JP3459731B2 - 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５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４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。このよ
うなエアダンパーの働き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】

【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、回転多面鏡を高速回転させたときに、
ステータのコイルが振動していわゆる電磁音が発生し、
耳障りな騒音となるのを避けることができない。特に固
定軸のまわりを非接触で回転スリーブが回転するように
構成されたラジアル空気軸受等を用いる場合は、軸受部
から発生する騒音がほとんど皆無であるから、不快な騒
音である電磁音が目立つ傾向にあり、オフィス環境等を
著しく劣化させる。

【０００８】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、回転多面鏡のモー
タ等駆動部から発生する電磁音等の騒音を大幅に低減で
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。

【０００９】

【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、光ビームを偏向走査する回
転多面鏡と、該回転多面鏡と一体的に結合されたロータ
と、該ロータに対向するステータからなるモータを有
し、該モータの前記ステータが、樹脂製の巻き付け部材
に巻き付けられた複数の空芯コイルからなる環状のコイ
ル列と、該環状のコイル列の外側に配設された磁性鋼板
を積層したバックヨークを備えており、前記複数の空芯
コイルの間に接着剤が充填されていることを特徴とす
る。

【００１０】

【００１１】接着剤が、エポキシ系の接着剤であるとよ
い。

【００１２】

【作用】樹脂製の巻き付け部材に巻き付けられた複数の
空芯コイルの間に接着剤を充填したものであるため、モ
ータの駆動中に空芯コイルが振動して耳障りな電磁音等
を発生するのを回避できる。

【００１３】回転多面鏡の軸受部にラジアル空気軸受を
用いると、非接触であるために軸受部からほとんど騒音
を発生することなく、モータの電磁音等が目立つ傾向に
ある。そこで、このような電磁音を低減し、光偏向装置
の運転中の耳障りな騒音を防ぐ。このような光偏向装置
を用いることで、極めて運転音の静かな画像形成装置を
実現できる。

【００１４】また、環状のコイル列の外側に磁性鋼板を
積層したバックヨークが配設されているので、各空芯コ
イルを巻き付け部材の外側から巻き付けることができる
ため、作業が簡単で組立コストが低くてすむ。

【００１５】

【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。

【００１６】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、これは光ビームを反射する反射面１ａ
を備えた回転多面鏡１を有し、その駆動部であるモータ
は、固定軸２に回転スリーブ３を嵌合し、これと一体的
に設けられたフランジ部材４にロータであるロータマグ
ネット５を固着し、押えバネ６によって回転多面鏡１を
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
れにステータ８を立設したもので、ステータ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。

【００１７】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
るラジアル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、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
９ｂの上面に対向している。

【００１８】また、第１の永久磁石９ａの外周面は、モ
ータハウジング７に固定された第３の永久磁石９ｃの内
周面に対向している。第１、第２の永久磁石９ａ，９ｂ
は回転スリーブ３の軸方向に互に磁極が逆向きになるよ
うに着磁されており、両者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に対して非接触
に支持するスラスト軸受を構成する。第３の永久磁石９
ｃは第１の永久磁石９ａと同方向に着磁され、回転スリ
ーブ３の軸方向の位置を安定させる働きをする。

【００１９】すなわち、回転多面鏡１は、第１、第２の
永久磁石９ａ，９ｂの間に作用する磁気反撥力と第１、
第３の永久磁石９ａ，９ｃの間に作用する軸方向の付勢
力によって所定の高さに安定して非接触で支持される。

【００２０】また、回転スリーブ３の開口端は、ふた部
材１０によって閉塞され、固定軸２の上端に空気だまり
１０ａを形成する。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１０ａ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
そうとする力が働く。このようなエアダンパーの働きに
よって回転スリーブ３の軸方向の変位を防ぎ、回転多面
鏡１をより一層安定して回転させることができる。

【００２１】ステータ８は、円筒状の本体８１ａから径
方向外方へ突出する複数のコイル支持部８１ｂを有する
樹脂製の巻き付け部材であるボビン８１と、各コイル支
持部８１ｂに巻き付けられた空芯コイル８２からなる環
状のコイル列と、その外側に配設されたバックヨーク８
３を備えており、バックヨーク８３は、複数の環状の磁
性鋼板８３ａを積層したものであり、モータ基板７ａに
固定された断面Ｌ形の支持部材８３ｂに支持される。

【００２２】各空芯コイル８２は、バックヨーク８３
と、ボビン８１の本体８１ａの間の環状の空間部に周方
向に等間隔で配設され、互いに隣接する空芯コイル８２
の間に残された空所にはエポキシ系の接着剤８４が充填
されている。このように各空芯コイル８２の間に接着剤
８４を充填して、各空芯コイル８２をボビン８１とバッ
クヨーク８３に対して堅固に固定することで、回転多面
鏡１の回転中に各空芯コイル８２が振動して不快な電磁
音等を発生するのを防ぐ。

【００２３】なお、固定軸２と回転スリーブ３は双方と
もセラミック材料で作られており、従って、ゴミ等の侵
入や、回転多面鏡１を高速回転させたときの振れ回り振
動等のために固定軸２と回転スリーブ３が接触した場合
でも、かじり等のトラブルを生じることが少ない。ま
た、フランジ部材４は、黄銅やアルミニウム等で作られ
ており、焼きばめ等の公知の方法で回転スリーブ３に固
着される。

【００２４】本実施例においては、作業性や消音効果が
すぐれているという理由でエポキシ系の接着剤を用いた
が、他の接着剤を用いてもよい。

【００２５】本実施例によれば、樹脂製のボビンに複数
の空芯コイルを巻き付けてその外側にバックヨークを配
設し、各空芯コイルの間に接着剤を充填することで各空
芯コイルをボビンとバックヨークに対して強固に固定し
たステータを用いるものであり、各空芯コイルを固定し
て振動を防ぐことでステータから発生する電磁音等を低
減し、運転中に不快な騒音を発生するおそれのない高品
質な光偏向装置を実現することができる。

【００２６】加えて、回転多面鏡の軸受部が、セラミッ
ク材料で作られた固定軸と回転スリーブからなるラジア
ル空気軸受と、第１ないし第３の永久磁石による非接触
なスラスト軸受によって構成されており、これらによる
騒音がほとんど皆無であるから、光偏向装置全体の騒音
が極めて小さい。このような光偏向装置を用いること
で、レーザビームプリンタ等の画像形成装置の運転音を
大幅に低減できる。

【００２７】また、ボビンの本体から径方向外方へ突出
するコイル支持部にコイルを巻き付けるように構成され
ているため、ボビンの外側からコイルの巻き付け作業を
簡単に行なうことができる。このようにコイルの巻き付
け作業を効率良く行なうことで、インナーロータ型の光
偏向装置の製造コストを大幅に低減できる。従来は、ボ
ビンの外側をバックヨークとして用いるものが多く、こ
れらは、ボビンの内側からコイルの巻き付けを行なうた
めに作業が困難でコスト高であった。

【００２８】参考のために、本実施例による光偏向装置
と、従来例による光偏向装置の回転多面鏡を２５，２０
０ｒｐｍで回転させて発生する騒音を調べた結果を、図
２と図３にそれぞれ示す。いずれも回転多面鏡は６個の
鏡面を有する６面体であり、またモータのステータは、
８個のコイルを有する８極モータである。図２に示すよ
うに、本実施例による光偏向装置の騒音のピークは基本
周波数の６倍の２．５２ＫＨｚにおいて表われるピーク
Ａである。これは、６面体である回転多面鏡が高速回転
するときに発生する風切り音であり、基本周波数の８倍
の３．３６ＫＨｚにおいて表われるはずの８極モータの
電磁音によるピークＢは削滅している。従来例において
は、図３に示すように２．５２ＫＨｚにおける第１のピ
ークＡに加えて３．３６ＫＨｚにおいて第２のピークＢ
が観察される。光偏向装置の運転音にこのような高い周
波数の成分が混じると、極めて不快に感じられて、オフ
ィス環境等が著しく劣化する結果となる。

【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】回転多面鏡のモータ等駆動部から発生する
電磁音等の騒音を大幅に低減できる。このような光偏向
装置を用いることで、運転音が静かで高性能な画像形成
装置を実現できる。

【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もの
で、（ａ）はその模式断面図、（ｂ）はステータと固定
軸のみを示す平面図である。

【図２】図１の装置を用いて運転中の騒音を調べた結果
を示すグラフである。

【図３】従来例を用いて運転中の騒音を調べた結果を示
すグラフである。

【図４】従来例の主要部を示す模式断面図である。

【図５】光偏向装置全体を説明する図である。

【符号の説明】

１ 回転多面鏡 ２ 固定軸 ３ 回転スリーブ ４ フランジ部材 ５ ロータマグネット ８ ステータ ９ａ〜９ｃ 永久磁石 ８１ ボビン ８２ 空芯コイル ８３ バックヨーク ８４ 接着剤

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光ビームを偏向走査する回転多面鏡と、
   該回転多面鏡と一体的に結合されたロータと、該ロータ
   に対向するステータからなるモータを有し、該モータの
   前記ステータが、樹脂製の巻き付け部材に巻き付けられ
   た複数の空芯コイルからなる環状のコイル列と、該環状
   のコイル列の外側に配設された磁性鋼板を積層したバッ
   クヨークを備えており、前記複数の空芯コイルの間に接
   着剤が充填されていることを特徴とする光偏向装置。
2. 【請求項２】 接着剤が、エポキシ系の接着剤であるこ
   とを特徴とする請求項１記載の光偏向装置。