JP3298980B2 - 光走査装置 - Google Patents
光走査装置Info
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Description
てくる画像信号に応じて高速に印字出力する電子写真方
式の記録装置等に使用する光走査装置に関し、特に、レ
ーザビーム等の光ビームを画像信号に応じて偏向制御す
る光走査装置に関するものである。
を担う記録装置として、電子写真方式の記録装置、例え
ばレーザビームプリンタがよく用いられている。この記
録装置は、一般的には、画像情報に応じて光ビームを偏
向制御し、感光体上を走査させる光走査装置と、感光体
を帯電する帯電装置と、前記光ビームにより感光体上に
形成された潜像を現像する現像装置と、この現像装置に
より顕像化された画像を紙等の被記録媒体上に転写定着
する転写定着装置から構成されている。
る光走査装置は、反射鏡と、この反射鏡の回転軸を回転
可能に支持する軸受と、前記回転軸に接続され、反射鏡
を回転駆動するモータからなり、このモータにより反射
鏡を数千から1万rpm程度で回転させることにより、
反射鏡の鏡面に入射される光ビームを偏向走査するよう
に構成されている。
るシリンドリカルモードとコニカルモードと呼ばれる2
種類の共振モードを有することが知られている。そし
て、上記両共振モードの共振周波数は、回転体の質量
と、回転軸を支持する軸受の剛性によって決定され、回
転体の質量が小さいほど、あるいは軸受の剛性が高いほ
ど、両共振周波数は高くなる。さらに、前記コニカルモ
ードの共振周波数は、回転体の回転数が高いほど、高く
なる。
る反射鏡の回転数があまり高くないので、高剛性の軸受
により反射鏡の回転軸を支持することによって、反射鏡
の回転周波数を前記両共振モードの共振周波数より十分
低く設定することで、前記両共振モードの影響を考える
ことなく、反射鏡の回転軸の振れ回りを強制的に抑制す
る方法が採用されていた。
電子写真式記録装置に用いられる光走査装置において
は、反射鏡の動バランスの調整や、反射鏡の回転軸と軸
受の回転中心軸合わせが十分精密に行われていないと、
上記動バランス不良や上記回転中心軸ずれに起因する反
射鏡の回転軸の振れ回りが生じ、その結果、感光体上を
走査される光ビームの結像位置ずれが生じるという問題
があった。
出力速度はさらに速くなる方向へ進んでいるので、反射
鏡の回転速度をさらに高速化する必要に迫られている。
そこで、従来の光走査装置において、回転体の回転周波
数が前記共振周波数に接近すると、共振現象のために回
転軸の振動振幅が増大し、このため、性能の低下・騒音
・寿命の短縮、等が発生するだけでなく、瞬時破壊にい
たる場合もある。
走査装置においては、通常、動作回転周波数に対して、
前記共振周波数が十分高くなるような構造が採用されて
いた。具体的には、ボールベアリングの場合は与圧を大
きくし、流体軸受においては軸部材と軸受間のギャップ
を小さくし、いずれも軸受剛性を大きくすることで共振
周波数を高くしている。それ故、このような方法には、
ベアリングの与圧を上げると、軸受抵抗が増大し駆動回
路に大出力が要求されるという問題や、ベアリング寿命
の短縮が避けられないという問題があった。また、流体
軸受の小ギャップ化は、極めて高精度な機械加工が要求
され、コストの上昇を引き起こすという問題もあった。
力に起因する振動が軸受を介して外部にもれることによ
り、前記記録装置の動作に悪影響を及ぼすという問題が
あった。
になされたものであり、その目的は、反射鏡の高速回転
時においても反射鏡の振動を防止して、光ビームの結像
位置ずれを防止した光走査装置を提供することにある。
に本発明の請求項1に記載の光走査装置は、画像情報に
したがって変調された光ビームを回転しながら反射する
反射鏡と、その反射鏡の回転軸を回転可能に支持する軸
受装置とを備えたものを対象として、特に、前記軸受装
置は、前記回転軸を支持する軸受部材とその軸受部材を
支持する筐体とから構成され、前記軸受け部材と前記筐
体との間には、粘性を有する液体と、その液体の漏れを
封ずるリング状弾性体とが介在していることを特徴とし
ている。
記反射鏡の回転軸の振れ回り共振モードの共振周波数が
前記反射鏡の回転周波数よりも低くなるように、前記軸
受装置の軸受剛性を設定したことを特徴としている。
前記反射鏡の回転軸の振れ回り共振モードの共振周波数
が前記反射鏡の回転周波数の1/3倍よりも低くなるよ
うに、前記軸受装置の軸受剛性を設定したことを特徴と
している。
光走査装置において、軸受装置によって回転可能に支持
された反射鏡は、画像情報にしたがって変調された光ビ
ームを回転しながら反射するが、軸受装置は、回転軸を
支持する軸受部材とその軸受部材を支持する筐体とから
構成され、軸受け部材と筐体との間には、粘性を有する
液体と、その液体の漏れを封ずるリング状弾性体とが介
在しているので、反射鏡が高速に回転した場合において
も反射鏡の振動を防止することができ、光ビームの結像
位置ずれを防止することができる。
て、軸受装置の軸受剛性は、反射鏡の回転軸の振れ回り
共振モードの共振周波数が反射鏡の回転周波数よりも低
くなるように設定されているので、共振周波数を外して
反射鏡の回転を高速にすることができ、その場合におい
ても反射鏡の振動を防止することができる。
いて、軸受装置の軸受剛性は、反射鏡の回転軸の振れ回
り共振モードの共振周波数が反射鏡の回転周波数の1/
3倍よりも低くなるように設定されているので、共振周
波数を更に外して反射鏡の回転を高速にすることがで
き、その場合においても反射鏡の振動を防止することが
できる。
参照して説明する。
9と、軸受装置30と、モータ40とから構成される。
この回転体9は、反射鏡である多面体ミラー1と、その
中心軸に結合された回転軸としての軸部材2と、その多
面体ミラー1の底面に接着された、駆動装置としてのモ
ータ40の永久磁石3とより構成される。
構成された軸受部材としてのピボット軸受6a、6b
と、ゴムで構成されるリング状弾性体7a、7bと、粘
性の高いグリス状の材料よりなる減衰部材8a、8bと
からなり、前記軸部材2の両端は、ピボット軸受6a、
6bで拘束されている。また、これらのピボット軸受6
a、6bは、その側面がリング状弾性体7a、b、によ
り、また、その底面が減衰部材8a、8bを介してそれ
ぞれ4に保持されている。
ての軸フレーム4の弾性力を利用して、前記軸部材2を
回転可能に保持している。また、軸フレーム4の、前記
永久磁石3に対向する位置には、モータ40のステータ
コイル5が設置されている。ステータヨーク機能はフレ
ーム4が兼ねている。
状・質量と軸受剛性で決定されるが、その値は、リング
状弾性体7a、bの弾性率を適当に選定することによっ
て、広い範囲にわたり任意に設定可能である。本実施例
では、前記共振周波数を、動作回転周波数に対して十分
低く(1/3程度以下)設定されている。
に、図示しない光源から発せられた光ビームが図示しな
い感光ドラム上に照射される。
うに構成した光走査装置の軸受装置の作用を説明する。
図2は、回転周波数と軸振動振幅との関係を示す。
あるので、その詳細な説明はここでは省略する。
ステータコイル5と、永久磁石3とによって回転駆動力
を得る。回転開始直後は軸部材2の中心が回転軸となる
が、回転数の上昇にしたがって、軸部材は次式に支配さ
れる振動を始める。
回転体9の質量、μは減衰部材8a、8bの抵抗係数、
Sは軸受装置30の軸受剛性係数、ωは回転体9の回転
周波数を示す。
々、回転体9の慣性力、軸受装置30の並進運動に伴う
抵抗力、軸受装置30の軸受剛性Sによる復元力であ
る。また(1)式の右辺は、回転体9に偏心があるため
に発生する遠心力である。
の変位と軸受装置30による復元力との位相、Ω1は軸
部材2の共振モードの共振周波数である。
(2)及び(3)より、起動直後の低速回転時の軸部材
2の振動振幅Aは、 A=Δ・ω2/(2S) (4) となる。即ち、遠心力M・Δ・ω2と復元力2SAとが
平衡しており、静的な場合と同様である。回転数が共振
周波数になると、 tan(δ)=∞ 即ち、 δ=90° となり共振状態にはいる。この時は、遠心力M・Δ・ω
2と平衡するのは、減衰部材8a、8bによる抵抗力2
AμΩ1のみとなり、 A=M・Δ・Ω1/2μ (5) となる。さらに、回転周波数が十分高くなると、 A=−Δ (6) となり、回転体9は、その慣性軸を中心として回転す
る。従って、さらに回転数が上昇しても、回転体9を弾
性体として取り扱う必要がある回転数領域まで(通常
は、数10万rpm以上)、軸部材2の振動振幅Aの増
加はない。
ley、”The gas centrifuge.P
art2、”Rev.Mod.Phys.、56(6
7)、1984.を参照されたい。
受装置30を利用した光走査装置10の作用を説明す
る。
滅して光ビームを発しており、モータ40により軸部材
2を中心に、上記詳述したように、ωの回転数で安定し
て定速回転している多面体ミラー1に向かう。
反射率で反射される。反射された光ビームは、回転体9
の回転によって、ほぼ水平方向に走査され、図示しない
感光ドラム上に順次照射される。そして、図示しない帯
電装置により帯電された感光ドラム上に前記画像信号に
応じた潜像が形成される。
軸部材2の振動の変位と軸受装置30による復元力との
間の位相差は180゜に達しているので、回転体はほぼ
真の慣性軸を回転中心として回転するので、遠心力と復
元力が平衡し、その結果、軸部材2の振動振幅は、回転
体9の偏心量程度になり、感光ドラム上を走査される光
ビームに結像位置ずれは生じない。
像は、図示しない公知の電子写真プロセス等により、顕
像化された後、図示しない紙等の被記録媒体上に転写定
着され、ハードコピーとして出力される。
の電子写真プロセスは一般的なものであり、また、如何
なる方式を採用しても、本発明の効果を何等損なわない
ので、ここでは、その詳細な説明は省略する。
常に低い軸受装置として図1に示すようなピボット軸受
を例示して詳説したが、非常に低い軸受剛性を実現でき
る軸受であれば、その軸受構成としては、本実施例に限
定されるものではなく、種々の変形が可能である。
は、回転体の軸部材に回転駆動力を与えることが出来る
ものであれば、本実施例中に例示したものに限定される
ものではなく、本発明の効果が失われることなく、種々
の変形が可能である。
種々の変形が可能である。
発明の請求項1に記載の光走査装置によれば、軸受装置
によって回転可能に支持された反射鏡は、画像情報にし
たがって変調された光ビームを回転しながら反射する
が、軸受装置は、回転軸を支持する軸受部材とその軸受
部材を支持する筐体とから構成され、軸受け部材と筐体
との間には、粘性を有する液体と、その液体の漏れを封
ずるリング状弾性体とが介在しているので、反射鏡が高
速に回転した場合においても反射鏡の振動を防止するこ
とができ、光ビームの結像位置ずれを防止することがで
きる。
て、軸受装置の軸受剛性は、反射鏡の回転軸の振れ回り
共振モードの共振周波数が反射鏡の回転周波数よりも低
くなるように設定されているので、共振周波数を外して
反射鏡の回転を高速にすることができ、その場合におい
ても反射鏡の振動を防止することができる。
いて、軸受装置の軸受剛性は、反射鏡の回転軸の振れ回
り共振モードの共振周波数が反射鏡の回転周波数の1/
3倍よりも低くなるように設定されているので、共振周
波数を更に外して反射鏡の回転を高速にすることがで
き、その場合においても反射鏡の振動を防止することが
できる。
図である。
係を示す説明図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 画像情報にしたがって変調された光ビー
ムを回転しながら反射する反射鏡と、 その反射鏡の回転軸を回転可能に支持する軸受装置とを
備えた光走査装置において、 前記軸受装置は、前記回転軸を支持する軸受部材とその
軸受部材を支持する筐体とから構成され、 前記軸受け部材と前記筐体との間には、粘性を有する液
体と、その液体の漏れを封ずるリング状弾性体とが介在
していることを特徴とする光走査装置。 - 【請求項2】 前記反射鏡の回転軸の振れ回り共振モー
ドの共振周波数が前記反射鏡の回転周波数よりも低くな
るように、前記軸受装置の軸受剛性を設定したことを特
徴とする請求項1に記載の光走査装置。 - 【請求項3】 前記反射鏡の回転軸の振れ回り共振モー
ドの共振周波数が前記反射鏡の回転周波数の1/3倍よ
りも低くなるように、前記軸受装置の軸受剛性を設定し
たことを特徴とする請求項1に記載の光走査装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12386193A JP3298980B2 (ja) | 1993-05-26 | 1993-05-26 | 光走査装置 |
US08/239,879 US5461498A (en) | 1993-05-26 | 1994-05-09 | Light scanning device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12386193A JP3298980B2 (ja) | 1993-05-26 | 1993-05-26 | 光走査装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06331916A JPH06331916A (ja) | 1994-12-02 |
JP3298980B2 true JP3298980B2 (ja) | 2002-07-08 |
Family
ID=14871208
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP12386193A Expired - Fee Related JP3298980B2 (ja) | 1993-05-26 | 1993-05-26 | 光走査装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP3298980B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5117948B2 (ja) * | 2008-07-14 | 2013-01-16 | ミネベアモータ株式会社 | ポリゴンミラースキャナモータの製造方法 |
-
1993
- 1993-05-26 JP JP12386193A patent/JP3298980B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH06331916A (ja) | 1994-12-02 |
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