JP3382448B2 - 光偏向装置 - Google Patents

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
る光偏向装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図４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一般的な光
偏向装置を説明するもので、これは、光源ユニット５０
から発生された光ビームＬ₀ をシリンドリカルレンズ５
１によって回転多面鏡１０１の反射面に線状に集光さ
せ、回転多面鏡１０１の回転によって偏向走査し、結像
レンズ系５２を経て図示しない回転ドラム上の感光体に
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等によって構成され、前記感光体
に結像する点像の歪を補正する機能を有する。また、偏
向走査された光ビームの一部分は反射ミラー５３によっ
て光ファイバ５４の受光端に導入され、走査開始信号に
変換されて光源ユニット５０に送信される。

【０００３】回転多面鏡１０１の駆動部は、図３に示す
ように、固定軸１０２に嵌合する回転スリーブ１０３に
フランジ部材１０３ａを一体化してこれにロータマグネ
ット１０４を固着し、回転多面鏡１０１を押えバネ１０
５によってフランジ部材１０３ａに押圧してこれと一体
的に結合させるとともに、固定軸１０２を固定したモー
タハウジング１０６にモータ基板１０７を支持させたも
ので、モータ基板１０７上に立設されたステータコイル
１０８を励磁することで、ロータマグネット１０４と回
転多面鏡１０１を一体的に回転させる。

【０００４】回転スリーブ１０３はその回転によって固
定軸１０２との間に空気膜を形成し、固定軸１０２に非
接触で回転するラジアル空気軸受を構成する。回転スリ
ーブ１０３の下端には第１の永久磁石１０９ａが固着さ
れ、永久磁石１０９ａはモータハウジング１０６と一体
である第２の永久磁石１０９ｂに対向しており、両永久
磁石１０９ａ，１０９ｂの間に作用する磁気反撥力によ
って、回転スリーブ１０３の下端をモータハウジング１
０６に対して非接触で支持するスラスト軸受を構成す
る。

【０００５】回転多面鏡１０１をフランジ部材１０３ａ
に押圧する押えバネ１０５は、回転スリーブ１０３の側
面に組み付けられた皿形のバネであり、その内周縁が回
転スリーブ１０３の環状溝に係止され、外周縁が回転多
面鏡１０１の上面に押圧される。

【０００６】また、回転スリーブ１０３の開口端はふた
部材１０３ｂによって閉塞され、固定軸１０２の上端に
空気だまり１１０が形成される。回転スリーブ１０３の
固定軸１０２に対する軸方向の位置が変化すると、空気
だまり１１０内の空気が加圧または減圧され、回転スリ
ーブ１０３を元の位置に戻そうとする力が働く。これに
よって回転スリーブ１０３の軸方向の変位を防ぎ、回転
多面鏡１０１を安定して回転させることができる。

【０００７】なお、固定軸１０２と回転スリーブ１０３
は双方とも耐摩耗性にすぐれたセラミックによって作ら
れており、両者の嵌合部は高い面精度に仕上げられる。
他方、フランジ部材１０３ａはアルミニウム合金や黄銅
等の比較的安価な材料によって製作され、焼きばめ等に
よって回転スリーブ１０３に結合される。

【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、前述のように、回転多面鏡をフランジ
部材に押圧する押えバネが回転スリーブの外面に組み付
けられており、このために、回転スリーブを回転多面鏡
の上方へ大きく突出させなければならず、従って、回転
スリーブが極めて長尺であり、これを支持する固定軸も
長くなる。その結果、回転多面鏡の駆動部全体が嵩高と
なり、光偏向装置の小型化を妨げる。

【０００９】また、空気軸受を構成する固定軸や回転ス
リーブが材料コストの高いセラミックであり、しかも両
者の嵌合部は高度の加工精度を必要とするため、固定軸
や回転スリーブが長尺であればこれらの製作費が高騰
し、光偏向装置の部品コストの上昇を招くおそれがあ
る。

【００１０】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、回転多面鏡の駆動
部が嵩高になるのを防ぎ、装置の小型化や低価格化等を
大きく促進できる光偏向装置を提供することを目的とす
るものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の光偏向装置は、光ビームを反射する回転多
面鏡と、固定軸と、前記固定軸に回転自在に嵌合された
回転スリーブと、前記回転スリーブと一体的に設けられ
前記回転多面鏡を支持する回転部材と、前記回転部材を
回転させる駆動手段と、前記回転多面鏡を前記回転部材
に押圧する弾性部材とを有する光偏向装置において、前
記回転スリーブの開口端を閉塞するふた部材が前記回転
部材と一体であることを特徴とする。

【００１２】前記回転部材が、前記回転多面鏡を支持す
るフランジ部と、前記弾性部材が組み付けられた軸部と
を有するとよい。

【００１３】

【００１４】

【作用】駆動手段の駆動によって回転多面鏡と回転部材
と回転スリーブが一体となって回転する。回転多面鏡を
回転部材に結合するための弾性部材を回転部材の軸部に
組み付けるとともに、回転スリーブの開口端を閉塞する
ふた部材を回転部材と一体に設ける。これによって、回
転スリーブの長さを大幅に短縮できる。

【００１５】回転スリーブはセラミック等で作られてい
るために材料コストが高く、しかも回転スリーブの内面
は高精度の仕上げ加工を必要とするため加工コストも高
い。従って、回転スリーブの長さを短縮することは回転
スリーブの部品単品コストの低減に大きく役立つ。

【００１６】また、回転スリーブの長さを短縮すれば固
定軸の必要長さも短くてすみ、これによって、固定軸の
部品単品コストも低減できるうえに回転多面鏡の駆動部
全体の寸法を大幅に縮小できる。その結果、光偏向装置
の小型化に大きく貢献できる。

【００１７】

【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。

【００１８】図１は一実施例による光偏向装置の主要部
を示すもので、これは、反射面１ａを備えた回転多面鏡
１を有し、その駆動部は、固定軸２に回転スリーブ３を
嵌合し、これと一体的に設けられた回転部材であるフラ
ンジ部材４にロータマグネット５を固着し、回転多面鏡
１を弾性部材である押えバネ６によってフランジ部材４
に押圧するとともに、固定軸２を固定したモータハウジ
ング７にモータ基板７ａを支持させ、これに、ロータマ
グネット５とともに駆動手段を構成するステータコイル
８を立設したもので、ステータコイル８を励磁すること
で、ロータマグネット５と回転多面鏡１を一体的に回転
させる。

【００１９】回転スリーブ３はその回転によって固定軸
２との間に空気膜を形成し、固定軸２に非接触で回転す
る空気軸受を構成する。回転スリーブ３の下端には第１
の永久磁石９ａが固着され、第１の永久磁石９ａの下面
が、モータハウジング７に固定された第２の永久磁石９
ｂの上面に対向している。両永久磁石９ａ，９ｂは両者
の対向面の極性が同極であり、その磁気反撥力によっ
て、回転スリーブ３の下端をモータハウジング７から浮
上させる。

【００２０】回転スリーブ３の上方の開口端はフランジ
部材４と一体であるふた部材４ａによって閉塞され、固
定軸２の上端とふた部材４ａの間に空気だまり１０が形
成される。回転スリーブ３の固定軸２に対する軸方向の
位置が変化すると、空気だまり１０内の空気が加圧また
は減圧され、回転スリーブ３を元の位置に戻そうとする
力が働き、回転多面鏡１の軸方向の変位を防ぐ。

【００２１】フランジ部材４はアルミニウム、黄銅等の
金属材料で作られており、焼きばめ等の公知の方法で回
転スリーブ３に固定され、ロータマグネット５は接着等
の方法でフランジ部材４に結合される。また、固定軸２
の下端は焼きばめや接着等の公知の方法でモータハウジ
ング７に固定される。

【００２２】空気軸受を構成する固定軸２と回転スリー
ブ３の材質は双方とも耐摩耗性にすぐれたセラミックで
あり、回転多面鏡１の回転開始時あるいは低速回転時に
軸受のかじり等のトラブルを回避できる。

【００２３】押えバネ６は、その中央を直接またはＣリ
ング等を介して、フランジ部材４の軸部４ｂに設けられ
た溝に係止され、押えバネ６の外縁部分が回転多面鏡１
の上面に押圧される。

【００２４】フランジ部材４のフランジ部４ｃは、回転
多面鏡１の下面をその回転軸に垂直に支持するための基
準面４ｄを有し、該基準面４ｄは高い平面度に仕上げ加
工されている。また、ふた部材４ａの中央にはガス抜き
用の穴が設けられており、これは、固定軸２に回転スリ
ーブ３を嵌合させたのちにプラグ１１によって閉塞され
る。

【００２５】本実施例によれば、前述のように、回転ス
リーブ３の軸方向の位置は第１、第２の永久磁石９ａ，
９ｂや空気だまり１０によって安定して固定されるた
め、固定軸２と回転スリーブ３の接触面の軸方向の長さ
が比較的短くても、回転多面鏡１の回転が不安定になる
おそれがない。また、押えバネ６はフランジ部材４の軸
部４ｂに固定されているため、回転スリーブ３を回転多
面鏡１の上方へ突出させる必要はない。

【００２６】従って、固定軸２や回転スリーブ３の軸方
向の長さを従来例に比べて大幅に縮小し、回転多面鏡１
の駆動部全体を小型化することができる。これによっ
て、光偏向装置の小型化を促進できる。

【００２７】さらに、固定軸２と回転スリーブ３の嵌合
部の接触面は空気軸受を構成するものであるから高い加
工精度を必要とするが、固定軸２と回転スリーブ３の軸
方向の長さを短縮することでこれらの加工コストを低減
し、光偏向装置の低価格化に大きく貢献できる。また、
回転スリーブ３等がセラミックで作られているため、回
転スリーブ等の長さを短縮すれば高価なセラミックの使
用量を低減することができる。これによって、部品の材
料コストを大幅に削減して光偏向装置の低価格化をより
一層促進できる。

【００２８】図２は参考例を示すもので、これは、フラ
ンジ部材４にふた部材４ａを一体的に設ける替わりに、
フランジ部材１４とふた部材１４ａを個別に製作し、フ
ランジ部材１４を回転スリーブ３に一体化したのちにふ
た部材１４ａをフランジ部材１４に圧入等の方法で固着
するものである。回転スリーブ３にフランジ部材１４を
焼きばめ等の方法で一体化する工程において回転スリー
ブ３に歪が発生した場合には、回転スリーブ３の内面を
再度仕上げ加工する必要がある。ふた部材１４ａをフラ
ンジ部材１４に固着する前にこの仕上げ加工を行なえ
ば、作業が簡単であるという利点を有する。

【００２９】

【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。

【００３０】回転多面鏡の駆動部の寸法を縮小し、駆動
部の小型化と部品コストの低減に大きく役立つ。これに
よって小型かつ高性能でしかも低価格である光偏向装置
を実現できる。

【００３１】このような光偏向装置を用いることで、画
像形成装置の小型化と高性能化と低価格化に大きく貢献
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施例による光偏向装置の主要部を示す模式
部分断面図である。

【図２】参考例の主要部を示す模式部分断面図である。

【図３】従来例の主要部を示す模式部分断面図である。

【図４】光偏向装置の全体を説明する説明図である。

【符号の説明】

１ 回転多面鏡 ２ 固定軸 ３ 回転スリーブ ４，１４ フランジ部材 ４ａ，１４ａ ふた部材 ５ ロータマグネット ６ 押えバネ ８ ステータコイル ９ａ，９ｂ， 永久磁石 １０ 空気だまり

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 一身 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 宮本 みち代 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (56)参考文献 特開 平８−5945（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02B 26/10

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光ビームを反射する回転多面鏡と、固定
   軸と、前記固定軸に回転自在に嵌合された回転スリーブ
   と、前記回転スリーブと一体的に設けられ前記回転多面
   鏡を支持する回転部材と、前記回転部材を回転させる駆
   動手段と、前記回転多面鏡を前記回転部材に押圧する弾
   性部材とを有する光偏向装置において、前記回転スリー
   ブの開口端を閉塞するふた部材が前記回転部材と一体で
   あることを特徴とする光偏向装置。
2. 【請求項２】 前記回転部材が、前記回転多面鏡を支持
   するフランジ部と、前記弾性部材が組み付けられた軸部
   とを有することを特徴とする請求項１記載の光偏向装
   置。