JPH0792418A - 光偏向器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】多面鏡をミラーフランジに押圧固定した際に、
多面鏡に局部的な応力が発生て光ビームの反射鏡面が歪
むのを防止し、常に光ビームを正確に偏向することが可
能な光偏向器を提供する。 【構成】外周に複数の反射鏡面１ａが形成された多面鏡
１と、この多面鏡１が固定される環状のミラーフランジ
３を備えて所定の速度で回転する回転部材２と、上記多
面鏡１をミラーフランジ３に押圧するミラーキャップ５
とから構成される光偏向器において、上記多面鏡１の弾
性係数と略同等あるいはこれより小さい弾性係数の押圧
力調整部材２０を上記多面鏡１とミラーキャップ５との
間に挟み込んだことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばデジタル複写機
やファクシミリ等の画像読取り系あるいはレーザービー
ムプリンタ等の画像書込み系において、レーザー光源か
ら照射された光ビームで原稿画像あるいは感光体を走査
するための光偏向器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、原稿画像の読取り系としては光ビ
ームで原稿画像を露光、走査してその反射光から画素毎
の濃度情報を得る方法が知られ、また記録画像の書込み
系としては画情報に応じて変調された光ビームで感光体
を露光、走査して静電潜像を形成する方法が知られてい
る。そして、いずれの系においてもレーザー光源から照
射された光ビームで原稿画像あるいは感光体を走査する
方式としては、多面鏡を備えた光偏向器を用いる走査方
式が知られている。

【０００３】図７はこの走査方式を用いた画像書込み系
示す概略図であり、符号１００はレーザー光源、符号１
０１はコリメータレンズ、符号１０２は多面鏡１０２ａ
を備えた光偏向器、符号１０４はｆ−θレンズ、符号１
０５は感光体ドラムを夫々示している。レーザー光源１
００から照射された光ビームは多面鏡１０２ａの反射鏡
面で反射されて感光体ドラム１０５に入射するが、この
とき光ビームは多面鏡１０２ａの矢線Ａ方向への回転に
伴って偏向され、矢線Ｂ方向に沿って感光体ドラム１０
５を走査する。また、これに伴い感光体ドラム１０５は
矢線Ｃ方向に回転し、感光体ドラム１０５上には二次元
の静電潜像が形成される。

【０００４】従来、このような目的で使用される光偏向
器としては、特開昭５９−２３３２４号公報、特開平３
−１９４５１３号公報に開示されたものが知られてい
る。具体的には、ハウジングに立設された固定軸に対し
て回転スリーブを回転自在に支承すると共に、上記回転
スリーブに形成されたミラーフランジには多面鏡を固定
し、ハウジングに組み込まれたモータ部によって多面鏡
を回転スリーブと共に回転させるように構成されてい
る。そして、これら従来技術において、上記多面鏡はミ
ラーキャップ（押さえ板）によって上記ミラーフランジ
に押圧され、ミラーキャップ及びミラーフランジによっ
て挟持、固定されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このようにミ
ラーキャップで多面鏡をミラーフランジへ押圧し、固定
する場合には、ミラーキャップで多面鏡を強固に押圧す
ると、多面鏡に圧縮応力が発生する結果として、多面鏡
の反射鏡面が歪むという問題点があった。一方、ミラー
キャップが多面鏡に及ぼす押圧力を減じれば、このよう
な問題点は解消されるが、その反面、多面鏡の固定が確
実に行われないので、回転時に発生する熱や遠心力によ
って多面鏡がミラーフランジに対してずれを生じ、多面
鏡の回転に振動が発生するという問題点があった。

【０００６】前述の従来技術においては多面鏡とミラー
キャップとの間に弾性体が挟み込まれ、ミラーキャップ
が多面鏡に対して不均一な押圧力を及ぼすのを防止して
いるが、この場合であっても多面鏡を形成している材料
に対して適切な材料を弾性体として選定しなくては、や
はり多面鏡に圧縮応力が発生して反射鏡面に歪みが発生
してしまう。

【０００７】一方、この種の光偏向器ではハウジング内
に組み込まれたモータによって多面鏡を高速回転させて
おり、このモータで発生した熱エネルギが多面鏡、ミラ
ーフランジ及びミラーキャップへ流入するので、これら
多面鏡等の温度上昇を避けることができなかった。この
ため、例えば多面鏡と弾性体との線膨張係数が著しく異
なる場合には、温度上昇に伴う多面鏡の半径方向への伸
びと弾性体のそれとが異なるため、多面鏡に圧縮応力あ
るいは引張り応力が発生し、光ビームが反射する反射鏡
面に歪みが発生してしまうという問題点があった。

【０００８】そして、このように多面鏡の反射鏡面に歪
みが発生すると、反射鏡面に入射した光ビームの反射角
度に誤差が発生するので、光ビームを正確に偏向するこ
とができず、光偏向器の性能が著しく損なわれてしま
う。

【０００９】本発明はこのような問題点に鑑みなされた
ものであり、その目的とするところは、多面鏡をミラー
フランジに押圧固定した際に、多面鏡に応力が発生して
光ビームの反射鏡面が歪むのを防止し、常に光ビームを
正確に偏向することが可能な光偏向器を提供することに
ある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の光偏向器は、外周に複数の反射鏡面が形成
された多面鏡と、この多面鏡が固定される環状のミラー
フランジを備えて所定の速度で回転する回転部材と、上
記多面鏡をミラーフランジに押圧するミラーキャップと
から構成される光偏向器において、上記多面鏡の弾性係
数と略同等あるいはこれより小さい弾性係数の押圧力調
整部材を上記多面鏡とミラーキャップとの間に挟み込ん
だことを特徴とするものである。

【００１１】このような技術的手段において、上記回転
部材としては、多面鏡を保持して円滑に回転するもので
あればその形状を適宜設計変更して差し支えなく、例え
ば軸受を介して固定軸の周囲を回転するスリーブであっ
ても良いし、軸受を介して固定スリーブの中央で回転す
る回転軸であっても良い。

【００１２】また、上記ミラーフランジは上記回転部材
の外周に突設されて多面鏡を支持するものであれば、上
記回転部材と一体的に形成されていても良いし、別部材
として上記回転部材の外周に嵌合するものであっても良
い。

【００１３】更に、上記押圧力調整部材としては、多面
鏡の弾性係数と略同等あるいはこれより小さい弾性係数
を示すものであれば、その材質等を適宜選択して差し支
えないが、温度上昇に伴う押圧力調整部材の半径方向の
伸びが多面鏡に応力を発生させるのを防止するという観
点からすれば、押圧力調整部材の線膨張係数は多面鏡の
それと略同等であるのが好ましい。

【００１４】また、上記押圧力調整部材は上記回転部材
が貫通する中心開口を備えて円盤状に形成され、多面鏡
とミラーキャップとの間に挟み込まれるが、ミラーキャ
ップが多面鏡に及ぼす押圧力を被作用面に広く分散さ
せ、多面鏡に不均等な応力が発生するのを防止するとい
う観点からすれば、押圧力調整部材に複数の孔を形成
し、あるいは多面鏡の外角部に対応して放射状のスリッ
トを形成するのが好ましい。また、押圧力調整部材を中
空構造に形成してもミラーキャップの押圧力を分散させ
ることができる。

【００１５】更に、本発明において、多面鏡の回転を支
承するための軸受は空気動圧軸受等の周知の技術的手段
を適用することができる。また、多面鏡を回転駆動させ
るモータについても、インナーマグネット型スキャナモ
ータ、アウターマグネット型スキャナモータ、アキシャ
ル型スキャナモータ等、周知の技術的手段を適用して差
し支えない。

【００１６】

【作用】上記技術的手段によれば、上記多面鏡とミラー
キャップとの間には上記多面鏡の弾性係数と略同等ある
いはこれより小さい弾性係数の押圧力調整部材を挟み込
んだので、ミラーキャップで多面鏡を強固に押圧してこ
れをミラーフランジに固定しても、多面鏡に比較して弾
性体の変形量が大きくなり、多面鏡に過度の圧縮応力が
発生して反射鏡面が歪むのを防止することができる。

【００１７】

【実施例】以下、添付図面に基づいて本発明の光偏向器
を詳細に説明する。図１は本発明を適用した光偏向器の
第一実施例を示すものである。同図において、符号１は
外周に８面の反射鏡面１ａを備えた多面鏡、符号２はこ
の多面鏡１を保持して回転する回転スリーブ、符号３は
回転スリーブ２に突設されたミラーフランジ、符号４は
回転スリーブ２の外周に嵌合するねじ止め部材、符号５
はこのねじ止め部材４に螺合して上記ミラーフランジ３
との間に多面鏡１を挟み込むミラーキャップを夫々示し
ている。

【００１８】上記回転スリーブ２はハウジング６に立設
された固定軸７に対して所定の隙間（以下、軸受隙間）
を保持して遊嵌しており、これら回転スリーブ２及び固
定軸７はラジアル方向に関する空気動圧軸受を構成して
いる。すなわち、固定軸７の外周面には動圧発生用溝７
ａがヘーリングボーン状パターンで形成され、上記回転
スリーブ２が回転すると軸受隙間に空気動圧が発生し、
回転スリーブ２は高圧力の空気潤滑膜に支えられて非接
触の状態で固定軸７の周囲を回転する。尚、この実施例
では固定軸７の外周面に動圧発生用溝７ａを形成した
が、これに代えて回転スリーブ２の内周面に動圧発生用
溝を形成しても差し支えない。

【００１９】また、図１において符号８は上記回転スリ
ーブ２を回転駆動させるためのモータであり、回転スリ
ーブ２の外周に固定されたロータ部８ａと、ハウジング
６に固定されたステータ部８ｂとから構成されている。

【００２０】上記ロータ部８ａは環状のインナーマグネ
ット９及びアウターマグネット１０とを備え、これらマ
グネット９，１０はマグネットヨーク１１内に固着され
ている。図２に示すように、アウターマグネット１０及
びインナーマグネット９は後述するステータコア１２の
外周及び内周に配置されており、夫々円周を分割するよ
うにして４極に着磁されている。また、ステータコア１
２を挟んで対向するこれらマグネット９，１０の磁極は
互いに同一磁極である。

【００２１】インナーマグネット９とステータコア１２
との間、アウターマグネット１０とステータコア１２と
の間には常に磁気的吸引力が作用しており、これらマグ
ネット９，１０及びステータコア１２が磁気的スラスト
軸受を構成している。すなわち、回転スリーブ２が所定
の位置からスラスト方向（固定軸の軸方向）へ移動する
と、回転スリーブ２は上記磁気的吸引力によってマグネ
ット９，１０とステータコア１２とが正対する所定の位
置に引き戻され、回転スリーブ２は常にスラスト方向の
所定の位置に保持されるのである。

【００２２】一方、上記ステータ部８ｂはハウジング６
に立設したスタッド１３により支持されるステータコア
１２を備え、このステータコア１２には電磁コイル（図
示せず）がトロイダル状に巻回されている。ステータコ
ア１２にはスタッド１４を介して回路基板１５が固定さ
れており、上記電磁コイルはこの回路基板１５上に印刷
された配線と接続されている。そして、この回路基板１
５はワイヤー１６及びコネクタ１７を介して図示外の制
御回路部と接続されている。

【００２３】上記電磁コイルに流す電流の向きは、上記
回路基板１５上に立設された磁気検出センサ１８の検出
信号に基づいて決定される。すなわち、この磁気検出セ
ンサ１８がロータ部８ａのマグネット９，１０の漏れ磁
束を検出してその検出信号を上記制御回路部へ送信する
一方、制御回路部はこの検出信号に基づいて磁気検出セ
ンサ１８の近傍を通過したマグネット９，１０の磁極が
Ｎ極であるかＳ極であるかを判断し、ステータコア１２
に各箇所に巻回されている電磁コイルに流す電流の向き
を決定する。その結果、電磁コイルとマグネット９，１
０との間には常に回転スリーブ２の回転を持続する方向
の力が作用し、回転スリーブ２に対して所定の回転数が
与えられる。

【００２４】次に上記多面鏡１の回転スリーブ２への装
着について説明する。多面鏡１には上記ねじ止め部材４
の外径よりも僅かに大きな内径を有する中心孔が形成さ
れており、多面鏡１はこの中心孔にねじ止め部材４を挿
通させるようにしてミラーフランジ３に搭載されてい
る。また、多面鏡１の上方には上記ねじ止め部材４に螺
合するミラーキャップ５が当接し、多面鏡１をミラーフ
ランジ３に押圧している。

【００２５】上記ミラーキャップ５の上部には環状のバ
ランス調整溝１９が形成されており、このバランス調整
溝１９に適宜バラストを固定して多面鏡１の回転不釣り
合いを防止するように構成されている。また、ミラーキ
ャップ５の上部には専用治具（図示せず）が嵌合する連
結孔２１が形成されており、この連結孔２１に嵌合した
治具によってミラーキャップ５をねじ止め部材４に締め
込むようになっている。

【００２６】ねじ止め部材４にミラーキャップ５を螺合
した状態において、固定軸７の上端とミラーキャップ５
の間には空気だまり２２が形成され、スラスト方向のダ
ンピングを抑制している。この空気だまり２２は微細孔
２３によって外気と連通されており、上述のダンピング
効果の安定化が図られている。また、回転スリーブ２の
下方のハウジング６上にはダンパ２４が配設されてお
り、回転スリーブ２が停止している場合に当該回転スリ
ーブ２とハウジング６との接触を防止している。

【００２７】このように多面鏡１はミラーフランジ３と
ミラーキャップ５とに挟持、固定されているが、このと
き多面鏡１とミラーキャップ５との間には円盤状の押圧
力調整部材２０が挟み込まれている。この押圧力調整部
材２０は厚さ０．１ｍｍのポリエチレンテレフタレート
から形成され、その中心には回転スリーブ２及びねじ止
め部材４が嵌合する中心開口孔が形成されている。

【００２８】本実施例において多面鏡１はアルミニウム
から形成されているので、押圧力調整部材２０の弾性係
数は多面鏡１のそれと同等あるいはそれよりも小さい。
従って、ミラーキャップ５を締め付けて多面鏡１を固定
した際に、その押圧力が多面鏡１に対して局部的に作用
する場合であっても、押圧力調整部材２０がこの局部的
な押圧力を分散、吸収するので、多面鏡１に局部的な不
等集中応力が発生することがなく、多面鏡１の反射鏡面
１ａの歪みを抑制することができる。

【００２９】尚、本実施例の多面鏡１に適した押圧力調
整部材２０としては、上記ポリエチレンテレフタレート
の他にポリフェニルエーテル樹脂、ポリフェニルサルフ
ァイドあるいはポリブチレンテレフタレート等がある。

【００３０】また、このとき多面鏡１の線膨張係数と略
同等な線膨張係数を有する材料で押圧力調整部材２０を
形成すれば、温度上昇に伴う押圧力調整部材２０の半径
方向への伸びが多面鏡１のそれと略同一になるので、多
面鏡１に局部的な圧縮応力あるいは引張り応力が発生す
ることがなく、この点においても多面鏡１の反射鏡面１
ａの歪みを抑制することができる。

【００３１】図３乃至図６は夫々上記押圧調整部材２０
の第二乃至第五実施例を示すものである。図３における
押圧調整部材３０には中心開口孔３０ａの他に複数の孔
３０ｂが形成されており、ミラーキャップ５が多面鏡１
に及ぼす押圧力を効率良く分散、緩和できるように構成
されている。従って、この押圧調整部材３０を使用すれ
ば、上記第一実施例に比較して多面鏡１の反射鏡面１ａ
の歪みをより一層抑制することができる。

【００３２】また、図４における押圧調整部材３１には
中心開口孔３１ａの他に放射状のスリット３１ｂが形成
され、このスリット３１ｂは多面鏡１の外角部に対応し
ている。この実施例においても押圧調整部材３１にスリ
ット３１ｂを形成したことにより、ミラーキャップ５が
多面鏡１に及ぼす押圧力を効率良く分散、緩和すること
ができ、多面鏡１の反射鏡面１ａの歪みを抑制すること
ができる。また、この実施例では押圧調整部材３１の形
状を多面鏡１と同数の外角数を有する多角形状に形成し
ているので、多面鏡１の形状に対応させてミラーキャッ
プ５の押圧力を分散、緩和することができる。

【００３３】更に、図５における押圧調整部材３２には
中心開口孔３２ａの他に複数の楕円スリット３２ｂが放
射状に形成されている。この押圧調整部材３２は上記第
三実施例の変形例であり、この実施例においても押圧調
整部材３２の形状を多面鏡１と同数の外角数を有する多
角形状に形成して差し支えない。

【００３４】更に、図６における押圧調整部材３３はチ
ューブ等の中空材料を円環状に形成したものであり、円
環の中心開口孔３３ａに回転スリーブ２及びねじ止め部
材４が適合するようになっている。中空部３３ｂには空
気が充填されており、ミラーキャップ５の押圧力に応じ
てこの中空部３３ｂが押し潰されるので、ミラーキャッ
プ５が多面鏡１に及ぼす押圧力を効率良く分散、緩和す
ることができ、多面鏡１の反射鏡面１ａの歪みを抑制す
ることができる。

【００３５】尚、図１においてはミラーキャップ５をね
じ止め部材４に螺合させて多面鏡１を押圧、固定してい
るが、ミラーキャップ５及び多面鏡１を貫通してミラー
フランジ３に螺合するねじを用いて多面鏡を固定するよ
うにしても差し支えない。

【００３６】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明の光偏
向器によれば、上記多面鏡とミラーキャップとの間には
上記多面鏡の弾性係数と略同等あるいはこれより小さい
弾性係数の押圧力調整部材を挟み込み、多面鏡に過度の
圧縮応力が発生するのを防止したので、多面鏡をミラー
フランジに押圧固定した際に、多面鏡の反射鏡面が歪む
のを防止することができ、常に正確に光ビームを偏向す
ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の光偏向器の第一実施例を示す概略図
である。

【図２】 第一実施例に係る光偏向器のモータを示す平
面断面図である。

【図３】 押圧力調整部材の第二実施例を示す平面図で
ある。

【図４】 押圧力調整部材の第三実施例を示す平面図で
ある。

【図５】 押圧力調整部材の第四実施例を示す平面図で
ある。

【図６】 押圧力調整部材の第五実施例を示す平面図で
ある。

【図７】 光偏向器の使用例を示す斜視図である。

【符号の説明】

１…多面鏡、１ａ…反射鏡面、２…回転スリーブ、３…
ミラーフランジ、５…ミラーキャップ、２０…押圧力調
整部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉野 大典 神奈川県海老名市本郷2274番地、富士ゼロ ックス株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外周に複数の反射鏡面が形成された多面
   鏡と、この多面鏡が固定される環状のミラーフランジを
   備えて所定の速度で回転する回転部材と、上記多面鏡を
   ミラーフランジに押圧するミラーキャップとから構成さ
   れる光偏向器において、 上記多面鏡の弾性係数と略同等あるいはこれより小さい
   弾性係数の押圧力調整部材を上記多面鏡とミラーキャッ
   プとの間に挟み込んだことを特徴とする光偏向器。
2. 【請求項２】 請求項１記載の光偏向器において、上記
   押圧力調整部材の線膨張係数が上記多面鏡のそれと略同
   等であることを特徴とする光偏向器。
3. 【請求項３】 請求項１記載の光偏向器において、上記
   押圧力調整部材には上記回転部材が貫通する中心開口孔
   の他、複数の孔が形成されていることを特徴とする光偏
   向器。
4. 【請求項４】 請求項１記載の光偏向器において、上記
   押圧力調整部材には上記回転部材が貫通する中心開口孔
   の他、多面鏡の外角部に対応して放射状のスリットが形
   成されていることを特徴とする光偏向器。
5. 【請求項５】 請求項１記載の光偏向器において、上記
   押圧力調整部材は中空構造であることを特徴とする光偏
   向器。