JP2020076818A - 光走査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 温度変化によるポリゴンミラーの位置ずれやポリゴンミラーの反射面の歪みを抑制する。【解決手段】 軸３０５と一体的に回転可能なロータ３０２を有するモータ３０１と、貫通穴３０８ｇを有するポリゴンミラー３０８と、貫通穴３０８ｇに挿入された軸３０５に嵌合して、ポリゴンミラー３０８をロータ３０２に押圧する抑えバネ３０９と、ポリゴンミラー３０８の貫通穴３０８ｇ内に配置され、ロータ３０２と抑えバネ３０９とに接触して、抑えバネ３０９のロータ３０２側への移動を規制する規制部材３１０と、を有し、規制部材３１０の線膨張係数Ａ１は、ポリゴンミラー３０８の線膨張係数Ｂ１に基づいて所定の範囲で選択されることを特徴とする。【選択図】 図５

Description

本発明は、画像形成装置に設けられる光走査装置に関するものである。

電子写真方式の画像形成装置においては、画像信号に応じて光源から出射されたレーザ光束を光変調し、光変調されたレーザ光束をポリゴンミラーにより偏向走査し、走査レンズを介して感光ドラム上に結像させて静電潜像を形成する光走査装置が用いられる。

特許文献１には、ポリゴンミラーと、ポリゴンミラーを支持するロータと、ポリゴンミラーをロータに押圧するバネを有するモータを備えた光走査装置が記載されている。特許文献１では、ポリゴンミラーが貫通孔を有し、この貫通孔内に規制部材を配置し、規制部材はロータとバネに接触し、バネのロータ側への移動を規制している。

特開２０１５−２２５１９９号公報

近年、コストダウンの目的でポリゴンミラーや規制部材を従来の金属製ではなく、樹脂で形成する構成が考えられている。しかしながら、特許文献１では、モータの熱がロータからポリゴンミラーや規制部材に伝わり、ポリゴンミラーや規制部材が熱膨張により変形することが問題となる場合がある。

熱膨張によりポリゴンミラーや規制部材が変形することで、バネの押圧力が変化し、ポリゴンミラーの軸方向の位置ずれやポリゴンミラーの反射面の歪みが発生する可能性がある。ポリゴンミラーに軸方向の位置ずれが発生すると、ポリゴンミラーに入射するレーザ光の反射位置が副走査方向に変動し、ポリゴンミラーの反射面の精度に応じて副走査方向に濃度ムラを引き起こす可能性がある。

ここで、図１１（ａ），（ｂ）を用いて、ポリゴンミラー３０８の反射面３０８ａに入射するレーザ光Ｌの反射位置による光路への影響について説明する。図１１（ａ），（ｂ）では、光路の説明を模式的に行うため簡易的にポリゴンミラー３０８と、ポリゴンミラー３０８の回転中心となる軸３０５のみを示している。

図１１（ａ）では、ポリゴンミラー３０８の回転中心となる軸３０５の軸線方向に対して平行に配置されたポリゴンミラー３０８の反射面３０８ａに対して、レーザ光Ｌが所望の角度で所望の位置に入射し、反射されている状態を示す。ポリゴンミラー３０８の反射面３０８ａにおいて、図１１（ａ）に示す光路を通過することで、図示しない感光ドラムの副走査方向に正しくレーザ光Ｌが入射し、濃度ムラの無い画像が形成される。

一方、図１１（ｂ）では、ポリゴンミラー３０８の反射面３０８ａがポリゴンミラー３０８の回転中心となる軸３０５の軸線方向に対して所定の角度で傾斜している状態を示す。ポリゴンミラー３０８の反射面３０８ａが軸３０５の軸線方向に対して傾斜していることで、ポリゴンミラー３０８の反射面３０８ａに対するレーザ光Ｌの入射角度、及び入射位置が変化する。このとき、ポリゴンミラー３０８は、複数の反射面を有しており、各反射面の軸３０５の軸線方向に対する傾斜角度は異なるバラツキを有する。このため感光ドラムの副走査方向に入射するレーザ光Ｌの位置に粗密が発生し、副走査方向における濃度ムラが発生する。

図１１（ｂ）では、ポリゴンミラー３０８の各反射面が軸３０５の軸線方向に対して異なる傾斜を有する状態について説明した。図１２の比較例に示すように、ポリゴンミラー３０８をロータ３０２に対して押圧する抑えバネ３０９の押圧力が変化してポリゴンミラー３０８の位置ずれや反射面に歪みが発生した場合を考慮する。この場合、ポリゴンミラー３０８の各反射面に入射するレーザ光の位置が感光ドラムの副走査方向において変化する。このため副走査方向における濃度ムラが発生する。

図１２に示す比較例では、抑えバネ３０９によりロータ３０２に対して押圧されているポリゴンミラー３０８や規制部材３１０は、それぞれの固有の線膨張係数に応じて熱変形する。温度上昇によって物質の長さや体積が膨張する。線膨張係数は、温度を１℃上げたときの物質の長さの増加量と、もとの長さとの比を表す。規制部材３１０やポリゴンミラー３０８の線膨張係数Ａ，Ｂの違いにより抑えバネ３０９の押圧力が変化し、画像不良を引き起こす課題について、図１２を用いて説明する。

抑えバネ３０９によりロータ３０２に対して押圧されている規制部材３１０やポリゴンミラー３０８の線膨張係数Ａ，Ｂの違いにより抑えバネ３０９の押圧力が変化して画像不良を引き起こす。図１２は、比較例の課題を説明するためのポリゴンモータユニット３００の構成を示す断面図である。図１２に示す規制部材３１０は、紙ベークライトであり、その線膨張係数Ａ０は、１６０（×１０^−６／℃）である。一方、ポリゴンミラー３０８の材料は、ポリカーボネート（ＰＣ；polycarbonate）であり、その線膨張係数Ｂ０は６５（×１０^−６／℃）である。

ポリゴンモータユニット３００が設置された環境温度が常温の２５℃でモータ３０１が停止しているときを考慮する。ここで、常温とは、ポリゴンモータユニット３００の組立作業を実施する工場での常温環境であり、２５℃±５℃程度をいう。このとき、ポリゴンミラー３０８の厚みＵ０は、１０ｍｍである。ポリゴンミラー３０８の厚みＵ０は、ポリゴンミラー３０８が抑えバネ３０９により押圧されている被押圧部３０８ｅ１を考慮する。

更に、ロータ３０２の上面に接触しているポリゴンミラー３０８の下面３０８ｆに設けられた当接部３０８ｆ１を考慮する。そして、軸３０５の軸線方向（図１２の上下方向）において、ポリゴンミラー３０８の被押圧部３０８ｅ１から当接部３０８ｆ１までの厚みＵ０がポリゴンミラー３０８の厚みである。

また、ポリゴンモータユニット３００が設置された環境温度が常温の２５℃でモータ３０１が停止しているときを考慮する。このとき、軸３０５の軸線方向（図１２の上下方向）において、規制部材３１０が抑えバネ３０９により押圧されている被押圧部３１０ａ１から、ロータ３０２の上面に接触している規制部材３１０の下面３１０ｂまでの規制部材３１０の厚みＸ０は、８ｍｍである。

次に、ポリゴンモータユニット３００が動作し、モータ３０１の熱がロータ３０２を通してポリゴンミラー３０８と規制部材３１０に伝達する状態について説明する。モータ３０１は、軸３０５を回転中心として回転することによる発熱が各部から発生する。発熱の原因としては、基板３０７に取り付けられた励磁コイル３０４に電流が流れることにより銅損、鉄損が発生して発熱する。また、基板３０７に設けられた軸受３０６により軸３０５が回転可能に軸支されているが、回転する軸３０５と軸受３０６との間の摩擦により発熱する。これらの発熱がロータ３０２を介してポリゴンミラー３０８と規制部材３１０に伝達される。

このような構成において、モータ３０１の回転が持続し、ポリゴンミラー３０８と規制部材３１０の温度が常温を上回って８０℃となった場合の影響を考慮する。例えば、室温が常温としての２５℃でポリゴンモータユニット３００の組立工程を実施し、モータ３０１の回転によりモータ３０１が発熱してモータ３０１の温度が室温の常温としての２５℃から発熱により８０℃まで温度変化した場合を考慮する。このとき、ポリゴンモータユニット３００を構成する各部材の熱膨張としては、以下の数１式で計算される温度変化ΔＴの影響を受ける。

［数１］
ΔＴ＝８０℃−２５℃
＝５５℃

上記数１式の温度変化ΔＴによって、変化するポリゴンミラー３０８の厚みＵ１は、以下の数２式で計算される。このとき、ポリゴンミラー３０８の厚みＵ１は、ポリゴンミラー３０８が抑えバネ３０９により押圧されている被押圧部３０８ｅ１を考慮する。更に、ロータ３０２の上面の被当接部３０２ａに接触しているポリゴンミラー３０８の下面３０８ｆに設けられた当接部３０８ｆ１を考慮する。軸３０５の軸線方向（図１２の上下方向）における被押圧部３０８ｅ１から当接部３０８ｆ１までがポリゴンミラー３０８の厚みＵ１となる。

ここで、常温としての２５℃でのポリゴンミラー３０８の厚みＵ０が１０ｍｍ、ポリゴンミラー３０８の温度変化ΔＴが５５℃（＝８０℃−２５℃）とする。更に、ポリゴンミラー３０８の材料であるポリカーボネート（ＰＣ；polycarbonate）の線膨張係数Ｂ０を６５（×１０^−６／℃）とする。

［数２］
Ｕ１＝Ｕ０＋Ｕ０×ΔＴ×Ｂ０
＝１０ｍｍ＋（１０ｍｍ×５５℃×６５×１０^−６／℃）
＝１０．０３５７５ｍｍ

また、上記数１式の温度変化ΔＴによって、規制部材３１０が抑えバネ３０９により押圧されている被押圧部３１０ａ１からロータ３０２の上面の被当接部３０２ｂに接触している下面３１０ｂまでの規制部材３１０の厚みＸ１は、以下の数３式で計算される。ここで、常温としての２５℃での規制部材３１０の厚みＸ０が８ｍｍ、規制部材３１０の温度変化ΔＴが５５℃（＝８０℃−２５℃）、規制部材３１０の材料である紙ベークライトの線膨張係数Ａ０を１６０（×１０^−６／℃）とする。

［数３］
Ｘ１＝Ｘ０＋（Ｘ０×ΔＴ×Ａ０）
＝８ｍｍ＋（８ｍｍ×５５℃×１６０×１０^−６／℃）
＝８．０７０４ｍｍ

このとき、ポリゴンミラー３０８は、軸３０５の軸線方向（図１２の上下方向）に３５．７５μｍだけ熱膨張し、規制部材３１０は、軸３０５の軸線方向（図１２の上下方向）に７０．４μｍだけ熱膨張する。

＜熱膨張によるバネ圧の変化＞
次に、上記熱膨張による抑えバネ３０９のバネ圧の変化、及びその影響について説明する。図１２の点線で示す抑えバネ３０９は、常温としての２５℃における抑えバネ３０９の状態を示している。一方、図１２の実線で示す抑えバネ３０９は、モータ３０１の回転によりモータ３０１が発熱してモータ３０１の温度が８０℃に昇温したときの熱膨張の影響による抑えバネ３０９の状態を示している。

抑えバネ３０９の筒部３０９ａが軸３０５の外周に沿って移動可能に嵌合され、抑えバネ３０９の筒部３０９ａ上端部３０９ａ１が軸３０５の頭部３０５ａの底面３０５ａ１に当接することで、抑えバネ３０９は、軸３０５の上方向への移動が規制されている。頭部３０５ａの底面３０５ａ１の外径は、軸３０５の外径よりも大きく設定されている。

図４に示すように、抑えバネ３０９には、アーム部３０９ｃが設けられている。このアーム部３０９ｃが弾性変形する。アーム部３０９ｃは、規制部材３１０の被押圧部３１０ａ１を押圧するリング状の押圧部３０９ｂと、ポリゴンミラー３０８の被押圧部３０８ｅ１を押圧する方形状の押圧部３０９ｄとを接続している。アーム部３０９ｃの幅は、押圧部３０９ｄの幅よりも狭い。

アーム部３０９ｃの変形の応力により抑えバネ３０９は、押圧部３０９ｄによりポリゴンミラー３０８をロータ３０２に押し当てて固定する。前記数２式に示されるように、ポリゴンミラー３０８の温度が常温としての２５℃から８０℃に昇温してポリゴンミラー３０８が熱膨張することによりポリゴンミラー３０８の厚みＵは、３５．７５μｍ厚くなる。また、規制部材３１０の温度が常温としての２５℃から８０℃に昇温して規制部材３１０が熱膨張することにより規制部材３１０の厚みＸは、７０．４μｍ厚くなる。

このため抑えバネ３０９の押圧部３０９ｂが規制部材３１０の熱膨張により軸３０５の軸線方向に沿って図１２の上方向に７０．４μｍ押される。一方、抑えバネ３０９の押圧部３０９ｄがポリゴンミラー３０８の熱膨張により軸３０５の軸線方向に沿って図１２の上方向に３５．７５μｍ押される。これにより図１２の破線で示す２５℃の常温時の抑えバネ３０９は、図１２の実線で示す８０℃に昇温してポリゴンミラー３０８と規制部材３１０が熱膨張したときの抑えバネ３０９のように変形する。

規制部材３１０の被押圧部３１０ａ１を押圧する抑えバネ３０９の押圧部３０９ｂの変形は、図１２の破線で示す押圧部３０９ｂの曲率半径Ｒが、図１２の実線で示す押圧部３０９ｂの曲率半径Ｒよりも小さい。このため抑えバネ３０９の押圧部３０９ｄがポリゴンミラー３０８の被押圧部３０８ｅ１を押圧する押圧力は、図１２の破線で示す抑えバネ３０９よりも図１２の実線で示す抑えバネ３０９の方が押圧力は低下する。これによりポリゴンミラー３０８は、モータ３０１の温度変化ΔＴによりロータ３０２に対して軸３０５の軸線方向に沿って位置ずれが発生する。

規制部材３１０は、ポリゴンミラー３０８を押さえる抑えバネ３０９の押圧力を管理するために設けられている。このため規制部材３１０の材料として線膨張係数Ａが不適切な材料を選定した場合、規制部材３１０がポリゴンミラー３０８を押さえる抑えバネ３０９の押圧力を管理する役割を損なう。これによりポリゴンミラー３０８が軸３０５の軸線方向に位置ずれを起こし、副走査方向の濃度ムラを引き起こす可能性があった。

本発明は前記課題を解決するものであり、その目的とするところは、温度変化によるポリゴンミラーの位置ずれやポリゴンミラーの反射面の歪みを抑制する光走査装置を提供するものである。

前記目的を達成するための本発明に係る光走査装置の代表的な構成は、回転軸と一体的に回転可能なロータを有するモータと、貫通穴を有するポリゴンミラーと、前記貫通穴に挿入された前記回転軸に嵌合して、前記ポリゴンミラーを前記ロータに押圧するバネと、前記ポリゴンミラーの前記貫通穴内に配置され、前記ロータと前記バネとに接触して、前記バネの前記ロータ側への移動を規制する規制部材と、を有し、前記規制部材の線膨張係数は、前記ポリゴンミラーの線膨張係数に基づいて所定の範囲で選択されることを特徴とする。

本発明によれば、温度変化によるポリゴンミラーの位置ずれやポリゴンミラーの反射面の歪みを抑制することができる。

画像形成装置の構成を示す断面図である。 光走査装置の構成を示す斜視図である。 第１実施形態のポリゴンモータユニットの構成を示す断面図である。 第１実施形態のポリゴンモータユニットの構成を示す平面図である。 第１実施形態のポリゴンモータユニットの構成を示す断面図である。 第１実施形態のポリゴンモータユニットの変形例の構成を示す断面図である。 （ａ）は、熱膨張による影響を受けていない状態のポリゴンミラーの側面図である。（ｂ）は、熱膨張による影響を受けていない状態のポリゴンミラーの平面図である。 （ａ）は、熱膨張による影響を受けた状態のポリゴンミラーの側面図である。（ｂ）は、熱膨張による影響を受けた状態のポリゴンミラーの平面図である。 第２実施形態のポリゴンモータユニットの構成を示す断面図である。 第２実施形態の規制部材の線膨張係数と、ポリゴンミラーの線膨張係数の選定範囲を説明する図である。 （ａ）は、ポリゴンミラーの反射面が変形していない状態のレーザ光の光路を示す図である。（ｂ）は、ポリゴンミラーの反射面が変形した状態のレーザ光の光路を示す図である。 比較例のポリゴンモータユニットの課題を説明する断面図である。

図により本発明に係る光走査装置の一実施形態を具体的に説明する。

〔第１実施形態〕
先ず、図１〜図５を用いて本発明に係る光走査装置の第１実施形態の構成について説明する。

＜画像形成装置＞
図１を用いて画像形成装置１００の構成について説明する。図１は、画像形成装置１００の構成を示す断面図である。図１に示す画像形成装置１００は、複数色のトナー（現像剤）を用いて多色画像を形成する画像形成装置１００である。尚、単色画像を形成する画像形成装置にも適用できる。

画像形成装置１００は、例えば、印刷装置、プリンタ、複写機、複合機（ＭＦＰ；Multifunction Printer）、及びファクシミリ装置のいずれであっても良い。尚、符号の末尾のＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、それぞれ、対応する部材が対象とするトナーの色が、イエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣ、ブラックＫであることを示している。以下の説明では、色を区別する必要がない場合には、末尾のＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋを省略した符号を使用する場合もある。画像形成装置１００は、イエローＹ色、マゼンタＭ色、シアンＣ色及びブラックＫ色の現像剤としてのトナーをそれぞれ用いてトナー像を形成する４つの画像形成部としての画像形成ステーションを備えている。

各色に対応する画像形成部は、像担持体としての感光ドラム１０２Ｙ，１０２Ｍ，１０２Ｃ，１０２Ｋをそれぞれ備えている。各感光ドラム１０２の周りには、帯電手段としての帯電部１０３Ｙ，１０３Ｍ，１０３Ｃ，１０３Ｋ、光走査装置１０４Ｙ，１０４Ｍ，１０４Ｃ，１０４Ｋ、及び現像手段としての現像部１０５Ｙ，１０５Ｍ，１０５Ｃ，１０５Ｋがそれぞれ配置されている。尚、各感光ドラム１０２の周りには、更に、クリーニング手段としての図示しないクリーニング部がそれぞれ配置されている。

各感光ドラム１０２の下方には、中間転写体としての無端ベルトからなる中間転写ベルト１０７が配置されている。中間転写ベルト１０７は、駆動ローラ１０８と、従動ローラ１０９，１１０とに掛け渡されている。画像形成中には、駆動ローラ１０８の回転に伴って、中間転写ベルト１０７の外周面は、図１の時計回り方向に移動する。中間転写ベルト１０７を介して各感光ドラム１０２に対向する位置には、一次転写手段としての一次転写バイアスブレード１１１Ｙ，１１１Ｍ，１１１Ｃ，１１１Ｋが配置されている。

画像形成装置１００は、中間転写ベルト１０７の外周面上に形成されたトナー像を紙等の記録材１上に転写するための二次転写手段としての二次転写バイアスローラ１１２を有する。更に、記録材１上に転写されたトナー像を当該記録材１に定着させるための定着手段としての定着部１１３とを更に備えている。

次に、画像形成装置１００における、帯電プロセスから現像プロセスまでの画像形成プロセスについて説明する。尚、各色に対応する画像形成部のそれぞれで実行される画像形成プロセスは同様である。このため、以下では、イエローＹ色に対応する画像形成部における画像形成プロセスを例にして説明し、マゼンタＭ色、シアンＣ色及びブラックＫ色に対応する画像形成部における画像形成プロセスについては、重複する説明を省略する。

まず、イエローＹ色に対応する画像形成部の帯電部１０３Ｙが、図１の反時計回り方向に回転駆動される感光ドラム１０２Ｙの表面を一様に帯電させる。光走査装置１０４Ｙは、複数のレーザ光Ｌを出射して、一様に帯電した感光ドラム１０２Ｙの表面を当該複数のレーザ光Ｌで走査する。これにより感光ドラム１０２Ｙの表面を露光する。これにより図１の反時計回り方向に回転する感光ドラム１０２Ｙの表面上に図２に示す静電潜像２１０が形成される。

感光ドラム１０２Ｙの表面上に形成された静電潜像２１０は、現像部１０５Ｙによって、イエローＹ色のトナー像として現像される。その結果、感光ドラム１０２Ｙの表面上にイエローＹ色のトナー像が形成される。また、マゼンタＭ色、シアンＣ色及びブラックＫ色に対応する画像形成部を考慮する。それらの画像形成部では、それぞれ、イエローＹ色に対応する画像形成部と同様のプロセスで、感光ドラム１０２Ｍ，１０２Ｃ，１０２Ｋ上にマゼンタＭ色，シアンＣ色，ブラックＫ色のトナー像がそれぞれ形成される。

以下、転写プロセス以降の画像形成プロセスについて説明する。転写プロセスでは、まず、一次転写バイアスブレード１１１Ｙ，１１１Ｍ，１１１Ｃ，１１１Ｋが中間転写ベルト１０７に転写バイアスをそれぞれ印加する。これにより、各感光ドラム１０２の表面上に形成されたイエローＹ色、マゼンタＭ色、シアンＣ色、ブラックＫ色の４色のトナー像が、それぞれ中間転写ベルト１０７の外周面上に重ね合わせて一次転写される。

中間転写ベルト１０７の外周面上に重ね合わせて形成された、４色のトナーから成るトナー像は、中間転写ベルト１０７の外周面の移動に伴って、二次転写バイアスローラ１１２と中間転写ベルト１０７の外周面との間の二次転写ニップ部１４に搬送される。

一方、給送カセット１１５内に収容された記録材１が給送ローラ２により繰り出され、図示しない分離手段との協働により１枚ずつ分離給送される。その後、搬送ローラ３〜５により搬送されて停止したレジストローラ６のニップ部に記録材１の先端部が突き当てられて記録材１の斜行が補正される。中間転写ベルト１０７の外周面上に形成されたトナー像が二次転写ニップ部１４に搬送されるタイミングに合わせて、レジストローラ６により記録材１が二次転写ニップ部１４に搬送される。

図示しない二次転写電源から二次転写バイアスローラ１１２に二次転写バイアスが印加されることにより二次転写ニップ部１４において中間転写ベルト１０７の外周面上に担持されているトナー像が記録材１上に二次転写される。二次転写後に中間転写ベルト１０７の外周面上に残留した残トナーは、クリーニング手段としてのクリーナ７により除去される。

その後、記録材１上に形成されたトナー像は、定着部１１３に設けられた加熱ローラと加圧ローラとにより挟持搬送される間に加熱及び加圧されて記録材１に定着される。トナー像が定着された記録材１は、排出部１１６上に排出される。このようにして一連の画像形成プロセスが終了すると、次の記録材１に対する画像形成プロセスが続けて開始される。

記録材１の両面に印刷する場合には、定着部１１３を通過した記録材１を反転パス８に導いて記録材１の表裏を反転させた後、反転ローラ９により記録材１を両面パス１０に導く。両面パス１０に設けられた搬送ローラ１１，１２により搬送された記録材１は、搬送パス１３に合流して前述した第１面への印刷と同様にして第２面への印刷が行われた後、記録材１は、排出部１１６上に排出される。

＜光走査装置＞
次に、図２及び図３を用いて光走査装置１０４の構成について説明する。図２は、光走査装置１０４の構成を示す斜視図である。図３は、本実施形態のポリゴンモータユニット３００の構成を示す断面図である。図２に示す光走査装置１０４は、光源２０１、コリメータレンズ２０２、ポリゴンモータユニット３００、回転多面鏡としてのポリゴンミラー３０８、モータ３０１、走査レンズとしてのｆθレンズ２０５を有する。

ここで、ｆθレンズ２０５は、レーザ光Ｌが角度θで入ってくると、該ｆθレンズ２０５の焦点距離ｆを掛け合わせた大きさ（ｆ×θ）の像を結ぶようなレンズ特性（ｆθ特性）を有する。光走査装置１０４は、更に、レーザ光Ｌを検知するＢＤ（Beam Detect）センサ２０６等を有して構成される。

ポリゴンモータユニット３００は、図３に示すように、ポリゴンミラー３０８とモータ３０１とを有する。モータ３０１は、回転軸としての軸３０５と一体的に回転可能なロータ３０２を有する。モータ３０１は、ポリゴンミラー３０８を回転駆動する。ポリゴンミラー３０８は、回転多面鏡であり、図３に示す軸３０５の軸線方向（図３の上下方向）に沿って、偏向面としての鏡面からなる複数の反射面３０８ａ〜３０８ｄを有する。

ポリゴンミラー３０８の中心部には、円形の貫通穴３０８ｇが設けられている。ポリゴンミラー３０８は、図２に示すように、上面３０８ｅと下面３０８ｆとが正方形で、４つの側面が長方形の反射面３０８ａ〜３０８ｄからなる６面体で構成される。尚、反射面３０８ａの数は、４つ以外であっても良い。

光源２０１から出射されたレーザ光Ｌは、軸３０５を回転中心として図２の時計回り方向に回転するポリゴンミラー３０８の回転に従って偏向される。このとき、レーザ光Ｌは、反射面３０８ａを始点としたとき、反射面３０８ａ，反射面３０８ｂ，反射面３０８ｃ，反射面３０８ｄの順に入射して偏向される。

光源２０１は、感光ドラム１０２の表面を露光するためにレーザ光Ｌを出射する。また、ポリゴンミラー３０８は、レーザ光Ｌが感光ドラム１０２の表面を走査するように回転しながら複数の反射面３０８ａ〜３０８ｄのいずれかの反射面でレーザ光Ｌを偏向する回転多面鏡の一例である。光源２０１は、図示しないレーザドライバから供給される駆動電流によって駆動される。光源２０１は、図示しないレーザドライバから駆動電流が供給されて発光し、当該駆動電流に応じた光量のレーザ光Ｌを出射する。

光源２０１は、ｎ個（ｎは自然数）のレーザダイオード（ＬＤ；Laser Diode）を発光素子（発光点）として備えている。本実施形態の光走査装置１０４では、ｎが２以上の整数であり、複数のレーザダイオードＬＤから出射される複数のレーザ光Ｌによって感光ドラム１０２の表面上を走査するマルチビーム方式を採用している。尚、以下では、ｎ＝２であり、光源２０１がレーザダイオードＬＤ１，ＬＤ２の２個のレーザダイオードＬＤを備える場合の一例として説明する。

コリメータレンズ２０２は、光源２０１から出射されたレーザ光Ｌを平行光に整形する。コリメータレンズ２０２を通過したレーザ光Ｌ１は、ポリゴンミラー３０８が備える複数の反射面３０８ａ〜３０８ｄのうちのいずれかの反射面に入射し、入射した反射面で反射する。

ポリゴンミラー３０８は、軸３０５を回転中心として図２の時計回り方向に回転するようにモータ３０１によって回転駆動される。ポリゴンミラー３０８は、一様に帯電された感光ドラム１０２の表面に静電潜像２１０を形成するためにレーザ光Ｌが感光ドラム１０２の表面を走査する間に一定速度（等角速度）で回転するように回転駆動される。ポリゴンミラー３０８は、入射したレーザ光Ｌ１が連続的な角度で偏向されるように、回転しながら各反射面３０８ａ〜３０８ｄでレーザ光Ｌを反射させる。

ポリゴンミラー３０８によって偏向されたレーザ光Ｌは、ｆθレンズ２０５に入射する。レーザ光Ｌは、ｆθレンズ２０５を透過することによって、感光ドラム１０２の表面で結像してビームスポットを形成し、感光ドラム１０２を主走査方向に等速で走査する。これにより感光ドラム１０２の表面上に静電潜像２１０が形成される。尚、ここで、主走査方向とは、感光ドラム１０２の表面に平行で、かつ、感光ドラム１０２の表面の移動方向に直交する方向である。また、副走査方向とは、感光ドラム１０２の表面の移動方向（主走査方向に直交する方向）である。

光走査装置１０４は、ｆθレンズ２０５を通過したレーザ光Ｌの走査路におけるレーザ光Ｌの走査開始側の位置にＢＤセンサ２０６が配置されている。ＢＤセンサ２０６は、レーザ光Ｌを検知するための光学センサとして用いられる。レーザ光Ｌの１走査周期ごとに、当該レーザ光ＬがＢＤセンサ２０６に入射すると、ＢＤセンサ２０６は、レーザ光Ｌを検知したことを示す検知信号としてのＢＤ信号を生成して出力する。

ＢＤセンサ２０６から出力されるＢＤ信号は、主走査方向における画像の書き出しタイミングの基準となる同期信号として用いられる。光源２０１は、レーザ光Ｌの１走査周期ごとにＢＤセンサ２０６からＢＤ信号を出力させるために、レーザ光ＬがＢＤセンサ２０６に入射する一定期間に強制的に発光するように制御される。

＜ポリゴンモータユニット＞
次に、図３を用いて本実施形態のポリゴンモータユニット３００の構成について説明する。図３に示すポリゴンモータユニット３００は、モータ３０１と、ポリゴンミラー３０８と、抑えバネ３０９と、規制部材３１０とを有して構成される。抑えバネ３０９は、ポリゴンミラー３０８の貫通穴３０８ｇに挿入された回転軸としての軸３０５に嵌合する筒部３０９ａが設けられている。

抑えバネ３０９の筒部３０９ａの上端部３０９ａ１は、軸３０５の頭部３０５ａの底面３０５ａ１に当接している。これにより抑えバネ３０９の弾性力により押圧部３０９ｄがポリゴンミラー３０８の上面３０８ｅの被押圧部３０８ｅ１を押圧してポリゴンミラー３０８の下面３０８ｆの当接部３０８ｆ１をロータ３０２の上面の被当接部３０２ａに押圧する。

モータ３０１は、ロータ３０２と、ロータリーマグネット３０３と、軸３０５と、軸受３０６と、励磁コイル３０４と、基板３０７とを有して構成されている。ロータ３０２は、ロータリーマグネット３０３と、軸３０５とが一体的に設けられている。ロータリーマグネット３０３は、Ｓ極とＮ極とが交互に着磁されており、ロータ３０２の内周面に固定されている。軸３０５は、転がり軸受としてのボールベアリングや、滑り軸受としてのメタルベアリングや、流体軸受としての動圧ベアリング等からなる軸受３０６に回転可能に支持されている。

基板３０７に設けられた励磁コイル３０４は、ロータリーマグネット３０３と対向する位置に複数設置されている。軸受３０６と励磁コイル３０４は、基板３０７に支持されている。また、抑えバネ３０９からポリゴンミラー３０８にかかる押圧力を所定の範囲に収めるために、ポリゴンミラー３０８の中央部に設けられた円形の貫通穴３０８ｇの内部（貫通穴内）にリング状の規制部材３１０が設けられている。規制部材３１０は、ロータ３０２の上面の被当接部３０２ｂと、抑えバネ３０９の押圧部３０９ｂとに接触して抑えバネ３０９のロータ３０２側（ロータ側）への移動を規制する。

規制部材３１０の中央部に設けられた円形の貫通穴３１０ｃ内に軸３０５が摺動可能に挿通される。抑えバネ３０９の中央部には、筒部３０９ａが設けられており、筒部３０９ａ内に軸３０５が摺動可能に挿通される。筒部３０９ａに連続して図４に示すリング状の押圧部３０９ｂが設けられている。抑えバネ３０９の弾性力により押圧部３０９ｂが規制部材３１０をロータ３０２側へ押圧する。

リング状の押圧部３０９ｂに連続して径方向に８つのアーム部３０９ｃが設けられている。各アーム部３０９ｃに連続して方形状の押圧部３０９ｄが設けられている。抑えバネ３０９の弾性力により押圧部３０９ｄがポリゴンミラー３０８をロータ３０２側へ押圧する。規制部材３１０により抑えバネ３０９がロータ３０２側へ移動することを規制している。

図３に示す軸３０５の上方から抑えバネ３０９の筒部３０９ａを軸３０５の頭部３０５ａの傾斜面３０５ａ２に沿って矢印方向に押圧すると、弾性を有する筒部３０９ａが弾性変形して拡開し、頭部３０５ａを通過して軸３０５に嵌合される。軸３０５に嵌合された筒部３０９ａは、弾性変形して収縮し、筒部３０９ａの上端部３０９ａ１が、軸３０５の頭部３０５ａの底面３０５ａ１に当接される。これにより抑えバネ３０９がロータ３０２と反対側へ移動することを規制している。

次に、図４を用いてポリゴンミラー３０８が抑えバネ３０９によって押圧されている構成について説明する。図４は、本実施形態のポリゴンモータユニット３００の構成を示す平面図である。図４に示すように、抑えバネ３０９は、アーム部３０９ｃを有して構成されている。アーム部３０９ｃは、規制部材３１０の上面３１０ａに当接するリング状の押圧部３０９ｂと、ポリゴンミラー３０８の上面３０８ｅの被押圧部３０８ｅ１に当接する方形状の押圧部３０９ｄとを接続している。アーム部３０９ｃは、押圧部３０９ｄの幅よりも狭い幅を有する

図３に示すように、抑えバネ３０９をポリゴンモータユニット３００に組み付ける。抑えバネ３０９は、アーム部３０９ｃを中心として弾性変形する。アーム部３０９ｃが弾性変形したときの応力により抑えバネ３０９の押圧部３０９ｄがポリゴンミラー３０８の上面３０８ｅの被押圧部３０８ｅ１を押圧する。これによりポリゴンミラー３０８をロータ３０２に押圧する。モータ３０１が回転駆動することによりロータ３０２と、ポリゴンミラー３０８と、規制部材３１０と、抑えバネ３０９と、軸３０５とが軸３０５を回転中心として一体的に回転する。

＜規制部材の線膨張係数の選択範囲＞
次に、ポリゴンミラー３０８の線膨張係数Ｂ１に基づいて、所定の範囲で、規制部材３１０の線膨張係数Ａ１を選択する構成について説明する。本実施形態では、ポリゴンミラー３０８の線膨張係数Ｂ１に対して、規制部材３１０の線膨張係数Ａ１を半分以下に設定する。これにより抑えバネ３０９によりロータ３０２に押圧されるポリゴンミラー３０８の位置ずれが引き起こさないように規制部材３１０を選定する。ここで、ポリゴンミラー３０８の線膨張係数Ｂ１と規制部材３１０の線膨張係数Ａ１とが以下の数４式で示される関係になるような範囲で、ポリゴンミラー３０８と規制部材３１０の材料をそれぞれ選択する。

［数４］
Ａ１≦０．５×Ｂ１

＜規制部材の線膨張係数を選定する際の課題＞
次に、図５を用いて規制部材３１０の線膨張係数Ａ１を選定する際の課題について説明する。図５は、本実施形態のポリゴンモータユニット３００の構成を示す断面図である。図５に示すポリゴンミラー３０８の材料は、ポリカーボネート（ＰＣ；polycarbonate）であり、その線膨張係数Ｂ１は、６５（×１０^−６／℃）である。規制部材３１０の材料は、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ；Poly ether ether ketone）であり、その線膨張係数Ａ１は、２６（×１０^−６／℃）である。

また、モータ３０１が停止している状態で、常温としての２５℃の温度環境において、ポリゴンミラー３０８の厚みＵ０を考慮する。このとき、抑えバネ３０９の押圧部３０９ｄにより押圧されているポリゴンミラー３０８の上面３０８ｅに設けられた被押圧部３０８ｅ１を考慮する。更に、ロータ３０２の上面の被当接部３０２ａに当接している下面３０８ｆに設けられた当接部３０８ｆ１を考慮する。ポリゴンミラー３０８の被押圧部３０８ｅ１から当接部３０８ｆ１までの軸３０５の軸線方向（図５の上下方向）の厚みＵ０は、１０ｍｍである。

また、モータ３０１が停止している状態で、常温としての２５℃の温度環境において、規制部材３１０の厚みＸ０を考慮する。このとき、抑えバネ３０９の押圧部３０９ｂにより押圧されている規制部材３１０の上面３１０ａに設けられた被押圧部３１０ａ１を考慮する。更に、ロータ３０２の上面に設けられた被当接部３０２ｂに当接している規制部材３１０の下面３１０ｂに設けられた押圧部３１０ｂ１を考慮する。規制部材３１０の被押圧部３１０ａ１から押圧部３１０ｂ１までの軸３０５の軸線方向（図５の上下方向）の厚みＸ０は、８ｍｍである。

次に、ポリゴンモータユニット３００が動作して、モータ３０１の回転により発生する熱がロータ３０２を通してポリゴンミラー３０８と規制部材３１０に伝達され、ポリゴンミラー３０８と規制部材３１０が熱膨張する状態について説明する。モータ３０１は、回転することによる発熱が各部より発生する。一例として、励磁コイル３０４では電流が流れることにより銅損、鉄損が発生して発熱する。

軸受３０６では、軸受３０６と軸３０５の摩擦により発熱する。これらの発熱がロータ３０２を介してポリゴンミラー３０８と規制部材３１０に加わる。このような構成において、モータ３０１の回転が持続し、ポリゴンミラー３０８と規制部材３１０の温度が８０℃となった場合の影響を考える。

ポリゴンモータユニット３００の組立工程における室温の常温としての２５℃から、モータ３０１の発熱によって８０℃まで温度変化ΔＴが発生する。このためポリゴンミラー３０８と規制部材３１０の熱膨張としては、以下の数５式で計算される温度変化ΔＴの影響を受ける。

［数５］
ΔＴ＝８０℃−２５℃
＝５５℃

ここで、上記数５式で示される温度変化ΔＴによって変化するポリゴンミラー３０８の厚みＵ２を考慮する。このとき、抑えバネ３０９の押圧部３０９ｄにより押圧されているポリゴンミラー３０８の上面３０８ｅの被押圧部３０８ｅ１を考慮する。更に、ロータ３０２の被当接部３０２ａに当接しているポリゴンミラー３０８の下面３０８ｆの当接部３０８ｆ１を考慮する。ポリゴンミラー３０８の厚みＵ２は、被押圧部３０８ｅ１から当接部３０８ｆ１までの軸３０５の軸線方向（図５の上下方向）の厚みＵ２である。

上記数５式で示される温度変化ΔＴによって変化するポリゴンミラー３０８の厚みＵ２を考慮する。ここで、常温としての２５℃の温度環境におけるポリゴンミラー３０８の厚みＵ０が１０ｍｍを考慮する。更に、温度変化ΔＴが５５℃（＝８０℃−２５℃）を考慮する。更に、ポリカーボネート（ＰＣ；polycarbonate）製のポリゴンミラー３０８の線膨張係数Ｂ１が６５（×１０^−６／℃）を考慮する。これらを用いると、ポリゴンミラー３０８の厚みＵ２は、以下の数６式で計算される。

［数６］
Ｕ２＝Ｕ０＋（Ｕ０×ΔＴ×Ｂ１）
＝１０ｍｍ＋（１０ｍｍ×５５℃×６５×１０^−６／℃）
＝１０．０３５７５ｍｍ

また、常温としての２５℃の温度環境における規制部材３１０の厚みＸ０を考慮する。このとき、抑えバネ３０９の押圧部３０９ｂにより押圧されている規制部材３１０の上面３１０ａの被押圧部３１０ａ１を考慮する。更に、ロータ３０２の被当接部３０２ｂに当接している規制部材３１０の下面３１０ｂの押圧部３１０ｂ１を考慮する。規制部材３１０の厚みＸ０は、被押圧部３１０ａ１から押圧部３１０ｂ１までの軸３０５の軸線方向（図５の上下方向）の厚みＸ０である。

上記数５式で示される温度変化ΔＴによって変化する規制部材３１０の厚みＸ２を考慮する。このとき、常温としての２５℃の温度環境における規制部材３１０の厚みＸ０が８ｍｍを考慮する。更に、温度変化ΔＴが５５℃（＝８０℃−２５℃）を考慮する。更に、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ；Poly ether ether ketone）製の規制部材３１０の線膨張係数Ａ１が２６（×１０^−６／℃）を考慮する。これらを用いると、規制部材３１０の厚みＸ２は、以下の数７式で計算される。

［数７］
Ｘ２＝Ｘ０＋（Ｘ０×ΔＴ×Ａ１）
＝８ｍｍ＋（８ｍｍ×５５℃×２６×１０^−６／℃）
＝８．０１１４４ｍｍ

上記数６式と数７式とを比較する。このとき、温度環境が常温としての２５℃から、昇温した８０℃に変化したときのポリゴンミラー３０８の熱膨張による厚さＵの変化（＝０．０３５７５ｍｍ）と、規制部材３１０の熱膨張による厚さＸの変化（＝０．０１１４４ｍｍ）との差を考慮する。そのとき、ポリゴンミラー３０８の熱膨張による厚さＵと、規制部材３１０の熱膨張による厚さＸとのそれぞれの変化の差は、２４．３１μｍ（＝３５．７５μｍ−１１．４４μｍ）である。これによりポリゴンミラー３０８の熱膨張による厚さＵの変化の方が、規制部材３１０の熱膨張による厚さＸの変化よりも大きい。

次に、図５を用いて、上記熱膨張による抑えバネ３０９のバネ圧の変化と、その影響について説明する。図５の破線で示す抑えバネ３０９は、常温としての２５℃における状態を示している。一方、図５の実線で示す抑えバネ３０９は、８０℃におけるポリゴンミラー３０８と規制部材３１０との熱膨張の影響を受けた状態を示している。抑えバネ３０９は、軸３０５の頭部３０５ａの底面３０５ａ１に筒部３０９ａの上端部３０９ａ１が突き当てられて上方向への移動が規制されている。

図４に示すように、抑えバネ３０９は、規制部材３１０を押圧する押圧部３０９ｂからポリゴンミラー３０８を押圧する押圧部３０９ｄにかけて方形状の押圧部３０９ｄの幅よりも狭い幅を有するアーム部３０９ｃを中心として変形する。アーム部３０９ｃの変形の応力により抑えバネ３０９の押圧部３０９ｄは、ポリゴンミラー３０８をロータ３０２に押し当てて固定している。

この構成において、温度環境が常温としての２５℃から８０℃に変化したときのポリゴンミラー３０８と規制部材３１０との熱膨張によりポリゴンミラー３０８の厚みＵは、上記数６式に示すように、３５．７５μｍ厚くなる。同様に、規制部材３１０の厚みＸは、上記数７式に示すように、１１．４４μｍ厚くなる。これにより温度環境が常温としての２５℃のときに図５の破線で示す状態の抑えバネ３０９は、温度環境が昇温した８０℃のときに図５の実線で示す状態に変形する。

ここで、規制部材３１０を押圧している抑えバネ３０９の変形の度合いとして、図５に示す押圧部３０９ｂの曲率半径Ｒを考慮する。このとき、温度環境が常温としての２５℃のときの図５の破線で示す状態の押圧部３０９ｂの曲率半径Ｒに対して、温度環境が昇温した８０℃のときの図５の実線で示す状態の押圧部３０９ｂの曲率半径Ｒが小さくなっている。

このため温度環境が昇温した８０℃のときの図５の実線で示す状態の抑えバネ３０９の押圧部３０９ｄによりポリゴンミラー３０８を押圧する押圧力は、温度環境が常温としての２５℃のときよりも増加する。これにより温度環境が昇温した８０℃のときの図５の実線で示す状態の抑えバネ３０９の押圧部３０９ｄにより押圧されるポリゴンミラー３０８は、ロータ３０２に対して位置ずれを引き起こさない構成となる。

＜変形例＞
次に、図６を用いて、第１実施形態のポリゴンモータユニット３００の変形例の構成について説明する。図６は、第１実施形態のポリゴンモータユニット３００の変形例の構成を示す断面図である。上記実施形態では、抑えバネ３０９が軸３０５の頭部３０５ａにより規制されて、ロータ３０２とは反対側への移動を規制する構成の一例について説明した。

図６に示す変形例では、抑えバネ３０９がロータ３０２とは反対側への移動を規制する構成として軸３０５とは別部材としての止め輪３１１により抑えバネ３０９がロータ３０２とは反対側への移動を規制する構成としている。図６に示す軸３０５には、図５に示すような頭部３０５ａは設けられていない。軸３０５は、ロータ３０２と一体化され、軸受３０６により軸３０５が回転可能に支持されている。

抑えバネ３０９のロータ３０２とは反対側への移動を規制する規制部材として、軸３０５の外周面に嵌合する止め輪３１１が設けられている。止め輪３１１は、抑えバネ３０９の押圧部３０９ｄがポリゴンミラー３０８に対して所定の押圧力を加える位置において軸３０５の外周面に対して圧入されている。

止め輪３１１は、図５に示す軸３０５の頭部３０５ａと同様の効果を発揮する。このため軸３０５の外周面に嵌合する別部材としての止め輪３１１を設けた構成においても同様な効果を得ることが出来る。また、止め輪３１１は、頭部３０５ａを有さない軸３０５の外周面に圧入されて抑えバネ３０９のロータ３０２とは反対側への移動を規制する構成とした。他に、止め輪３１１をＥ字形状のＥリングを使用し、軸３０５の外周面にＥリングを装着する凹部を設けることで、軸３０５の外周面に設けた凹部にＥリングを装着して抑えバネ３０９のロータ３０２とは反対側への移動を規制する構成としても良い。

更に、抑えバネ３０９の筒部３０９ａが軸３０５の外周面に対して軸３０５の径方向内側に向かって十分な押圧力を有し、抑えバネ３０９のロータ３０２側への移動と、ロータ３０２とは反対側への移動を規制する構成としても良い。この場合は、軸３０５の頭部３０５ａや止め輪３１１等の規制部材は不要である。

本実施形態では、規制部材３１０の材料をポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ；Poly ether ether ketone）として説明した。しかし、規制部材３１０の線膨張係数Ａがポリゴンミラー３０８の線膨張係数Ｂの半分以下となるような材料をそれぞれ選択すれば良い。このため規制部材３１０の材料は、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ；Poly ether ether ketone）に限定されない。

例えば、規制部材３１０の材料として、線膨張係数Ａが２０（×１０^−６／℃）の液晶ポリマー樹脂（ＬＣＰ；Liquid Crystal Polymer）を用いることができる。他に、線膨張係数Ａが３０．６（×１０^−６／℃）のポリアミドイミド（ＰＡＩ；Poly Amide Imide）等を用いても良い。

このように、規制部材３１０の線膨張係数Ａが、ポリゴンミラー３０８の線膨張係数Ｂの半分以下となるような材料を適宜選定することで、抑えバネ３０９がロータ３０２側へ移動することを規制し、ポリゴンミラー３０８の位置ずれを低減することが可能となる。これによりモータ３０１の回転に伴って発熱するポリゴンモータユニット３００の温度変化ΔＴによるポリゴンミラー３０８の位置ずれやポリゴンミラー３０８の反射面３０８ａ〜３０８ｄの歪みを抑制することができる。

モータ３０１の熱がロータ３０２からポリゴンミラー３０８や規制部材３１０に伝わり、ポリゴンミラー３０８や規制部材３１０が熱膨張したときの抑えバネ３０９の変形を低減することができる。これにより温度変化によるポリゴンミラー３０８の位置ずれやポリゴンミラー３０８の反射面３０８ａ〜３０８ｄの歪みの発生を抑制することができる。

〔第２実施形態〕
次に、図８及び図９を用いて本発明に係る光走査装置の第２実施形態の構成について説明する。尚、前記第１実施形態と同様に構成したものは同一の符号、或いは符号が異なっても同一の部材名を付して説明を省略する。第１実施形態では、規制部材３１０により抑えバネ３０９がロータ３０２側へ移動することを規制する。これによりポリゴンミラー３０８の位置ずれを低減する構成とした。これによりポリゴンミラー３０８や規制部材３１０の熱膨張による抑えバネ３０９の押圧力の低下を抑制し、ポリゴンミラー３０８の位置ずれを抑制していた。

第１実施形態では、ポリゴンミラー３０８や規制部材３１０の熱膨張による抑えバネ３０９の押圧力の増加によってポリゴンミラー３０８の位置ずれを防止した。しかしながら、抑えバネ３０９の押圧力が過剰に増加した場合には、ポリゴンミラー３０８に加わる押圧力が過剰に大きくなる。これによりポリゴンミラー３０８の反射面３０８ａ〜３０８ｄが歪み、各反射面３０８ａ〜３０８ｄに入射するレーザ光Ｌの反射位置が変動する。これにより画像不良を引き起こす可能性がある。

＜押圧力の増大によるポリゴンミラーの変形＞
次に、図７〜図９を用いて、抑えバネ３０９の押圧力が過剰に増加した場合にポリゴンミラー３０８が変形する様子について説明する。図７（ａ）は、熱膨張による影響を受けていない状態のポリゴンミラー３０８の側面図である。図７（ｂ）は、熱膨張による影響を受けていない状態のポリゴンミラー３０８の平面図である。図８（ａ）は、熱膨張による影響を受けた状態のポリゴンミラー３０８の側面図である。図８（ｂ）は、熱膨張による影響を受けた状態のポリゴンミラー３０８の平面図である。図９は、本実施形態のポリゴンモータユニット３００の構成を示す断面図である。

図７（ａ），（ｂ）に示すように、熱膨張による影響を受けていない状態において、ポリゴンミラー３０８の反射面３０８ａ〜３０８ｄは、所望の精度の傾斜を有し、レーザ光Ｌを感光ドラム１０２の表面上の副走査位置に正しく反射できる状態である。図８（ａ）は、熱膨張の影響により抑えバネ３０９からの押圧力が過剰に増大し、ポリゴンミラー３０８が変形した様子を示す側面図である。図８（ｂ）は、熱膨張の影響により抑えバネ３０９からの押圧力が過剰に増大し、ポリゴンミラー３０８が変形した様子を示す平面図である。

図８（ａ），（ｂ）の左側に示したカラーチャート１５では、カラーチャート１５の上側に行くほど暖色で示され、カラーチャート１５の下側に行くほど寒色で示されている。カラーチャート１５の上側に示される暖色に近いほど、ポリゴンミラー３０８の変形が大きいことを示す。図８（ａ），（ｂ）に示すポリゴンミラー３０８の中央部に設けられた貫通穴３０８ｇの周縁部３０８ｈは、カラーチャート１５の下側の寒色で示されている。このためポリゴンミラー３０８の貫通穴３０８ｇの周縁部３０８ｈでは、変形が最も小さいことを示している。また、ポリゴンミラー３０８の反射面３０８ａ〜３０８ｄの端部では、ポリゴンミラー３０８の変化が大きいことを示している。

図８（ａ），（ｂ）に示すように、熱膨張の影響により抑えバネ３０９からの押圧力が過剰に増大したことで、ポリゴンミラー３０８の反射面３０８ａ〜３０８ｄが歪む。これによりポリゴンミラー３０８の反射面３０８ａ〜３０８ｄでのレーザ光Ｌの反射位置が変化し、感光ドラム１０２の表面上の副走査位置への入射に粗密が生じる。これにより副走査方向の濃度ムラが発生してしまう。

ここで、図９を用いて、熱膨張によりポリゴンミラー３０８と規制部材３１０とが変形した場合を考慮する。常温としての２５℃の温度環境でモータ３０１が停止している状態で、ポリゴンミラー３０８の厚みＵ３のときのポリゴンミラー３０８の上面３０８ｅの高さ位置Ｈｕ３を考慮する。更に、モータ３０１の発熱によって８０℃まで昇温した状態で、ポリゴンミラー３０８の厚みＵ４のときのポリゴンミラー３０８の上面３０８ｅの高さ位置Ｈｕ４を考慮する。そして、２５℃から８０℃まで変化したときのポリゴンミラー３０８の上面３０８ｅの高さ位置Ｈｕ３と高さ位置Ｈｕ４との相対的な高低差ΔＨｕを考慮する。

一方、常温としての２５℃の温度環境でモータ３０１が停止している状態で、規制部材３１０の厚みＸ３のときの規制部材３１０の上面３１０ａの高さ位置Ｈｘ３を考慮する。更に、モータ３０１の発熱によって８０℃まで昇温した状態で、規制部材３１０の厚みＸ４のときの規制部材３１０の上面３１０ａの高さ位置Ｈｘ４を考慮する。

そして、２５℃から８０℃まで変化したときの規制部材３１０の上面３１０ａの高さ位置Ｈｘ３と高さ位置Ｈｘ４との相対的な高低差ΔＨｘを考慮する。本実施形態では、２５℃から８０℃まで変化したときのポリゴンミラー３０８の上面３０８ｅの高低差ΔＨｕと、規制部材３１０の上面３１０ａの高低差ΔＨｘとを略同一に保つ。これにより抑えバネ３０９がポリゴンミラー３０８に過大な押圧力を印加することを防止する。

＜ポリゴンミラーと規制部材の選定方法＞
次に、図１０を用いて、本実施形態におけるポリゴンモータユニット３００のポリゴンミラー３０８と規制部材３１０の選定方法について説明する。図１０は、本実施形態の規制部材３１０の線膨張係数Ａ２と、ポリゴンミラー３０８の線膨張係数Ｂ２の選定範囲を説明する図である。本実施形態においても規制部材３１０の線膨張係数Ａ２は、ポリゴンミラー３０８の線膨張係数Ｂ２に基づいて所定の範囲で選択される。

図１０に示すように、本実施形態におけるポリゴンミラー３０８の材料は、ポリカーボネート（ＰＣ；Polycarbonate）であり、その線膨張係数Ｂ２は６５（×１０^−６／℃）である。

ここで、常温としての２５℃の温度環境でモータ３０１が停止している状態を考慮する。このとき、図９に示すポリゴンミラー３０８の厚みＵ３は、１０ｍｍである。ここで、抑えバネ３０９の押圧部３０９ｄにより押圧されているポリゴンミラー３０８の上面３０８ｅの被押圧部３０８ｅ１を考慮する。更に、ロータ３０２の上面の被当接部３０２ａに当接しているポリゴンミラー３０８の下面３０８ｆの当接部３０８ｆ１を考慮する。このとき、ポリゴンミラー３０８の厚みＵ３は、軸３０５の軸線方向（図９の上下方向）における被押圧部３０８ｅ１から当接部３０８ｆ１までの厚みＵ３である。

また、常温としての２５℃の温度環境でモータ３０１が停止している状態を考慮する。このとき、規制部材３１０の厚みＸ３は、８ｍｍである。ここで、抑えバネ３０９の押圧部３０９ｂにより押圧されている規制部材３１０の上面３１０ａの被押圧部３１０ａ１を考慮する。更に、ロータ３０２の上面の被当接部３０２ｂに当接している規制部材３１０の下面３１０ｂの押圧部３１０ｂ１を考慮する。規制部材３１０の厚みＸ３は、軸３０５の軸線方向（図５の上下方向）における被押圧部３１０ａ１から押圧部３１０ｂ１までの厚みＸ３である。

このとき、ポリカーボネート製のポリゴンミラー３０８の線膨張係数Ｂ２を考慮する。更に、常温としての２５℃の温度環境において、ポリゴンミラー３０８がロータ３０２と接触している面としての被当接部３０２ａに対して垂直方向（図９の上下方向）におけるポリゴンミラー３０８の常温時の厚みＵ３を考慮する。更に、常温としての２５℃の温度環境において、規制部材３１０がロータ３０２と接触している面としての被当接部３０２ｂに対して垂直方向（図９の上下方向）における規制部材３１０の常温時の厚みＸ３を考慮する。

これらを用いて、規制部材３１０の材料が有する線膨張係数Ａ２の理想値Ａ２ｉを以下の数８式により求める。尚、ポリゴンミラー３０８の常温時の厚みＵ３と、規制部材３１０の常温時の厚みＸ３は、ポリゴンモータユニット３００の組立作業が行われる常温としての２５℃の室内環境でのそれぞれの厚みＵ３，Ｘ３を用いている。このときの常温は、２０℃〜３５℃の範囲とすることができる。

［数８］
Ａ２ｉ＝（Ｂ２×Ｕ３）／Ｘ３
＝（６５×１０^−６／℃×１０ｍｍ）／８ｍｍ
＝８１．２５（×１０^−６／℃）

このとき、規制部材３１０の材料としては、線膨張係数Ａ２が８１．２５（×１０^−６／℃）の「ポリカーボネート／ＡＢＳ」を選定することができる。ここで、「ポリカーボネート／ＡＢＳ」は、ポリカーボネート（ＰＣ；Polycarbonate）と、ＡＢＳを混合したものである。ＡＢＳは、アクリロニトリル（Acrylonitrile)、ブタジエン (Butadiene)、スチレン (Styrene)の共重合体である。

ここで、規制部材３１０の材料が有する線膨張係数Ａ２の理想値Ａ２ｉを考慮する。理想値Ａ２ｉは、上記数８式に示されるように、ポリゴンミラー３０８の線膨張係数Ｂ２を考慮する。更に、常温としての２５℃の温度環境におけるポリゴンミラー３０８の厚みＵ３を考慮する。そして、ポリゴンミラー３０８の線膨張係数Ｂ２とポリゴンミラー３０８の厚みＵ３との積に対する、常温としての２５℃の温度環境における規制部材３１０の厚みＸ３との比で理想値Ａ２ｉを求めている。

モータ３０１の発熱がロータ３０２を通してポリゴンミラー３０８と規制部材３１０に加わった場合を考慮する。このとき抑えバネ３０９の押圧部３０９ｄが押圧するポリゴンミラー３０８の上面３０８ｅの被押圧部３０８ｅ１の高さ位置Ｈｕ４を考慮する。更に、抑えバネ３０９の押圧部３０９ｂが押圧する規制部材３１０の上面３１０ａの被押圧部３１０ａ１の高さ位置Ｈｘ４を考慮する。このとき、両者の高さ位置Ｈｕ４，Ｈｘ４の相対的な高低差ΔＨが不変となる。

尚、図９に示す高さ位置Ｈｕ３，Ｈｕ４，Ｈｘ３，Ｈｘ４は、ロータ３０２の被当接部３０２ｂの面の高さを基準高さレベルＨｓとし、基準高さレベルＨｓからの高さとすることができる。ポリゴンミラー３０８の上面３０８ｅの被押圧部３０８ｅ１と、規制部材３１０の上面３１０ａの被押圧部３１０ａ１の高さ位置Ｈｕ３，Ｈｕ４，Ｈｘ３，Ｈｘ４を比較する共通の基準高さレべルＨｓは、他の共通の基準高さレべルを採用することでも良い。

＜熱膨張による抑えバネのバネ圧の変化と、その影響＞
次に、図９を用いて、ポリゴンミラー３０８と規制部材３１０の熱膨張による抑えバネ３０９のバネ圧の変化と、その影響について説明する。

図９は、熱膨張によるポリゴンミラー３０８の上面３０８ｅの被押圧部３０８ｅ１の高さ位置Ｈｕ３，Ｈｕ４の相対的な高低差ΔＨｕと、規制部材３１０の上面３１０ａの被押圧部３１０ａ１の高さ位置Ｈｘ３，Ｈｘ４の相対的な高低差ΔＨｘとを示している。図９に示したように、熱膨張によるポリゴンミラー３０８の上面３０８ｅの被押圧部３０８ｅ１の高さ位置Ｈｕ３，Ｈｕ４の相対的な高低差ΔＨｕを考慮する。この高低差ΔＨｕに対して、熱膨張による規制部材３１０の上面３１０ａの被押圧部３１０ａ１の高さ位置Ｈｘ３，Ｈｘ４の相対的な高低差ΔＨｘが同一となる。

このとき、抑えバネ３０９の規制部材３１０の上面３１０ａの被押圧部３１０ａ１に当接している押圧部３０９ｂからポリゴンミラー３０８の上面３０８ｅの被押圧部３０８ｅ１に当接している押圧部３０９ｄまでのアーム部３０９ｃを考慮する。このアーム部３０９ｃは、図９に示すように、熱膨張による変位がない。このため抑えバネ３０９の押圧部３０９ｄがポリゴンミラー３０８に与える押圧力の変化を低減することが可能となる。これによりポリゴンミラー３０８の位置ずれやポリゴンミラー３０８に対する過剰な押圧力の増加を防止することができる。

＜理想値を選定できない場合における規制部材の線膨張係数の選定範囲＞
次に、図１０を用いて、ポリゴンミラー３０８と規制部材３１０の材料の制約上、規制部材３１０の材料が有する線膨張係数Ａ２の理想値Ａ２ｉを選定できない場合における規制部材３１０の線膨張係数Ａ２の選定範囲について説明する。図１０に示すように、規制部材３１０の材料が有する線膨張係数Ａ２の理想値Ａ２ｉを中心として考慮する。

そして、ポリゴンミラー３０８の線膨張係数Ｂ２と、理想値Ａ２ｉとの差分を理想値Ａ２ｉに加えた値を規制部材３１０の材料が有する線膨張係数Ａ２の上限値Ａ２ｕとする。そして、ポリゴンミラー３０８の線膨張係数Ｂ２を規制部材３１０の材料が有する線膨張係数Ａ２の下限値Ａ２ｌとする。これらの規制部材３１０の材料が有する線膨張係数Ａ２の下限値Ａ２ｌから上限値Ａ２ｕの範囲で規制部材３１０の材料が有する線膨張係数Ａ２を選択する。

ポリゴンミラー３０８と規制部材３１０の材料の制約上、規制部材３１０の材料が有する線膨張係数Ａ２の理想値Ａ２ｉを選定できない場合がある。この場合には、規制部材３１０の線膨張係数Ａ２は、ポリゴンミラー３０８の線膨張係数Ｂ２と、規制部材３１０の材料が有する線膨張係数Ａ２の理想値Ａ２ｉと、を用いて、以下の数９式で示される範囲で選択することができる。

［数９］
Ｂ２≦Ａ２≦Ａ２ｉ＋（Ａ２ｉ−Ｂ２）

本実施形態では、規制部材３１０の材料として、「ポリカーボネート／ＡＢＳ」を使用した場合について説明した。他に、規制部材３１０の材料として、線膨張係数Ａ２が９０（×１０^−６／℃）のポリプロピレン（ＰＰ；Polypropylene）を用いることができる。他に、線膨張係数Ａ２が８５（×１０^−６／℃）のポリオキシメチレン（ＰＯＭ；Polyoxymethylene）等を用いても良い。ポリオキシメチレンとしては、ポリプラスチックス株式会社製の「ジュラコン（DURACON）登録商標」が採用できる。

上記数８式に示されるように、ポリゴンミラー３０８の線膨張係数Ｂと、常温としての２５℃の温度環境におけるポリゴンミラー３０８の厚みＵ３と、常温としての２５℃の温度環境における規制部材３１０の厚みＸ３とを考慮する。これらを用いて、規制部材３１０の材料が有する線膨張係数Ａ２の理想値Ａ２ｉを求める。そして、上記数９式に示される範囲内で、規制部材３１０の材料を適宜選定する。

これにより抑えバネ３０９がポリゴンミラー３０８に与える押圧力を所定範囲内に制御することができる。これによりポリゴンミラー３０８の位置ずれやポリゴンミラー３０８の反射面３０８ａ〜３０８ｄの変形を低減することが可能となる。他の構成は前記第１実施形態と同様に構成され、同様の効果を得ることが出来る。

Ａ１…ポリエーテルエーテルケトン製の規制部材３１０の線膨張係数
Ｂ１，Ｂ２…ポリカーボネート製のポリゴンミラー３０８の線膨張係数
３０１…モータ
３０２…ロータ
３０５…軸（回転軸）
３０８…ポリゴンミラー
３０８ｇ…貫通穴
３０９…抑えバネ（バネ）
３１０…規制部材

Claims (4)

1. 回転軸と一体的に回転可能なロータを有するモータと、
   貫通穴を有するポリゴンミラーと、
   前記貫通穴に挿入された前記回転軸に嵌合して、前記ポリゴンミラーを前記ロータに押圧するバネと、
   前記ポリゴンミラーの前記貫通穴内に配置され、前記ロータと前記バネとに接触して、前記バネの前記ロータ側への移動を規制する規制部材と、
   を有し、
   前記規制部材の線膨張係数は、前記ポリゴンミラーの線膨張係数に基づいて所定の範囲で選択されることを特徴とする光走査装置。
2. 前記規制部材の線膨張係数をＡとし、
   前記ポリゴンミラーの線膨張係数をＢとしたとき、
   Ａ≦０．５×Ｂ
   の範囲で選択されることを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
3. 前記ポリゴンミラーの線膨張係数をＢとし、
   前記ポリゴンミラーが前記ロータと接触している面に対して垂直方向における前記ポリゴンミラーの常温時の厚みをＵとし、
   前記規制部材が前記ロータと接触している面に対して垂直方向における前記規制部材の常温時の厚みをＸとし、
   前記規制部材の線膨張係数をＡとしたとき、
   Ａ＝（Ｂ×Ｕ）／Ｘ
   であることを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
4. 前記ポリゴンミラーの線膨張係数をＢとし、
   前記ポリゴンミラーが前記ロータと接触している面に対して垂直方向における前記ポリゴンミラーの常温時の厚みをＵとし、
   前記規制部材が前記ロータと接触している面に対して垂直方向における前記規制部材の常温時の厚みをＸとし、
   前記規制部材の線膨張係数をＡとし、
   前記規制部材の線膨張係数の理想値をＡｉとしたとき、
   Ａｉ＝（Ｂ×Ｕ）／Ｘ
   とし、
   前記規制部材の線膨張係数Ａは、
   Ｂ≦Ａ≦Ａｉ＋（Ａｉ−Ｂ）
   の範囲で選択されることを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。