JPH08338960A - 走査光学装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 回転多面鏡の回転を安定させる。 【構成】 固定軸３２の外周面に、例えば３本の軸方向
へ向けた細長い切削面５１〜５３を形成する。切削面５
１〜５３と回転スリーブ３３の隙間が他の部分よりも大
きくなり、回転スリーブ３３が回転した際のラジアル方
向の動圧は、切削面５１〜５３のそれぞれの後縁部でピ
ークを示し、固定軸３２から回転スリーブ３３に向かう
動圧を安定させることができて、回転スリーブ３３のラ
ジアル方向の剛性を向上させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レーザービームプリン
タやレーザービームファクシミリ等に用いられ、レーザ
ービームを偏向走査するための回転多面鏡を内蔵した走
査光学装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、この種の走査光学装置では回転多
面鏡を高速かつ高精度で回転させることが要求されてお
り、特にレーザービームを偏向走査するための偏向器に
は非接触で回転する軸受が用いられている。

【０００３】例えば、図９は本出願人が先に特願平４−
１２０５５８号として出願した偏向走査装置の断面図で
あり、ハウジング１にはセラミック材料から成る固定軸
２が立設され、この固定軸２にはセラミック材料から成
る回転スリーブ３が回転自在に嵌合されている。回転ス
リーブ３の外周には金属材料から成る固定部材４が取り
付けられており、この固定部材４の上部には回転多面鏡
５が板ばね６により固定され、固定部材４の側面下部に
は駆動マグネット７が固定されている。ハウジング１に
はステータ８及び電気部品等を取り付けたモータ基板９
が固定され、ステータ８は駆動マグネット７と対向する
ように配置されている。

【０００４】また、固定軸２の下部に第１の永久磁石１
０が配置され、かつ回転スリーブ３の下端には第２の永
久磁石１１が第１の永久磁石１０を反発するように配置
されている。これにより、第１の永久磁石１０と第２の
永久磁石１１が相互に反発し合い、スラスト方向の荷重
が支えられる。そして、回転スリーブ３が回転すること
により、固定軸２と回転スリーブ３との間に空気膜が形
成され、回転スリーブ３がラジアル方向に非接触で回転
駆動される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述した
従来例では、固定軸２又は回転スリーブ３が回転した際
には、それらの隙間に空気膜が形成されるだけであるた
め、隙間に発生する動圧が安定せず、固定軸２と回転ス
リーブ３が接触してかじりや摩耗が発生するという問題
点がある。

【０００６】本発明の目的は、上述した問題点を解消し
て、固定軸と回転スリーブの間に発生する動圧を安定さ
せた走査光学装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの本発明に係る走査光学装置は、相互に回転自在に嵌
合する軸及びスリーブを備え、前記軸又はスリーブに固
定した回転多面鏡を回転して光束を偏向走査する走査光
学装置において、前記軸の外周面には軸方向に向けた複
数の細長い動圧発生部を設けたことを特徴とする。

【０００８】

【作用】上述の構成を有する走査光学装置では、軸の外
周面に軸方向に向けた複数の細長い切削面又は浅溝を設
けたので、スリーブと動圧発生部の隙間が他の部分より
も大きくなり、軸又はスリーブが回転して軸からスリー
ブに向かって発生する動圧は、スリーブの回転方向に対
する動圧発生部の後縁でそれぞれピークを示す。

【０００９】

【実施例】本発明を図１〜図８に図示の実施例に基づい
て詳細に説明する。図１は第１の実施例の概略平面図で
あり、光学箱２１の一部にはレーザーユニット２２が取
り付けられており、このレーザーユニット２２からのレ
ーザー光束の進行方向には、シリンドリカルレンズ２３
及び偏向器２４が光学箱２１の内部に配置されている。
偏向器２４により偏向されたレーザー光束の進行方向に
は、レンズ２５、２６が光学箱２１の内部に配置され、
感光ドラム２７が光学箱２１の外部に配置されている。

【００１０】偏向器２４では、図２の断面図に示すよう
に光学箱２１に固定されるハウジング３１に固定軸３２
が立設され、固定軸３２には回転スリーブ３３が回転自
在に嵌合されている。これらの固定軸３２及び回転スリ
ーブ３３はセラミック材料により形成されている。回転
スリーブ３３の外周にはアルミニウム、黄銅等により形
成されたフランジ３４が焼嵌め等により固定され、この
フランジ３４の上面には上述した回転多面鏡３５がばね
３６により固定され、フランジ３４の外周下部に駆動マ
グネット３７が接着等により固定されている。そして、
ハウジング３１に固定された基板３８の上面には、ステ
ータ３９が駆動マグネット３７に対向するように配置さ
れている。

【００１１】また、固定軸３２の下部には第１の永久磁
石４０が配置され、回転スリーブ３３の下端には第１の
永久磁石４０と同種の第２の永久磁石４１が、第１の永
久磁石４０を反発するように固定されている。同様に、
第２の永久磁石４１の上方のハウジング３１には、第３
の永久磁石４２が第２の永久磁石４１を第１の永久磁石
４０の方へ押し付けるように配置されている。ここで、
第３の永久磁石４２の内径は、回転スリーブ３３及び第
２の永久磁石４１の外径より大きくされ、回転スリーブ
３３が固定軸３２に容易に嵌合されるようになってい
る。

【００１２】更に、回転スリーブ３３の上端にはカバー
４３が設けられており、このカバー４３には通気孔４４
が設けられている。この通気孔４４は回転スリーブ３３
を固定軸３２に嵌合する際に、回転スリーブ３３の内部
の空気を外部に流通させて、回転スリーブ３３の嵌合を
容易にするためのものである。従って、通気孔４４は回
転スリーブ３３が固定軸３２に嵌合された後に封止部材
４５により封止され、固定軸３２の上端面と回転スリー
ブ３３の内部には空気溜り４６が形成されることにな
る。

【００１３】ここで、図３の平面図及び図４の側面図に
示すように、固定軸３２の外周面には例えば３本の細長
い切削面５１〜５３が等間隔で軸方向に向けて設けら
れ、これらの切削面５１〜５３と回転スリーブ３３の隙
間は他の部分よりも大きくされている。切削面５１〜５
３の内の例えば切削面５１では、図５の部分拡大平面図
に示すように、先ず固定軸３２の外周面が切削されるこ
とにより切削面５１ａが形成され、この切削面５１ａの
両側縁が更に切削されることにより切削面５１ｂ、５１
ｃが形成される。そして、切削面５２、５３も同様にし
て形成されている。

【００１４】このような構成により、偏向器２４の回転
スリーブ３３は、第１の永久磁石４０と第２の永久磁石
４１の反発力そして空気溜り４６により支持され、かつ
第１の永久磁石４１と第３の永久磁石４３の反発力によ
り安定した位置に保持されて、スラスト方向の荷重を支
持しながら回転する。レーザユニット２２からのレーザ
ー光束は、シリンドリカルレンズ２３により偏向器２４
の回転多面鏡３５に集光され、回転多面鏡３５により偏
向走査される。偏向されたレーザー光束は、レンズ２
５、２６により感光体２７に集光されながら等速度で走
査される。

【００１５】このとき、固定軸３２の切削面５１〜５３
と回転スリーブ３３の隙間が大きくされているため、図
６に示すように回転スリーブ３３が方向Ａに回転する場
合には、圧力分布Ｐで示すような固定軸３２から回転ス
リーブ３３に向かう動圧が、切削面５１〜５３のそれぞ
れの後縁部に安定して発生する。これらの動圧は切削面
５１〜５３の各後縁部でピークを示し、回転スリーブ３
３を固定軸３２に接触することがないように支持する。

【００１６】このように第１の実施例では、固定軸３２
に切削面５１〜５３を設けることにより、安定した動圧
を発生させることができるため、回転スリーブ３３のラ
ジアル方向の振動を防止することができ、固定軸３２と
回転スリーブ３３の接触を防止して、かじりや摩耗の発
生を防止することができ、それらの損傷を防止すること
ができる。

【００１７】また、固定軸３２及び回転スリーブ３３を
セラミック材料から形成したので、たとえ固定軸３２及
び回転スリーブ３３の隙間に塵埃等が混入したり、回転
多面鏡３５の不均衡によって回転スリーブ３３が振動し
たりしても、固定軸３２及び回転スリーブ３３に発生す
るかじりや摩耗を少なくすることができる。

【００１８】図７は第２の実施例の固定軸６１の側面図
及び圧力分布の説明図であり、固定軸６１には切削面７
１〜７３（切削面７３は図示せず）が部分的に設けられ
ている。これにより、この第２の実施例では第１の実施
例と同様な作用効果を得ることができる上に、固定軸６
１の軸方向には圧力分布P1、P2、・・・で示すような動
圧のピークを数個所に発生させることができるため、回
転スリーブ３３のラジアル方向の振れを多点で支持する
ことができる。従って、例えば回転多面鏡３５が不均衡
にある場合には、その回転モーメントに対する剛性を向
上させることができる。

【００１９】図８は第３の実施例の固定軸８１の側面図
及び圧力分布の説明図であり、固定軸８１には切削面９
１〜９３（切削面９３は図示せず）が設けられると共
に、複数の環状溝９４が任意の位置に形成されている。
この第３の実施例では第２の実施例と同様な作用効果を
得ることができる。

【００２０】なお、上述した第１〜３の実施例でセラミ
ック材料に高強度窒化珪素Ｓｉ₃ Ｎ₄ を使用すれば、か
じりや摩耗を極めて少なくすることができる。また、固
定軸に３本の切削面を設けたが、例えば２本又は３本以
上とすることができる。更に、動圧発生部としての切削
面は浅溝状とすることもできるし、切削面の代りに研削
面であっても同様の効果が得られる。

【００２１】また、実施例においては回転多面鏡３５を
回転スリーブ３３に固定したが、軸が回転するようにし
て、ここに回転多面鏡３６を固定してもよい

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る走査光
学装置は、軸の外周面に軸方向に向けた複数の細長い動
圧発生部を設けたため、軸からスリーブに向かって発生
する動圧が、回転方向に対する動圧発生部の後縁でそれ
ぞれピークを示し、軸からスリーブに向かう動圧を安定
させることができる。従って、スリーブのラジアル方向
の剛性を向上させて回転多面鏡の回転を安定させること
ができ、軸とスリーブの接触を防止して軸やスリーブの
損傷を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例の平面図である。

【図２】偏向器の断面図である。

【図３】固定軸の平面図である。

【図４】固定軸の側面図である。

【図５】固定軸の部分拡大平面図である。

【図６】圧力分布の説明図である。

【図７】第２の実施例の固定軸の側面図及び圧力分布の
説明図である。

【図８】第３の実施例の固定軸の側面図及び圧力分布の
説明図である。

【図９】従来例の偏向器の断面図である。

【符号の説明】

３２、６１、８１ 固定軸 ３３ 回転スリーブ ３５ 回転多面鏡 ４１、４２、４３ 永久磁石 ５１〜５３、７１〜７３、９１〜９３ 切削面

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 相互に回転自在に嵌合する軸及びスリー
   ブを備え、前記軸又はスリーブに固定した回転多面鏡を
   回転して光束を偏向走査する走査光学装置において、前
   記軸の外周面には軸方向に向けた複数の細長い動圧発生
   部を設けたことを特徴とする走査光学装置。
2. 【請求項２】 前記動圧発生部は切削面又は浅溝状とし
   た請求項１に記載の走査光学装置。
3. 【請求項３】 前記軸の外周面に前記動圧発生部を横切
   るように環状溝を設けた請求項１に記載の走査光学装
   置。
4. 【請求項４】 前記軸及びスリーブは高強度窒化珪素に
   より形成した請求項１に記載の走査光学装置。
5. 【請求項５】 前記軸に第１の永久磁石を設けると共
   に、前記スリーブには前記第１の永久磁石を反発する第
   ２の永久磁石を設け、更に前記軸を固定した基台には前
   記第２の永久磁石を前記第１の永久磁石に向けて反発す
   る第３の永久磁石を設けた請求項４に記載の走査光学装
   置。