JP4126884B2 - 偏向走査装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザープリンター等において、駆動モータにより回転駆動される回転多面鏡によって、レーザービームを偏向走査する偏向走査装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１９に示すように、偏向走査装置には、駆動モータ１７を駆動力とする光偏向器８２が用いられている。光偏向器８２の回転軸１８は、厚さが０．６〜１．０ｍｍ程度の基板１４（鉄製またはアルミ製）を貫通した軸体１６に回転自在に支持されている。そして、この軸体１６の下端部が光学箱２０の底板２０Ａに形成された保持孔２２に嵌合された状態で、基板１４の四隅が複数のねじ２４により底板２０Ａから突設されたボス６０に固定されている。
【０００３】
このような光偏向器８２では、小型化を目的として基板１４の長手方向に沿って駆動モータ１７と制御回路３４が並んで配置されている。従って、振動源である駆動モータ１７は図２０に示すように、基板１４の重心Ｏ1から偏心した位置に配置されている。
【０００４】
このため、軸体１６と保持孔２２とが全周に渡って非当接であると、基板１４を支持する支点Ｘ３が保持孔２２の位置に存在しないことになる（破線の△で概念表示）。
【０００５】
しかしながら、駆動モータ１７の軸体１６を光学箱２０に形成された円周状の保持孔２２に嵌合させ支持点を得るためには、軸体１６と保持孔２２に高いはめ合い精度が要求されコスト高となる。
【０００６】
また、光学箱２０は、１０〜５０％程度のガラス繊維を含む樹脂材料で成形されているため、成形条件のバラツキや成形型の劣化等により、高いはめ合い精度を継続的に維持することが困難である。
【０００７】
そして、軸体１６または保持孔２２のはめ合い精度が劣化すると、軸体１６が保持孔２２に全外周面で当接せず、外周面のどこかで保持孔２２の孔壁と線接触または点接触することになる。また、光学箱２０と光偏向器８２の組立てのバラツキによっては、軸体１６と保持孔２２が当接しない場合もあり、光偏向器８２は基板１４の四隅だけで光学箱２０に固定されていることになる。
【０００８】
このような状態の基板１４の剛性は、軸体１６と保持孔２２が高いはめ合い精度で嵌合している理想的な場合よりも低い。また、図２１に示すように、軸体１６と保持孔２２が基板１４の重心位置Ｏ1から離れた位置で光学箱２０と当接しても、支点Ｘ３（△）が重心位置から遠いので、基板１４の剛性が低く余り意味がない。
【０００９】
さらに、図２２に示すように、軸体１６と保持孔２２が光学箱２０の重心位置Ｏ2に対して離れる方向に当接した場合は、支点Ｘ３（△）が重心位置から遠いので、光学箱２０の底板２０Ａの剛性が低くなる。
【００１０】
そして、基板１４や光学箱２０の底板２０Ａの剛性低下すると、ポリゴンミラー３０は、１００００〜４００００ｒｐｍの高速で回転しているため、駆動モータ１７および光偏向器８２の振動が大きくなり、光学箱２０も振動する。
【００１１】
この振動で光学箱２０の上に収容されているレーザー光源、レンズ、ミラー等も振動し、走査光は副走査方向に数〜数十μｍも振れてプリント画像が劣化するという問題点がある。
【００１２】
一方、図２３に示すように、特開平７−１９９１０７号の偏向走査装置は、光偏向器８６のべアリング８８が収納されたハウジング９０を光学箱９４の圧入孔９２に圧入固定し、且つ、基板９６をボス９８で支持し、その上面を光学箱９４に設けられた爪１００で固定している。
【００１３】
しかし、光学箱９４はガラス繊維入りの樹脂で成形されているので、弾性力が非常に小さく、圧入するためには、ハウジング９０と圧入孔９２に高い寸法精度が要求されコスト高となったり、高い寸法精度を継続的に維持することも困難である。
【００１４】
また、図２４及び図２５に示すように、光学箱１０２の圧入孔１０４の周囲に円弧状の切欠き１０６を設け、光学箱１０２の弾性力を稼ぎ寸法精度を緩和する構成も提案されているが、切欠き１０６を設けることで光学箱１０２の底面の剛性は低下して偏向走査装置の振動が大きくなり、プリント画像が劣化するという間題点がある。
【００１５】
さらに、光偏向器１０８を圧入固定するためには特殊工具が必要となり、特殊工具を使うためには光偏向器１０８自体にも特殊な構成とする必要があり、結果として、構成が複雑になる。
【００１６】
また、圧入時には、光偏向器１０８や光学箱１０２に無理な力を加えることとなり、高精度にバランス調整を施した光偏向器１０８のバランスずれによる振動の増加や、圧入力による光学箱１０２の変形も問題となる。
【００１７】
さらに、基板９６の上面を光学箱１０２に設けられた爪１００でスナップフィットに固定しているが、前述した通り光学箱１０２の材質は弾性力が非常に小さく、爪部１００に弾性力は期待できない。仮に、爪部１００を薄く成形して弾性力を出しても破損するという問題点がある。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記事実を考慮して、嵌め合い精度の劣化、また、光偏向器を光学箱に組み付ける際に生じるバラツキによって、偏向走査装置が必要以上に振動することを抑制することを課題とする。
【００１９】
また、基板を固定するための部材をなくし、部品点数の低減と組立てに要する時間を削減することを課題とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、回転多面鏡を回転駆動させる駆動手段と、四隅が直角である四角形とされ、前記駆動手段を支持した状態で光学箱に四隅のみが固定される基板と、前記基板を貫通した前記駆動手段の回転軸を回転自在に支持する外周円形状の軸体と、前記光学箱に形成され、前記軸体が保持される円形状の保持孔と、を備えた偏向走査装置において、前記保持孔の孔径は前記軸体の外径よりも大きくされ、前記軸体の外周壁が、前記基板において対角に位置する四隅の固定点を結んだ線の交点側にある前記保持孔の孔壁に当接していることを特徴とする。
【００２１】
上記構成では、駆動手段の回転軸を回転自在に支持する外周円形状の軸体が円形状の保持孔（基板において対角に位置する四隅の固定点を結んだ線の交点側）に当接するように、四隅が直角である外形四角形の基板の四隅のみが固定されている。これにより、軸体と保持孔が、基板において対角に位置する四隅の固定点を結んだ線の交点に近い位置で光学箱と当接するため、基板の剛性が高くなる位置で確実に固定される。これにより、回転多面鏡が高速回転しても、偏向走査装置が振動しない。このため、光学箱に収容されているレーザー光源、レンズ、ミラー等も振動することなく、プリント画像の高画質化を達成することができる。
また、軸体を保持孔に嵌合させる必要がないので、高いはめ合い精度が要求されず、基板を光学箱に組み付ける作業も容易になる。
【００２７】
請求項２に記載の発明は、前記保持孔に切欠部を形成し、前記切欠部へ挿入される部材により、前記軸体の外周壁が前記保持孔の孔壁に当接することを特徴としている。
【００２８】
上記構成では、確実に、軸体の外周壁を保持孔の孔壁に当接することができる。
【００２９】
請求項３に記載の発明は、回転多面鏡を回転駆動させる駆動手段と、四隅が直角である四角形とされ、前記駆動手段を支持した状態で光学箱に四隅のみが固定される基板と、前記基板を貫通した前記駆動手段の回転軸を回転自在に支持する外周円形状の軸体と、前記光学箱に形成され、前記軸体が保持される円形状の保持孔と、を備えた偏向走査装置において、前記保持孔の孔径は前記軸体の外径よりも大きくされ、前記軸体の外周壁が、前記基板において対角に位置する四隅の固定点を結んだ線の交点側にある前記保持孔の孔壁と接着剤で接着されていることを特徴としている。
【００３０】
上記構成では、接着剤によって、軸体と保持孔との隙間を埋めることで、基板の剛性が高くなり、偏向走査装置が振動しない。
【００３１】
請求項４に記載の発明は、回転多面鏡を回転駆動させる駆動手段と、四隅が直角である四角形とされ、前記駆動手段を支持した状態で光学箱に四隅のみが固定される基板と、前記基板を貫通した前記駆動手段の回転軸を回転自在に支持する外周円形状の軸体と、前記光学箱に形成され、前記軸体が保持される円形状の保持筒と、を備えた偏向走査装置において、前記保持筒の内周面は前記軸体の外周壁よりも大きくされ、前記保持筒を中心として前記基板を回転させたとき、前記軸体の外周壁が、前記基板において対角に位置する四隅の固定点を結んだ線の交点側にある前記保持筒の内周壁に当接する位置で基板を位置決めする位置決め手段が前記光学箱に設けられていることを特徴としている。
【００３２】
上記構成では、保持筒を中心として前記基板を回転させることで、光学箱に設けられた位置決め手段に基板が当接して、軸体の外周壁が基板において対角に位置する四隅の固定点を結んだ線の交点側にある保持筒の内周壁に当接する。このため、基板をスライド操作せずに、光学箱へ簡単に取付けることができる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
本発明の第１形態に係る偏向走査装置１０を図１及び図２を参照して説明する。
（偏向走査装置の概要）
偏向走査装置１０の光学箱２０の側壁２０Ｂには、レーザー光源３６が取り付けられ、このレーザー光源３６から出射した光束の進行方向にはコリメーターレンズ３８、シリンドリカルレンズ４０、更にポリゴンミラー３０を備えた光偏向器１２が順次配置されている。
【００３４】
ここで、コリメーターレンズ３８はレーザー光源３６からの発散光を平行光にし、シリンドリカルレンズ４０は、その平行光を集光してポリゴンミラー３０の偏向反射面上に主走査方向へ長い線像を形成する。
【００３５】
ポリゴンミラー３０により偏向された光束は、ミラー４２で下方へ折り曲げられ、ミラー４３に反射され、球面レンズとトーリックレンズから成るｆθレンズ４４へ向う。ｆθレンズ４４は、ポリゴンミラー３０によって偏向された光束を感光体ドラム４６の上にスポット状に集光し、かつこのスポット光を等速度で走査させるものである。
【００３６】
このｆθレンズ４４でスポット状に集光された光束は、更に折曲ミラー４８で折り曲げられ、光学箱２０の外部に配置された感光体ドラム４６に潜像を形成する。
【００３７】
このような光学部品が収容された光学箱２０には、画像形成装置の取付台１１に固定される脚板５０が設けられている。この脚板５０には、ネジ孔５２がそれぞれ設けられている。また、光学箱２０の底板には、位置決めピン５４が設けられており、この位置決めピン５４を取付台１１に形成された位置決め孔５５へ挿入し、ネジ孔５２へ挿入した固定ねじ５６によって光学箱２０を取付台１１に固定する。
（光偏向器の概要）
図３及び図４に示すように、光偏向器１２のローター２８には、駆動モータ１７の複数の極を有する駆動マグネット２６とポリゴンミラー３０とが、それぞれ同心円上に連結されている。また、ローター２８を構成する回転軸１８は、軸体１６との間に動圧軸受けを構成して、軸体１６と非接触で回転可能にとされている。
【００３８】
また、軸体１６は、鉄製またはアルミ製の基板１４を貫通して固定されている。この基板１４の厚さは、一例として、０．６〜１．０ｍｍ程度となっている。
【００３９】
さらに、軸体１６の外周部には、駆動マグネット２６の内周部の円周方向に対向する位置にステータコイル３２が設けられ、軸方向に対向する基板１４には、回転位置検出器５８（ここではホール素子）が設けられている。
【００４０】
また、基板１４には、図示しない基準信号発生器、位相比較器、ループフィルタ、モータ駆動回路、分周器等で構成する集積回路が配置され、印字速度に対応した速度でポリゴンミラー３０を等速回転させる。
【００４１】
さらに、光偏向器１２の小型化を目的として駆動モータ１７と制御回路３４は基板１４の長手方向に沿って並列になるように配置されている。従って、振動源となる駆動モータ１７は基板１４の重心Ｏ1（図５及び図６参照）から偏心した位置に配置され、その軸体１６も偏心した場所に位置している。
【００４２】
このような光偏向器１２を備えた偏向走査装置１０において、ポリゴンミラー３０が回転することによって光束の主走査が行われ、同時に感光体ドラム４６が回転することにより副走査が行われて、感光体ドラム４６の表面に静電潜像が形成される。
【００４３】
感光体ドラム４６の周囲には、感光体ドラム４６の表面を一様に帯電させるコロナ放電器、表面に形成された静電潜像をトナー像に顕像化する顕像化装置、更にトナー像を記録紙に転写する転写用コロナ放電器などが配置されており、これらの働きによってレーザー光源３６が発生する光束に対応する情報が記録紙にプリントされる。
【００４４】
ここで、光偏向器１２が光学箱２０へどのように取付けられているかを説明する。
【００４５】
光学箱２０の底板２０Ａには保持孔２２が形成されている。この保持孔２２の周囲には、４つのボス６０が立設しており、基板１４の四隅が４本のねじ２４により光学箱２０に固定されている。
【００４６】
また、基板１４を貫通した軸体１６は、保持孔２２に挿入され、軸体１６の外周面が保持孔２２の孔壁（基板１４の重心Ｏ1側）に当接するように、基板１４をスライドさせた状態で、四隅がねじ２４でボス６０に固定されている。これにより、図６に示すように、軸体１６と保持孔２２が基板１４の重心Ｏに近い位置で光学箱２０と当接するため、支点（Ｘ１）が重心位置に近づき、基板１４の剛性が高くなる位置で確実に固定される。
【００４７】
従って、ポリゴンミラー３０が高速回転しても、基板１４の剛性が高く、光偏向器１２や偏向走査装置１０が振動しないため、光学箱２０の上に収容されているレーザー光源、レンズ、ミラー等も振動することなく、プリント画像の高画質化を達成することができる。
【００４８】
また、軸体１６を保持孔２２に嵌合させる必要がないので、高いはめ合い精度が要求されず、光偏向器を光学箱に組み付ける作業も容易になる。
【００４９】
次に、第１形態の内容と重複する説明は省略して、第２形態に係る偏向走査装置を説明する。
【００５０】
図７に示すように、底板２０Ａの保持孔６２は鍵状になっており、その鍵状の切欠部６２Ａは基板１４の重心位置と反対側に設けられている。
【００５１】
光偏向器１２の光学箱２０への取付は、図８に示すように、軸体１６を保持孔６２に挿入し、その後、切欠部６２Ａにく字状に折り曲げられた板バネ６４を挿入する。この板バネ６４の弾性力によって、軸体１６の外周面が保持孔６２の基板１４の重心位置方向に当接し、基板１４の剛性が高い位置で確実に保持される。
【００５２】
その後、基板１４を光学箱２０のボス６０に複数のねじ２４で固定することで、光偏向器１２は光学箱２０に固定される。なお、図９に示すように、板ばね６４に替えて、くさび部材６６を切欠部６２Ａへ挿入する方法でもよい。
【００５３】
さらに、図１０に示すように、先端部が楕円状のピン６８からなる治具７０を切欠部６２Ａへ挿入し、ピン６８を回転させることで、先ず、ピン６８の短軸側から長軸側へと順に軸体１６と接触し、軸体１６がピン６８に押されて保持孔６２の基板の重心位置方向に当接する。
【００５４】
このようにして軸体１６と保持孔６２が確実に当接した後、基板１４の四隅を複数のねじ２４で固定した後、先程と逆の方向にピン６８回転させ、鍵状の切欠部６２Ａからピン６８を抜き取る構成にしても良い。この構成では、くさび部材又は板バネ等の部材を光学箱２０に取り付ける必要がないので部品点数が減り、コストを下げることができる。
【００５５】
次に、第１形態の内容と重複する説明は省略して、第３形態に係る偏向走査装置を説明する。
【００５６】
図１１に示すように、第３形態では、基板１４を貫通した軸体１６は、保持孔２２に挿入され、軸体１６の外周面が保持孔２２の孔壁（光学箱２０の重心Ｏ2側）に当接するように、基板１４をスライドさせた状態で、四隅がねじ２４でボス６０に固定されている。
【００５７】
これにより、軸体１６と保持孔２２が光学箱の重心Ｏ2に近い位置で光学箱２０と当接するため、支点（Ｘ２）が重心位置に近づき、基板１４は光学箱２０の剛性が高い位置で確実に固定される。
【００５８】
従って、ポリゴンミラー３０が高速回転しても、基板１４の剛性が高く、光偏向器１２や偏向走査装置１０が振動しないため、光学箱２０の上に収容されているレーザー光源、レンズ、ミラー等も振動することなく、プリント画像の高画質化を達成することができる。
【００５９】
次に、第１形態の内容と重複する説明は省略して、第４形態に係る偏向走査装置を説明する。
【００６０】
図１２〜図１４に示すように、第４形態では、基板１４を貫通した軸体１６は、光学箱２０の底板２０Ａから立設された筒体７２へ挿入され、光偏向器の高さ方向の位置決めがされる。筒体７２の周囲には、爪体７４が形成されている。
【００６１】
図１６に示すように、爪体７４の上端部には、底板２０Ａの上にオーバーハングする天井壁７４Ａが形成されており、天井壁７４Ａの下面が下り勾配のテーパー面７４Ｂとされている。図１２において、手前側の２つのテーパー面７４Ｂは左下がりとなっており、奥側の２つのテーパー面７４Ｂは右下がりとなっている。
【００６２】
また、爪体７４の近傍には、位置決めピン７６が立設されており、基板１４の端部に当接するようになっている。
【００６３】
次に、基板１４の取付手順を説明する。
【００６４】
基板１４から突出した軸体１６を筒体７２へ差し込み、この筒体７２を回転中心として、図１５に示すように、基板１４の角部が爪体７４の間口の広い方から天井壁７４Ａの下方へ至るように、基板１４を矢印Ｄ方向へ旋回させる。
【００６５】
すると、基板１４の端部が４箇所のテーパー面７４Ｂへ当接して徐々に下方へ押付けられると共に、位置決めピン７６に基板１４の端面が当接し固定される。この状態において、基板１４が位置決めピン７６に押圧され軸体１６が筒体７２の基板１４の重心Ｏ1に近い側の内壁に当たるため、図６で示した模式図と同じように、支点Ｘ１が重心Ｏ1に近づき、基板１４は光学箱２０の剛性が高い位置で確実に固定される。
【００６６】
なお、本形態では、爪体の天井壁にテーパー面を形成したが、図１７に示す爪体７８のように、天井壁７８Ａの下面に半球状の突起８０を設けて、基板を押圧するようにしてもよい。また、基板を基板の重心側へ押す部材は、位置決めピンに限らず、弾性力を有するバネ部材でもよい。
【００６７】
次に、第１形態の内容と重複する説明は省略して、第５形態に係る偏向走査装置を説明する。
【００６８】
図１８に示すように、第５形態では、軸体１６と保持孔２２の隙間に接着剤Ｍを流し、軸体１６と保持孔２２の基板１４の重心側を確実に固定する。これによって、図６で示した模式図と同じように、支点Ｘ１が重心Ｏ1に近づき、基板１４は光学箱２０の剛性が高い位置で確実に固定される。また、接着剤Ｍを流す個所は、軸体１６と保持孔２２の隙間全周であっても構わない。
【００６９】
【発明の効果】
本発明は上記構成としたので、嵌め合い精度の劣化、また、光偏向器を光学箱に組み付ける際に生じるバラツキによって、偏向走査装置が必要以上に振動することを抑制することができる。また、基板を固定するための部材をなくし、部品点数の低減と組立てに要する時間を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 第１形態に係る偏向走査装置の斜視図である。
【図２】 第１形態に係る偏向走査装置の側面図である。
【図３】 第１形態に係る偏向走査装置の光偏向器の断面図である。
【図４】 第１形態に係る偏向走査装置の光偏向器の分解斜視図である。
【図５】 第１形態に係る偏向走査装置の平面図である。
【図６】 基板の重心位置と軸体と保持孔との力学的関係を示す模式図である。
【図７】 第２形態に係る偏向走査装置の光偏向器の分解斜視図である。
【図８】 第２形態に係る偏向走査装置の光偏向器の要部断面図である。
【図９】 第２形態に係る偏向走査装置の光偏向器の他の例を示す分解斜視図である。
【図１０】 第２形態に係る偏向走査装置の光偏向器の他の例を示す分解斜視図である。
【図１１】 第３形態に係る偏向走査装置の基板の重心位置と軸体と保持孔との力学的関係を示す模式図である。
【図１２】 第４形態に係る偏向走査装置の光偏向器の分解斜視図である。
【図１３】 第４形態に係る偏向走査装置の光学箱の断面図である。
【図１４】 第４形態に係る偏向走査装置の光学箱と光偏向器の断面図である。
【図１５】 第４形態に係る偏向走査装置の基板の取付手順を示した模式図である。
【図１６】 第４形態に係る偏向走査装置の爪体を示した斜視図である。
【図１７】 第４形態に係る偏向走査装置の爪体の変形例を示した斜視図である。
【図１８】 第５形態に係る偏向走査装置の光偏向器の断面図である。
【図１９】 従来の偏向走査装置の光偏向器の断面図である。
【図２０】 従来の偏向走査装置の基板の重心位置と軸体と保持孔との力学的関係を示す模式図である。
【図２１】 従来の偏向走査装置の基板の重心位置と軸体と保持孔との力学的関係を示す模式図である。
【図２２】 従来の偏向走査装置の基板の重心位置と軸体と保持孔との力学的関係を示す模式図である。
【図２３】 従来の偏向走査装置の光偏向器の断面図である。
【図２４】 従来の偏向走査装置の光偏向器の断面図である。
【図２５】 従来の偏向走査装置の保持孔の拡大図である。
【符号の説明】
１７ 駆動モータ（駆動手段）
１４ 基板
２２ 保持孔
６２ 保持孔
６２Ａ 切欠部
Ｍ 接着剤
６４ 板ばね（部材）
６６ くさび部材（部材）
７６ 位置決めピン（位置決め手段）
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザープリンター等において、駆動モータにより回転駆動される回転多面鏡によって、レーザービームを偏向走査する偏向走査装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１９に示すように、偏向走査装置には、駆動モータ１７を駆動力とする光偏向器８２が用いられている。光偏向器８２の回転軸１８は、厚さが０．６〜１．０ｍｍ程度の基板１４（鉄製またはアルミ製）を貫通した軸体１６に回転自在に支持されている。そして、この軸体１６の下端部が光学箱２０の底板２０Ａに形成された保持孔２２に嵌合された状態で、基板１４の四隅が複数のねじ２４により底板２０Ａから突設されたボス６０に固定されている。
【０００３】
このような光偏向器８２では、小型化を目的として基板１４の長手方向に沿って駆動モータ１７と制御回路３４が並んで配置されている。従って、振動源である駆動モータ１７は図２０に示すように、基板１４の重心Ｏ1から偏心した位置に配置されている。
【０００４】
このため、軸体１６と保持孔２２とが全周に渡って非当接であると、基板１４を支持する支点Ｘ３が保持孔２２の位置に存在しないことになる（破線の△で概念表示）。
【０００５】
しかしながら、駆動モータ１７の軸体１６を光学箱２０に形成された円周状の保持孔２２に嵌合させ支持点を得るためには、軸体１６と保持孔２２に高いはめ合い精度が要求されコスト高となる。
【０００６】
また、光学箱２０は、１０〜５０％程度のガラス繊維を含む樹脂材料で成形されているため、成形条件のバラツキや成形型の劣化等により、高いはめ合い精度を継続的に維持することが困難である。
【０００７】
そして、軸体１６または保持孔２２のはめ合い精度が劣化すると、軸体１６が保持孔２２に全外周面で当接せず、外周面のどこかで保持孔２２の孔壁と線接触または点接触することになる。また、光学箱２０と光偏向器８２の組立てのバラツキによっては、軸体１６と保持孔２２が当接しない場合もあり、光偏向器８２は基板１４の四隅だけで光学箱２０に固定されていることになる。
【０００８】
このような状態の基板１４の剛性は、軸体１６と保持孔２２が高いはめ合い精度で嵌合している理想的な場合よりも低い。また、図２１に示すように、軸体１６と保持孔２２が基板１４の重心位置Ｏ1から離れた位置で光学箱２０と当接しても、支点Ｘ３（△）が重心位置から遠いので、基板１４の剛性が低く余り意味がない。
【０００９】
さらに、図２２に示すように、軸体１６と保持孔２２が光学箱２０の重心位置Ｏ2に対して離れる方向に当接した場合は、支点Ｘ３（△）が重心位置から遠いので、光学箱２０の底板２０Ａの剛性が低くなる。
【００１０】
そして、基板１４や光学箱２０の底板２０Ａの剛性低下すると、ポリゴンミラー３０は、１００００〜４００００ｒｐｍの高速で回転しているため、駆動モータ１７および光偏向器８２の振動が大きくなり、光学箱２０も振動する。
【００１１】
この振動で光学箱２０の上に収容されているレーザー光源、レンズ、ミラー等も振動し、走査光は副走査方向に数〜数十μｍも振れてプリント画像が劣化するという問題点がある。
【００１２】
一方、図２３に示すように、特開平７−１９９１０７号の偏向走査装置は、光偏向器８６のべアリング８８が収納されたハウジング９０を光学箱９４の圧入孔９２に圧入固定し、且つ、基板９６をボス９８で支持し、その上面を光学箱９４に設けられた爪１００で固定している。
【００１３】
しかし、光学箱９４はガラス繊維入りの樹脂で成形されているので、弾性力が非常に小さく、圧入するためには、ハウジング９０と圧入孔９２に高い寸法精度が要求されコスト高となったり、高い寸法精度を継続的に維持することも困難である。
【００１４】
また、図２４及び図２５に示すように、光学箱１０２の圧入孔１０４の周囲に円弧状の切欠き１０６を設け、光学箱１０２の弾性力を稼ぎ寸法精度を緩和する構成も提案されているが、切欠き１０６を設けることで光学箱１０２の底面の剛性は低下して偏向走査装置の振動が大きくなり、プリント画像が劣化するという間題点がある。
【００１５】
さらに、光偏向器１０８を圧入固定するためには特殊工具が必要となり、特殊工具を使うためには光偏向器１０８自体にも特殊な構成とする必要があり、結果として、構成が複雑になる。
【００１６】
また、圧入時には、光偏向器１０８や光学箱１０２に無理な力を加えることとなり、高精度にバランス調整を施した光偏向器１０８のバランスずれによる振動の増加や、圧入力による光学箱１０２の変形も問題となる。
【００１７】
さらに、基板９６の上面を光学箱１０２に設けられた爪１００でスナップフィットに固定しているが、前述した通り光学箱１０２の材質は弾性力が非常に小さく、爪部１００に弾性力は期待できない。仮に、爪部１００を薄く成形して弾性力を出しても破損するという問題点がある。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記事実を考慮して、嵌め合い精度の劣化、また、光偏向器を光学箱に組み付ける際に生じるバラツキによって、偏向走査装置が必要以上に振動することを抑制することを課題とする。
【００１９】
また、基板を固定するための部材をなくし、部品点数の低減と組立てに要する時間を削減することを課題とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、回転多面鏡を回転駆動させる駆動手段と、四隅が直角である四角形とされ、前記駆動手段を支持した状態で光学箱に四隅のみが固定される基板と、前記基板を貫通した前記駆動手段の回転軸を回転自在に支持する外周円形状の軸体と、前記光学箱に形成され、前記軸体が保持される円形状の保持孔と、を備えた偏向走査装置において、前記保持孔の孔径は前記軸体の外径よりも大きくされ、前記軸体の外周壁が、前記基板において対角に位置する四隅の固定点を結んだ線の交点側にある前記保持孔の孔壁に当接していることを特徴とする。
【００２１】
上記構成では、駆動手段の回転軸を回転自在に支持する外周円形状の軸体が円形状の保持孔（基板において対角に位置する四隅の固定点を結んだ線の交点側）に当接するように、四隅が直角である外形四角形の基板の四隅のみが固定されている。これにより、軸体と保持孔が、基板において対角に位置する四隅の固定点を結んだ線の交点に近い位置で光学箱と当接するため、基板の剛性が高くなる位置で確実に固定される。これにより、回転多面鏡が高速回転しても、偏向走査装置が振動しない。このため、光学箱に収容されているレーザー光源、レンズ、ミラー等も振動することなく、プリント画像の高画質化を達成することができる。
また、軸体を保持孔に嵌合させる必要がないので、高いはめ合い精度が要求されず、基板を光学箱に組み付ける作業も容易になる。
【００２７】
請求項２に記載の発明は、前記保持孔に切欠部を形成し、前記切欠部へ挿入される部材により、前記軸体の外周壁が前記保持孔の孔壁に当接することを特徴としている。
【００２８】
上記構成では、確実に、軸体の外周壁を保持孔の孔壁に当接することができる。
【００２９】
請求項３に記載の発明は、回転多面鏡を回転駆動させる駆動手段と、四隅が直角である四角形とされ、前記駆動手段を支持した状態で光学箱に四隅のみが固定される基板と、前記基板を貫通した前記駆動手段の回転軸を回転自在に支持する外周円形状の軸体と、前記光学箱に形成され、前記軸体が保持される円形状の保持孔と、を備えた偏向走査装置において、前記保持孔の孔径は前記軸体の外径よりも大きくされ、前記軸体の外周壁が、前記基板において対角に位置する四隅の固定点を結んだ線の交点側にある前記保持孔の孔壁と接着剤で接着されていることを特徴としている。
【００３０】
上記構成では、接着剤によって、軸体と保持孔との隙間を埋めることで、基板の剛性が高くなり、偏向走査装置が振動しない。
【００３１】
請求項４に記載の発明は、回転多面鏡を回転駆動させる駆動手段と、四隅が直角である四角形とされ、前記駆動手段を支持した状態で光学箱に四隅のみが固定される基板と、前記基板を貫通した前記駆動手段の回転軸を回転自在に支持する外周円形状の軸体と、前記光学箱に形成され、前記軸体が保持される円形状の保持筒と、を備えた偏向走査装置において、前記保持筒の内周面は前記軸体の外周壁よりも大きくされ、前記保持筒を中心として前記基板を回転させたとき、前記軸体の外周壁が、前記基板において対角に位置する四隅の固定点を結んだ線の交点側にある前記保持筒の内周壁に当接する位置で基板を位置決めする位置決め手段が前記光学箱に設けられていることを特徴としている。
【００３２】
上記構成では、保持筒を中心として前記基板を回転させることで、光学箱に設けられた位置決め手段に基板が当接して、軸体の外周壁が基板において対角に位置する四隅の固定点を結んだ線の交点側にある保持筒の内周壁に当接する。このため、基板をスライド操作せずに、光学箱へ簡単に取付けることができる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
本発明の第１形態に係る偏向走査装置１０を図１及び図２を参照して説明する。
（偏向走査装置の概要）
偏向走査装置１０の光学箱２０の側壁２０Ｂには、レーザー光源３６が取り付けられ、このレーザー光源３６から出射した光束の進行方向にはコリメーターレンズ３８、シリンドリカルレンズ４０、更にポリゴンミラー３０を備えた光偏向器１２が順次配置されている。
【００３４】
ここで、コリメーターレンズ３８はレーザー光源３６からの発散光を平行光にし、シリンドリカルレンズ４０は、その平行光を集光してポリゴンミラー３０の偏向反射面上に主走査方向へ長い線像を形成する。
【００３５】
ポリゴンミラー３０により偏向された光束は、ミラー４２で下方へ折り曲げられ、ミラー４３に反射され、球面レンズとトーリックレンズから成るｆθレンズ４４へ向う。ｆθレンズ４４は、ポリゴンミラー３０によって偏向された光束を感光体ドラム４６の上にスポット状に集光し、かつこのスポット光を等速度で走査させるものである。
【００３６】
このｆθレンズ４４でスポット状に集光された光束は、更に折曲ミラー４８で折り曲げられ、光学箱２０の外部に配置された感光体ドラム４６に潜像を形成する。
【００３７】
このような光学部品が収容された光学箱２０には、画像形成装置の取付台１１に固定される脚板５０が設けられている。この脚板５０には、ネジ孔５２がそれぞれ設けられている。また、光学箱２０の底板には、位置決めピン５４が設けられており、この位置決めピン５４を取付台１１に形成された位置決め孔５５へ挿入し、ネジ孔５２へ挿入した固定ねじ５６によって光学箱２０を取付台１１に固定する。
（光偏向器の概要）
図３及び図４に示すように、光偏向器１２のローター２８には、駆動モータ１７の複数の極を有する駆動マグネット２６とポリゴンミラー３０とが、それぞれ同心円上に連結されている。また、ローター２８を構成する回転軸１８は、軸体１６との間に動圧軸受けを構成して、軸体１６と非接触で回転可能にとされている。
【００３８】
また、軸体１６は、鉄製またはアルミ製の基板１４を貫通して固定されている。この基板１４の厚さは、一例として、０．６〜１．０ｍｍ程度となっている。
【００３９】
さらに、軸体１６の外周部には、駆動マグネット２６の内周部の円周方向に対向する位置にステータコイル３２が設けられ、軸方向に対向する基板１４には、回転位置検出器５８（ここではホール素子）が設けられている。
【００４０】
また、基板１４には、図示しない基準信号発生器、位相比較器、ループフィルタ、モータ駆動回路、分周器等で構成する集積回路が配置され、印字速度に対応した速度でポリゴンミラー３０を等速回転させる。
【００４１】
さらに、光偏向器１２の小型化を目的として駆動モータ１７と制御回路３４は基板１４の長手方向に沿って並列になるように配置されている。従って、振動源となる駆動モータ１７は基板１４の重心Ｏ1（図５及び図６参照）から偏心した位置に配置され、その軸体１６も偏心した場所に位置している。
【００４２】
このような光偏向器１２を備えた偏向走査装置１０において、ポリゴンミラー３０が回転することによって光束の主走査が行われ、同時に感光体ドラム４６が回転することにより副走査が行われて、感光体ドラム４６の表面に静電潜像が形成される。
【００４３】
感光体ドラム４６の周囲には、感光体ドラム４６の表面を一様に帯電させるコロナ放電器、表面に形成された静電潜像をトナー像に顕像化する顕像化装置、更にトナー像を記録紙に転写する転写用コロナ放電器などが配置されており、これらの働きによってレーザー光源３６が発生する光束に対応する情報が記録紙にプリントされる。
【００４４】
ここで、光偏向器１２が光学箱２０へどのように取付けられているかを説明する。
【００４５】
光学箱２０の底板２０Ａには保持孔２２が形成されている。この保持孔２２の周囲には、４つのボス６０が立設しており、基板１４の四隅が４本のねじ２４により光学箱２０に固定されている。
【００４６】
また、基板１４を貫通した軸体１６は、保持孔２２に挿入され、軸体１６の外周面が保持孔２２の孔壁（基板１４の重心Ｏ1側）に当接するように、基板１４をスライドさせた状態で、四隅がねじ２４でボス６０に固定されている。これにより、図６に示すように、軸体１６と保持孔２２が基板１４の重心Ｏに近い位置で光学箱２０と当接するため、支点（Ｘ１）が重心位置に近づき、基板１４の剛性が高くなる位置で確実に固定される。
【００４７】
従って、ポリゴンミラー３０が高速回転しても、基板１４の剛性が高く、光偏向器１２や偏向走査装置１０が振動しないため、光学箱２０の上に収容されているレーザー光源、レンズ、ミラー等も振動することなく、プリント画像の高画質化を達成することができる。
【００４８】
また、軸体１６を保持孔２２に嵌合させる必要がないので、高いはめ合い精度が要求されず、光偏向器を光学箱に組み付ける作業も容易になる。
【００４９】
次に、第１形態の内容と重複する説明は省略して、第２形態に係る偏向走査装置を説明する。
【００５０】
図７に示すように、底板２０Ａの保持孔６２は鍵状になっており、その鍵状の切欠部６２Ａは基板１４の重心位置と反対側に設けられている。
【００５１】
光偏向器１２の光学箱２０への取付は、図８に示すように、軸体１６を保持孔６２に挿入し、その後、切欠部６２Ａにく字状に折り曲げられた板バネ６４を挿入する。この板バネ６４の弾性力によって、軸体１６の外周面が保持孔６２の基板１４の重心位置方向に当接し、基板１４の剛性が高い位置で確実に保持される。
【００５２】
その後、基板１４を光学箱２０のボス６０に複数のねじ２４で固定することで、光偏向器１２は光学箱２０に固定される。なお、図９に示すように、板ばね６４に替えて、くさび部材６６を切欠部６２Ａへ挿入する方法でもよい。
【００５３】
さらに、図１０に示すように、先端部が楕円状のピン６８からなる治具７０を切欠部６２Ａへ挿入し、ピン６８を回転させることで、先ず、ピン６８の短軸側から長軸側へと順に軸体１６と接触し、軸体１６がピン６８に押されて保持孔６２の基板の重心位置方向に当接する。
【００５４】
このようにして軸体１６と保持孔６２が確実に当接した後、基板１４の四隅を複数のねじ２４で固定した後、先程と逆の方向にピン６８回転させ、鍵状の切欠部６２Ａからピン６８を抜き取る構成にしても良い。この構成では、くさび部材又は板バネ等の部材を光学箱２０に取り付ける必要がないので部品点数が減り、コストを下げることができる。
【００５５】
次に、第１形態の内容と重複する説明は省略して、第３形態に係る偏向走査装置を説明する。
【００５６】
図１１に示すように、第３形態では、基板１４を貫通した軸体１６は、保持孔２２に挿入され、軸体１６の外周面が保持孔２２の孔壁（光学箱２０の重心Ｏ2側）に当接するように、基板１４をスライドさせた状態で、四隅がねじ２４でボス６０に固定されている。
【００５７】
これにより、軸体１６と保持孔２２が光学箱の重心Ｏ2に近い位置で光学箱２０と当接するため、支点（Ｘ２）が重心位置に近づき、基板１４は光学箱２０の剛性が高い位置で確実に固定される。
【００５８】
従って、ポリゴンミラー３０が高速回転しても、基板１４の剛性が高く、光偏向器１２や偏向走査装置１０が振動しないため、光学箱２０の上に収容されているレーザー光源、レンズ、ミラー等も振動することなく、プリント画像の高画質化を達成することができる。
【００５９】
次に、第１形態の内容と重複する説明は省略して、第４形態に係る偏向走査装置を説明する。
【００６０】
図１２〜図１４に示すように、第４形態では、基板１４を貫通した軸体１６は、光学箱２０の底板２０Ａから立設された筒体７２へ挿入され、光偏向器の高さ方向の位置決めがされる。筒体７２の周囲には、爪体７４が形成されている。
【００６１】
図１６に示すように、爪体７４の上端部には、底板２０Ａの上にオーバーハングする天井壁７４Ａが形成されており、天井壁７４Ａの下面が下り勾配のテーパー面７４Ｂとされている。図１２において、手前側の２つのテーパー面７４Ｂは左下がりとなっており、奥側の２つのテーパー面７４Ｂは右下がりとなっている。
【００６２】
また、爪体７４の近傍には、位置決めピン７６が立設されており、基板１４の端部に当接するようになっている。
【００６３】
次に、基板１４の取付手順を説明する。
【００６４】
基板１４から突出した軸体１６を筒体７２へ差し込み、この筒体７２を回転中心として、図１５に示すように、基板１４の角部が爪体７４の間口の広い方から天井壁７４Ａの下方へ至るように、基板１４を矢印Ｄ方向へ旋回させる。
【００６５】
すると、基板１４の端部が４箇所のテーパー面７４Ｂへ当接して徐々に下方へ押付けられると共に、位置決めピン７６に基板１４の端面が当接し固定される。この状態において、基板１４が位置決めピン７６に押圧され軸体１６が筒体７２の基板１４の重心Ｏ1に近い側の内壁に当たるため、図６で示した模式図と同じように、支点Ｘ１が重心Ｏ1に近づき、基板１４は光学箱２０の剛性が高い位置で確実に固定される。
【００６６】
なお、本形態では、爪体の天井壁にテーパー面を形成したが、図１７に示す爪体７８のように、天井壁７８Ａの下面に半球状の突起８０を設けて、基板を押圧するようにしてもよい。また、基板を基板の重心側へ押す部材は、位置決めピンに限らず、弾性力を有するバネ部材でもよい。
【００６７】
次に、第１形態の内容と重複する説明は省略して、第５形態に係る偏向走査装置を説明する。
【００６８】
図１８に示すように、第５形態では、軸体１６と保持孔２２の隙間に接着剤Ｍを流し、軸体１６と保持孔２２の基板１４の重心側を確実に固定する。これによって、図６で示した模式図と同じように、支点Ｘ１が重心Ｏ1に近づき、基板１４は光学箱２０の剛性が高い位置で確実に固定される。また、接着剤Ｍを流す個所は、軸体１６と保持孔２２の隙間全周であっても構わない。
【００６９】
【発明の効果】
本発明は上記構成としたので、嵌め合い精度の劣化、また、光偏向器を光学箱に組み付ける際に生じるバラツキによって、偏向走査装置が必要以上に振動することを抑制することができる。また、基板を固定するための部材をなくし、部品点数の低減と組立てに要する時間を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 第１形態に係る偏向走査装置の斜視図である。
【図２】 第１形態に係る偏向走査装置の側面図である。
【図３】 第１形態に係る偏向走査装置の光偏向器の断面図である。
【図４】 第１形態に係る偏向走査装置の光偏向器の分解斜視図である。
【図５】 第１形態に係る偏向走査装置の平面図である。
【図６】 基板の重心位置と軸体と保持孔との力学的関係を示す模式図である。
【図７】 第２形態に係る偏向走査装置の光偏向器の分解斜視図である。
【図８】 第２形態に係る偏向走査装置の光偏向器の要部断面図である。
【図９】 第２形態に係る偏向走査装置の光偏向器の他の例を示す分解斜視図である。
【図１０】 第２形態に係る偏向走査装置の光偏向器の他の例を示す分解斜視図である。
【図１１】 第３形態に係る偏向走査装置の基板の重心位置と軸体と保持孔との力学的関係を示す模式図である。
【図１２】 第４形態に係る偏向走査装置の光偏向器の分解斜視図である。
【図１３】 第４形態に係る偏向走査装置の光学箱の断面図である。
【図１４】 第４形態に係る偏向走査装置の光学箱と光偏向器の断面図である。
【図１５】 第４形態に係る偏向走査装置の基板の取付手順を示した模式図である。
【図１６】 第４形態に係る偏向走査装置の爪体を示した斜視図である。
【図１７】 第４形態に係る偏向走査装置の爪体の変形例を示した斜視図である。
【図１８】 第５形態に係る偏向走査装置の光偏向器の断面図である。
【図１９】 従来の偏向走査装置の光偏向器の断面図である。
【図２０】 従来の偏向走査装置の基板の重心位置と軸体と保持孔との力学的関係を示す模式図である。
【図２１】 従来の偏向走査装置の基板の重心位置と軸体と保持孔との力学的関係を示す模式図である。
【図２２】 従来の偏向走査装置の基板の重心位置と軸体と保持孔との力学的関係を示す模式図である。
【図２３】 従来の偏向走査装置の光偏向器の断面図である。
【図２４】 従来の偏向走査装置の光偏向器の断面図である。
【図２５】 従来の偏向走査装置の保持孔の拡大図である。
【符号の説明】
１７ 駆動モータ（駆動手段）
１４ 基板
２２ 保持孔
６２ 保持孔
６２Ａ 切欠部
Ｍ 接着剤
６４ 板ばね（部材）
６６ くさび部材（部材）
７６ 位置決めピン（位置決め手段）
Claims (4)
- 回転多面鏡を回転駆動させる駆動手段と、
四隅が直角である四角形とされ、前記駆動手段を支持した状態で光学箱に四隅のみが固定される基板と、
前記基板を貫通した前記駆動手段の回転軸を回転自在に支持する外周円形状の軸体と、
前記光学箱に形成され、前記軸体が保持される円形状の保持孔と、
を備えた偏向走査装置において、
前記保持孔の孔径は前記軸体の外径よりも大きくされ、前記軸体の外周壁が、前記基板において対角に位置する四隅の固定点を結んだ線の交点側にある前記保持孔の孔壁に当接していることを特徴とする偏向走査装置。 - 前記保持孔に切欠部を形成し、前記切欠部へ挿入される部材により、前記軸体の外周壁が前記保持孔の孔壁に当接することを特徴とする請求項１に記載の偏向走査装置。
- 回転多面鏡を回転駆動させる駆動手段と、
四隅が直角である四角形とされ、前記駆動手段を支持した状態で光学箱に四隅のみが固定される基板と、
前記基板を貫通した前記駆動手段の回転軸を回転自在に支持する外周円形状の軸体と、
前記光学箱に形成され、前記軸体が保持される円形状の保持孔と、
を備えた偏向走査装置において、
前記保持孔の孔径は前記軸体の外径よりも大きくされ、前記軸体の外周壁が、前記基板において対角に位置する四隅の固定点を結んだ線の交点側にある前記保持孔の孔壁と接着剤で接着されていることを特徴とする偏向走査装置。 - 回転多面鏡を回転駆動させる駆動手段と、
四隅が直角である四角形とされ、前記駆動手段を支持した状態で光学箱に四隅のみが固定される基板と、
前記基板を貫通した前記駆動手段の回転軸を回転自在に支持する外周円形状の軸体と、
前記光学箱に形成され、前記軸体が保持される円形状の保持筒と、
を備えた偏向走査装置において、
前記保持筒の内周面は前記軸体の外周壁よりも大きくされ、前記保持筒を中心として前記基板を回転させたとき、前記軸体の外周壁が、前記基板において対角に位置する四隅の固定点を結んだ線の交点側にある前記保持筒の内周壁に当接する位置で基板を位置決めする位置決め手段が前記光学箱に設けられていることを特徴とする偏向走査装置。
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