JP2000338443A - 光偏向走査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 回転多面鏡のバランス溝に付着させたバラン
スウエイトがはがれるのを防ぐ。 【解決手段】 回転多面鏡１は、ロータ５とステータ７
からなるモータによって回転される。回転多面鏡１の上
面にはバランス溝９が設けられ、、これに接着剤を主成
分とするバランスウエイトＷ₁ が付着される。バランス
溝９の溝側面９ａには、コーナーバイト等による切込部
１０が形成され、該切込部１０にバランスウエイトＷ₁
が引っ掛かった状態になっているため、回転多面鏡１の
回転中に遠心力でバランスウエイトＷ₁ が剥離するのを
回避できる。

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の画像形成装置に用いられ
る光偏向走査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光偏向走査装置は、
高速回転する回転多面鏡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】図５は一従来例による光偏向走査装置の主
要部を示すもので、これは、光学箱１１０と一体である
軸受ハウジングにボールベアリング１０２を介して支承
された回転軸１０３と、該回転軸１０３と一体的に結合
されたフランジ部材１０４と、これと一体であるロータ
１０５と、前記軸受ハウジングと一体であるモータ基板
１０６に固定されたステータ１０７を有する。回転多面
鏡１０１は、弾性押圧機構１０８によってフランジ部材
１０４に押圧され、該フランジ部材１０４を介して回転
軸１０３やロータ１０５と一体的に結合されている。

【０００４】モータ基板１０６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１０７が励磁されると、
ロータ１０５が回転多面鏡１０１とともに高速度で回転
し、前述のように、回転多面鏡１０１に照射された光ビ
ームを偏向走査する。

【０００５】回転多面鏡１０１は、わずかではあるがそ
れ自体に、加工誤差による回転不釣り合いや、回転軸１
０３との嵌合部においてこれらの中心が完全には一致し
ないことによる回転不釣り合いを有する。回転多面鏡１
０１が高速で回転することにより生じる遠心力は、前記
回転不釣り合いに比例して大きな振動となるため、この
振動を防止する目的でバランス修正が行なわれる。

【０００６】バランス修正の作業は、回転体全体の不釣
り合いを修正することであり、具体的には、不釣り合い
による振動を測定し、その結果から計算により求めた情
報を駆使して、不釣り合いを打ち消す適切な位置に適切
な質量を付加してやるものである。

【０００７】例えば、図６の（ｂ）に示すように、不釣
り合いとしてもともとＸ₁ で示すポイントに過剰な質量
がある場合に、これと軸対称のポイントＸ₂ に同じ質量
が付加されるようにバランスウエイトＷ₀ を付着させ、
回転多面鏡１０１全体では不釣り合いがゼロになるよう
にバランス修正を行なって振動を防ぐ。バランスウエイ
トＷ₀ は一般的に接着剤を主成分とし、液体状で塗布す
る際にその塗布量をコントロールして釣り合いおもりと
して適切な質量に設定し、その後、公知の手段で硬化、
密着させる。この塗布作業を効率よく行なうために、回
転多面鏡１０１の上面円周上にバランス溝１０９が設け
られている。

【０００８】

【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、次のような未解決の課題があった。回
転多面鏡はアルミ等の金属製で、バランス溝は鍛造で形
成されることが多い。一般的に鍛造後の金属表面は平滑
性が高く、また、酸化膜が存在する場合もあり、これら
は表面にバランスウエイトとしての接着剤を付加したと
きに、接着強度を低下させる。

【０００９】加えて、バランス溝１０９の側面１０９ａ
は溝底に向かって溝巾が狭くなるテーパ状になるのが普
通である。従って、図７に示すように、回転多面鏡１０
１が矢印Ａで示すように回転して、バランスウエイトＷ
₀ に遠心力Ｂが作用すると、これは、前記溝側面のテー
パのために分力Ｃを生じる。

【００１０】この分力ＣよりもバランスウエイトＷ₀ の
前記溝側面に対する接着強度が勝っていれば問題ない
が、前述のように接着強度を低下させる要因が大きい
と、接着強度が分力Ｃを下回ることがあり、このときバ
ランスウエイトＷ₀ がはがれてしまう。

【００１１】モータが高速で回転している時は、一例と
して数ｍｍ程度の大きさで数ｍｇの質量のバランスウエ
イトに、遠心力で数百ｇもの力がかかりうる。このよう
な状況で回転中にバランスウエイトがバランス溝からは
がれて飛散すると、回転バランスが大きく崩れて振動を
発生し、最悪の場合はモータの軸受を破損する等の事故
につながる。

【００１２】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、回転多面鏡のバラン
ス溝に付加したバランスウエイトがはがれるのを防ぎ、
回転中の振動等のトラブルを低減できる高性能で信頼性
の高い光偏向走査装置を提供することを目的とするもの
である。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の光偏向走査装置は、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
ータおよびこれに対向するステータからなるモータを有
し、前記回転多面鏡が、軸方向上向きのバランス溝を備
えており、該バランス溝の溝側面に、バランスウエイト
との結合を強化するための凹所が設けられていることを
特徴とする。

【００１４】

【作用】回転多面鏡の上面のバランス溝の溝側面に、コ
ーナーバイト等の切込みによる凹所を設けることで、バ
ランスウエイトに対する結合力を強化し、バランスウエ
イトにかかる遠心力に対抗することができる。すなわ
ち、モータの高速回転に伴なう遠心力によるバランスウ
エイトの剥離を抑えることができる。

【００１５】回転多面鏡の回転中にバランスウエイトの
剥離によってバランスが損われるのを回避して、振動に
よる画像のゆらぎや不快な騒音発生等を防ぐことができ
る。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
いて説明する。

【００１７】図１は一実施の形態による光偏向走査装置
の主要部を示すもので、これは、光学箱５０と一体であ
る軸受ハウジングにボールベアリング２を介して支承さ
れた回転軸３と、該回転軸３と一体的に結合されたフラ
ンジ部材４と、これと一体であるロータ５と、軸受ハウ
ジングと一体であるモータ基板６に固定されたステータ
７を有し、該ステータ７は、ロータ５とともに、回転多
面鏡１を回転させるモータを構成する。回転多面鏡１
は、弾性押圧機構８によってフランジ部材４に押圧さ
れ、該フランジ部材４を介して回転軸３やロータ５と一
体的に結合されている。

【００１８】モータ基板６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７が励磁されると、ロータ５
が回転多面鏡１とともに高速度で回転し、回転多面鏡１
の反射面１ａに照射された光ビームを偏向走査する。

【００１９】図１の（ｂ）に示すように、回転多面鏡１
には回転中のアンバランスを打ち消すためのバランスウ
エイトＷ₁ が付加される。バランスウエイトＷ₁ は接着
剤を主成分とし、回転多面鏡１の上面に軸方向上向きに
開口するバランス溝９内に液状で塗布され、公知の手段
で硬化、接着される。回転多面鏡１の上面のバランス溝
９は、バランスウエイトＷ₁ の接着作業性を良くするた
めに円周状に刻設され、一般的には、鍛造等の公知の手
段で形成される。従って、表面の平滑性が高いことや、
酸化皮膜の存在がバランスウエイトＷ₁ の接着性を悪く
している。

【００２０】そこで、回転多面鏡１の上面のバランス溝
９の一対の溝側面９ａの少なくとも一方に、凹所である
切込部１０を形成しておく。この切込部１０を形成する
方法は、図２に示すように、鍛造でバランス溝９が形成
されたのち、コーナーバイトＴ等でわずかに溝側面９ａ
を切削するだけでよい。

【００２１】バランス修正作業は以下の通りである。回
転多面鏡１のアンバランス振動を測定し、回転多面鏡１
の不釣り合いを算出し、適量のバランスウエイトＷ₁ を
バランス溝９に付着させる。このとき、バランスウエイ
トＷ₁ としての接着剤がバランス修正のためにバランス
溝９に塗布されると、この接着剤は液体状なので、バラ
ンス溝９の溝側面９ａの切込部１０にも充填される。

【００２２】続いて、公知の硬化手段として例えば紫外
線照射を行なうと、バランスウエイトＷ₁ はそのままの
形状で硬化し、バランスウエイトＷ₁ の一部が溝側面９
ａの切込部１０と引っ掛かり状態になる。

【００２３】回転多面鏡１が図３の矢印Ａで示すように
回転すると、バランスウエイトＷ₁に遠心力Ｂが作用
し、これは溝側面９ａのテーパ（傾斜）のため分力Ｃを
生じる。この分力Ｃは、バランスウエイトＷ₁ の溝側面
９ａに対する接着強度を低下させるが、切込部１０に引
っ掛かりがあるため、反力Ｄが発生することになり、こ
の反力Ｄが分力Ｃを大幅に抑制する。従って、接着強度
が不足してはがれることはない。

【００２４】本実施の形態によれば、バランス溝のバラ
ンスウエイトがはがれることを確実に防止して、バラン
ス崩れを防ぎ、高速回転しても振動、騒音の極めて少な
い高性能で信頼性の高い光偏向走査装置を実現できる。

【００２５】特に鍛造等でバランス溝を形成したのち、
コーナーバイト等を用いてわずかに切削するだけで切込
部等の凹所を形成すればよいから、低コストで充分なは
がれ防止効果が得られる。

【００２６】なお、切込部等の凹所を形成する方法は、
上記のコーナーバイトによるものに限らず、いかなる方
法を採用してもよい。

【００２７】図４は光偏向走査装置全体を示すもので、
これは、レーザ光等の光ビームを発生する光源５１と、
前記レーザ光を回転多面鏡１の反射面１ａに線状に集光
させるシリンドリカルレンズ５１ａとを有し、前記光ビ
ームを回転多面鏡１の回転によって偏向走査し、結像レ
ンズ系５２を経て回転ドラム上の感光体５３に結像させ
る。結像レンズ系５２は球面レンズ５２ａ、トーリック
レンズ５２ｂ等を有し、感光体５３に結像する点像の走
査速度等を補正するいわゆるｆθ機能を有する。

【００２８】前記モータによって回転多面鏡１が回転す
ると、その反射面１ａは、回転多面鏡１の軸線まわりに
等速で回転する。前述のように光源５１から発生され、
シリンドリカルレンズ５１ａによって集光される光ビー
ムの光路と回転多面鏡１の反射面１ａの法線とがなす
角、すなわち該反射面１ａに対する光ビームの入射角
は、回転多面鏡１の回転とともに経時的に変化し、同様
に反射角も変化するため、感光体５３上で光ビームが集
光されてできる点像は所定の方向（主走査方向）に移動
する。

【００２９】結像レンズ系５２は、回転多面鏡１におい
て反射された光ビーム（走査光）を感光体５３上で所定
のスポット形状の点像に集光するとともに、該点像の主
走査方向への走査速度を等速に保つように設計されたも
のである。

【００３０】感光体５３に結像する点像は、回転多面鏡
１の回転による主走査と、感光体５３を有する回転ドラ
ムがその軸線まわりに回転することによる副走査に伴な
って、静電潜像を形成する。

【００３１】感光体５３の周辺には、感光体５３の表面
を一様に帯電するための、帯電装置、感光体５３の表面
に形成される静電潜像をトナー像に顕像化するための現
像装置、前記トナー像を記録紙等に転写する転写装置等
が配置されており、光源５１から発生する光ビームによ
る記録情報が記録紙等にプリントされる。

【００３２】検出ミラー５４は、感光体５３に対する記
録情報の書き込み開始位置に入射する光ビームの光路よ
りも主走査方向上流側において光ビームを反射し、受光
素子５５の受光面に導入する。受光素子５５はその受光
面が前記光ビームによって照射されたときに、走査開始
位置（書き出し位置）を検出するための走査開始信号を
出力する。

【００３３】光源５１は、ホストコンピュータからの情
報を処理する処理回路から与えられる信号に対応した光
ビームを発生する。光源５１に与えられる信号は、感光
体５３に書き込むべき情報に対応しており、前記処理回
路は、感光体５３の表面において結像する点像が作る軌
跡である一走査線に対応する情報を表す信号を一単位と
して光源５１に与える。この情報信号は、受光素子５５
から与えられる走査開始信号に同期して送信される。

【００３４】なお、回転多面鏡１、結像レンズ系５２等
は光学箱５０に収容され、光源５１等は光学箱５０の側
壁に取り付けられる。光学箱５０に回転多面鏡１、結像
レンズ系５２等を組み付けたうえで、光学箱５０の上部
開口にふたを装着する。

【００３５】

【発明の効果】本発明は上述のとおり構成されているの
で、次に記載するような効果を奏する。

【００３６】バランス溝に接着したバランスウエイトが
回転中に遠心力で剥離するのを防ぎ、バランス崩れによ
る画質劣化や騒音等のトラブルのない高性能な光偏向走
査装置を実現できる。

【００３７】このような光偏向走査装置を画像形成装置
に搭載することで、高画質かつ低騒音で信頼性の高い画
像形成装置を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態による光偏向走査装置の主要
部を示すもので（ａ）はその断面図、（ｂ）は（ａ）の
回転多面鏡の一部分を拡大して示す拡大部分断面図であ
る。

【図２】バランス溝の溝側面に切込部を形成する工程を
説明する図である。

【図３】回転多面鏡に遠心力が作用した状態を示す図で
ある。

【図４】光偏向走査装置全体を示す図である。

【図５】一従来例を示すもので（ａ）は断面図、（ｂ）
は回転多面鏡のみを示す斜視図である。

【図６】回転多面鏡のバランス修正作業を説明する図で
ある。

【図７】図６の回転多面鏡に遠心力が作用してバランス
ウエイトがはがれる状態を説明する図である。

【符号の説明】

１ 回転多面鏡 ２ ボールベアリング ３ 回転軸 ４ フランジ部材 ５ ロータ ６ モータ基板 ７ ステータ ９ バランス溝 ９ａ 溝側面 １０ 切込部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 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およびこれに
   対向するステータからなるモータを有し、前記回転多面
   鏡が、軸方向上向きのバランス溝を備えており、該バラ
   ンス溝の溝側面に、バランスウエイトとの結合を強化す
   るための凹所が設けられていることを特徴とする光偏向
   走査装置。