JPH10221632A - 光偏向走査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ラジアル空気軸受を構成する回転スリーブの
長さを縮小して装置の小型化を促進する。 【解決手段】 ステータコイル８が励磁されると、ロー
タマグネット５と回転スリーブ３および回転多面鏡１が
一体的に回転する。回転スリーブ３に焼きばめによって
固着された座金４は、上方の円環部４ｂに３個以上のス
リット４ｄを有し、ここから露出する回転スリーブ３の
外周面をコレットチャック等によって把持して、焼きば
め後の回転スリーブ３の内径加工を行なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【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
る光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光偏向走査装置は、
高速回転する回転多面鏡によってレーザビーム等の光ビ
ームを反射させることでこれを偏向走査する。このよう
に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。ついで、感光体の静電潜像を
現像装置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】図４は一従来例による光偏向走査装置の主
要部を示すもので、これは、固定軸１０２に嵌合する回
転スリーブ１０３に座金１０３ａを一体化して該座金１
０３ａにロータマグネット１０４を固着し、回転多面鏡
１０１を押えバネ１０５によって座金１０３ａに押圧し
てこれと一体的に結合させるとともに、固定軸１０２を
固定したモータハウジング１０６にモータ基板１０７を
支持させたもので、モータ基板１０７上に立設されたス
テータコイル１０８を励磁することで、ロータマグネッ
ト１０４と回転多面鏡１０１を一体的に回転させる。

【０００４】回転スリーブ１０３はその回転によって固
定軸１０２との間に空気膜を形成し、固定軸１０２に非
接触で回転するラジアル空気軸受を構成する。このよう
に回転多面鏡１０１の軸受部に空気軸受を用いること
で、光偏向走査装置の高速化を大きく促進できる。ま
た、回転スリーブ１０３の下端には第１の永久磁石１０
９ａが固着され、永久磁石１０９ａはモータハウジング
１０６と一体である第２の永久磁石１０９ｂに対向して
いる。第１、第２の永久磁石１０９ａ，１０９ｂは、両
者の間に発生する磁気反撥力によって回転スリーブ１０
３の下端をその軸方向に支持し、モータハウジング１０
６に対して非接触に保つスラスト軸受を構成する。

【０００５】なお、回転多面鏡１０１を座金１０３ａに
押圧する押えバネ１０５は、座金１０３ａの側面に組み
付けられた皿形のバネであり、その内周縁が座金１０３
ａの環状溝に係止され、外周縁が回転多面鏡１０１の上
面に押圧される。

【０００６】ラジアル空気軸受を構成する固定軸１０２
および回転スリーブ１０３は、両者の間の摩擦を低減
し、ゴミ等の侵入によるかじり等を防ぐために、高強度
窒化ケイ素（Ｓｉ₃ Ｎ₄ ）等のセラミック材料で作られ
ている。また、座金１０３ａは、アルミニウムや黄銅等
の金属製で、焼きばめによって回転スリーブ１０３に一
体化され、ロータマグネット１０４は接着等の方法で座
金１０３ａに固定される。

【０００７】

【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、回転多面鏡の軸受部に
ラジアル空気軸受を用いることで光偏向走査装置の高速
化等に対応するものであるが、回転スリーブに座金を焼
きばめする工程で回転スリーブに過大な圧縮応力が発生
し、これによって回転スリーブの内面が変形して、その
ままでは空気軸受として必要な軸受性能を得るのが難し
い。そこで、回転スリーブに座金を焼きばめした後に、
回転スリーブの内径加工が必要となる。回転スリーブの
内径加工においては、回転スリーブの上下両端を加工機
のローラ支持具やコレットチャック等によって支持し、
回転スリーブを回転させながらその内面を砥石によって
研削する。ところが、回転スリーブの上端をコレットチ
ャック等によって把持するために回転スリーブの上端部
を座金から突出させなければならず、その結果、回転多
面鏡の駆動部全体が嵩高となり、光偏向走査装置の大型
化を招き、さらには、イナーシャの増大による振れ回り
振動等のトラブルを発生するおそれもある。

【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、回転多面鏡の軸受部
を構成する回転スリーブの長さを縮小し、装置の小型化
と回転性能の向上および高速化に大きく貢献できる光偏
向走査装置を提供することを目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明の光偏向走査装置は、光ビームを反射する回
転多面鏡と、固定軸に回転自在に嵌合する回転スリーブ
と、これとを回転させる駆動手段と、前記回転スリーブ
の外周面に固着された座金と、該座金に前記回転多面鏡
を結合させる結合手段を有し、前記座金が、前記回転ス
リーブの外周面の所定の部位を露出させるための切欠部
を備えていることを特徴とする。

【００１０】座金の切欠部が、前記座金の周方向に等間
隔で配設された複数のスリットを有するとよい。

【００１１】座金に、３個以上のスリットが配設されて
いるとよい。

【００１２】

【作用】回転スリーブと固定軸は、両者の間の空気膜に
よって非接触に保たれるラジアル空気軸受を構成する。
座金を焼きばめ等の方法で回転スリーブに固着する工程
で、回転スリーブに圧縮応力等が発生して回転スリーブ
の内面が変形し、前記ラジアル空気軸受の軸受性能が損
なわれるため、焼きばめ後に内径加工する必要がある。
座金にスリット等の切欠部を設けてそこから回転スリー
ブの上部の外周面を露出させておけば、内径加工を行な
う加工機のコレットチャック等によって回転スリーブを
把持するときに、座金の切欠部ごしに回転スリーブの露
出部分を把持することができる。

【００１３】コレットチャック等によって把持させるた
めに回転スリーブの上端を座金から突出させる必要がな
いから、回転スリーブの長さを大幅に縮小し、装置の主
要部が嵩高になるのを回避できる。その結果、光偏向走
査装置の小型化を促進し、かつ、振れ回り振動等のトラ
ブルを効果的に回避できる。

【００１４】ラジアル空気軸受を用いることによって回
転多面鏡の回転性能を向上させ、しかも主要部が嵩高に
なるのを防ぐことができる。これによって、高性能で高
速化に適しており、かつ小型である光偏向走査装置を実
現できる。

【００１５】

【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。

【００１６】図１は一実施例による光偏向走査装置の主
要部を示すもので、これは、外周面に光ビームを反射す
る反射面１ａを備えた回転多面鏡１を有し、その駆動部
は、固定軸２に回転スリーブ３を嵌合し、これと一体的
に設けられた座金４にロータマグネット５を固着し、回
転多面鏡１を結合手段である押えバネ６によって座金４
に押圧するとともに、固定軸２を固定したモータハウジ
ング７にモータ基板７ａを支持させ、これに、ロータマ
グネット５とともに駆動手段（モータ）を構成するステ
ータコイル８を立設したもので、ステータコイル８を励
磁することで、ロータマグネット５と回転多面鏡１を一
体的に回転させる。

【００１７】回転スリーブ３はその回転によって固定軸
２との間に空気膜を形成し、固定軸２に非接触で回転す
るラジアル空気軸受を構成する。回転スリーブ３の下端
には第１の永久磁石９ａが固着され、第１の永久磁石９
ａの下面が、モータハウジング７に固定された第２の永
久磁石９ｂの上面に対向している。

【００１８】第１、第２の永久磁石９ａ、９ｂは両者の
対向面の極性が互いに逆であり、その磁気反撥力によっ
て、回転スリーブ３の下端をモータハウジング７から浮
上させる。

【００１９】なお、座金４は、回転多面鏡１の下面を支
持するフランジ部４ａと、回転多面鏡１の中心穴に突出
する円環部４ｂと、フランジ部４ａの下方へ突出する筒
状部４ｃを有し、フランジ部４ａと筒状部４ｃは焼きば
めによって回転スリーブ３に一体化され、筒状部４ｃの
外表面にはロータマグネット５が接着される。円環部４
ｂの内径は、回転スリーブ３の外径より大であって、回
転スリーブ３に遊嵌するように構成される。これは、座
金４を回転多面鏡１の中心穴に挿入した時に、圧縮応力
によって回転スリーブ３が変形してラジアル空気軸受の
軸受性能が劣化するのを防ぐためのものである。

【００２０】回転スリーブ３の上端開口はふた部材１０
によって閉塞され、固定軸２の上端とふた部材１０の間
に空気だまり１０ａが形成される。回転スリーブ３の固
定軸２に対する軸方向の位置が変化すると、空気だまり
１０ａ内の空気が加圧または減圧され、回転スリーブ３
を元の位置に戻そうとする力が作用して、回転多面鏡１
の軸方向の変位を防ぐのに役立つ。

【００２１】ふた部材１０は、アルミニウム、ステンレ
ス等の金属材料や合成樹脂等によって製作され、回転ス
リーブ３の上端に接着される。また、固定軸２の下端は
焼きばめや接着等の公知の方法でモータハウジング７に
固定される。

【００２２】押えバネ６は、その中央をビス６ａによっ
てふた部材１０にビス止めされた十字形の板バネであ
り、外縁部分６ｂが回転多面鏡１の上面に押圧される。

【００２３】図１の（ｂ）に示すように、座金４の円環
部４ｂには周方向に等間隔で切欠部である軸方向のスリ
ット（すり割り）４ｄが設けられている。該スリット４
ｄは、少なくとも３個配設され、各スリット４ｄから、
回転スリーブ３の上部の外周面が部分的に露出するよう
に構成されるている。

【００２４】また、回転スリーブ３の下部は、座金４の
筒状部４ｃの下方へ突出している。

【００２５】回転スリーブ３に座金４を焼きばめする
と、これによって回転スリーブ３が変形するため、焼き
ばめ後に回転スリーブ３の内径加工を行なうことが要求
される。そこで、図２に示すように、内径加工用の砥石
Ｓを有する加工機Ｍによって回転スリーブ３の内径加工
を行なう。このとき、座金４のスリット４ｄから露出す
る回転スリーブ３の上部を加工機Ｍのコレットチャック
Ｃによって把持するとともに、座金４の下端から露出す
る回転スリーブ３の下部をローラ支持具Ｒによって支持
し、コレットチャックＣやローラ支持具Ｒの回転によっ
て回転スリーブ３を回転させる。

【００２６】本実施例によれば、回転多面鏡１の軸方向
の位置は第１、第２の永久磁石９ａ、９ｂと空気だまり
１０ａによって安定して定位置に保たれるため、固定軸
２と回転スリーブ３の接触面の軸方向の長さが比較的短
くても、回転多面鏡１の回転が不安定になるおそれがな
い。また、押えバネ６は回転スリーブ３の頂部に設けら
れたふた部材１０に組み付けられているため、回転スリ
ーブ３や座金４を回転多面鏡１の上方へ突出させる必要
はない。

【００２７】さらに、座金４に３個以上のスリット４ｄ
を設けて、ここから回転スリーブ３の上部が露出するよ
うに構成されているため、回転スリーブ３に座金４を焼
きばめした後の内径加工においては、前記スリット４ｄ
へコレットチャック等を挿入して回転スリーブ３を把持
することができる。

【００２８】従って、回転スリーブ３の上部を座金４の
上方へ突出させる必要もない。

【００２９】その結果、固定軸２や回転スリーブ３等の
長さを従来例に比べて大幅に縮小し、回転多面鏡１、回
転スリーブ３、座金４およびロータマグネット５からな
る回転体全体を小型化するとともに、軸方向のイナーシ
ャを低減して振れ回り振動等を大幅に軽減できる。これ
によって、光偏向走査装置の小型化を促進し、かつ、光
学特性等を大きく向上させることができる。

【００３０】さらに、固定軸２と回転スリーブ３の接触
面は空気軸受を構成するものであるから高い加工精度を
必要とするが、固定軸２と回転スリーブ３の軸方向の長
さを縮小することでこれらの加工コストを低減し、光偏
向走査装置の低価格化にも大きく貢献できる。

【００３１】図３は光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、前記レーザ光を回転多面鏡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、結像レンズ系５２を経て回転ドラム上の感光体５３
に結像させる。結像レンズ系５２は球面レンズ５２ａ、
トーリックレンズ５２ｂ等を有し、感光体５３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。

【００３２】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５３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。

【００３３】結像レンズ系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５３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。

【００３４】感光体５３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５３を有する回転ドラ
ムがそ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。

【００３５】感光体５３の周辺には、感光体５３の表面
を一様に帯電するためのコロナ放電器、感光体５３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、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。

【００３６】検出ミラー５４は、感光体５３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５５の受光面
に導入する。受光素子５５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。

【００３７】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５３に書き込むべき情報に対応しており、処理回路
は、感光体５３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５５か
ら与えられる走査開始信号に同期して送信される。

【００３８】なお、回転多面鏡１、結像レンズ系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
レンズ系５２等を組み付けたうえで、光学箱５０の上部
開口に図示しないふたを装着する。

【００３９】

【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。

【００４０】回転多面鏡の軸受部を構成する回転スリー
ブの長さを縮小し、装置の小型化と、回転性能の向上お
よび高速化に大きく貢献できる。

【００４１】このような光偏向走査装置を用いること
で、高性能で高速化に適しており、しかも小型である画
像形成装置を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施例による光偏向走査装置の主要部を示す
もので、（ａ）は回転多面鏡とその駆動部を示す模式断
面図、（ｂ）は回転スリーブと座金のみを示す斜視図で
ある。

【図２】回転スリーブを内径加工する工程を説明する図
である。

【図３】光偏向走査装置全体を説明する図である。

【図４】一従来例を示す模式断面図である。

【符号の説明】

１ 回転多面鏡 ２ 固定軸 ３ 回転スリーブ ４ 座金 ４ｄ スリット ５ ロータマグネット ６ 押えバネ ８ ステータコイル ９ａ，９ｂ， 永久磁石 １０ ふた部材

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光ビームを反射する回転多面鏡と、固定
   軸に回転自在に嵌合する回転スリーブと、これとを回転
   させる駆動手段と、前記回転スリーブの外周面に固着さ
   れた座金と、該座金に前記回転多面鏡を結合させる結合
   手段を有し、前記座金が、前記回転スリーブの外周面の
   所定の部位を露出させるための切欠部を備えていること
   を特徴とする光偏向走査装置。
2. 【請求項２】 座金の切欠部が、前記座金の周方向に等
   間隔で配設された複数のスリットを有することを特徴と
   する請求項１記載の光偏向走査装置。
3. 【請求項３】 座金に、３個以上のスリットが配設され
   ていることを特徴とする請求項２記載の光偏向走査装
   置。