(57)【要約】【課題】  ４本のビームを反射させるために、ポリゴンミラーの鏡面を大きくすると、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、回転体の上下振動が発生し易くなるという問題がある。【解決手段】  少なくとも固定軸と、固定軸の外側に隙間を有して挿入されたスリーブと、スリーブに固定されたポリゴンミラーとを有する光偏向器において、ポリゴンミラーの上面の周縁部にスリーブの上面よりも突出した上面を有する立上り部を形成し、立上がり部に囲まれる凹部全体を覆う平板を立上り部の上面に取り付けた。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも固定軸と、該固定軸の外側に隙間を有して挿入されたスリーブと、該スリーブに固定されたポリゴンミラーとを有する光偏向器において、
該ポリゴンミラーの上面の周縁部に、前記スリーブの上面よりも突出した上面を有する立上り部が形成され、
該立上がり部に囲まれる凹部全体を覆う蓋が、該立上り部の上面に取り付けられ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下面の周縁部に立下り部が形成された請求項１に記載の光偏向器
【請求項３】
前記スリーブにはフランジが固定され、
該フランジの上面に前記ポリゴンミラーが置かれ、
前記ポリゴンミラーを前記フランジ側に押し付ける押圧部材が、前記立上り部に囲まれる凹部において、前記スリーブに固定された請求項１または請求項２に記載の光偏向器
【請求項４】
前記蓋は、円形または正Ｎ角形（Ｎは前記ポリゴンミラーの鏡面数）である請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の光偏向器
【請求項５】
前記蓋が平板である請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の光偏向器
【請求項６】
前記蓋の略中心部に直径０．１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下の貫通孔が形成された請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の光偏向器
【請求項７】
前記蓋の上面にバランスウェイトを塗布するためのリング状の溝が設けられ、
該リング状の溝の中心が前記ポリゴンミラーの略回転中心である請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の光偏向器
【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１０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の鏡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２〜４参照）。
【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
【特許文献４】特開２００７−１７８６１８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、回転体の上下振動が発生し易くなり、回転体の回転が不安定になるという問題が生じる。
【００１１】
また、ポリゴンミラーの重量を軽減するため、前記した特許文献２〜４に示されているようにポリゴンミラーの上面に立上り部を設ける（ポリゴンミラーの上面に凹部を設ける）ことが一般に行われるが、ポリゴンミラーの上面が凹凸になるため風損が増加し、消費電力が増加するという問題がある。
ここで、風損とは、回転体が空気の粘性による摩擦に抗って回転する際に発生する回転エネルギーの損失、または回転体周りの乱流による空気抵抗から生じる回転エネルギーの損失をいう。
【００１２】
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、ポリゴンミラーの上面に形成された立上り部の上面に平板を設けるという簡単な構成により、回転体を安定に高速回転させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
（第１発明）
第１発明に係る光偏向器は、少なくとも、固定軸と、この固定軸の外側に隙間を有して挿入されたスリーブと、このスリーブに固定されたポリゴンミラーとを有する光偏向器において、ポリゴンミラーの上面の周縁部に、スリーブの上面よりも突出した上面を有する立上り部を形成し、この立上がり部に囲まれる凹部全体を覆う蓋を、立上り部の上面に取り付けたものである。
【００１４】
ここで、蓋とは、剛性があって通気性が無い板状部材をいい、例えば、厚さ０．５ｍｍ〜１ｍｍ程度のプラスチック板、アルミ板、板金等をいう。また、蓋は平であることが望ましいが、略中央部に滑らかな曲線を有する凸部または凹部が形成されていても良い。
【００１５】
前記した構成により、ポリゴンミラーの上面および立上り部の内周面に囲まれた凹部と平板の下部の間に存在する大容量の空気を、その外部（平板の上部）の空気と遮断することができる。このため、スリーブとポリゴンミラーを主要な構成部品とする回転体の上下方向の振動に対して十分なダンパー効果を発揮することができ、回転体の安定な高速回転を実現することができる。
【００１６】
（第２発明）
第２発明に係る光偏向器は、第１発明において、ポリゴンミラーの下面の周縁部に立下り部を形成したものである。
かかる構成により、ポリゴンミラーの鏡面の面積を大きくすることができる。
【００１７】
（第３発明）
第３発明に係る光偏向器は、第１発明または第２発明において、スリーブにはフランジが固定され、このフランジの上面にポリゴンミラーが置かれており、ポリゴンミラーをフランジ側に押し付ける押圧部材が、立上り部に囲まれる凹部において、スリーブに固定されたものである。かかる構成により、前記した第１発明の効果を奏するだけではなく、光偏向器の製造を簡単にし、安価にすることができるという効果を奏する。
【００１８】
（第４発明）
第４発明に係る光偏向器は、第１発明から第３発明のいずれか１つの発明において、蓋が円形または正Ｎ角形としたものである。ここで、Ｎは、ポリゴンミラーの鏡面（反射面）の数のことである。例えば、８つの鏡面を有するポリゴンミラーの場合は、蓋の形状は正８角形となる。
かかる構成により、光偏向器の上面に形成された凹部を蓋で完全に塞ぐことができる。
【００１９】
（第５発明）
第５発明に係る光偏向器は、第１発明から第４発明のいずれか１つの発明において、蓋を平板としたものである。ここで、平板とは、文字通り平らな板のことである。
【００２０】
かかる構成により、ポリゴンミラーの上面の凹凸を平面にすることができるので、ポリゴンミラーの回転により生じる風損を減少することができ、ひいては少ない消費電力で光偏向器を高速回転させることができる。
【００２１】
（第６発明）
第６発明に係る光偏向器は、第１発明から第５発明のいずれか１つの発明において、蓋の略中心部に直径０．１ｍｍから０．３ｍｍの貫通孔を形成したものである。
かかる構成により、ポリゴンミラーの上面に形成された凹部に存する大容量の空気が貫通孔を通って排出されたり、逆に、外気が貫通孔を通ってポリゴンミラーの上面に形成された凹部に流入したりするので、回転体に発生した振動を短時間で無くすことができる。
【００２２】
（第７発明）
第７発明に係る光偏向器は、第１発明から第６発明のいずれか１つの発明において、蓋の上面にバランスウェイトを塗布するためのリング状の溝を設け、このリング状の溝の中心をポリゴンミラーの略回転中心としたものである。
かかる構成により、回転体を組み立てた後、回転体４のバランス調整を容易にできるという効果を奏する。
【発明の効果】
【００２３】
本発明により、ポリゴンミラーが大型化し回転体の重量が増加しても、回転体の上下方向の振動に対して十分なダンパー効果を発揮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
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】
【００２５】
本発明に係る第１実施例を図１を用いて説明する。
図１は、実施例１に係る光偏向器の側部断面図である。
【００２６】
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。
【００２７】
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６つ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の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固定された押圧部材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。
【００２８】
ポリゴンミラー７の上面の周縁部には立上り部７１が形成され、この立上り部７１の上面には接着剤により厚さ１ｍｍのアルミニウム製の平板５０が固定されている。このように、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、鏡面の面積を広くすることができる。
【００２９】
回転体４は、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。
【００３０】
次に、回転体４の製造方法を以下に説明する。
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して固定するが、フランジ８の固定後に、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。
【００３１】
そして、フランジ８の内周面に接着剤を塗布し、そこにロータマグネットを取り付けて接着固定する。
【００３２】
次に、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いので、ポリゴンミラー７をフランジ８の上面に形成された凸部１８の上に置く。
ここで、ポリゴンミラー７の内径をスリーブ５の外径よりも大きくしている理由は、ポリゴンミラー７の外周面に形成した鏡面（反射面）７２は高い平面度を要するため、ポリゴンミラー７のスリーブ５への取付により、ポリゴンミラー７の鏡面が変形しないようにするためである。
【００３３】
すなわち、ポリゴンミラー７の内径をスリーブ５の外径よりも小さくすると、ポリゴンミラー７をスリーブ５に圧入することになり、ポリゴンミラー７の内周面がスリーブ５の外周面から外力を受けて鏡面７２が変形するので、これを防止するためである。
【００３４】
次に、弾性部材９をポリゴンミラー８の上面に置く。
尚、弾性部材９の内径はスリーブ５の外径よりも大きく、ロータマグネット１２の内径はスリーブ５の外径よりも大きいので、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。  
【００３５】
次に、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の上端において圧入又は焼嵌等により固定し、その後、ポリゴンミラー７の上面の周縁部に形成した立上り部７１の上面に蓋５２を接着剤により固定する。尚、蓋５２は、ネジ等により固定しても良い。
【００３６】
最後に、蓋５２の上面にバランス調整用の接着剤を塗布して、回転体のバランスを調整する。
こ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を製造することができる。
【００３７】
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、ブラシレスモータを構成している。ステータコイル１６は、基板１７に直接固定されていても良い。
【００３８】
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を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を取り付けることができる。
【００３９】
前記した光偏向器１においては、ポリゴンミラー７の上面の周縁部に形成した立上り部７１の上面に蓋５２が固定されているので、立上り部７１により囲まれた凹部５１に存在する大容量の空気８０と、蓋５２の上部の空気（外気）とが遮断されている。尚、本実施例１においては、蓋５２として、平板５０を用いている。
【００４０】
このため、スリーブ５とポリゴンミラー７を主要な構成部品とする回転体４の上下方向の振動に対して、大容量８０の空気が十分なダンパー効果を発揮するので、回転体４の安定な高速回転を実現することができる。
【００４１】
また、立上り部７１および押圧部材６等によりポリゴンミラー７の上面は凹凸になる。しかし、立上り部７１の上面に蓋５２として平板５０を固定することにより、ポリゴンミラー７の上面は平面になるので、ポリゴンミラー７の回転により生じる風損を減少することができ、ひいては少ない消費電力で回転体４を高速回転させることができる。
【実施例２】
【００４２】
本発明の他の実施例を図２に示し、以下に詳細に説明する。
尚、実施例１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。
【００４３】
図２は、本発明が適用された実施例２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２に係る光偏向器の実施例１との主な相違点は、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の磁気吸引力により、スラスト磁気軸受が構成されている点である。
【００４４】
かかる構成により、スラスト磁気軸受をスリーブ５の上下で形成することができるので、回転体４の高速回転をさらに安定にすることができる。
【００４５】
尚、一見すると実施例１の場合と比較してポリゴンミラー７と平板５０により囲まれた空間が狭くなったように見えるが、立上り部７１は実施例１の場合よりも高くなっており、ポリゴンミラー７と押圧部材６等の間には大容量の空気８０が存在する。このため、実施例２の光偏向器１においても実施例１と同様なダンパー効果を得ることができる。
【００４６】
また、ポリゴンミラー７の上面は平面であるので、本実施例２に係る光偏向器においても実施例１と同じように風損を少なくすることができ、少ない電力で回転体４を高速回転させることができる。
【実施例３】
【００４７】
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、実施例１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。
【００４８】
図３は、本発明が適用された実施例３に係る光偏向器の側部断面図を示したものである。
【００４９】
本実施例３に係る光偏向器の実施例１との主な相違点は、押圧部材６を板バネで形成された押圧部材６１にした点のみである。
【００５０】
かかる構成により、部品点数を少なくすることができ、光偏向器１を安価に製造することができる。
【実施例４】
【００５１】
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、実施例３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。
【００５２】
図４は、本発明が適用された実施例４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４に係る光偏向器１の実施例１との主な相違点は、ポリゴンミラー７の下面に立下り部７３を設けた点のみである。
【００５３】
かかる構成により、ポリゴンミラー７の鏡面（反射面）７２の面積を大きくすることができる。
【実施例５】
【００５４】
本発明の他の実施例を図５および図６に示し、以下に詳細に説明する。
尚、実施例３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。
【００５５】
図５は実施例１〜４における回転体４を上方から見た平面図、図５は本実施例５における回転体４を上方から見た平面図である。
【００５６】
本実施例５に係る光偏向器の実施例３との主な相違点は、図５および図６を見比べれば一見して分かるように、蓋５２としての平板５０の略中心に直径０．１ｍｍ〜０．３ｍｍの貫通孔５３を設けた点のみである。
【００５７】
かかる構成により、回転体４に振動が生じた場合に、貫通孔５３を通って空気がポリゴンミラー７の上面に形成された凹部に対して出入りするので、回転体４に生じた振動を短時間で減衰させ、回転体４の安定した高速回転を短時間で実現することができる。
【実施例６】
【００５８】
本発明の他の実施例を図７および図８に示し、以下に詳細に説明する。
尚、実施例５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。
【００５９】
図７は本発明が適用された実施例６に係る光偏向器の側部断面図、図８は図７に示した回転体４を上方から見た平面図である。
【００６０】
本実施例６に係る光偏向器の実施例５との主な相違点は、蓋５２の略中央部に滑らかな曲線を有する凸部を形成した点のみである。
【００６１】
かかる構成により、ポリゴンミラー７の上面に形成された凹部５１の容量が大きくなるので、実施例１乃至５に示した光偏向器よりもさらに大容量の空気を凹部５１に蓄えることができる。このため、回転体４に振動が生じたときのダンパー効果をさらに高めることができる。
【実施例７】
【００６２】
本発明の他の実施例を図９に示し、以下に詳細に説明する。
尚、実施例６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。
【００６３】
図９は本発明が適用された実施例７に係る光偏向器の回転体４を上方から見た平面図である。
【００６４】
本実施例７に係る光偏向器の実施例６との主な相違点は、蓋５２上面にバランスウェイトを塗布するためのリング状の溝５５を設け、この溝５５の中心をポリゴンミラー７の略回転中心とした点のみである。
【００６５】
かかる構成により、回転体４を組み立てた後、容易に回転体４のバランス調整をすることができる。
【００６６】
上述の実施例は、説明のために例示したものであって、本発明はそれに限定されるものではなく、特許請求の範囲、明細書及び図面の記載から当事者が認識することができる本発明の技術的思想に反しない限り、変更、削除および付加が可能である。
【００６７】
また、前記した実施例においては、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。
【００６８】
さらに、前記した実施例においては、ポリゴンミラー７の鏡面が６つ（６面）のものを示したが、６面以外、例えば８面、１６面等であっても良い。  
【産業上の利用可能性】
【００６９】
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】
【００７０】
【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側部断面図である（実施例２）
【図３】本発明に係る光偏向器の側部断面図である（実施例３）
【図４】本発明に係る光偏向器の側部断面図である（実施例４）
【図５】実施例１〜４における回転体を上方から見た平面図である（実施例５）
【図６】本発明に係る光偏向器の回転体を上方から見た平面図である（実施例５）
【図７】本発明に係る光偏向器の側部断面図である（実施例６）
【図８】本発明に係る光偏向器の回転体を上方から見た平面図である（実施例６）
【図９】本発明に係る光偏向器の回転体を上方から見た平面図である（実施例７）
【図１０】従来の光偏向器を説明する側部断面図である
【符号の説明】
【００７１】
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
１２  ロータマグネット
１４  溝
１６  ステータコイル
１７  基板
５０  平板
５１  凹部
７１  立上り部
【図１】
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【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】
2009157037.tif 000009
【図８】
2009157037.tif 000010
【図９】
2009157037.tif 000011
【図１０】
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