JP3702934B2 - 回転多面鏡装置及びそれを用いた画像形成装置 - Google Patents
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- G02B26/12—Scanning systems using multifaceted mirrors
- G02B26/121—Mechanical drive devices for polygonal mirrors
Description
【発明の属する技術分野】
本発明はレーザビームプリンタ等、光により画像形成を行う画像形成装置において、光走査に用いられる回転多面鏡装置及びそれを用いた画像形成装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図2は回転多面鏡装置の従来例を示すものである。
【0003】
ロータ部材2の外周部に回転多面鏡1が形成され、ロータ部材2は筐体3aに取り付けられた軸4に回転自在に嵌合している。軸4には特定の溝が形成され、ロータ部材2が回転することにより動圧が発生する動圧気体軸受を形成している。
【0004】
ロータ部材2はモータ磁石5を備えている。さらにモータ磁石5に対向してステータコア6とコイル7、モータ基板8が筐体3aに取り付けられ、コイル7を励磁することによりロータ部材2を回転させる。
【0005】
モータ磁石5とステータコア6との間には磁気吸引力が発生する。この時、ロータ部材2は磁気吸引力と自重とで、つりあった位置に保持されている。 さらに、ロータ部材2のC面とD面にて、ドリルを用いた切削により動的な不釣り合いを修正し、振動の発生を抑え、ロータ部材2の安定な回転を維持している。切削した跡が切削穴10として残っている。また、ロータ部材2は筐体3aとともに筐体3bによって覆われており、回転多面鏡1の反射面1aが塵埃等により汚染されることを防止している。光ビームは筐体3bの一部に設けられた図示しないガラス窓を介して出入射され、回転多面鏡1により走査されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
従来例ではロータ部材2の動的な不釣り合い修正部であるC面とD面にて、ドリルを用いた切削により動的な不釣り合いを修正し、振動の発生を抑え、ロータ部材2の安定な回転を維持している。したがって、ロータ部材2のC面とD面にはある特定の部分に切削跡である切削穴10が残留する。ロータ部材2の回転により発生する遠心荷重のため、ロータ部材2には径方向への変形が発生する。このときロータ部材2に不均等に切削穴10が存在すると、ロータ部材2の径方向への変形も不均一となる。C面は回転多面鏡1の反射面1aと高さ位置が同一である。したがって、ロータ部材2の外周部に形成された回転多面鏡1の反射面1aの変形も不均一となり、反射面1aに遠心荷重による歪みが生じてしまう。そのため、回転多面鏡装置における光ビームの偏向走査精度の劣化、ひいては、例えばレーザビームプリンタへの応用においては、回転多面鏡装置の回転における走査角の変動を引き起こし、レーザビームプリンタの印刷品質の低下を招く、という課題が発生する。
【0007】
また、ロータ部材2の回転により発生する温度上昇のため、ロータ部材2は熱膨張を起こす。このときロータ部材2に不均等に切削穴10が存在すると、ロータ部材2の熱による膨張も不均一となる。C面は回転多面鏡1の反射面1aと高さ位置が同一である。したがって、ロータ部材2の外周部に設けられた回転多面鏡1の反射面1aの膨張も不均一となり、反射面1aに熱による歪みが生じてしまう。そのため、回転多面鏡装置における光ビームの偏向走査精度の劣化、ひいては、例えばレーザビームプリンタへの応用においては、回転多面鏡装置の回転における走査角の変動を引き起こし、レーザビームプリンタの印刷品質の低下を招く、という課題が発生する。
【0008】
さらに切削手段によりC面を切削する場合、切削穴10がロータ部材2を貫通し、反対側のE面へ達することがある。貫通穴がE面に達する際にE面上にバリが発生してしまう。ロータ部材2は例えば毎分40,000回転という高速で回転する。バリをそのまま放置した場合、遠心力によりバリがE面より離れ、回転多面鏡1の反射面1aに達し、反射面1aを損傷させてしまい、回転多面鏡装置における光ビームの偏向走査精度の劣化、ひいてはレーザビームプリンタへの応用においては印刷品質の低下を招く、という課題が発生する。そこで、リーマ、あるいは貫通穴よりも直径の大なるドリルビット等を用いてE面に発生したバリを取り除く必要がある。
【0009】
しかしながら、本従来例ではE面に同じ方向に、モータ磁石5、ステータコア6、コイルからなる円環部(モータ部)が構成されている。そのためE面近傍はC面近傍に比べ複雑な形状をしており、バリを取り除く作業が困難である。そのため、バリの一部がE面に残留してしまうという課題がある。
【0010】
さらに、E面近傍にあるロータ部材2のモータ磁石つきあて部11の内径が、モータ磁石5の内径よりも大きいため、例えばエアガンなど圧縮空気を吹き付ける装置を用いてE面付近を清掃しても、ロータ部材2の切削時に発生した切り粉がE面付近に一部残留してしまう、という問題点がある。E面やE面近傍に残留したバリや切り粉をそのまま放置した場合、遠心力によりバリや切り粉がE面より離れ、回転多面鏡1の反射面1aに達し、反射面1aを損傷させてしまい、回転多面鏡装置における光ビームの偏向走査精度の劣化、ひいては例えばレーザビームプリンタへの応用においてはレーザビームプリンタの印刷品質の低下を招く、という課題が発生する。
【0011】
また、E面に発生するバリの取り除き作業を容易にしようとした場合、E面に対向するモータ磁石5、ステータコア6、コイル7からなるモータ部の設計の自由度を制限してしまうという課題がある。さらに、C面で動的な不釣り合いの修正作業を行い、続けてD面にて動的な不釣り合いの修正作業を行う場合、一度ロータ部材2を反転させるか、2つの対向する切削手段を準備する必要があり、工数の増加、あるいは設備投資の増大を招いていた。
【0012】
本発明は反射面の遠心荷重や熱による歪みを防ぎ、また動的な不釣り合いの修正時に発生するバリや切り粉の取り除き作業を容易にして、光ビームの偏向走査精度に優れる回転多面鏡装置を提供するとともに、動的な不釣り合いの修正作業における作業工数もしくは設備投資を低減し、安価な回転多面鏡装置を提供しようというものである。
【0013】
【課題を解決するための手段】
本発明では以下に説明する内容で上記課題を解決した。
【0014】
ロータ部材の上面すなわちC面に環状溝を設けている。さらに、動的な不釣り合いの修正手段の実行を環状溝より径方向内側の部位、で行うこととした。環状溝より径方向内側の部位に、例えば小型のドリルに代表される切削手段を用いて切削を行うと、ロータ部材に残留する切削穴10は環状溝より径方向内側の部位に限られる。切削穴10の残留する部位と回転多面鏡の反射面の筐体からの高さ位置が同一であっても、ロータ部材2の回転により発生する遠心荷重によるロータ部材の不均一な径方向への変形は環状溝の内径側壁面には達するが、環状溝により遮断されて、環状溝の外径側壁面には達しない。したがってロータ部材2の回転により遠心荷重が加わっても回転多面鏡1の反射面1aには歪みが発生しない。
【0015】
同様に、ロータ部材2の回転により発生する温度上昇によるロータ部材2の不均一な熱による膨張は環状溝の内径側壁面には達するが、環状溝により遮断されて、環状溝の外径側壁面には達しない。したがってロータ部材2の回転により温度上昇が発生しても回転多面鏡1の反射面1aには歪みが発生しない。
【0016】
さらに、本発明では動的不釣り合いの修正をE面とD面より行うこととした。E面より向かって上方に、例えば小型のドリルなどを用いて切削する場合、切削穴10がロータ部材2を貫通し、C面へ達することがある。その際、C面上にバリが発生してしまう。C面近傍は回転多面鏡1の上面であるため、モータ部などが存在せず、比較的単純な形状をしている。したがって、バリを取り除く作業は容易となる。
【0017】
さらに、本発明ではE面近傍にあるロータ部材2のモータ磁石つきあて部内面11の径は、モータ磁石5の内径と同一である。このため例えばエアガンなど圧縮空気を吹き付ける装置を用いてE面付近を清掃することにより、切削後にE面付近に残留する切り粉の除去が容易である。また、E面とD面という回転多面鏡を境に同じ側の面よりで動的不釣り合いの修正を行うため、修正時にロータ部材を反転させたり2つの対向する切削手段を準備する必要が生じない。したがって、従来例に比べ動的な不釣り合いの修正作業における作業工数を低減することができる。
【0018】
よって、反射面1aの遠心荷重や熱による歪みを防ぎ、また動的な不釣り合いの修正時に発生するバリや切り粉の取り除き作業を容易にして、光ビームの偏向走査精度に優れる回転多面鏡装置を提供するとともに、動的な不釣り合いの修正作業における作業工数もしくは設備投資を低減し、安価な回転多面鏡装置を提供することができる。
【0019】
【発明の実施の形態】
実施例を示す図1では、 ロータ部材2の外周部に回転多面鏡1が形成され、ロータ部材2は筐体3aに取り付けられた軸4に回転自在に嵌合している。軸4には特定の溝が形成され、ロータ部材2が回転することにより動圧が発生する動圧気体軸受を形成している。ロータ部材2は円環部12にモータ磁石5を備えている。さらにモータ磁石5に対向してステータコア6とコイル7、モータ基板8が筐体3aに取り付けられ、コイル7を励磁することによりロータ部材2を回転させる。モータ磁石5とステータコア6との間には磁気吸引力が発生する。この時、ロータ部材2は吸引力と自重とで、つりあった位置に保持されている。
ロータ部材2の上面には環状溝9が設けられ、環状溝9の径方向内側のE面とD面にて、小型のドリルに代表される切削手段により動的な不釣り合いを修正し、振動の発生を抑え、ロータ部材2の安定な回転を維持している。また、ロータ部材2は筐体3aとともに筐体3bによって覆われており、回転多面鏡1の反射面1aが塵埃等により汚染されることを防止している。
【0020】
光ビームは筐体3bの一部に設けられた図示していないガラス窓を介して出入射され、回転多面鏡1により走査されている。切削手段により環状溝9の径方向内側のE面が切削される際、E面にはある特定の部分に切削穴10が残留する。ロータ部材2は回転により発生する遠心荷重のため、径方向への変形が発生する。ロータ部材2に不均等に切削穴10が存在すると、ロータ部材2の径方向への変形も不均一となる。このとき、切削穴10の残留するE面と回転多面鏡1の反射面1aの筐体からの高さ位置は同一であるが、ロータ部材2の回転により発生する遠心荷重によるロータ部材2の不均一な径方向への変形は環状溝9の内径側壁面には達するものの、環状溝9により遮断されて、環状溝9の外径側壁面には達しない。したがってロータ部材2の回転により遠心荷重が加わっても回転多面鏡1の反射面1aには歪みが発生しない。
【0021】
図1では切削穴10がE面に設けてあるが、C面に設けた場合でも環状溝9は同様の効果が得られる。環状溝9のC面から溝底までの深さは、E面の切削穴10のE面から穴底までの深さ、もしくはC面の切削穴のC面から穴底までの深さよりも深くすることで、上記効果を得ることになる。なお、環状溝9の深さがC面とE面の距離よりも深いと効果が向上する。
【0022】
同様に、ロータ部材2の回転により発生する温度上昇によるロータ部材2の不均一な熱による膨張は環状溝9の内径側壁面には達するが、環状溝9により遮断されて、環状溝9の外径側壁面には達しない。したがってロータ部材2の回転により温度上昇が発生しても回転多面鏡1の反射面1aには歪みが発生しない。
【0023】
また、D面と回転多面鏡1の反射面1aとは近接していない為、反射面1aはD面に切削穴10が残留しても、反射面1aはロータ部材2の回転に伴う遠心荷重や熱による歪みを生じない。
【0024】
また、本発明では、動的不釣り合いの修正をE面とD面より行うが、E面より向かって上方に、例えば小型のドリルなどを用いて切削を行う際、切削穴10がロータ部材2を貫通し、C面へ達することがある。その際、C面上にバリが発生してしまう。しかしながら、C面近傍は回転多面鏡1の上面であるため、モータ部などが存在せず、比較的単純な形状をしている。したがって、バリを取り除く作業は容易となる。このように切削穴がC面を突き抜けたときには、環状溝9の深さはC面とE面の距離よりも深くなる。
【0025】
さらに、本発明ではE面近傍にあるロータ部材2のモータ磁石5つきあて部内面11の径は、モータ磁石5の内径と同一である。このため例えばエアガンなど圧縮空気を吹き付ける装置を用いてE面付近を清掃することにより、切削後にE面付近に残留する切り粉の除去が容易である。
【0026】
また、E面とD面という回転多面鏡1を境に同じ側の面よりで動的不釣り合いの修正を行うため、修正時にロータ部材2を反転させたり、2つの対向する切削手段を準備する必要が生じない。したがって、従来例に比べ動的な不釣り合いの修正作業において作業工数や設備投資を低減することができる。
【0027】
総じて、本発明による回転多面鏡装置によれば、反射面の遠心荷重や熱による歪みを防ぎ、また動的な不釣り合いの修正時に発生するバリや切り粉の取り除き作業を容易にして、光ビームの偏向走査精度に優れる回転多面鏡装置を提供するとともに、動的な不釣り合いの修正作業における作業工数もしくは設備投資を低減し、安価な回転多面鏡装置を提供することができる。
【0028】
【発明の効果】
本発明による回転多面鏡装置によれば、反射面の遠心荷重や熱による歪みを防ぎ、光ビームの偏向走査精度に優れる回転多面鏡装置を提供するとともに、動的な不釣り合いの修正作業における作業工数もしくは設備投資を低減し、安価な回転多面鏡装置を提供することができる。また本発明の回転多面鏡装置を光走査に用いることによって、画像形成装置の印刷品質の低下を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例である回転多面鏡装置の断面図である。
【図2】 従来の回転多面鏡装置の断面図である。
【符号の説明】
1:回転多面鏡、1a:反射面、2:ロータ部材、3a:筐体、3b:筐体、4:軸、5:モータ磁石、6:ステータコア、7:コイル、8:モータ基板、9:環状溝、10:切削穴、11:モータ磁石つきあて部内面、12:円環部。
Claims (4)
- ロータ部材に多面鏡部と切削によって動的な不釣り合いを修正する修正部と切削跡を有する回転多面鏡装置において、
ロータ部回転軸から切削跡までの径より外側に位置し、切削跡のあるロータ部材の回転軸方向の厚さよりも深い環状溝をロータ部材に設けたことを特徴とする回転多面鏡装置。 - ロータ部材において、モータ磁石を取り付ける円環部の上部に環状溝を設けたことを特徴とする請求項1記載の回転多面鏡装置。
- 環状溝よりも径方向内側に設けられている動的な不釣り合い修正部と多面鏡の鏡面部との高さ位置が同一もしくは近接していることを特徴とする請求項1乃至2いずれかに記載の回転多面鏡装置。
- 光ビームの偏向走査を請求項1乃至3いずれかに記載の回転多面鏡装置によって行うことを特徴とする画像形成装置。
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