JP2003295099A

JP2003295099A - 偏向走査装置

Info

Publication number: JP2003295099A
Application number: JP2002100123A
Authority: JP
Inventors: Masahiko Takemoto; 雅彦武本; Mikio Nakasugi; 幹夫中杉
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-04-02
Filing date: 2002-04-02
Publication date: 2003-10-15

Abstract

(57)【要約】【課題】動圧軸受を用いたスキャナモータのモータ基
板および光学箱に対する回転軸の軸倒れ精度を向上させ
る。【解決手段】軸受スリーブの内径最終仕上げ加工とモ
ータ基板取付け面をワンチャックで加工することによ
り、モータ基板に対する回転軸の軸倒れ精度を向上さ
せ、モータ基板を光学箱に直接取付ける。

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
タ等に用いられ、レーザビームを偏向走査するもので、
動圧軸受を有する偏向走査装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、この種の偏向走査装置では、回転
多面鏡を高速かつ高精度に回転させることが要求されて
おり、特にレーザビームプリンタ等では、この要求を満
たすために非接触で回転する動圧軸受を有する偏向走査
装置が用いられている。

【０００３】図５は特開平５−３０３０５０に記載され
ている動圧流体軸受を用いた偏向走査装置を示す図であ
る。回転軸３１、回転軸３１に取り付けられたフランジ
３２の上面には回転多面鏡３３が固定され、フランジ３
２の下面には駆動モータを構成する駆動用マグネット３
４とＦＧマグネット３５を固着したロータ３６が固定さ
れている。

【０００４】また、駆動用マグネット３４とＦＧマグネ
ット３５に対向する位置には、同じく駆動モータを構成
するステータコイル３７とＦＧパターンがプリントされ
たプリント基板３８とが配置され、ステータコイル３７
がプリント基板３８の上になるように固定されている。
また、駆動用マグネット３４の磁界をステータコイル３
７に有効に作用させるために、鉄板状のヨーク３９がプ
リント基板３８上に固定され、これらのステータコイル
３７、プリント基板３８、ヨーク３９はモータ基板４０
を構成している。

【０００５】なお、図示しないホール素子や、プリント
基板３８に形成されたドライブ回路と制御回路によって
ステータコイル３７への通電が制御され、駆動モータの
回転が制御される。

【０００６】一方、回転軸３１は固定部材であるスリー
ブ４１に回転自在に嵌合され、回転軸３１の外周面には
動圧を発生させるためのヘリングボーン状の浅溝４２が
２個所に刻設されて動圧ラジアル軸受が構成されてい
る。また、回転軸３１の下面に対向する位置には、動圧
を発生させるためのスパイラル状の浅溝４３が刻設され
たスラスト板４４が、固定板４５と共に配置されて動圧
スラスト軸受が構成されている。この固定板４５はスリ
ーブ４１の下面に固定され、その上のスラスト板４４に
は孔４６と溝４７が形成され、動圧スラスト軸受に潤滑
流体を循環させるようにしている。また、スリーブ４１
の開口近傍の回転軸３１の外周面には、潤滑流体をヘリ
ングボーン状の浅溝４２方向に循環させるためのスパイ
ラル状の浅溝４８が刻設され、この浅溝４８とヘリング
ボーン状の浅溝４２間のスリーブ４１側には、潤滑流体
の安定性を確保するための環状凹部４９と、少なくとも
１個の小径穴５０が設けられている。

【０００７】更にスリーブ４１の外周面にフランジ部５
１と環状溝５２が設けられ、フランジ部５１の上面には
モータ基板４０が接着或いはビスによって固定され、フ
ランジ部５１の下面は光学箱５３の取り付け基準面とさ
れて光学箱５３の内面に接合されている。また、環状溝
５２には円環状の弾性部材５４が嵌挿され、この弾性部
材５４は光学箱５３の外側に弾接することにより、スリ
ーブ４１と光学箱５３が固定されている。更に、スリー
ブ４１の下端部には、流体によって熱せられたスリーブ
４１の熱を空気中に放出するため放熱フィン５５が取り
付けられている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例ではスリーブ４１のフランジ部５１の下面が光学箱
５３の取付け面になり、光学箱に取付けられるフランジ
と回転軸の直角度等の精度を高めることが可能である
が、モータ基板４０が光学箱５３に固定されていないた
め、以下のような欠点があった。

【０００９】１．モータ基板が光学箱に固定されていな
いため、モータ基板が振動等を発生する場合がある。ま
た、光学箱に固定した場合にはフランジ部５１の上面は
精度良く加工されていないために、モータ基板を固定す
ることによる変形等をスリーブの取付け精度に及ぼす場
合がある。さらに、フランジ部５１の上面も加工すると
コスト的に高価になる。

【００１０】２．高精度な加工精度が求められるスリー
ブが大きくなるため、大きな加工機が必要になり、コス
トがかかる。

【００１１】３．スリーブのフランジ部の下面が光学箱
の取付け面となっているために、装置（収容容器）が大
きくなる。

【００１２】本発明は上記従来例の問題点を解決するも
ので、駆動モータの金属プリント基板を光学箱に固定さ
れる偏向走査装置において、光学箱に取付けられる駆動
モータのプリント基板に対する回転軸の直角度の精度を
高めるとともに、加工しやすく小型で安価な偏向走査装
置を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本出願に係る第１の発明は光源から光束を偏向する
回転鏡を固定される回転軸が軸受スリーブにより支持さ
れる駆動モータによって回転して光束を偏向走査し前記
回転鏡と前記駆動モータと光束を被走査体上に集光手段
とを収容する収容容器を有し、前記駆動モータはロータ
マグネットと前記ロータマグネットと対向し電磁トルク
を発生するステータと前記軸受スリーブが固定される金
属プリント基板を有し、該金属プリント基板が前記収容
容器に固定され、切削加工における前記軸受スリーブの
内径最終仕上げ加工と前記金属プリント基板取付け面が
ワンチャックで同時加工されていることを特徴とする。

【００１４】上記構成において、軸受スリーブの内径最
終仕上げ加工面と金属プリント基板取付け面はワンチャ
ックで加工するため極めて高い精度で加工され、金属プ
リント基板が軸受スリーブ取付け面に固定され、さらに
金属プリント基板が収容容器に固定されるために、軸受
スリーブに支持される回転軸の直角度等の精度も高める
ことが可能となるとともに、金属プリント基板の振動や
変形を引き起こすことを防ぐことができる。

【００１５】また、収容容器の小型化も可能となる。

【００１６】軸受スリーブの収容容器に取付けられる金
属プリント基板取付け面を内径最終仕上げ加工面とワン
チャックで加工するために、軸受スリーブの大きさを大
きくする必要はなく、大きな加工機やコストアップを招
くこともない。

【００１７】本出願に係る第２の発明は、前記軸受スリ
ーブの動圧溝加工と内径最終仕上げ加工と前記金属プリ
ント基板取付け面がワンチャックで同時加工されている
ことを特徴とする。第１の発明に加え動圧溝の加工もワ
ンチャックで行うことにより、動圧溝の加工精度、特に
溝深さの均一性も向上し、動圧の発生が軸方向に均一と
なるため、回転軸の直角度などをより高くすることがで
きる。

【００１８】

【発明の実施の形態】（第１の実施例）図１は本発明の
実施例の偏向走査装置を示す断面図である。外周部に複
数の反射面を有する回転多面鏡１と、該回転多面鏡１と
一体的に回転する回転部材である回転軸２と、これを回
転自在に嵌合させた軸受スリーブ３を有する。軸受スリ
ーブ３の下端には、回転軸２の球面状の下端をスラスト
方向に支持するスラスト板６が固定され、回転軸２の上
部にはフランジ部材７が固着されている。回転多面鏡１
は、押えバネ等を含む弾性押圧機構８によってフランジ
部材７の上面に押圧されてこれと一体化され、回転軸２
とともに回転するように構成されている。

【００１９】フランジ部材７の外周部には、モータの回
転部であるロータ９が固着されており、ロータ９は軸受
スリーブ３に固定された金属プリント基板５上のステー
タ１０に対向するように配設されている。

【００２０】図示しない駆動回路から供給される駆動電
流によってステータ１０が励磁されると、ロータ９が回
転軸２および回転多面鏡１とともに回転する。

【００２１】軸受スリーブ３は、回転軸２の回転によっ
て回転軸２との間に流体膜を形成し、該流体膜の動圧に
よって軸２を非接触で回転支持する回転軸受手段を構成
する。軸受スリーブ３の内周面には間隔を置いて、第１
の動圧発生溝３ａと、第２の動圧発生溝３ｂが形成され
ている。

【００２２】回転軸２の回転とともに、軸受スリーブ３
との間の軸受隙間に充填された潤滑剤等が各動圧発生溝
３ａ，３ｂの中央部に吸い込まれ、高圧領域を発生させ
る。この高圧領域によって軸２と軸受スリーブ３がラジ
アル方向に非接触な状態で支持される。軸受スリーブ３
の内径面に調心されて回転する。

【００２３】一方、回転軸２の下端は球面状なってお
り、スラスト板６の上面と点接触して軸方向の荷重を支
持している。

【００２４】ここで、金属プリント基板５は軸受スリー
ブ３の外周に設けられた金属プリント基板取付け面３ａ
に接地して加締等の結合手段により固定されている。金
属プリント基板５は、回転多面鏡１や該回転多面鏡１を
回転させる駆動モータおよび後述する結像光学系等を収
容する光学箱１３の取付け面１３ａに接地してネジ等の
固定手段よって固定される。

【００２５】図２に軸受スリーブ３の加工概略図を示し
切削加工の手順を説明する。軸受スリーブ３はチャック
１４により軸受スリーブ３の外周大径部の一部を把持さ
れ、図示しない加工機の主軸により回転駆動される。こ
こで、ＸＹテーブル１５に搭載されたバイトＡにより軸
受スリーブ３の内周面を切削最終仕上げ加工をし、ＸＹ
テーブル１６に搭載されたバイトＢにより金属プリント
基板取付け面３ａの切削加工を行う。バイトＡ、Ｂおよ
びチャック１４は干渉しあうことがないため、ワンチャ
ックでこれらの切削加工を行うことができ、軸受スリー
ブ３の内周面と金属プリント基板取付け面３ａは直角度
など加工精度を極めて高精度にすることができる。

【００２６】以上のような構成にすることにより、軸受
スリーブ３の内周面と金属プリント基板取付け面３ａを
ワンチャックで切削加工するために直角度等の精度が極
めてたかくすることができ、この金属プリント基板取付
け面３ａに金属プリント基板５を当接させて固定し、金
属プリント基板５を光学箱１３の取付け面１３ａに直接
取付けるため、軸受スリーブ３に支持される回転軸２は
金属プリント基板５および光学箱１３に対して極めて高
精度に回転させることが可能となる。特に、近年の偏向
走査装置の高精度化に伴ない厳しくなって来ている回転
軸２の軸倒れ（直角度）精度を高くすることができる。
また、金属プリント基板５が光学箱１３に取付けられる
ため、取付けによる基板の変形を起こすおそれもなく、
基板自体が振動することを抑えることが可能となる。ま
た、軸受スリーブ３も大きくする必要がないために加工
機を大きくする必要がなくコストアップすることもな
い。また、偏向走査装置の大きさも小型化することが可
能である。

【００２７】尚、上記切削加工の後に動圧溝加工および
動圧溝加工によるバリ処理加工を施しても精度的な変化
は殆ど変化しない。

【００２８】図３は偏向走査装置全体を示す図で、これ
は、レーザ光等の光ビーム（光束）を発生する光源２１
と、前期光ビームを回転多面鏡１の反射面に線状に集光
させるシリンドリカルレンズ２１ａ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、結像光
学系である結像レンズ系２２および折り返しミラー２３
を経て回転ドラム上の感光体５４の結像面に結像させ
る。結像レンズ系２２は球面レンズ２２ａ、トーリック
レンズ２２ｂ等を有し、感光体２４に結像する点像の走
査速度等を補正するｆθ機能を有する。

【００２９】前記モータによって回転多面鏡１が矢印Ａ
の方向へ回転すると、その反射面は、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２１から
発生され、シリンドリカルレンズ２１ａによって集光さ
れる光ビームの光路と回転多面鏡１の反射面の法線とが
なす角、すなわち該反射面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２４上で光ビームが集
光されてできる点像は回転ドラムの軸方向（主走査方
向）に移動（走査）する。

【００３０】結像レンズ係２２は、回転多面鏡１におい
て反射された光ビームを感光体２３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。

【００３１】感光体２４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２４を有する回転ドラ
ムがその軸まわりに回転することによる副走査に伴っ
て、静電潜像を形成する。

【００３２】感光体２４の周辺には、感光体２４の表面
を一様に帯電するための帯電装置、感光体２４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に転写する転写装置（いず
れも不図示）等が配置されており、光源２１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。

【００３３】検出ミラー２５は、感光体２４の表面にお
け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において光ビームを反射し
て、レンズ２６ａを経てフォトダイオード等を有する受
光素子２６ｂの受光面に導入する。受光素子２６ｂ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。

【００３４】光源２１は、ホストコンピュータからの情
報を処理する処理回路２７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２１に与えられる信号は、
感光体２４に書き込むべき情報に対応しており、処理回
路２７は、感光体２４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２１に与える。この情報信号は、受光素子
２６ｂからライン２６Ｃを経て与えられる走査開始信号
に同期して送信される。

【００３５】なお、回転多面鏡１、結像レンズ系２２等
は光学箱１３に収容され、光源２１等は光学箱１３の側
壁に取り付けられる。光学箱１３に回転多面鏡１、結像
レンズ系２２等を組み付けたうえで、光学箱１３の上部
開口部に図示しないふたを装着する。

【００３６】（第２の実施例）図４は本発明の第２の実
施例における軸受スリーブ３の加工概略図を示し加工手
順を説明するための図である。第１の実施例と同様に、
軸受スリーブ３はチャック１４により軸受スリーブ３の
外周大径部の一部を把持され、図示しない加工機の主軸
により回転駆動される。バイトＡと同じステージに配置
された溝加工用のツールＣにより動圧溝の加工を行う、
その後、バイトＡにより軸受スリーブ３の内周面を切削
最終仕上げし、動圧溝の加工により生じたバリや変形を
除去し、バイトＢは金属プリント基板取付け面３ａの切
削加工を行う。この場合、動圧発生溝としてヘリンボー
ン状の溝等を設ける場合には図示しない加工機の主軸を
両方向に回転させて溝を形成する。ここで、バイトＡ、
Ｂおよび溝加工用のツールＣにより、ワンチャックでこ
れらの加工を行うことができるため、軸受スリーブ３の
内周面と金属プリント基板取付け面３ａは直角度など加
工精度を極めて高精度にすることができ、溝加工の溝深
さの精度なども向上することができる。これによって、
軸方向の動圧発生が均一になりより回転軸の軸倒れ（直
角度）などを良くすることが可能となる。

【００３７】上記、実施例１，２では、内径仕上げ加工
と金属プリント基板または内径仕上げ加工、溝加工と金
属プリント基板をワンチャックで加工する場合について
説明したが、これらの他に前加工などの他の加工をワン
チャックでやることは当然可能である。また、バイトＡ
およびＢを別々のＸＹテーブルに搭載されている実施例
について説明したが、同じＸＹテーブルに搭載しても差
し支えない。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
光源から光束を偏向する回転鏡を固定される回転軸が軸
受スリーブにより支持される駆動モータによって回転し
て光束を偏向走査し前記回転鏡と前記駆動モータと光束
を被走査体上に集光手段とを収容する収容容器を有し、
前記駆動モータはロータマグネットと前記ロータマグネ
ットと対向し電磁トルクを発生するステータと前記軸受
スリーブが固定される金属プリント基板を有し、該金属
プリント基板が前記収容容器に固定され、切削加工にお
ける前記軸受スリーブの内径最終仕上げ加工と前記金属
プリント基板取付け面がワンチャックで同時加工されて
いることにより、軸受スリーブに支持される回転軸の直
角度等の精度も高めることが可能となるとともに、金属
プリント基板の振動や変形を引き起こすことを防ぐこと
ができる。

【００３９】また、収容容器の小型化も可能となる。さ
らに、軸受スリーブの収容容器に取付けられる金属プリ
ント基板取付け面を内径最終仕上げ加工面とワンチャッ
クで加工するために、軸受スリーブの大きさを大きくす
る必要はなく、大きな加工機やコストアップを招くこと
もない。

【００４０】本出願に係る第２の発明によれば、前記軸
受スリーブの動圧溝加工と内径最終仕上げ加工と前記金
属プリント基板取付け面がワンチャックで同時加工され
ていることにより、第１の発明に加え動圧溝の加工もワ
ンチャックで行うことで、動圧溝の加工精度、特に溝深
さの均一性も向上し、動圧の発生が軸方向に均一となる
ため、回転軸の直角度などをより高くすることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の偏向走査装置を示す断面図で
ある。

【図２】本発明第１の実施例における加工概略図であ
る。

【図３】偏向走査装置全体を示す図である。

【図４】本発明の第２の実施例における加工概略図であ
る。

【図５】従来の動圧流体軸受を用いた偏向走査装置を示
す図である。

【符号の説明】

１回転多面鏡２回転軸３軸受スリーブ５金属プリント基板１３光学箱

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０４Ｎ 1/036 Ｈ０４Ｎ 1/04 １０４Ａ５Ｈ６０７ 1/113 Ｈ０２Ｋ 11/00 Ｘ５Ｈ６１１Ｆターム(参考） 2C362 BA05 BA10 2H045 AA15 AA24 AA62 5C051 AA02 CA07 DB24 DB30 5C072 AA03 DA02 DA04 HA02 HA09 HA13 XA05 5H605 AA08 BB05 BB10 BB14 BB19 CC02 CC04 EB03 EB06 GG14 5H607 AA12 AA14 BB01 BB07 BB09 BB14 BB17 BB25 CC01 DD02 DD08 DD14 FF12 GG01 GG03 GG07 GG09 5H611 BB01 BB06 BB08 TT01 UA04 UA05 UB01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光源から光束を偏向する回転鏡を固定さ
れる回転軸が軸受スリーブにより支持される駆動モータ
によって回転して光束を偏向走査し前記回転鏡と前記駆
動モータと光束を被走査体上に集光手段とを収容する収
容容器を有し、前記駆動モータはロータマグネットと前
記ロータマグネットと対向し電磁トルクを発生するステ
ータと前記軸受スリーブが固定される金属プリント基板
を有し、該金属プリント基板が前記収容容器に固定さ
れ、切削加工における前記軸受スリーブの内径最終仕上
げ加工と前記金属プリント基板取付け面がワンチャック
で同時加工されていることを特徴とする偏向走査装置。
【請求項２】前記軸受スリーブの動圧溝加工と内径最
終仕上げ加工と前記金属プリント基板取付け面がワンチ
ャックで同時加工されていることを特徴とする請求項１
記載の偏向走査装置。