JP4840180B2 - 光偏向器 - Google Patents

Description

本発明は、レーザープリンタやデジタル複写機等の画像形成装置に用いられる光偏向器に関するものである。

従来、レーザープリンタやデジタル複写機等の画像形成装置に用いられる光偏向器としては、図１４に示されるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

この光偏向器は、ハウジング１００に固定配設される円柱状の固定軸１０１と、この固定軸１０１に回転自在に支持される回転体１１０とを有している。
この回転体１１０は、固定軸１０１との間にわずかの隙間をもって配設される回転軸１１１と、この回転軸１１１の上部内側に固定配設されるリング状のマグネット１１２と、回転軸１１１の中央部外側に固定配設されるポリゴンミラー１１３と、回転軸１１１の下部外側にフランジ１１４を介して固定配設されるリング状の駆動マグネット１１５とを備えている。
尚、符号１１６は、回転体１１０の重量の偏心を修正するためのバランスウェイト（図示せず）が取り付けられる溝である。

また、固定軸１０１の上部外側には、回転体１１０に設けられたリング状マグネット１１２と対向するようにリング状マグネット１０２が固定配設されており、これらリング状マグネット１０２及び１１２によって回転体１１０をスラスト方向に軸受けするスラスト磁気軸受Ｓが構成されている。

更に、ハウジング１００には、回転体１１０に設けられたリング状の駆動マグネット１１５と対向するように鉄心コイル１０３が固定配設されており、これら駆動マグネット１１５及び鉄心コイル１０３によって回転体１１０を回転させるブラシレスモータＭが構成されている。

また、回転体１１０の回転軸１１１のうち、固定軸１０１と対向する内周面１１１ａは、軸受面仕上げが施される一方、この回転軸１１１の内周面１１１ａと対向する固定軸１０１の外周面１０１ａには図中破線で示すようにヘリングボーン状の溝１０４が形成されており、これら回転軸１１１の内周面１１１ａ及び固定軸１０１の外周面１０１ａに設けられた溝１０４によって、回転体１１０をラジアル方向に支持するラジアル動圧軸受Ｒが構成されている。

この光偏向器では、ブラシレスモータＭにより回転体１１０を回転させると、回転体１１０が、ラジアル動圧軸受Ｒにより固定軸１０１に対して一定距離（隙間）をもって非接触に支持されると共に、スラスト磁気軸受Ｓにより固定軸１０１に対して一定高さに支持されることとなる。これにより、スラスト方向の軸受として動圧軸受を用いるタイプのものより、光偏向器の高さを低くできるという利点がある。
また、回転体１１０の重心の位置を回転体１１０の略中心の位置にすることができるので、回転体１１０を安定して回転させることができる。

前記した光偏向器は、近年、高速化が進み、回転中の風切り音による騒音が問題となってきた。そこで、かかる問題を解決するため、ポリゴンミラー１１３の周囲をカバーで覆う技術が採用されている（例えば、特許文献２、３参照）。

しかし、これらの光偏向器は、光束が入出射する窓（開口部）が開放されているため、騒音が外部に漏れ、かつ、窓から粉塵が入り込むという問題がある。そこで、図１２に示すように、ポリゴンミラー１１３の周囲を覆うカバー２１９の窓２２０を外側から透明樹脂プレート２２１で覆う技術が採用されている。

特開平０５−０７１５３２号公報 特開平１１−２６４９４９号公報 特開平１１−１８３８３６号公報

図１２に示した光偏向器は、カバー２１９に設けた窓２２０の外側に透明樹脂プレート２２１を取付けて窓２２０を覆ったものである。このため、図１３に示すように、カバー２１９の内側から見ると、窓２２０の部分は、凹部２３９となる。尚、図１３は、ポリゴンミラー１１３の回転平面でカバー２１９および透明樹脂プレート２２１を切った場合の断面を拡大した図である。

カバー２１９内には、少量ではあるが粉塵があるため、ポリゴンミラー１１３の回転により、カバー２１９内の粉塵もカバー内に散乱する。そして、この散乱した粉塵が凹部２３９の隅部に粉塵の塊２３７となって蓄積し、光束の入出射を妨げるという現象が生じ、画像形成装置の画質が低下するという問題が生じていた。

本発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、窓（開口部）の全体を覆う透明プレートをカバーの内面に取付けることにより、透明プレートの表面への粉塵の付着を防止した光偏向器を提供することを目的とするものである。

請求項１に記載した光偏向器は、光束を偏向走査するポリゴンミラーと、少なくともこのポリゴンミラーを覆い、光束が入出射する開口部が設けられたカバーと、カバーの内面における前記開口部の周囲に設けられ、カバーの内側に向かって突出した取付部と、この取付部に取付けられ、開口部の全体を覆う透明プレートと、を有したものである。

かかる構成により、開口部がカバーの内側から見て凹部とならないので、透明プレートの表面には粉塵の塊が付着しない。このため、粉塵の影響で光束の入出射が乱される事がない。
また、かかる構成により、（１）透明プレートの両側に大きな段部（段差）が設けられるので、この段部に粉塵の塊が蓄積し、かつ、（２）透明プレートをポリゴンミラーに近づけることができるので、ポリゴンミラーの回転により生じる強い空気流を透明プレートに当てることができる。このため、透明プレートの表面には粉塵が付着せず、透明プレートの表面を常にきれいに保つことができる。

請求項２に記載した光偏向器は、請求項１において、少なくとも開口部の周囲に設けた透明プレートの取付部を平面とし、この取付部に取付ける透明プレートを平板形状としたものである。

かかる構成により、透明プレートの表面に粉塵が付着しないという前記した効果が得られるだけでなく、透明プレートが平板形状であるので、透明プレートの加工が容易であり、透明プレートを安価に製造できるという効果を奏する。

本発明により、透明プレートの表面への粉塵の付着が無くなるので、入出射する光束が粉塵により乱されることがない。

以下に実施例を用いて、本発明を詳細に説明する。

本発明に係る第１実施例を、図１乃至図５を用いて説明する。
図１は、本実施例１に係る光偏向器の側部断面図であり、図２は、図１に示した光偏向器の斜視図である。図３は、図１および図２においてポリゴンミラーが回転する平面でカバーを切った場合のカバーおよび透明プレートの断面図である。図４は、図３における開口部周辺の部分拡大図である。説明を簡単にするため、ポリゴンミラーも図示している。図５は、透明プレートの斜視図である。

図１に示すように、光偏向器１は、アルミニウム製のベース２と、複数の電子部品１２〜１４が実装され、このベース２に固定された基板１５と、この基板１５の貫通穴１６を貫くようにしてネジ等で固定された円柱形状でかつ金属製の固定軸３と、この固定軸３に回転自在に支持された回転体４と、複数の電子部品１２〜１４、固定軸３、および回転体４を覆い、ベース２に固定されたカバー１９とから構成されている。

この回転体４は、固定軸３との間に僅かの隙間をもって外挿された円筒形状で、かつ、金属製のスリーブ５と、このスリーブ５に固定されたアルミニウム製のフランジ６と、このフランジ６の上に置かれ、外周面に多数の鏡面が形成されたアルミニウム製のポリゴンミラー７と、このポリゴンミラー７の上に置かれたリング状の板バネ等の弾性部材８と、この弾性部材８の上に置かれ、ポリゴンミラー７をフランジ６に押し付けるようにしてスリーブ５の上部で圧入又は焼嵌め等により強制的に嵌入されたアルミニウム製の押圧部材９と、フランジ６の内周面に接着剤等で固定された駆動マグネット１０と、スリーブ５の上端に固定された蓋２５から構成されている。

また、基板１５には、駆動マグネット１０に対向する位置にコイル１７が固定され、駆動マグネット１０とコイル１７によりブラシレスモータ１８が形成されている。

前記したポリゴンミラー７およびブラシレスモータ１８等は、回転により生じる騒音の発生の防止と、防塵のため、カバー１９によりその全体が覆われている。

このカバー１９には、図２に示すように、光束が入出射する部位に開口部２０が設けられ、この開口部２０には図５に示すプラスチック製またはガラス製の透明プレート２１がカバー１９の内面における開口部２０の周囲に設けられた取付部３９において接着剤等を用いて取付けられている（図３、図４）。
ここで、取付部とは、開口部２０を取り囲むようにしてカバー１９の内面に設けられた一定の領域をいう。例えば、カバー１９の内面に設けた領域であって、開口部２０の開口端部から開口部の外方５ｍｍの領域である。このような領域に透明プレートを接着剤等を用いて取付ければ、開口部を透明プレートで完全に覆うことができる。

また、カバー１９には、ポリゴンミラー７を覆う部位であるポリゴンミラー７の上部に空気吸引穴２２と、電子部品１２〜１４を覆う部位に空気排出穴２３が設けられている。そして、空気吸引穴２２には、粉塵補足フィルタ２４が設けられ、ポリゴンミラー７の回転によりカバー１９内に吸引される空気に含まれる粉塵がカバー１９内に侵入するのを阻止している。

以下に、前記した構成の光偏向器１の作用を説明する。
ブラシレスモータ１８によりポリゴンミラー７が回転すると、空気吸引穴２２に設けられた粉塵補足フィルタ２４からカバー１９の外側にある空気がカバー１９の内部に流入する。そして、空気流は、ポリゴンミラー７の上方から下方に向かって流れ、電子部品１２、電子部品１３、電子部品１４の順に、基板１５に実装された複数の電子部品に当たる、またはその近傍を通ってカバー１９内を流れ、空気排出穴２３から排出される。

このため、ポリゴンミラー７の回転により生じた空気流は、必ず電子部品１２〜１４に当たるまたはその近傍を通るので、電子部品１２〜１４は、ヒートシンク等の放熱部材を設けることなく、効率的に冷却される。

また、空気排出穴２３は、ポリゴンミラー７から離れた基板１５の端部１１に位置する電子部品１４を覆う部位である電子部品１４の上部に設けられているので、ポリゴンミラー７の停止時には、粉塵が空気排出穴２３からカバー１９内に入り込み、粉塵が電子部品１４に積もることが考えられる。しかし、ポリゴンミラー７の回転によりカバー１５内の空気は、空気排出穴２３から排出されるので、空気排出穴２３に特に粉塵補足フィルタを設ける必要はない。

前記したように、ポリゴンミラー７の回転により、カバー１９の内部に空気流が発生するため、カバー１９の内部にある少量の粉塵がカバー１９内に散乱する。しかし、図３および図４に示すように、カバー１９の内面３５における取付部３９には、図５に示す透明プレート２１が、内面３５に対して突き出す（凸になる）ように取付けられているので、粉塵の塊３７は、透明プレート２１の側部に付着しても表面に付着することは無い。したがって、透明プレート２１の表面は粉塵の塊３７が付着することが無いので、光束が粉塵の塊３７の影響を受けて乱されることは無い。

本発明の他の実施例を図６乃至図９を用いて詳細に説明する。
図６は、本実施例２にかかる光偏向器の斜視図である。図７は、図６におけるポリゴンミラーの回転平面でカバーを切った場合のカバーおよび透明プレートの断面図である。図８は、図７における開口部周辺の部分拡大図である。図９は、透明プレートの斜視図である。
尚、第１実施例に係る光偏向器と同一の部分については、同一の符号を付して説明を省略する。

本実施例２に係る光偏向器１の第１実施例との相違点は、図６乃至図８に示すように、カバー１９における開口部２０の周辺を平面にすることにより取付部３９も平面にした点と、この取付部３９に取付ける透明プレート２１を平板形状にした点のみである。

かかる構成により、図９に示すように、透明プレート２１を平板形状にすることができるので、透明プレート２１の加工が容易であり、透明プレート２１のコストを安価にでき、ひいては、光偏向器１のコストを安価にすることができる。

本発明の他の実施例を図１０を用いて詳細に説明する。
図１０は、ポリゴンミラーの回転平面で切った場合のカバーおよび透明プレートの断面図である。
尚、第２実施例に係る光偏向器と同一の部分については、同一の符号を付して説明を省略する。

本実施例３に係る光偏向器１の第２実施例との相違点は、カバー１９の内面３５における透明プレート２１の取付部３９を、カバーの内側に向かって突出させた点のみである。

かかる構成により、透明プレート２１の両側に段部ができるので、かかる段部に粉塵の塊３７が付着する。そして、この粉塵の塊３７にさらに粉塵が付着し、粉塵の塊３７が大きく成長しても、粉塵の塊３７が透明プレート２１を通過する光束を乱すことが無い。

また、透明プレート２１の表面（カバー内側の面）とポリゴンミラー７の距離が近くなるので、透明プレート２１の表面には、ポリゴンミラー７の回転による生じる空気が常に強い流れで当たることになる。このため、透明プレート２１の表面には、粉塵が付着することが無く、常にきれいな状態に保つことができる。

上述の実施例は、説明のために例示したものであって、本発明としてはそれに限定されるものではなく、特許請求の範囲、発明の詳細な説明、及び図面の記載から当事者が認識することができる本発明の技術的思想に反しない限り、変更および付加が可能である。

例えば、前記した実施例においては、ポリゴンミラー７、ブラシレスモータ８および基板１５のすべてをカバー１９で覆う光偏向器１を示したが、図１１に示すように、カバー１９は、少なくともポリゴンミラー７を覆うものであれば良い。

また、実施例２および実施例３においては、透明プレート２１が取付けられる取付部以外の部分も平面である光偏向器を示したが、これに限られるものではなく、取付部だけが平面であっても良い。

本発明は、画像形成装置等に使用される光偏向器に適用される。

本発明に係る光偏向器の側部断面図である（実施例１） 本発明に係る光偏向器の斜視図である（実施例１） 本発明に係るカバーおよび透明プレートの断面図である（実施例１） 本発明に係るカバーおよび透明プレートの断面図である（実施例１） 本発明に係る透明プレートの斜視図である（実施例１） 本発明に係る光偏向器の斜視図である（実施例２） 本発明に係るカバーおよび透明プレートの断面図である（実施例２） 本発明に係るカバーおよび透明プレートの断面図である（実施例２） 本発明に係る透明プレートの斜視図である（実施例２） 本発明に係るカバーおよび透明プレートの断面図である（実施例３） 本発明に係る光偏向器の斜視図である 従来の光偏向器の斜視図である 従来の光偏向器のカバーおよび透明プレートの断面図である 従来の光偏向器の側部断面図である

符号の説明

１ 光偏向器
７ ポリゴンミラー
１９ カバー
２０ 開口部
２１ 透明プレート
３５ 内面
３９ 取付部

Claims (2)

1. 光束を偏向走査するポリゴンミラーと、
   少なくとも該ポリゴンミラーを覆い、前記光束が入出射する開口部が設けられたカバーと、
   該カバーの内面における前記開口部の周囲に設けられ、前記カバーの内側に向かって突出した取付部と、
   該取付部に取付けられ、前記開口部の全体を覆う透明プレートと、
   を有したことを特徴とする光偏向器。
2. 少なくとも前記取付部が平面であり、
   前記取付部に取付ける前記透明プレートが平板形状である請求項１に記載の光偏向器。

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