JPH11109274A - 偏向走査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 回転多面鏡の駆動部のフランジ部材や押えバ
ネを省略する。 【解決手段】 回転スリーブ３は、固定軸２に回転自在
に嵌合して流体軸受を構成する。回転スリーブ３の上端
開口は、封止部材７によって封止されて、空気だまり７
ａを形成する。回転多面鏡１は、封止部材７の上面に載
置され、封止部材７の空気抜き穴を塞ぐビス８等によっ
て封止部材７に固着される。モータのステータ５に対向
するロータ４は回転スリーブ３の下部に固着され、回転
多面鏡１から離れているため、ロータ４のバランス溝９
ｂに重りを装着するときにモータを分解する必要がな
い。

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、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
ムを反射させてこれを偏向走査し、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】図３は、特開平８−３２７９３２号公報に
開示された一従来例による偏向走査装置を示すものでこ
れは、外周面に反射面１０１ａを備えた回転多面鏡１０
１を有し、その駆動部は、固定軸１０２に回転スリーブ
１０３を嵌合し、これと一体的に設けられたフランジ部
材１０４にロータ１０５を固着し、回転多面鏡１０１を
押えバネ１０６によってフランジ部材１０４に押圧する
とともに、固定軸１０２を固定したモータハウジング１
０７に回路基板１０７ａを支持させ、これに、ステータ
１０８を立設したもので、ステータ１０８を励磁するこ
とで、ロータ１０５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との間に流体膜を形成し、固定軸１０２に非
接触で回転する流体軸受を構成する。回転スリーブ１０
３の下端には第１の永久磁石１０９ａが固着され、第１
の永久磁石１０９ａの下面が、モータハウジング１０７
に固定された第２の永久磁石１０９ｂの上面に対向して
いる。

【０００５】また、第１の永久磁石１０９ａの外周面
は、モータハウジング１０７に固定された第３の永久磁
石１０９ｃの内周面に対向しており、第１、第３の永久
磁石１０９ａ，１０９ｃは回転スリーブ１０３の軸方向
に互に磁極が逆向きになるように着磁されており、両永
久磁石１０９ａ，１０９ｃの間には、両者の軸方向の磁
気的中心位置が互に一致するようにこれらを付勢するス
ラスト力が作用する。

【０００６】第１、第２の永久磁石１０９ａ、１０９ｂ
は両者の対向面の極性が互に逆であり、その磁気反発力
によって、回転スリーブ１０３の下端をモータハウジン
グ１０７から浮上させる。

【０００７】回転スリーブ１０３と一体である回転多面
鏡１０１は、第１、第２の永久磁石１０９ａ，１０９ｂ
の間に作用する磁気反発力と第１、第３の永久磁石１０
９ａ、１０９ｃの間に作用する予圧（スラスト力）によ
って所定の高さに安定して非接触で支持される。

【０００８】回転スリーブ１０３の上端開口はふた部材
１１０によって閉塞され、固定軸１０２の上端とふた部
材１１０の間に空気だまり１１０ａが形成される。回転
スリーブ１０３の固定軸１０２に対する軸方向の位置が
変化すると、空気だまり１１０ａ内の空気が加圧または
減圧され、回転スリーブ１０３を元の位置に戻そうとす
る力が働き、第１、第２の永久磁石１０９ａ，１０９ｂ
による磁気反発力や第１、第３の永久磁石１０９ａ，１
０９ｃによる予圧とともに、回転多面鏡１０１の軸方向
の変位を防ぐ役目をする。

【０００９】フランジ部材１０４はアルミニウム、黄銅
等の金属材料で作られており、焼きばめ等の公知の方法
で回転スリーブ１０３に固着され、ロータ１０５は接着
等の方法でフランジ部材１０４に結合される。ふた部材
１１０は、アルミニウム、鉄系材料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１０３の上端に
接着、焼きばめ、インサート成形等の方法で固着され
る。また、固定軸１０２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１０７に固定される。

【００１０】このような偏向走査装置において、回転多
面鏡を高速度で回転させると、回転多面鏡、フランジ部
材、ロータ等を含む回転体全体の質量のアンバランスに
よって動的不均衡が発生し、これに起因する振れ回り振
動等のために、画像形成装置の画質が劣化するおそれが
ある。そこで、回転多面鏡やロータにバランス修正用の
重りを装着するための重り装着部を設けておき、実際に
モータを駆動して回転多面鏡を回転させ、動的不均衡を
実測したうえで、適宜重りを装着してバランス修正を行
なう。

【００１１】

【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、モータのロータと回転多面鏡を一体化
するに当って、ロータと一体である回転スリーブにフラ
ンジ部材を固着し、押えバネによって回転多面鏡１をフ
ランジ部材に押圧する構成であるために、組立部品点数
が多く、また組立工程も複雑である。

【００１２】加えて、ステータの内側にロータが配設さ
れたインナーロータ型のモータを用いる場合は、ロータ
の、例えば底面にバランス修正用の重り装着部を設ける
と、重りを装着するときにモータを分解しなければなら
ない。すなわち、回転多面鏡やロータごと回転スリーブ
を固定軸から引き抜いて重りをロータに装着したのち、
再度回転スリーブを固定軸に嵌合させる等の作業が必要
であり、このときに両者の間にゴミ等の異物が侵入し、
流体軸受の性能が劣化する原因となる。

【００１３】このようなトラブルを防ぐために、固定軸
を立設支持する固定部をモータハウジングから分離自在
に構成したものも開発されている（特開平８−２２３８
５８号公報参照）。ロータに重りを装着するときには、
固定軸と回転スリーブを回転多面鏡やロータごと一体的
に、ステータを固定したモータハウジングから取り出す
ことで、回転スリーブを固定軸から引き抜くことなく重
りの装着を行なう。ところがこの構成では、固定軸の固
定部すなわち軸受ハウジングとモータハウジングを別体
として製作し、両者を組み付ける工程が必要となり、装
置全体の組立部品点数の増加や組立工程の複雑化を招く
ばかりでなく、回転多面鏡の駆動部が巨大化するという
不都合もある。

【００１４】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、回転多面鏡の駆動部
のフランジ部材や押えバネを省略することで、組立部品
点数を低減し、組立工程を簡略化できるうえに、インナ
ーロータ型のモータであっても、バランス修正用の重り
を装着するときに前記駆動部を分解する必要のない高性
能でしかも安価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。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明の偏向走査装置は、光ビームを偏向走査する
回転多面鏡を有し、該回転多面鏡を回転駆動する駆動部
が、筐体に固定された固定軸と、該固定軸に回転自在に
嵌合する回転スリーブと、該回転スリーブに固着された
ロータおよびこれに対向するステータと、前記回転スリ
ーブの開口端を封止する封止部材と、該封止部材に前記
回転多面鏡を固着する固着手段を備えていることを特徴
とする。

【００１６】回転多面鏡が、封止部材の上面に支持され
ているとよい。

【００１７】固着手段が、封止部材の空気抜き穴を塞ぐ
とともに回転多面鏡を前記封止部材にビス止めするよう
に構成されたビスを有するとよい。

【００１８】ロータが、ステータの内側に配設されたイ
ンナーロータ型のモータを構成しているとよい。

【００１９】回転スリーブと回転多面鏡とロータを含む
回転体の重心が前記回転多面鏡と前記ロータの間に位置
するように構成されているとよい。

【００２０】

【作用】フランジ部材や押えバネを用いることなく、回
転スリーブの開口端を封止する封止部材の上に回転多面
鏡を載せてビス等の固着手段を用いて固着する。フラン
ジ部材や押えバネを省略して、組立部品点数を削減する
ことができるうえに、フランジ部材を回転スリーブに焼
きばめ等の方法で固着する工程も不必要であるから、組
立工程の簡略化に貢献できる。

【００２１】また、回転スリーブにロータを直接固着す
るとともに、回転スリーブの上端に回転多面鏡を組み付
ける構成であるため、回転多面鏡と、ロータを軸方向に
離間させることができる。従って、ロータの上面等にバ
ランス修正用の重り装着部を設けておけば、インナーロ
ータ型のモータであっても、モータを分離することなく
重りの装着を行なうことができるという長所もある。

【００２２】加えて、回転多面鏡と回転スリーブとロー
タ等を含む回転体全体の重心が、回転多面鏡とロータの
間に位置するように構成することで、軸方向の動的アン
バランスを低減できる。これによって、バランス修正用
の重りの必要量を削減し、バランス修正のためのコスト
を大きく低減できる。

【００２３】

【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。

【００２４】図１は一実施の形態による偏向走査装置の
主要部を示す。これは、反射面１ａを有する回転多面鏡
１を有し、その駆動部は、後述する光学箱５０の底部に
固定された筐体であるモータハウジング２ａに支持され
た固定軸２と、これに回転自在に嵌合する回転スリーブ
３と、該回転スリーブ３に固着された駆動用マグネット
からなるロータ４とその外周面に対向するステータ５を
有するインナーロータ型のモータを備えている。ステー
タ５は、モータハウジング２ａに支持された積層コアと
これに巻回されたコイルからなり、回路基板６上の駆動
回路から供給される駆動電流によってステータ５のコイ
ルが励磁され、ロータ４と回転スリーブ３と回転多面鏡
１が一体となって回転する。

【００２５】回転スリーブ３はその回転によって固定軸
２との間に流体膜を形成し、固定軸２に非接触で回転す
る流体軸受を構成する。回転スリーブ３の下端には第１
のスラストマグネット６ａが固着され、スラストマグネ
ット６ａの外周面が、モータハウジング２ａに固定され
た第２のスラストマグネット６ｂの内周面に対向してい
る。

【００２６】第１、第２のスラストマグネット６ａ，６
ｂは回転スリーブ３の軸方向に互に磁極が逆向きになる
ように着磁されており、両スラストマグネット６ａ，６
ｂの間には、両者の前記軸方向の磁気的中心位置が互に
一致するようにこれらを付勢するスラスト力が作用す
る。

【００２７】回転スリーブ３と一体である回転多面鏡１
は、上記のように第１、第２のスラストマグネット６
ａ，６ｂの間に作用するスラスト力によって所定の高さ
に非接触で支持される。

【００２８】回転スリーブ３の開口端である上端開口は
封止部材７によって封止され、固定軸２の上端と封止部
材７の間に空気だまり７ａ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７ａ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働き、第１、第２の
スラストマグネット６ａ，６ｂによるスラスト力ととも
に、回転多面鏡１の軸方向の変位を防ぐ役目をする。

【００２９】回転多面鏡１は、封止部材７の上面に支持
され、封止部材７の空気抜き穴を塞ぐ固着手段であるビ
ス８によって封止部材７にビス止めされることで、回転
スリーブ３と一体化されている。ビス８に替えて、引き
抜きリベット等の公知の締結手段を用いてもよい。な
お、封止部材７は、アルミニウムや黄銅、鉄系材料、プ
ラスチック等によって製作され、焼きばめや、接着、圧
入等の方法で回転スリーブ３に固着される。

【００３０】回転多面鏡１と回転スリーブ３とロータ４
等からなる回転体全体のバランス修正を行なうための重
り装着部は、回転多面鏡１とロータ４のそれぞれの上面
に設けられたバランス溝９ａ，９ｂによって構成され
る。回転多面鏡１は回転スリーブ３の上端に配設された
封止部材７の上に配設され、ロータ４は回転スリーブ３
の下端部に固着されているため、回転多面鏡１と回転ス
リーブ３とロータ４等からなる回転体の重心が回転多面
鏡１とロータ４の間に位置する結果となる。このように
構成することで、前記回転体の軸方向の動的アンバラン
スを大幅に低減することができる。

【００３１】加えて、回転体の重心を挟んで２つの重り
装着部が軸方向に大きく離れているため、極めて少量の
重りによって充分にバランス修正を行なうことができ
る。

【００３２】また、従来例のように、回転多面鏡の下に
フランジ部材を介してロータが直付けされていると、ロ
ータの底面等に設けられたバランス溝に重りを装着する
には、ロータを引き上げてステータから分離しなければ
ならず、このために装置の大形化等の様々なトラブルを
生じていたが、図１の装置においては、回転多面鏡１と
ロータ４が軸方向に大きく離間しているため、ロータ４
の上面にバランス溝９ｂを設けることができる。従っ
て、ロータ４に重りを装着するときでも、ロータ４をス
テータ５から引き抜く必要はない。

【００３３】本実施の形態によれば、回転多面鏡を回転
スリーブに結合するためにフランジ部材や押えバネ等を
必要とせず、回転スリーブの上端開口を封止する封止部
材とその締結部等を利用して回転多面鏡を回転スリーブ
に固着するものであるため、フランジ部材や押えバネを
省略することで、装置の組立部品点数を大幅に削減し、
組立工程も簡略化できる。これによって、偏向走査装置
の製造コストを削減し、画像形成装置の低価格化に大き
く貢献できる。

【００３４】また、前述のようにバランス修正用の重り
も少量ですみ、偏向走査装置の大形化等を招くこともな
く、バランス修正作業も簡単かつ高精度で行なうことが
できる。その結果、装置の低価格化と高性能化をより一
層促進できる。

【００３５】図２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５
１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。

【００３６】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。

【００３７】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。

【００３８】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。

【００３９】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帯電装置、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装置等が配
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。

【００４０】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。

【００４１】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。

【００４２】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。

【００４３】

【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。

【００４４】回転多面鏡の駆動部のフランジ部材や押え
バネを省略し、組立部品点数の削減と組立工程の簡略化
に貢献できる。また、インナーロータ型のモータを用い
る場合でもバランス修正が簡単であり、バランス修正の
コストを低減できる。

【００４５】その結果、偏向走査装置の製造コストを大
幅に低減し、画像形成装置の低価格化を促進できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施の形態による偏向走査装置の主要部を示
す模式断面図である。

【図２】偏向走査装置全体を説明する図である。

【図３】一従来例を示す図である。

【符号の説明】

１ 回転多面鏡 ２ 固定軸 ３ 回転スリーブ ４ ロータ ５ ステータ ６ａ，６ｂ スラストマグネット ７ 封止部材 ８ ビス ９ａ，９ｂ バランス溝

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 蕗田 卓 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 鈴木 康夫 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 福富 章宏 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光ビームを偏向走査する回転多面鏡を有
   し、該回転多面鏡を回転駆動する駆動部が、筐体に固定
   された固定軸と、該固定軸に回転自在に嵌合する回転ス
   リーブと、該回転スリーブに固着されたロータおよびこ
   れに対向するステータと、前記回転スリーブの開口端を
   封止する封止部材と、該封止部材に前記回転多面鏡を固
   着する固着手段を備えていることを特徴とする偏向走査
   装置。
2. 【請求項２】 回転多面鏡が、封止部材の上面に支持さ
   れ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】 固着手段が、封止部材の空気抜き穴を塞
   ぐとともに回転多面鏡を前記封止部材にビス止めするよ
   うに構成されたビスを有することを特徴とする請求項１
   または２記載の偏向走査装置。
4. 【請求項４】 ロータが、ステータの内側に配設された
   インナーロータ型のモータを構成していることを特徴と
   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。
5. 【請求項５】 ロータに、バランス修正用の重り装着部
   が設けられていることを特徴とする請求項１ないし４い
   ずれか１項記載の偏向走査装置。
6. 【請求項６】 回転スリーブと回転多面鏡とロータを含
   む回転体の重心が前記回転多面鏡と前記ロータの間に位
   置するように構成されていることを特徴とする請求項１
   ないし５いずれか１項記載の偏向走査装置。