(57)【要約】【課題】光偏向器の積設された多面鏡を精度良く位置決めし、固定することができ、省資源、高信頼、低コストな光偏向器、光走査装置、画像形成装置、及び光偏向器の製造方法を提供する。【解決手段】多面鏡が回転軸方向に複数積設され、各段の多面鏡の偏向反射面が回転方向へ所定角ずれて固定された多面鏡体を備えたことにより、光偏向器の積設された多面鏡を精度良く位置決めし、固定することができ、省資源、高信頼、低コストな光偏向器、光走査装置、画像形成装置、及び光偏向器の製造方法を提供を実現することができる。【選択図】図１
2007171503.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多面鏡を固定した回転体が回転駆動される光偏向器において、
前記多面鏡が回転軸方向に複数積設され、各段の前記多面鏡の偏向反射面が回転方向へ所定角ずれて固定された多面鏡体を備えたことを特徴とする光偏向器。
【請求項２】
多面鏡を固定した回転体が、軸受により支持され、モータにより回転駆動される光偏向器において、
前記多面鏡が回転軸方向に複数積設され、各段の前記多面鏡の偏向反射面が回転方向へ所定角ずれて固定され、前記偏向反射面の有効領域が、前記多面鏡の回転軸方向に偏って構成され、前記偏向反射面に平行な固定位置調整用基準面が形成された多面鏡体を備えたことを特徴とする光偏向器。
【請求項３】
請求項１または２記載の光偏向器において、
前記回転体に固定されることで前記複数の多面鏡が同時に押圧されて固定される押圧部材を備えたことを特徴とする光偏向器。
【請求項４】
請求項３記載の光偏向器において、
前記押圧部材は、回転軸方向に弾性変形する板バネ部材であることを特徴とする光偏向器。
【請求項５】
請求項１または２記載の光偏向器において、
前記多面鏡体は、前記偏向反射面側同士または前記固定位置調整用基準面側同士が回転軸方向に隣接するように前記多面鏡が積設されたものであることを特徴とする光偏向器。
【請求項６】
請求項１または２記載の光偏向器において、
前記偏向反射面と前記固定位置調整用基準面とが連続した同一平面上に形成されていることを特徴とする光偏向器。
【請求項７】
請求項１または２記載の光偏向器において、
前記偏向反射面と前記固定位置調整用基準面との間に溝が形成され、前記偏向反射面と前記固定位置調整用基準面とが同時加工により形成されるようにしたことを特徴とする光偏向器。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１項記載の光偏向器を製造する光偏向器の製造方法であって、
前記固定位置調整用基準面に組立用の治具を接触させ、前記多面鏡の回転方向の位置を調整した状態で、前記多面鏡を前記回転体に固定することを特徴とする光偏向器の製造方法。
【請求項９】
請求項１から７のいずれか１項記載の光偏向器と、半導体レーザとを備え、該半導体レーザからのビームを、前記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し、前記光偏向器で偏向させることにより、前記被走査面に前記ビームを走査するようにしたことを特徴とする光走査装置。
【請求項１０】
請求項１から７のいずれか１項記載の光偏向器と、少なくとも一つの半導体レーザと、該半導体レーザからのビームを複数に分割する分割手段と、該分割手段からの複数のビームを、前記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し、前記光偏向器により偏向させることにより、前記被走査面の複数のビームを隣接走査するようにしたことを特徴とする光走査装置。
【請求項１１】
感光媒体の感光面に光走査を行って潜像を形成する請求項８または９記載の光走査装置と、前記潜像を可視化して画像を得る画像形成手段とを備え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、カラー画像形成装置等に用いられる光偏向器、光走査装置、画像形成装置、及び光偏向器の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
カラー複写機、カラープリンタ、カラーファクシミリ装置等のカラー画像形成装置に用いられる光偏向器として、回転軸方向に複数の多面鏡が積設され、各段の多面鏡の偏向反射面が回転方向（周方向）へ所定角ずれて固定された光偏向器が開示されている。
このカラー画像形成装置は、光走査装置の光源数を減らしながらも、高速な画像出力が可能であり、画像形成装置として、省資源、低コスト化が可能である。また、光源数を減らすことで、光源の故障確率も低くできるため、画像形成装置として、信頼性も高めることができる（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００５−９２１２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来の光偏向器においては、積設された多面鏡の位置を決めるための基準面が無かったため、精度良く回転方向へ所定角ずらして固定することができなかった。
そこで、本発明の目的は、光偏向器の積設された多面鏡を精度良く位置決めし、固定することができ、省資源、高信頼、低コストな光偏向器、光走査装置、画像形成装置、及び光偏向器の製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
請求項１記載の発明は、多面鏡を固定した回転体が回転駆動される光偏向器において、前記多面鏡が回転軸方向に複数積設され、各段の前記多面鏡の偏向反射面が回転方向へ所定角ずれて固定された多面鏡体を備えたことを特徴とする。
【０００５】
請求項２記載の発明は、多面鏡を固定した回転体が、軸受により支持され、モータにより回転駆動される光偏向器において、前記多面鏡が回転軸方向に複数積設され、各段の前記多面鏡の偏向反射面が回転方向へ所定角ずれて固定され、前記偏向反射面の有効領域が、前記多面鏡の回転軸方向に偏って構成され、前記偏向反射面に平行な固定位置調整用基準面が形成された多面鏡体を備えたことを特徴とする。
【０００６】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の光偏向器において、前記回転体に固定されることで、前記複数の多面鏡が同時に押圧されて固定される押圧部材を備えたことを特徴とする。
【０００７】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の光偏向器において、前記押圧部材は、回転軸方向に弾性変形する板バネ部材であることを特徴とする。
【０００８】
請求項５記載の発明は、請求項１または２記載の光偏向器において、前記多面鏡体は、前記偏向反射面側同士または前記固定位置調整用基準面側同士が回転軸方向に隣接するように前記多面鏡が積設されたものであることを特徴とする。
【０００９】
請求項６記載の発明は、請求項１または２記載の光偏向器において、前記偏向反射面と前記固定位置調整用基準面とが連続した同一平面上に形成されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項７記載の発明は、請求項１または２記載の光偏向器において、前記偏向反射面と前記固定位置調整用基準面との間に溝が形成され、前記偏向反射面と前記固定位置調整用基準面とが同時加工により形成されるようにしたことを特徴とする。
【００１１】
請求項８記載の発明は、請求項１から７のいずれか１項記載の光偏向器を製造する光偏向器の製造方法であって、前記固定位置調整用基準面に組立用の治具を接触させ、前記多面鏡の回転方向の位置を調整した状態で、前記多面鏡を前記回転体に固定することを特徴とする。
【００１２】
請求項９記載の発明は、請求項１から７のいずれか１項記載の光偏向器と、半導体レーザとを備え、該半導体レーザからのビームを、前記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し、前記光偏向器で偏向させることにより、前記被走査面に前記ビームを走査するようにしたことを特徴とする。
【００１３】
請求項１０記載の発明は、請求項１から７のいずれか１項記載の光偏向器と、少なくとも一つの半導体レーザと、該半導体レーザからのビームを複数に分割する分割手段と、該分割手段からの複数のビームを、前記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し、前記光偏向器により偏向させることにより、前記被走査面の複数のビームを隣接走査するようにしたことを特徴とする。
【００１４】
請求項１１記載の発明は、感光媒体の感光面に光走査を行って潜像を形成する請求項８または９記載の光走査装置と、前記潜像を可視化して画像を得る画像形成手段とを備えたことを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、多面鏡が回転軸方向に複数積設され、各段の多面鏡の偏向反射面が回転方向へ所定角ずれて固定された多面鏡体を備えたことにより、光偏向器の積設された多面鏡を精度良く位置決めし、固定することができ、省資源、高信頼、低コストな光偏向器、光走査装置、画像形成装置、及び光偏向器の製造方法の提供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】
【００１６】
本発明に係る光偏向器の一実施形態は、多面鏡を固定した回転体が回転駆動される光偏向器において、多面鏡が回転軸方向に複数積設され、各段の多面鏡の偏向反射面が回転方向へ所定角ずれて固定された多面鏡体を備えたことを特徴とする。
【００１７】
この光偏向器によれば、多面鏡が回転軸方向に複数積設され、各段の多面鏡の偏向反射面が回転方向へ所定角ずれて固定された多面鏡体を備えたことにより、積設された多面鏡を精度良く所定角度で位置決めし、固定する構造を提供することができる。
【００１８】
本発明に係る光偏向器の他の実施形態は、多面鏡を固定した回転体が、軸受により支持され、モータにより回転駆動される光偏向器において、多面鏡が回転軸方向に複数積設され、各段の多面鏡の偏向反射面が回転方向へ所定角ずれて固定され、偏向反射面の有効領域が、多面鏡の回転軸方向に偏って構成され、偏向反射面に平行な固定位置調整用基準面が形成された多面鏡体を備えたことを特徴とする。
【００１９】
この光偏向器によれば、多面鏡が回転軸方向に複数積設され、各段の多面鏡の偏向反射面が回転方向へ所定角ずれて固定され、偏向反射面の有効領域が、多面鏡の回転軸方向に偏って構成され、偏向反射面に平行な固定位置調整用基準面が形成された多面鏡体を備えたことにより、積設された多面鏡を精度良く所定角度で位置決めし、固定する構造を提供することができる。
【００２０】
本発明に係る光偏向器の他の実施形態は、上記構成に加え、回転体に固定されることで複数の多面鏡が同時に押圧されて固定される押圧部材を備えたことを特徴とする。
【００２１】
この光偏向器によれば、回転体に固定されることで複数の多面鏡が同時に押圧されて固定される押圧部材を備えたことにより、多面鏡の固定に必要な部品を少なくし、組立を容易にすることができる。
【００２２】
本発明に係る光偏向器の他の実施形態は、上記構成に加え、押圧部材は、回転軸方向に弾性変形する板バネ部材であることを特徴とする。
【００２３】
この光偏向器によれば、押圧部材は、回転軸方向に弾性変形する板バネ部材であることにより、組立による変形を小さくし、多面鏡の面精度を高精度に維持することができる。
【００２４】
本発明に係る光偏向器の他の実施形態は、上記構成に加え、多面鏡体は、偏向反射面側同士または固定位置調整用基準面側同士が回転軸方向に隣接するように多面鏡が積設されたものであることを特徴とする。
【００２５】
この光偏向器によれば、多面鏡体は、偏向反射面側同士または固定位置調整用基準面側同士が回転軸方向に隣接するように多面鏡が積設されたものであることにより、組立時に多面鏡の偏向反射面の有効領域を傷つけることなく、組立を容易にすることができる。
【００２６】
本発明に係る光偏向器の他の実施形態は、上記構成に加え、偏向反射面と固定位置調整用基準面とが連続した同一平面上に形成されていることを特徴とする。
【００２７】
この光偏向器によれば、偏向反射面と前記固定位置調整用基準面とが連続した同一の平面で形成されていることにより、偏向反射面と固定位置調整用基準面の平行度を良くし、多面鏡のずれ角度の精度を高くすることができる。
【００２８】
本発明に係る光偏向器の他の実施形態は、上記構成に加え、偏向反射面と固定位置調整用基準面との間に溝が形成され、偏向反射面と固定位置調整用基準面とが同時加工により形成されるようにしたことを特徴とする。
【００２９】
この光偏向器によれば、偏向反射面と固定位置調整用基準面との間に溝が形成され、偏向反射面と固定位置調整用基準面とが同時加工により形成されるようにしたことにより、固定位置調整用基準面で組立時の余分な応力を吸収し、組立後の偏向反射面の面精度を悪化させることがなくなる。
【００３０】
本発明に係る光偏向器の製造方法の一実施例は、上記いずれかの光偏向器を製造する光偏向器の製造方法であって、固定位置調整用基準面に組立用の治具を接触させ、多面鏡の回転方向の位置を調整した状態で、多面鏡を前記回転体に固定することを特徴とする。
【００３１】
この光偏向器の製造方法によれば、固定位置調整用基準面に組立用の治具を接触させ、多面鏡の回転方向の位置を調整した状態で、多面鏡を固定することにより、複数の多面鏡の偏向反射面が回転方向へ所定角ずれて固定された光偏向器において、多面鏡を精度良く所定角度で位置決めし、固定することができる。
【００３２】
本発明に係る光走査装置の一実施例は、上記いずれかの光偏向器と、半導体レーザとを備え、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し、光偏向器で偏向させることにより、被走査面にビームを走査するようにしたことを特徴とする。
【００３３】
この光走査装置によれば、光源部の部品点数、材料を削減し、環境負荷を低減し、光源の故障確率を低く抑えることができる。
【００３４】
本発明に係る光走査装置の他の実施例は、上記いずれかの光偏向器と、少なくとも一つの半導体レーザと、半導体レーザからのビームを複数に分割する分割手段と、分割手段からの複数のビームを、光偏向器を含む光学系を介して被走査面へ導いて、複数の光スポットを形成し、光偏向器により偏向させることにより、被走査面の複数のビームを隣接走査するようにしたことを特徴とする。
【００３５】
この光走査装置によれば、光源部の部品点数、材料を削減し、環境負荷を低減し、光源の故障確率を低く抑えることができる。
【００３６】
本発明に係る画像形成装置の一実施例は、感光媒体の感光面に光走査を行って潜像を形成する上記いずれかの光走査装置と、潜像を可視化して画像を得る画像形成手段とを備えたことを特徴とする。
【００３７】
この画像形成装置によれば、光走査装置の光源部の部品点数、材料を削減し、環境負荷を低減することができる。
【００３８】
なお、上述した実施の形態は、本発明の好適な実施の形態の一例を示すものであり、本発明はそれに限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲内において、種々変形実施が可能である。
【実施例１】
【００３９】
次に本発明に係る光偏向器の一実施例について図１及び図２を参照して説明する。
図１は、本発明に係る光偏向器の一実施例を示す縦断面図である。
図１において、光偏向器の回転体１０１は、軸受シャフト１０２の外周に焼きばめされたフランジ１０３と、フランジ１０３に積設された２つの多面鏡１０４，１０５と、押圧部材としてのミラー押え１０６と、ロータ磁石１０７とを有する。
【００４０】
ラジアル軸受は、軸受シャフト１０２と固定スリーブ１０８とからなる含油軸受であり、軸受隙間は直径で１０μｍ以下になるように設定されている。高速回転での安定性を確保するためラジアル軸受には、図示しない動圧発生溝が設けられている。動圧発生溝は軸受シャフト１０２の外周面または固定スリーブ１０８の内周面に設けられるが、加工性が良好な焼結部材からなる固定スリーブ１０８の内周に施すのが好適である。
軸受シャフト１０２の素材としては、焼入れが可能で表面硬度を高くでき、耐磨耗性が良好なマルテンサイト系のステンレス鋼（例えばＳＵＳ４２０Ｊ２）が好適である。
【００４１】
ロータ磁石１０７は、フランジ１０３の下部内面に固定され、軸受ハウジング１１１に固定されたステータコア１０９（巻線コイル１０９ａ）とともにアウターロータ型のブラシレスモータを構成している。ロータ磁石１０７は、樹脂をバインダーに使用したボンド磁石であり、高速回転時の遠心力による破壊が発生しないように、ロータ磁石１０７の外径部がフランジ１０３により保持されている。ロータ磁石１０７を圧入固定することにより一層の高速回転、かつ高温環境においても固定部の微移動を生ずることなく、回転体バランスの高精度維持が可能となる。
【００４２】
アキシャル方向の軸受は、軸受シャフト１０２の下端面に形成された凸曲面１０２ａと、その対向面にスラスト受部材１１０を接触させるピボット軸受である。
【００４３】
スラスト受部材１１０は、マルテンサイト系ステンレス鋼やセラミックス、または金属部材表面にＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）処理等の硬化処理をしたもの、あるいは、樹脂材料等が用いられており、潤滑性を良好にし、磨耗粉の発生を抑えるようになっている。
【００４４】
スリーブ１０８とスラスト受け１１０とは軸受ハウジング１１１に収納され、流体シール１１２により、油の流出が防止されるようになっている。
【００４５】
回転体１０１を２５，０００ｒｐｍ以上の高速回転させる場合、回転による振動を小さくするために回転体１０１のバランスを高精度に修正かつ維持しなければならない。回転体１０１にはアンバランスの修正部が上下２ヶ所あり、上側はミラー押え１０６の円周凹部１０６ａに接着剤を塗布し、下側はフランジ１０３の円周凹部１０３ａに接着剤を塗布することによりバランス修正を行う。アンバランス量は１０ｍｇ・ｍｍ以下であることが必要であり、例えば半径１０ｍｍの箇所で修正量は１ｍｇ以下に保たれている。
【００４６】
なお、上記のような微少な修正を実行する際に接着剤等の付着物では管理がしにくい場合や量が少ないため接着力が弱く４０，０００ｒｐｍ以上の高速回転時には剥離、飛散が生じる場合には、回転体の部品の一部を削除する方法（ドリルによる切削やレーザ加工）を実施することが好適である。
【００４７】
本実施例におけるモータ方式は、径方向に磁気ギャップを有し、ステータコア１０９の外径部にロータ磁石１０７がレイアウトされるアウターロータ型といわれる方式である。回転駆動は、駆動ＩＣ１１５により巻線コイル１０９ａの励磁切り替えを行うことにより行い、回転制御は、ロータ磁石１０７の磁界を回路基板１１３に実装されているホール素子１１４で検知し、ホール素子１１４から出力される信号を位置信号として参照し回転制御する。
ロータ磁石１０７は径方向に着磁されており、ステータコア１０９の外周とで回転トルクを発生し回転する。ロータ磁石１０７は内径以外の外径及び高さ方向は磁路を開放しており、モータの励磁切り換えのためのホール素子１１４を開放磁路内に配置している。
【００４８】
１１６はコネクタであり、不図示のハーネスが接続され、本体からの電力供給とモータの起動停止、回転数等の制御信号の入出力が行われる。
フランジ１０３には、４面の多面鏡１０４、１０５が、回転軸方向（図では縦方向）に２個積設されて固定されている。フランジ１０３は、軸受シャフト１０２に焼きばめされ、多面鏡が搭載される面は、平面度や軸受シャフト１０２に対する直角度が高精度に加工されている。積設された２つの多面鏡１０４、１０５は、偏向反射面が回転方向へ４５°ずれて固定されている。後述するそれぞれの偏向反射面の有効領域１０４ａ、１０５ａ（図２参照）は、回転軸方向（厚さ方向）に偏って構成されている。
【００４９】
すなわち、上段の多面鏡１０４は上側に配置され、下段の多面鏡１０５は下側に配置され、偏向反射面の有効領域１０４ａ、１０５ａが偏るように多面鏡体が構成されている。多面鏡体の多面鏡１０４、１０５には、後述する偏向反射面の有効領域１０４ａ、１０５ａ（図２参照）に連続した同一の平面として、固定位置調整用基準面１０４ｂ、１０５ｂが形成されている。固定位置調整用基準面１０４ｂ、１０５ｂは、後述するように組立時の基準面として使用され、光偏向には使用されない。
【００５０】
図２は、図１に示した回転体の製造方法の一例を示す説明図である。
以下、図２を参照して固定位置調整用基準面に組立用の治具を接触させ、多面鏡の回転方向の位置を調整し、多面鏡を固定する方法について説明する。
【００５１】
図２において、多面鏡体の２つの多面鏡１０４、１０５の左右から治具１２０、１２１が固定位置調整用基準面１０４ｂ、１０５ｂに突き当てられることで、多面鏡１０４、１０５の回転方向の位置が調整される。治具１２０、１２１により、位置が調整、保持された状態で、板バネ状のミラー押え１０６が軸受シャフト１０２に圧入され、上端部に固定される。
ミラー押え１０６は、回転軸方向に圧縮され、弾性変形した状態で軸受シャフト１０２の先端部に固定されることで押えバネとしてはたらき、２つの多面鏡１０４、１０５が同時にフランジ１０３との間に押しつけられて固定されるようになっている。
【００５２】
多面鏡１０４、１０５の偏向反射面を変形させないように、位置決めに使用される治具１２０、１２１の材質としては、多面鏡よりもヤング率が小さい樹脂材料等が好適である。
【００５３】
上記方法により、２つの多面鏡１０４、１０５を精度良く所定角度で位置決めし、固定することができる（請求項８）。
【００５４】
本実施例１の光偏向器では、偏向反射面に平行な固定位置調整用基準面１０４ｂ、１０５ｂが形成されているので、多面鏡体における積設された多面鏡１０４，１０５を精度良く所定角度で位置決めし、固定することができる(請求項１、２)。
【００５５】
また、２つの多面鏡１０４、１０５は、１つの押圧部材としてのミラー押え１０６を用いて、２つ同時に回転体に固定されるので、多面鏡１０４、１０５の固定に必要な部品が少なく、組立が容易となり、生産性が向上する（請求項３）。
【００５６】
押圧部材として板バネ状のミラー押え１０６を用いているので、余分な応力が吸収され、組立による偏向反射面の変形が小さく、面精度が高精度に維持される(請求項４)。
【００５７】
固定位置調整用基準面１０４ｂ、１０５ｂ側同士が回転軸方向に隣接し、偏向反射面の有効領域１０４ａ、１０５ａは離れるように積設されているので、有効領域１０４ａ、１０５ａに対する治具１２０、１２１の逃げ部分の形成が容易であり、治具１２０、１２１により偏向反射面の有効領域１０４ａ、１０５ａを傷つけることを防止できる（請求項５）。
【００５８】
偏向反射面と固定位置調整用基準面１０４ｂ、１０５ｂとは所定の関係にあれば、積設された多面鏡の多面鏡体を精度良く所定角度で位置決めし、固定することができる。加工性を考慮すると、偏向反射面と固定位置調整用基準面１０４ｂ、１０５ｂとは平行な面で形成することが好適である。さらに、本実施例１のように、偏向反射面と固定位置調整用基準面１０４ｂ、１０５ｂとを同一の平面として構成すれば、同時加工により容易に形成することができ、最も精度良く、所定角度で位置決めし、固定することができる（請求項６）。
【実施例２】
【００５９】
図３は、本発明に係る光偏向器の他の実施例の外観斜視図であり、図４は、図３に示した光偏向器の縦断面図である。
図３、図４に示した光偏向器と図１に示した光偏向器との相違点は、多面鏡の構成のみ異なっている点である。
【００６０】
多面鏡１３４、１３５には、偏向反射面の有効領域１３４ａ、１３５ａと固定位置調整用基準面１３４ｂ、１３５ｂとの間に溝１３４ｃ、１３５ｃが形成されている。偏向反射面１３４ａ、１３５ａと固定位置調整用基準面１３４ｂ、１３５ｂとは同時加工により形成される。
【００６１】
本実施例２の光偏向器においても実施例１と同様の方法で組立が行われる。
偏向反射面１３４ａ、１３５ａと固定位置調整用基準面１３４ｂ、１３５ｂとの間に溝１３４ｃ、１３５ｃが形成されていることにより、多面鏡１３４、１３５の位置調整時に固定位置調整用基準面１３４ｂ、１３５ｂに加わる応力が、偏向反射面の有効領域１３４ａ、１３５ａに伝達され難くなるので、組立後の偏向反射面の面精度が悪化しない（請求項７）。
【実施例３】
【００６２】
図５は、本発明に係る光走査装置の一実施例を示す概念図である。
図５に示す光走査装置には、実施例１及び実施例２に示した光偏向器が用いられる。
図５において、符号１、１'は半導体レーザを示す。半導体レーザ１、１'は「１つの光源を構成する２つの発光源」であり、それぞれ１本の光ビームを出射する。これら半導体レーザ１、１'はホルダ２に所定の位置関係で保持されている。
【００６３】
半導体レーザ１、１'から出射した各光ビームは、それぞれ、カップリングレンズ３、３'により以後の光学系に適した光束形態（平行光束あるいは弱い発散性もしくは弱い収束性の光束）に変換される。本実施例ではカップリングレンズ３，３’によりカップリングされた光ビームは共に平行光束であるものとする。
【００６４】
カップリングレンズ３，３’から射出し、所望の光束形態となった各光ビームは、光ビーム幅を規制するアパーチュア１２の開口部を通過して「ビーム整形」されたのち、分割手段としてのハーフミラープリズム４に入射し、ハーフミラープリズム４の作用により副走査方向に２分割されてそれぞれが２本の光ビームに分けられる。この光ビームの分割の状況を図６に示す。
【００６５】
図６は、図５に示した光走査装置における光ビームの分割手段の概念図である。
なお、図の煩雑さを避けるため、半導体レーザ１から出射された光ビームＬ１を代表して示している。
図６の上下方向が副走査方向であるが、ハーフミラープリズム４は半透鏡４ａと反射面４ｂとを副走査方向に並列して配置される。
【００６６】
光ビームＬ１は、ハーフミラープリズム４に入射すると半透鏡４ａに入射し、一部は半透鏡４ａを直進的に透過して光ビームＬ１１となり、残りは半透鏡４ａで反射されて反射面４ｂに入射し、反射面４ｂにより全反射されて光ビームＬ１２となる。
この例において、半透鏡４ａと反射面４ｂとは互いに平行であるため、従ってハーフミラープリズム４から射出する光ビームＬ１１、Ｌ１２は互いに平行となる。
【００６７】
このようにして、半導体レーザ１からの光ビームは、２つの光ビームＬ１１、Ｌ１２として副走査方向に２分割される。半導体レーザ１’からの光ビームも同様にして２分割される。
このようにして、１つの光源（個数ｍ＝１）から２本の光ビームが出射され、これら２本の光ビームが副走査方向に２分割（分割数ｑ＝２）されることにより４本の光ビームが得られる。
【００６８】
図５に戻って、これら４本の光ビームはシリンドリカルレンズ５ａ、５ｂに入射し、これらシリンドリカルレンズ５ａ、５ｂの曲率方向への集光作用により副走査方向へ集光され、多面鏡式光偏向器７の偏向反射面近傍に「主走査方向に長い線像」として結像する。
【００６９】
図５に示したように、半導体レーザ１、１'から出射され、ハーフミラープリズム２より分割された光ビームのうち、ハーフミラープリズム４の半透鏡４ａを直進的に透過した光ビーム（図６に示す光ビームＬ１２）がシリンドリカルレンズ５ａに入射し、半透鏡４ａにより反射され、更に反射面４ｂで反射された光ビーム（図６の光ビームＬ１２）がシリンドリカルレンズ５ｂに入射する。
【００７０】
図５において、符号６は多面鏡式光偏向器７の防音ハウジング（図示せず）の窓に設けられた「防音ガラス」の一部を示す。
光源側からの４本の光ビームは、防音ガラス６を介して多面鏡式光偏向器７に入射し、偏向された光ビームは防音ガラス６を介して走査結像光学系側へ射出する。
多面鏡式光偏向器７は、図示のように上ポリゴンミラー７ａと下ポリゴンミラー７ｂとを回転軸方向に上下２段に積設して多面鏡体とし、図示しない駆動モータにより回転軸の周りに回転するようになっている。
【００７１】
上ポリゴンミラー７ａ、及び下ポリゴンミラー７ｂは、本実施例において共に「４面の偏向反射面」を持つ同一形状のものであるが、上ポリゴンミラー７ａの偏向反射面に対し、下ポリゴンミラー７ｂの偏向反射面が、回転方向へ所定角：θ（＝４５度）ずれている。なお、上ポリゴンミラー７ａと下ポリゴンミラー７ｂとは個別に形成されているが、一体的に形成してもよい。
【００７２】
図５において、符号８ａ、８ｂは「第１走査レンズ」を示し、符号１０ａ、１０ｂは「第２走査レンズ」を示し、符号９ａ、９ｂは「光路折り曲げミラー」を示している。また、符号１１ａ、１１ｂは「光導電性感光体」を示している。
【００７３】
第１走査レンズ８ａと、第２走査レンズ１０ａと、光路折り曲げミラー９ａとは、多面鏡式光偏向器７の上ポリゴンミラー７ａにより偏向される２本の光ビーム（半導体レーザ１、１’から射出し、ハーフミラープリズム４の半透鏡４ａを透過した２本の光ビーム）を、対応する光走査位置である光導電性感光体１１ａ上に導光して、副走査方向に分離した２つの光スポットを形成する１組の走査結像光学系を構成する。
【００７４】
第１走査レンズ８ｂと、第２走査レンズ１０ｂと、光路折り曲げミラー９ｂとは、多面鏡式光偏向器７の下ポリゴンミラー７ｂにより偏向される２本の光ビーム（半導体レーザ１、１'から射出し、ハーフミラープリズム４の半透鏡４ａにより反射された２本の光ビーム）を、対応する光走査位置である光導電性感光体１１ｂ上に導光して、副走査方向に分離した２つの光スポットを形成する１組の走査結像光学系を構成する。
【００７５】
半導体レーザ１、１'から出射した光ビームは、多面鏡式光偏向器７の回転軸方向から見て「偏向反射面位置の近傍において主光線が交差する」ように光学配置が定められている。
従って、偏向反射面に入射してくる２光束の各対は、光ビーム相互が「開き角（偏向反射面の側から光源側を見たとき、２本の光ビームの回転軸に直交する面への射影がなす角をいう。）」を有する。この「開き角」により、光導電性感光体１１ａ、１１ｂのそれぞれに形成される２つの光スポットは主走査方向にも分離しており、このため各感光体を光走査する２本の光ビームを個別的に検出して光走査開始の同期を光ビームごとに取ることができる。
【００７６】
このようにして、多面鏡式光偏向器７の上ポリゴンミラー７ａにより偏向される２本の光ビームにより光導電性感光体１１ａがマルチビーム走査され、多面鏡式光偏向器７の下ポリゴンミラー７ｂにより偏向される２本の光ビームにより光導電性感光体１１ｂがマルチビーム走査される。
【００７７】
多面鏡式光偏向器７の上ポリゴンミラー７ａの偏向反射面と、下ポリゴンミラー７ｂの偏向反射面とは互いに回転方向に４５度ずれているので、上ポリゴンミラー７ａによる偏向光ビームが光導電性感光体１１ａの光走査を行うとき、下ポリゴンミラー７ｂによる偏向光ビームは、光導電性感光体１１ｂには導光されない。
【００７８】
同様に、下ポリゴンミラー７ｂによる偏向光ビームが光導電性感光体１１ｂの光走査を行うとき、上ポリゴンミラー７ａによる偏向光ビームは、光導電性感光体１１ａには導光されない。
即ち、光導電性感光体１１ａ、１１ｂの光走査は「時間的にずれて交互」に行われることになる。
【００７９】
図７（ａ）、（ｂ）は、図５に示した光走査装置における光ビームの走査を説明するための説明図である。
【００８０】
図７（ａ）、（ｂ）においては煩雑を避けるため、多面鏡式光偏向器へ入射する光ビーム（図では２本示されているが実際には４本である）を「入射光」、偏向される光ビームを「偏向光ａ、偏向光ｂ」として示している。
図７（ａ）は、入射光が多面鏡式光偏向器７に入射し、上ポリゴンミラー７ａで反射されて偏向された「偏向光ａ」が光走査位置へ導光されるときの状況を示している。このとき、下ポリゴンミラー７ｂによる「偏向光ｂ」は光走査位置へは向かわない。
【００８１】
図７（ｂ）は、下ポリゴンミラー７ｂで反射されて偏向された「偏向光ｂ」が光走査位置へ導光されるときの状況を示している。
このとき、上ポリゴンミラー７ａによる偏向光ａは光走査位置へは向かわない。なお、一方のポリゴンミラー７ａ（７ｂ）による偏向光が光走査位置へ導光されている間に、他方のポリゴンミラー７ｂ（７ａ）による偏向光が「ゴースト光」として作用しないように、図７（ａ）、（ｂ）に示す如き適宜の遮光手段ＳＤを用いて、光走査位置へ導光されない偏向光を遮光するのが好ましい。
この遮光手段ＳＤは、実際には、前述の「防音ハウジング」の内壁を非反射性とすることにより容易に実現できる。
【００８２】
上記の如く、図５に示した実施例において、光導電性感光体１１ａ、１１ｂの（マルチビーム方式の）光走査は交互に行われるので、例えば、光導電性感光体１１ａの光走査が行われるときは光源の光強度を「黒画像の画像信号」で変調し、光導電性感光体１１ｂの光走査が行われるときは光源の光強度を「マゼンタ画像の画像信号」で変調すれば、光導電性感光体１１ａには黒画像の静電潜像を、光導電性感光体１１ｂにはマゼンタ画像の静電潜像を書込むことができる。
【００８３】
図８は、図５に示した光走査装置における光ビームの走査タイミングを示す図であり、矛軸が時間軸であり、縦軸が発光強度軸である。
すなわち、図８は、「共通の光源（図５の半導体レーザ１，１'）」により黒画像とマゼンタ画像の書込みを行う場合において、「有効走査領域において全点灯する場合」のタイムチャートを示している。図８において実線は黒画像の書込みに相当する部分を示し、破線はマゼンタ画像の書込みに相当する部分を示す。
黒画像、マゼンタマゼンタ画像の書き出しのタイミングは、前述の如く、有効走査領域外に配備される同期受光手段（図５に図示されていない。通常はフォトダイオードもしくはフォトトランジスタである。）で光走査開始位置へ向かう光ビームを検知することにより決定される。
【００８４】
実施例３の光走査装置によれば、光源部の部品点数、材料が削減されて、環境負荷が低減され、光源の故障確率も低く抑えたマルチビーム光走査装置を提供することができる（請求項１０）。
【実施例４】
【００８５】
本発明に係る画像形成装置の一実施例を図９、図１０を参照して説明する。
図９は、本発明に係る画像形成装置に用いられる光走査装置の一実施例を示す光学系部分を、副走査方向（多面鏡式光偏向器７の回転軸方向）から見た状態を示す図である。
なお、簡単のため、多面鏡式光偏向器７から光走査位置に至る光路上の光路屈曲用のミラーの図示を省略し、光路が直線となるように描いた。
【００８６】
図９に示す光走査装置は、ｍ＝ｑ＝２、ｐ＝１、ｎ＝４の場合であり、４つの光走査位置をそれぞれ１本の光ビームで光走査する（請求項９）。また、光走査位置に個々には、光導電性感光体１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋが配置され、これら４個の光導電性感光体に形成される静電潜像をマゼンタ、イエロー、シアン、黒のトナーで個別に可視化し、カラー画像を形成する（請求項１１）。
【００８７】
図９において、符号１ＹＭ、１ＣＫはそれぞれ半導体レーザを示す。これら半導体レーザ１ＹＭ、１ＣＫはそれぞれが１本の光ビームを出射する。半導体レーザ１ＹＭは「イエロー画像に対応する画像信号」と「マゼンタ画像に対応する画像信号」とで交互に強度変調される。半導体レーザ１ＣＫは「シアン画像に対応する画像信号」と「黒画像に対応する画像信号」とで交互に強度変調される。半導体レーザ１ＹＭから出射された光ビームは、カップリングレンズ３ＹＭにより平行光束化され、アパーチュア１２ＹＭを通過してビーム整形されたのち、ハーフミラープリズム４ＹＭに入射して、副走査方向に分離した２本の光ビームにビーム分割される。
【００８８】
ハーフミラープリズム４ＹＭは、図６に即して説明したハーフミラープリズム４と同様のものである。分割された光ビームの１本はイエロー画像を書込むのに使用され、他の１本はマゼンタ画像を書込むのに使用される。副走査方向に分割された２本の光ビームは、副走査方向に配列されたシリンドリカルレンズ５Ｙ、５Ｍ（副走査方向に重なり合うように配置されている。）により、それぞれ副走査方向へ集光され、多面鏡式光偏向器７に入射する。
【００８９】
多面鏡式光偏向器７は、図５、図７に即して説明したものと同様のものであり、４面の偏向反射面を持つポリゴンミラーを回転軸方向へ２段に積設してポリゴンミラー相互の偏向反射面を回転方向へずらして一体化したものである。
シリンドリカルレンズ５Ｙ、５Ｍによる主走査方向に長い線像は、各ポリゴンの偏向反射面位置近傍に結像する。
【００９０】
多面鏡式光偏向器７により偏向される光ビームは、それぞれ第１走査レンズ８Ｙ、８Ｍ、第２走査レンズ１０Ｙ、１０Ｍを透過し、これらレンズの作用により光走査位置１１Ｙ、１１Ｍに光スポットを形成し、これら光走査位置を光走査する。
同様に、半導体レーザ１ＣＫから出射された光ビームは、カップリングレンズ３ＣＫにより平行光束化され、アパーチュア１２ＣＫを通過してビーム整形されたのち、ハーフミラープリズム４ＣＫにより、副走査方向に分離した２本の光ビームにビーム分割される。
【００９１】
ハーフミラープリズム４ＣＫは、ハーフミラープリズム４ＹＭと同様のものである。分割された光ビームの１本はシアン画像を書込むのに使用され、他の１本は黒画像を書込むのに使用される。副走査方向に分割された２本の光ビームは、副走査方向に配列されたシリンドリカルレンズ５Ｃ、５Ｋ（副走査方向に重なり合うように配置されている。）によりそれぞれ、副走査方向へ集光され、多面鏡式光偏向器７に入射して偏向され、それぞれ第１走査レンズ８Ｃ、８Ｋ、第２走査レンズ１０Ｃ、１０Ｋを透過し、これらレンズの作用により光走査位置１１Ｃ、１１Ｋに光スポットを形成し、これら光走査位置を光走査する。
【００９２】
図１０は、本発明に係る画像形成装置の一実施例を示す概念図である。
図１０において符号２０で示す部分が光走査装置であり、図９に即して説明した部分である。また、図１０において、光走査装置２０によって光導電性感光体１１Ｙ〜１１Ｋの周囲にそれぞれ配置された帯電ローラＴＹ、ＴＭ、ＴＣ、ＴＫ、現像装置ＧＹ、ＧＭ、ＧＣ、ＧＫ、ＧＫ１５Ｋ、ＢＫ、ＴＫ、転写器１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋ、搬送ベルト１７、及び定着装置１９で画像形成手段が構成されている。
【００９３】
図１０に示すように、多面鏡式光偏向器７の上段のポリゴンミラーにより偏向される光ビームのうち一方の光ビームは、光路折り曲げミラーｍＭ１、ｍＭ２、ｍＭ３により屈曲された光路により光走査位置の実体をなす光導電性感光体１１Ｍに導光される。同様に他方の光ビームは、光路折り曲げミラーｍＣ１、ｍＣ２、ｍＣ３により屈曲された光路により光走査位置の実体をなす光導電性感光体１１Ｃに導光される。
【００９４】
また、多面鏡式光偏向器７の下段のポリゴンミラーにより偏向される光ビームのうち一方の光ビームは、光路折り曲げミラーｍＹにより屈曲された光路により光走査位置の実体をなす光導電性感光体１１Ｙに導光される。同様に、他方の光ビームは、光路折り曲げミラーｍＫにより屈曲された光路により光走査位置の実体をなす光導電性感光体１１Ｋに導光される。
【００９５】
従って、個数ｍ＝２個の半導体レーザ１ＹＭ、１ＣＫからの光ビームがそれぞれハーフミラープリズム４ＹＭ、４ＣＫで２本の光ビームに分割されて４本の光ビームとなり、これら４本の光ビームにより、４個の光導電性感光体１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋが光走査される。
光導電性感光体１１Ｙと１１Ｍとは半導体レーザ１ＹＭからの光ビームを２分割した各光ビームにより、多面鏡式光偏向器７の回転に伴い交互に光走査され、光導電性感光体１１Ｃと１１Ｋとは半導体レーザ１ＣＫからの光ビームを２分割した各光ビームにより、多面鏡式光偏向器７の回転に伴い交互に光走査される。
【００９６】
光導電性感光体１１Ｙ〜１１Ｋは、何れも一方方向に（図では時計回りに）等速回転され、帯電手段をなす帯電ローラＴＹ、ＴＭ、ＴＣ、ＴＫにより均一帯電され、それぞれ対応する光ビームの光走査を受けてイエロー、マゼンタ、シアン、黒の各色画像を書込まれ対応する静電潜像（ネガ潜像）が形成される。
これら静電潜像はそれぞれ現像装置ＧＹ、ＧＭ、ＧＣ、ＧＫにより反転現像され、光導電性感光体１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ上にそれぞれイエロートナー画像、マゼンタトナー画像、シアントナー画像、黒トナー画像が形成される。
これら各色トナー画像は、図示されない「転写シート」上に転写される。
【００９７】
即ち、転写シートは搬送ベルト１７により搬送され、転写器１５Ｙにより光導電性感光体１１Ｙ上からイエロートナー画像を転写され、転写器１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋによりそれぞれ、光導電性感光体１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋから、マゼンタトナー画像、シアントナー画像、黒トナー画像が順次に転写される。
【００９８】
このようにして転写シート上においてイエロートナー画像〜黒トナー画像が重ね合わせられてカラー画像を合成的に構成する。このカラー画像は定着装置１９により転写シート上に定着されてカラー画像が得られる。なお、図中ＢＹ、ＢＭ、ＢＣ、ＢＫは余分なトナーを除去するためのスキージである。
【００９９】
即ち、図９、図１０に示した実施例は、複数の光導電性感光体に光走査により個別的に静電潜像を形成し、これら静電潜像を可視化してトナー画像とし、得られるトナー画像を同一のシート状記録媒体上に転写して合成的に画像形成を行うタンデム式の画像形成装置において、光導電性感光体の数が４であり、光走査装置として、２個の光源１ＹＭ、１ＣＫを用いて、各光源からの光ビームがそれぞれ２個の光導電性感光体を光走査するように構成されたものである。
【０１００】
この画像形成装置は、４個の光導電性感光体１１Ｍ、１１Ｙ，１１Ｃ、１１Ｋに形成される静電潜像をマゼンタ、イエロー、シアン、黒のトナーで個別に可視化し、カラー画像を形成する。本実施例では、各光導電性感光体の光走査を「シングルビーム方式」で行っているが、各光源側を、図５の如くに構成し、光導電性感光体の光走査を「マルチビーム方式」で行うようにできることは当然である。
【０１０１】
〔作用・効果〕
請求項１、２関係
複数の多面鏡が積設され、偏向反射面が回転方向へ所定角ずれて固定された光偏向器において、積設された多面鏡を精度良く所定角度で位置決めし、固定する構造を提供することができる。
【０１０２】
請求項３関係
多面鏡の固定に必要な部品が少なく、組立が容易な光偏向器を提供することができる。
【０１０３】
請求項４関係
組立による変形が小さく、多面鏡の面精度が高精度に維持された光偏向器を提供することができる。
【０１０４】
請求項５関係
組立時に多面鏡の偏向反射面の有効領域を傷つけることなく、組立が容易な光偏向器を提供することができる。
【０１０５】
請求項６関係
偏向反射面と固定位置調整用基準面の平行度が良く、多面鏡のずれ角度の精度が高い光偏向器を提供することができる。
【０１０６】
請求項７関係
固定位置調整用基準面で組立時の余分な応力を吸収し、組立後の偏向反射面の面精度が悪化しない光偏向器を提供することができる。
【０１０７】
請求項８関係
複数の多面鏡の偏向反射面が回転方向へ所定角ずれて固定された光偏向器において、多面鏡を精度良く所定角度で位置決めし、固定する製造方法を提供することができる。
【０１０８】
請求項９関係
光源部の部品点数、材料が削減され、環境負荷が低減され、光源の故障確率も低く抑えた光走査装置を提供することができる。
【０１０９】
請求項１０関係
光源部の部品点数、材料が削減され、環境負荷が低減され、光源の故障確率も低く抑えたマルチビーム光走査装置を提供することができる。
【０１１０】
請求項１１関係
光走査装置の光源部の部品点数、材料が削減され、環境負荷が低減された画像形成装置を提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１１１】
本発明は、カラー複写機、カラープリンタ、カラーファクシミリ装置等のカラー画像形成装置に用いられる光偏向器、光走査装置、画像形成装置、及び光偏向器の製造方法に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１２】
【図１】本発明に係る光偏向器の一実施例を示す縦断面図である。
【図２】図１に示した回転体の製造方法の一例を示す説明図である。
【図３】本発明に係る光偏向器の他の実施例の外観斜視図である。
【図４】図３に示した光偏向器の縦断面図である。
【図５】本発明に係る光走査装置の一実施例を示す概念図である。
【図６】図５に示した光走査装置における光ビームの分割手段の概念図である。
【図７】（ａ）、（ｂ）は、図５に示した光走査装置における光ビームの走査を説明するための説明図である。
【図８】図５に示した光走査装置における光ビームの走査タイミングを示す図である。
【図９】本発明に係る画像形成装置に用いられる光走査装置の一実施例を示す光学系部分を、副走査方向（多面鏡式光偏向器７の回転軸方向）から見た状態を示す図である
【図１０】本発明に係る画像形成装置の一実施例を示す概念図である。
【符号の説明】
【０１１３】
１０１    回転体
１０２    軸受シャフト
１０３    フランジ
１０４、１０５    多面鏡
１０６    ミラー押え
１０７    ロータ磁石
１０８    固定スリーブ
１０９    ステータコア
１１０    スラスト受部材
１１１    軸受ハウジング
１１２    流体シール
１１３    回路基板
１１４    ホール素子
１１５    駆動ＩＣ
１１６    コネクタ
【図１】
2007171503.tif 000003
【図２】
2007171503.tif 000004
【図３】
2007171503.tif 000005
【図４】
2007171503.tif 000006
【図５】
2007171503.tif 000007
【図６】
2007171503.tif 000008
【図７】
2007171503.tif 000009
【図８】
2007171503.tif 000010
【図９】
2007171503.tif 000011
【図１０】
2007171503.tif 000012