JP4422920B2 - Optical deflection scanning device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザビームを用いた画像形成装置においてレーザビームを感光体上に走査するための回転多面鏡を有する光偏向走査装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、レーザビームを用いた画像形成装置において、高速・高耐久化のために動圧空気軸受を用いた光偏向走査装置を使用している。例えば、特開2000−231072号公報には、回転軸下端に永久磁石を取り付け、その永久磁石の外側に別の永久磁石を互いが吸引するように配置することによって、その吸引力でスラスト方向に保持される構成の動圧空気軸受が提案されている。
【0003】
図3は上記特開平2000−231072号公報に開示された動圧空気軸受を使用した光偏向走査装置の断面図である。
【0004】
図3に示す光偏向走査装置において、駆動モータのハウジング115にセラミック材から成る固定スリーブ107が固定され、この固定スリーブ107には回転軸101が回転自在に嵌合保持されており、これによりラジアル方向に軸支する動圧空気軸受が構成されている。そして、回転軸101の外周には金属製の部材103が焼き嵌めによって取り付け固定されている。この金属製の部材103には回転多面鏡102が取り付けられており、その外周部に駆動モータの一部を構成するロータ104が固定されている。
【0005】
更に、ハウジング115上に固定された基板116にはステータ106が取り付けられており、このステータ106にはコイル105が巻き付けられ、ステータ106が駆動マグネット114に対向するように配置されることによって駆動モータが構成され、この駆動モータによって回転多面鏡102を高速回転させてレーザビームを走査する。
【0006】
次に、スラスト軸受の構成を以下に説明する。
【0007】
回転軸101の下端にリング状の第1のマグネット108を紫外線硬化型の接着剤により固定する。尚、このリング状の第1のマグネット108の内側に接着剤を塗布することによって接着効果が高められる。そして、リング状の第2のマグネット109をスリーブ107の下端部に紫外線硬化型の接着剤によって固定し、両マグネット108,109の吸引力によって回転軸101を浮上支持するよう構成されている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の光偏向走査装置には以下のような問題があった。
【0009】
即ち、第2のマグネット109をハウジング115に接着剤を塗布して固定するため、塗布した接着剤の硬化が不十分であった場合、回転軸101とスリーブ107の隙間に接着剤が流入し、回転軸101とスリーブ107が固着してしまう。
【0010】
又、軸受下端部を密閉空間119とするための蓋118をハウジング115の下端に接着剤を塗布して固定するため、その接着剤の硬化が不十分であった場合には接着剤が回転軸101とスリーブ107の隙間に流入し、回転軸101とスリーブ107が固着してしまう。回転軸101とスリーブ107には隙間が数μmしかなく、その隙間に接着剤が流入すると回転軸101がスリーブ107に固着してしまい、回転軸101が回転しなくなって光偏向走査装置としての機能を果たさなくなる。
【0011】
更に、スリーブ107の下端部に接着固定されている第2のマグネット109の公差上、蓋118を第2のマグネット109に突き当てられない。このため、回転軸101が下降したとき、第2のマグネット109と蓋118との隙間に空気が逃げてしまい、密閉空間119の圧力が高くならない。そのため、エアダンパーとしての効果が弱くなり、外部からの振動や衝撃に対して回転軸101も振動してしまい、回転軸101に取り付けられた回転多面鏡102が上下に動いてレーザビームの走査精度が低下するという問題が発生する。
【0012】
従って、本発明の目的とする処は、回転軸と固定スリーブの固着を防いで安定した走査を行うことができる光偏向走査装置を提供することにある。
【0013】
又、本発明の目的とする処は、振動や衝撃に対して信頼性が高く、高精度な走査が可能な光偏向走査装置を提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項1記載の発明は、回転軸と、前記回転軸の外周にあって前記回転軸を回転自在に嵌合保持する固定スリーブと、前記固定スリーブの外周にあって前記固定スリーブを支持するハウジングと、前記回転軸に固定された回転多面鏡と、前記回転軸を浮上支持するために前記回転軸の下端部に固定された第1の永久磁石と、前記第1の永久磁石に対向する位置に配置された第2の永久磁石と、を有する光偏向走査装置において、前記第2の永久磁石が接着固定されるカップ状の蓋を有し、前記カップ状の蓋が前記ハウジングの外周部に嵌合して接着固定されることにより、前記固定スリーブ及び前記回転軸の下端部と前記蓋との間に空気溜りを形成することを特徴とする。
【0017】
従って、請求項1記載の発明によれば、接着剤の未硬化が防がれるため、回転軸と固定スリーブの隙間に接着剤が流入することがなくなり、接着剤の流入による回転軸と固定スリーブの固着を防いで安定した走査が可能となる。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【0021】
図1は本発明に係る光偏向走査装置の断面図である。
【0022】
本発明に係る光偏向走査装置においては、真鍮やアルミニウム等の金属から成るハウジング1にセラミックや金属から成る固定スリーブ2が固定され、この固定スリーブ2には回転軸3が回転自在に嵌合保持されており、これにより回転軸3をラジアル方向に軸支する動圧空気軸受が構成されている。
【0023】
そして、回転軸3の外周には金属製の部材4が焼き嵌めによって取り付け固定されており、この金属製の部材4には回転多面鏡5が取り付けられ、部材4の外周部には駆動モータの一部を構成するロータ17が固定されている。
【0024】
更に、ハウジング1上に固定された基板7にはステータ9が取り付けられている。このステータ9にはコイル8が巻き付けられており、該ステータ9が駆動マグネット6に対向するように配置されることによって駆動モータが構成され、この駆動モータは回転多面鏡5を高速回転させてレーザビームを走査する。尚、駆動マグネット6は、粉末状にしたフェライト等の磁性材料にゴムや樹脂を混合して構成された所謂ボンド磁石である。
【0025】
次に、スラスト軸受の構成について説明する。
【0026】
回転軸3の下端部に第1の永久磁石13を接着固定し、真鍮やアルミニウム等の金属の切削加工によって成形したカップ状の蓋10の内側に第1の永久磁石13に吸引する向きで第2の永久磁石11を熱硬化性や紫外線硬化性の接着剤12によって接着固定する。このとき、紫外線や熱を十分に掛けて第2の永久磁石11の接着部分を完全に硬化させる。
【0027】
次に、カップ状の蓋10全体に熱を加え、目視確認できない接着部分を完全に硬化させる。
【0028】
以上の工程を経ることによって、カップ状の蓋10の内側に第2の永久磁石11を接着するための接着剤の未硬化を防ぐことができる。尚、第1の永久磁石13と第2の永久磁石11は、粉末状にしたフェライト等の磁性材料に粉末状のゴムや樹脂を混合させて構成した所謂ボンド磁石である。
【0029】
次に、ハウジング1の外周部に嫌気性を有する紫外線硬化型の接着剤18を塗布してカップ状の蓋10を固定する。カップ状の蓋10をハウジング1に取り付けるとき、嫌気性の紫外線硬化型の接着剤18がはみ出す部分ができるが、これを硬化させるために紫外線を十分に照射する。接着剤の嫌気性の効果が十分発揮されるように、ハウジング1とカップ状の蓋10のクリアランスを狭くする。又、ハウジング1の外周とカップ状の蓋10にプライマーを塗布することによって、ハウジング1とカップ状の蓋10を接着固定するための接着剤の硬化を確実にする。
【0030】
以上のような構成とすることによって接着剤18の未硬化を防ぎ、且つ、固定スリーブ2の下端部に接着剤を塗布する必要がないため、回転軸3と固定スリーブ2の隙間に接着剤が流入することがなくなり、接着剤の流入による回転軸3と固定スリーブ2の固着を防ぐことができる。つまり、接着剤塗布を回転軸3と固定スリーブ2との隙間に近い位置で行わないことと、回転軸3と固定スリーブ2との隙間に近い位置で接着剤を使う場合には十分硬化させることによって、回転軸3と固定スリーブ2との隙間への接着剤の流入を防ぎ、回転軸3と固定スリーブ2の固着を防ぐ。
【0031】
又、カップ状の蓋10の材質をハウジング1と同じ材質にするとカップ状の蓋10とハウジング1の線膨張係数が同じになるため、外気温が変化してもカップ状の蓋10の内径とハウジング1の外径とが常に一定になり、その間に存在する接着剤に応力が作用せず、これによって接着剤の剥離を防ぐことができる。
【0032】
更に、カップ状の蓋10を取り付けることによって回転軸3の下部に閉じた空間19が形成される。この閉じた空間19は、回転軸3と固定スリーブ2のクリアランスが数μmと狭いためにほぼ密閉空間であると見なすことができる。
【0033】
そして、カップ状の蓋10をハウジング1に取り付けるとき、カップ状の蓋10に取り付けられた第2の永久磁石11の上端部をハウジング1の下端部に突き当てて取り付けることによって、第2の永久磁石11と固定スリーブ2には隙間が無くなる。この結果、回転軸3が下降したとき、隙間があるときの回転軸3が同じ高さにあるときに比べて、密閉空間19の圧力が高くなる。このことを図2を用いて詳細に説明する。
【0034】
図2(a)従来例の密閉空間119の拡大図、同図(b)は本実施の形態における密閉空間19の拡大断面図である。
【0035】
ここで、各密閉空間119,19の体積をそれぞれV,Vi、それぞれの内部圧力をP,Piとする。このとき、条件として
V>Vi …(1)
とする。
【0036】
又、気体の状態方程式から、
P・V=Pi・Vi …(2)
となる。
【0037】
式(1)と式(2)から、
P<Pi
となる。
【0038】
このため、密閉空間19が大きな振動に対するダンパーとして有効に機能し、外部からの大きな振動や衝撃に対して回転軸3の上下動は抑制され、回転多面鏡5の上下動も抑制されるため、高精度な走査が可能となる。
【0039】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、請求項1記載の発明によれば、接着剤の未硬化が防がれるため、回転軸と固定スリーブの隙間に接着剤が流入することがなくなり、接着剤の流入による回転軸と固定スリーブの固着を防いで安定した走査が可能となる。
【0040】
請求項2記載の発明によれば、蓋とハウジングの線膨張係数が同じになるため、外気温が変化しても蓋の内径とハウジングの外径とが常に一定になり、その間に存在する接着剤に応力が作用せず、接着剤の剥離が防がれる。
【0041】
請求項3記載の発明によれば、空気溜りの圧力が高められて該空気溜りが大きな振動に対するダンパーとして有効に機能し、外部からの大きな振動や衝撃に対して回転軸の上下動を抑制するため、回転多面鏡の上下動も抑制されて高精度な走査が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る光偏向走査装置の断面図である。
【図2】従来と本発明の実施の形態に係る密閉空間の拡大断面図である。
【図3】従来の光偏向走査装置の断面図である。
【符号の説明】
1 ハウジング
2 固定スリーブ
3 回転軸
5 回転多面鏡
11 第2の永久磁石
12,18 接着剤
13 第1の永久磁石
19 密閉空間(空気溜り)[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical deflection scanning apparatus having a rotary polygon mirror for scanning a laser beam on a photosensitive member in an image forming apparatus using a laser beam.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in an image forming apparatus using a laser beam, an optical deflection scanning apparatus using a dynamic pressure air bearing is used for high speed and high durability. For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-231072, a permanent magnet is attached to the lower end of the rotating shaft, and another permanent magnet is arranged outside the permanent magnet so as to attract each other. A dynamic pressure air bearing having a configuration to be held has been proposed.
[0003]
FIG. 3 is a cross-sectional view of an optical deflection scanning apparatus using a dynamic pressure air bearing disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-231072.
[0004]
In the optical deflection scanning apparatus shown in FIG. 3, a
[0005]
Furthermore, a
[0006]
Next, the configuration of the thrust bearing will be described below.
[0007]
A ring-shaped
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional optical deflection scanning apparatus has the following problems.
[0009]
That is, since the
[0010]
Further, since the
[0011]
Furthermore, the
[0012]
Accordingly, an object of the present invention is to provide an optical deflection scanning apparatus capable of performing stable scanning while preventing the rotation shaft and the fixed sleeve from sticking.
[0013]
Another object of the present invention is to provide an optical deflection scanning device that is highly reliable with respect to vibration and shock and capable of highly accurate scanning.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an invention according to claim 1 is provided on a rotating shaft, a fixing sleeve on the outer periphery of the rotating shaft and rotatably fitting the rotating shaft, and on an outer periphery of the fixing sleeve. A housing for supporting the fixed sleeve; a rotary polygon mirror fixed to the rotary shaft; a first permanent magnet fixed to a lower end portion of the rotary shaft to support the rotary shaft in a floating manner; And a second permanent magnet disposed at a position opposite to the permanent magnet, and a cup-shaped lid to which the second permanent magnet is bonded and fixed. Are fitted and fixed to the outer periphery of the housing to form an air pocket between the fixing sleeve and the lower end of the rotating shaft and the lid .
[0017]
Therefore, according to the first aspect of the invention, since the Ru is prevented from uncured adhesive, it prevents the adhesive in the gap of the fixed sleeve and the rotary shaft flows, a rotary shaft by inflow of the adhesive fixing Stable scanning is possible by preventing the sleeve from sticking.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
[0021]
FIG. 1 is a cross-sectional view of an optical deflection scanning apparatus according to the present invention.
[0022]
In the optical deflection scanning apparatus according to the present invention, a fixed sleeve 2 made of ceramic or metal is fixed to a housing 1 made of metal such as brass or aluminum, and a rotating
[0023]
A metal member 4 is attached and fixed to the outer periphery of the rotating
[0024]
Further, a
[0025]
Next, the configuration of the thrust bearing will be described.
[0026]
The first
[0027]
Next, heat is applied to the entire cup-shaped
[0028]
By passing through the above process, the uncured adhesive for bonding the second permanent magnet 11 to the inside of the cup-shaped
[0029]
Next, an anaerobic UV
[0030]
By adopting the configuration as described above, the adhesive 18 is prevented from being uncured, and it is not necessary to apply the adhesive to the lower end portion of the fixed sleeve 2. The inflow does not occur, and the
[0031]
If the cup-shaped
[0032]
Furthermore, a
[0033]
When the cup-shaped
[0034]
2A is an enlarged view of the sealed
[0035]
Here, the volumes of the sealed
And
[0036]
From the gas equation of state,
P · V = Pi · Vi (2)
It becomes.
[0037]
From Equation (1) and Equation (2),
P <Pi
It becomes.
[0038]
For this reason, since the sealed
[0039]
【The invention's effect】
As apparent from the above description, according to the first aspect of the present invention, since the Ru is prevented from uncured adhesive, it prevents the adhesive from flowing into the gap of the fixed sleeve and the rotary shaft, the adhesive Stable scanning is possible by preventing the rotation shaft and the fixed sleeve from sticking due to the inflow of.
[0040]
According to the second aspect of the present invention, since the linear expansion coefficient of the lid and the housing is the same, the inner diameter of the lid and the outer diameter of the housing are always constant even when the outside air temperature changes, and the adhesive existing therebetween Stress does not act on the agent, and peeling of the adhesive is prevented.
[0041]
According to the third aspect of the present invention, the pressure of the air reservoir is increased so that the air reservoir effectively functions as a damper against large vibrations, and the vertical movement of the rotating shaft is suppressed against large external vibrations and shocks. Therefore, the vertical movement of the rotary polygon mirror is also suppressed, and highly accurate scanning is possible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of an optical deflection scanning apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a sealed space according to a conventional example and an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view of a conventional optical deflection scanning apparatus.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Housing 2
Claims (3)
前記第2の永久磁石が接着固定されるカップ状の蓋を有し、前記カップ状の蓋が前記ハウジングの外周部に嵌合して接着固定されることにより、前記固定スリーブ及び前記回転軸の下端部と前記蓋との間に空気溜りを形成することを特徴とする光偏向走査装置。A cup-shaped lid to which the second permanent magnet is bonded and fixed, and the cup-shaped lid is fitted and fixed to the outer peripheral portion of the housing to thereby fix the fixing sleeve and the rotating shaft. An optical deflection scanning device, wherein an air pocket is formed between a lower end portion and the lid.
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