(57)【要約】【課題】  ４本のビームを反射させるために、ポリゴンミラーの反射面を大きくすると、ポリゴンミラー自体の重量が増加するため、従来ほぼ中心にあった回転体の重心の位置が上方または下方に移ることになる。そうすると、回転体の振れ（回転ムラ）や、面倒れという問題が生じる。【解決手段】  固定軸と、固定軸の外側に隙間を介して挿入されたスリーブと、スリーブに固定されたフランジと、フランジ上に位置し、外周に鏡面が形成されたポリゴンミラーと、スリーブに固定され、ポリゴンミラーをフランジ側に押し付ける押圧部材とを有する光偏向器において、押圧部材の中心径を、スリーブの外径よりも小さくし、押圧部材をスリーブに強制嵌入することにより、スリーブを径縮小方向に変形させて、隙間を局所的に狭くした。【選択図】  図１
2007178618.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定軸と、
該固定軸の外側に隙間を介して挿入されたスリーブと、
該スリーブに固定されたフランジと、
該フランジ上に位置し、外周に鏡面が形成されたポリゴンミラーと、
前記スリーブに固定され、該ポリゴンミラーをフランジ側に押し付ける押圧部材とを有する光偏向器において、
該押圧部材の内径を、前記スリーブの外径よりも小さくし、
該押圧部材を前記スリーブに強制嵌入することにより、前記スリーブを径縮小方向に変形させて、前記隙間を局所的に狭くしたことを特徴とする光偏向器
【請求項２】
前記ポリゴンミラーの上面の周縁部に立上り部を形成し、
該立上り部に囲まれる凹部において、前記押圧部材を前記スリーブに強制嵌入したことを特徴とする光偏向器
【請求項３】
前記押圧部材と前記ポリゴンミラーとの間に弾性部材を設けたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光偏向器
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザープリンタやデジタル複写機等の画像形成装置、医療機器の露光装置等に用いられる光偏向器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、レーザープリンタやデジタル複写機等の画像形成装置に用いられる光偏向器としては、図５に示されるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この光偏向器は、ハウジング１００に固定配設される円柱状の固定軸１０１と、この固定軸１０１に回転自在に支持される回転体１１０とを有している。
この回転体１１０は、固定軸１０１との間にわずかの隙間をもって配設されるスリーブ１１１と、このスリーブ１１１の上部内側に固定配設されるリング状のマグネット１１２と、スリーブ１１１の中央部外側に固定配設されるポリゴンミラー１１３と、スリーブ１１１の下部外側にフランジ１１４を介して固定配設されるリング状の駆動マグネット１１５とを備えている。
尚、符号１１６は、回転体１１０の重量の偏心を修正するためのバランスウェイト（図示せず）が取り付けられる溝である。
【０００４】
また、固定軸１０１の上部外側には、回転体１１０に設けられたリング状マグネット１１２と対向するようにリング状マグネット１０２が固定配設されており、これらリング状マグネット１０２及び１１２によって回転体１１０をスラスト方向に軸受けするスラスト磁気軸受Ｓが構成されている。
【０００５】
更に、ハウジング１００には、回転体１１０に設けられたリング状の駆動マグネット１１５と対向するように鉄心コイル１０３が固定配設されており、これら駆動マグネット１１５及び鉄心コイル１０３によって回転体１１０を回転させるモータＭが構成されている。
【０００６】
また、回転体１１０のスリーブ１１１のうち、固定軸１０１と対向する内周面１１１ａは、軸受面仕上げが施される一方、このスリーブ１１１の内周面１１１ａと対向する固定軸１０１の外周面１０１ａには図中破線で示すようにヘリングボーン状の溝１０４が形成されており、これらスリーブ１１１の内周面１１１ａ及び固定軸１０１の外周面１０１ａに設けられた溝１０４によって、回転体１１０をラジアル方向に支持するラジアル動圧軸受Ｒが構成されている。
【０００７】
この光偏向器では、モータＭにより回転体１１０を回転させると、回転体１１０が、ラジアル動圧軸受Ｒにより固定軸１０１に対して一定距離（隙間）をもって非接触に支持されると共に、スラスト磁気軸受Ｓにより固定軸１０１に対して一定高さに支持されることとなる。これにより、スラスト方向の軸受として動圧軸受を用いるタイプのものより、光偏向器の高さを低くできるという利点がある。
また、回転体１１０の重心の位置を回転体１１０の軸方向の略中心の位置にすることができるので、回転体１１０を安定して回転させることができる。
【０００８】
この光偏向器は、近年の画像形成のカラー化に伴い、４本のビームを略同時に走査する必要があることから、ポリゴンミラー１１３の反射面の面積を大きくするために、ポリゴンミラーの大型化が進んでいる（例えば、特許文献２、特許文献３参照）。
【０００９】
【特許文献１】特開平５−７１５３２号公報
【特許文献２】特開平５−１６４９８４号公報
【特許文献３】特開平８−１１０４９１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、ポリゴンミラーが大型化すると、ポリゴンミラー自体の重量が増加するため、従来、回転体１１０の軸方向の略中心にあった回転体１１０の重心の位置が上方または下方に偏ることになる。そうすると、回転体の振れ（回転ムラ）や、面倒れという問題が生じる。
ここで、面倒れとは、ビームをポリゴンミラーの各反射面の反射により感光体等へ走査する際における各鏡面のある基準面に対するバラツキのことをいう。
【００１１】
本発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、スリーブを局所的に変形させるという簡単な構成により回転体を安定に回転させることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、固定軸と、固定軸の外側に隙間を介して挿入されたスリーブと、スリーブに固定されたフランジと、フランジ上に位置し、外周に鏡面が形成されたポリゴンミラーと、スリーブに固定され、ポリゴンミラーをフランジ側に押し付ける押圧部材とを有する光偏向器に関するものであって、押圧部材の内径を、スリーブの外径よりも小さくして、押圧部材をスリーブに強制的に嵌入することにより、スリーブを径が縮小する方向に変形させて、スリーブと固定軸の隙間を局所的に狭くしたものである。
【００１３】
また、ポリゴンミラーの上面の周縁部に立上り部を形成し、この立上り部に囲まれる凹部において、押圧部材をスリーブに強制嵌入しても良い。
さらに、押圧部材とポリゴンミラーとの間に弾性部材を設けても良い。
【発明の効果】
【００１４】
本発明により、ポリゴンミラーが大型化しても、スリーブを局所的に変形させるという簡単な構成により、回転体の面倒れを無くし、回転体を安定に回転させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に実施例を用いて、本発明を詳細に説明する。
【実施例１】
【００１６】
本発明に係る第１実施例を図１および図２を用いて説明する。
図１は、第１実施例に係る光偏向器の側部断面図、図２は、図１における回転体４の上部の部分拡大図である。
【００１７】
光偏向器１は、ハウジング２にネジ等で固定された円柱形状の固定軸３と、この固定軸３に回転自在に支持される回転体４とから構成されている。
【００１８】
この回転体４は、固定軸３との間に僅かの隙間をもって挿入された円筒状のスリーブ５と、このスリーブ５の下部において固定されたフランジ８と、フランジ８の上に置かれ、外周面に多数の鏡面が形成されたポリゴンミラー７と、このポリゴンミラー７の上に置かれたリング状の板バネ等の弾性部材９と、この弾性部材９をポリゴンミラー７方向に押し付けるようにしてスリーブ５の上部で圧入又は焼嵌等により強制的に嵌入した押圧部材６と、フランジ８に接着剤等で固定されたロータマグネット（駆動マグネット）１２とから構成される。
【００１９】
そして、このロータマグネット１２と、これを取り囲むように配設されたコイル１６との間の吸引力によりスラスト磁気軸受が構成されているので、回転体４は、常に浮上した状態に保たれている。
【００２０】
また、金属板からなる押圧部材６には、リング状の溝１４が形成されており、回転体４の偏心を修正するための接着剤からなるバランスウエイトを、溝１４に取り付けることができる。
【００２１】
ここで、回転体４における各部品の取り付け状態を以下に詳細に説明する。
まず、フランジ８は、圧入又は焼嵌等により、スリーブ５の下部において強制的に嵌入されているが、フランジ８の嵌入後に、スリーブ内面の変形を除去するため、スリーブ５の内面を切削加工する。
【００２２】
そして、ポリゴンミラー７は、その内径がスリーブ５の外径よりも若干大きく、フランジ８の上面に形成された凸部１８の上に置かれている。
【００２３】
また、弾性部材９は、その内径がスリーブ５の外径よりも大きいため、ポリゴンミラー８の上面に置かれている。
さらに、ロータマグネット１２は、その内径がスリーブ５の外径よりも大きく、フランジ８の凹部において接着剤により固定されている。
【００２４】
したがって、スリーブ５の内面は、フランジ８、ロータマグネット１２、ポリゴンミラー７および弾性部材９の取り付けにより変形していない。すなわち、押圧部材６の取り付け前においては、スリーブ５の内径は、どの位置においても一定である。  
【００２５】
最後に、ポリゴンミラー７をフランジ８に押し付けるようにして、押圧部材６をスリーブ５の上端において強制的に嵌入する。
従来は、押圧部材６の嵌入後におけるスリーブ５の内面の変形を考慮して、スリーブの上部の内径を広くしていた。こうすることにより、押圧部材６を嵌入した後であっても、固定軸３の外周面とスリーブ５の内周面の隙間を一定に保つのが一般的であった。
【００２６】
しかし、この回転体４におけるポリゴンミラー７は、アルミニウム合金を加工することにより、外周に複数の鏡面を形成した多面鏡である。鏡面の面積は、４本のビームを反射するために、広くする必要があるため、ポリゴンミラーの厚さ方向の寸法を増大させている。このため、従来の回転体と比較して、回転体４の全体の重心が、上方にあるので、回転体４の回転が不安定（コニカル運動の発生、すりこぎ運動の発生）になると共に、回転体４の面倒れが発生し易くなるという新たな問題が生じてきた。
【００２７】
そこで、本実施例においては、図２に示すように、スリーブ５の外径よりも若干小さい内径を有する押圧部材６を圧入、焼き嵌め等によりスリーブ５の上部において強制的に嵌入し、そのときに生じるスリーブ５の内面の局所的な変形をそのままにして、回転体４の剛性を局所的に増加させたのである。言い換えると、スリーブ５の内面の局所的な変形により、回転体４の重心近傍のスリーブ５の上部の隙間を狭くすることで、軸受け剛性を局所的に増加させたのである。
【００２８】
すなわち、スリーブ５の上部における内面は、径縮小方向に変形しているので、固定軸３とスリーブ５の隙間Ｂは、上部において隙間Ａとなっており、隙間Ｂ＞隙間Ａの関係となっている。本実施例においては、Ｂ＝４ミクロン、Ａ＝１ミクロンとした。
【００２９】
したがって、回転体４は、重心が上方にあることが原因で発生する面倒れや回転ムラを抑えることができ、回転体４の安定した回転を実現することができる。
【００３０】
以上のようにして製造した回転体４を、ハウジング２に固定されている固定軸３に挿入することにより、光偏向器１を構成することができる。
ハウジング２には、基板１７が固定され、さらにハウジング２には、基板１７上に位置するようにステータコイル１６が固定されている。このステータコイル１６とロータマグネット１２が周方向に対向し、モータを構成している。
ステータコイル１６は、基板１７に固定されていても良い。
【００３１】
また、ロータマグネット１２にも、押圧部材６の溝１２と同様の溝１５が形成することができ、この溝１５に回転体４の偏心を修正するためのバランスウエイト２４を取り付けることができる。
【実施例２】
【００３２】
本発明の他の実施例を図３に示し、以下に詳細に説明する。
尚、第１実施例に係る光偏向器と同一の部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００３３】
図３は、本発明が適用された第２実施例に係る光偏向器の側部断面図を示したものである。
本実施例に係る光偏向器の第１実施例との相違点は、ポリゴンミラー７の上面の周縁部に立上り部７１が形成されている点と、固定軸３上に設けたマグネット１１と、押圧部材６に設けたマグネット１０の吸引力により、スラスト磁気軸受を構成されている点である。
【００３４】
ポリゴンミラー７の周縁部に立上り部７１を形成した場合は、ポリゴンミラー全体の肉厚を増した実施例１の場合と比較して、ポリゴンミラー７の重量をあまり増やすことなく、反射面の面積を広くすることができる。
【００３５】
この場合、ポリゴンミラー７の立上り部７１に囲まれる凹部であって、スリーブ５の中心軸上に回転体４の重心Ｇが存在する。このため、この凹部において押圧部材６をスリーブ５に強制的に嵌入することにより、回転体４の重心の近傍において、固定軸３とスリーブ５の隙間を局所的に狭くすることができるので、回転体４の面倒れ、回転ムラを無くすことができる。
【実施例３】
【００３６】
本発明の他の実施例を図４に示し、以下に詳細に説明する。
尚、第２実施例に係る光偏向器と同一の部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００３７】
図４は、本発明が適用された第３実施例に係る光偏向器の側部断面図を示している。
本実施例に係る光偏向器１の第２実施例との相違点は、ポリゴンミラー７の下面の周縁部に立下り部７２が形成されている点と、押圧部材６を金属板から板金部材６１に変更したことのみである。
【００３８】
スリーブ５の上部に板金部材６１を圧入することによっても第１実施例および第２実施例と同様な作用効果を得ることができる。この板金部材６１には、図４に示すように、磁性体１０が接着剤により固定されており、磁性体１０とスラストマグネット１１によりスラスト磁気軸受が構成されている。また、板金部材６１には、接着剤等のバランスウエイト２２を載せることができるように、断面略Ｊ字形状としている。
【００３９】
また、ポリゴンミラー７は、その下面に立下り部７２を形成している。かかる構成により、ポリゴンミラー全体の肉厚を増した実施例１の場合と比較して、ポリゴンミラー７の重量をあまり増やすことなく、反射面の面積を広くすることができる。
【００４０】
この場合、ポリゴンミラー７の下面に立下り部７２が形成されていることから、回転体４の全体の重心Ｇは、スリーブ５の中心よりも下方になる。そうすると、回転体４には、面倒れ、回転ムラ等の問題が発生する。
しかし、この場合においても、スリーブ５の上部において、押圧部材としての板金部材６１を強制的に嵌入することにより、スリーブ５の上部を径縮小方向に変形させて、固定軸３の外周とスリーブ５の内周の隙間を小さくすれば、回転体４の面倒れ、回転ムラ等の問題は解消する。
【００４１】
上述の実施形態は、説明のために例示したもので、本発明としてそれに限定されるものではなく、特許請求の範囲、発明の詳細な説明、及び図面の記載から当事者が認識する事ができる本発明の技術的思想に反しない限り、変更および付加が可能である。
【００４２】
例えば、実施例２において、ポリゴンミラー７の上面に立上り部７１を形成したものを示したが、これに加えて、実施例３で示した立下り部７２がポリゴンミラー７の下面に形成されていても良い。
【００４３】
また、実施例１〜３においては、弾性部材９を用いたものを示したが、押圧部材６に弾性的な機能を付加し、弾性部材９を無くして、押圧部材６だけでポリゴンミラー７をフランジ８に押し付けても良い。
【００４４】
さらに、実施例２および３では、磁性体１０およびスラストマグネット１１によりスラスト磁気軸受を構成しているが、磁性体１０およびスラストマグネット１１を無くし、図６および図７に示したように、実施例１と同様に、ステータコイル１６とロータマグネット１２だけでスラスト磁気軸受を構成しても良い。
【００４５】
また、実施例１〜３においては、スリーブ５とフランジ８を別部品としたものを示したが、スリーブ５とフランジ８が一体となっていても良い。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明は、画像形成装置等に使用される光偏向器に適用される。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明に係る光偏向器の側部断面図である（実施例１）
【図２】本発明に係る光偏向器の部分拡大図である（実施例１）
【図３】本発明に係る光偏向器の側部断面図である（実施例２）
【図４】本発明に係る光偏向器の側部断面図である（実施例３）
【図５】従来の光偏向器を説明する側部断面図である
【図６】本発明に係る光偏向器の側部断面図である
【図７】本発明に係る光偏向器の側部断面図である
【符号の説明】
【００４８】
１  光偏向器
２  ハウジング
３  固定軸
４  回転体
５  スリーブ
６  押圧部材
７  ポリゴンミラー
８  フランジ
９  弾性部材
１０  磁性体
１１  スラストマグネット
１２  ロータマグネット
【図１】
2007178618.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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