JP2974514B2 - 走査光学装置 - Google Patents
走査光学装置Info
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- JP2974514B2 JP2974514B2 JP25069192A JP25069192A JP2974514B2 JP 2974514 B2 JP2974514 B2 JP 2974514B2 JP 25069192 A JP25069192 A JP 25069192A JP 25069192 A JP25069192 A JP 25069192A JP 2974514 B2 JP2974514 B2 JP 2974514B2
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、レーザービームなどの
光束を用いた記録装置において、光束を例えば感光体上
に走査するための回転多面鏡を内蔵する走査光学装置に
関するものである。
光束を用いた記録装置において、光束を例えば感光体上
に走査するための回転多面鏡を内蔵する走査光学装置に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、この種の走査光学装置では回転多
面鏡を高速或いは高精度で回転させることが要求されて
おり、特にレーザービームプリンタ等では高精度な偏向
走査装置を得るために、非接触で回転する軸受が用いら
れている。
面鏡を高速或いは高精度で回転させることが要求されて
おり、特にレーザービームプリンタ等では高精度な偏向
走査装置を得るために、非接触で回転する軸受が用いら
れている。
【０００３】図５には、このような非接触軸受の１つで
ある動圧流体軸受を用いた従来のレーザービームプリン
タの偏向走査装置が示されている。回転軸１とスリーブ
２は相互に回転可能に嵌合されており、スリーブ２の下
端部にはスラスト板３が固定板４と共に配置され、外筒
５に固定されている。回転軸１には、フランジ６が固定
され、フランジ６の上部には回転多面鏡７が固定され、
フランジ６の下部には駆動用マグネット８を固定したヨ
ーク９が固定されており、駆動用マグネット８と対向す
る位置には外筒５に固定されたステータ１０が配置さ
れ、駆動モータを構成している。
ある動圧流体軸受を用いた従来のレーザービームプリン
タの偏向走査装置が示されている。回転軸１とスリーブ
２は相互に回転可能に嵌合されており、スリーブ２の下
端部にはスラスト板３が固定板４と共に配置され、外筒
５に固定されている。回転軸１には、フランジ６が固定
され、フランジ６の上部には回転多面鏡７が固定され、
フランジ６の下部には駆動用マグネット８を固定したヨ
ーク９が固定されており、駆動用マグネット８と対向す
る位置には外筒５に固定されたステータ１０が配置さ
れ、駆動モータを構成している。
【０００４】ここで、スラスト板３には回転軸１の端部
と対向する面に浅溝１１が刻設されて動圧スラスト軸受
が形成されている。また回転軸１の外周面にはスリーブ
２の内周面と対向する位置の２個所にヘリングボーン状
の浅溝１４が刻設され、更に動圧スラスト軸受に潤滑流
体が流れるようなスパイラル状の浅溝１５が刻設されて
いる。また、スリーブ２の内面には浅溝１４と浅溝１５
の中間部分と対向する位置に凹部１６を設けると共、直
径方向の小径孔１７を設けることによって、潤滑流体の
安定性を確保している。更に、同様にスリーブ２の内面
には２個所の浅溝１４の中間部と対向する位置に逃げ部
１８が形成され、下側の浅溝１４と動圧スラスト軸受部
との中間部分と対向する位置には逃げ部１９が形成さ
れ、流体軸受部の損失が小さくなるようにされている。
と対向する面に浅溝１１が刻設されて動圧スラスト軸受
が形成されている。また回転軸１の外周面にはスリーブ
２の内周面と対向する位置の２個所にヘリングボーン状
の浅溝１４が刻設され、更に動圧スラスト軸受に潤滑流
体が流れるようなスパイラル状の浅溝１５が刻設されて
いる。また、スリーブ２の内面には浅溝１４と浅溝１５
の中間部分と対向する位置に凹部１６を設けると共、直
径方向の小径孔１７を設けることによって、潤滑流体の
安定性を確保している。更に、同様にスリーブ２の内面
には２個所の浅溝１４の中間部と対向する位置に逃げ部
１８が形成され、下側の浅溝１４と動圧スラスト軸受部
との中間部分と対向する位置には逃げ部１９が形成さ
れ、流体軸受部の損失が小さくなるようにされている。
【０００５】このような動圧流体軸受の他に、セラミッ
ク材料を用いた軸受装置なども最近用いられるようにな
っている。
ク材料を用いた軸受装置なども最近用いられるようにな
っている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述の従
来例では、高速で高精度な偏向走査装置を得るために、
次のような欠点がある。
来例では、高速で高精度な偏向走査装置を得るために、
次のような欠点がある。
【０００７】(1) 流体に油、グリース等を用いた動圧流
体軸受では、高速になるにつれて流体の粘性抵抗が大き
くなり、損失トルクが増加し発熱が大きくなり、消費電
力が増加する。
体軸受では、高速になるにつれて流体の粘性抵抗が大き
くなり、損失トルクが増加し発熱が大きくなり、消費電
力が増加する。
【０００８】(2) 空気等の流体を用いた動圧流体軸受で
は、塵埃等の混入や湿気に対して弱いため取扱いが難し
く、また高速で回転している際に振動等により接触した
場合には所謂かじり現象等を生じ易い。
は、塵埃等の混入や湿気に対して弱いため取扱いが難し
く、また高速で回転している際に振動等により接触した
場合には所謂かじり現象等を生じ易い。
【０００９】(3) セラミック材料を用いた軸受の場合に
は、回転多面鏡等を取り付けることが困難であると共
に、材質の熱膨張率が大きく違うことから、一旦精度良
く取り付けられても熱変化等を生ずると精度が劣化す
る。
は、回転多面鏡等を取り付けることが困難であると共
に、材質の熱膨張率が大きく違うことから、一旦精度良
く取り付けられても熱変化等を生ずると精度が劣化す
る。
【００１０】本発明の目的は、上述の欠点を解消し、高
速回転時でも損失トルク、消費電力の増加が少なく、塵
埃等の混入や振動等によりかじり現象の発生を防止で
き、かつ精度を安定的に保持することができる走査光学
装置を提供することにある。
速回転時でも損失トルク、消費電力の増加が少なく、塵
埃等の混入や振動等によりかじり現象の発生を防止で
き、かつ精度を安定的に保持することができる走査光学
装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの本発明に係る走査光学装置は、回転多面鏡を含む回
転体を回転して、光束を偏向走査させる走査光学装置に
おいて、相互に回転可能に嵌合する固定軸と回転スリー
ブをセラミック材料で形成し、前記回転スリーブの外周
に固定した金属部材に駆動マグネット及び前記回転多面
鏡を取り付け、前記回転スリーブの下側に第１の永久磁
石を取り付け、該第１の永久磁石と対向する固定位置に
第２の永久磁石を取り付け、前記第１、第２の永久磁石
による反発力により、前記回転体のスラスト方向の荷重
を支えるようにしたことを特徴とする。
めの本発明に係る走査光学装置は、回転多面鏡を含む回
転体を回転して、光束を偏向走査させる走査光学装置に
おいて、相互に回転可能に嵌合する固定軸と回転スリー
ブをセラミック材料で形成し、前記回転スリーブの外周
に固定した金属部材に駆動マグネット及び前記回転多面
鏡を取り付け、前記回転スリーブの下側に第１の永久磁
石を取り付け、該第１の永久磁石と対向する固定位置に
第２の永久磁石を取り付け、前記第１、第２の永久磁石
による反発力により、前記回転体のスラスト方向の荷重
を支えるようにしたことを特徴とする。
【００１２】
【作用】上述の構成を有する走査光学装置は、回転多面
鏡を固定して回転スリーブが高速回転すると、回転スリ
ーブと回転軸との間には空気膜が形成され、かつ回転体
のスラスト方向の荷重は永久磁石同士の反発力により支
えらるため、回転スリーブは無接触で回転する。
鏡を固定して回転スリーブが高速回転すると、回転スリ
ーブと回転軸との間には空気膜が形成され、かつ回転体
のスラスト方向の荷重は永久磁石同士の反発力により支
えらるため、回転スリーブは無接触で回転する。
【００１３】
【実施例】本発明を図１〜図４に図示の実施例に基づい
て詳細に説明する。図１、図２は第１の実施例を示し、
固定軸２１の周りに回転スリーブ２２が回転可能に嵌合
され、これらはセラミック材料で形成されている。回転
スリーブ２２の外周には、例えば焼き嵌め等の公知の手
段により例えばアルミニウム、黄銅等の金属材料で形成
された固定部材２３が取り付けられ、固定部材２３には
回転多面鏡２４が板ばね２５により固定され、また駆動
マグネット２６が接着等の手段により固定されている。
固定軸２１はモータハウジング２７に固定され、モータ
ハウジング２７には駆動マグネット２６と対向する位置
に、ステータ２８及び電気部品等を取り付けたモータ基
板２９が設置され駆動モータを構成している。更に、回
転スリーブ２２の下側には永久磁石３０が配置される一
方で、固定軸２１には永久磁石３０と上下方向に対向す
る永久磁石３１が配置され、これらの永久磁石３０、３
１は互いに反発し、スラスト方向の荷重を支えている。
て詳細に説明する。図１、図２は第１の実施例を示し、
固定軸２１の周りに回転スリーブ２２が回転可能に嵌合
され、これらはセラミック材料で形成されている。回転
スリーブ２２の外周には、例えば焼き嵌め等の公知の手
段により例えばアルミニウム、黄銅等の金属材料で形成
された固定部材２３が取り付けられ、固定部材２３には
回転多面鏡２４が板ばね２５により固定され、また駆動
マグネット２６が接着等の手段により固定されている。
固定軸２１はモータハウジング２７に固定され、モータ
ハウジング２７には駆動マグネット２６と対向する位置
に、ステータ２８及び電気部品等を取り付けたモータ基
板２９が設置され駆動モータを構成している。更に、回
転スリーブ２２の下側には永久磁石３０が配置される一
方で、固定軸２１には永久磁石３０と上下方向に対向す
る永久磁石３１が配置され、これらの永久磁石３０、３
１は互いに反発し、スラスト方向の荷重を支えている。
【００１４】ここで、駆動モータにより回転スリーブ２
２が回転されると、固定軸２１と回転スリーブ２２との
間に空気膜が形成されるので、非接触で回転スリーブ２
２及び回転多面鏡２４を回転駆動させることが可能とな
る。回転多面鏡２４が駆動モータにより回転されると、
図２に示すように光学箱３２に配置されたレーザーユニ
ット３３より射出されたレーザービームＬは、回転多面
鏡２４により反射された後に、レンズ群３４により集光
され、感光体３５の上に偏向走査する。
２が回転されると、固定軸２１と回転スリーブ２２との
間に空気膜が形成されるので、非接触で回転スリーブ２
２及び回転多面鏡２４を回転駆動させることが可能とな
る。回転多面鏡２４が駆動モータにより回転されると、
図２に示すように光学箱３２に配置されたレーザーユニ
ット３３より射出されたレーザービームＬは、回転多面
鏡２４により反射された後に、レンズ群３４により集光
され、感光体３５の上に偏向走査する。
【００１５】以上のような構成にすることにより、偏向
走査装置の回転側は固定側に対して完全に非接触で回転
させることができ、固定軸２１と回転スリーブ２２の間
には空気しか介在しないため、高速に回転した場合でも
損失トルクの増加が小さく、発熱が少なくなると共に消
費電力の増加も少ない。また、固定軸２１及び回転スリ
ーブ２２がセラミック材料で形成されているために、塵
埃等が混入した場合や、高速回転中に振動等を受けて接
触した場合でも、かじり現象が生ずる可能性が少ない。
特に、固定軸２１及び回転スリーブ２２を構成するセラ
ミック材料に高強度窒化硅素（Ｓｉ3 Ｎ4 ）を用いた場
合は、耐摩耗性、強度が優れているために、かじり現象
を生ずる虞れが極めて小さい。
走査装置の回転側は固定側に対して完全に非接触で回転
させることができ、固定軸２１と回転スリーブ２２の間
には空気しか介在しないため、高速に回転した場合でも
損失トルクの増加が小さく、発熱が少なくなると共に消
費電力の増加も少ない。また、固定軸２１及び回転スリ
ーブ２２がセラミック材料で形成されているために、塵
埃等が混入した場合や、高速回転中に振動等を受けて接
触した場合でも、かじり現象が生ずる可能性が少ない。
特に、固定軸２１及び回転スリーブ２２を構成するセラ
ミック材料に高強度窒化硅素（Ｓｉ3 Ｎ4 ）を用いた場
合は、耐摩耗性、強度が優れているために、かじり現象
を生ずる虞れが極めて小さい。
【００１６】更に、回転スリーブ２２の外周に金属材料
から成る固定部材２３が固定され、この固定部材２３に
回転多面鏡２４及び駆動マグネット２６が固定されてい
るために、熱膨張率の違いによる精度劣化が少なく、ま
たセラミック材料で形成された回転スリーブ２２の形状
も単純となるため、高精度な加工も容易でコスト的にも
有利となる。更に、回転スリーブ２２の外周に固定され
ている金属材料から成る固定部材２３は加工が容易であ
るため、駆動マグネット２６を所望の位置に取り付ける
ことができ、その加工精度を高精度にすることができ
る。また、回転体の重心位置は固定部材２３の形状を変
えれば或る程度自由に設計することができ、理想的な位
置である軸受中央付近にすることも容易である。
から成る固定部材２３が固定され、この固定部材２３に
回転多面鏡２４及び駆動マグネット２６が固定されてい
るために、熱膨張率の違いによる精度劣化が少なく、ま
たセラミック材料で形成された回転スリーブ２２の形状
も単純となるため、高精度な加工も容易でコスト的にも
有利となる。更に、回転スリーブ２２の外周に固定され
ている金属材料から成る固定部材２３は加工が容易であ
るため、駆動マグネット２６を所望の位置に取り付ける
ことができ、その加工精度を高精度にすることができ
る。また、回転体の重心位置は固定部材２３の形状を変
えれば或る程度自由に設計することができ、理想的な位
置である軸受中央付近にすることも容易である。
【００１７】図３は第２の実施例を示し、図１と同一部
材で機能が同じものについては同一記号を符している。
セラミック材料で形成された固定軸２１には、回転スリ
ーブ２２と嵌合する部分の中央近傍に溝３６が設けられ
ている。
材で機能が同じものについては同一記号を符している。
セラミック材料で形成された固定軸２１には、回転スリ
ーブ２２と嵌合する部分の中央近傍に溝３６が設けられ
ている。
【００１８】このように溝３６を設けることにより、回
転時において固定軸２１と回転スリーブ２２との間に形
成される空気膜が２個所になるため、モーメント方向の
振れ廻りを小さくすることが可能となる。また、溝３６
の加工はセラミックを焼成する前に加工しておけばよ
く、加工コストが高くなることはない。
転時において固定軸２１と回転スリーブ２２との間に形
成される空気膜が２個所になるため、モーメント方向の
振れ廻りを小さくすることが可能となる。また、溝３６
の加工はセラミックを焼成する前に加工しておけばよ
く、加工コストが高くなることはない。
【００１９】図４は第３の実施例を示し、この場合に固
定軸２１は金属材料から成る芯軸２１ａの周りにセラミ
ック材料で形成された外管２１ｂを固定した二重構造と
なっている。
定軸２１は金属材料から成る芯軸２１ａの周りにセラミ
ック材料で形成された外管２１ｂを固定した二重構造と
なっている。
【００２０】このような構成にすることにより、高価な
セラミック材料の使用量を削減できると共に、前述の第
２の実施例で説明した軸受部中央の溝３６を設ける場合
も、セラミック材料の外管２１ｂを２分割して固定し、
後の加工で外周を研削すれば精度的にも劣ることはな
い。
セラミック材料の使用量を削減できると共に、前述の第
２の実施例で説明した軸受部中央の溝３６を設ける場合
も、セラミック材料の外管２１ｂを２分割して固定し、
後の加工で外周を研削すれば精度的にも劣ることはな
い。
【００２１】なお、以上の各実施例は、高速回転に有利
とされるインナロータ型の偏向走査装置を例に説明した
が、その他のアウタロータ型、面対向型のものにも本発
明を適用することが可能である。
とされるインナロータ型の偏向走査装置を例に説明した
が、その他のアウタロータ型、面対向型のものにも本発
明を適用することが可能である。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したように本発明に係る走査光
学装置は、回転スリーブが固定軸の周りに非接触で回転
するので、高速回転する場合も発熱が少なく、また回転
体は永久磁石の反発力により支えられているので損失ト
ルクおよび消費電力の増加も少なく、塵埃等の混入や振
動等によるかじり現象を生ずることも少ない。更に、回
転スリーブの外周に固定された金属材料から成る固定部
材に回転多面鏡及び駆動マグネットが固定されているの
で、熱膨張率の差異による精度劣化も小さくすることが
できる。
学装置は、回転スリーブが固定軸の周りに非接触で回転
するので、高速回転する場合も発熱が少なく、また回転
体は永久磁石の反発力により支えられているので損失ト
ルクおよび消費電力の増加も少なく、塵埃等の混入や振
動等によるかじり現象を生ずることも少ない。更に、回
転スリーブの外周に固定された金属材料から成る固定部
材に回転多面鏡及び駆動マグネットが固定されているの
で、熱膨張率の差異による精度劣化も小さくすることが
できる。
【図１】第１の実施例の断面図である。
【図２】光学箱の平面図である。
【図３】第２の実施例の断面図である。
【図４】第３の実施例の断面図である。
【図５】従来例の断面図である。
２１ 固定軸 ２１ａ 軸芯 ２１ｂ 外管 ２２ 回転スリーブ ２３ 固定部材 ２４ 回転多面鏡 ２５ 板ばね ２６ 駆動マグネット ２７ モータハウジング ２８ ステータ ２９ モータ基板 ３０、３１ 永久磁石
Claims (2)
- 【請求項１】 回転多面鏡を含む回転体を回転して、光
束を偏向走査させる走査光学装置において、相互に回転
可能に嵌合する固定軸と回転スリーブをセラミック材料
で形成し、前記回転スリーブの外周に固定した金属部材
に駆動マグネット及び前記回転多面鏡を取り付け、前記
回転スリーブの下側に第１の永久磁石を取り付け、該第
１の永久磁石と対向する固定位置に第２の永久磁石を取
り付け、前記第１、第２の永久磁石による反発力によ
り、前記回転体のスラスト方向の荷重を支えるようにし
たことを特徴とする走査光学装置。 - 【請求項２】 前記金属部材には前記回転多面鏡を固定
するための板ばねを取り付けた請求項１に記載の走査光
学装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25069192A JP2974514B2 (ja) | 1992-08-25 | 1992-08-25 | 走査光学装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25069192A JP2974514B2 (ja) | 1992-08-25 | 1992-08-25 | 走査光学装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0675185A JPH0675185A (ja) | 1994-03-18 |
| JP2974514B2 true JP2974514B2 (ja) | 1999-11-10 |
Family
ID=17211612
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25069192A Expired - Fee Related JP2974514B2 (ja) | 1992-08-25 | 1992-08-25 | 走査光学装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2974514B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5900903A (en) * | 1995-03-29 | 1999-05-04 | Canon Kabushiki Kaisha | Deflecting scanning apparatus |
| CN115945813B (zh) * | 2022-10-14 | 2024-08-13 | 沈阳宝钢东北贸易有限公司 | 一种激光焊接设备用短料定位与上料工装机构 |
-
1992
- 1992-08-25 JP JP25069192A patent/JP2974514B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0675185A (ja) | 1994-03-18 |
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Legal Events
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