JP4706642B2 - 光走査装置 - Google Patents

Description

本発明は光走査装置に関し、特に偏向器としてポリゴンミラーを備え光ビームを偏向して走査露光を行う光走査装置に関する。

従来より一般的な光走査装置においては、レーザビームを偏向走査する光偏向器は、光走査装置の筐体にネジなどの締結部材により固定されている。小型で低価格な画像形成装置用の光走査装置に利用される光偏向器の多くは、光偏向器の制御を行う制御回路が実装された板状の基板に回転多面鏡などが搭載された駆動部が一体的に組み付けられた構成である。前記板状の基板には、光走査装置に光偏向器を固定する為の穴部が形成されている。この穴部を筐体側のネジ穴にネジで直接、あるいは防振部材を介して固定することで光偏向器の固定・位置決めを行う（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、上記のような構成の光走査装置では、光偏向器を固定支持する筐体の基準面はバラツキを持っているため、板状の基板をネジで固定する際、その締結力により板状の基板を変形させてしまい、一体に形成されている駆動部の、特に回転多面鏡が固定されているロータの回転軸が倒れてしまい、光走査装置の性能を劣化させ、最終的には画質不良になって表れる。

例えば図７のように基板１１０上にポリゴンミラー１２０を一体的に設け、基板１１０の４隅に設けた取付穴１０２を、筐体側の固定部１０８にネジ１０４でネジ止めする構成の光走査装置１００の場合、図８のように固定部１０８の基準面１０８Ａすなわち基板１１０と接しこれを支持する面が正しく加工されていれば問題なく基板１１０を固定することができる。

しかし基準面１０８Ａの加工精度が低く、図９のように傾いていた場合、ネジ１０４によって基板１１０が固定される際に傾いた基準面１０８Ａの影響を受け、図１０のように基板１１０が斜めに固定されることで図中白矢印のように変形し、結果として光偏向器１２０の回転軸１２０Ａが傾き、光偏向器１２０の偏向面が光軸に対して傾いてしまう所謂面倒れが発生する。

本発明の目的は上記の光偏向器を光走査装置の筐体に固定する際、光偏向器の回転軸倒れを発生させずに筐体に固定することであり、これにより面倒れによる画質不良を防ぐことができる。
特開平９−１８７９８６号公報

本発明は上記事実を考慮し、光偏向器を備えた基板が筐体への固定によって変形しない光走査装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の光走査装置は、光源からの光を偏向素子にて偏向し、被走査面上を走査露光する光走査装置であって、前記偏向素子は制御回路を実装した基板上に一体的に設けられ、前記基板は複数の固定穴にそれぞれ嵌合する締結手段にて前記固定穴が形成された複数の支持面に向けて付勢されて固定され、前記締結手段は前記基板に形成された取付穴の一部を塞ぐように前記取付穴の周縁から突設された被締結部を前記支持面との間で挟持することを特徴とする。

上記構成の発明では、基板の取付穴周辺の代わりに被締結部を支持面に向けてネジで締め付けることで、基板が局部的にたわむ現象を抑え、加工精度の悪い支持面が傾いている場合でも基板が傾く、変形するなどの虞がない。

請求項２に記載の光走査装置は、前記被締結部は前記取付穴の、前記偏向素子から遠い側に設けられたことを特徴とする。

上記構成の発明では、被締結部が取付穴の、偏向素子から遠い側に設けられたことにより、加工精度の悪い支持面が傾いていても締結時に発生する歪の影響をより受けにくく、基板が傾く、変形するなどの影響が更に少ない。

請求項３に記載の光走査装置は、前記被締結部は前記基板よりも薄いことを特徴とする。

上記構成の発明では、被締結部が基板より薄いことにより締結される際に加工精度の悪い支持面が傾いていても基板が傾く、変形するなどの影響が更に少ない。

請求項４に記載の光走査装置は、前記支持面と前記取付穴は略円形であり、前記支持面の径は前記取付穴の径より小さいことを特徴とする。

上記構成の発明では、支持面よりも取付穴の径が大きいため支持面には被締結部のみが接触し、より支持面の精度ばらつきの影響を受けにくなる。

本発明は上記構成としたので、光偏向器を備えた基板が筐体への固定によって変形しない光走査装置とすることができた。

＜基本構成＞
図１、２には本発明の第１実施形態に係る光偏向器を備えた基板が示されている。

本発明に係る光走査装置１０はポリゴンミラー２０が一体的に設けられた基板１１が、四隅に設けられた取付穴１２に挿入されるネジ１４で、筐体に設けられた固定部１８のネジ穴２２に固定され位置決めされる構成となっている。ポリゴンミラー２０の駆動に必要な回路は基板１１上に設けられ、ポリゴンミラー２０と一体化したアセンブリ部品として扱うことができる。

取付穴１２はネジ１４のネジ頭よりもおおきな径をもち、周の一部のみが突出した被締結部１６を形成している。この被締結部１６は取付穴１２の中に突出しているのでネジ１４を締め込むことでネジ１４のネジ頭により締め付け方向に押圧される。これにより基板１１は固定部１８に固定・保持される。

図２には本発明に係る光走査装置１０の取付状態断面が示されている。

基板１１に設けられた取付穴１２の径はネジ１４のネジ頭よりも径が大きいので図２（Ａ）のようにネジ１４とは干渉しない。ネジ１４はネジ穴２２にネジ込まれることで拡大図２（Ｂ）に示すように取付穴１２に設けられた被締結部１６を固定部１８に設けられた基準面１８Ａに向けて締結し、固定するため基板１１は被締結部１６と基準面１８Ａによってのみ位置決め・固定される。

＜基準面傾き時＞
図３、４には本発明の第１実施形態に係る光偏向器を備えた基板が示されている。

図３に示すように固定部１８の基準面１８Ａの加工精度が低く、図９のように本来の位置より傾いていた場合、従来は図１０のように基準面１０８Ａの傾きに影響され基板１１０の取付箇所も傾き、結果として基板１１０が変形してポリゴンミラー１２０の回転軸傾きの原因となっていた。

本実施形態では図３に示すようにネジ１４が基板１１の被締結部１６のみを基準面１８Ａに向けて押圧している。このため基準面１８Ａとは被締結部１６または取付穴１２周囲の一箇所だけが接触するので、基準面１８Ａが傾いていても取付穴１２近傍の基板１１が傾くことはない。即ち基準面１８Ａの径＜取付穴１２の径であれば基準面１８Ａは被締結部１６と、また基準面１８Ａの径＞取付穴１２の径であれば基準面１８Ａは基板１１の取付穴１２近傍部位に接触、押圧される。

また被締結部１６の断面は図３に示すように先端に向けて細くなる、所謂テーパー形状となっており、ネジ止めされる先端部分は基板１１の厚みに比較して薄い形状をしている。このためネジ１４で基準面１８Ａに押圧される際に基準面１８Ａが傾いていても、傾きの影響は更にすくない。

これにより基準面１８Ａの傾きに影響されることなく基板１１を固定部１８にネジ１４で固定することができる。基準面１８Ａが傾いていても基板１１が傾かず、変形しないのでポリゴンミラー２０の回転軸２０Ａもまた傾くことなく正しい位置に保たれ、偏向面の面倒れを防ぐことができる。

＜被締結部の位置＞
図４は本発明の第１実施形態に係る光偏向器を備えた基板の平面図である。

図４（Ａ）に示すように取付穴１２には被締結部１６がそれぞれ設けられているが、被締結部１６はポリゴンミラー２０の回転軸２０Ａから各取付穴１２の中心を結ぶ線の上、回転軸２０Ａから遠い側にそれぞれ設けられている。

すなわち図４（Ｂ）に示すように取付穴１２の径はネジ１４のネジ頭サイズ（図中破線）よりも大きく、被締結部１６の先端のみをネジ１４が固定するので基準面１８Ａの傾きに影響されにくいことは前述の通りだが、同時に被締結部１６は取付穴１２の円周上、ポリゴンミラー２０の回転軸２０Ａから最も遠い側に設けられている。

これにより固定部１８の基準面１８Ａが傾いていても、ポリゴンミラー２０の回転軸への影響を最も少なく抑えることができる。

これは例えば図４（Ｃ）のように取付穴を楕円形状の取付穴１２’とした場合、ネジ１４のネジ頭（図中破線）に対して締め付け箇所は増え、締め付け面積も大きくなるが、取付穴１２’の二方向で基準面１８Ａに対して二箇所で締め付けるため基準面１８Ａの傾きに対して本実施形態のような効果はない。

すなわち本実施形態の効果を最も得ることができるのは図４（Ａ）のように各取付穴１２において被締結部１６を、ポリゴンミラー２０の回転軸２０Ａから最も遠い箇所に一箇所のみ設ける構成となる。

＜他の形態＞
図５には本発明の第２実施形態に係る基板の断面が示されている。

図５に示すように基板１１の取付穴１２はネジ１４のネジ部よりも大きい内径を持ち、かつ基板１１固定時には被締結部材１７を介してネジ１４で固定する。

被締結部材１７はネジ１４のネジ頭よりも大きい内径の略リング形状であり、円周上の一箇所から内側に突出した被締結部１６’を備え、基板１１の締結時にはネジ１４が被締結部１６’のみを押圧することで基板１１を筐体の固定部１８に固定する。

これにより固定部１８の基準面１８Ａが傾いていても被締結部１６’のみで基板１１が押圧・固定されるため基板１１の傾き／変形を抑えることができる。

本実施形態においては取付穴１２を単純な丸穴とできるので基板１１の加工が容易であり、また被締結部１６’が被締結部材１７の一部であることから、基板１１と異なる素材を用いることができ、より高い強度を持たせることもできる。

＜他の形態＞
図６には本発明の第３実施形態に係る基板の断面が示されている。

図６に示すように基板１１の取付穴１２はネジ１４のネジ部よりも大きい内径を持ち、かつ基板１１固定時には被締結部材１７を介してネジ１４で固定する。

被締結部材１７はネジ１４に適合するネジ穴１７Ｃを設けた内周部１７Ｂと、内周部１７Ｂと回転自在に組み合わされ基板１１と凸部１９で接する外周部１７Ａとで構成されている。

基板１１の締結時にはネジ１４がネジ穴１７Ｃにねじ込まれて内周部１７Ｂ、外周部１７Ａを基板１１に押圧する。外周部１７Ａは凸部１９で基板１１と接触しているので、最終的には凸部１９が基板１１を固定部１８の基準面１８Ａに向けて固定することになる。

これにより固定部１８の基準面１８Ａが傾いていても凸部１９のみで基板１１が押圧・固定されるため基板１１の傾き／変形を抑えることができる。また内周部１７Ｂのネジ穴１７Ｃにもネジが切ってあるため、凸部１９のみで基板１１と接触して押圧力が不均一になっても被締結部材１７が倒れる虞はない。

本実施形態においては取付穴１２を単純な丸穴とできるので基板１１の加工が容易であり、また被締結部材１７には基板１１と異なる素材を用いることができ、凸部１９にもより高い強度を持たせることもできる。

＜まとめ＞
本発明は上記の構成とすることで、基板をネジで筐体に固定する際に基板が変形せず、光偏向器の回転軸が傾かない光走査装置とすることができる。

＜その他＞
以上、本発明の実施例について記述したが、本発明は上記の実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得ることは言うまでもない。

すなわち本実施形態では光偏向器にポリゴンミラーを用いたが、これに限定せず例えばレゾナントスキャナやガルバノミラーでもよいことは言うまでもない。

あるいは基板の固定法をネジによる締結ではなくバネによる付勢で保持する方法としても本発明は有効であり、バネを用いても何等差し支えはない。

本発明の第１実施形態に係る光走査装置とその固定方法を示す斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る光走査装置の固定方法を示す断面図である。 本発明の第１実施形態に係る光走査装置の固定方法を示す断面図である。 本発明の第１実施形態に係る光走査装置の固定方法を示す平面図である。 本発明の第２実施形態に係る光走査装置の固定方法を示す平面図である。 本発明の第３実施形態に係る光走査装置の固定方法を示す平面図である。 従来の光走査装置とその固定方法を示す斜視図である。 従来の光走査装置の固定方法を示す断面図である。 加工精度の低い固定部を示す断面図である。 従来の光走査装置の固定方法を示す断面図である。

符号の説明

１０ 光走査装置
１１ 基板
１２ 取付穴
１４ ネジ
１６ 被締結部
１７ 被締結部材
１８ 固定部
１８Ａ 基準面
１９ 凸部
２０ ポリゴンミラー
２０Ａ 回転軸
２１ モータ軸
２２ ネジ穴

Claims (4)

1. 光源と、
   前記光源からの光を偏向する偏向素子を備えた光偏向器と、
   少なくとも前記光偏向器が固定される筐体と、を備え、
   前記偏向素子は前記光偏向器の制御回路を実装した基板上にに設けられ、
   前記基板は前記筐体に設けられた複数の固定穴にそれぞれ嵌合する締結手段にて支持面に向けて付勢されて固定され、
   前記締結手段は前記基板に形成された取付穴の一部を塞ぐように前記取付穴の周縁から突設された被締結部を前記支持面との間で挟持することを特徴とする光走査装置。
2. 前記被締結部は前記取付穴の、前記偏向素子から遠い側に設けられたことを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
3. 前記被締結部は前記基板よりも薄いことを特徴とする請求項１〜請求項２の何れか１項に記載の光走査装置。
4. 前記支持面と前記取付穴は略円形であり、前記支持面の径は前記取付穴の径より小さいことを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の光走査装置。

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