JP2000241745A - 小型モータおよび走査光学装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 回転多面鏡の駆動部を小型化し、振動を低減
する。 【解決手段】 光源ユニット１から発生されるレーザ光
を偏向走査する回転多面鏡２は、モータ基板１５上のモ
ータ２ａによって回転駆動される。モータ２ａのロータ
１４の外周部は、モータ基板１５のステータを実装する
モータ部１５ａから径方向外方へ突出しており、その分
だけモータ基板１５の幅寸法が縮小され小型化されてい
る。モータ基板１５の小型化によって光学箱５を小型化
し、かつモータ２ａの振動を低減できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザビームプリ
ンタやレーザファクシミリ等に用いられる回転多面鏡等
を回転駆動する小型モータおよび走査光学装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】レーザビームプリンタやレーザファクシ
ミリ等の画像形成装置に用いられる走査光学装置は、高
速回転する回転多面鏡等によってレーザビーム等の光ビ
ームを偏向走査し、得られた走査光を回転ドラム上の感
光体に結像させて静電潜像を形成する。次いで、感光体
の静電潜像を現像装置によってトナー像に顕像化し、こ
れを記録紙等の記録媒体に転写して定着装置へ送り、記
録媒体上のトナーを加熱定着させることで印刷（プリン
ト）が行なわれる。

【０００３】近年では走査光学装置の高速化が進み、回
転多面鏡の回転速度が１０，０００ｒｐｍを越えるもの
も開発されている。

【０００４】図４は一従来例による走査光学装置を示す
もので、これは、光源である半導体レーザやコリメータ
レンズをユニット化した光源ユニット１０１と、これか
ら発生された光ビームである平行光束のレーザ光を偏向
走査する偏向走査手段である回転多面鏡１０２と、その
走査光を折り返しミラー１０３を経て結像位置である回
転ドラムの表面の感光体に結像させる結像レンズ系１０
４を有する。回転多面鏡１０２や結像レンズ系１０４は
筐体である光学箱１０５に収容され、また、光源ユニッ
ト１０１は光学箱１０５の側壁等に組み付けられる。

【０００５】光学箱１０５の上部開口は、光学箱１０５
内に必要部品をすべて組み込んだうえで図示しないふた
部材によって閉塞される。なお、光学箱１０５の底壁に
は回転多面鏡１０２の走査光を外部の回転ドラムに向か
って取り出すための窓が設けられる。

【０００６】光源ユニット１０１の半導体レーザから発
生されたレーザ光はコリメータレンズによって平行化さ
れ、シリンドリカルレンズ１０１ａによって回転多面鏡
１０２の反射面に線状に集光され、結像レンズ系１０４
を経て折り返しミラー１０３によって下向きに反射さ
れ、光学箱１０５の窓から回転ドラムに向かって取り出
される。このようにして回転ドラム上の感光体に結像す
る走査光は、回転多面鏡１０２による主走査と回転ドラ
ムの回転による副走査に伴なって静電潜像を形成する。

【０００７】なお、シリンドリカルレンズ１０１ａのレ
ンズホルダには回転多面鏡１０２の走査光を主走査方向
の末端において分離し、ＢＤセンサ１０６に導入するた
めのＢＤレンズが一体化されている。ＢＤセンサ１０６
によって検知された走査光は、図示しない処理回路にお
いてトリガ信号に変換されて光源ユニット１０１の半導
体レーザに導入される。半導体レーザは、トリガ信号を
受信したうえで、図示しないホストコンピュータから送
信される画像情報に基づいた書き込み変調を開始する。

【０００８】結像レンズ系１０４は、第１、第２の結像
レンズ１０４ａ，１０４ｂを備えており、上記のように
回転多面鏡１０２の走査光を感光体に結像させ、その結
果得られる点像の走査速度を均一にするいわゆるｆθ機
能を有する。各結像レンズ１０４ａ，１０４ｂは、走査
光の光路に対して厳密に位置決めしたうえで光学箱１０
５に固定される。

【０００９】回転多面鏡１０２を回転させるモータは、
光学箱１０５にボールベアリング等の軸受を介して支承
された回転軸１１２と、回転軸１１２と一体である座金
に結合されたヨークおよびロータマグネットからなるロ
ータ１１４と、軸受ハウジングと一体であるモータ基板
１１５に固定されたステータコイル等を有する。回転多
面鏡１０２は、弾性部材１１７によって座金に押圧さ
れ、該座金を介して回転軸１１２やロータ１１４と一体
化されている。

【００１０】モータ基板１１５上の駆動回路から供給さ
れた駆動電流によってステータコイルが励磁されると、
ロータ１１４が回転多面鏡１０２とともに高速度で回転
し、前述のように、回転多面鏡１０２に照射された光ビ
ームを偏向走査する。

【００１１】なお、モータ基板１１５は、ステータコイ
ルを実装したモータ部と、ステータコイルに駆動電流を
供給するための駆動用ＩＣやコネクタ１１５ａ等を実装
する制御部を有する略長方形の板状体であり、光学箱１
０５の底面にビス止めされる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の技術によれば、回転多面鏡を回転駆動するモータのモ
ータ基板が前述のようにモータ部と制御部からなる大面
積の板状体であり、その数箇所を光学箱にビス止めされ
ているのみであるから、回転多面鏡の回転中の動的アン
バランスによってモータ基板が振動し、騒音を発生した
り、モータ基板の振動が光学箱を介して他の光学部品に
伝播して、走査光学装置の光学性能が劣化する等のトラ
ブルを生じる。

【００１３】また、モータ基板を収容する光学箱も、モ
ータ基板が大寸法であるために大型化し、装置全体の小
型化を妨げている。

【００１４】本発明は、上記従来の技術の有する未解決
の課題に鑑みてなされたものであり、回転多面鏡の駆動
部を構成するモータ基板を小型化することで振動を防
ぎ、装置の小型化と高速化を大幅に促進できる小型モー
タおよび走査光学装置を提供することを目的とするもの
である。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の小型モータは、回転部材と一体的に結合さ
れたロータと、該ロータに対向してモータを構成するス
テータと、該ステータを実装するモータ部と前記モータ
を制御する制御手段を搭載する制御部を有するモータ基
板と、該モータ基板を支持する筐体を備えており、前記
モータ基板が、少なくとも前記ロータの外周部の一部分
が前記モータ部から径方向外方へ突出するように小型化
されていることを特徴とする。

【００１６】本発明の走査光学装置は、光ビームを偏向
走査する回転多面鏡と、該回転多面鏡と一体的に結合さ
れたロータと、該ロータに対向してモータを構成するス
テータと、該ステータを実装するモータ部と前記モータ
を制御する制御手段を搭載する制御部を有するモータ基
板と、該モータ基板を支持する筐体を備えており、前記
モータ基板が、少なくとも前記ロータの外周部の一部分
が前記モータ部から径方向外方へ突出するように小型化
されていることを特徴とする。

【００１７】ロータの外周部に、モータの振動を低減す
るためのバラスン溝が設けられているとよい。

【００１８】

【作用】モータ基板のモータ部を、ロータの外周部の投
影面がモータ基板の外に突出する程度まで縮小すること
で、モータ基板を大幅に小型化する。

【００１９】モータ基板の小型化によって、回転多面鏡
や結像レンズ等を収容する光学箱等の筐体を小型化し、
走査光学装置全体の小型化を促進できる。

【００２０】また、モータ基板が小型化することで、モ
ータ基板の固有振動数が高くなり、見かけの剛性が強化
され、その結果、モータの振動を大幅に低減できる。

【００２１】モータ基板のモータ部から突出するロータ
の外周部にバランス溝が設けられていれば、回転多面鏡
の振動防止のための重りによるバランス修正を極めて効
果的に行なうことができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】図１は第１の実施の形態による走
査光学装置を示すもので、これは、光源である半導体レ
ーザやコリメータレンズをユニット化した光源ユニット
１と、これから発生された光ビームである平行光束のレ
ーザ光を偏向走査する偏向走査手段である回転多面鏡２
と、その走査光を折り返しミラー３を経て結像位置であ
る回転ドラムの表面の感光体に結像させる結像レンズ系
４を有する。回転多面鏡２や結像レンズ系４は筐体であ
る光学箱５に収容され、また、光源ユニット１は光学箱
５の側壁等に組み付けられる。

【００２３】光学箱５の上部開口は、光学箱５内に必要
部品をすべて組み込んだうえで図示しないふた部材によ
って閉塞される。なお、光学箱５の底壁には回転多面鏡
２の走査光を外部の回転ドラムに向かって取り出すため
の窓が設けられる。

【００２４】光源ユニット１の半導体レーザから発生さ
れたレーザ光はコリメータレンズによって平行化され、
シリンドリカルレンズ１ａによって回転多面鏡２の反射
面に線状に集光され、結像レンズ系４を経て折り返しミ
ラー３によって下向きに反射され、光学箱５の窓から回
転ドラムに向かって取り出される。このようにして回転
ドラム上の感光体に結像する走査光は、回転多面鏡２に
よる主走査と回転ドラムの回転による副走査に伴なって
静電潜像を形成する。

【００２５】なお、シリンドリカルレンズ１ａのレンズ
ホルダには回転多面鏡２の走査光を主走査方向の末端に
おいて分離し、ＢＤセンサ６に導入するためのＢＤレン
ズが一体化されている。ＢＤセンサ６によって検知され
た走査光は、図示しない処理回路においてトリガ信号に
変換されて光源ユニット１の半導体レーザに導入され
る。半導体レーザは、トリガ信号を受信したうえで、図
示しないホストコンピュータから送信される画像情報に
基づいた書き込み変調を開始する。

【００２６】結像レンズ系４は、第１、第２の結像レン
ズ４ａ，４ｂを備えており、上記のように回転多面鏡２
の走査光を感光体に結像させ、その結果得られる点像の
走査速度を均一にするいわゆるｆθ機能を有する。各結
像レンズ４ａ，４ｂは、走査光の光路に対して厳密に位
置決めしたうえで光学箱５に固定される。

【００２７】回転多面鏡２を回転させるモータ２ａは、
図２に示すように、光学箱５にボールベアリング等の軸
受１１を介して支承された回転軸１２と、該回転軸１２
と一体的に設けられた回転部材である座金１３に結合さ
れたヨーク１４ａおよびロータマグネット１４ｂからな
るロータ１４と、軸受１１のハウジングと一体であるモ
ータ基板１５に固定されたステータコイルを備えたステ
ータ１６を有し、ロータ１４とこれに対向するステータ
１６およびモータ基板１５によって構成される小型モー
タである。回転多面鏡２は、押えバネ１７によって座金
１３に押圧され、座金１３を介して回転軸１２やロータ
１４と一体化されている。

【００２８】モータ基板１５上の駆動回路から供給され
た駆動電流によってステータ１６が励磁されると、ロー
タ１４が回転多面鏡２とともに高速度で回転し、前述の
ように、回転多面鏡２に照射された光ビームを偏向走査
する。

【００２９】回転多面鏡２を高速度で回転させると、回
転多面鏡２、ロータ１４、座金１３および押えバネ１７
等を含む回転体全体の質量のアンバランスによって動的
不均衡が発生し、これに起因する振れ回り振動等のため
に、画質等が劣化するおそれがある。そこで、ロータ１
４のヨーク１４ａの外周面にバランス溝１８を設け、こ
れに重り１９を接着することで、モータ２ａの振動を低
減するように工夫されている。

【００３０】モータ基板１５は、ステータ１６を実装し
たモータ部１５ａ以外に、ステータ１６のステータコイ
ルに駆動電流を供給するための制御手段である駆動用Ｉ
Ｃやコネクタ等を搭載する制御部１５ｂを有する略長方
形の板状体であり、軸受１１のハウジングとともに光学
箱５の底面にビス止めされる。

【００３１】モータ基板１５のモータ部１５ａは、ロー
タ１４の外径寸法より小であり、モータ基板１５の端縁
からロータ１４の外周部の一部分が径方向外方へ突出す
るように小型化されている。

【００３２】光学箱５の側壁には、図１に示すようにロ
ータ１４の外形に沿って突出する突出形状部５ａが設け
られており、従来例のようにモータ基板のモータ部がロ
ータの外径より大きくて大面積のモータ基板である場合
に比べて、光学箱５の底部の面積が縮小され、光学箱５
全体が大幅に小型化されている。

【００３３】なお、モータ基板１５上には、ステータ１
６のステータコイルとロータマグネット１４ｂの対向面
に近接する位置に図示しない速度検出パターンが配設さ
れている。

【００３４】バランス溝１８は、ロータヨーク１４ａの
外周部に配設され、少量の重り１９で効果的にバランス
修正を行なうことができるように考慮されている。

【００３５】本実施の形態によれば、モータ基板の幅を
大幅に縮小することで、モータ基板を小型化し、その固
有振動数を小さくして見かけの剛性を強化し、防震性を
向上できる。これによって、回転多面鏡の回転中の振動
による騒音や光学性能の劣化を防ぎ、走査光学装置の高
速化を促進できる。

【００３６】また、モータ基板の小型化に伴なって光学
箱の寸法を大幅に縮小し、装置全体の小型化にも大きく
貢献できる。

【００３７】図３は第２の実施の形態を示す。これは、
モータ基板２５を小型化するに際して光学箱５の側壁に
面した側と反対側の側縁に切欠部２５ｃを設けること
で、モータ基板２５のモータ部２５ａの幅を縮小し、小
型化したものである。

【００３８】光源ユニット１、回転多面鏡２、結像レン
ズ系４、光学箱５、ロータ１４等については第１の実施
の形態と同様であるから同一符号で表わし、説明は省略
する。

【００３９】モータ基板に切欠部を設けることで、光学
箱の内部部品の配置の自由度が増すという利点が付加さ
れる。

【００４０】第１の実施の形態と同様に、モータ基板の
外側の側縁全体がロータの外周部より内側になるように
構成されていれば、光学箱の小型化にも貢献できる。

【００４１】その他の点は第１の実施の形態と同様であ
る。

【００４２】

【発明の効果】本発明は上述のように構成されているの
で、以下に記載するような効果を奏する。

【００４３】モータ基板の面積を縮小して、装置の小型
化と防震性の向上に大きく貢献できる。

【００４４】このような走査光学装置を搭載すること
で、画像形成装置の高性能化と小型化を促進できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態による走査光学装置を示す平
面図である。

【図２】図１の装置の主要部を示す断面図である。

【図３】第２の実施の形態を示す平面図である。

【図４】一従来例による走査光学装置を示す平面図であ
る。

【符号の説明】

１ 光源ユニット ２ 回転多面鏡 ３ 折り返しミラー ４ 結像レンズ系 ５ 光学箱 ５ａ 突出形状部 １２ 回転軸 １３ 座金 １４ ロータ １５，２５ モータ基板 １６ ステータ １７ 押えバネ １８ バランス溝 １９ 重り ２５ｃ 切欠部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転部材と一体的に結合されたロータ
   と、該ロータに対向してモータを構成するステータと、
   該ステータを実装するモータ部と前記モータを制御する
   制御手段を搭載する制御部を有するモータ基板と、該モ
   ータ基板を支持する筐体を備えており、前記モータ基板
   が、少なくとも前記ロータの外周部の一部分が前記モー
   タ部から径方向外方へ突出するように小型化されている
   ことを特徴とする小型モータ。
2. 【請求項２】 光ビームを偏向走査する回転多面鏡と、
   該回転多面鏡と一体的に結合されたロータと、該ロータ
   に対向してモータを構成するステータと、該ステータを
   実装するモータ部と前記モータを制御する制御手段を搭
   載する制御部を有するモータ基板と、該モータ基板を支
   持する筐体を備えており、前記モータ基板が、少なくと
   も前記ロータの外周部の一部分が前記モータ部から径方
   向外方へ突出するように小型化されていることを特徴と
   する走査光学装置。
3. 【請求項３】 ロータの外周部に、モータの振動を低減
   するためのバラスン溝が設けられていることを特徴とす
   る請求項２記載の走査光学装置。