JP3702678B2 - 光偏向装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばレーザプリンタ、バーコードリーダ、レーザ複写機等に用いられるポリゴンミラーを有する光偏向装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
レーザプリンタ等の画像記録装置においては、その画像の書き込み手段として読み取った情報を基にレーザ光を光偏向装置の高速回転するポリゴンミラー（回転多面鏡）に入光させ、反射光を走査させて感光体面に投影して画像記録を行っている。図５はポリゴンミラーの光偏向装置を用いたビーム走査光学装置の一実施の形態を示す斜視図である。
【０００３】
図において、８０は半導体レーザ、８１はビーム整形用光学系のコリメータレンズ、８２は第１シリンドリカルレンズ、８３はポリゴンミラー、８４Ａ、８４Ｂはｆθレンズ、８５は第２シリンドリカルレンズ、８６はミラー、８７はカバーガラス、８８は感光体ドラムをそれぞれ示している。なお、８９は同期検知用のインデックスミラー、８９Ｓは同期検知用のインデックスセンサ、８３Ｍは光偏向装置のポリゴンミラー８３の回転駆動部である。
【０００４】
半導体レーザ８０から出射したビーム光は、コリメータレンズ８１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８２を経て、等速で高速回転するポリゴンミラー８３のミラー面に入射する。この反射光はｆθレンズ８４Ａ、８４Ｂ、第２シリンドリカルレンズ８５から成る第２結像光学系を透過し、ミラー８６、カバーガラス８７を介して感光体ドラム８８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８９を介してインデックスセンサ８９Ｓに入射することによって行われる。
【０００５】
かかるビーム走査光学装置で、感光体ドラム８８上で良好な潜像を得るには、高速回転するポリゴンミラーが高精度の正多角形をなす多面鏡に作成されていて、回転軸に対して傾きなく、かつ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。
【０００６】
回転するミラーユニットにはポリゴンミラーと、固定ベース板に設けたコイルに対向するトルク発生用の永久磁石とを取り付け、ミラーユニットの外筒軸受と、固定した内筒軸受との間で高速で回転するようになっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
光偏向装置で回転するミラーユニットは、ポリゴンミラーを搭載する際の基準面となる円板部をもったフランジの円筒部を、外筒軸受の焼ばめ等の手段によって接合し、フランジの円板部と永久磁石を固定したミラー押さえ板との間にポリゴンミラーを弾性部材を介して挟持し固定する構成となっている。
【０００８】
ポリゴンミラーはミラーを搭載する際の基準面となるフランジの円板部に板ばね等の弾性部材によって押圧され、位置ずれのないようミラー押さえ板によって挟持される。この際、ポリゴンミラーを押圧する弾性部材、例えば板ばねの押圧力が所定範囲の押圧力よりも強力のときには、ポリゴンミラーは歪みによって反射面に反りが生じることとなる。またポリゴンミラーを押圧する板ばねの押圧力が所定範囲の押圧力よりも弱いときには、ポリゴンミラーは高速回転中に円板部に対して位置ずれが生じることとなる。
【０００９】
高速回転するミラーユニットは、騒音や振動を減らす目的からもコンパクトであることが求められ、円板部とミラー押さえ板との間隔は可能な限り狭くすることが求められる。弾性部材として板ばねを用いるときは、板ばね部材の弾性変形作動範囲を広く設定し、弾性係数の傾いた（ねた）特徴をもたして作動状態とすることによって所望の押圧力を得る条件を設定するのが容易となる。
【００１０】
本発明の第１の目的は、板ばねの押さえ力を容易に希望押圧力に設定可能とした光偏向装置を提供することにある。
【００１１】
高速回転するミラーユニットにおいて、フランジの円板部とミラー押さえ板との間でポリゴンミラーを弾性部材を介して挟持し固定するためには、フランジとミラー押さえ板とが、フランジの円筒部端面において一体的に結合・固定していることが必要である。フランジの円筒部端面にミラー押さえ板を固設するには、複数の取付け用ねじ部材によって固定することが適当である。しかし子ねじ等の部材を固定用に用いるときは、ミラー押さえ板より突出したねじ頭は風損によって大きな空気抵抗を受け、異常音が発生することとなる。
【００１２】
本発明の第２の目的は、風損による影響をへらして、フランジとミラー押さえ板とを一体的に固定した光偏向装置を提供することにある。
【００１３】
高速回転するミラーユニットは、フランジの円板部とミラー押さえ板との間でポリゴンミラーと弾性部材とを挟んだ形で固定している。従ってミラーユニットの組立時には、ミラー押さえ板は板ばね等の弾性部材の弾性に抗して、押さえ付けるようにしながらフランジの円筒部端面に対してねじ止めすることが必要である。しかしかかる作業は容易ではない。
【００１４】
本発明の第３の目的は、フランジに対してミラー押さえ板を一体的に固定する組立作業を容易にかつ精度よく行われるようにした光偏向装置を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記第１の目的は、外筒軸受を有したミラーユニットが固定した内筒軸受との間で回転する光偏向装置において、前記ミラーユニットはフランジ部材とポリゴンミラーと弾性部材とミラー押さえ板とによって構成され、前記フランジ部材は円筒部とその端部に設けた円板部とから成っていて、前記円筒部は前記外筒軸受の外周と接合し、前記円板部にはミラー搭載の基準面が設けられ、前記ミラー押さえ板にはトルク発生用の永久磁石が固設されていて、前記ポリゴンミラーは該円板部と前記弾性部材を介して該ミラー押さえ板とによって挟持され、前記ミラー押さえ板の前記弾性部材に対向した面には前記弾性部材の当接箇所に前記弾性部材の押圧力調整用の切欠け部を設け、前記切欠け部の切欠け深さを変更することにより前記弾性部材の弾性変形作動範囲を調整することを特徴とする光偏向装置（請求項１の発明）によって達成される。
【００１６】
上記第２の目的は、請求項１の発明において、前記ミラー押さえ板は前記円筒部端面に取付け用のねじ部材をもって固定され、締結した前記ねじ部材の頭部は前記ミラー押さえ板の板面より低い位置に位置するよう構成されていることを特徴とする光偏向装置（請求項２の発明）によって達成される。
【００１７】
上記第３の目的は、請求項１の発明において、前記ミラー押さえ板は前記円筒部端面に取付け用のねじ部材をもって固定され、前記円筒部端面には前記ねじ部材を締結する複数のねじ穴と、前記ミラー押さえ板の取付け位置規制用の位置決め用、或いは円筒部の剛性緩和用穴が設けられ、前記ミラー押さえ板には少なくとも前記ねじ穴に対向した穴が設けられていることを特徴とする光偏向装置（請求項３の発明）によって達成される。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の光偏向装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１９】
図１は光偏向装置の断面図である。この実施の形態の光偏向装置１は、例えば図５のビーム走査光学装置に組み込まれて、レーザ光をポリゴンミラー１６の回転により偏向するものであり、ベース板２により装置側に固定される。
【００２０】
フランジ１５はアルミや鉄を材料とし、円筒形状の円筒部１５ｂと、円筒部１５ｂの端部には円盤状の円板部１５ａとが設けられている。円板部１５ａのミラー搭載の基準面１５ａ１にポリゴンミラー１６の一端面１６ａを当接し、ミラー押さえ板６との間には弾性部材２０を介して一体回転可能に組み付けられている。このフランジ１５の円筒部１５ｂは外筒軸受１２ｂに焼ばめ等の手段により接合されて一体化してミラーユニット１００が形成される。
【００２１】
このミラーユニット１００を上下の下スラスト軸受１０と上スラスト軸受１１と内筒軸受１２ａとの間に介在させて、ベース板２の軸部２ａに挿着し、プレート１３を介してねじ１４を軸部２ａに螺着して取り付けられる。
【００２２】
ベース板には固定ヨーク５０が設けられ、さらにマグネットコイル４を取り付けたプリント基板３が設けられている。このマグネットコイル４に対向してトルク発生用の永久磁石５が配置され、この永久磁石５は円盤状のミラー押さえ板６に形成された凹部６ａに接着剤を介して設けられている。
【００２３】
回転軸１２は、内筒軸受１２ａと外筒軸受１２ｂとから構成され、内筒軸受１２ａに対して外筒軸受１２ｂが回動可能になっており、外筒軸受１２ｂにフランジ１５が円筒部１５ｂによって接合状態となっている。なお、この実施の形態では、軸受構造が下スラスト軸受１０、上スラスト軸受１１、内筒軸受１２ａ、外筒軸受１２ｂとから成る動圧軸受構造であって、動圧発生溝が下スラスト軸受面と内筒軸受１２ａの外周面の両方あるいはどちらか一方に設けられている。
【００２４】
フランジ１５の円筒部１５ｂは回転軸１２の外筒軸受１２ｂに接合することによって接合強度が向上し、更に円筒部１５ｂの外周をポリゴンミラー１６の回転中心軸の取り付け基準とすることによって、ポリゴンミラー１６の軸中心精度が向上するよう構成されている。
【００２５】
フランジ１５の円筒部１５ｂの、回転軸１２の外筒軸受１２ｂへの接合は好ましくは焼ばめであり、その他の圧入手段による接合であってもよい。かかる接合はポリゴンミラー１６の取り付け時の倒れ角を解消し、軸心に対する精度をより確実に出すことができる。
【００２６】
また作成に当たっては、フランジ１５と外筒軸受１２ｂとの接合後に、円板部１５ａにポリゴンミラー１６を取り付けるためのミラー搭載基準面１５ａ１を切削加工し、フランジ１５の円筒部１５ｂにポリゴンミラー１６を挿着してポリゴンミラー１６の一端面１６ａを基準面１５ａ１に当接させることがなされている。
【００２７】
ポリゴンミラー１６の他端面１６ｂとミラー押さえ板６との間には板ばね等の弾性部材２０を介在させ、フランジ１５の円筒部１５ｂの端面１５ｂ１（図３参照）とミラー押さえ板６とをねじ等の締結部材２１により締付固定して、弾性部材２０によるポリゴンミラー１６の押さえ力を安定させ、ポリゴンミラー１６を歪ませることなくミラー固定がなされている。
【００２８】
本発明の光偏向装置は、▲１▼ミラー押さえ板６に弾性部材の押さえ力を調整する調整部として切欠け部を設けて板ばねの押さえ力を容易に希望押圧力に設定可能とし、▲２▼ミラー押さえ板６の取付けに用いるねじ部材の頭部をミラー押さえ板６の板面より低い位置として、風損の影響を除き、▲３▼円筒部１５ｂの端面１５ｂ１とミラー押さえ板６に取付けの位置決め用穴を設けて、組立作業を容易にするもので、以下の実施の形態によって詳しく説明する。
【００２９】
（実施の形態１）
請求項１の実施の形態について、図２の説明図を用いて説明を行う。図２（ｂ）は本発明以前におけるフランジ１５の円板部１５ａとミラー押さえ板６との間にポリゴンミラー１６と板ばね２０Ａ（図１での弾性部材２０）とを挟持固定した状態を示す断面図である。このように従来の装置においては、ミラー押さえ板６の上面（図２において上面）は平面である。これに対して図２（ａ）の本発明の実施態様を示す断面図で示すように、ミラー押さえ板６の上面は、フランジ１５（円筒部１５ｂ）の下端に当接する位置と、板ばね２０Ａと当接する位置との間に、段差を設け、フランジ１５（円筒部１５ｂ）の下端に接触する位置より板ばね２０Ａと当接する位置の方が、ポリゴンミラー１６より離れる方向に位置するようになっている。換言すると、ミラー押さえ板の板ばね２０Ａに対向した面に永久磁石５の取付け部分には影響しない位置で板ばね２０Ａの当接箇所に板ばね２０Ａの弾性変形作動範囲を広くする方向すなわち、ポリゴンミラー１６より離れる方向に押圧力調整用の切欠け部６ａを設けている。即ち、本発明は切欠け部６ａを設けることによって弾性作動範囲（板ばね２０Ａがミラー押さえ板６０に当接する位置から板ばね２０Ａが平板状となるまでの作動方向の長さ）をＡからＢ（Ｂ＞Ａ）に作動範囲を広くするよう変更を行ったものである。
【００３０】
板ばね２０Ａでポリゴンミラー１６を押圧する押圧力はポリゴンミラーの大きさや形状によって異なるが２〜１０ｋｇｆ内の適当とする押圧力が設定される。設定押圧力に対して若干の許容押圧範囲を有しているが、この範囲から逸脱すると、押圧力が強すぎるとポリゴンミラー１６は変形してミラー面の面倒れ等が生じ、押圧力が弱すぎるとポリゴンミラー１６はずれをおこして正しい光走査は行われないようになり、バランスがずれて振動や騒音の原因ともなる。
【００３１】
図２（ｃ）は弾性作動範囲を広くした（Ａ→Ｂ）ことによる効果を示したもので、同じ許容押圧範囲に対しても許容組立誤差範囲が広くなり、また板ばね２０Ａについても弾性特性の許容されるバラツキの範囲が広くなる、更にまた押さえ力調整用の切欠け部６ａの切欠け深さを数種類変更したミラー押さえ板６を用意することによって、異なったサイズ、形状のポリゴンミラーを用いた光偏向装置に対しても容易に対応することができるようになる。
【００３２】
（実施の形態２）
請求項２の実施の形態について図３の説明図を用いて説明を行う。
【００３３】
ポリゴンミラー１６と板ばね２０Ａとはフランジ１５の円板部１５ａとミラー押さえ板６との間に挟持され、フランジ１５とミラー押さえ板６とはフランジ１５の円筒部１５ｂの円筒部端面１５ｂ１にミラー押さえ板６をねじ部材２１をもって一体的に固定されている。本発明は締結したねじ部材２１の頭部２１ａがミラー押さえ板６の板面６ｂよりも低い位置に位置するよう構成する。図３（ａ）はその一例を示したもので、ねじ部材２１の締付け面６ｃをミラー押さえ板６の板面６ｂよりも一段低く設定し、締結したねじ部材２１の頭部２１ａが板面６ｂより低くなるよう設定している。このような構成によって風損を減じる効果が生じる。
【００３４】
図３（ｂ）は他の例を示したもので、ねじ部材２１の締付け位置に座ぐり穴６ｄを設け、締結したねじ部材２１の頭部２１ａがミラー押さえ板６の板面６ｂよりも沈んだ位置となるような構成としている。このような構成によって風損を減じる効果が生じる。なおこの実施形態においては、ねじ部材２１の締結後ロウ材を用いて座ぐり穴６ｄを充填し、板面６ｂと同一面とすることによって更にその効果を高めることができる。
【００３５】
また、図３（ａ），（ｂ）の実施形態において、フランジ１５の円筒部１５ｂとミラー押さえ板６との接合は、ミラー押さえ板６に円筒部端面１５ｂ１への取付け位置規制用の端面外形に合致した形状の段差６ｅを設けることによって、取付けの関係位置精度を高め、組立て作業時の作業を容易にする効果が生じる。
【００３６】
本実施形態においては実施形態１を併用した形の光偏向装置とすることによって、それぞれの効果を更に高めることができる。
【００３７】
（実施の形態３）
請求項３の実施の形態について、図４の説明図を用いて説明を行う。
【００３８】
ポリゴンミラー１６と板ばね２０Ａとはフランジ１５の円板部１５ａとミラー押さえ板６との間に挟持され、フランジ１５とミラー押さえ板６とはフランジ１５の円筒部１５ｂの円筒部端面１５ｂ１にミラー押さえ板６をねじ部材２１をもって一体的に固定されている。従ってミラーユニット１００の組立て時には、ミラー押さえ板６は板ばね２０Ａの押し広げようとする弾性に抗して、押さえ付けるようにしながら円筒部端面１５ｂ１にねじ止めしなければならない。組立て時におけるかかる作業は容易ではない。本発明はこれを解決したもので、円筒部端面１５ｂ１には図４（ａ）に示す如く、ねじ部材２１を締結するねじ穴１５ｂ２と、ミラー押さえ板６の取付け位置を規制しガイドする位置決め用穴１５ｂ３が設けられている。またミラー押さえ板６にも図４（ｂ）に示す如く、取付け固定時のねじ穴１５ｂ２に対向した位置に穴６ｆ２と、位置決め用穴１５ｂ３に対向した位置に位置決め用穴６ｆ３又は位置決め用のピン部材６ｆ３′を設けている。
【００３９】
かかる構成として組立て時には円筒部１５ｂの位置決め用穴１５ｂ３とミラー押さえ板６の位置決め用穴６ｆ３とが合致するようピン部材を用いて位置決めし、穴６ｆ２にねじ部材２１をねじ込むことによって容易にしかも精度よく組立てを行うことができる。なお、ミラー押さえ板６に位置決め用のピン部材６ｆ３′が設けられているときは、ピン部材６ｆ３′を円筒部１５ｂの位置決め用穴１５ｂ３に挿入することによって容易に取付け位置が決まって精度よい組立てが行われる。なおこの円筒部１５ｂの位置決め用穴１５ｂ３は、複数のねじ穴１５ｂ２の中間位置に設けることによって円筒部１５ｂの剛性を緩和し、作業を容易にする効果をも有しているので、かかる目的に位置決め用穴１５ｂ３を使用することも可能となる。
【００４０】
また図４の実施形態において、ミラー押さえ板６に円筒部端面１５ｂ１への取付け位置規制用の端面外形に合致した形状の段差６ｅを設けることによって組立て作業は更に容易となる効果が生じる。
【００４１】
本実施形態においても実施形態１を併用した形の光偏向装置とすることによって、それぞれの効果を更に高めることができる。
【００４２】
【発明の効果】
請求項１の発明によるときは、ポリゴンミラーを押圧する押圧力を希望する押圧力に制御することが極めて容易となった。また同一の板ばね部材を用いて、大きさや形状の異なる各種のポリゴンミラーを搭載した光偏向装置を提供することが可能となった。
【００４３】
請求項２の発明によるときは、風損の影響をへらし、高速回転中の発生音や振動を低減する効果が得られた。
【００４４】
請求項３の発明によるときは、高速回転を行うミラーユニットの組立て作業を容易とし、しかも精度のよい組立て作業が行われることとなった。
【図面の簡単な説明】
【図１】光偏向装置の断面図。
【図２】実施の形態１の説明図。
【図３】実施の形態２の説明図。
【図４】実施の形態３の説明図。
【図５】ビーム走査光学装置の斜視図。
【符号の説明】
１ 光偏向装置
２ ベース板
４ マグネットコイル
５ 永久磁石
６ ミラー押さえ板
６ａ 切欠け部
６ｂ 板面
６ｃ 締付け面
１２ 回転軸
１２ａ 内筒軸受
１２ｂ 外筒軸受
１５ フランジ
１５ａ 円板部
１５ａ１ ミラー搭載基準面
１５ｂ 円筒部
１６ ポリゴンミラー
２０ 弾性部材
２０Ａ 板ばね
２１ ねじ部材
２１ａ 頭部（ねじ部材）
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばレーザプリンタ、バーコードリーダ、レーザ複写機等に用いられるポリゴンミラーを有する光偏向装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
レーザプリンタ等の画像記録装置においては、その画像の書き込み手段として読み取った情報を基にレーザ光を光偏向装置の高速回転するポリゴンミラー（回転多面鏡）に入光させ、反射光を走査させて感光体面に投影して画像記録を行っている。図５はポリゴンミラーの光偏向装置を用いたビーム走査光学装置の一実施の形態を示す斜視図である。
【０００３】
図において、８０は半導体レーザ、８１はビーム整形用光学系のコリメータレンズ、８２は第１シリンドリカルレンズ、８３はポリゴンミラー、８４Ａ、８４Ｂはｆθレンズ、８５は第２シリンドリカルレンズ、８６はミラー、８７はカバーガラス、８８は感光体ドラムをそれぞれ示している。なお、８９は同期検知用のインデックスミラー、８９Ｓは同期検知用のインデックスセンサ、８３Ｍは光偏向装置のポリゴンミラー８３の回転駆動部である。
【０００４】
半導体レーザ８０から出射したビーム光は、コリメータレンズ８１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８２を経て、等速で高速回転するポリゴンミラー８３のミラー面に入射する。この反射光はｆθレンズ８４Ａ、８４Ｂ、第２シリンドリカルレンズ８５から成る第２結像光学系を透過し、ミラー８６、カバーガラス８７を介して感光体ドラム８８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８９を介してインデックスセンサ８９Ｓに入射することによって行われる。
【０００５】
かかるビーム走査光学装置で、感光体ドラム８８上で良好な潜像を得るには、高速回転するポリゴンミラーが高精度の正多角形をなす多面鏡に作成されていて、回転軸に対して傾きなく、かつ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。
【０００６】
回転するミラーユニットにはポリゴンミラーと、固定ベース板に設けたコイルに対向するトルク発生用の永久磁石とを取り付け、ミラーユニットの外筒軸受と、固定した内筒軸受との間で高速で回転するようになっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
光偏向装置で回転するミラーユニットは、ポリゴンミラーを搭載する際の基準面となる円板部をもったフランジの円筒部を、外筒軸受の焼ばめ等の手段によって接合し、フランジの円板部と永久磁石を固定したミラー押さえ板との間にポリゴンミラーを弾性部材を介して挟持し固定する構成となっている。
【０００８】
ポリゴンミラーはミラーを搭載する際の基準面となるフランジの円板部に板ばね等の弾性部材によって押圧され、位置ずれのないようミラー押さえ板によって挟持される。この際、ポリゴンミラーを押圧する弾性部材、例えば板ばねの押圧力が所定範囲の押圧力よりも強力のときには、ポリゴンミラーは歪みによって反射面に反りが生じることとなる。またポリゴンミラーを押圧する板ばねの押圧力が所定範囲の押圧力よりも弱いときには、ポリゴンミラーは高速回転中に円板部に対して位置ずれが生じることとなる。
【０００９】
高速回転するミラーユニットは、騒音や振動を減らす目的からもコンパクトであることが求められ、円板部とミラー押さえ板との間隔は可能な限り狭くすることが求められる。弾性部材として板ばねを用いるときは、板ばね部材の弾性変形作動範囲を広く設定し、弾性係数の傾いた（ねた）特徴をもたして作動状態とすることによって所望の押圧力を得る条件を設定するのが容易となる。
【００１０】
本発明の第１の目的は、板ばねの押さえ力を容易に希望押圧力に設定可能とした光偏向装置を提供することにある。
【００１１】
高速回転するミラーユニットにおいて、フランジの円板部とミラー押さえ板との間でポリゴンミラーを弾性部材を介して挟持し固定するためには、フランジとミラー押さえ板とが、フランジの円筒部端面において一体的に結合・固定していることが必要である。フランジの円筒部端面にミラー押さえ板を固設するには、複数の取付け用ねじ部材によって固定することが適当である。しかし子ねじ等の部材を固定用に用いるときは、ミラー押さえ板より突出したねじ頭は風損によって大きな空気抵抗を受け、異常音が発生することとなる。
【００１２】
本発明の第２の目的は、風損による影響をへらして、フランジとミラー押さえ板とを一体的に固定した光偏向装置を提供することにある。
【００１３】
高速回転するミラーユニットは、フランジの円板部とミラー押さえ板との間でポリゴンミラーと弾性部材とを挟んだ形で固定している。従ってミラーユニットの組立時には、ミラー押さえ板は板ばね等の弾性部材の弾性に抗して、押さえ付けるようにしながらフランジの円筒部端面に対してねじ止めすることが必要である。しかしかかる作業は容易ではない。
【００１４】
本発明の第３の目的は、フランジに対してミラー押さえ板を一体的に固定する組立作業を容易にかつ精度よく行われるようにした光偏向装置を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記第１の目的は、外筒軸受を有したミラーユニットが固定した内筒軸受との間で回転する光偏向装置において、前記ミラーユニットはフランジ部材とポリゴンミラーと弾性部材とミラー押さえ板とによって構成され、前記フランジ部材は円筒部とその端部に設けた円板部とから成っていて、前記円筒部は前記外筒軸受の外周と接合し、前記円板部にはミラー搭載の基準面が設けられ、前記ミラー押さえ板にはトルク発生用の永久磁石が固設されていて、前記ポリゴンミラーは該円板部と前記弾性部材を介して該ミラー押さえ板とによって挟持され、前記ミラー押さえ板の前記弾性部材に対向した面には前記弾性部材の当接箇所に前記弾性部材の押圧力調整用の切欠け部を設け、前記切欠け部の切欠け深さを変更することにより前記弾性部材の弾性変形作動範囲を調整することを特徴とする光偏向装置（請求項１の発明）によって達成される。
【００１６】
上記第２の目的は、請求項１の発明において、前記ミラー押さえ板は前記円筒部端面に取付け用のねじ部材をもって固定され、締結した前記ねじ部材の頭部は前記ミラー押さえ板の板面より低い位置に位置するよう構成されていることを特徴とする光偏向装置（請求項２の発明）によって達成される。
【００１７】
上記第３の目的は、請求項１の発明において、前記ミラー押さえ板は前記円筒部端面に取付け用のねじ部材をもって固定され、前記円筒部端面には前記ねじ部材を締結する複数のねじ穴と、前記ミラー押さえ板の取付け位置規制用の位置決め用、或いは円筒部の剛性緩和用穴が設けられ、前記ミラー押さえ板には少なくとも前記ねじ穴に対向した穴が設けられていることを特徴とする光偏向装置（請求項３の発明）によって達成される。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の光偏向装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１９】
図１は光偏向装置の断面図である。この実施の形態の光偏向装置１は、例えば図５のビーム走査光学装置に組み込まれて、レーザ光をポリゴンミラー１６の回転により偏向するものであり、ベース板２により装置側に固定される。
【００２０】
フランジ１５はアルミや鉄を材料とし、円筒形状の円筒部１５ｂと、円筒部１５ｂの端部には円盤状の円板部１５ａとが設けられている。円板部１５ａのミラー搭載の基準面１５ａ１にポリゴンミラー１６の一端面１６ａを当接し、ミラー押さえ板６との間には弾性部材２０を介して一体回転可能に組み付けられている。このフランジ１５の円筒部１５ｂは外筒軸受１２ｂに焼ばめ等の手段により接合されて一体化してミラーユニット１００が形成される。
【００２１】
このミラーユニット１００を上下の下スラスト軸受１０と上スラスト軸受１１と内筒軸受１２ａとの間に介在させて、ベース板２の軸部２ａに挿着し、プレート１３を介してねじ１４を軸部２ａに螺着して取り付けられる。
【００２２】
ベース板には固定ヨーク５０が設けられ、さらにマグネットコイル４を取り付けたプリント基板３が設けられている。このマグネットコイル４に対向してトルク発生用の永久磁石５が配置され、この永久磁石５は円盤状のミラー押さえ板６に形成された凹部６ａに接着剤を介して設けられている。
【００２３】
回転軸１２は、内筒軸受１２ａと外筒軸受１２ｂとから構成され、内筒軸受１２ａに対して外筒軸受１２ｂが回動可能になっており、外筒軸受１２ｂにフランジ１５が円筒部１５ｂによって接合状態となっている。なお、この実施の形態では、軸受構造が下スラスト軸受１０、上スラスト軸受１１、内筒軸受１２ａ、外筒軸受１２ｂとから成る動圧軸受構造であって、動圧発生溝が下スラスト軸受面と内筒軸受１２ａの外周面の両方あるいはどちらか一方に設けられている。
【００２４】
フランジ１５の円筒部１５ｂは回転軸１２の外筒軸受１２ｂに接合することによって接合強度が向上し、更に円筒部１５ｂの外周をポリゴンミラー１６の回転中心軸の取り付け基準とすることによって、ポリゴンミラー１６の軸中心精度が向上するよう構成されている。
【００２５】
フランジ１５の円筒部１５ｂの、回転軸１２の外筒軸受１２ｂへの接合は好ましくは焼ばめであり、その他の圧入手段による接合であってもよい。かかる接合はポリゴンミラー１６の取り付け時の倒れ角を解消し、軸心に対する精度をより確実に出すことができる。
【００２６】
また作成に当たっては、フランジ１５と外筒軸受１２ｂとの接合後に、円板部１５ａにポリゴンミラー１６を取り付けるためのミラー搭載基準面１５ａ１を切削加工し、フランジ１５の円筒部１５ｂにポリゴンミラー１６を挿着してポリゴンミラー１６の一端面１６ａを基準面１５ａ１に当接させることがなされている。
【００２７】
ポリゴンミラー１６の他端面１６ｂとミラー押さえ板６との間には板ばね等の弾性部材２０を介在させ、フランジ１５の円筒部１５ｂの端面１５ｂ１（図３参照）とミラー押さえ板６とをねじ等の締結部材２１により締付固定して、弾性部材２０によるポリゴンミラー１６の押さえ力を安定させ、ポリゴンミラー１６を歪ませることなくミラー固定がなされている。
【００２８】
本発明の光偏向装置は、▲１▼ミラー押さえ板６に弾性部材の押さえ力を調整する調整部として切欠け部を設けて板ばねの押さえ力を容易に希望押圧力に設定可能とし、▲２▼ミラー押さえ板６の取付けに用いるねじ部材の頭部をミラー押さえ板６の板面より低い位置として、風損の影響を除き、▲３▼円筒部１５ｂの端面１５ｂ１とミラー押さえ板６に取付けの位置決め用穴を設けて、組立作業を容易にするもので、以下の実施の形態によって詳しく説明する。
【００２９】
（実施の形態１）
請求項１の実施の形態について、図２の説明図を用いて説明を行う。図２（ｂ）は本発明以前におけるフランジ１５の円板部１５ａとミラー押さえ板６との間にポリゴンミラー１６と板ばね２０Ａ（図１での弾性部材２０）とを挟持固定した状態を示す断面図である。このように従来の装置においては、ミラー押さえ板６の上面（図２において上面）は平面である。これに対して図２（ａ）の本発明の実施態様を示す断面図で示すように、ミラー押さえ板６の上面は、フランジ１５（円筒部１５ｂ）の下端に当接する位置と、板ばね２０Ａと当接する位置との間に、段差を設け、フランジ１５（円筒部１５ｂ）の下端に接触する位置より板ばね２０Ａと当接する位置の方が、ポリゴンミラー１６より離れる方向に位置するようになっている。換言すると、ミラー押さえ板の板ばね２０Ａに対向した面に永久磁石５の取付け部分には影響しない位置で板ばね２０Ａの当接箇所に板ばね２０Ａの弾性変形作動範囲を広くする方向すなわち、ポリゴンミラー１６より離れる方向に押圧力調整用の切欠け部６ａを設けている。即ち、本発明は切欠け部６ａを設けることによって弾性作動範囲（板ばね２０Ａがミラー押さえ板６０に当接する位置から板ばね２０Ａが平板状となるまでの作動方向の長さ）をＡからＢ（Ｂ＞Ａ）に作動範囲を広くするよう変更を行ったものである。
【００３０】
板ばね２０Ａでポリゴンミラー１６を押圧する押圧力はポリゴンミラーの大きさや形状によって異なるが２〜１０ｋｇｆ内の適当とする押圧力が設定される。設定押圧力に対して若干の許容押圧範囲を有しているが、この範囲から逸脱すると、押圧力が強すぎるとポリゴンミラー１６は変形してミラー面の面倒れ等が生じ、押圧力が弱すぎるとポリゴンミラー１６はずれをおこして正しい光走査は行われないようになり、バランスがずれて振動や騒音の原因ともなる。
【００３１】
図２（ｃ）は弾性作動範囲を広くした（Ａ→Ｂ）ことによる効果を示したもので、同じ許容押圧範囲に対しても許容組立誤差範囲が広くなり、また板ばね２０Ａについても弾性特性の許容されるバラツキの範囲が広くなる、更にまた押さえ力調整用の切欠け部６ａの切欠け深さを数種類変更したミラー押さえ板６を用意することによって、異なったサイズ、形状のポリゴンミラーを用いた光偏向装置に対しても容易に対応することができるようになる。
【００３２】
（実施の形態２）
請求項２の実施の形態について図３の説明図を用いて説明を行う。
【００３３】
ポリゴンミラー１６と板ばね２０Ａとはフランジ１５の円板部１５ａとミラー押さえ板６との間に挟持され、フランジ１５とミラー押さえ板６とはフランジ１５の円筒部１５ｂの円筒部端面１５ｂ１にミラー押さえ板６をねじ部材２１をもって一体的に固定されている。本発明は締結したねじ部材２１の頭部２１ａがミラー押さえ板６の板面６ｂよりも低い位置に位置するよう構成する。図３（ａ）はその一例を示したもので、ねじ部材２１の締付け面６ｃをミラー押さえ板６の板面６ｂよりも一段低く設定し、締結したねじ部材２１の頭部２１ａが板面６ｂより低くなるよう設定している。このような構成によって風損を減じる効果が生じる。
【００３４】
図３（ｂ）は他の例を示したもので、ねじ部材２１の締付け位置に座ぐり穴６ｄを設け、締結したねじ部材２１の頭部２１ａがミラー押さえ板６の板面６ｂよりも沈んだ位置となるような構成としている。このような構成によって風損を減じる効果が生じる。なおこの実施形態においては、ねじ部材２１の締結後ロウ材を用いて座ぐり穴６ｄを充填し、板面６ｂと同一面とすることによって更にその効果を高めることができる。
【００３５】
また、図３（ａ），（ｂ）の実施形態において、フランジ１５の円筒部１５ｂとミラー押さえ板６との接合は、ミラー押さえ板６に円筒部端面１５ｂ１への取付け位置規制用の端面外形に合致した形状の段差６ｅを設けることによって、取付けの関係位置精度を高め、組立て作業時の作業を容易にする効果が生じる。
【００３６】
本実施形態においては実施形態１を併用した形の光偏向装置とすることによって、それぞれの効果を更に高めることができる。
【００３７】
（実施の形態３）
請求項３の実施の形態について、図４の説明図を用いて説明を行う。
【００３８】
ポリゴンミラー１６と板ばね２０Ａとはフランジ１５の円板部１５ａとミラー押さえ板６との間に挟持され、フランジ１５とミラー押さえ板６とはフランジ１５の円筒部１５ｂの円筒部端面１５ｂ１にミラー押さえ板６をねじ部材２１をもって一体的に固定されている。従ってミラーユニット１００の組立て時には、ミラー押さえ板６は板ばね２０Ａの押し広げようとする弾性に抗して、押さえ付けるようにしながら円筒部端面１５ｂ１にねじ止めしなければならない。組立て時におけるかかる作業は容易ではない。本発明はこれを解決したもので、円筒部端面１５ｂ１には図４（ａ）に示す如く、ねじ部材２１を締結するねじ穴１５ｂ２と、ミラー押さえ板６の取付け位置を規制しガイドする位置決め用穴１５ｂ３が設けられている。またミラー押さえ板６にも図４（ｂ）に示す如く、取付け固定時のねじ穴１５ｂ２に対向した位置に穴６ｆ２と、位置決め用穴１５ｂ３に対向した位置に位置決め用穴６ｆ３又は位置決め用のピン部材６ｆ３′を設けている。
【００３９】
かかる構成として組立て時には円筒部１５ｂの位置決め用穴１５ｂ３とミラー押さえ板６の位置決め用穴６ｆ３とが合致するようピン部材を用いて位置決めし、穴６ｆ２にねじ部材２１をねじ込むことによって容易にしかも精度よく組立てを行うことができる。なお、ミラー押さえ板６に位置決め用のピン部材６ｆ３′が設けられているときは、ピン部材６ｆ３′を円筒部１５ｂの位置決め用穴１５ｂ３に挿入することによって容易に取付け位置が決まって精度よい組立てが行われる。なおこの円筒部１５ｂの位置決め用穴１５ｂ３は、複数のねじ穴１５ｂ２の中間位置に設けることによって円筒部１５ｂの剛性を緩和し、作業を容易にする効果をも有しているので、かかる目的に位置決め用穴１５ｂ３を使用することも可能となる。
【００４０】
また図４の実施形態において、ミラー押さえ板６に円筒部端面１５ｂ１への取付け位置規制用の端面外形に合致した形状の段差６ｅを設けることによって組立て作業は更に容易となる効果が生じる。
【００４１】
本実施形態においても実施形態１を併用した形の光偏向装置とすることによって、それぞれの効果を更に高めることができる。
【００４２】
【発明の効果】
請求項１の発明によるときは、ポリゴンミラーを押圧する押圧力を希望する押圧力に制御することが極めて容易となった。また同一の板ばね部材を用いて、大きさや形状の異なる各種のポリゴンミラーを搭載した光偏向装置を提供することが可能となった。
【００４３】
請求項２の発明によるときは、風損の影響をへらし、高速回転中の発生音や振動を低減する効果が得られた。
【００４４】
請求項３の発明によるときは、高速回転を行うミラーユニットの組立て作業を容易とし、しかも精度のよい組立て作業が行われることとなった。
【図面の簡単な説明】
【図１】光偏向装置の断面図。
【図２】実施の形態１の説明図。
【図３】実施の形態２の説明図。
【図４】実施の形態３の説明図。
【図５】ビーム走査光学装置の斜視図。
【符号の説明】
１ 光偏向装置
２ ベース板
４ マグネットコイル
５ 永久磁石
６ ミラー押さえ板
６ａ 切欠け部
６ｂ 板面
６ｃ 締付け面
１２ 回転軸
１２ａ 内筒軸受
１２ｂ 外筒軸受
１５ フランジ
１５ａ 円板部
１５ａ１ ミラー搭載基準面
１５ｂ 円筒部
１６ ポリゴンミラー
２０ 弾性部材
２０Ａ 板ばね
２１ ねじ部材
２１ａ 頭部（ねじ部材）
Claims (4)
- 外筒軸受を有したミラーユニットが固定した内筒軸受との間で回転する光偏向装置において、前記ミラーユニットはフランジ部材とポリゴンミラーと弾性部材とミラー押さえ板とによって構成され、前記フランジ部材は円筒部とその端部に設けた円板部とから成っていて、前記円筒部は前記外筒軸受の外周と接合し、前記円板部にはミラー搭載の基準面が設けられ、前記ミラー押さえ板にはトルク発生用の永久磁石が固設されていて、前記ポリゴンミラーは該円板部と前記弾性部材を介して該ミラー押さえ板とによって挟持され、前記ミラー押さえ板の前記弾性部材に対向した面には前記弾性部材の当接箇所に前記弾性部材の押圧力調整用の切欠け部を設け、前記切欠け部の切欠け深さを変更することにより前記弾性部材の弾性変形作動範囲を調整することを特徴とする光偏向装置。
- 前記ミラー押さえ板は前記円筒部端面に取付け用のねじ部材をもって固定され、締結した前記ねじ部材の頭部は前記ミラー押さえ板の板面より低い位置に位置するよう構成されていることを特徴とする請求項１に記載の光偏向装置。
- 前記ミラー押さえ板は前記円筒部端面に取付け用のねじ部材をもって固定され、前記円筒部端面には前記ねじ部材を締結する複数のねじ穴と、前記ミラー押さえ板の取付け位置規制用の位置決め用或いは円筒部の剛性緩和用穴が設けられ、前記ミラー押さえ板には少なくとも前記ねじ穴に対向した穴が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の光偏向装置。
- 前記ミラー押さえ板には前記円筒部端面への取付け位置規制用の段差が設けられていることを特徴とする請求項２又は３に記載の光偏向装置。
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