JPH11109277A - 偏向走査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 回転多面鏡の駆動部を小型化する。 【解決手段】 回転多面鏡１およびロータマグネット５
と一体である回転スリーブ３は、固定軸２に回転自在に
嵌合して動圧流体軸受を構成する。ステータコイル９等
を支持する筐体７は、固定軸２を立設支持する固定部材
２ａを嵌合させる筒状部７ａを有し、その側面から組み
付けられるビス７ｃによって、固定部材２ａが筐体７の
筒状部７ａに固定される。ロータマグネット５にバラン
ス修正用の重りを装着するときは、ビス７ｃを取りはず
して、固定軸２と回転スリーブ３を固定部材２ａごと筒
状部７ａから分離して、ステータコイル９の上方へ取り
出すことができる。

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（レーザ
光）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８−２２３８５８号公報等
に開示された一従来例による偏向走査装置の主要部を示
す。これは、固定軸１０２に嵌合する回転スリーブ１０
３に座金１０４を一体化して該座金１０４にロータマグ
ネット１０５を固着し、回転多面鏡１０１をバネ１０６
によって座金１０４に押圧することで、ロータマグネッ
ト１０５と回転多面鏡１０１を結合させるとともに、固
定軸１０２を固定した筐体１０７にモータ基板１０８を
支持させたものである。モータ基板１０８上の支持体に
保持されたステータコイル１０９を励磁することで、ロ
ータマグネット１０５と回転多面鏡１０１を一体的に回
転させる。

【０００４】筐体１０７は、固定軸１０２の下端部と一
体である軸受ハウジング（ハウジング）１０７ａと、モ
ータ基板１０８を支持する基板支持部（板金）１０７ｂ
を有する。図示しない光学箱の一部分を構成する軸受ハ
ウジング１０７ａと基板支持部１０７ｂは分離自在であ
り、両者の組み付けは、基板支持部１０７ｂの底面側か
ら、ビス１０７ｃによってビス止めすることによって行
なわれる。

【０００５】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
接触で回転する動圧流体軸受を構成する。このように回
転多面鏡１０１のラジアル軸受に動圧流体軸受を用いる
ことで、偏向走査装置の高速化を促進し、回転性能を向
上させるものである。

【０００６】また、回転スリーブ１０３の下端には第１
の永久磁石１１０ａが固着され、該永久磁石１１０ａは
軸受ハウジング１０７ａと一体である第２の永久磁石１
１０ｂに対向している。永久磁石１１０ａ、１１０ｂ
は、これらの間に発生する磁気反発力によって回転スリ
ーブ１０３の下端をその軸方向に支持し、軸受ハウジン
グ１０７ａに対して非接触に保つスラスト軸受を構成す
る。軸受ハウジング１０７ａには第３の永久磁石１１０
ｃが固着されており、これは、第１の永久磁石１１０ａ
の側面に対向し、両者の磁気の作用によって発生する軸
方向の力によって、第１、第２の永久磁石からなるスラ
スト軸受に予圧を与えて、回転多面鏡１０１の軸方向の
位置を安定させる働きをする。

【０００７】なお、回転多面鏡１０１を座金１０４に押
圧するバネ１０６は、回転スリーブ１０３に設けられた
環状の溝部に係合する。

【０００８】動圧流体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１０４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１０５は接着等の方法で座金１０
４に固定される。

【０００９】前述のように軸受ハウジング１０７ａと基
板支持部１０７ｂはビス１０７ｃによってビス止めされ
ており、基板支持部１０７ｂの底面側からビス１０７ｃ
を取りはずすと、回転多面鏡１０１、固定軸１０２、回
転スリーブ１０３、ロータマグネット１０５および軸受
ハウジング１０７ａを一体的に、ステータコイル１０９
や基板支持部１０７ｂから分離できるように構成されて
いる。

【００１０】このように軸受ハウジング１０７ａを基板
支持部１０７ｂから分離自在に構成する理由は、ロータ
マグネット１０５とステータコイル１０９からなるモー
タがインナーロータ型のモータであるため、ロータマグ
ネット１０５にバランス修正用の重りを装着する際に
は、ステータコイル１０９の内側にロータマグネット１
０５が納まったままでは、ロータマグネット１０５の底
面等に重りを取り付けることが不可能であることによ
る。

【００１１】前述のように、ロータマグネット１０５を
固定軸１０２や軸受ハウジング１０７ａごとステータコ
イル１０９から取り出したうえで、軸受ハウジング１０
７ａに設けられた切欠部等からロータマグネット１０５
の底面に重りを付加し、硬化させたのちに、再び、ロー
タマグネット１０５や固定軸１０２を軸受ハウジング１
０７ａごとステータコイル１０９の内側に落し込んで、
筐体１０７の底面側から、ビス１０７ｃによって軸受ハ
ウジング１０７ａを基板支持部１０７ｂにビス止めす
る。

【００１２】

【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、互に分離自在に構成さ
れた軸受ハウジングと基板支持部を、筐体の底面側から
上向きに組み付けられるビスによってビス止めするもの
であるため、ビス止めのためのスペースをステータコイ
ルの内側に必要とする。このようなスペースを確保する
ためには、ステータコイルの径方向の寸法を必要以上に
大きく設定しなければならず、モータを小型化するうえ
での著しい障害となる。

【００１３】近年では、回転多面鏡の駆動部をより一層
小型化、軽量化することが望まれており、インナーロー
タ型のモータの開発は、ロータマグネットを小型化でき
る点で大きなメリットを有するが、上記のような制約が
あるためにモータの寸法を縮小できず、インナーロータ
型のモータを用いる利点を充分に活用し難いという不都
合がある。

【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、インナーロータ型の
モータ等を用いる回転多面鏡の駆動部を大幅に小型化で
きる高性能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
回転多面鏡と、該回転多面鏡と一体的に結合された回転
スリーブと、該回転スリーブを回転自在に支持する固定
軸と、これを立設支持する軸受固定部と、前記回転スリ
ーブと一体であるロータとこれに対向するステータから
なる駆動手段と、該駆動手段を支持する筐体と、該筐体
に対して前記軸受固定部を着脱自在に固着する固着手段
を有し、該固着手段が、前記軸受固定部の軸方向の側面
を前記筐体の筒状部に締結するように構成されているこ
とを特徴とする。

【００１６】駆動手段がインナーロータ型のモータであ
るとよい。

【００１７】また、回転スリーブの上端に設けられた第
１の永久磁石と、固定軸の上端に設けられた第２の永久
磁石によってスラスト力が発生するように構成されてい
るとよい。

【００１８】

【作用】回転多面鏡およびロータマグネット等のロータ
と一体である回転スリーブは、軸受固定部に立設された
固定軸に嵌合して動圧流体軸受を構成する。筐体に固定
されたステータコイル等のステータの内側にロータを配
設したインナーロータ型のモータを用いる場合は、ロー
タにバランス修正用の重りを装着するときに、固定軸ご
と回転スリーブやロータをステータから引き抜くことが
できるように構成するのが望ましい。そこで、ステータ
を支持する筐体に筒状部を設けてここに軸受固定部を落
とし込み、その側面を筐体の筒状部の側面からビス止め
等の方法で締結する。筐体の筒状部の側面からビスを取
りはずせば、固定軸を回転スリーブやロータごと持ち上
げて、ステータから分離することができる。

【００１９】軸受ハウジング等の軸受固定部を筐体の底
面からビス止めする場合に比べて、モータの外径寸法を
大幅に縮小し、回転多面鏡の駆動部の小型化を促進でき
る。これによって装置全体の小型化に大きく貢献でき
る。

【００２０】

【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。

【００２１】図１は一実施の形態による偏向走査装置の
回転多面鏡１とその駆動部を示す。該駆動部は、固定軸
２に嵌合する回転スリーブ３に座金４を一体化して該座
金４にロータであるロータマグネット５を固着し、回転
多面鏡１をバネ６によって座金４に押圧することで、ロ
ータマグネット５と回転多面鏡１を結合させるととも
に、後述する光学箱５０の一部分である筐体７にモータ
基板８を支持させたものである。モータ基板８上の支持
体に保持されたステータであるステータコイル９はロー
タマグネット５とともに駆動手段を構成し、ステータコ
イル９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。

【００２２】筐体７は、固定軸２の下端部を支持する軸
受固定部である固定部材２ａを嵌合させる筒状部７ａ
と、モータ基板８を支持する基板支持部７ｂを有し、固
定部材２ａは筐体７の筒状部７ａから分離自在であり、
両者の組み付けは、筐体７の筒状部７ａの側面から組み
付けられる固着手段であるビス７ｃによって、固定部材
２ａの軸方向の側面である外周面を筐体７の筒状部７ａ
に締結することによって行なわれる。

【００２３】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
る動圧流体軸受を構成する。このように回転多面鏡１の
軸受部に動圧流体軸受を用いることで、偏向走査装置の
高速化を促進し、回転性能を向上させるものである。ま
た、回転スリーブ３の上端には第１の永久磁石１０ａが
固着され、該永久磁石１０ａは、固定軸２の上端に固定
された第２の永久磁石１０ｂに対向している。両永久磁
石１０ａ、１０ｂは、これらの磁気の作用によって発生
する軸方向の力（スラスト力）によって、回転スリーブ
３の下端を固定部材２ａに対して非接触に保つスラスト
軸受を構成する。

【００２４】なお、回転多面鏡１を座金４に押圧するバ
ネ６は、回転スリーブ３に設けられた環状の溝部に係合
する。

【００２５】動圧流体軸受を構成する固定軸２および回
転スリーブ３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（Ｓ
ｉ₃Ｎ₄ ）等のセラミック材料で作られている。また、
座金４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３に一体化され、ロータマグネッ
ト５は接着等の方法で座金４に固定される。

【００２６】前述のように固定軸２を支持する固定部材
２ａは、筐体７の筒状部７ａに落とし込まれており、筒
状部７ａの側面から組み付けられるビス７ｃによって固
定部材２ａを筐体７に固定するものであり、筐体７の筒
状部７ａの側面からビス７ｃを取りはずすと、回転多面
鏡１、固定軸２、回転スリーブ３、ロータマグネット５
等を固定軸２の固定部材２ａとともに一体的に、ステー
タコイル９や筐体７等から分離して上方へ取り出すこと
ができるように構成されている。

【００２７】このように筐体７から固定軸２やロータマ
グネット５等を分離自在に構成する理由は、ロータマグ
ネット５とステータコイル９からなるモータがインナー
ロータ型のモータであるため、ロータマグネット５にバ
ランス修正用の重りを装着する際には、ステータコイル
９の内側にロータマグネット５が納まったままでは、ロ
ータマグネット５の底面等に重りを取り付けることが不
可能なためである。

【００２８】ロータマグネット５を固定軸２や、筐体７
の筒状部７ａに嵌合する固定部材２ａごとステータコイ
ル９の内側から取り出したうえで、ロータマグネット５
の底面に重りを付加し、硬化させたのちに、再び、ロー
タマグネット５や固定軸２および固定部材２ａをステー
タコイル９や筐体７の筒状部７ａの内側に落し込んで、
ビス７ｃによって固定部材２ａを筐体７に締結する。

【００２９】本実施の形態によれば、固定軸を支持する
固定部材を、モータのステータコイル等を支持する筐体
の筒状部に落とし込んで、その側面からビス止めするよ
うに構成されているため、筐体の底面側からステータコ
イルの内側にビスを組み付ける場合のようにモータの径
寸法を大きくする必要がない。

【００３０】従って、ロータマグネットを小径にするこ
とで回転多面鏡の駆動部を小型、軽量化できるというイ
ンナーロータ型のモータの特質を充分に活用できる。ま
た、固定軸を支持する固定部材の外径は、回転スリーブ
３と同じであれば充分であるから、モータのみならず軸
受部の小型化も極めて容易である。

【００３１】このようにして回転多面鏡のモータや軸受
部を小型化すれば、偏向走査装置の小型化を大幅に促進
できる。

【００３２】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。

【００３３】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。

【００３４】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。

【００３５】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。

【００３６】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。

【００３７】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。

【００３８】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。

【００３９】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。

【００４０】

【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。

【００４１】回転多面鏡の駆動部にインナーロータ型の
モータ等を用いる場合に、モータのロータの外径寸法等
を大幅に縮小できる。また、軸受部の小型化も容易であ
るから、装置の小型化および軽量化を大きく促進でき
る。

【００４２】このような偏向走査装置を用いることで、
小型かつ高性能で高速化に適した画像形成装置を実現で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施の形態による偏向走査装置を示すもの
で、（ａ）はその主要部を示す模式断面図、（ｂ）は
（ａ）のＡ−Ａ線に沿ってとった断面図である。

【図２】偏向走査装置全体を説明する図である。

【図３】一従来例を示す模式断面図である。

【符号の説明】

１ 回転多面鏡 ２ 固定軸 ２ａ 固定部材 ３ 回転スリーブ ４ 座金 ５ ロータマグネット ６ バネ ７ 筐体 ７ａ 筒状部 ７ｂ 基板支持部 ７ｃ ビス ９ ステータコイル １０ａ，１０ｂ 永久磁石

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 宮本 英幸 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 (3)

【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と、
   該回転多面鏡と一体的に結合された回転スリーブと、該
   回転スリーブを回転自在に支持する固定軸と、これを立
   設支持する軸受固定部と、前記回転スリーブと一体であ
   るロータとこれに対向するステータからなる駆動手段
   と、該駆動手段を支持する筐体と、該筐体に対して前記
   軸受固定部を着脱自在に固着する固着手段を有し、該固
   着手段が、前記軸受固定部の軸方向の側面を前記筐体の
   筒状部に締結するように構成されていることを特徴とす
   る偏向走査装置。
2. 【請求項２】 駆動手段がインナーロータ型のモータで
   あ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】 回転スリーブの上端に設けられた第１の
   永久磁石と、固定軸の上端に設けられた第２の永久磁石
   によってスラスト力が発生するように構成されているこ
   とを特徴とする請求項１または２記載の偏向走査装置。