JPH112775A

JPH112775A - 軸受回転装置および偏向走査装置

Info

Publication number: JPH112775A
Application number: JP16803197A
Authority: JP
Inventors: Mikio Nakasugi; 幹夫中杉; Kazumi Sato; 一身佐藤; Yasuo Suzuki; 康夫鈴木; Taku Fukita; 卓蕗田; Hideyuki Miyamoto; 英幸宮本; Akihiro Fukutomi; 章宏福冨
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-06-10
Filing date: 1997-06-10
Publication date: 1999-01-06

Abstract

(57)【要約】【課題】カシメによってロータと回転スリーブを結合
することで、回転多面鏡の回転性能等を向上させる。【解決手段】回転多面鏡１は、フランジ４と一体であ
る回転スリーブ３に弾性押圧機構６によって押圧され、
回転スリーブ３と一体化される。回転多面鏡１を回転さ
せるモータのロータ５は、フランジ４に設けられたカシ
メ部４ａをカシメることで回転スリーブ３に結合され
る。カシメ部４ａに隣接して逃げ部４ｂが設けられてお
り、カシメによる回転スリーブ３の軸受面の変形を回避
する。

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偏向走査装置等に用いら
れる軸受回転装置および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５は、特開平９−９０２５８号公報に開
示された一従来例による偏向走査装置の主要部を示すも
ので、これは、固定軸１０２に嵌合する回転スリーブ１
０３にフランジ１０４を一体化して該フランジ１０４に
ロータ１０５を固着し、反射面１０１ａを有する回転多
面鏡１０１をバネ１０６によってフランジ１０４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１０７にモータ基板１０７
ａを支持させたものである。モータ基板１０７ａ上に立
設されたステータ１０８を励磁することで、ロータ１０
５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
接触で回転する動圧空気軸受を構成する。このように回
転多面鏡１０１の軸受部に動圧空気軸受を用いること
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１０３の下端には
永久磁石１０９ａが固着され、永久磁石１０９ａはモー
タハウジング１０７と一体である永久磁石１０９ｂ，１
０９ｃに対向している。永久磁石１０９ａ〜１０９ｃ
は、これらの間に発生する磁気反撥力等によって回転ス
リーブ１０３の下端をその軸方向に支持し、モータハウ
ジング１０７に対して非接触に保つスラスト軸受を構成
する。回転スリーブ１０３の上端開口は、ふた部材１１
０によって閉塞され、固定軸１０２の上端との間に空気
溜り１１１が形成される。

【０００５】なお、回転多面鏡１０１をフランジ１０４
の基準面１０４ａに押圧するバネ１０６は、ふた部材１
１０の軸部１１０ｂに設けられた環状の凹所に係合す
る。

【０００６】動圧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、フランジ１０４は、アルミニウムや黄銅等の
金属製で、焼き嵌めによって回転スリーブ１０３に一体
化され、ロータ１０５は、焼き嵌めや接着等の方法でフ
ランジ１０４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、回転多面鏡と一体的に回転するロータ
を、焼き嵌めや接着等の方法で回転スリーブと一体であ
るフランジ等に固着するものであるため、以下のような
未解決の課題が残されている。

【０００８】焼き嵌めによってロータをフランジに結合
する方法は、フランジを組み付けた回転スリーブをロー
タの中心穴に圧入する工程で、回転スリーブが圧縮さ
れ、その軸受面が変形するために、動圧空気軸受の軸受
特性が損なわれるおそれがある。

【０００９】また、ロータをフランジ等に接着する方法
は、ロータとフランジ等の間に介在する接着剤の層厚が
温度環境の変動等によって経時的に変化し、このために
ロータが偏心して高速回転時に振動を発生する等のトラ
ブルを生じる。

【００１０】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、回転スリーブにモー
タのロータを組み付けるに際して、温度環境の変化等に
よってトラブルを生じやすい接着剤等を必要とせず、ま
た、回転スリーブを変形させてその軸受特性等を損なう
おそれもない高性能な軸受回転装置および偏向走査装置
を提供することを目的とするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明の軸受回転装置は、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、これを回転させる駆
動手段を有し、該駆動手段のロータが、前記回転スリー
ブと一体であるフランジに設けられたカシメ部のカシメ
によって前記回転スリーブに結合されていることを特徴
とする。

【００１２】また、本発明の偏向走査装置は、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、これを回転させる駆動手段と、前記回
転スリーブと一体であるフランジに前記回転多面鏡を結
合させる結合手段を有し、前記駆動手段のロータが、前
記フランジに設けられたカシメ部のカシメによって前記
回転スリーブに結合されていることを特徴とする。

【００１３】フランジが、カシメ部に隣接する逃げ部を
備えているとよい。

【００１４】フランジのカシメ部が、固定軸の負圧発生
防止用小径部の外側に配設されているとよい。

【００１５】

【作用】駆動手段のロータを接着や焼き嵌め等によって
フランジに固着すると、温度環境の変化等に伴なうロー
タの偏心や、回転スリーブの変形による軸受性能の劣化
等のトラブルを生じる。そこで、フランジにカシメ部を
設けて、これをカシメることによってロータをフランジ
に固着する。カシメの工程では、焼き嵌めのような圧入
による回転スリーブの著しい変形を伴なうことなく、ま
た、接着剤を必要としないためにこれに起因するトラブ
ルも生じない。

【００１６】カシメ部を固定軸の負圧発生防止用小径部
の外側に配設すれば、カシメによって回転スリーブが多
少変形しても、動圧空気軸受の軸受特性に影響すること
はない。

【００１７】

【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。

【００１８】図１の（ａ）は一実施の形態による偏向走
査装置の主要部である軸受回転装置を示すもので、これ
は、固定軸２に嵌合する回転スリーブ３にフランジ４を
設けて該フランジ４にロータ５を固着し、回転多面鏡１
を結合手段である弾性押圧機構６によってフランジ４に
押圧してこれと一体的に結合させるとともに、固定軸２
を固定したモータハウジング７にモータ基板８を支持さ
せたものである。モータ基板８上に立設されたステータ
９は、ロータ５ともに回転スリーブ３を回転させるモー
タ（駆動手段）を構成し、該モータは、ステータ９を励
磁することで、ロータ５と回転多面鏡１を一体的に回転
させる。

【００１９】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
る動圧空気軸受を構成する。このように回転多面鏡１の
軸受部に動圧空気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ことができる。

【００２０】なお、回転多面鏡１をフランジ４に押圧す
る弾性押圧機構６は、固定リング６ａと、バネ６ｂを介
して固定リング６ａを回転多面鏡１に押圧するＥリング
６ｃを有し、Ｅリング６ｃは、回転スリーブ３に設けら
れた環状の凹所に係合する。

【００２１】動圧空気軸受を構成する固定軸２は、回転
スリーブ３と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 Ｎ
₄ ）等のセラミック材料や耐摩耗性材料が表面にメッキ
されている金属材料等で作られている。また、フランジ
４を有する回転スリーブ３は、アルミニウムや黄銅等の
金属製である。

【００２２】回転スリーブ３の上端に形成された段差に
は、磁石１０ａが組み付けられる。これは、固定軸２の
上端に固着された磁石１０ｂに対向しており、両磁石１
０ａ，１０ｂは、回転スリーブ３の下端をモータハウジ
ング７から浮上させて非接触に保つためのスラスト軸受
を構成する。

【００２３】また、回転スリーブ３の上端開口はふた部
材１１によって閉塞され、これによって、固定軸２の上
端に空気溜りが形成される。この空気溜りは、前記磁石
１０ａ，１０ｂからなるスラスト軸受とともに、回転ス
リーブ３の軸方向の位置を安定させる働きをする。

【００２４】ロータ５は、後述するようにカシメによっ
てフランジ４に固着されたロータ座金５ａと、これに保
持されたロータマグネット５ｂを有し、ロータマグネッ
ト５ｂはステータ９の外側に対向するように配設されて
いる。

【００２５】フランジ４の内端部には、図１の（ｂ）お
よび（ｃ）に拡大して示すようなカシメ部４ａと逃げ部
４ｂが設けられており、ロータ５の組み付けに際して
は、ロータ５のロータ座金５ａの中心穴にフランジ４の
カシメ部４ａを係合させ、これをカシメることによって
ロータ座金５ａをフランジ４に固着する。

【００２６】このようにカシメによってロータ５をフラ
ンジ４に結合する工程でも、カシメによる変形がフラン
ジ４と一体である回転スリーブ３の軸受面（内周面）に
波及して動圧空気軸受の軸受性能を損なう場合もある。
そこで、フランジ４のカシメ部４ａに隣接して逃げ部４
ｂを設けて、回転スリーブ３の変形を防止する。また、
フランジ４のカシメ部４ａを、固定軸２の２つの動圧発
生部２ａの間に設けられた負圧発生防止用小径部２ｂの
外側に配設することで、カシメ部４ａの近傍の変形が回
転スリーブ３の軸受面に波及した場合でも動圧空気軸受
の軸受性能を著しく損なうことがないように構成されて
いる。

【００２７】本実施の形態によれば、金属製の回転スリ
ーブのフランジにカシメ部を設けて、これをカシメるこ
とでロータを回転スリーブに結合するものであるため、
焼き嵌めによってロータを回転スリーブに結合する場合
のように回転スリーブの軸受面を著しく変形させること
なく、また、接着剤を用いる場合のような温度環境の変
化等によるトラブルを生じることもない。従って、回転
性能が良好でしかも耐久性にすぐれた軸受回転装置およ
び偏向走査装置を実現できる。また、カシメによる組立
作業は極めて簡単であり、偏向走査装置の製造コストを
低減できるという利点もある。

【００２８】図２は第１の変形例を示す。これは、回転
スリーブ３の上端にスラスト軸受を構成する磁石２０ａ
を取り付けて固定軸２の上端の磁石２０ｂに対向させ、
回転スリーブ３の上端の磁石２０ａの、上にふた部材２
１を固着したものである。回転スリーブ３に段差を設け
る必要がないという利点を有する。

【００２９】図３は第２の変形例を示す。これは、セラ
ミック材料で作られた回転スリーブ３３にカシメ部３４
ａと逃げ部３４ｂを有する金属製のフランジ３４を焼き
嵌め等によって固着したものである。回転スリーブ３３
の軸受面が低摩擦のセラミックであるから、動圧空気軸
受の軸受性能が向上するという利点が付加される。

【００３０】図４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。

【００３１】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。

【００３２】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。

【００３３】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。

【００３４】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。

【００３５】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。

【００３６】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。

【００３７】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。

【００３８】

【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。

【００３９】偏向走査装置の回転多面鏡等を動圧空気軸
受によって回転支持する軸受回転装置において、回転ス
リーブとロータの結合部に関するトラブルを回避して、
軸受性能や回転性能を大幅に向上できる。

【００４０】このような偏向走査装置を用いることで、
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の主要部（軸
受回転装置）を示すもので、（ａ）はその模式断面図、
（ｂ）は回転スリーブのフランジとロータの一部分を拡
大して示す拡大部分断面図、（ｃ）はフランジのカシメ
部と逃げ部を説明する図である。

【図２】第１の変形例を示す模式断面図である。

【図３】第２の変形例を示す模式断面図である。

【図４】偏向走査装置全体を説明する図である。

【図５】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３，３３回転スリーブ４，３４フランジ４ａ，３４ａカシメ部４ｂ，３４ｂ逃げ部５ロータ９ステータ１０ａ，１０ｂ，２０ａ，２０ｂ磁石１１，２１ふた部材

───────────────────────────────────────────────────── 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)発明者福冨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

【特許請求の範囲】

【請求項１】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、これを回転させる駆動手段を有し、
該駆動手段のロータが、前記回転スリーブと一体である
フランジに設けられたカシメ部のカシメによって前記回
転スリーブに結合されていることを特徴とする軸受回転
装置。
【請求項２】フランジが、カシメ部に隣接する逃げ部
を備えていることを特徴とする請求項１記載の軸受回転
装置。
【請求項３】回転スリーブとフランジが金属によって
一体的に製作されていることを特徴とする請求項１また
は２記載の軸受回転装置。
【請求項４】回転スリーブとフランジが別体として製
作されたものであることを特徴とする請求項１または２
記載の軸受回転装置。
【請求項５】フランジのカシメ部が、固定軸の負圧発
生防止用小径部の外側に配設さ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項記載の軸受回転装置。
【請求項６】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、これを回転さ
せる駆動手段と、前記回転スリーブと一体であるフラン
ジに前記回転多面鏡を結合させる結合手段を有し、前記
駆動手段のロータが、前記フランジに設けられたカシメ
部のカシメによって前記回転スリーブに結合されている
ことを特徴とする偏向走査装置。
【請求項７】フランジが、カシメ部に隣接する逃げ部
を備えていることを特徴とする請求項６記載の偏向走査
装置。
【請求項８】フランジのカシメ部が、固定軸の負圧発
生防止用小径部の外側に配設されていることを特徴とす
る請求項６または７記載の偏向走査装置。