JP2005121692A - Light-deflecting device, image forming apparatus and method for manufacturing the light deflecting device - Google Patents

Light-deflecting device, image forming apparatus and method for manufacturing the light deflecting device Download PDF

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Susumu Matsui
晋 松井
Naohiro Ono
直弘 大野
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a light-deflecting device from which ample durability can be obtained by allowing the rotational speed of a polygon mirror to be ultra-high rotational speed of 50,000 rpm, and preventing shifting of the polygon mirror. <P>SOLUTION: The optical polarizing device comprises a base member, the polygon mirror formed into a regular polygon and having a reflecting face on each circumference, a flange member holding the polygon mirror to be rotated with respect to the base member, and a pushing member pushing the polygon mirror on the flange member. The polygon mirror is previously pushed against the flange member by a pushing force which is stronger than the pushing force pushed against the flange member by the pushing member, and then the pushing member is pushed and held. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、デジタル複写機、プリンタ、ファクシミリ、これらの諸機能を備えた複合機等の画像形成装置、及びバーコードリーダー等に用いられる光偏光装置、該光偏光装置を備えた画像形成装置、並びに光偏光装置の製造方法に関する。   The present invention relates to a digital copying machine, a printer, a facsimile, an image forming apparatus such as a multifunction machine having these functions, a light polarizing device used for a barcode reader, and the like, an image forming apparatus provided with the light polarizing device, In addition, the present invention relates to a method for manufacturing an optical polarization device.

従来より、レーザービームプリンタやデジタル複写機等の電子写真方式による画像形成装置においては、感光体ドラムに画像を書き込むために光ビーム操作を行う光偏光装置が用いられている。かかる光偏光装置においては、読み取った情報を基に、レーザー光を光偏光装置における高速回転するポリゴンミラーに入射させ、その反射光を走査して感光体に投影し、画像記録を行っている。このようなポリゴンミラーを用いた光偏光装置が多数の特許公報に開示されている。この一例として、図6に示す光偏光装置がある。(特許文献1参照)
以下に、図6を参照して、特許文献1に記載の光偏光装置について説明する。
2. Description of the Related Art Conventionally, in an electrophotographic image forming apparatus such as a laser beam printer or a digital copying machine, a light polarization device that performs a light beam operation is used to write an image on a photosensitive drum. In such a light polarization device, laser light is incident on a polygon mirror that rotates at high speed in the light polarization device based on the read information, and the reflected light is scanned and projected onto a photoconductor to perform image recording. A number of patent publications disclose light polarizing devices using such polygon mirrors. As an example of this, there is an optical polarization device shown in FIG. (See Patent Document 1)
Below, with reference to FIG. 6, the optical polarization apparatus of patent document 1 is demonstrated.

正多角形に形成された外周面にレーザー光を反射して偏光するための反射面72aを設けたポリゴンミラー72は、外筒軸受73と一体化したフランジ部材71に挿着され、押さえ板75により支持された板バネ74によって押圧されてフランジ部材71に保持され一体化し、ミラーユニット70を形成している。一方、ベース部材60には、外筒軸受73とラジアル方向に嵌合する内筒軸受65と、外筒軸受73とスラスト方向に当接する上スラスト軸受66と下スラスト軸受64とが挿着され、ネジ68によって固定された固定板67によってスラスト方向に位置決めされている。また、ベース部材60には、固定ヨーク61が固定され、更にマグネットコイル62が配置されたプリント配線基板63が固定されている。一方、フランジ部材71にはマグネットコイル62と対向する磁石77が固定されている。   A polygon mirror 72 provided with a reflecting surface 72 a for reflecting and polarizing laser light on the outer peripheral surface formed in a regular polygon is inserted into a flange member 71 integrated with an outer cylindrical bearing 73, and a pressing plate 75. The mirror unit 70 is formed by being pressed by the leaf spring 74 supported by the flange member 71 and held and integrated with the flange member 71. On the other hand, an inner cylinder bearing 65 that fits in the radial direction with the outer cylinder bearing 73, an upper thrust bearing 66 that contacts the outer cylinder bearing 73 in the thrust direction, and a lower thrust bearing 64 are inserted into the base member 60. It is positioned in the thrust direction by a fixing plate 67 fixed by screws 68. A fixed yoke 61 is fixed to the base member 60, and a printed wiring board 63 on which a magnet coil 62 is further fixed. On the other hand, a magnet 77 facing the magnet coil 62 is fixed to the flange member 71.

これにより、マグネットコイル62に通電すると磁石77との相互作用によって、ミラーユニット70は各軸受を介してベース部材60に対して高速回転する。   Accordingly, when the magnet coil 62 is energized, the mirror unit 70 rotates at high speed with respect to the base member 60 via the bearings due to the interaction with the magnet 77.

ここで、ポリゴンミラー72は被保持面72b(加工基準面)にてフランジ部材71の保持面71cにより保持されているが、被保持面72bはポリゴンミラー72の反射面72aの倒れ角を良好な値にするために高精度に加工する必要があり、従来は保持面71c及び被保持面72bの表面粗さ(Ry)が1μm以下の鏡面になるように機械加工していた。ところが、このように鏡面加工された保持面71c及び被保持面72bを当接させてポリゴンミラー72とフランジ部材71を固定すると、ポリゴンミラー72の内径とフランジ部材71の外径との間には挿着組立するための間隙があるため、高速回転による遠心力でポリゴンミラー72がずれてしまい、ミラーユニット70が回転するときにバランスが悪くなって振動が増加してしまう恐れがあった。   Here, although the polygon mirror 72 is held by the holding surface 71c of the flange member 71 at the held surface 72b (processing reference surface), the held surface 72b has an excellent tilt angle of the reflecting surface 72a of the polygon mirror 72. In order to obtain a value, it is necessary to perform machining with high accuracy, and conventionally, machining is performed so that the surface roughness (Ry) of the holding surface 71c and the held surface 72b is a mirror surface of 1 μm or less. However, when the polygon mirror 72 and the flange member 71 are fixed by bringing the holding surface 71c and the holding surface 72b thus mirror-finished into contact with each other, the gap between the inner diameter of the polygon mirror 72 and the outer diameter of the flange member 71 is between. Since there is a gap for inserting and assembling, the polygon mirror 72 is displaced by centrifugal force due to high-speed rotation, and when the mirror unit 70 rotates, there is a possibility that the balance is deteriorated and vibration is increased.

そこで、特許文献1においては、保持面71cと被保持面72bの一方、または両方の表面粗さ(Ry)が、3μm≦Ry≦20μmとなるように、表面処理を施している。なお、RyはJISB0601で定義される最大高さである。このように構成することにより、高速回転した場合にポリゴンミラー72に遠心力が作用しても、保持面71cと被保持面72bとの間に生ずる摩擦力によって、ポリゴンミラー72はずれ難くなり、不要に振動しなくなった。
特開2002−48997号公報
Therefore, in Patent Document 1, surface treatment is performed so that the surface roughness (Ry) of one or both of the holding surface 71c and the held surface 72b is 3 μm ≦ Ry ≦ 20 μm. Ry is the maximum height defined by JISB0601. With this configuration, even if a centrifugal force acts on the polygon mirror 72 when rotating at a high speed, the polygon mirror 72 is not easily displaced due to the frictional force generated between the holding surface 71c and the held surface 72b, which is unnecessary. No longer vibrates.
JP 2002-48997 A

近年は画像記録の高速化や高精密化が要求され、このためにポリゴンミラーもより高速で回転することが必要になってきた。そして、ポリゴンミラーの回転数が50,000以上のの超高速回転になっても、ポリゴンミラーのずれがなく、且つ充分な耐久性を有することが要求されるようになった。   In recent years, high-speed and high-precision image recording has been demanded. For this reason, it has become necessary to rotate the polygon mirror at a higher speed. Even when the rotation speed of the polygon mirror is 50,000 or higher, it is required that the polygon mirror does not shift and has sufficient durability.

この点において、前述の特許文献1に記載の発明ではポリゴンミラーの回転数が50,000rpm程度まではポリゴンミラーのずれを防止できるが、50,000rpmを超えるとポリゴンミラーのずれが発生する恐れがあることが、発明者の検討により判明した。   In this respect, in the invention described in Patent Document 1, the polygon mirror can be prevented from shifting up to about 50,000 rpm, but if it exceeds 50,000 rpm, the polygon mirror may be displaced. It was found by the inventors' investigation.

また、近年は数千時間から1万時間程度の耐久性が要求されるが、この点でも特許文献1に記載の発明では不充分であった。   In recent years, durability of about several thousand hours to 10,000 hours is required. However, the invention described in Patent Document 1 is insufficient in this respect as well.

一方、ポリゴンミラーがずれないようにするためには、図5に示す保持面71cと被保持面72bとの摩擦力を増す必要があり、このために板バネ74による押圧力を強くすることが考えられる。しかし、発明者の検討により、押圧力が150Nを超えるとポリゴンミラーの反射面が歪んでしまい、感光体ドラムに記録した画像が劣化することが分かった。なお、画像が劣化しないためには、ポリゴンミラーの反射面の平面性はλ/4(λ=633nm)より良好である必要がある。   On the other hand, in order to prevent the polygon mirror from shifting, it is necessary to increase the frictional force between the holding surface 71c and the held surface 72b shown in FIG. 5, and for this reason, the pressing force by the leaf spring 74 can be increased. Conceivable. However, it has been found by the inventors that when the pressing force exceeds 150 N, the reflection surface of the polygon mirror is distorted and the image recorded on the photosensitive drum is deteriorated. In order to prevent the image from deteriorating, the flatness of the reflecting surface of the polygon mirror needs to be better than λ / 4 (λ = 633 nm).

本発明はかかる問題に鑑みてなされたものであり、ポリゴンミラーの回転数が50,000rpm以上の超高速回転になり、且つ数千時間の耐久性が要求されても、ポリゴンミラーのずれを防止でき、且つ充分な耐久性が得られる光偏光装置、画像形成装置、及び光偏光装置の製造方法を提案することを目的とする。   The present invention has been made in view of such problems, and prevents the polygon mirror from shifting even when the rotation speed of the polygon mirror is 50,000 rpm or higher and durability of several thousand hours is required. An object of the present invention is to propose a light polarizing device, an image forming device, and a method for manufacturing the light polarizing device that can be used and have sufficient durability.

上記目的は下記の何れかの手段によって達成される。
(1)ベース部材と、正多角形に形成されて各周面に反射面を有するポリゴンミラーと、前記ポリゴンミラーを保持して前記ベース部材に対して回転するフランジ部材と、前記ポリゴンミラーを前記フランジ部材に押圧する押圧部材と、を備えた光偏光装置において、前記ポリゴンミラーは、前記押圧部材によって前記フランジ部材に押圧される押圧力より強い押圧力で予め前記フランジ部材に押圧された後、前記押圧部材によって押圧、保持されていることを特徴とする光偏光装置。
(2)ベース部材と、正多角形に形成されて各周面に反射面を有するポリゴンミラーと、前記ポリゴンミラーを保持して前記ベース部材に対して回転するフランジ部材と、前記ポリゴンミラーを前記フランジ部材に押圧する押圧部材と、を備えた光偏光装置の製造方法において、前記ポリゴンミラーを前記フランジ部材に装着する工程と、前記押圧部材が前記ポリゴンミラーを前記フランジ部材に押圧する押圧力より強い押圧力で前記ポリゴンミラーを前記フランジ部材に押圧する工程と、前記押圧部材により前記ポリゴンミラーを前記フランジ部材に押圧、保持する工程と、を備えた光偏光装置の製造方法。
The above object can be achieved by any of the following means.
(1) a base member, a polygon mirror formed in a regular polygon and having a reflecting surface on each peripheral surface, a flange member that holds the polygon mirror and rotates with respect to the base member, and the polygon mirror In the optical polarization device provided with a pressing member that presses against the flange member, the polygon mirror is previously pressed against the flange member with a pressing force stronger than the pressing force pressed against the flange member by the pressing member, A light polarization device, which is pressed and held by the pressing member.
(2) a base member, a polygon mirror formed in a regular polygon and having a reflecting surface on each peripheral surface, a flange member that holds the polygon mirror and rotates with respect to the base member, and the polygon mirror And a pressing member that presses the flange member, and a step of mounting the polygon mirror on the flange member, and a pressing force by which the pressing member presses the polygon mirror against the flange member. A method of manufacturing an optical polarizing device, comprising: pressing the polygon mirror against the flange member with a strong pressing force; and pressing and holding the polygon mirror against the flange member with the pressing member.

請求項1の光偏光装置、請求項6の光偏光装置の製造方法によれば、ポリゴンミラーとフランジ部材が僅かに食い込んで密着することで、ポリゴンミラーの回転数が50,000rpm以上の超高速回転になり、且つ数千時間の耐久性が要求されても、ポリゴンミラーのずれを防止できる。また、ポリゴンミラーは一時的に強く押圧されても、組立後はより弱い押圧力で押圧されるので、ポリゴンミラーの反射面の平面性は良好に保持される。   According to the method of manufacturing the optical polarizing device of claim 1 and the optical polarizing device of claim 6, the polygon mirror and the flange member slightly bite into close contact with each other, so that the rotational speed of the polygon mirror is 50,000 rpm or higher. Even if the rotation is required and durability for several thousand hours is required, the polygon mirror can be prevented from shifting. Further, even if the polygon mirror is temporarily pressed strongly, it is pressed with a weaker pressing force after assembly, so that the flatness of the reflecting surface of the polygon mirror is maintained well.

請求項2の光偏光装置、請求項7の光偏光装置の製造方法によれば、粗面加工によりポリゴンミラーとフランジ部材との食い込み量が増大するので、上記の効果がより大きくなる。   According to the manufacturing method of the light polarizing device of claim 2 and the light polarizing device of claim 7, the amount of biting between the polygon mirror and the flange member is increased by the rough surface processing, and thus the above effect is further increased.

請求項3,4の光偏光装置、請求項8,9の光偏光装置の製造方法によれば、接着剤の膜厚が薄くなるので、接着剤のクリープ現象で生ずるポリゴンミラーのずれがより小さくなる。   According to the manufacturing method of the light polarizing device of claims 3 and 4, and the method of manufacturing the light polarizing device of claims 8 and 9, since the film thickness of the adhesive is reduced, the deviation of the polygon mirror caused by the creep phenomenon of the adhesive is smaller. Become.

請求項5の画像形成装置によれば、上記各効果を奏することができる。   According to the image forming apparatus of the fifth aspect, the above effects can be achieved.

先ず、光偏光装置を有するビーム走査光学装置の一実施の形態を、図1を参照して説明する。   First, an embodiment of a beam scanning optical device having an optical polarization device will be described with reference to FIG.

図1において、1はポリゴンミラー1aを備えた光偏光装置、2は半導体レーザ、3はビーム整形用光学系のコリメータレンズ、4は第1シリンドリカルレンズ、5,6はfθレンズ、7は第2シリンドリカルレンズ、8はミラー、9はカバーガラス、10は感光体ドラムをそれぞれ示している。また、11は同期検知用のインデックスミラー、12は同期検知用のインデックスセンサである。   In FIG. 1, 1 is an optical polarization device provided with a polygon mirror 1a, 2 is a semiconductor laser, 3 is a collimator lens of a beam shaping optical system, 4 is a first cylindrical lens, 5 and 6 are fθ lenses, and 7 is a second lens. A cylindrical lens, 8 is a mirror, 9 is a cover glass, and 10 is a photosensitive drum. Reference numeral 11 is an index mirror for synchronization detection, and 12 is an index sensor for synchronization detection.

半導体レーザ2から出射したビーム光は、コリメータレンズ3により平行光となり、第1結像光学系の第1シリンドリカルレンズ4を経て、光偏光装置1において等速で高速回転するポリゴンミラー1aの反射面に入射する。ポリゴンミラー1aの反射面で反射した反射光はfθレンズ5,6、第2シリンドリカルレンズ7から成る第2結像光学系を透過し、ミラー8、カバーガラス9を介して感光体ドラム10の周面上に所定のスポット径で主走査が行われる。主走査方向は図示しない調整機構によって微調整がなされ、1ライン毎の同期検知は走査開始前のビームをインデックスミラー11を介してインデックスセンサ12に入射することによって行われる。   Beam light emitted from the semiconductor laser 2 is converted into parallel light by the collimator lens 3, passes through the first cylindrical lens 4 of the first imaging optical system, and is reflected on the reflecting surface of the polygon mirror 1 a that rotates at a constant speed in the optical polarization device 1. Is incident on. The reflected light reflected by the reflecting surface of the polygon mirror 1 a passes through the second imaging optical system including the fθ lenses 5 and 6 and the second cylindrical lens 7, and passes around the photosensitive drum 10 via the mirror 8 and the cover glass 9. Main scanning is performed on the surface with a predetermined spot diameter. The main scanning direction is finely adjusted by an adjustment mechanism (not shown), and synchronization detection for each line is performed by making a beam before the start of scanning enter the index sensor 12 via the index mirror 11.

かかるビーム走査光学装置において、感光体ドラム10上に良好な潜像を得るためには、ポリゴンミラー1aが正多角形に形成されて複数の高精度の反射面を有していて、回転軸に対して傾きなく、且つ回転軸方向への位置ずれがなく高速回転することが求められる。   In such a beam scanning optical device, in order to obtain a good latent image on the photosensitive drum 10, the polygon mirror 1a is formed in a regular polygon and has a plurality of high-precision reflecting surfaces, and is provided on the rotation axis. On the other hand, it is required to rotate at high speed with no inclination and no positional deviation in the direction of the rotation axis.

次に、前述のビーム走査光学装置に搭載される光偏光装置について、図2を参照して詳細に説明する。図2は光偏光装置の縦断面図である。   Next, the optical polarization device mounted on the beam scanning optical device will be described in detail with reference to FIG. FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the light polarization device.

20はベース部材であり、アルミニュウム等の金属から形成されて後述する各部材を保持し、前述のビーム走査光学装置に固定される。ベース部材20の上面には固定ヨーク21が固定され、更に複数のマグネットコイル22が同一面上に配置されたプリント配線基板23が固定されている。   Reference numeral 20 denotes a base member, which is formed of a metal such as aluminum, holds each member to be described later, and is fixed to the beam scanning optical device described above. A fixed yoke 21 is fixed to the upper surface of the base member 20, and a printed wiring board 23 having a plurality of magnet coils 22 arranged on the same surface is fixed.

31はフランジ部材であり、アルミニュウム、真鍮若しくはステンレス等から形成されて、円盤状のフランジ31aと、円筒状の円筒部31bとからなり、フランジ31aの下面にはポリゴンミラー32を保持する保持面31cを有している。そして、フランジ部材31における円筒部31bの中央に設けた孔に、外筒軸受33を焼き嵌めや圧入によって嵌入し一体化する。   Reference numeral 31 denotes a flange member, which is made of aluminum, brass, stainless steel, or the like, and includes a disc-shaped flange 31a and a cylindrical cylindrical portion 31b. A holding surface 31c that holds the polygon mirror 32 on the lower surface of the flange 31a. have. And the outer cylinder bearing 33 is inserted into the hole provided in the center of the cylindrical part 31b in the flange member 31 by shrink fitting or press fitting, and integrated.

ポリゴンミラー32はアルミニュウム等の金属により高精度の正多角形に形成されていて、各周面にレーザー光を反射して偏光するための反射面32aを設けている。このポリゴンミラー32をフランジ部材31における円筒部31bの外周部に挿入し、保持面31cにポリゴンミラー32の被保持面32bを当接させる。なお、ポリゴンミラー32の被保持面32bは反射面32aを加工するときの基準面でもあり、鏡面加工されている。   The polygon mirror 32 is formed into a highly accurate regular polygon using a metal such as aluminum, and has a reflecting surface 32a for reflecting and polarizing laser light on each peripheral surface. The polygon mirror 32 is inserted into the outer peripheral portion of the cylindrical portion 31b of the flange member 31, and the held surface 32b of the polygon mirror 32 is brought into contact with the holding surface 31c. The held surface 32b of the polygon mirror 32 is also a reference surface for processing the reflecting surface 32a, and is mirror-finished.

続いて、円筒部31bの外周部にステンレス鋼板、リン青銅鋼板若しくはベリリウム鋼板をプレス加工して形成した板バネ34(押圧部材)を挿入し、ミラー押さえ板35を小ねじ36によってフランジ部材31の円筒部31bに締結固定する。これによって、板バネ34がポリゴンミラー32を押圧し、ポリゴンミラー32の被保持面32bがフランジ部材31の保持面31cに圧着するが、過大な応力がポリゴンミラー32に付加されることがなく、ポリゴンミラー32の変形が防止されている。   Subsequently, a plate spring 34 (pressing member) formed by pressing a stainless steel plate, a phosphor bronze steel plate or a beryllium steel plate is inserted into the outer peripheral portion of the cylindrical portion 31 b, and the mirror pressing plate 35 is attached to the flange member 31 by a small screw 36. Fastened and fixed to the cylindrical portion 31b. As a result, the leaf spring 34 presses the polygon mirror 32 and the held surface 32b of the polygon mirror 32 is pressed against the holding surface 31c of the flange member 31, but no excessive stress is applied to the polygon mirror 32. The deformation of the polygon mirror 32 is prevented.

また、ミラー押さえ板35の下部には、マグネットコイル22と対向して回転トルクを発生させる永久磁石37が接着剤によって接着されている。   In addition, a permanent magnet 37 that opposes the magnet coil 22 and generates rotational torque is bonded to the lower portion of the mirror pressing plate 35 with an adhesive.

このようにして、フランジ部材31、ポリゴンミラー32、外筒軸受33、板バネ34、ミラー押さえ板35、小ネジ36及び永久磁石37によってミラーユニット30が構成されている。   Thus, the mirror unit 30 is constituted by the flange member 31, the polygon mirror 32, the outer cylinder bearing 33, the leaf spring 34, the mirror pressing plate 35, the machine screw 36, and the permanent magnet 37.

一方、ベース部材20の中央には軸部20aが立設していて、軸部20aに下スラスト軸受24を嵌入し、更に、内筒軸受25を嵌入する。続いて、内筒軸受25にミラーユニット30の外筒軸受33を嵌入し、軸部20aに上スラスト軸受26を嵌入して、プレート27を貫通した小ねじ28を軸部20aに螺着して固定する。なお、内筒軸受25、外筒軸受33、下スラスト軸受24及び上スラスト軸受26は、アルミナ、窒化珪素等のセラミックにより形成されている。   On the other hand, a shaft portion 20a is erected at the center of the base member 20, and the lower thrust bearing 24 is fitted into the shaft portion 20a, and the inner cylinder bearing 25 is further fitted. Subsequently, the outer cylinder bearing 33 of the mirror unit 30 is fitted into the inner cylinder bearing 25, the upper thrust bearing 26 is fitted into the shaft portion 20a, and the machine screw 28 penetrating the plate 27 is screwed to the shaft portion 20a. Fix it. The inner cylinder bearing 25, the outer cylinder bearing 33, the lower thrust bearing 24, and the upper thrust bearing 26 are made of ceramic such as alumina or silicon nitride.

このようにして、ミラーユニット30を保持する外筒軸受33は、内筒軸受25によってラジアル軸受が形成されてラジアル動圧回転が行われ、下スラスト軸受24と上スラスト軸受26によってスラスト軸受が形成されてスラスト動圧回転が行われる。そして、動圧発生溝が下スラスト軸受24の軸受面、上スラスト軸受26の軸受面若しくは内筒軸受25の外周面の少なくとも何れか一つに形成されている。このために、高速回転によって発生する風が動圧発生溝に流入して、動圧発生溝にて生ずる強力な風圧によって固定した各軸受と外筒軸受33との間に3〜10μm程度の間隙が生じ、両者の間の抵抗が減少するので、ミラーユニット30は非接触状態になって円滑な高速回転が可能になる。   In this manner, the outer cylindrical bearing 33 that holds the mirror unit 30 is formed with a radial bearing by the inner cylindrical bearing 25 and is subjected to radial dynamic pressure rotation, and a thrust bearing is formed by the lower thrust bearing 24 and the upper thrust bearing 26. Then, thrust dynamic pressure rotation is performed. A dynamic pressure generating groove is formed on at least one of the bearing surface of the lower thrust bearing 24, the bearing surface of the upper thrust bearing 26, or the outer peripheral surface of the inner cylindrical bearing 25. For this reason, wind generated by high-speed rotation flows into the dynamic pressure generating groove, and a gap of about 3 to 10 μm is provided between each bearing fixed by the strong wind pressure generated in the dynamic pressure generating groove and the outer cylindrical bearing 33. Since the resistance between the two is reduced, the mirror unit 30 is in a non-contact state and can smoothly rotate at a high speed.

以上の如く光偏光装置が形成されるが、ミラーユニット30が高速回転するので、気流の乱れによる耳障りな風切り音や、振動による騒音が発生する。特に、静粛が要求されるオフィス等では静音化対策が必要である。そこで、ベース部材20に対向するカバーを設け、ミラーユニット30等を被覆することが望ましい。   Although the light polarization device is formed as described above, since the mirror unit 30 rotates at a high speed, an annoying wind noise due to the turbulence of the air current and noise due to vibration are generated. In particular, in offices where quietness is required, countermeasures for noise reduction are necessary. Therefore, it is desirable to provide a cover facing the base member 20 to cover the mirror unit 30 and the like.

次に、ミラーユニット30の製造方法を図3及び図4を参照して説明する。図3はミラーユニット30の拡大図、図4はハンドプレスの側面図である。なお、図3のミラーユニット30は図2のミラーユニット30に対して逆さで、且つ右半分のみを描いてある。   Next, the manufacturing method of the mirror unit 30 is demonstrated with reference to FIG.3 and FIG.4. 3 is an enlarged view of the mirror unit 30, and FIG. 4 is a side view of the hand press. 3 is upside down with respect to the mirror unit 30 of FIG. 2, and only the right half is depicted.

先ず、外筒軸受33は、予め上端面33a及び下端面33bが中心軸に対して直角になるように鏡面加工されていて、且つ、内周面33c及び外周面33dは中心軸に対して同心となるように鏡面加工されている。この外筒軸受33をフランジ部材31の中央の孔に嵌入し、焼き嵌め、圧入若しくは接着によって双方を一体化する。   First, the outer cylinder bearing 33 is mirror-finished so that the upper end surface 33a and the lower end surface 33b are perpendicular to the central axis, and the inner peripheral surface 33c and the outer peripheral surface 33d are concentric with the central axis. Mirror finish so that The outer cylindrical bearing 33 is fitted into the center hole of the flange member 31, and both are integrated by shrink fitting, press fitting or adhesion.

次に、フランジ部材31の保持面31cを外筒軸受33の上端面33a若しくは下端面33bを基準にして、上端面33a及び下端面33bと平行面となるように平面加工する。これにより外筒軸受33の回転軸と垂直な保持面31cが得られる。   Next, the holding surface 31c of the flange member 31 is planarized so as to be parallel to the upper end surface 33a and the lower end surface 33b with reference to the upper end surface 33a or the lower end surface 33b of the outer cylinder bearing 33. Thereby, the holding surface 31c perpendicular to the rotating shaft of the outer cylinder bearing 33 is obtained.

続いて、ポリゴンミラー32をフランジ部材31の円筒部31bに挿入し、図4に示すハンドプレス51の受け台51aの上に、一体化した外筒軸受33、ポリゴンミラー32及びフランジ部材31を載置する。更に、ポリゴンミラー32の上にポリゴンミラー押圧部材52を載置する。そして、ハンドプレス51の握り部51bを握って、下方に回動操作すれば、駆動部51cが下降して、ポリゴンミラー押圧部材52を押圧するので、ポリゴンミラー32はポリゴンミラー押圧部材52によってフランジ部材31に押圧される。すると、ポリゴンミラー32の被保持面32bがフランジ部材31の保持面31cに圧着され、双方の表面の微細な凹凸によって被保持面32bは保持面31cに僅かに食い込む。   Subsequently, the polygon mirror 32 is inserted into the cylindrical portion 31b of the flange member 31, and the integrated outer cylindrical bearing 33, the polygon mirror 32, and the flange member 31 are mounted on the cradle 51a of the hand press 51 shown in FIG. Put. Further, a polygon mirror pressing member 52 is placed on the polygon mirror 32. When the grip 51b of the hand press 51 is gripped and rotated downward, the drive unit 51c is lowered to press the polygon mirror pressing member 52, so that the polygon mirror 32 is flanged by the polygon mirror pressing member 52. Pressed by the member 31. Then, the held surface 32b of the polygon mirror 32 is pressure-bonded to the holding surface 31c of the flange member 31, and the held surface 32b slightly bites into the holding surface 31c due to minute irregularities on both surfaces.

ここで、ポリゴンミラー押圧部材52はストレインゲージ等の圧力センサを内蔵しているので、接続した電圧計53によって押圧力を換算、判読することができる。この押圧力は150N〜300Nが望ましく、組み立て後の板バネ34の押圧力より強い必要がある。   Here, since the polygon mirror pressing member 52 has a built-in pressure sensor such as a strain gauge, the pressing force can be converted and read by the connected voltmeter 53. This pressing force is desirably 150 N to 300 N, and needs to be stronger than the pressing force of the leaf spring 34 after assembly.

最後に、板バネ34をフランジ部材31の円筒部31bに挿入し、小ねじ36によってミラー押さえ板35をフランジ部材31の円筒部31bに締結固定する。なお、このときの板バネ34の押圧力は70N〜100Nであることが望ましい。   Finally, the plate spring 34 is inserted into the cylindrical portion 31 b of the flange member 31, and the mirror pressing plate 35 is fastened and fixed to the cylindrical portion 31 b of the flange member 31 with the small screw 36. Note that the pressing force of the leaf spring 34 at this time is desirably 70 N to 100 N.

なお、フランジ部材31の保持面31c以外をマスキングしてブラスト処理を施し、保持面31cを粗面に加工すれば、ハンドプレス51によってポリゴンミラー32の被保持面32bは保持面31cに、より深く食い込むことになる。さらに、粗面加工と接着を併用することで、各部材の表面の凹凸のくいこみと、わずかな空隙の接着固定によりさらに効果がある。   Note that if the holding surface 31c is processed into a rough surface by masking other than the holding surface 31c of the flange member 31, the held surface 32b of the polygon mirror 32 is deeper than the holding surface 31c by the hand press 51. I will bite in. Furthermore, by using the rough surface processing and adhesion together, there are further effects due to uneven recesses on the surface of each member and adhesion fixing of slight gaps.

ここで、ポリゴンミラー32をフランジ部材31に押圧しないときと押圧したときとの実験データを表1に示す。   Here, Table 1 shows experimental data when the polygon mirror 32 is not pressed against the flange member 31 and when it is pressed.

Figure 2005121692
Figure 2005121692

なお、この実験において、フランジ部材31の保持面31cにはブラスト処理が施されている。   In this experiment, the holding surface 31c of the flange member 31 is blasted.

また、反射面の平面性は、6面の反射面のうち最も悪い面の値であり、λは633nmである。   The flatness of the reflecting surface is the worst value among the six reflecting surfaces, and λ is 633 nm.

組立後の厚みは、組立後のフランジ部材31とポリゴンミラー32の厚みであって図3のTに相当し、組立前の厚みは、ポリゴンミラー32の厚みT1とフランジ部材31の厚みT2を組立前に各々単独で測定して合計した値である。 Thickness after assembly, a thickness of the flange member 31 and the polygon mirror 32 after assembly corresponds to T in FIG. 3, the thickness of the pre-assembly, the thickness T 2 of the thickness T 1 and the flange member 31 of the polygon mirror 32 Is a value obtained by measuring each of them independently before assembly.

ランニング振動値の変化量は、実験開始直後の水平方向の振動値と、ポリゴンミラー34を55,000rpmで3,600時間回転させたときの水平方向の振動値の差である。   The amount of change in the running vibration value is the difference between the horizontal vibration value immediately after the start of the experiment and the horizontal vibration value when the polygon mirror 34 is rotated at 55,000 rpm for 3,600 hours.

表1によれば、実験1,2において、ポリゴンミラー32の反射面32aの平面性に差はないが、ランニング振動値の変化量に大きな差が生じ、ハンドプレス51を用いて板バネ34の押圧力より強い力で予めポリゴンミラー32をフランジ部材31に押圧することにより、耐久性が増すことが分かる。   According to Table 1, in Experiments 1 and 2, there is no difference in the flatness of the reflection surface 32 a of the polygon mirror 32, but a large difference occurs in the amount of change in the running vibration value. It can be seen that the durability is increased by pressing the polygon mirror 32 against the flange member 31 in advance with a force stronger than the pressing force.

また、フランジ部材31の保持面31cにブラスト処理を施さずに、保持面31cとポリゴンミラー32の被保持面32bとの間に接着剤を塗布して接着層を設け、その後、ハンドプレス51によってポリゴンミラーを55をフランジ部材31に押圧するようにしてもよい。   In addition, an adhesive layer is provided by applying an adhesive between the holding surface 31c and the held surface 32b of the polygon mirror 32 without subjecting the holding surface 31c of the flange member 31 to blasting. The polygon mirror 55 may be pressed against the flange member 31.

このようにしたときの実験データを表2に示す。   Table 2 shows experimental data obtained in this manner.

Figure 2005121692
Figure 2005121692

表2において、反射面の平面性は、6面の反射面のうち最も悪い面の値であり、λは633nmである。   In Table 2, the flatness of the reflecting surface is the worst value among the six reflecting surfaces, and λ is 633 nm.

接着剤はセメダインスーパーXを用いた。   As the adhesive, Cemedine Super X was used.

接着剤の厚みは、組み立てて接着剤が硬化した後に測定したフランジ部材31とポリゴンミラー32の厚み(図3のTに相当する)と、組立前のポリゴンミラー32の厚み(図3のT1に相当する)とフランジ部材31の厚み(T2に相当する)を各々単独で測定して合計した値との差である。 The thickness of the adhesive is the thickness of the flange member 31 and the polygon mirror 32 (corresponding to T in FIG. 3) measured after the assembly and the adhesive is cured, and the thickness of the polygon mirror 32 before assembly (T 1 in FIG. 3). And the thickness of the flange member 31 (corresponding to T 2 ) measured individually and summed.

ランニング振動値の変化量は、実験開始直後の水平方向の振動値と、ポリゴンミラーを55,000rpmで3,600時間回転させたときの水平方向の振動値の差である。   The amount of change in the running vibration value is the difference between the horizontal vibration value immediately after the start of the experiment and the horizontal vibration value when the polygon mirror is rotated at 55,000 rpm for 3,600 hours.

表2によれば、実験1〜3において、ポリゴンミラー32の反射面32aの平面性に差はないが、実験4の如く板バネ34の押圧力を増すと反射面32aの平面性が悪化することが分かる。なお、反射面32aの平面性はλ/4より良い必要がある。   According to Table 2, in Experiments 1 to 3, there is no difference in the flatness of the reflecting surface 32a of the polygon mirror 32. However, if the pressing force of the leaf spring 34 is increased as in Experiment 4, the flatness of the reflecting surface 32a is deteriorated. I understand that. The flatness of the reflecting surface 32a needs to be better than λ / 4.

また、実験1と実験2,3とにはランニング振動値の変化量に大きな差が生じ、ハンドプレス51を用いて板バネ34の押圧力より強い力で予めポリゴンミラー32をフランジ部材31に押圧することにより、耐久性が増すことが分かる。なお、実験4は平面性が悪いので、ランニング振動を行わなかった。   Further, there is a large difference in the amount of change in running vibration value between Experiment 1 and Experiments 2 and 3, and the polygon mirror 32 is pressed against the flange member 31 in advance with a force stronger than the pressing force of the leaf spring 34 using the hand press 51. It can be seen that the durability is increased. In Experiment 4, since the flatness was poor, no running vibration was performed.

更に、実験2,3では接着剤の膜厚が薄くなるので、接着剤のクリープ現象によるポリゴンミラーのずれがより小さくなる。   Further, in Experiments 2 and 3, since the adhesive film thickness is reduced, the polygon mirror shift due to the adhesive creep phenomenon becomes smaller.

その他に、フランジ部材31の保持面31cを粗面加工すると共に、保持面31cと被保持面32bとの間に接着剤を塗布してもよい。このようにすることで、各部材の表面の凹凸の食い込みと、僅かな空隙の接着固定により、耐久性が更に増すことになる。   In addition, the holding surface 31c of the flange member 31 may be roughened and an adhesive may be applied between the holding surface 31c and the held surface 32b. By doing in this way, durability will increase further by the biting of the unevenness | corrugation of the surface of each member, and the adhesion fixation of a few space | gap.

なお、本発明における光偏光装置は必ずしも図2及び図3に示した形態である必要はなく、図5に示す如き形態であってもよい。   Note that the light polarization device in the present invention is not necessarily in the form shown in FIGS. 2 and 3, and may be in the form shown in FIG.

図5においては、ポリゴンミラー82が、内径の端部がフランジ部材81の円筒部81bに係着した板バネ84によってフランジ部材81に押圧されている。   In FIG. 5, the polygon mirror 82 is pressed against the flange member 81 by a leaf spring 84 whose inner diameter is engaged with the cylindrical portion 81 b of the flange member 81.

光偏光装置を有するビーム走査光学装置の図である。It is a figure of the beam scanning optical apparatus which has an optical polarization apparatus. 光偏光装置の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of a light polarizing device. ミラーユニットの拡大図である。It is an enlarged view of a mirror unit. ハンドプレスの側面図である。It is a side view of a hand press. 光偏光装置の他の形態の図である。It is a figure of the other form of a light-polarizing device. 従来の光偏光装置の図である。It is a figure of the conventional light polarizing device.

符号の説明Explanation of symbols

1 光偏光装置
1a,32,72,82 ポリゴンミラー
30 ミラーユニット
31,71,81 フランジ部材
31c,71c 保持面
32a,72a 反射面
32b,72b 被保持面
33,73 外筒軸受
34,74,84 板バネ
51 ハンドプレス
1 Optical polarization device 1a, 32, 72, 82 Polygon mirror 30 Mirror unit 31, 71, 81 Flange member 31c, 71c Holding surface 32a, 72a Reflecting surface 32b, 72b Held surface 33, 73 Outer cylinder bearings 34, 74, 84 Leaf spring 51 hand press

Claims (9)

ベース部材と、
正多角形に形成されて各周面に反射面を有するポリゴンミラーと、
前記ポリゴンミラーを保持して前記ベース部材に対して回転するフランジ部材と、
前記ポリゴンミラーを前記フランジ部材に押圧する押圧部材と、
を備えた光偏光装置において、
前記ポリゴンミラーは、前記押圧部材によって前記フランジ部材に押圧される押圧力より強い押圧力で予め前記フランジ部材に押圧された後、前記押圧部材によって押圧、保持されていることを特徴とする光偏光装置。
A base member;
A polygon mirror formed in a regular polygon and having a reflecting surface on each peripheral surface;
A flange member that holds the polygon mirror and rotates with respect to the base member;
A pressing member that presses the polygon mirror against the flange member;
In an optical polarization device comprising:
The polygonal mirror is pressed and held by the pressing member after being pressed against the flange member in advance by a pressing force stronger than the pressing force pressed against the flange member by the pressing member. apparatus.
前記ポリゴンミラーと当接する前記フランジ部材の当接面が粗面加工されていることを特徴とする請求項1に記載の光偏光装置。 The light polarizing device according to claim 1, wherein a contact surface of the flange member that contacts the polygon mirror is roughened. 前記ポリゴンミラーと前記フランジ部材との当接面に接着剤層が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の光偏光装置。 The light polarizing device according to claim 1, wherein an adhesive layer is provided on a contact surface between the polygon mirror and the flange member. 前記ポリゴンミラーと当接する前記フランジ部材の当接面が粗面加工されていて、前記ポリゴンミラーと前記フランジ部材との当接面に接着剤層が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の光偏光装置。 2. The contact surface of the flange member that contacts the polygon mirror is roughened, and an adhesive layer is provided on the contact surface of the polygon mirror and the flange member. The light polarizing device according to 1. 請求項1〜4の何れか1項に記載の光偏光装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。 An image forming apparatus comprising the light polarizing device according to claim 1. ベース部材と、
正多角形に形成されて各周面に反射面を有するポリゴンミラーと、
前記ポリゴンミラーを保持して前記ベース部材に対して回転するフランジ部材と、
前記ポリゴンミラーを前記フランジ部材に押圧する押圧部材と、
を備えた光偏光装置の製造方法において、
前記ポリゴンミラーを前記フランジ部材に装着する工程と、
前記押圧部材が前記ポリゴンミラーを前記フランジ部材に押圧する押圧力より強い押圧力で前記ポリゴンミラーを前記フランジ部材に押圧する工程と、
前記押圧部材により前記ポリゴンミラーを前記フランジ部材に押圧、保持する工程と、を備えたことを特徴とする光偏光装置の製造方法。
A base member;
A polygon mirror formed in a regular polygon and having a reflecting surface on each peripheral surface;
A flange member that holds the polygon mirror and rotates with respect to the base member;
A pressing member that presses the polygon mirror against the flange member;
In the manufacturing method of the optical polarization device provided with
Attaching the polygon mirror to the flange member;
The pressing member pressing the polygon mirror against the flange member with a pressing force stronger than the pressing force pressing the polygon mirror against the flange member;
And a step of pressing and holding the polygon mirror against the flange member by the pressing member.
前記ポリゴンミラーと当接する前記フランジ部材の当接面を粗面加工する工程を備えたことを特徴とする請求項6に記載の光偏光装置の製造方法。 The method of manufacturing a light polarizing device according to claim 6, further comprising a step of roughening a contact surface of the flange member that contacts the polygon mirror. 前記ポリゴンミラーと前記フランジ部材との当接面に接着剤層を設ける工程を備えたことを特徴とする請求項6に記載の光偏光装置の製造方法。 The method of manufacturing a light polarizing device according to claim 6, further comprising a step of providing an adhesive layer on a contact surface between the polygon mirror and the flange member. 前記ポリゴンミラーと当接する前記フランジ部材の当接面を粗面加工する工程と、
前記ポリゴンミラーと前記フランジ部材との当接面に接着剤層を設ける工程と、
を備えたことを特徴とする請求項6に記載の光偏光装置の製造方法。
Roughening the contact surface of the flange member that contacts the polygon mirror;
Providing an adhesive layer on the contact surface between the polygon mirror and the flange member;
The manufacturing method of the optical polarizing device of Claim 6 characterized by the above-mentioned.
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