JP4250226B2 - 偏向走査装置 - Google Patents
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Description
【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偏向走査装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
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偏向走査装置は、回転多面鏡の反射面にレーザ光等の光ビームを照射し、回転多面鏡の高速回転によって偏向走査して、得られた走査光を回転ドラム上の感光体に結像させて静電潜像を形成する。次いで、感光体の静電潜像を現像装置によってトナー像に顕像化し、これを記録紙等の記録媒体に転写して定着装置へ送り、記録媒体上のトナーを加熱定着させることで印刷（プリント）が行なわれる。
【０００３】
近年では偏向走査装置の高速化が進み、回転多面鏡の回転速度が１０，０００ｒｐｍを越えるものも開発されている。
【０００４】
図７は一従来例による偏向走査装置の主要部を示すもので、これは、図示しない光学箱にボールベアリング１０２を介して支承された回転軸１０３と、該回転軸１０３と一体であるフランジ部材１０４と、焼き嵌めによってフランジ部材１０４に結合された駆動マグネット１０５と、ボールベアリング１０２のハウジング１０２ａと一体であるモータ基板１０６に固定されたステータコア１０７ａとこれに巻かれたステータコイル１０７ｂからなるステータ１０７を有する。回転多面鏡１０１は、押えバネ１０８によってフランジ部材１０４に押圧されており、フランジ部材１０４を介して回転軸１０３や駆動マグネット１０５と一体化されている。
【０００５】
モータ基板１０６上の駆動回路から供給された駆動電流によってステータコイル１０７ｂが励磁されると、駆動マグネット１０５が回転多面鏡１０１とともに高速度で回転し、前述のように、回転多面鏡１０１に照射された光ビームを偏向走査する。
【０００６】
【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、前述のように回転軸と一体であるフランジ部材が焼き嵌めによって駆動マグネットに結合されていると、モータのステータコイルを励磁させて駆動マグネットを回転駆動したときに、画像形成装置本体の機内昇温およびモータの自己発熱によるモータ自身の昇温と、高速回転による遠心力のために駆動マグネットが変形し、フランジ部材との間の焼き嵌め部の締め代量が減少して、駆動マグネットとフランジ部材の接触面積が著しく縮小する。その結果、両者を結合している接触圧が小さくなって不安定な結合状態となるという未解決の課題がある。
【０００７】
詳しく説明すると、図６の（ａ）に示すように、高速回転駆動時の遠心力による駆動マグネットの変形は、モータの周囲の雰囲気の温度上昇およびモータの自己発熱によるモータ自身の昇温によってさらに助長されてより大きな変形となり、特に、駆動マグネットの内径部における焼き嵌め部は著しく変形し、駆動マグネットとフランジ部材の間の締め代量が大幅に減少する。このように高温状態で高速回転する場合の焼き嵌め部における接触面積の幅Ｂ０は、常温で高速回転させたときの幅寸法Ａ０に比べて著しく減少し、駆動マグネットの支持が極めて不安定となり、その結果、回転部のバランスが悪化する。このようなバランス悪化に起因する振動が、モータの構造体であるモータ基板、ハウジング等を伝わって、モータを固定している光学箱や、その光学箱を支持している光学台を振動させると、騒音を発生したり、走査光学系の折り返しミラー等の光学部品の振動による光学性能の劣化を招く。
【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の高温下での高速駆動においても駆動マグネットとフランジ部材の間の接触面積が著しく減少することなく、モータのバランス悪化に伴なう騒音や振動、および振動に伴なう光学性能の劣化等を回避できる高性能な偏向走査装置を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の偏向走査装置は、光ビームを偏向走査する回転多面鏡と、前記回転多面鏡を支持するフランジ部材と、前記フランジ部材と焼き嵌めによって結合される駆動マグネット及び前記駆動マグネットに対向するステータを有するモータとを備える偏向走査装置であって、前記フランジ部材と前記駆動マグネットとの当接面には接着剤が塗布されており、前記フランジ部材と前記駆動マグネットが当接すると前記接着剤の一部が前記フランジ部材と前記駆動部材の当接面の末端にはみ出して硬化することを特徴とする。
【００１１】
前記フランジ部材または前記駆動マグネットは、前記フランジ部材と前記駆動マグネットとが当接する当接面内に塗布された接着剤を溜めるための凹所を有するものでもよい。
【００１２】
【作用】
回転多面鏡を支持するフランジ部材とモータの駆動マグネットを焼き嵌め等の方法で結合しても、モータの自己発熱等による高温状態で高速回転させると、遠心力等による変形が大きいために結合部の接触面積が小さくなって安定した結合状態を維持することが難しい。そこで、駆動マグネットとフランジ部材の結合部の一端または両端に接着剤を塗布し、結合部の結合力を強化する。
【００１３】
これによって、高温状態で高速回転させてもフランジ部材と駆動マグネットの結合部の接触面積が著しく減少して駆動マグネットの支持が不安定になるのを防ぎ、モータバランスの悪化を回避できる。
【００１４】
モータバランスの悪化による振動のために騒音や光学性能の劣化を招くおそれのない安定した高品質な偏向走査装置を実現できる。
【００１５】
光ビームを偏向走査する回転多面鏡と、前記回転多面鏡を支持するフランジ部材と、前記フランジ部材と焼き嵌めによって結合される駆動マグネット及び前記駆動マグネットに対向するステータを有するモータとを備える偏向走査装置であって、前記フランジ部材と前記駆動マグネットとの当接面には接着剤が塗布されており、前記フランジ部材と前記駆動マグネットが当接すると前記接着剤の一部が前記フランジ部材と前記駆動部材の当接面の末端にはみ出して硬化することを特徴とする偏向走査装置であれば、駆動マグネットとフランジ部材を結合する前に両者の当接面に適量の接着剤を塗布しておき、焼き嵌め等の工程で結合部からはみ出した接着剤を利用することで、接着剤の塗布工程や硬化工程を大幅に簡略化し、組立コストを低減できるという利点が付加される。
【００１６】
さらに、前記フランジ部材または前記駆動マグネットは、前記フランジ部材と前記駆動マグネットとが当接する当接面内に塗布された接着剤を溜めるための凹所を有していれば、凹所の接着剤によってフランジ部材と駆動マグネットをより一層強固に結合できるという利点がある。
【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は参考例による偏向走査装置の主要部を示すもので、これは、多角柱状の側面に複数の反射面１ａを有する回転多面鏡１と、後述する光学箱５０（図４参照）にボールベアリング２を介して支承された回転軸３と、該回転軸３に固着されたフランジ部材４を介して回転軸３と一体的に結合された駆動マグネット５と、ボールベアリング２を支持するハウジング２ａと、該ハウジング２ａ上のモータ基板６に立設されたステータコア７ａとこれに巻回されたステータコイル７ｂからなるステータ７を有し、該ステータ７は、駆動マグネット５に対向してこれとともに回転多面鏡１を回転駆動するインナロータタイプのモータを構成する。回転多面鏡１は、押えバネ８によってフランジ部材４に押圧され、フランジ部材４を介して駆動マグネット５と一体化されている。
【００１９】
モータ基板６上の駆動回路から供給された駆動電流によってステータコイル７ｂが励磁されると、駆動マグネット５が回転軸３や回転多面鏡１とともに回転し、回転多面鏡１の反射面１ａに照射されたレーザビーム等の光ビームを偏向走査する。
【００２０】
ステータコア７ａは、モータ基板６にビス等の公知の手段で締結されており、ステータコア７ａの内周部のティースにステータコイル７ｂが巻かれている。
【００２１】
フランジ部材４と駆動マグネット５は焼き嵌めによって一体的に結合され、焼き嵌めによる両者の結合部の両端には嫌気性の紫外線硬化型接着剤である接着剤９，１０が塗布され、これによってフランジ部材４と駆動マグネット５が互いに接着されている。すなわち、フランジ部材４の大径部と駆動マグネット５の上面は、フランジ部材４の外周に沿ってリング状に塗布された接着剤９によって接着され、また、フランジ部材４の小径部（ボス部）と駆動マグネットの内径部は、フランジ部材４の下面にリング状に塗布された接着剤１０によって接着されている。
【００２２】
これらの接着剤９，１０は、フランジ部材４に駆動マグネット５を焼き嵌めしたうえで、それぞれ上記の部位に塗布され、紫外線の照射によって硬化される。紫外線の照射は、図１の（ｂ）に示すように、上方の接着剤９は回転多面鏡１の取り付け前に図示上方から、下方の接着剤１０は、回転軸３をボールベアリング２に組み付ける前に図示下方からそれぞれ行なわれる。
【００２３】
フランジ部材４と駆動マグネット５を焼き嵌めによって結合させるだけでは、図６の（ａ）に示す従来例のように、回転多面鏡１のモータの自己発熱や画像形成装置機内の昇温による高温状態で高速回転させたときに遠心力等による変形が助長されると、焼き嵌めによる結合部の接触圧を得る接触面積が小さくなる。その結果、駆動マグネット５の支持状態が不安定となってモータのバランス悪化を招き、振動のために騒音や後述する折り返しミラー５３の光学性能劣化等のトラブルを生じる。このようなトラブルを回避するために、焼き嵌めによるフランジ部材４と駆動マグネット５の結合部の両端をリング状に塗布された接着剤９，１０によって接着し、前記結合部の結合力を強化することで、高温状態において高速回転させてもフランジ部材４と駆動マグネット５の結合部が離れることなく安定した結合状態を保つことができるように構成したものである。
【００２４】
このようにしてフランジ部材と駆動マグネットの間の焼き嵌めによる結合部の結合を強化すれば、図６の（ｂ）に示すように、高温状態でモータを高速回転させても、結合部の接触面積の幅Ｂ１は常温で高速回転させたときの幅寸法Ａ１とほぼ同じであり、充分な接触圧を維持することができる。
【００２５】
高温時に焼き嵌め部の結合が不充分になることに起因するモータバランスの悪化を回避することで、振動や騒音が少なくて光学性能にもすぐれた高品質の偏向走査装置を実現できる。
【００２６】
なお、本参考例は、駆動マグネットがステータコアの内周側に対向して配置されているインナロータタイプのモータを採用しているが、ステータコアが駆動マグネットの内側に配置されたアウタロータタイプのモータについても同様に適用可能である。アウタロータタイプのモータでは、駆動マグネットの外径が大きくなる傾向にあるため、高速回転時の遠心力がより一層増大する。従って、本発明の適用は特に有効であると言える。
【００２７】
また、接着剤を、駆動マグネットとフランジ部材の結合部の両端にリング状に塗布しているが、場合によっては、結合部の上下どちらか一端のみに接着剤を塗布してもよいし、全周をリング状に接着する替わりに部分的すなわち断続的に接着剤を塗布してもよい。
【００２８】
図２は第１の実施の形態を示す。これは、駆動マグネット２５をフランジ部材２４に焼き嵌めによって結合するに当って、図２の（ａ）に示すように、組み付け前に予め結合部におけるフランジ部材２４側の当接面あるいは駆動マグネット２５側の当接面に所定量の接着剤２９ａまたは２９ｂを塗布しておく。駆動マグネット２５をフランジ部材２４に焼き嵌めすると、図２の（ｂ）に示すように、接着剤２９ａまたは２９ｂは駆動マグネット２５とフランジ部材２４の結合部から押し出される。このように結合部の末端へはみ出た接着剤３０を硬化させることで、焼き嵌めによる結合部の結合を強化する。
【００２９】
接着剤は、参考例と同様に嫌気性の紫外線硬化型接着剤であり、紫外線の照射によって硬化させる。回転多面鏡１、回転軸３、押えバネ８等については参考例と同様であるので同一符号で表わし説明は省略する。なお、図２は、回転多面鏡１がすでに取り付けられている状態を示すが、一般的には、回転多面鏡１が取り付けられる前に、図示上方からの紫外線照射によって接着剤３０の硬化が行なわれる。
【００３０】
駆動マグネット２５とフランジ部材２４の間に接触圧が発生している接触面積は、高速回転駆動に高温状態が加わるような条件下においても、駆動マグネット２５とフランジ部材２４の結合部の末端にはみ出た接着剤３０により結合部が接着されているために大きく減少することなく、安定した結合状態を維持できる。その結果、モータのバランス悪化に伴なう騒音と振動および振動に伴なう光学性能の劣化等が少ない、極めて高性能な偏向走査装置を実現できる。
【００３１】
加えて、駆動マグネットとフランジ部材の結合を強化するための接着剤を塗布する工程および接着剤の硬化工程が簡単であるから、組立コストが低減されるという利点がある。その他の点については参考例と同様である。
【００３２】
図３は第２の実施の形態をその変形例とともに示す。
【００３３】
図３の（ａ）の装置は、フランジ部材３４と駆動マグネット３５の結合部に面した接着剤溜りとなる環状の凹所４０をフランジ部材３４の当接面に設けたもので、図３の（ｂ）に示すように同様の凹所４１を駆動マグネット３５の側の当接面に設けてもよい。また、同様の凹所４２，４３を、図３の（ｃ）に示すようにフランジ部材３４の下面（当接面）、あるいは図３の（ｄ）に示すように駆動マグネット３５の上面（当接面）にそれぞれ設けてもよい。
【００３４】
回転多面鏡１、回転軸３は参考例と同様であるから、同一符号で表わし、説明は省略する。
【００３５】
また、このような接着剤溜りとなる凹所は１カ所に限らず、例えば、駆動マグネットとフランジ部材のフランジ部の当接面や、駆動マグネットとフランジ部材のボス部の当接面の２カ所に設けてもよい。
【００３６】
図３の（ａ）ないし（ｄ）の装置においては、駆動マグネット３５をフランジ部材３４に焼き嵌め結合するに当って、組み付け前に予め接着剤溜りとなる凹所４０〜４３に接着剤４９ａを付着させた後に、焼き嵌めによって駆動マグネット３５をフランジ部材３４に組み付ける。このとき接着剤４９ａは、その一部が接着剤溜りである凹所４０〜４３に封入され、嫌気性ゆえに凹所４０〜４３の中で硬化する。また一部は、駆動マグネット３５とフランジ部材３４の結合部の末端から押し出され、はみ出た接着剤４９ｂが紫外線照射によって硬化される。
【００３７】
接着剤溜りの接着剤４９ａは、結合部からはみ出た接着剤４９ｂとともに、駆動マグネット３５とフランジ部材３４の間の焼き嵌めによる結合を強化するのに役立つ。すなわち、第１の実施の形態に比べて、接着剤溜りの接着剤４９ａによる接着力が付加されるため、より一層結合強化の効果が高く、駆動マグネット３５の変形を防ぐうえでの信頼性が向上するという利点がある。その他の点は参考例と同様である。
【００３８】
図４は偏向走査装置全体を示すもので、これは、レーザ光等の光ビーム（光束）を発生する光源５１と、前記光ビームを回転多面鏡１の反射面１ａに線状に集光させるシリンドリカルレンズ５１ａとを有し、前記光ビームを回転多面鏡１の回転によって偏向走査し、結像レンズ５２と折り返しミラー５３を経て図５に示す回転ドラム上の感光体５４に結像させる。結像レンズ５２は球面レンズ部、トーリックレンズ部等を有し、感光体５４に結像する点像の走査速度等を補正するいわゆるｆθ機能を有する。
【００３９】
前記モータによって回転多面鏡１が回転すると、その反射面１ａは、回転多面鏡１の軸線まわりに等速で回転する。前述のように光源５１から発生され、シリンドリカルレンズ５１ａによって集光される光ビームの光路と回転多面鏡１の反射面１ａの法線とがなす角、すなわち該反射面１ａに対する光ビームの入射角は、回転多面鏡１の回転とともに経時的に変化し、同様に反射角も変化するため、感光体５４上で光ビームが集光されてできる点像は回転ドラムの軸方向（主走査方向）に移動（走査）する。
【００４０】
結像レンズ５２は、回転多面鏡１において反射された光ビームを感光体５４上で所定のスポット形状の点像に集光するとともに、該点像の主走査方向への走査速度を等速に保つように設計されたものである。
【００４１】
感光体５４に結像する点像は、回転多面鏡１の回転による主走査と、感光体５４が回転ドラムの軸まわりに回転することによる副走査に伴なって、静電潜像を形成する。
【００４２】
感光体５４の周辺には、感光体５４の表面を一様に帯電するための帯電装置、感光体５４の表面に形成される静電潜像をトナー像に顕像化するための現像装置、前記トナー像を記録紙に転写する転写装置（いずれも不図示）等が配置されており、光源５１から発生する光ビームによる記録情報が記録紙等にプリントされる。
【００４３】
検出ミラー５５は、感光体５４の表面における記録情報の書き込み開始位置に入射する光ビームの光路よりも主走査方向上流側において光ビームを反射して、フォトダイオード等を有する受光素子５６の受光面に導入する。受光素子５６はその受光面が前記光ビームによって照射されたときに、走査開始位置（書き出し位置）を検出するための走査開始信号を出力する。
【００４４】
光源５１は、ホストコンピュータからの情報を処理する処理回路から与えられる信号に対応した光ビームを発生する。光源５１に与えられる信号は、感光体５４に書き込むべき情報に対応しており、処理回路は、感光体５４の表面において結像する点像が作る軌跡である一走査線に対応する情報を表す信号を一単位として光源５１に与える。この情報信号は、受光素子５６から与えられる走査開始信号に同期して送信される。
【００４５】
なお、回転多面鏡１、結像レンズ５２等は光学箱５０に収容され、光源５１等は光学箱５０の側壁に取り付けられる。光学箱５０に回転多面鏡１、結像レンズ５２等を組み付けたうえで、光学箱５０の上部開口にふた６０を装着する。
【００４６】
【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。
【００４７】
回転多面鏡を高速回転させたときに駆動マグネットとフランジ部材の結合が不安定になりモータバランスが悪化するのを回避して、騒音や振動による光学性能の劣化等のトラブルの少ない高性能な偏向走査装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 参考例による偏向走査装置の主要部を示すもので、（ａ）はその模式部分断面図、（ｂ）は接着剤を硬化させる工程を説明する図である。
【図２】 第１の実施の形態による偏向走査装置の主要部を示すもので、（ａ）は駆動マグネットを組み付ける前の状態を示す模式部分断面図、（ｂ）は駆動マグネットを組み付けた後の状態を示す同様の図である。
【図３】 第２の実施の形態をその変形例とともに示す図である。
【図４】 偏向走査装置の全体を説明する図である。
【図５】 図４のＡ−Ａ線に沿ってとった断面図である。
【図６】 高温状態で高速回転駆動したときと常温で高速回転させたときの駆動マグネットの変形を比較する図である。
【図７】 一従来例を示す模式部分断面図である。
【符号の説明】
１ 回転多面鏡
３ 回転軸
４，２４，３４ フランジ部材
５，２５，３５ 駆動マグネット
６ モータ基板
７ ステータ
７ａ ステータコア
７ｂ ステータコイル
８ 押えバネ
９，１０，３０，４９ａ，４９ｂ 接着剤
４０〜４３ 凹所
５０ 光学箱
【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偏向走査装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
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偏向走査装置は、回転多面鏡の反射面にレーザ光等の光ビームを照射し、回転多面鏡の高速回転によって偏向走査して、得られた走査光を回転ドラム上の感光体に結像させて静電潜像を形成する。次いで、感光体の静電潜像を現像装置によってトナー像に顕像化し、これを記録紙等の記録媒体に転写して定着装置へ送り、記録媒体上のトナーを加熱定着させることで印刷（プリント）が行なわれる。
【０００３】
近年では偏向走査装置の高速化が進み、回転多面鏡の回転速度が１０，０００ｒｐｍを越えるものも開発されている。
【０００４】
図７は一従来例による偏向走査装置の主要部を示すもので、これは、図示しない光学箱にボールベアリング１０２を介して支承された回転軸１０３と、該回転軸１０３と一体であるフランジ部材１０４と、焼き嵌めによってフランジ部材１０４に結合された駆動マグネット１０５と、ボールベアリング１０２のハウジング１０２ａと一体であるモータ基板１０６に固定されたステータコア１０７ａとこれに巻かれたステータコイル１０７ｂからなるステータ１０７を有する。回転多面鏡１０１は、押えバネ１０８によってフランジ部材１０４に押圧されており、フランジ部材１０４を介して回転軸１０３や駆動マグネット１０５と一体化されている。
【０００５】
モータ基板１０６上の駆動回路から供給された駆動電流によってステータコイル１０７ｂが励磁されると、駆動マグネット１０５が回転多面鏡１０１とともに高速度で回転し、前述のように、回転多面鏡１０１に照射された光ビームを偏向走査する。
【０００６】
【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、前述のように回転軸と一体であるフランジ部材が焼き嵌めによって駆動マグネットに結合されていると、モータのステータコイルを励磁させて駆動マグネットを回転駆動したときに、画像形成装置本体の機内昇温およびモータの自己発熱によるモータ自身の昇温と、高速回転による遠心力のために駆動マグネットが変形し、フランジ部材との間の焼き嵌め部の締め代量が減少して、駆動マグネットとフランジ部材の接触面積が著しく縮小する。その結果、両者を結合している接触圧が小さくなって不安定な結合状態となるという未解決の課題がある。
【０００７】
詳しく説明すると、図６の（ａ）に示すように、高速回転駆動時の遠心力による駆動マグネットの変形は、モータの周囲の雰囲気の温度上昇およびモータの自己発熱によるモータ自身の昇温によってさらに助長されてより大きな変形となり、特に、駆動マグネットの内径部における焼き嵌め部は著しく変形し、駆動マグネットとフランジ部材の間の締め代量が大幅に減少する。このように高温状態で高速回転する場合の焼き嵌め部における接触面積の幅Ｂ０は、常温で高速回転させたときの幅寸法Ａ０に比べて著しく減少し、駆動マグネットの支持が極めて不安定となり、その結果、回転部のバランスが悪化する。このようなバランス悪化に起因する振動が、モータの構造体であるモータ基板、ハウジング等を伝わって、モータを固定している光学箱や、その光学箱を支持している光学台を振動させると、騒音を発生したり、走査光学系の折り返しミラー等の光学部品の振動による光学性能の劣化を招く。
【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の高温下での高速駆動においても駆動マグネットとフランジ部材の間の接触面積が著しく減少することなく、モータのバランス悪化に伴なう騒音や振動、および振動に伴なう光学性能の劣化等を回避できる高性能な偏向走査装置を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の偏向走査装置は、光ビームを偏向走査する回転多面鏡と、前記回転多面鏡を支持するフランジ部材と、前記フランジ部材と焼き嵌めによって結合される駆動マグネット及び前記駆動マグネットに対向するステータを有するモータとを備える偏向走査装置であって、前記フランジ部材と前記駆動マグネットとの当接面には接着剤が塗布されており、前記フランジ部材と前記駆動マグネットが当接すると前記接着剤の一部が前記フランジ部材と前記駆動部材の当接面の末端にはみ出して硬化することを特徴とする。
【００１１】
前記フランジ部材または前記駆動マグネットは、前記フランジ部材と前記駆動マグネットとが当接する当接面内に塗布された接着剤を溜めるための凹所を有するものでもよい。
【００１２】
【作用】
回転多面鏡を支持するフランジ部材とモータの駆動マグネットを焼き嵌め等の方法で結合しても、モータの自己発熱等による高温状態で高速回転させると、遠心力等による変形が大きいために結合部の接触面積が小さくなって安定した結合状態を維持することが難しい。そこで、駆動マグネットとフランジ部材の結合部の一端または両端に接着剤を塗布し、結合部の結合力を強化する。
【００１３】
これによって、高温状態で高速回転させてもフランジ部材と駆動マグネットの結合部の接触面積が著しく減少して駆動マグネットの支持が不安定になるのを防ぎ、モータバランスの悪化を回避できる。
【００１４】
モータバランスの悪化による振動のために騒音や光学性能の劣化を招くおそれのない安定した高品質な偏向走査装置を実現できる。
【００１５】
光ビームを偏向走査する回転多面鏡と、前記回転多面鏡を支持するフランジ部材と、前記フランジ部材と焼き嵌めによって結合される駆動マグネット及び前記駆動マグネットに対向するステータを有するモータとを備える偏向走査装置であって、前記フランジ部材と前記駆動マグネットとの当接面には接着剤が塗布されており、前記フランジ部材と前記駆動マグネットが当接すると前記接着剤の一部が前記フランジ部材と前記駆動部材の当接面の末端にはみ出して硬化することを特徴とする偏向走査装置であれば、駆動マグネットとフランジ部材を結合する前に両者の当接面に適量の接着剤を塗布しておき、焼き嵌め等の工程で結合部からはみ出した接着剤を利用することで、接着剤の塗布工程や硬化工程を大幅に簡略化し、組立コストを低減できるという利点が付加される。
【００１６】
さらに、前記フランジ部材または前記駆動マグネットは、前記フランジ部材と前記駆動マグネットとが当接する当接面内に塗布された接着剤を溜めるための凹所を有していれば、凹所の接着剤によってフランジ部材と駆動マグネットをより一層強固に結合できるという利点がある。
【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は参考例による偏向走査装置の主要部を示すもので、これは、多角柱状の側面に複数の反射面１ａを有する回転多面鏡１と、後述する光学箱５０（図４参照）にボールベアリング２を介して支承された回転軸３と、該回転軸３に固着されたフランジ部材４を介して回転軸３と一体的に結合された駆動マグネット５と、ボールベアリング２を支持するハウジング２ａと、該ハウジング２ａ上のモータ基板６に立設されたステータコア７ａとこれに巻回されたステータコイル７ｂからなるステータ７を有し、該ステータ７は、駆動マグネット５に対向してこれとともに回転多面鏡１を回転駆動するインナロータタイプのモータを構成する。回転多面鏡１は、押えバネ８によってフランジ部材４に押圧され、フランジ部材４を介して駆動マグネット５と一体化されている。
【００１９】
モータ基板６上の駆動回路から供給された駆動電流によってステータコイル７ｂが励磁されると、駆動マグネット５が回転軸３や回転多面鏡１とともに回転し、回転多面鏡１の反射面１ａに照射されたレーザビーム等の光ビームを偏向走査する。
【００２０】
ステータコア７ａは、モータ基板６にビス等の公知の手段で締結されており、ステータコア７ａの内周部のティースにステータコイル７ｂが巻かれている。
【００２１】
フランジ部材４と駆動マグネット５は焼き嵌めによって一体的に結合され、焼き嵌めによる両者の結合部の両端には嫌気性の紫外線硬化型接着剤である接着剤９，１０が塗布され、これによってフランジ部材４と駆動マグネット５が互いに接着されている。すなわち、フランジ部材４の大径部と駆動マグネット５の上面は、フランジ部材４の外周に沿ってリング状に塗布された接着剤９によって接着され、また、フランジ部材４の小径部（ボス部）と駆動マグネットの内径部は、フランジ部材４の下面にリング状に塗布された接着剤１０によって接着されている。
【００２２】
これらの接着剤９，１０は、フランジ部材４に駆動マグネット５を焼き嵌めしたうえで、それぞれ上記の部位に塗布され、紫外線の照射によって硬化される。紫外線の照射は、図１の（ｂ）に示すように、上方の接着剤９は回転多面鏡１の取り付け前に図示上方から、下方の接着剤１０は、回転軸３をボールベアリング２に組み付ける前に図示下方からそれぞれ行なわれる。
【００２３】
フランジ部材４と駆動マグネット５を焼き嵌めによって結合させるだけでは、図６の（ａ）に示す従来例のように、回転多面鏡１のモータの自己発熱や画像形成装置機内の昇温による高温状態で高速回転させたときに遠心力等による変形が助長されると、焼き嵌めによる結合部の接触圧を得る接触面積が小さくなる。その結果、駆動マグネット５の支持状態が不安定となってモータのバランス悪化を招き、振動のために騒音や後述する折り返しミラー５３の光学性能劣化等のトラブルを生じる。このようなトラブルを回避するために、焼き嵌めによるフランジ部材４と駆動マグネット５の結合部の両端をリング状に塗布された接着剤９，１０によって接着し、前記結合部の結合力を強化することで、高温状態において高速回転させてもフランジ部材４と駆動マグネット５の結合部が離れることなく安定した結合状態を保つことができるように構成したものである。
【００２４】
このようにしてフランジ部材と駆動マグネットの間の焼き嵌めによる結合部の結合を強化すれば、図６の（ｂ）に示すように、高温状態でモータを高速回転させても、結合部の接触面積の幅Ｂ１は常温で高速回転させたときの幅寸法Ａ１とほぼ同じであり、充分な接触圧を維持することができる。
【００２５】
高温時に焼き嵌め部の結合が不充分になることに起因するモータバランスの悪化を回避することで、振動や騒音が少なくて光学性能にもすぐれた高品質の偏向走査装置を実現できる。
【００２６】
なお、本参考例は、駆動マグネットがステータコアの内周側に対向して配置されているインナロータタイプのモータを採用しているが、ステータコアが駆動マグネットの内側に配置されたアウタロータタイプのモータについても同様に適用可能である。アウタロータタイプのモータでは、駆動マグネットの外径が大きくなる傾向にあるため、高速回転時の遠心力がより一層増大する。従って、本発明の適用は特に有効であると言える。
【００２７】
また、接着剤を、駆動マグネットとフランジ部材の結合部の両端にリング状に塗布しているが、場合によっては、結合部の上下どちらか一端のみに接着剤を塗布してもよいし、全周をリング状に接着する替わりに部分的すなわち断続的に接着剤を塗布してもよい。
【００２８】
図２は第１の実施の形態を示す。これは、駆動マグネット２５をフランジ部材２４に焼き嵌めによって結合するに当って、図２の（ａ）に示すように、組み付け前に予め結合部におけるフランジ部材２４側の当接面あるいは駆動マグネット２５側の当接面に所定量の接着剤２９ａまたは２９ｂを塗布しておく。駆動マグネット２５をフランジ部材２４に焼き嵌めすると、図２の（ｂ）に示すように、接着剤２９ａまたは２９ｂは駆動マグネット２５とフランジ部材２４の結合部から押し出される。このように結合部の末端へはみ出た接着剤３０を硬化させることで、焼き嵌めによる結合部の結合を強化する。
【００２９】
接着剤は、参考例と同様に嫌気性の紫外線硬化型接着剤であり、紫外線の照射によって硬化させる。回転多面鏡１、回転軸３、押えバネ８等については参考例と同様であるので同一符号で表わし説明は省略する。なお、図２は、回転多面鏡１がすでに取り付けられている状態を示すが、一般的には、回転多面鏡１が取り付けられる前に、図示上方からの紫外線照射によって接着剤３０の硬化が行なわれる。
【００３０】
駆動マグネット２５とフランジ部材２４の間に接触圧が発生している接触面積は、高速回転駆動に高温状態が加わるような条件下においても、駆動マグネット２５とフランジ部材２４の結合部の末端にはみ出た接着剤３０により結合部が接着されているために大きく減少することなく、安定した結合状態を維持できる。その結果、モータのバランス悪化に伴なう騒音と振動および振動に伴なう光学性能の劣化等が少ない、極めて高性能な偏向走査装置を実現できる。
【００３１】
加えて、駆動マグネットとフランジ部材の結合を強化するための接着剤を塗布する工程および接着剤の硬化工程が簡単であるから、組立コストが低減されるという利点がある。その他の点については参考例と同様である。
【００３２】
図３は第２の実施の形態をその変形例とともに示す。
【００３３】
図３の（ａ）の装置は、フランジ部材３４と駆動マグネット３５の結合部に面した接着剤溜りとなる環状の凹所４０をフランジ部材３４の当接面に設けたもので、図３の（ｂ）に示すように同様の凹所４１を駆動マグネット３５の側の当接面に設けてもよい。また、同様の凹所４２，４３を、図３の（ｃ）に示すようにフランジ部材３４の下面（当接面）、あるいは図３の（ｄ）に示すように駆動マグネット３５の上面（当接面）にそれぞれ設けてもよい。
【００３４】
回転多面鏡１、回転軸３は参考例と同様であるから、同一符号で表わし、説明は省略する。
【００３５】
また、このような接着剤溜りとなる凹所は１カ所に限らず、例えば、駆動マグネットとフランジ部材のフランジ部の当接面や、駆動マグネットとフランジ部材のボス部の当接面の２カ所に設けてもよい。
【００３６】
図３の（ａ）ないし（ｄ）の装置においては、駆動マグネット３５をフランジ部材３４に焼き嵌め結合するに当って、組み付け前に予め接着剤溜りとなる凹所４０〜４３に接着剤４９ａを付着させた後に、焼き嵌めによって駆動マグネット３５をフランジ部材３４に組み付ける。このとき接着剤４９ａは、その一部が接着剤溜りである凹所４０〜４３に封入され、嫌気性ゆえに凹所４０〜４３の中で硬化する。また一部は、駆動マグネット３５とフランジ部材３４の結合部の末端から押し出され、はみ出た接着剤４９ｂが紫外線照射によって硬化される。
【００３７】
接着剤溜りの接着剤４９ａは、結合部からはみ出た接着剤４９ｂとともに、駆動マグネット３５とフランジ部材３４の間の焼き嵌めによる結合を強化するのに役立つ。すなわち、第１の実施の形態に比べて、接着剤溜りの接着剤４９ａによる接着力が付加されるため、より一層結合強化の効果が高く、駆動マグネット３５の変形を防ぐうえでの信頼性が向上するという利点がある。その他の点は参考例と同様である。
【００３８】
図４は偏向走査装置全体を示すもので、これは、レーザ光等の光ビーム（光束）を発生する光源５１と、前記光ビームを回転多面鏡１の反射面１ａに線状に集光させるシリンドリカルレンズ５１ａとを有し、前記光ビームを回転多面鏡１の回転によって偏向走査し、結像レンズ５２と折り返しミラー５３を経て図５に示す回転ドラム上の感光体５４に結像させる。結像レンズ５２は球面レンズ部、トーリックレンズ部等を有し、感光体５４に結像する点像の走査速度等を補正するいわゆるｆθ機能を有する。
【００３９】
前記モータによって回転多面鏡１が回転すると、その反射面１ａは、回転多面鏡１の軸線まわりに等速で回転する。前述のように光源５１から発生され、シリンドリカルレンズ５１ａによって集光される光ビームの光路と回転多面鏡１の反射面１ａの法線とがなす角、すなわち該反射面１ａに対する光ビームの入射角は、回転多面鏡１の回転とともに経時的に変化し、同様に反射角も変化するため、感光体５４上で光ビームが集光されてできる点像は回転ドラムの軸方向（主走査方向）に移動（走査）する。
【００４０】
結像レンズ５２は、回転多面鏡１において反射された光ビームを感光体５４上で所定のスポット形状の点像に集光するとともに、該点像の主走査方向への走査速度を等速に保つように設計されたものである。
【００４１】
感光体５４に結像する点像は、回転多面鏡１の回転による主走査と、感光体５４が回転ドラムの軸まわりに回転することによる副走査に伴なって、静電潜像を形成する。
【００４２】
感光体５４の周辺には、感光体５４の表面を一様に帯電するための帯電装置、感光体５４の表面に形成される静電潜像をトナー像に顕像化するための現像装置、前記トナー像を記録紙に転写する転写装置（いずれも不図示）等が配置されており、光源５１から発生する光ビームによる記録情報が記録紙等にプリントされる。
【００４３】
検出ミラー５５は、感光体５４の表面における記録情報の書き込み開始位置に入射する光ビームの光路よりも主走査方向上流側において光ビームを反射して、フォトダイオード等を有する受光素子５６の受光面に導入する。受光素子５６はその受光面が前記光ビームによって照射されたときに、走査開始位置（書き出し位置）を検出するための走査開始信号を出力する。
【００４４】
光源５１は、ホストコンピュータからの情報を処理する処理回路から与えられる信号に対応した光ビームを発生する。光源５１に与えられる信号は、感光体５４に書き込むべき情報に対応しており、処理回路は、感光体５４の表面において結像する点像が作る軌跡である一走査線に対応する情報を表す信号を一単位として光源５１に与える。この情報信号は、受光素子５６から与えられる走査開始信号に同期して送信される。
【００４５】
なお、回転多面鏡１、結像レンズ５２等は光学箱５０に収容され、光源５１等は光学箱５０の側壁に取り付けられる。光学箱５０に回転多面鏡１、結像レンズ５２等を組み付けたうえで、光学箱５０の上部開口にふた６０を装着する。
【００４６】
【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。
【００４７】
回転多面鏡を高速回転させたときに駆動マグネットとフランジ部材の結合が不安定になりモータバランスが悪化するのを回避して、騒音や振動による光学性能の劣化等のトラブルの少ない高性能な偏向走査装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 参考例による偏向走査装置の主要部を示すもので、（ａ）はその模式部分断面図、（ｂ）は接着剤を硬化させる工程を説明する図である。
【図２】 第１の実施の形態による偏向走査装置の主要部を示すもので、（ａ）は駆動マグネットを組み付ける前の状態を示す模式部分断面図、（ｂ）は駆動マグネットを組み付けた後の状態を示す同様の図である。
【図３】 第２の実施の形態をその変形例とともに示す図である。
【図４】 偏向走査装置の全体を説明する図である。
【図５】 図４のＡ−Ａ線に沿ってとった断面図である。
【図６】 高温状態で高速回転駆動したときと常温で高速回転させたときの駆動マグネットの変形を比較する図である。
【図７】 一従来例を示す模式部分断面図である。
【符号の説明】
１ 回転多面鏡
３ 回転軸
４，２４，３４ フランジ部材
５，２５，３５ 駆動マグネット
６ モータ基板
７ ステータ
７ａ ステータコア
７ｂ ステータコイル
８ 押えバネ
９，１０，３０，４９ａ，４９ｂ 接着剤
４０〜４３ 凹所
５０ 光学箱
Claims (2)
- 光ビームを偏向走査する回転多面鏡と、前記回転多面鏡を支持するフランジ部材と、前記フランジ部材と焼き嵌めによって結合される駆動マグネット及び前記駆動マグネットに対向するステータを有するモータとを備える偏向走査装置であって、前記フランジ部材と前記駆動マグネットとの当接面には接着剤が塗布されており、前記フランジ部材と前記駆動マグネットが当接すると前記接着剤の一部が前記フランジ部材と前記駆動部材の当接面の末端にはみ出して硬化することを特徴とする偏向走査装置。
- 前記フランジ部材または前記駆動マグネットは、前記フランジ部材と前記駆動マグネットとが当接する当接面内に塗布された接着剤を溜めるための凹所を有することを特徴とする請求項１記載の偏向走査装置。
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| JP22935598A JP4250226B2 (ja) | 1998-07-30 | 1998-07-30 | 偏向走査装置 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR20190007377A (ko) * | 2017-07-12 | 2019-01-22 | 니혼 덴산 산쿄 가부시키가이샤 | 흔들림 보정 기능을 구비한 광학 유닛 |
-
1998
- 1998-07-30 JP JP22935598A patent/JP4250226B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| KR20190007377A (ko) * | 2017-07-12 | 2019-01-22 | 니혼 덴산 산쿄 가부시키가이샤 | 흔들림 보정 기능을 구비한 광학 유닛 |
| KR102044632B1 (ko) | 2017-07-12 | 2019-11-13 | 니혼 덴산 산쿄 가부시키가이샤 | 흔들림 보정 기능을 구비한 광학 유닛 |
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