JP4178733B2

JP4178733B2 - Optical deflection device

Info

Publication number: JP4178733B2
Application number: JP2000254734A
Authority: JP
Inventors: 晋松井; 智渋谷; 浩志小林; 尚司上村
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1999-09-17
Filing date: 2000-08-25
Publication date: 2008-11-12
Anticipated expiration: 2020-08-25
Also published as: JP2001154138A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転多面鏡を回転させ、光ビーム走査を行う光偏向装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、レーザ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では感光体ドラムに画像を書き込むために光ビーム走査を行う光偏向装置が用いられている。かかる光偏向装置は、マグネットを固定したポリゴンミラーを軸受けを介して回転自在に設け、マグネットと対向してコイルを基板上に設けたものが公知である（例えば特開平８−１２１４７１号公報参照）。
【０００３】
ところが、ポリゴンロータユニット部にマグネットを接着剤で固定した場合、温度変動等が生じたとき各部品にひずみが生じミラーの平面性が悪化する、という問題があった。また、この温度変動でひずみに変化が生じ、ポリゴンミラーのバランスにも変動が生じ、バランスの変化が大きくなると、振動が大きくなる結果、画像形成装置の画像品質の悪化や騒音問題のおそれが生じていた。また、温度変動が生じると、接着剤の接合部分の強度が低下し易いという問題があった。更に、この接着剤として嫌気性接着剤をアミン系有機物を含有する硬化促進剤とともに使用すると、場合によって接着剤の接合部分が剥がれ易くなったりして接合強度が低下してしまう問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述のような従来の問題に鑑み、温度変動等が生じてもポリゴンミラーのミラー平面性及びバランス特性を改善できる光偏向装置を提供することを目的とする。
【０００５】
また、温度変動等が生じても光偏向装置の各部品を接着剤で接合した接合部分の接合強度の低下を防止できまた接着剤の接合部分が剥がれ易くなる等の不具合を防止し接合強度の低下を防止できる光偏向装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するために本発明者らは、鋭意研究の結果、光偏向装置において温度変動が生じると、各部品の熱膨張差等に起因してひずみが生じ、ミラーの平面性、バランス及び接合強度に悪影響を与え、このため各部分を接着剤で接合する場合に、硬化後のヤング率が１００Ｎ／平方ｍｍ以下の接着剤を用いることにより温度変動による各部分のひずみを効果的に吸収できること、また接着剤と各部品との熱膨張係数の差を考慮し温度が特に高くなったときに各部材の隙間を接着剤の膨張で補うことが有効であることを見出し、本発明に至ったものである。
【０００８】
即ち、本発明の光偏向装置は、ベース部材と、前記ベース部材に固定されたコイルと、前記ベース部材に対し回転するロータユニットとを備える光偏向装置であって、前記ロータユニットが、ポリゴンミラーを有する回転体と、前記回転体に設けられた軸受けと、前記コイルに対向するように前記回転体に固定された磁石とを備え、前記磁石と前記回転体とが、硬化後のヤング率が１００Ｎ／平方ｍｍ以下の接着剤により接合されていることを特徴とする。
【００１０】
また、前記回転体の熱膨張係数が前記磁石の熱膨張係数よりも大きく、前記磁石と前記回転体とが、硬化後の熱膨張係数が前記回転体の熱膨張係数よりも大きい接着剤により接合されていることを特徴とする。
【００１１】
この光偏向装置によれば、接着剤の熱膨張係数が最も大きく、高温時に磁石と回転体との間に隙間が生じても接着剤の膨張で補うことができる。このため、温度変動時において特に高温時の接着剤の接合強度の低下を防止できる。
【００１２】
この場合、前記接着剤の硬化後のヤング率が１００Ｎ／平方ｍｍ以下であることにより、上述のように、温度変動が生じても、磁石とポリゴンミラーを有する回転体との熱膨張差によるひずみを接着剤の変形で吸収するため、ポリゴンミラーのミラー平面性を改善でき、また、バランス特性の変化が小さい。更に、温度変動による接着剤の接合部分の強度低下を防止できる。
【００１３】
また、本発明の更に別の光偏向装置は、ベース部材と、前記ベース部材に固定されたコイルと、前記ベース部材に対し回転するロータユニットとを備える光偏向装置であって、前記ロータユニットが、ポリゴンミラーを有する回転体と、前記回転体に設けられた軸受けと、前記コイルに対向するように前記回転体に固定された磁石とを備え、前記軸受けと前記回転体とが、硬化後のヤング率が１００Ｎ／平方ｍｍ以下の接着剤により接合されていることを特徴とする。
【００１５】
また、前記回転体の熱膨張係数が前記軸受けの熱膨張係数よりも大きく、前記軸受けと前記回転体とが、硬化後の熱膨張係数が前記回転体の熱膨張係数よりも大きい接着剤により接合されていることを特徴とする。
【００１６】
この光偏向装置によれば、接着剤の熱膨張係数が最も大きく、高温時に軸受けと回転体との間に隙間が生じても接着剤の膨張で補うことができる。このため、温度変動時において特に高温時の接着剤の接合強度の低下を防止できる。
【００１７】
この場合、前記接着剤の硬化後のヤング率が１００Ｎ／平方ｍｍ以下であることにより、上述のように、温度変動が生じても、軸受けとポリゴンミラーを有する回転体との熱膨張差によるひずみを接着剤の変形で吸収するため、ポリゴンミラーのミラー平面性を改善でき、また、バランス特性の変化が小さい。更に、温度変動による接着剤の接合部分の強度低下を防止できる。
【００１８】
また、前記軸受けと前記回転体とが、硬化後のヤング率が１００Ｎ／平方ｍｍ以下の接着剤により接合されていることに加えて、前記磁石と前記回転体とが、硬化後のヤング率が１００Ｎ／平方ｍｍ以下の接着剤により接合されていることを特徴とする。
【００１９】
また、前記軸受けと前記回転体とが、硬化後の熱膨張係数が前記回転体の熱膨張係数よりも大きい接着剤により接合されていることに加えて、前記磁石と前記回転体とが、硬化後の熱膨張係数が前記回転体の熱膨張係数よりも大きい接着剤により接合されていることを特徴とする。これにより、温度変動時において特に高温時の接着剤の接合強度の低下を一層防止できる。
【００２０】
この場合、前記軸受けと前記回転体とを接合する前記接着剤及び前記磁石と前記回転体とを接合する前記接着剤の硬化後のヤング率がともに１００Ｎ／平方ｍｍ以下であることにより、ポリゴンミラーのミラー平面性を更に改善でき、また、バランス特性が変化しない。更に、温度変動による接着剤の接合部分の強度低下を一層防止できる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による第１の実施の形態（光偏向装置）について図面を用いて説明する。
【００２７】
〈第１の実施の形態〉
図１は本発明の第１の実施の形態を示す第１の光偏向装置の断面図であり、図２は第２の光偏向装置の断面図である。
【００２８】
図１の第１の光偏向装置１０は、ベース部材としてのベース板１１と、ベース板１１のプリント基板１２上に形成されて固定されたコイル１３と、ベース板１１に対して回転するロータユニット１４とを備える。ロータユニット１４は、ミラー面１７ａの形成されたポリゴンミラー１７とポリゴンミラー１７の押さえ板１６とポリゴンミラー１７を固定するフランジ１８とを有する回転体１５と、フランジ１８の内周面１８ｂに設けられた軸受け２０と、コイル１３に対向するようにフランジ１８の凹部１８ａにはめ込まれて固定された磁石２２とを備え、一体に回転する。
【００２９】
磁石２２はフランジ１８の凹部１８ａにはめ込まれて接着剤層２３を介して固定されている。また、軸受け２０はフランジ１８の内周面１８ｂに接着剤層２４を介して固定されている。接着剤層２３，２４は硬化後のヤング率が１００Ｎ／平方ｍｍ以下の接着剤から形成され、接着剤の熱膨張係数はフランジ１８の熱膨張係数よりも大きい。また、フランジ１８の熱膨張係数は磁石２２、軸受け２０の熱膨張係数よりも大きい。
【００３０】
また、ベース板１１の中心軸１１ａの下部には下スラスト軸受け２１ｂが固定され、中心軸１１ａに貫通して軸受け１９が固定され、更に中心軸１１ａの上部には上スラスト軸受け２１ａが固定板２５によりねじ止めで固定されている。凹部２６が上スラスト軸受け２１ａと下スラスト軸受け２１ｂと軸受け１９とから形成されている。フランジ１８に接着剤層２４を介して固定された軸受け２０が凹部２６内に隙間を介して位置しており、コイル１３への通電時に磁石２２との相互作用により回転体１５とともに回転するときに、凹部２６との間にエアギャップを形成しながら高速回転することができる。
【００３１】
次に、図２の第２の光偏向装置について説明する。この光偏向装置３０は、ベース部材としてのベース板３１と、ベース板３１のプリント基板３２上に形成されて固定されたコイル３３と、ベース板３１に対して回転するロータユニット３４とを備える。ロータユニット３４は、図１の場合とは異なりフランジとミラー押え板が省略され、ミラー面３５ａの形成された回転体としてのポリゴンミラー３５と、その下面の凹部３５ａにコイル１３に対向するようにはめ込まれて固定された磁石３２と、ポリゴンミラー３５の内周面３５ｂに設けられた軸受け４０とを備え、一体に回転する。
【００３２】
磁石３２は凹部３５ａにはめ込まれて接着剤層４３を介して固定されている。また、軸受け４０はポリゴンミラー３５の内周面３５ｂに接着剤層４４を介して固定されている。接着剤層４３，４４は硬化後のヤング率が１００Ｎ／平方ｍｍ以下の接着剤から形成され、接着剤の熱膨張係数はポリゴンミラー３５の熱膨張係数よりも大きい。また、ポリゴンミラー３５の熱膨張係数は磁石３２、軸受け４０の熱膨張係数よりも大きい。
【００３３】
また、ベース板３１の中心軸３１ａの下部には下スラスト軸受け４１ｂが固定され、中心軸３１ａに貫通して軸受け３９が固定され、更に中心軸３１ａの上部には上スラスト軸受け４１ａが固定板４５によりねじ止めで固定されている。凹部４６が上スラスト軸受け４１ａと下スラスト軸受け４１ｂと軸受け３９とから形成されている。ポリゴンミラー３５に接着剤層４４を介して固定された軸受け４０が凹部４６内に隙間を介して位置しており、コイル３３への通電時に磁石３２との相互作用によりポリゴンミラー３５とともに回転するときに、凹部４６との間にエアギャップを形成しながら高速回転することができる。
【００３４】
以上のような光偏向装置において、硬化後のヤング率が１００Ｎ／平方ｍｍ以下の接着剤を用いることにより、磁石２２，３２と回転体１５・ポリゴンミラー３５との接着剤の接合部分及び回転体１５・ポリゴンミラー３５と軸受け２０，４０との接着剤の接合部分は柔軟性がありかつ変形し易いので、温度変動による各部分のひずみを効果的に吸収でき、温度変動が生じても、熱膨張差によるひずみを接着剤の変形で吸収する。このため、ポリゴンミラーのミラー平面性を改善でき、また、バランス特性が変化しない。また接着剤と各部品との熱膨張係数の差を考慮し温度が特に高くなったときに各部材の隙間を接着剤の膨張で補うから、温度変動による接着剤の接合部分の強度低下を防止できる。
【００３５】
次に、上述の光偏向装置を画像形成装置の光走査光学ユニットに組み込んだ例を図３により説明する。この光走査光学ユニットは、基台１００の上に固定されポリゴンミラー３５を有する図２の光偏向装置３０、半導体レーザ発光体１Ａ、コリメータレンズ（ビーム整形用光学系）２００、第１シリンドリカルレンズ５０、ｆθレンズ７０、第２シリンドリカルレンズ６０、反射ミラー９０、タイミング検出用のミラー１１０、及び同期検知器１２０をそれぞれ備える。半導体レーザ発光体１Ａから出射したビームは、コリメータレンズ２００により平行光とされ、第１結像光学系の第１シリンドリカルレンズ５０を経てポリゴンミラー３５に入射する。この反射光は、ｆθレンズ７０、第２シリンドリカルレンズ６０から成る第２結像光学系を透過し、反射ミラー９０を介して、画像形成装置の感光体ドラム１０１の周面上に、所定のスポット径で主走査方向に走査される。１ライン毎の同期検知は、走査開始前の光束をミラー１１０を介して同期検知器１２０に入射させることにより行い、これに同期して感光体ドラム１０１は副走査方向に回転する。
【００３６】
以上のようにして、感光体ドラム１０１上に画像を書き込むことができるが、この場合、光偏向装置３０のポリゴンミラー３５のミラー面３５ａは、装置内温度に変動があってもミラー平面性が良好であり、またバランス特性に変化がなく振動発生のおそれがないから、画像形成装置において温度変動時の画像品質の悪化や騒音問題のおそれを未然に防止することができる。
【００３７】
【実施例】
次に、上述の光偏向装置１０，３０を表１のような接着剤を用いて実際に実施例１，２，３として作製し、これらの実施例を後述の４つの項目を設定して評価した。
【００３８】
【表１】

【００３９】
また、磁石２２，３２は、ネオジウム・鉄・ボロン系材料からなり、その熱膨張率は−０．０８×１０^-5であり、軸受け２０，４０は、アルミナセラミック系材料からなり、その熱膨張率は０．７８×１０^-5であり、また、回転体（フランジ１８，ポリゴンミラー１７，３５，押さえ板１６）はアルミニウムからなり、その熱膨張率は２．７×１０^-5であった。
【００４０】
作製した光偏向装置を次の４つの項目で評価した。
（１）ミラー平面性
（２）バランス特性の温度変化
（３）ヒートサイクル接合強度低下特性
（４）高温時接着強度低下特性
（１）ミラー平面性はレーザ干渉計（波長λ＝６３３ｎｍ）でミラー面１７ａ、３５ａの凹凸を評価した。（２）バランス特性の温度変化は２５℃と７５℃で測定したバランス値の差で評価した。（３）ヒートサイクル接合強度低下特性は０℃から７５℃との間の温度変化を５００サイクル繰り返した後で、接合強度を２５℃で測定し評価した。（４）高温時接着強度低下特性は２５℃での接合強度に対する７５℃での接合強度との比を強度低下率として評価した。各項目（１）〜（４）の評価基準は後述の表２に示す通りである。
【００４１】
〈実施例１〉
図１，図２の光偏向装置１０，３０における磁石２２，３２の接着剤層２３，４３を表１の接着剤Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆを用いて形成し、磁石２２，３２の接着剤の接合部分について評価するため、図１の光偏向装置１０を構造▲１▼とし軸受け２０とフランジ１８とを焼きばめで固定したものをバランス特性の温度変化、ヒートサイクル接合強度低下特性及び高温時接着強度低下特性について評価し、また、図２の光偏向装置３０を構造▲２▼とし中心の軸部分（軸受け２０等）のないものをミラー平面性について評価した。これらの評価結果を表２に示す。
【００４２】
【表２】

【００４３】
表２から分かるように、硬化後のヤング率が１００Ｎ／平方ｍｍ以下の接着剤Ａ，Ｂにより磁石を接合した場合に、ミラー平面性、バランス特性の温度変化及びヒートサイクル接合強度低下特性が良好であり、特に、硬化後のヤング率が２０Ｎ／平方ｍｍの接着剤Ａの場合、非常に良好であった。また、接着剤Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅのように、磁石を接合する接着剤の熱膨張係数が回転体の熱膨張係数よりも大きい場合、高温時接着強度低下特性が良好であった。また、接着剤Ｆでは熱膨張係数が回転体よりも小さくしかもヤング率が１００Ｎ／平方ｍｍ以上であり、いずれの評価項目も実用限度以下であった。
【００４４】
〈実施例２〉
次に、実施例２として図１及び図２の接着剤層２４，４４を実施例１と同様の接着剤Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆを用いて形成し、接着剤層２４，４４の接合部分を評価するため、構造▲１▼では磁石２２を接着剤Ａで接着したものをバランス特性の温度変化、ヒートサイクル接合強度低下特性及び高温時接着強度低下特性について評価し、構造▲２▼では磁石無しのものをミラー平面性について評価した。それらの評価結果を表３に示す。
【００４５】
【表３】

【００４６】
表３に示すように、硬化後のヤング率が１００Ｎ／平方ｍｍ以下の接着剤Ａ，Ｂの場合に、ミラー平面性、バランス特性の温度変化及びヒートサイクル接合強度低下特性が良好であり、特に、硬化後のヤング率が２０Ｎ／平方ｍｍの接着剤Ａの場合、ミラー平面性及びヒートサイクル接合強度低下特性が非常に良好であった。また、接着剤Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅのように、回転体を接合する接着剤の熱膨張係数が回転体の熱膨張係数よりも大きい場合、高温時接着強度低下特性が良好であった。また、接着剤Ｆでは熱膨張係数が回転体、接着剤、磁石の順で大きくしかもヤング率が１００Ｎ／平方ｍｍ以上であり、いずれの評価項目も実用限度またはそれ以下であった。
【００４７】
〈実施例３〉
次に、実施例３として図１及び図２の接着剤層２３，２４，４３，４４を実施例１と同様の接着剤Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆを用いて形成し、構造▲１▼についてバランス特性の温度変化、ヒートサイクル接合強度低下特性及び高温時接着強度低下特性について評価し、構造▲２▼ではミラー平面性について評価した。それらの評価結果を表４に示す。
【００４８】
【表４】

【００４９】
表４に示すように、硬化後のヤング率が１００Ｎ／平方ｍｍ以下の接着剤Ａ，Ｂの場合に、ミラー平面性、バランス特性の温度変化及びヒートサイクル接合強度低下特性が良好であり、特に、硬化後のヤング率が２０Ｎ／平方ｍｍの接着剤Ａの場合、ミラー平面性及びヒートサイクル接合強度低下特性が非常に良好であった。また、接着剤Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅのように、磁石及び回転体を接合する接着剤の熱膨張係数が回転体の熱膨張係数よりも大きい場合、高温時接着強度低下特性が良好であった。また、接着剤Ｆでは熱膨張係数が回転体、接着剤、磁石の順で大きくしかもヤング率が１００Ｎ／平方ｍｍ以上であり、殆どの評価項目が実用限度以下であった。
【００５０】
次に、接着方法を説明する。この接着方法は、アクリル系嫌気性接着剤を塗布した面とアミン系有機物を含有する硬化促進剤を塗布した面とを貼り合わせる際に、硬化促進剤の塗布面における紫外線（４００ｎｍ以下の波長の光の照射量）の照射量を１５００ｍＪ／平方ｃｍ以下、好ましくは１０００ｍＪ／平方ｃｍ以下に制限するものである。
【００５１】
即ち、アミン系有機物を含有する硬化促進剤の塗布面への紫外線の積算照射量（照射量及び照射時間）を硬化促進剤の劣化が生じない範囲にすることにより、貼り合わせ面における未硬化を効果的に防止することができる。この接着方法は、具体的には、硬化促進剤を塗布した面を管理する際に、この管理環境の紫外線強度を測定し、１５００ｍＪ／平方ｃｍ以下、好ましくは１０００ｍＪ／平方ｃｍ以下になるように、カーテン等の遮光手段により日光等の光を制限しまた暴露時間を制限することにより実行可能である。
【００５２】
これにより、接着剤において未硬化部分が無くなり、例えば上述の図１，図２の光偏向装置では磁石剥がれ・未硬化接着剤の飛散などを防止できる。このため、接着剤による接合工程において製品の収率・品質の向上を実現できる。
【００５３】
【実施例】
アクリル系嫌気性接着剤として商品名「ロックタイト３３４」を、硬化促進剤として、アミン系有機物の変性ジヒドロピリジンを含有する、商品名「ロックタイト７３８６」を使用し、２枚のアルミニウム板の一方にアクリル系嫌気性接着剤ロックタイト３３４を塗布し、他方に硬化促進剤ロックタイト７３８６を塗布した。この後、硬化促進剤を塗布したアルミニウム板を、フィルタで４００ｎｍ以上の光をカットした日光に暴露した後、両者を貼り合わせてから、剥離テストを行った。その結果を表５に示す。なお、硬化条件は２２℃，２４時間であり、接着剤膜厚は５０μｍ、光量は１．２ｍＷ・ｃｍ^-2であった。
【００５４】
【表５】

【００５５】
表５から、４００ｎｍ以上の光をカットした光の積算照射量が７２０ｍＪ・ｃｍ^-2程度以下では全面的に硬化し、１４４０ｍＪ・ｃｍ^-2程度では、一部未硬化現象が生じるが使用は可能であるが、２１６０ｍＪ・ｃｍ^-2程度以上になると、全面的に未硬化であることが分かる。
【００５６】
【発明の効果】
本発明によれば、温度変動等が生じてもポリゴンミラーのミラー平面性及びバランス特性を改善できる光偏向装置を提供できる。
【００５７】
また、光偏向装置において温度変動等が生じても各部品を接着剤で接合した接合部分の接合強度の低下を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す第１の光偏向装置の断面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態を示す第２の光偏向装置の断面図である。
【図３】図２の光偏向装置を配置した画像形成装置の光走査光学ユニットの要部を示す斜視図である。
【符号の説明】
１０，３０光偏向装置
１７，３５ポリゴンミラー
１７ａ，３５ａミラー面
２２，４２磁石
１１，３１ベース板（ベース部材）
２３，３３コイル
１６ミラー押さえ板
１８フランジ
２０，４０軸受け
２３，２４，４３，４４接着剤層[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention rotates the rotary polygon mirror, directed to the light deflecting equipment for performing optical beam scanning.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, in an electrophotographic image forming apparatus such as a laser beam printer or a digital copying machine, an optical deflection apparatus that performs light beam scanning is used to write an image on a photosensitive drum. Such an optical deflecting device is known in which a polygon mirror with a magnet fixed is rotatably provided via a bearing, and a coil is provided on a substrate so as to face the magnet (see, for example, JP-A-8-121471). .
[0003]
However, when the magnet is fixed to the polygon rotor unit with an adhesive, there is a problem in that when temperature fluctuation occurs, each component is distorted and the flatness of the mirror deteriorates. In addition, this temperature change causes a change in distortion, and the polygon mirror balance also fluctuates. If the change in the balance increases, the vibration increases, resulting in the deterioration of the image quality of the image forming apparatus and the possibility of noise problems. It was. Further, when the temperature fluctuates, there is a problem that the strength of the bonded portion of the adhesive tends to decrease. Furthermore, when an anaerobic adhesive is used as this adhesive together with a curing accelerator containing an amine-based organic substance, there is a problem that the joint strength of the adhesive may be easily peeled off in some cases and the joint strength is lowered.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide an optical deflecting device that can improve the mirror flatness and balance characteristics of a polygon mirror even when temperature fluctuations occur in view of the above-described conventional problems.
[0005]
In addition, even if temperature fluctuations occur, it is possible to prevent a decrease in the bonding strength of the bonded portion where each component of the optical deflecting device is bonded with an adhesive, and to prevent problems such as the adhesive bonded portion being easily peeled off. and to provide an optical deflection equipment capable of preventing the deterioration.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above-mentioned problems, the present inventors have intensively studied, and as a result, when temperature fluctuation occurs in the optical deflecting device, distortion occurs due to the difference in thermal expansion of each component, etc. Adversely affects the bonding strength. For this reason, when bonding each part with an adhesive, the use of an adhesive with a Young's modulus of 100 N / square mm or less after curing effectively absorbs the distortion of each part due to temperature fluctuations. In view of the difference in the thermal expansion coefficient between the adhesive and each component, it was found that it is effective to compensate for the gap between the members with the expansion of the adhesive when the temperature is particularly high. It is a thing.
[0008]
That is, the optical deflection apparatus of the present invention is an optical deflection apparatus comprising a base member, a coil fixed to the base member, and a rotor unit that rotates with respect to the base member, wherein the rotor unit is a polygon mirror. A rotating body having a bearing, a bearing provided on the rotating body, and a magnet fixed to the rotating body so as to face the coil, and the magnet and the rotating body have a Young's modulus after curing. It is characterized by being bonded by an adhesive of 100 N / square mm or less.
[0010]
Moreover, greater than the thermal expansion coefficient of the previous SL rotator coefficient of thermal expansion of the magnet, and the magnet and the rotating body, the thermal expansion coefficient after curing an adhesive greater than the thermal expansion coefficient of the rotating body It is characterized by being joined.
[0011]
According to this optical deflecting device, the thermal expansion coefficient of the adhesive is the largest, and even if a gap is generated between the magnet and the rotating body at a high temperature, it can be compensated by the expansion of the adhesive. For this reason, it is possible to prevent a decrease in the bonding strength of the adhesive particularly at high temperatures during temperature fluctuations.
[0012]
In this case, since the Young's modulus after curing of the adhesive is 100 N / square mm or less, as described above, even if the temperature fluctuates, distortion due to the difference in thermal expansion between the magnet and the rotating body having the polygon mirror is caused. Is absorbed by the deformation of the adhesive, so that the mirror flatness of the polygon mirror can be improved and the change in the balance characteristic is small. Furthermore, it is possible to prevent a decrease in strength of the bonded portion due to temperature fluctuation.
[0013]
According to still another aspect of the present invention, there is provided an optical deflecting device including a base member, a coil fixed to the base member, and a rotor unit that rotates with respect to the base member. A rotating body having a polygon mirror, a bearing provided on the rotating body, and a magnet fixed to the rotating body so as to face the coil, wherein the bearing and the rotating body are cured. It is characterized by being bonded by an adhesive having a Young's modulus of 100 N / square mm or less.
[0015]
Moreover, greater than the thermal expansion coefficient of the previous SL rotator coefficient of thermal expansion of said bearing, said bearing and said rotating body, the thermal expansion coefficient after curing an adhesive greater than the thermal expansion coefficient of the rotating body It is characterized by being joined.
[0016]
According to this optical deflecting device, the thermal expansion coefficient of the adhesive is the largest, and even if a gap is generated between the bearing and the rotating body at a high temperature, it can be compensated by the expansion of the adhesive. For this reason, it is possible to prevent a decrease in the bonding strength of the adhesive particularly at high temperatures during temperature fluctuations.
[0017]
In this case, since the Young's modulus after curing of the adhesive is 100 N / square mm or less, as described above, even if the temperature fluctuates, the strain due to the thermal expansion difference between the bearing and the rotating body having the polygon mirror is caused. Is absorbed by the deformation of the adhesive, so that the mirror flatness of the polygon mirror can be improved and the change in the balance characteristic is small. Furthermore, it is possible to prevent a decrease in strength of the bonded portion due to temperature fluctuation.
[0018]
Moreover, in addition to the said bearing and the said rotary body being joined by the adhesive whose Young's modulus after hardening is 100 N / square mm or less, the said magnet and the said rotary body have the Young's modulus after hardening. It is characterized by being bonded by an adhesive of 100 N / square mm or less .
[0019]
Further, in addition to the bearing and the rotating body being bonded by an adhesive having a thermal expansion coefficient after curing that is larger than the thermal expansion coefficient of the rotating body, the magnet and the rotating body are cured. A later thermal expansion coefficient is bonded with an adhesive larger than the thermal expansion coefficient of the rotating body . Thereby , it is possible to further prevent a decrease in the bonding strength of the adhesive particularly at a high temperature when the temperature fluctuates.
[0020]
In this case, both the adhesive that joins the bearing and the rotating body and the Young's modulus after curing of the adhesive that joins the magnet and the rotating body are both 100 N / square mm or less. The mirror flatness can be further improved, and the balance characteristic does not change. Furthermore, it is possible to further prevent a decrease in strength of the bonded portion due to temperature fluctuation.
[0026]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
It will be described below with reference to the drawings about the first embodiment of the present invention (optical deflector).
[0027]
<First Embodiment>
FIG. 1 is a cross-sectional view of a first light deflecting device showing a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view of a second light deflecting device.
[0028]
1 includes a base plate 11 as a base member, a coil 13 formed and fixed on a printed circuit board 12 of the base plate 11, and a rotor unit that rotates with respect to the base plate 11. 14. The rotor unit 14 is provided on a rotating body 15 having a polygon mirror 17 on which a mirror surface 17 a is formed, a pressing plate 16 for the polygon mirror 17, and a flange 18 for fixing the polygon mirror 17, and an inner peripheral surface 18 b of the flange 18. And a magnet 22 fitted in and fixed to the recess 18a of the flange 18 so as to face the coil 13, and rotate integrally.
[0029]
The magnet 22 is fitted into the concave portion 18 a of the flange 18 and is fixed via the adhesive layer 23. The bearing 20 is fixed to the inner peripheral surface 18 b of the flange 18 via an adhesive layer 24. The adhesive layers 23 and 24 are made of an adhesive having a Young's modulus after curing of 100 N / square mm or less, and the thermal expansion coefficient of the adhesive is larger than the thermal expansion coefficient of the flange 18. Further, the thermal expansion coefficient of the flange 18 is larger than the thermal expansion coefficients of the magnet 22 and the bearing 20.
[0030]
Further, a lower thrust bearing 21b is fixed to the lower portion of the center shaft 11a of the base plate 11, the bearing 19 is fixed through the center shaft 11a, and the upper thrust bearing 21a is fixed to the upper portion of the center shaft 11a. It is fixed with screws. A recess 26 is formed by the upper thrust bearing 21 a, the lower thrust bearing 21 b, and the bearing 19. When the bearing 20 fixed to the flange 18 via the adhesive layer 24 is located in the recess 26 via a gap and rotates with the rotating body 15 due to the interaction with the magnet 22 when the coil 13 is energized. , And can be rotated at high speed while forming an air gap between the recess 26 and the recess 26.
[0031]
Next, the second optical deflecting device in FIG. 2 will be described. The light deflection apparatus 30 includes a base plate 31 as a base member, a coil 33 formed and fixed on a printed board 32 of the base plate 31, and a rotor unit 34 that rotates with respect to the base plate 31. Unlike the case of FIG. 1, the rotor unit 34 has a flange and a mirror holding plate omitted, and a polygon mirror 35 as a rotating body on which a mirror surface 35 a is formed and a recess 35 a on the lower surface of the rotor unit 34 so as to face the coil 13. The magnet 32 is fitted and fixed, and a bearing 40 provided on the inner peripheral surface 35b of the polygon mirror 35, and rotates integrally.
[0032]
The magnet 32 is fitted into the recess 35 a and fixed via the adhesive layer 43. The bearing 40 is fixed to the inner peripheral surface 35 b of the polygon mirror 35 via an adhesive layer 44. The adhesive layers 43 and 44 are formed of an adhesive having a Young's modulus after curing of 100 N / square mm or less, and the thermal expansion coefficient of the adhesive is larger than the thermal expansion coefficient of the polygon mirror 35. Further, the thermal expansion coefficient of the polygon mirror 35 is larger than the thermal expansion coefficients of the magnet 32 and the bearing 40.
[0033]
Further, a lower thrust bearing 41b is fixed to the lower portion of the central shaft 31a of the base plate 31, and a bearing 39 is fixed through the central shaft 31a. Further, an upper thrust bearing 41a is fixed to the upper portion of the central shaft 31a. It is fixed with screws. A recess 46 is formed by an upper thrust bearing 41 a, a lower thrust bearing 41 b, and a bearing 39. When the bearing 40 fixed to the polygon mirror 35 via the adhesive layer 44 is located in the recess 46 via a gap and rotates together with the polygon mirror 35 by the interaction with the magnet 32 when the coil 33 is energized. In addition, it is possible to rotate at high speed while forming an air gap with the recess 46.
[0034]
In the optical deflecting device as described above, by using an adhesive having a Young's modulus after curing of 100 N / square mm or less, the bonded portion of the adhesive between the

magnets

22 and 32 and the rotating body 15 and the polygon mirror 35 and the rotating body. 15. Since the joint part of the adhesive between the polygon mirror 35 and the

bearings

20 and 40 is flexible and easily deformed, it can effectively absorb the distortion of each part due to temperature fluctuations. The strain due to the difference in expansion is absorbed by the deformation of the adhesive. For this reason, the mirror flatness of the polygon mirror can be improved, and the balance characteristic does not change. Also, taking into account the difference in thermal expansion coefficient between the adhesive and each component, the gap between each member is compensated by the expansion of the adhesive when the temperature is particularly high, preventing a decrease in the strength of the adhesive joint due to temperature fluctuations. it can.
[0035]
Next, an example in which the above-described optical deflecting device is incorporated in the optical scanning optical unit of the image forming apparatus will be described with reference to FIG. The optical scanning optical unit is fixed on the base 100 and has the polygon mirror 35. The optical deflecting device 30, the semiconductor laser emitter 1A, the collimator lens (beam shaping optical system) 200, and the first cylindrical lens 50 shown in FIG. , Fθ lens 70, second cylindrical lens 60, reflection mirror 90, timing detection mirror 110, and synchronization detector 120, respectively. The beam emitted from the semiconductor laser emitter 1A is collimated by the collimator lens 200, and enters the polygon mirror 35 through the first cylindrical lens 50 of the first imaging optical system. The reflected light passes through a second imaging optical system including the fθ lens 70 and the second cylindrical lens 60, and passes through a reflecting mirror 90 on the peripheral surface of the photosensitive drum 101 of the image forming apparatus. Scan in the main scanning direction with a diameter. Synchronous detection for each line is performed by causing a light beam before the start of scanning to enter the synchronous detector 120 via the mirror 110, and the photosensitive drum 101 rotates in the sub-scanning direction in synchronization therewith.
[0036]
As described above, an image can be written on the photosensitive drum 101. In this case, the mirror surface 35a of the polygon mirror 35 of the light deflector 30 has mirror flatness even if the temperature inside the apparatus fluctuates. Since it is favorable and there is no change in the balance characteristics and there is no risk of vibrations, it is possible to prevent the image quality from deteriorating when the temperature fluctuates and the possibility of noise problems in the image forming apparatus.
[0037]
【Example】
Next, the above-described

optical deflecting devices

10 and 30 were actually manufactured as Examples 1, 2, and 3 using an adhesive as shown in Table 1, and these examples were evaluated by setting the following four items. did.
[0038]
[Table 1]

[0039]
The

magnets

22 and 32 are made of neodymium / iron / boron material, and the coefficient of thermal expansion is −0.08 × 10 ⁻⁵ . The

bearings

20 and 40 are made of alumina ceramic material and the thermal expansion thereof. The rate was 0.78 × 10 ⁻⁵ , and the rotating body (flange 18, polygon mirror 17, 35, pressing plate 16) was made of aluminum, and the thermal expansion coefficient was 2.7 × 10 ⁻⁵ . .
[0040]
The produced light deflection apparatus was evaluated by the following four items.
(1) Mirror flatness (2) Temperature change in balance characteristics (3) Heat cycle bonding strength reduction characteristics (4) High temperature adhesion strength reduction characteristics (1) Mirror flatness is mirrored by a laser interferometer (wavelength λ = 633 nm) The unevenness of the

surfaces

17a and 35a was evaluated. (2) The temperature change of the balance characteristic was evaluated by the difference between the balance values measured at 25 ° C and 75 ° C. (3) The heat cycle bonding strength reduction characteristics were evaluated by measuring the bonding strength at 25 ° C. after repeating the temperature change between 0 ° C. and 75 ° C. for 500 cycles. (4) The adhesive strength lowering property at high temperature was evaluated as the strength reduction rate by the ratio of the bonding strength at 75 ° C. to the bonding strength at 25 ° C. The evaluation criteria for each item (1) to (4) are as shown in Table 2 described later.
[0041]
<Example 1>
1 and 2, the

adhesive layers

23 and 43 of the

magnets

22 and 32 in the

optical deflecting devices

10 and 30 are formed using the adhesives A, B, C, D, E, and F shown in Table 1, In order to evaluate the joint portion of 32 adhesives, the optical deflection device 10 of FIG. 1 has the structure (1) and the bearing 20 and the flange 18 are fixed by shrink fitting. The characteristics and the adhesive strength lowering characteristics at high temperature were evaluated, and the mirror planarity was evaluated for the optical deflector 30 shown in FIG. 2 having the structure (2) and having no central shaft portion (bearing 20 or the like). These evaluation results are shown in Table 2.
[0042]
[Table 2]

[0043]
As can be seen from Table 2, when magnets are bonded with adhesives A and B having a Young's modulus after curing of 100 N / square mm or less, mirror flatness, temperature change of balance characteristics and heat cycle bonding strength reduction characteristics are good. In particular, in the case of the adhesive A having a Young's modulus after curing of 20 N / square mm, it was very good. In addition, when the thermal expansion coefficient of the adhesive that joins the magnet is larger than the thermal expansion coefficient of the rotating body, such as adhesives A, B, C, D, and E, the adhesive strength reduction characteristics at high temperatures were good. . Adhesive F had a thermal expansion coefficient smaller than that of the rotating body and a Young's modulus of 100 N / square mm or more, and all evaluation items were below the practical limit.
[0044]
<Example 2>
Next, as Example 2, the

adhesive layers

24 and 44 of FIGS. 1 and 2 are formed using the same adhesives A, B, C, D, E, and F as in Example 1, and the adhesive layers 24, In order to evaluate the bonded portion of 44, in the structure (1), the magnet 22 bonded with the adhesive A was evaluated for the temperature change of the balance characteristic, the heat cycle bonding strength lowering characteristic and the high temperature adhesive strength lowering characteristic. In 2 ▼, the thing without a magnet was evaluated about mirror flatness. The evaluation results are shown in Table 3.
[0045]
[Table 3]

[0046]
As shown in Table 3, in the case of the adhesives A and B having a Young's modulus after curing of 100 N / square mm or less, the mirror flatness, the temperature change of the balance characteristics, and the heat cycle bonding strength lowering characteristics are particularly good. In the case of the adhesive A having a Young's modulus after curing of 20 N / square mm, the mirror flatness and heat cycle bonding strength lowering characteristics were very good. In addition, when the thermal expansion coefficient of the adhesive that joins the rotating bodies is larger than the thermal expansion coefficient of the rotating bodies, such as adhesives A, B, C, D, and E, the adhesive strength reduction characteristics at high temperatures are good. It was. Adhesive F had a coefficient of thermal expansion that increased in the order of rotating body, adhesive, and magnet, and had a Young's modulus of 100 N / square mm or more, and all of the evaluation items were at or below the practical limit.
[0047]
<Example 3>
Next, as Example 3, the

adhesive layers

23, 24, 43, and 44 of FIGS. 1 and 2 are formed using the same adhesives A, B, C, D, E, and F as in Example 1, and the structure Regarding (1), the temperature change of balance characteristics, heat cycle bonding strength lowering characteristics and high temperature adhesive strength lowering characteristics were evaluated, and in structure (2), mirror flatness was evaluated. The evaluation results are shown in Table 4.
[0048]
[Table 4]

[0049]
As shown in Table 4, in the case of the adhesives A and B having a Young's modulus after curing of 100 N / square mm or less, the mirror flatness, the temperature change of the balance characteristics, and the heat cycle bonding strength lowering characteristics are good. In the case of the adhesive A having a Young's modulus after curing of 20 N / square mm, the mirror flatness and heat cycle bonding strength lowering characteristics were very good. Moreover, when the thermal expansion coefficient of the adhesive that joins the magnet and the rotating body is larger than the thermal expansion coefficient of the rotating body, such as adhesives A, B, C, D, and E, the adhesive strength lowering property at high temperature is good. Met. Adhesive F had a coefficient of thermal expansion that increased in the order of rotating body, adhesive, and magnet, and had a Young's modulus of 100 N / square mm or more, and most of the evaluation items were below the practical limit.
[0050]
Next, a description will be given contact Chakuhoho. In this bonding method, when the surface coated with an acrylic anaerobic adhesive and the surface coated with a curing accelerator containing an amine-based organic substance are bonded together, ultraviolet light (with a wavelength of 400 nm or less on the coating surface of the curing accelerator) is bonded. The irradiation amount of the light irradiation amount is limited to 1500 mJ / square cm or less, preferably 1000 mJ / square cm or less.
[0051]
That is, by setting the cumulative irradiation amount (irradiation amount and irradiation time) of ultraviolet rays to the application surface of the curing accelerator containing an amine-based organic material in a range in which the deterioration of the curing accelerator does not occur, uncured on the bonded surface It can be effectively prevented. Specifically, when the surface coated with the curing accelerator is managed, the adhesion method is such that the ultraviolet intensity of this management environment is measured, and is 1500 mJ / square cm or less, preferably 1000 mJ / square cm or less. It can be carried out by limiting the light such as sunlight and the exposure time by light shielding means such as a curtain.
[0052]
Thereby, an uncured part is eliminated in the adhesive, and for example, in the above-described optical deflecting device shown in FIGS. 1 and 2, it is possible to prevent peeling of the magnet and scattering of the uncured adhesive. For this reason, the yield and quality of a product can be improved in the bonding process using an adhesive.
[0053]
【Example】
The product name “Loctite 334” is used as an acrylic anaerobic adhesive, and the product name “Loctite 7386” containing an amine-based organic modified dihydropyridine is used as a curing accelerator, and acrylic resin is used on one of two aluminum plates. The anaerobic adhesive Loctite 334 was applied, and the curing accelerator Loctite 7386 was applied to the other. Then, after exposing the aluminum plate which apply | coated the hardening accelerator to the sunlight which cut the light of 400 nm or more with the filter, after bonding both together, the peeling test was done. The results are shown in Table 5. The curing conditions were 22 ° C. and 24 hours, the adhesive film thickness was 50 μm, and the light intensity was 1.2 mW · cm ⁻² .
[0054]
[Table 5]

[0055]
From Table 5, when the cumulative irradiation amount of light cut from light of 400 nm or more is about 720 mJ · cm ⁻² or less, it is fully cured, and when it is about 1440 mJ · cm ⁻² , some uncured phenomenon occurs but it can be used. However, when it is about 2160 mJ · cm ⁻² or more, it can be seen that the entire surface is uncured.
[0056]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to provide an optical deflecting device that can improve the mirror flatness and balance characteristics of a polygon mirror even if temperature fluctuations or the like occur.
[0057]
In addition, even if temperature variation or the like occurs in the optical deflecting device, it is possible to prevent a decrease in the bonding strength of the bonded portion where the components are bonded with an adhesive.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a first optical deflection apparatus showing a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of a second optical deflection apparatus showing the first embodiment of the present invention.
3 is a perspective view showing a main part of an optical scanning optical unit of an image forming apparatus in which the optical deflecting device of FIG. 2 is arranged. FIG.
[Explanation of symbols]
10, 30 Optical deflection device 17, 35

Polygon mirror

17a, 35a Mirror surface 22, 42

Magnet

11, 31 Base plate (base member)
23, 33 Coil 16 Mirror holding plate 18

Flange

20, 40

Bearings

23, 24, 43, 44 Adhesive layer

Claims

An optical deflection apparatus comprising a base member, a coil fixed to the base member, and a rotor unit that rotates relative to the base member,
The rotor unit includes a rotating body having a polygon mirror, a bearing provided on the rotating body, and a magnet fixed to the rotating body so as to face the coil.
The magnet and the rotating body are bonded by an adhesive having a Young's modulus after curing of 100 N / square mm or less ,
A light deflection apparatus , wherein a thermal expansion coefficient of the adhesive after curing is larger than a thermal expansion coefficient of the magnet and the rotating body .

The optical deflection apparatus according to claim 1, wherein a thermal expansion coefficient of the rotating body is larger than a thermal expansion coefficient of the magnet.

The bearing and the rotating body are bonded by an adhesive having a Young's modulus after curing of 100 N / square mm or less ,
The light deflection apparatus according to claim 1 or 2, wherein a thermal expansion coefficient of the adhesive after curing is larger than a thermal expansion coefficient of the bearing and the rotating body .

An optical deflection apparatus comprising a base member, a coil fixed to the base member, and a rotor unit that rotates relative to the base member,
The rotor unit includes a rotating body having a polygon mirror, a bearing provided on the rotating body, and a magnet fixed to the rotating body so as to face the coil.
The bearing and the rotating body are joined by an adhesive having a Young's modulus after curing of 100 N / square mm or less ,
An optical deflecting device , wherein a thermal expansion coefficient of the adhesive after curing is larger than thermal expansion coefficients of the bearing and the rotating body .

The optical deflection apparatus according to claim 3 or 4, wherein a thermal expansion coefficient of the rotating body is larger than a thermal expansion coefficient of the bearing.