JP2004037995A - Light deflector and manufacturing method for light deflector - Google Patents

Light deflector and manufacturing method for light deflector Download PDF

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JP2004037995A
JP2004037995A JP2002197158A JP2002197158A JP2004037995A JP 2004037995 A JP2004037995 A JP 2004037995A JP 2002197158 A JP2002197158 A JP 2002197158A JP 2002197158 A JP2002197158 A JP 2002197158A JP 2004037995 A JP2004037995 A JP 2004037995A
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polygon mirror
rotary polygon
deflecting device
rotating
mirror
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JP2002197158A
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Inventor
Takahiro Okubo
大久保 隆宏
Katsushi Sasaki
佐々木 克司
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Konica Minolta Inc
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Konica Minolta Inc
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a light deflector capable of obtaining a stable rotation performance in high speed rotation by preventing the erroneous mounting of the constituting members of a rotation device and executing efficient and accurate assembly work in the assembly process of the rotation device having a radial dynamic pressure bearing part and a thrust dynamic pressure bearing part. <P>SOLUTION: In the light deflector 20 provided with a rotor unit 20A composed of a rotary polygon mirror 21, a flange member 23 and a magnet 24 and a stator unit 20B composed of a dynamic pressure bearing formed of an outer cylinder member 22 and an inner cylinder member 26, a supporting base body 25 and a magnet coil 29, on the upper end face 21c of the rotary polygon mirror 21, the information display parts (1), (2), (3), (4) and (5) of Figure 8 for managing the production of the rotary polygon mirror 21 are formed. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【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、レーザ複写機、レーザファクシミリ等の画像形成装置やバーコードリーダ等に用いられる光偏向装置及び光偏向装置の製造方法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等の画像形成装置においては、その画像の書き込み手段として読み取った情報を基にレーザ光を高速回転する回転多面鏡(ポリゴンミラー)に入光させ、反射光を走査させて感光体面に投影し画像記録を行っている。
【0003】
回転多面鏡は低速回転の場合には、駆動モータの回転軸に直接固定して使用されるが、高速回転となると回転多面鏡を外筒部材に固定し、固定配置された内筒部材に対して触れることなく浮き上がった形で回転する動圧軸受(空気ベアリング)を用いての駆動回転が行われる。本出願人は動圧軸受を有する光偏光装置について、特開平7−243437号、特開平7−259849号、特開平8−114219号、特開平8−121471号等の各公報によって技術開示を行っている。
【0004】
図9は動圧軸受を設けた従来の光偏向装置の一例を示す断面図である。動圧軸受は、支持ベース部材上に固定された下スラスト板、固定軸受部材、上スラスト板と、回転多面鏡を固定して回転可能な回転軸受部材とにより構成されている。回転多面鏡は、基台上に固定されたマグネットコイルを有するステータを構成する回転駆動用のコイルと、回転多面鏡と一体となりロータを構成する磁石とから成る駆動モータにより駆動回転される。
【0005】
支持ベース部材上に固設した固定軸受部材に対向して回転する回転軸受部材を有するロータユニットは、ラジアル動圧軸受部において相互の間でのラジアル動圧回転が行われる。また、固定軸受部材の両軸端部には、固定軸受部材の軸と垂直面をなすスラスト板が固定されていて、上下に位置した上スラスト板と下スラスト板に挟まれた形で回転する回転軸受部材は、上下のスラスト動圧軸受部においてスラスト動圧回転が行われる。
【0006】
ラジアル動圧軸受部及び/又は上下のスラスト動圧軸受部には、動圧発生溝が形成されている。回転ユニットの高速回転によって発生する風は動圧発生溝に導入され、動圧発生溝からは強力な風圧が生じて固定部材と回転ユニットとの間に数μm単位の間隙が形成されて、両者の間での抵抗を低下させ、ラジアル動圧軸受部において、非接触状態で高速回転がなされるようになっている。
【0007】
内筒部材、下スラスト板及び上スラスト板と、ラジアル動圧軸受部の上下面及び嵌入内周面との間には3〜10μm程度の隙間が形成され、ロータの回転時には、ロータは動圧軸受に触れることなく、空中に浮き上がった非接触状態で、円滑な高速回転が持続される。
【0008】
ロータの回転に伴って回転多面鏡も回転し、半導体レーザから射出されたレーザビームLは感光体に向けて偏向走査する。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
回転多面鏡の内径は、対向するラジアル固定軸の外径に対して所定の微少間隙を保ってラジアル動圧軸受部を形成する。回転多面鏡の内径、ラジアル固定軸の外径はそれぞれ精密な所定の公差内に製作されているが、これらの公差内の両部品を任意に組み合わせると、前記所定の微少間隙を構成することはできない。このため、回転多面鏡の内径、ラジアル固定軸の外径をそれぞれ測定して記録し、これらの測定データの中から、前記所定の微少間隙を構成する回転多面鏡とラジアル固定軸の最適な組合せを選択している。
【0010】
また、回転多面鏡の側面の反射鏡面の倒れ角度、反射率、厚さ等を測定して記録し、最適なラジアル動圧軸受部の間隙、及び上スラスト動圧軸受部の間隙、下スラスト動圧軸受部の間隙を保持するように、回転多面鏡と対応部品との最適組合せが得られるような部品間の組合せ情報により生産管理を行っている。
【0011】
更に、組合せの情報以外に、工程履歴、対応機種等も記録して、生産管理している。
【0012】
前記測定データや生産管理情報等は、回転多面鏡に管理伝票を添付して、生産工程に流し、データを管理していた。しかし、管理伝票の添付間違い、管理伝票の脱落により回転多面鏡の組立不良が発生するおそれがある。
【0013】
本発明は上記の光偏向装置における組立工程において、回転多面鏡とラジアル固定軸の最適な組合せを、効率よく正確な生産管理により実施し、安定した回転性能が得られる光偏向装置及び製造方法を提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項1に記載の本発明の光偏向装置は、回転多面鏡、該回転多面鏡を固定するフランジ部材、回転駆動用の磁石から成るロータユニットと、前記ロータユニットを回転可能に支持する回転軸受部材と固定軸受部材とから成る動圧軸受と、前記固定軸受部材を支持する支持基体、回転駆動用のマグネットコイルから成るステータユニットと、を有する光偏向装置において、前記回転多面鏡の外表面に、前記回転多面鏡の生産を管理する情報表示部を形成することを特徴とする。
【0015】
請求項2に記載の本発明の光偏向装置は、回転多面鏡、該回転多面鏡を固定するフランジ部材、回転駆動用の磁石から成るロータユニットと、前記ロータユニットを回転可能に支持する回転軸受部材と固定軸受部材とから成る動圧軸受と、前記固定軸受部材を支持する支持基体、回転駆動用のマグネットコイルから成るステータユニットと、を有する光偏向装置において、前記回転多面鏡の外表面に、前記光偏向装置及び前記回転多面鏡の生産を管理する識別情報表示部を形成することを特徴とする。
【0016】
請求項3に記載の本発明の光偏向装置の製造方法は、回転多面鏡、該回転多面鏡を固定するフランジ部材、回転駆動用の磁石から成るロータユニットと、前記ロータユニットを回転可能に支持する回転軸受部材と固定軸受部材とから成る動圧軸受と、前記固定軸受部材を支持する支持基体、回転駆動用のマグネットコイルから成るステータユニットと、を有する光偏向装置の製造方法において、前記回転多面鏡の外表面に、前記光偏向装置の組立順番、前記光偏向装置の構成部材の組合せ情報、生産工程内の検査データなどを形成して、前記光偏向装置の生産管理情報を前記回転多面鏡に逐次記録しながら、前記光偏向装置を組み立てることを特徴とする。
【0017】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の光偏向装置、及び光偏向装置の製造方法の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【0018】
レーザプリンタ等の画像形成装置においては、その画像の書き込み手段としての像露光装置を有し、読み取った情報を基にレーザビームを光偏向装置の高速回転する回転多面鏡(ポリゴンミラー)に入光させ、反射光を走査させて像担持体の感光体面に投影して画像記録を行う。
【0019】
[像露光装置]
図1は像露光装置10の一実施の形態を示す斜視図、図2は像露光装置10の平面図、図3は像露光装置10の断面図である。
【0020】
これらの図において、11は像露光装置本体、12はfθレンズ、13は第2シリンドリカルレンズ、14はカバーガラス、15は半導体レーザ、16はコリメートレンズ、17は第1シリンドリカルレンズ、18はタイミング検出用のインデックスミラー、19は同期検知用のインデックスセンサ、20は回転多面鏡(ポリゴンミラー)21等から成る光偏向装置である。
【0021】
上記の光偏向装置20、及び走査光学系光学部材12〜19は、像露光装置本体11内の所定位置に配置、固定されている。
【0022】
半導体レーザ15から出射したレーザビームLは、コリメートレンズ16により平行光になり、次いで第1結像光学系の第1シリンドリカルレンズ17を透過して回転多面鏡21に入射する。回転多面鏡21の反射光は、fθレンズ12、第2シリンドリカルレンズ13から成る第2結像光学系を透過し、カバーガラス14を通過して像担持体1の周面上に、所定のスポット径で、副走査方向に所定ピッチずれた状態で走査する。なお、主走査方向は図示しない調整機構により、既に微調整してある。1ライン毎の同期検知は、走査開始前の光束をインデックスミラー18を介して、インデックスセンサ19に入射させる。
【0023】
回転多面鏡21を回転体として高速回転する光偏向装置20では、回転体(ロータユニット)と非回転体(ステータユニット)との間に動圧軸受を設けて、高速回転が行われる。
【0024】
[光偏向装置]
図4は、光偏向装置20の斜視図である。プリント基板30上には、集積回路IC、コンデンサC、コネクタB等が配置されている。
【0025】
図5(a)は本発明に係る光偏向装置20の平面図、図5(b)は光偏向装置20の断面図である。図6は光偏向装置20の分解断面図を示し、図6(a)はロータユニット20Aの断面図、図6(b)はステータユニット20Bの断面図である。
【0026】
光偏向装置20は、ロータユニット20Aとステータユニット20Bとから構成されている。
【0027】
・ロータユニット20A
光偏向装置20の高速回転を行うユニットであるロータユニット20Aは、回転多面鏡21、回転軸を中心とした円筒状の回転軸受部材(以下、外筒部材と称す)22、外筒部材22の外周面を固定し回転多面鏡21の内周面に嵌合するフランジ部材23、回転駆動用の磁石24、ロータヨーク24Aから成る。
【0028】
外筒部材22の内径は、ステータユニット20Bの固定軸受部材(以下、内筒部材と称す)26の外径より、数μmの調整された微小間隔だけ大きい。この外筒部材22の内周面22aと内筒部材26の外周面26aとで、ラジアル動圧軸受部を構成している。この外筒部材22は、アルミナ、窒化珪素等のセラミックにより成形されていることが、安定した回転を得る上で好ましい。
【0029】
また、外筒部材22の上端面22bは、上スラスト板27のスラスト面27aと対向し、上スラスト動圧軸受部を構成している。同じく外筒部材22の下端面22cは下スラスト板28のスラスト面28aと対向し、下スラスト動圧軸受部を構成している。
【0030】
対向したスラスト動圧軸受部のスラスト面27a,28aには、動圧発生溝が形成されている。ロータユニット20Aは本体固定部に対しスラスト動圧軸受部においてスラスト回転が行われる。
【0031】
・フランジ部材
フランジ部材23は、第1円筒部231と第2円筒部232と円盤部233とから形成されている。
【0032】
第1円筒部231は、外筒部材22の外周面に嵌合して固定する内周面と、回転多面鏡21の内周面21aに嵌合して固定する外周面とを有する。第2円筒部232の上端面は、回転多面鏡21の下端面21bを保持する。円盤部233は、第1円筒部231と第2円筒部232とを接続し、下面側に回転駆動用の磁石24及びロータヨーク24Aを固定している。
【0033】
フランジ部材23と回転多面鏡21とは、等しい熱膨張係数を有する同じ材料、例えばアルミニウム合金により形成されている。
【0034】
フランジ部材23の第1円筒部231の外周面に、回転多面鏡21の回転中心部に穿設された内周面21aを嵌合させてラジアル方向の位置決めをする。第2円筒部232の上端面上に、回転多面鏡21の下端面21bを押し当ててスラスト方向の位置決めをして、接着剤で固定する。
【0035】
・ステータユニット20B
支持基体25に直立した円柱形状のラジアル軸部25aの外側には、円筒形状をした内筒部材26が固設され、ラジアル軸部25aと内筒部材26とでラジアル固定部材を構成している。内筒部材26はアルミナ、窒化珪素等のセラミック材料で形成される。
【0036】
内筒部材26の上下端部には、支持基体25のラジアル軸部25aの略垂直方向に、円板状をした上スラスト板27と、下スラスト板28とが固設され、スラスト固定部材を構成している。上スラスト板27と下スラスト板28は、アルミナ、窒化珪素等のセラミック材料で形成される。内筒部材26、上スラスト板27、下スラスト板28は、ラジアル軸部25aに装着後、ネジ25Sにより固定される。
【0037】
ベース部材31の上面には、複数のマグネットコイル29を同一面上に配置したプリント基板30が取り付けられている。29Aは、マグネットコイル29に対向するステータヨークである。
【0038】
支持基体25、内筒部材26、上スラスト板27、下スラスト板28、マグネットコイル29、ステータヨーク29A、プリント基板30、ベース部材31は一体となってステータユニット20Bを形成している。
【0039】
ステータユニット20Bに装着されたロータユニット20Aは、外筒部材22の回転中心に対して、回転多面鏡21及びフランジ部材23が正確に回転し、動的バランスが最小限に修正可能である。また、外筒部材22とフランジ部材23とを締結する圧入、焼き嵌め等による歪みが、回転多面鏡21とフランジ部材23の固定部に伝わらないから、回転多面鏡21の平面性や、温度変化、高速回転による回転多面鏡21のずれが防止される。
【0040】
[光偏向装置の組立工程]
光偏向装置20の組立工程を図5、図6に基づいて、以下に説明する。
【0041】
(1) フランジ部材23に、回転多面鏡21、外筒部材22、磁石24、ロータヨーク24Aを固定してロータユニット20Aを組み立てる。
【0042】
(2) 支持基体25をベース部材31に固定する。
(3) 下スラスト板28のスラスト面28aを上向きに保持して、下スラスト板28をラジアル軸部25aに嵌合させて装着する。
【0043】
(4) 内筒部材26の上端面が上向きになるように保持して、内筒部材26をラジアル軸部25aに嵌合させて装着する。
【0044】
(5) 外筒部材22の内周面22aを内筒部材26の外周面26aに嵌合させて装着する。
【0045】
(6) 上スラスト板27のスラスト面27aを下向きに保持して、上スラスト板27をラジアル軸部25aに嵌合させて装着する。
【0046】
(7) ラジアル軸部25aに螺設されたネジ穴にネジ25Sを螺合させ、下スラスト板28、内筒部材26、上スラスト板27をラジアル軸部25aに固定する。
【0047】
[光偏向装置の生産管理]
図7は、ロータユニット20Aの分解断面図を示し、図7(a)は回転多面鏡21の断面図、図7(b)はフランジ部材23の断面図である。
【0048】
前述の光偏向装置20の組立工程において、回転多面鏡21単体での内周面21aの内径寸法、下端面21bに対するミラー面21dの傾き、ミラー面21dの反射率等は精密測定されて、公差内の部品のみが組立可能に管理されている。
【0049】
また、回転多面鏡21の内周面21aに嵌合して固定されるフランジ部材23の第1円筒部231の外周面23aの外径寸法も、公差内の部品のみが組立可能に管理されている。
【0050】
しかし、回転多面鏡21の内周面21aと、フランジ部材23の第1円筒部231の外周面23aとは正確に嵌合されなければならない。即ち、内周面21aと外周面23aとの嵌合時に締まり嵌めになると、回転多面鏡21に内部応力が発生して回転多面鏡21を変形させたり、環境温度変化により回転多面鏡21を損傷させるおそれがある。また、嵌合時の間隙が大きいと、回転多面鏡21がフランジ部材23に確実に固定されず位置ズレを発生するおそれがある。
【0051】
このため、回転多面鏡21の内周面21aの内径寸法と、フランジ部材23の第1円筒部231の外周面23aの外径寸法とを、各部品毎に精密測定して、適正な締まり嵌めが達成されるように、回転多面鏡21とフランジ部材23との最適ペアの組み合わせを選択して管理する必要がある。
【0052】
図8(a)は回転多面鏡21の平面図、図8(b)は断面図である。
回転多面鏡21の上端面21cに、製造日付▲1▼、部品番号▲2▼、適用機種▲3▼、内周面21aの測定値、ミラー面21dの倒れ角、反射率、測定者記号等を記入したコード▲4▼、等の回転多面鏡21の生産を管理する情報表示部を形成した。
【0053】
これらの情報表示部は、英数字、記号、バーコード、二次元コード等により形成される。
【0054】
また、回転多面鏡21の上端面21cに、光偏向装置20及び回転多面鏡21の生産を管理する情報表示部を形成した。即ち、回転多面鏡21の内周面21aの内径寸法測定値に対応する外筒部材22との適正嵌合等の組合せ情報▲5▼等の回転多面鏡21の組立を管理する情報表示部を形成した。
【0055】
更に、回転多面鏡21の上端面21cに、光偏向装置20の組立順番、光偏向装置20の構成部材の組合せ情報、生産工程内の検査データなどを形成して、光偏向装置20の生産管理情報を回転多面鏡21の上端面21cに逐次記録しながら、光偏向装置20を組み立てる。
【0056】
また、回転多面鏡21のミラー面21dの倒れ角、反射率の測定値に基づき、回転多面鏡21を選別して、同一形状の回転多面鏡21及び光偏向装置20を装備する画像形成装置の機種別に振り分ける。即ち、高速処理する機種に対しては高精度の回転多面鏡21を、低速処理する機種に対しては、必要最低限の精度の回転多面鏡21を選択する。適用機種を回転多面鏡21の上端面21cの情報表示部に記入する。
【0057】
これらの情報表示部は、レーザマーキング、放射線照射、インクジェット記録、スタンプ捺印、罫書き、ラベル貼着等により形成される。
【0058】
なお、上述の回転多面鏡21はフランジ部材23の外周面23aに嵌合される構成であるが、回転多面鏡21を直接、外筒部材22に嵌合させる構成にも本発明は適用可能である。
【0059】
また、本発明は、光偏向装置に限定されるものではなく、ラジアル動圧軸受部及びスラスト動圧軸受部を有し、高速回転を行うモータ等の回転装置にも適用可能である。
【0060】
以上説明した実施の形態は何れも固定した中心軸部分をラジアル固定部材として、ラジアル動圧軸受を介して回転ユニットはその周囲を高速回転する構成であるが、これとは逆にラジアル固定部材に対して中心軸部分を含む回転ユニットがラジアル動圧軸受を介して高速回転する構成の回転装置についても本発明は同様に適用される。
【0061】
【発明の効果】
本発明の光偏向装置及び光偏向装置の製造方法は、上述のように構成されているので、以下に記載する効果を奏する。
【0062】
(1) 本発明の光偏向装置は、回転多面鏡の内周面とフランジ部材の外周面との組合せ嵌合が、回転多面鏡の上端面に形成された情報表示部により、容易に選択された組合せが迅速に得られ、正確に嵌合したロータユニットが構成される。
【0063】
(2) 本発明の光偏向装置は、外筒部材の回転中心に対して、回転多面鏡及びフランジ部材が正確に回転し、動的バランスが最小限に修正可能である。また、回転多面鏡の平面性や、温度変化、高速回転による回転多面鏡のずれが防止される。更に、回転多面鏡の反射鏡面の歪み等が発生せず、高精度の像露光が達成される。
【0064】
(3) 本発明の光偏向装置の製造方法によれば、回転多面鏡の上端面に形成された情報表示部により、確実な生産管理が達成される。
【図面の簡単な説明】
【図1】像露光装置の一実施の形態を示す斜視図。
【図2】像露光装置の平面図。
【図3】像露光装置の断面図。
【図4】光偏向装置の斜視図。
【図5】光偏向装置の平面図と断面図。
【図6】光偏向装置の分解断面図。
【図7】ロータユニットの分解断面図。
【図8】回転多面鏡の平面図と断面図。
【図9】動圧軸受を設けた従来の光偏向装置の一例を示す断面図。
【符号の説明】
10 像露光装置
11 像露光装置本体
20 光偏向装置
20A ロータユニット
20B ステータユニット
21 回転多面鏡(ポリゴンミラー)
21a 内周面
21c 上端面
21d ミラー面
22 回転軸受部材(外筒部材)
23 フランジ部材
23a 外周面
25 支持基体
26 固定軸受部材(内筒部材)
27 上スラスト板
28 下スラスト板
▲1▼、▲2▼、▲3▼、▲4▼、▲5▼ 情報表示部
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical deflecting device used for an image forming apparatus such as a laser beam printer, a laser copying machine, a laser facsimile, and a bar code reader, and a method of manufacturing the optical deflecting device.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In an image forming apparatus such as a laser beam printer, a laser beam is incident on a rotating polygon mirror (polygon mirror) that rotates at a high speed based on information read as writing means of the image, and the reflected light is scanned on the photosensitive member surface. The image is recorded by projection.
[0003]
In the case of low-speed rotation, the rotating polygon mirror is used directly fixed to the rotating shaft of the drive motor, but when the rotation speed is high, the rotating polygon mirror is fixed to the outer cylinder member and the fixedly arranged inner cylinder member is fixed. Driving rotation is performed using a dynamic pressure bearing (air bearing) that rotates in a floating shape without touching. The present applicant has disclosed the technology of an optical polarizing device having a dynamic pressure bearing in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 7-243439, 7-259849, 8-114219, 8-112471, and the like. ing.
[0004]
FIG. 9 is a cross-sectional view showing an example of a conventional optical deflection device provided with a dynamic pressure bearing. The dynamic pressure bearing is composed of a lower thrust plate fixed on a support base member, a fixed bearing member, an upper thrust plate, and a rotating bearing member that is rotatable with a rotating polygon mirror fixed. The rotary polygon mirror is driven and rotated by a drive motor including a rotary drive coil forming a stator having a magnet coil fixed on a base and a magnet forming a rotor integrally with the rotary polygon mirror.
[0005]
In a rotor unit having a rotary bearing member that rotates in opposition to a fixed bearing member fixed on a support base member, radial dynamic pressure rotation is performed between them in a radial dynamic pressure bearing portion. In addition, a thrust plate that forms a plane perpendicular to the axis of the fixed bearing member is fixed to both shaft ends of the fixed bearing member, and rotates in a form sandwiched between upper and lower thrust plates located above and below. In the rotary bearing member, thrust dynamic pressure rotation is performed in upper and lower thrust dynamic pressure bearing portions.
[0006]
Dynamic pressure generating grooves are formed in the radial dynamic pressure bearing portion and / or the upper and lower thrust dynamic pressure bearing portions. The wind generated by the high-speed rotation of the rotating unit is introduced into the dynamic pressure generating groove, and strong wind pressure is generated from the dynamic pressure generating groove to form a gap of several μm between the fixed member and the rotating unit. And the radial dynamic pressure bearing portion rotates at a high speed in a non-contact state.
[0007]
A gap of about 3 to 10 μm is formed between the inner cylindrical member, the lower thrust plate and the upper thrust plate, and the upper and lower surfaces of the radial dynamic pressure bearing portion and the inner peripheral surface of the fitting. Smooth high-speed rotation is maintained in a non-contact state floating in the air without touching the bearing.
[0008]
The rotating polygon mirror rotates with the rotation of the rotor, and the laser beam L emitted from the semiconductor laser deflects and scans the photosensitive member.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
The inner diameter of the rotary polygon mirror forms a radial dynamic pressure bearing portion while maintaining a predetermined minute gap with respect to the outer diameter of the opposed radial fixed shaft. The inner diameter of the rotary polygon mirror and the outer diameter of the radial fixed shaft are each manufactured within precise predetermined tolerances.However, if the two components within these tolerances are arbitrarily combined, the predetermined minute gap cannot be formed. Can not. For this reason, the inner diameter of the rotating polygon mirror and the outer diameter of the radial fixed shaft are measured and recorded, respectively, and from these measurement data, the optimal combination of the rotating polygon mirror and the radial fixed shaft constituting the predetermined minute gap is determined. Is selected.
[0010]
In addition, the tilt angle, reflectivity, thickness, etc. of the reflecting mirror surface on the side of the rotating polygon mirror are measured and recorded, and the optimum radial dynamic pressure bearing gap, upper thrust dynamic pressure bearing gap, lower thrust dynamic In order to maintain the gap between the pressure bearing portions, production management is performed based on combination information between components such that an optimal combination of a rotary polygon mirror and corresponding components can be obtained.
[0011]
Further, in addition to the information on the combination, a process history, a corresponding model, and the like are also recorded to control production.
[0012]
The measurement data, production management information, and the like are attached to a rotating polygon mirror with a management slip, flowed to the production process, and managed. However, there is a possibility that a defective assembly of the rotary polygon mirror may occur due to a wrong attachment of the management slip or a drop of the management slip.
[0013]
The present invention provides an optical deflecting device and a manufacturing method in which the optimal combination of a rotary polygon mirror and a radial fixed shaft is efficiently and accurately performed under production control in an assembling process of the above-described optical deflecting device, and stable rotational performance is obtained. The purpose is to provide.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an optical deflecting device according to the present invention as set forth in claim 1 includes a rotating polygon mirror, a flange member for fixing the rotating polygon mirror, a rotor unit including a magnet for rotational driving, and the rotor unit. An optical deflector comprising: a dynamic pressure bearing comprising a rotatable bearing member and a fixed bearing member rotatably supported; a support base supporting the fixed bearing member; and a stator unit comprising a magnet coil for rotational drive. An information display unit for controlling the production of the rotary polygon mirror is formed on an outer surface of the rotary polygon mirror.
[0015]
The light deflecting device of the present invention according to claim 2, wherein the rotary polygon mirror, a flange member for fixing the rotary polygon mirror, a rotor unit including a magnet for driving rotation, and a rotary bearing rotatably supporting the rotor unit. An optical deflector comprising: a dynamic pressure bearing comprising a member and a fixed bearing member; a support base supporting the fixed bearing member; and a stator unit comprising a magnet coil for rotational driving. And an identification information display unit for managing the production of the light deflecting device and the rotary polygon mirror.
[0016]
According to a third aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing an optical deflector according to the present invention, wherein a rotary polygon mirror, a flange member for fixing the rotary polygon mirror, a rotor unit including a rotation driving magnet, and the rotor unit are rotatably supported. A method of manufacturing an optical deflection device, comprising: a dynamic pressure bearing comprising a rotating bearing member and a fixed bearing member; a support base supporting the fixed bearing member; and a stator unit comprising a magnet coil for rotational drive. On the outer surface of the polygon mirror, the assembly order of the light deflecting device, combination information of the components of the light deflecting device, inspection data in a production process, and the like are formed. The optical deflecting device is assembled while recording sequentially on a mirror.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, an embodiment of a light deflecting device and a method of manufacturing the light deflecting device of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0018]
2. Description of the Related Art An image forming apparatus such as a laser printer has an image exposing device as a means for writing an image, and enters a laser beam based on read information into a rotating polygon mirror (polygon mirror) which rotates at a high speed of an optical deflecting device. Then, the reflected light is scanned and projected on the photoreceptor surface of the image carrier to record an image.
[0019]
[Image exposure apparatus]
FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of the image exposure apparatus 10, FIG. 2 is a plan view of the image exposure apparatus 10, and FIG.
[0020]
In these figures, 11 is an image exposure apparatus main body, 12 is an fθ lens, 13 is a second cylindrical lens, 14 is a cover glass, 15 is a semiconductor laser, 16 is a collimating lens, 17 is a first cylindrical lens, and 18 is timing detection. Reference numeral 19 denotes an index sensor for detecting synchronization, and reference numeral 20 denotes an optical deflecting device including a rotating polygon mirror (polygon mirror) 21 and the like.
[0021]
The light deflecting device 20 and the scanning optical system optical members 12 to 19 are arranged and fixed at predetermined positions in the image exposure device main body 11.
[0022]
The laser beam L emitted from the semiconductor laser 15 is converted into parallel light by the collimator lens 16, and then passes through the first cylindrical lens 17 of the first imaging optical system and enters the rotary polygon mirror 21. The reflected light from the rotary polygon mirror 21 passes through the second imaging optical system including the fθ lens 12 and the second cylindrical lens 13, passes through the cover glass 14, and forms a predetermined spot on the peripheral surface of the image carrier 1. Scanning is performed with a diameter and a predetermined pitch shifted in the sub-scanning direction. The main scanning direction has already been finely adjusted by an adjustment mechanism (not shown). In synchronization detection for each line, the light beam before the start of scanning is made incident on the index sensor 19 via the index mirror 18.
[0023]
In the optical deflector 20 which rotates at high speed using the rotating polygon mirror 21 as a rotating body, a high-speed rotation is performed by providing a dynamic pressure bearing between a rotating body (rotor unit) and a non-rotating body (stator unit).
[0024]
[Light deflection device]
FIG. 4 is a perspective view of the light deflecting device 20. On the printed circuit board 30, an integrated circuit IC, a capacitor C, a connector B and the like are arranged.
[0025]
FIG. 5A is a plan view of the light deflector 20 according to the present invention, and FIG. 5B is a cross-sectional view of the light deflector 20. FIG. 6 is an exploded sectional view of the light deflecting device 20, FIG. 6A is a sectional view of the rotor unit 20A, and FIG. 6B is a sectional view of the stator unit 20B.
[0026]
The light deflector 20 includes a rotor unit 20A and a stator unit 20B.
[0027]
Rotor unit 20A
The rotor unit 20A, which is a unit for rotating the light deflector 20 at high speed, includes a rotating polygon mirror 21, a cylindrical rotating bearing member (hereinafter, referred to as an outer cylindrical member) 22 around the rotation axis, and an outer cylindrical member 22. It comprises a flange member 23 whose outer peripheral surface is fixed and fitted on the inner peripheral surface of the rotating polygon mirror 21, a magnet 24 for rotational driving, and a rotor yoke 24A.
[0028]
The inner diameter of the outer cylinder member 22 is larger than the outer diameter of the fixed bearing member (hereinafter, referred to as the inner cylinder member) 26 of the stator unit 20B by an adjusted minute interval of several μm. The inner peripheral surface 22a of the outer cylinder member 22 and the outer peripheral surface 26a of the inner cylinder member 26 constitute a radial dynamic pressure bearing. The outer cylinder member 22 is preferably formed of ceramic such as alumina or silicon nitride in order to obtain stable rotation.
[0029]
The upper end surface 22b of the outer cylinder member 22 faces the thrust surface 27a of the upper thrust plate 27, and forms an upper thrust dynamic pressure bearing. Similarly, the lower end surface 22c of the outer cylindrical member 22 faces the thrust surface 28a of the lower thrust plate 28, and forms a lower thrust dynamic pressure bearing portion.
[0030]
Dynamic pressure generating grooves are formed on the thrust surfaces 27a and 28a of the opposed thrust dynamic pressure bearing portions. In the rotor unit 20A, the thrust rotation is performed in the thrust dynamic pressure bearing portion with respect to the main body fixing portion.
[0031]
Flange Member The flange member 23 is formed from a first cylindrical portion 231, a second cylindrical portion 232, and a disk portion 233.
[0032]
The first cylindrical portion 231 has an inner peripheral surface fitted and fixed to the outer peripheral surface of the outer cylindrical member 22, and an outer peripheral surface fitted and fixed to the inner peripheral surface 21 a of the rotary polygon mirror 21. The upper end surface of the second cylindrical portion 232 holds the lower end surface 21 b of the rotary polygon mirror 21. The disk portion 233 connects the first cylindrical portion 231 and the second cylindrical portion 232, and has the magnet 24 for rotational drive and the rotor yoke 24A fixed to the lower surface side.
[0033]
The flange member 23 and the rotary polygon mirror 21 are formed of the same material having the same coefficient of thermal expansion, for example, an aluminum alloy.
[0034]
The inner peripheral surface 21a formed at the center of rotation of the rotary polygon mirror 21 is fitted to the outer peripheral surface of the first cylindrical portion 231 of the flange member 23 to perform positioning in the radial direction. The lower end surface 21b of the rotary polygon mirror 21 is pressed against the upper end surface of the second cylindrical portion 232 to position in the thrust direction, and is fixed with an adhesive.
[0035]
・ Stator unit 20B
A cylindrical inner cylindrical member 26 is fixedly provided outside the cylindrical radial shaft portion 25a standing upright on the support base 25, and the radial shaft portion 25a and the inner cylindrical member 26 constitute a radial fixing member. . The inner cylinder member 26 is formed of a ceramic material such as alumina and silicon nitride.
[0036]
At the upper and lower ends of the inner cylindrical member 26, a disk-shaped upper thrust plate 27 and a lower thrust plate 28 are fixed in a direction substantially perpendicular to the radial shaft portion 25a of the support base 25, and a thrust fixing member is provided. Make up. The upper thrust plate 27 and the lower thrust plate 28 are formed of a ceramic material such as alumina and silicon nitride. The inner cylinder member 26, the upper thrust plate 27, and the lower thrust plate 28 are fixed to the radial shaft portion 25a by screws 25S.
[0037]
A printed circuit board 30 on which a plurality of magnet coils 29 are arranged on the same surface is attached to the upper surface of the base member 31. 29A is a stator yoke facing the magnet coil 29.
[0038]
The support base 25, the inner cylindrical member 26, the upper thrust plate 27, the lower thrust plate 28, the magnet coil 29, the stator yoke 29A, the printed circuit board 30, and the base member 31 are integrally formed to form the stator unit 20B.
[0039]
In the rotor unit 20A mounted on the stator unit 20B, the rotary polygon mirror 21 and the flange member 23 rotate accurately with respect to the rotation center of the outer cylindrical member 22, and the dynamic balance can be corrected to a minimum. Further, since distortion due to press-fitting, shrink fitting, or the like for fastening the outer cylindrical member 22 and the flange member 23 is not transmitted to the fixed portion between the rotary polygon mirror 21 and the flange member 23, the flatness of the rotary polygon mirror 21 and the temperature change In addition, displacement of the rotating polygon mirror 21 due to high-speed rotation is prevented.
[0040]
[Assembly process of optical deflector]
The assembling process of the light deflecting device 20 will be described below with reference to FIGS.
[0041]
(1) The rotating polygon mirror 21, the outer cylinder member 22, the magnet 24, and the rotor yoke 24A are fixed to the flange member 23 to assemble the rotor unit 20A.
[0042]
(2) The support base 25 is fixed to the base member 31.
(3) The thrust surface 28a of the lower thrust plate 28 is held upward, and the lower thrust plate 28 is fitted and mounted on the radial shaft portion 25a.
[0043]
(4) While holding the upper end surface of the inner cylinder member 26 so as to face upward, the inner cylinder member 26 is fitted to and mounted on the radial shaft portion 25a.
[0044]
(5) The inner peripheral surface 22a of the outer cylinder member 22 is fitted to and attached to the outer peripheral surface 26a of the inner cylinder member 26.
[0045]
(6) The thrust surface 27a of the upper thrust plate 27 is held downward, and the upper thrust plate 27 is fitted and mounted on the radial shaft portion 25a.
[0046]
(7) A screw 25S is screwed into a screw hole provided in the radial shaft portion 25a, and the lower thrust plate 28, the inner cylindrical member 26, and the upper thrust plate 27 are fixed to the radial shaft portion 25a.
[0047]
[Production management of optical deflector]
7A and 7B are an exploded sectional view of the rotor unit 20A, FIG. 7A is a sectional view of the rotary polygon mirror 21, and FIG. 7B is a sectional view of the flange member 23.
[0048]
In the assembly process of the optical deflector 20, the inner diameter of the inner peripheral surface 21a of the rotary polygon mirror 21 alone, the inclination of the mirror surface 21d with respect to the lower end surface 21b, the reflectance of the mirror surface 21d, and the like are precisely measured, and the tolerance is determined. Only the parts inside are managed so that they can be assembled.
[0049]
Also, the outer diameter of the outer peripheral surface 23a of the first cylindrical portion 231 of the flange member 23 fitted and fixed to the inner peripheral surface 21a of the rotary polygon mirror 21 is controlled such that only parts within tolerance can be assembled. I have.
[0050]
However, the inner peripheral surface 21a of the rotary polygon mirror 21 and the outer peripheral surface 23a of the first cylindrical portion 231 of the flange member 23 must be accurately fitted. In other words, when the inner peripheral surface 21a and the outer peripheral surface 23a are fitted to each other when they are tightly fitted, an internal stress is generated in the rotating polygon mirror 21 and the rotating polygon mirror 21 is deformed, or the rotating polygon mirror 21 is damaged by a change in environmental temperature. May be caused. If the gap at the time of fitting is large, the rotary polygon mirror 21 may not be securely fixed to the flange member 23, and may cause a positional shift.
[0051]
For this reason, the inner diameter of the inner peripheral surface 21a of the rotating polygon mirror 21 and the outer diameter of the outer peripheral surface 23a of the first cylindrical portion 231 of the flange member 23 are precisely measured for each component, and an appropriate interference fit is obtained. In order to achieve the above, it is necessary to select and manage an optimal pair combination of the rotary polygon mirror 21 and the flange member 23.
[0052]
FIG. 8A is a plan view of the rotary polygon mirror 21, and FIG. 8B is a cross-sectional view.
Production date (1), part number (2), applicable model (3), measured value of inner peripheral surface 21a, tilt angle of mirror surface 21d, reflectance, operator symbol, etc. An information display section for controlling the production of the rotary polygon mirror 21 such as a code (4) in which is written is formed.
[0053]
These information display sections are formed by alphanumeric characters, symbols, bar codes, two-dimensional codes, and the like.
[0054]
Further, an information display section for controlling the production of the light deflector 20 and the rotary polygon mirror 21 is formed on the upper end face 21c of the rotary polygon mirror 21. That is, an information display unit that manages assembly of the rotary polygon mirror 21 such as combination information (5) such as proper fitting with the outer cylinder member 22 corresponding to the measured value of the inner diameter of the inner peripheral surface 21a of the rotary polygon mirror 21 is provided. Formed.
[0055]
Further, on the upper end surface 21c of the rotary polygon mirror 21, the assembly order of the light deflecting device 20, the combination information of the components of the light deflecting device 20, the inspection data in the production process, and the like are formed, and the production management of the light deflecting device 20 is performed. The optical deflecting device 20 is assembled while sequentially recording information on the upper end surface 21c of the rotary polygon mirror 21.
[0056]
Further, based on the measured values of the inclination angle and the reflectance of the mirror surface 21d of the rotating polygon mirror 21, the rotating polygon mirror 21 is selected, and the image forming apparatus equipped with the rotating polygon mirror 21 and the light deflector 20 having the same shape is selected. Sort by model. That is, a high-precision rotating polygon mirror 21 is selected for a model that performs high-speed processing, and a rotating polygon mirror 21 that has a minimum necessary precision is selected for a model that performs low-speed processing. The applicable model is entered in the information display section on the upper end face 21c of the rotary polygon mirror 21.
[0057]
These information display sections are formed by laser marking, radiation irradiation, ink jet recording, stamping, scoring, labeling, and the like.
[0058]
Although the above-described rotary polygon mirror 21 is configured to be fitted to the outer peripheral surface 23a of the flange member 23, the present invention is also applicable to a configuration in which the rotary polygon mirror 21 is directly fitted to the outer cylindrical member 22. is there.
[0059]
Further, the present invention is not limited to the optical deflecting device, but is also applicable to a rotating device such as a motor that has a radial dynamic pressure bearing portion and a thrust dynamic pressure bearing portion and performs high-speed rotation.
[0060]
In each of the embodiments described above, the fixed central shaft portion is used as a radial fixing member, and the rotating unit is configured to rotate at high speed around the periphery through the radial dynamic pressure bearing. On the other hand, the present invention is similarly applied to a rotating device having a configuration in which a rotating unit including a central shaft portion rotates at a high speed via a radial dynamic pressure bearing.
[0061]
【The invention's effect】
Since the light deflecting device and the method for manufacturing the light deflecting device of the present invention are configured as described above, the following effects can be obtained.
[0062]
(1) In the light deflecting device of the present invention, the combination of the inner peripheral surface of the rotary polygon mirror and the outer peripheral surface of the flange member is easily selected by the information display section formed on the upper end surface of the rotary polygon mirror. The combination is quickly obtained, and a correctly fitted rotor unit is constructed.
[0063]
(2) In the light deflecting device of the present invention, the rotary polygon mirror and the flange member rotate accurately with respect to the rotation center of the outer cylindrical member, and the dynamic balance can be corrected to a minimum. Further, the flatness of the rotary polygon mirror, a change in temperature, and a shift of the rotary polygon mirror due to high-speed rotation are prevented. Further, distortion of the reflecting mirror surface of the rotating polygon mirror does not occur, and high-precision image exposure is achieved.
[0064]
(3) According to the method of manufacturing the optical deflector of the present invention, reliable information management can be achieved by the information display section formed on the upper end face of the rotary polygon mirror.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of an image exposure apparatus.
FIG. 2 is a plan view of the image exposure apparatus.
FIG. 3 is a cross-sectional view of the image exposure apparatus.
FIG. 4 is a perspective view of a light deflecting device.
FIG. 5 is a plan view and a cross-sectional view of the light deflecting device.
FIG. 6 is an exploded sectional view of the light deflecting device.
FIG. 7 is an exploded sectional view of the rotor unit.
FIG. 8 is a plan view and a sectional view of a rotary polygon mirror.
FIG. 9 is a cross-sectional view showing an example of a conventional optical deflection device provided with a dynamic pressure bearing.
[Explanation of symbols]
Reference Signs List 10 image exposure apparatus 11 image exposure apparatus main body 20 light deflector 20A rotor unit 20B stator unit 21 rotating polygon mirror (polygon mirror)
21a Inner peripheral surface 21c Upper end surface 21d Mirror surface 22 Rotation bearing member (outer cylinder member)
23 Flange member 23a Outer peripheral surface 25 Support base 26 Fixed bearing member (inner cylinder member)
27 Upper thrust plate 28 Lower thrust plate (1), (2), (3), (4), (5) Information display section

Claims (6)

回転多面鏡、該回転多面鏡を固定するフランジ部材、回転駆動用の磁石から成るロータユニットと、
前記ロータユニットを回転可能に支持する回転軸受部材と固定軸受部材とから成る動圧軸受と、
前記固定軸受部材を支持する支持基体、回転駆動用のマグネットコイルから成るステータユニットと、を有する光偏向装置において、
前記回転多面鏡の外表面に、前記回転多面鏡の生産を管理する情報表示部を形成することを特徴とする光偏向装置。
A rotating polygonal mirror, a flange member for fixing the rotating polygonal mirror, a rotor unit including a magnet for rotational driving,
A hydrodynamic bearing comprising a rotating bearing member and a fixed bearing member rotatably supporting the rotor unit,
A support base for supporting the fixed bearing member, and a stator unit including a magnet coil for rotational driving;
An optical deflecting device, wherein an information display unit for controlling production of the rotary polygon mirror is formed on an outer surface of the rotary polygon mirror.
回転多面鏡、該回転多面鏡を固定するフランジ部材、回転駆動用の磁石から成るロータユニットと、
前記ロータユニットを回転可能に支持する回転軸受部材と固定軸受部材とから成る動圧軸受と、
前記固定軸受部材を支持する支持基体、回転駆動用のマグネットコイルから成るステータユニットと、を有する光偏向装置において、
前記回転多面鏡の外表面に、前記光偏向装置及び前記回転多面鏡の生産を管理する識別情報表示部を形成することを特徴とする光偏向装置。
A rotating polygonal mirror, a flange member for fixing the rotating polygonal mirror, a rotor unit including a magnet for rotational driving,
A hydrodynamic bearing comprising a rotating bearing member and a fixed bearing member rotatably supporting the rotor unit,
A support base for supporting the fixed bearing member, and a stator unit including a magnet coil for rotational driving;
An optical deflecting device, wherein an identification information display section for managing the production of the optical deflecting device and the rotating polygonal mirror is formed on an outer surface of the rotating polygonal mirror.
回転多面鏡、該回転多面鏡を固定するフランジ部材、回転駆動用の磁石から成るロータユニットと、
前記ロータユニットを回転可能に支持する回転軸受部材と固定軸受部材とから成る動圧軸受と、
前記固定軸受部材を支持する支持基体、回転駆動用のマグネットコイルから成るステータユニットと、を有する光偏向装置の製造方法において、
前記回転多面鏡の外表面に、前記光偏向装置の組立順番、前記光偏向装置の構成部材の組合せ情報、生産工程内の検査データなどを形成して、前記光偏向装置の生産管理情報を前記回転多面鏡に逐次記録しながら、前記光偏向装置を組み立てることを特徴とする光偏向装置の製造方法。
A rotating polygonal mirror, a flange member for fixing the rotating polygonal mirror, a rotor unit including a magnet for rotational driving,
A hydrodynamic bearing comprising a rotating bearing member and a fixed bearing member rotatably supporting the rotor unit,
A method of manufacturing an optical deflector comprising: a support base supporting the fixed bearing member; and a stator unit including a magnet coil for rotational driving.
On the outer surface of the rotary polygon mirror, the assembly order of the light deflecting device, combination information of components of the light deflecting device, inspection data in a production process, and the like are formed, and the production management information of the light deflecting device is A method of manufacturing an optical deflecting device, comprising assembling the optical deflecting device while sequentially recording on a rotary polygon mirror.
前記生産管理情報は、レーザマーキング、放射線照射、インクジェット記録、スタンプ、罫書き、ラベル添付等により前記回転多面鏡に形成されることを特徴とする請求項3に記載の光偏向装置の製造方法。4. The method according to claim 3, wherein the production management information is formed on the rotary polygon mirror by laser marking, radiation irradiation, ink jet recording, stamping, scoring, label attachment, or the like. 前記回転多面鏡に形成される前記生産管理情報は、製造日付、部品番号、適用機種、内周面の測定値、ミラー面の倒れ角、反射率、測定者記号等であることを特徴とする請求項3に記載の光偏向装置の製造方法。The production management information formed on the rotating polygon mirror is a manufacturing date, a part number, an applicable model, a measured value of an inner peripheral surface, a tilt angle of a mirror surface, a reflectance, a measurer symbol, and the like. A method for manufacturing the optical deflection device according to claim 3. 前記回転多面鏡に形成される前記生産管理情報は、英数字、記号、バーコード、二次元コード等であることを特徴とする請求項3に記載の光偏向装置の製造方法。4. The method according to claim 3, wherein the production management information formed on the rotary polygon mirror is an alphanumeric character, a symbol, a barcode, a two-dimensional code, or the like.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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