JPH08160333A - 偏向走査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 回転多面鏡の振れ回り振動等を防止する。 【構成】 回転多面鏡８は押えバネ９によって筒状のロ
ータ６に押圧されてこれと一体的に結合される。ロータ
６とともにモータＭ₁ を構成するステータ７は、ロータ
６の内側に配設され、その内面に対向している。ロータ
６の下端近傍に環状のバランス溝１０、上端には環状の
段差１１を設け、これらに重り１０ａ，１１ａを装着す
ることで、ロータ６と回転多面鏡８を含む回転体全体の
軸方向と径方向の双方の動的不均衡を解消する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レーザビームプリンタ
等の画像形成装置に用いられる偏向走査装置に関し、特
に、回転多面鏡の回転中の振動による騒音発生や性能低
下を防ぐことのでき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、レーザファクシ
ミリ等の画像形成装置に使用されている偏向走査装置に
おいては、感光体を偏向器により偏向走査された光束で
走査し、静電潜像を形成する。この静電潜像は現像装置
によってトナー像に顕像化され、このトナー像が記録紙
に転写され、定着装置によって記録紙上のトナー像を加
熱定着させることによってプリントが行なわれる。

【０００３】図５は、レーザビームプリンタにおいて用
いられ、感光体を光束によって走査するための偏向走査
装置の構成を説明する平面図を示す。

【０００４】偏向走査装置１５１はハウジング１５２に
収納され、図５にはその蓋体を取り除いた状態で示され
ている。偏向走査装置１５１は、半導体レーザ装置、コ
リメータレンズ系などを含んで構成される光源１５３、
前記光源１５３から発生する光束を線状に集光するシリ
ンドリカルレンズ１５４、前記シリンドリカルレンズ１
５４によって集光されてできる光束の線像の近傍に反射
面１５５ａを有する回転多面鏡１５５、ｆθレンズ１５
６を含んで構成されている。反射面１５５ａにおいて偏
向反射された光束は、ｆθレンズ１５６を介して反射鏡
１５７に入射し、該反射鏡１５７において反射されて、
感光体１５８を照射する。

【０００５】回転多面鏡１５５は、軸直角断面が正六角
形であって軸線方向に一様である正六角形であり、その
側面が鏡面化されて反射面１５５ａを構成している。こ
のような回転多面鏡１５５は、モータ１５９によって、
その軸線まわりに矢印１７１方向に等速で回転駆動され
る。これによって光源１５３から発生され、シリンドリ
カルレンズ１５４を介する光束の光路と反射面１５５ａ
の法線とがなす角、すなわち反射面１５５ａに対する光
束の入射角が経時的に変化し、それに伴って反射角も変
化するため、感光体１５８上で光束が集光されて形成さ
れるスポットは図中矢印１６０方向に移動する。

【０００６】ｆθレンズ１５６は、反射面１５５ａにお
いて反射される光束が感光体１５８においてスポットを
形成するように集光され、また前記スポットの矢印１６
０方向への走査速度が等速に保たれるように設計されて
いる。このようなｆθレンズ１５６の特性を得るため
に、該ｆθレンズ１５６は第１ｆθレンズ部分１６１と
第２ｆθレンズ部分１６２の２つのレンズ系で構成され
ている。

【０００７】回転多面鏡１５５の矢印１７１方向の回転
によって、感光体１５８においては光束による主走査が
行なわれ、また感光体１５８がその円筒の軸線まわりに
回転することによって副走査が行なわれる。このように
して感光体１５８の表面には静電潜像が形成される。

【０００８】感光体１５８の周辺には、感光体１５８の
表面を一様に帯電するためのコロナ放電器、感光体１５
８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
用コロナ放電器（いずれも不図示）等が配置されてお
り、これらの働きによって光源１５３が発生する光束に
対応する記録情報が記録紙にプリントされる。

【０００９】感光体１５８の表面における記録情報の書
き込み開始位置１７２に対応する光束の光路Ｌ１よりも
図中矢印１６０方向上流側に対応する光束の光路Ｌ２上
で、ｆθレンズ１５６の第１ｆθレンズ部分１６１と回
転多面鏡１５５の反射面１５５ａとの間には、反射鏡１
７３が配設されている。該反射鏡１７３によって反射さ
れた光束は、集光レンズ１７４を介して、フォトダイオ
ード等を含んで構成される受光素子１７５の受光面１７
５ａに入射する。この集光レンズ１７４の働きによっ
て、受光素子１７５はその受光面１７５ａが回転多面鏡
１５５により偏向走査された光束によって照射される時
に、光束の走査された位置を検出するための信号を出力
する。

【００１０】前記集光レンズ１７４および受光素子１７
５は、ｆθレンズ１５６の第１ｆθレンズ部分１６１
と、回転多面鏡１５５との間に配設され、従って反射鏡
１７３と集光レンズ１７４との間の光路Ｌ３は、第１ｆ
θレンズ部分１６１と回転多面鏡１５５との間に存在す
る。

【００１１】光源１５３はホストコンピュータからの情
報を処理する処理回路１８１から与えられる信号に対応
して光束を発生する。光源１５３に与えられる信号は、
感光体１５８に書き込むべき情報に対応しており、これ
によって感光体１５８上には所望の情報に対応する静電
潜像が形成される。処理回路１８１は、光源１５３に感
光体１５８の表面において光束が形成するスポットが作
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
位として与える。そして、この信号の出力は、受光素子
１７５からライン１７６を介して与えられる信号に同期
して行なわれる。

【００１２】モータ１５９はハウジング１５２の底部に
取り付けられ、このモータ１５９の軸１５９ｂに前記回
転多面鏡１５５が取り付けられる。またｆθレンズ１５
６もハウジング１５２の底部に取り付けられ、前述した
反射鏡１７３、集光レンズ１７４、および受光素子１７
５を含んで構成される受光手段は、回転多面鏡１５５と
ｆθレンズ１５６との間に取り付けられる。

【００１３】従来、この種の偏向走査装置の回転多面鏡
およびその駆動部は、図４に示すように、前記ハウジン
グ１５２内に配置された台盤１０２、該台盤１０２に支
持された軸受１０３、および該軸受１０３に回転自在に
支承された軸１５９ｂを備えており、該軸１５９ｂと一
体であるフランジ１０５に固着されたロータ１０６と、
台盤１０２に固定されたステータ１０７によってモータ
１５９が構成される。

【００１４】回転多面鏡１５５は、軸１５９ｂの図示上
端附近に螺合する押え板１０９、緊締ワッシャ１１３お
よび押えバネ１１２によってフランジ１０５に押圧さ
れ、これによってロータ１０６と一体的に結合され、軸
１５９ｂと共に回転する。

【００１５】前記光源１５３から回転多面鏡１５５に照
射されたレーザビームは、回転多面鏡１５５の回転によ
って前記感光体１５８に向って偏向走査される。ロータ
１０６にはこれを回転させたときの動的不均衡を軽減す
るための凹所１１１が設けられている。該凹所１１１は
組み立て前にロータ１０６の表面の一部分を切削するこ
とによって形成される。

【００１６】

【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、ロータの組み立て前に該ロータの一部
分を除去することでこれを回転させたときの動的不均衡
を軽減するのみであるため、ロータ以外に軸と一体的に
結合されてこれと共に回転する部材、すなわち回転多面
鏡やこれを軸に取り付けるための押え板等の肉厚の不均
一による動的不均衡を軽減することはできない。

【００１７】すなわち、ロータの動的不均衡を軽減する
のみでは、軸および該軸と一体的に結合されるすべての
部材からなる回転体全体の回転軸方向の肉厚の不均一に
よる動的不均衡を充分低減できず、回転多面鏡の高速回
転時に振れ回り振動等が発生し、これによる騒音および
性能低下が著しい。

【００１８】そこで、回転多面鏡やロータに重りを付加
するためのバランス溝を設け、回転多面鏡やロータを含
む回転体全体の動的不均衡を測定したうえでこれを解消
する重りを回転多面鏡やロータのバランス溝に分散して
取り付けるように構成したものが開発されたが、回転多
面鏡にバランス溝を設けると、バランス溝を加工すると
きの応力によって回転多面鏡の反射面に歪を発生するお
それがあり、また、回転多面鏡とロータを一体的に結合
させるための押えバネの取り付け位置が著しく限定され
るという不都合もある。

【００１９】特に反射面が４面以下で比較的プリント速
度の遅いレーザビームプリンタ等で用いられる小型の回
転多面鏡の場合には、回転多面鏡にバランス溝を加工す
る工程で回転多面鏡が大きく変形し、また、回転多面鏡
の上面全体に押えバネが当接されるためバランス溝を設
けるスペースが皆無であり、回転多面鏡にバランス溝を
設けることは実質的に不可能である。

【００２０】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、回転多面鏡に重り取
り付け用の凹所を設けることなく回転多面鏡の振れ回り
振動等を完全に回避できる偏向走査装置を提供すること
を目的とするものである。

【００２１】

【課題を解決させるための手段】上記の目的を達成する
ために本発明の偏向走査装置は、照明光を反射する回転
多面鏡と、該回転多面鏡と一体的に回転する筒状の回転
子とその内側に配設された固定子を有する駆動部を備え
ており、前記回転子が、軸方向に互いに離間した複数の
部位にそれぞれ周方向にのびる重り取り付け用の凹所を
有することを特徴とする。

【００２２】回転子の各部位の重り取り付け用の凹所が
前記回転子の軸方向に開口しているとよい。

【００２３】また、回転子の各部位の重り取り付け用の
凹所が前記回転子の径方向に開口していてもよい。

【００２４】重り取り付け用の凹所が環状の溝または段
差であるとよい。

【００２５】

【作用】回転多面鏡の駆動部が、筒状の回転子の内側に
固定子を内蔵するいわゆるアウターロータ型のモータで
あるため、回転多面鏡を組み付けたときに回転子の長尺
の筒状面が露出する。そこで、回転子の筒状面の両端に
近接する部位にそれぞれ周方向にのびる重り取り付け用
の凹所を設ければ、回転多面鏡の振れ回り振動等を防ぐ
重りを回転多面鏡の軸方向と周方向の双方に分散させ
て、回転多面鏡や回転子を含む回転体全体の動的不均衡
をすべて解消できる。

【００２６】これによって、回転多面鏡の振れ回り振動
等を完全に回避できる。

【００２７】回転多面鏡に重り取り付け用の凹所を設け
る必要がないため、溝加工等によって回転多面鏡の反射
面に歪を発生するおそれがない。

【００２８】その結果、騒音が少なくてしかもすぐれた
光学性能を有する偏向走査装置を実現できる。

【００２９】

【実施例】図１は一実施例による偏向走査装置の主要部
を示す模式部分断面図であって、これは、筐体１に支持
されたモータハウジング２と、これに支持されたスリー
ブ３ａとその内側を転動するボール３ｂからなるボール
軸受３と、該ボール軸受３に支持された軸４を備えてお
り、軸４と一体であるフランジ５に固着された回転子で
あるロータ６とモータハウジング２に固定された固定子
であるステータ７によって駆動部である駆動モータＭ₁
が構成される。回転多面鏡８は軸４の図示上端付近に嵌
着された押えバネ９によってフランジ５に押圧され、こ
れによってロータ６と一体的に結合される。

【００３０】すなわち、前記軸４、フランジ５、ロータ
６、回転多面鏡８および押えバネ９は一体的に結合され
ており、モータＭ₁ の駆動によって回転する回転体を構
成する。

【００３１】なお、ロータ６はステータ７のステータコ
ア７ａに巻き付けられたステータコイル７ｂに対向しそ
の外側を包囲する略筒状の部材であり、従って、モータ
Ｍ₁はいわゆるアウターロータ型のモータである。

【００３２】また、ボール軸受３は軸４の大径部に設け
られた螺旋溝内を転動するように構成されたダイレクト
ベアリングであり、これは、一般のころがり軸受に比べ
て振動やガタが少ないという利点を有するが、状況によ
っては一般のころがり軸受を用いることもできる。

【００３３】ロータ６はその外周部の下端近傍に図示上
向きのフランジ部を有し、これに、図示上向きの重り取
り付け用の凹所であるバランス溝１０が形成されてお
り、また、ロータ６の外周壁の上端にも重り取り付け用
の凹所である環状の段差１１が形成されている。

【００３４】ロータ６がプラスチックマグネットである
場合には、ロータ６を一体成形する工程でバランス溝１
０や段差１１を設けることができる。またロータ６がフ
ェライトマグネットのように金属製である場合は、バラ
ンス溝１０を曲げ加工によって形成し、段差１１は切削
による溝加工によって形成される。

【００３５】いずれの場合も、バランス溝１０および段
差１１を設けることでロータ６の部品コストが著しく上
昇するおそれはない。

【００３６】ロータ６のバランス溝１０と段差１１に対
する重り１０ａと１１ａの取り付けは以下のように行な
われる。

【００３７】モータＭ₁ の駆動により、軸４に一体的に
結合されたロータ６、フランジ５、回転多面鏡８および
押えバネ９からなる回転体を回転させてこれに発生する
動的不均衡を測定し、測定された動的不均衡を解消する
重りの取り付け位置をロータ６のバランス溝１０および
段差１１において選定する。各重りの必要量を算出し、
重り１０ａと１１ａの取り付けを行なう。各重り１０
ａ，１１ａの取り付け位置は、ロータ６の周方向にのび
る環状のバランス溝１０および段差１１のそれぞれの任
意の位置に選定することが可能であり、さらにこれらは
軸４の回転軸方向に互に離間した位置に配置されている
ため、両者に取り付ける重り１０ａ，１１ａの比率や周
方向の位置を適切に設定することによって、ロータ６や
回転多面鏡８を含む回転体全体の軸方向と周方向の動的
不均衡をすべて解消することができる。

【００３８】その結果、回転多面鏡８の回転中の振動を
大幅に軽減して、騒音の発生や偏向走査装置の性能低下
を防ぐことができる。なお、ロータ６自体の質量の不均
一による動的不均衡についてはロータ６を軸４に組み付
ける前に公知の方法でこれを解消しておくのが望まし
い。また、前記重り１０ａ，１１ａは未硬化の接着剤を
主成分とするものを用いれば量の調節および取り付けが
容易であり、かつ、これに固体材料の粒子であるガラス
ビーズ、セラミックまたは金属等の粉末を混入すること
によって接着剤の使用量を少なくすることができる。

【００３９】さらに、前記接着剤として紫外線硬化型の
接着剤を用いれば、各重りを取り付け後、短時間で硬化
させることができるため、偏向走査装置の製造に要する
時間が短縮される。

【００４０】本実施例の偏向走査装置は、回転多面鏡８
に向かって照明光であるレーザ光を発生する光源やシリ
ンドリカルレンズやｆθレンズを含む光学系と、表面に
レーザ光を結像させる感光体やこれを帯電させるコロナ
放電器や現像装置等を有する。これらについては従来例
と同様であるので説明は省略する。

【００４１】ロータ６や回転多面鏡８を含む回転体の動
的不均衡が重り１０ａ，１１ａによって完全に解消され
るため、回転多面鏡８がその回転中振れ回り振動を発生
して偏向走査装置の画像が劣化したり、大きな騒音を発
生するおそれはない。

【００４２】本実施例によれば、回転多面鏡にバランス
溝等を設ける必要がないため、回転多面鏡の反射面が溝
加工等によって変形することもない。その結果、すぐれ
た光学特性を有し、しかも回転多面鏡に振れ回り振動等
が発生するおそれのない高性能な偏向走査装置を実現で
きる。

【００４３】４面型の回転多面鏡等の小型の回転多面鏡
を用いる場合には、図２に示すように、ロータ６の外径
より回転多面鏡の外寸法が小さい。そこで、ロータ６の
上端に段差１１を設ける替わりに図示上向きの第２のバ
ランス溝２１を設けるとよい。

【００４４】あるいは、図３に示すように、ロータ６の
外周面の軸方向に離間した部位に径方向外方へ開口する
２つのバランス溝３０，３１を設けることもできる。

【００４５】なお、本実施例のモータはアウターロータ
型であるが、他の形式のモータであっても同様に適用で
きることは言うまでもない。

【００４６】

【発明の効果】本発明は上述のとおり構成されているの
で以下に記載するような効果を奏する。

【００４７】回転多面鏡に重り取り付け用の凹所を設け
ることなく回転多面鏡の振れ回り振動等を完全に回避で
きる。

【００４８】その結果、騒音が少なくてしかもすぐれた
光学性能を有する偏向走査装置を実現できる。

【００４９】このような偏向走査装置を用いることで、
画像形成装置の騒音防止と画像品位の向上に大きく貢献
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施例による偏向走査装置の主要部を示す模
式部分断面図である。

【図２】一変形例を示す模式部分断面図である。

【図３】別の変形例を示す模式部分断面図である。

【図４】従来例の主要部を示す模式部分断面図である。

【図５】偏向走査装置の全体を示す模式平面図である。

【符号の説明】

２ モータハウジング ３ ボール軸受 ４ 軸 ６ ロータ ７ ステータ ８ 回転多面鏡 ９ 押えバネ １０，２１，３０，３１ バランス溝 １１ 段差

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｎ 1/113

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 照明光を反射する回転多面鏡と、該回転
   多面鏡と一体的に回転する筒状の回転子とその内側に配
   設された固定子を有する駆動部を備えており、前記回転
   子が、軸方向に互いに離間した複数の部位にそれぞれ周
   方向にのびる重り取り付け用の凹所を有することを特徴
   とする偏向走査装置。
2. 【請求項２】 回転子の各部位の重り取り付け用の凹所
   が前記回転子の軸方向に開口していることを特徴とする
   請求項１記載の偏向走査装置。
3. 【請求項３】 回転子の各部位の重り取り付け用の凹所
   が前記回転子の径方向に開口していることを特徴とする
   請求項１記載の偏向走査装置。
4. 【請求項４】 重り取り付け用の凹所が環状の溝または
   段差であることを特徴とする請求項１ないし３いずれか
   １項記載の偏向走査装置。