかかる光偏向器に用いられるポリゴンミラーに焼きばめするスリーブ直径をミラー平面度の相関を示すグラフである。
【図５】本発明にかかる光偏向器に用いられるポリゴンミラーに焼きばめするスリーブの材質とミラー平面との相関を示した表とグラフである。
【図６】図５にて表したスリーブ材質とミラー平面度の相関関係の算出根拠となる、物性値を表した表である。
【図７】本発明にかかる光偏向器の実施の形態を示す断面図である。
【図８】上記光偏向器の回転体の部分を示す断面図である。
【図９】本発明にかかる光偏向器の実施の形態を示す分解斜視図である。
【図１０】本発明にかかる光偏向器に用いるフランジの鏡面加工用基準面の加工説明図である。
【図１１】本発明にかかる光走査装置の実施の形態を示す斜視図である。
【図１２】本発明にかかるマルチビーム光走査装置の実施の形態を示す斜視図である。
【図１３】本発明にかかる画像形成装置を模式的に示す正面図である。
【符号の説明】
【０１０７】
３  回転体
１６  スリーブ
１７  フランジ
１８  ポリゴンミラー
４４  回転体
４６  ポリゴンミラー
４６ｂ、４６ｃ  ミラー反射面
１０５  ポリゴンミラー
２０５  光走査装置
【図１】
2005352059.tif 000003
【図２】
2005352059.tif 000004
【図３】
2005352059.tif 000005
【図４】
2005352059.tif 000006
【図５】
2005352059.tif 000007
【図６】
2005352059.tif 000008
【図７】
2005352059.tif 000009
【図８】
2005352059.tif 000010
【図９】
2005352059.tif 000011
【図１０】
2005352059.tif 000012
【図１１】
2005352059.tif 000013
【図１２】
2005352059.tif 000014
【図１３】
2005352059.tif 000015