JP2002258200A - 偏向走査装置 - Google Patents
偏向走査装置Info
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Abstract
して、軸受の構成部材の加工および取り付けの容易化を
図るとともに、安定して回転軸の振動を抑制し得る信頼
性の高い偏向走査装置を提供する。 【解決手段】 貫通孔を有するモータハウジング1と、
その貫通孔に固定された固定スリーブ2と、固定スリー
ブ2に回転自在に嵌合された回転軸3と、回転軸を磁気
力によって軸方向に浮揚させる第1,第2の永久磁石1
4,15と、固定スリーブ2の下方を密閉して空気溜り
16を形成するスラストカバー17とを備え、回転軸3
に取り付けた回転多面鏡7で光ビームを偏向走査する偏
向走査装置において、固定スリーブ2およびスラストカ
バー17をともにモータハウジング1の貫通孔内に突設
された突条部19で軸方向に位置決めして固定する。
Description
た回転鏡で光ビームを偏向走査する偏向走査装置に関
し、特にその回転軸を動圧軸受によって支持する機構を
有するものに関する。
とえば、レーザビームプリンタ・複写機・ファクシミリ
等の電子写真方式の画像形成装置に広く利用されてい
る。
面鏡を高速かつ高精度に回転させることが要求されてお
り、特にレーザビームプリンタ等では、この要求を満た
すために非接触で回転する動圧空気軸受が用いられてい
る。
ている動圧空気軸受を有する偏向走査装置を示す図であ
る。同図において、回転多面鏡101を固定支持した回
転軸102が、ハウジング103に固定された固定スリ
ーブ104に回転自在に嵌合されている。回転軸102
と固定スリーブ104との間には数μmの隙間が設けら
れ、回転軸102のラジアル方向を支持するための動圧
空気軸受が構成されている。
105が固定され、固定スリーブ104の下端面には第
2の永久磁石106が固定されている。第1、第2の永
久磁石105,106は磁気的な吸引力を生じるように
配置され、回転軸102のスラスト方向を浮揚支持する
ための磁気スラスト軸受が構成されている。
よって浮揚支持されているだけでは、外部から回転軸1
02に振動等が加わった場合に回転軸102の振動の振
幅が大きくなったり、減衰時間が長くなったりする。こ
のような回転軸102の振動の振幅を小さくしたり、減
衰時間を短縮するために、第1の永久磁石105の下方
に空気溜り107が設けられているとともに、この空気
溜り107を密封するためのカバー108が第2の永久
磁石106の下端面に固定されている。
09が固定されており、この支持部材109の側面には
駆動マグネット110が固定されている。上記の回転多
面鏡101は支持部材109の上面に取り付けられ、板
ばね111、押え板112、Cリング113によって固
定されている。また、ハウジング103の上面には基板
114が固定されており、基板114にはコイル115
とコア116などによって構成されるステータが駆動マ
グネット110に対向するように配置され、駆動モータ
が構成されている。そして、回転多面鏡101と駆動マ
グネット110には図示しない重りが載置され、回転体
全体のバランスが取られている。
軸102と固定スリーブ104の間の隙間が数μmと極
めて狭くされているとともに、空気溜り107が密封さ
れているために、回転軸102が上下動しても空気溜り
107の圧力が変化して回転軸102の振動を減衰させ
る作用、即ちエアダンパの役割を担っている。
ような従来技術においては、第1,第2の永久磁石10
5,106の加工精度や、第1の永久磁石105やカバ
ー108の取り付け精度によっては、空気溜り107の
容積が大きくなってしまう場合があり、回転軸102が
上下動しても空気溜り107の圧力変化が小さく回転軸
102の振動を減衰させるエアダンパ効果が充分に作用
せず、回転軸102を含む回転体が固定部材に衝突した
りして、精度を劣化させたり破損させたりして、信頼性
を低下させることがある。
6に直接接着する構成をとっているため、接着時に未硬
化の接着剤が空気溜り107に入り込んでしまうおそれ
があった。万一、未硬化の接着剤がラジアル方向を支持
するための動圧空気軸受まで到達してしまうと、軸受そ
のものの作動に影響を及ぼすことがある。
ためになされたもので、その目的とするところは、空気
溜りの容積を決定する誤差要因を少なくして、軸受の構
成部材の加工および取り付けの容易化を図るとともに、
安定して回転軸の振動を抑制し得る信頼性の高い偏向走
査装置を提供することにある。
固定するための接着剤が空気溜りまたは軸受に侵入する
ことを防いで、軸受の作動の信頼性を向上することにあ
る。
に本発明にあっては、貫通孔を有するハウジングと、該
ハウジングの貫通孔に固定された固定スリーブと、該固
定スリーブに回転自在に嵌合された回転軸と、該回転軸
を磁気力によって軸方向に浮揚させる浮揚手段と、前記
回転軸の下方に密閉された空気溜りを形成する蓋部材
と、を備え、前記回転軸に取り付けた回転鏡で光ビーム
を偏向走査する偏向走査装置において、前記固定スリー
ブおよび前記蓋部材はともに前記ハウジングによって軸
方向に位置決めされて固定されることを特徴とする。
とがハウジングによって軸方向に位置決めされるため、
両部材の間に形成される空気溜りの容積を決定する誤差
要因を少なくすることができる。
条部を有し、該突条部の上面に前記固定スリーブの下端
を当接させ、かつ、同突条部の下面に前記蓋部材の上端
を当接させて、該固定スリーブおよび該蓋部材を軸方向
に位置決めするとよい。
部の上面と下面との間の寸法)によって空気溜りの容積
が決定されることになるので、厳密な寸法精度が要求さ
れるのはこの突条部の軸方向の厚みだけで足りる。な
お、加工容易性および取り付け安定性を考慮すれば、突
条部はハウジングの貫通孔の周面に全周的に設けられて
いることが好ましい。
通孔の周面とを接着して該蓋部材を固定するとよい。
間の接着面に未硬化の接着剤が残留していたとしても、
蓋部材の上端がハウジングの突条部の下面に当接してい
るため、接着材が軸受まで侵入することが阻まれる。
で接着されることが好ましい。
された第1の永久磁石と、前記固定スリーブの下端に該
第1の永久磁石と対向して固定された第2の永久磁石
と、を有してなるとよい。
記固定スリーブの下端と前記蓋部材との間隔以下である
とよい。
出部を有するとよい。
の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただ
し、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、
材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載が
ない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣
旨のものではない。
て、本発明の第1の実施の形態に係る偏向走査装置の全
体構成について説明する。
的に示した平面図である。同図において、偏向走査装置
は、レーザ光等の光ビーム(光束)を発生する光源51
と、その光ビームを回転多面鏡7の反射面に線状に集光
させるシリンドリカルレンズ51aとを有し、光ビーム
を回転多面鏡7の回転によって偏向走査し、結像光学系
である結像レンズ系52および折り返しミラー53を経
て回転ドラム上の感光体54の結像面に結像させる。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54に結像する点像の走査速度
等を補正するfθ機能を有する。
印Aの方向へ回転すると、その反射面は、回転多面鏡7
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7の反射面の法線
とがなす角、すなわち該反射面に対する光ビームの入射
角は、回転多面鏡7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54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。
て反射された光ビームを感光体54上で所定のスポット
形状の点像に集光するとともに、その点像の主走査方向
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。
7の回転による主走査と、感光体54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っ
て、静電潜像を形成する。
を一様に帯電するための帯電装置、感光体54の表面に
形成された静電潜像をトナー像に顕像化するための現像
装置、トナー像を記録紙に転写する転写装置(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。
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において光ビームを反射し
て、レンズ56aを経てフォトダイオード等を有する受
光素子56bの受光面に導入する。受光素子56b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。
報を処理する処理回路57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54に書き込むべき情報に対応しており、処理回
路57は、感光体54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
56bからライン56cを経て与えられる走査開始信号
に同期して送信される。
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7、結像
レンズ系52等を組み付けたうえで、光学箱50の上部
開口部に図示しないフタを装着する。
の回転多面鏡の軸受部の構成について、図1と図2を参
照しながら詳細に説明する。
軸受部の構成を示す半断面図であり、図2は図1の要部
を示す断面図である。
貫通孔に例えばセラミック材料からなる固定スリーブ2
が固定されている。モータハウジング1の貫通孔の周面
には、軸方向の断面形状が略矩形状を呈する突条部19
が全周的に設けられており、固定スリーブ2は下端面の
一部をその突条部19の上面に当接させることにより軸
方向に位置決めされている。
材料からなる回転軸3が回転自在に嵌合されている。固
定スリーブ2と回転軸3との間には数μmの隙間が設け
られ、回転軸3のラジアル方向を支持するための動圧空
気軸受が構成されている。そして、回転軸3の下方には
回転軸3のスラスト方向を支持するための後述の磁気ス
ラスト軸受が構成されている。
部材4が焼嵌め等により固定されており、この支持部材
4の下部には金属製のロータ5がかしめ等により固定さ
れ、このロータ5の内周面には駆動マグネット6が取り
付けられている。
れ、回転多面鏡7の上面には板ばね8、押え板9及びC
リング10が順次に配置され、Cリング10が支持部材
4に取り付けられることにより、回転多面鏡7が支持部
材4に固定されている。
板11が固定されており、基板11の上面にはコイル1
2とコア13等によって構成されるステータが駆動マグ
ネット6に対向するように配置され、駆動モータが構成
される。
が接着等により固定されている。固定スリーブ2の下端
面には第2の永久磁石15が接着等により固定されてい
る。浮揚手段としての第1,第2の永久磁石14,15
は相互に磁気的な力によって軸方向に中立点で釣り合う
ように配置され、回転軸3のスラスト方向を浮揚支持す
る磁気スラスト軸受が構成されている。
端部には、蓋部材としてのスラストカバー17が取り付
けられ、回転軸3および固定スリーブ2(第1の永久磁
石4)の下方に空気溜り16を形成している。このとき
スラストカバー17は、その上面をモータハウジング1
の突条部19の下面に当接させることによって位置決め
され固定されている。
の貫通孔を完全に密閉しており、また、固定スリーブ2
と回転軸3との隙間は数μmに設定されているので、空
気溜り16は充分に密封されていると言える。
てスラストカバー17に衝突すると、回転軸3とスラス
トカバー17が損傷して密封性が保たれなくなることも
あるため、それらが衝突しないように構成する必要があ
る。
スラストカバー17はモータハウジング1に軸方向に位
置決めされて固定されるため、固定スリーブ2とスラス
トカバー17との間隔はモータハウジング1の突条部1
9の軸方向の厚みLによって決定することができる。
れる第2の永久磁石15の厚みtをL≧tの関係、即ち
Lはtと同等または僅かに小さい関係とすることによ
り、スラストカバー17をモータハウジング1に密着さ
せて固定することができる。
バー17の外周面に嫌気性紫外線硬化型の接着剤18を
塗布し、モータハウジング1の突条部19に密着させた
後に、紫外線を照射することによって接着剤18を硬化
させることにより行われる。
条部19に密着させるとともに、スラストカバー17の
外周面を接着面とすることによって、接着剤18の軸受
への侵入を防止することができる。
の厚みtを突条部19の軸方向の厚みLよりも僅かに小
さく設定して、第2の永久磁石15とスラストカバー1
7との間に間隙を設ければ、スラストカバー17の接着
時に未硬化の接着剤が内側に入り込んだ場合であって
も、その接着剤を間隙内に留めて硬化させることがで
き、接着剤の軸受への侵入をより確実に防止することが
可能となる。
リーブ2とスラストカバー17の距離をモータハウジン
グ1の突条部19の寸法精度だけで決定できるので、空
気溜り16の容積を決める誤差要因を少なくすることが
でき、回転軸3が上下動した時の空気溜り16の圧力変
化による回転軸3の振動を抑制させるエアダンパ効果を
より確実に得ることができる。
トカバー17とモータハウジング1または第2の永久磁
石15との間で硬化する可能性が高く、仮にここで硬化
しなくても、ラジアル方向を支持するための動圧空気軸
受を形成する固定スリーブ2と回転軸3との間にまで到
達する可能性はほとんど無くすことができる。したがっ
て、回転軸の振動を抑制し得る信頼性の高い偏向走査装
置とすることができる。
第2の実施の形態が示されている。上記第1の実施の形
態では、蓋部材たるスラストカバーを平らな円盤状部材
にて構成したが、本実施の形態では、スラストカバーに
段差を設けて空気溜りに突出する突出部を形成してい
る。
置の軸受部の構成を示す半断面図である。上記第1の実
施の形態と同一の構成部分については同一の符号を付し
て、その説明は省略する。
回転軸3と同心的に段差部27aが設けられ、その段差
部27aの外周側は空気溜り26に突出する突出部27
bとなっている。この段差部27aの直径Dは回転軸3
の下端に固定された第1の永久磁石14の外径dより僅
かに大きくなっている(D>d)。
bに比べ相対的に凹んだ凹部27cとなっており、その
深さは、回転軸3の下端面に固定された第1の永久磁石
14の下端面が最下支点に達した時でも、僅かに隙間が
形成されるように設定される。本実施の形態において
は、支持部材4の下端面と固定スリーブ2の上端面との
距離Sが最も接近して配置されているため、第1の永久
磁石14とスラストカバー27の凹部27cの上面との
距離Kが、K>Sの関係となるように設定される。すな
わち、凹部27cは、回転軸3および第1の永久磁石1
4の上下動の範囲から待避するように形成されている。
ー27はその上面をモータハウジング1の突条部19下
面に当接させて位置決めされ、スラストカバー27の外
周部に嫌気性紫外線硬化型の接着剤28を塗布し紫外線
を照射することにより固定される。
7の一部を空気溜り26側に突出させたことで、その突
出分だけ空気溜り26の容積を小さくできるので、空気
溜り26の圧力変化が大きくなり、第1の実施の形態の
ようにフラットな形状のスラストカバーを設けた場合に
比べて、良好なエアダンパ効果を得ることができる。
れてもスラストカバー27に回転部材が衝突することが
ないので、精度の劣化や破損のおそれのない信頼性の高
い偏向走査装置を実現できる。また、第1,第2の永久
磁石14,15を空気溜りの容積を増やすことなく、最
適な大きさを選択することができるなど、設計の自由度
をあげることも可能となる。
27の外周側に突出部27bを、内周側に凹部27cを
設けた構成としたが、回転軸3の最下支点が比較的上方
にあり、スラストカバーと干渉しないのであれば、スラ
ストカバーの内周側に突出部を設けてもよい。その場合
も空気溜りの容積を小さくしてエアダンパ効果を高める
ことができる。
固定スリーブと蓋部材の軸方向の位置をハウジングによ
って位置決めすることにより、両部材の間に形成される
空気溜りの容積を決定する誤差要因を少なくすることが
できるので、軸受の構成部材の加工および取り付けが容
易になるとともに、エアダンパ効果の安定化を図り、偏
向走査装置の信頼性を向上させることが可能となる。
られた突条部によって固定スリーブと蓋部材を位置決め
する構成とすれば、その突条部の軸方向の厚みによって
空気溜りの容積が決定されることになるので、厳密な寸
法精度が要求されるのはこの突条部の軸方向の厚みだけ
で足り、加工および取り付けを一層容易化することが可
能となる。
とによって、未硬化の接着剤が軸受まで侵入することを
防止することができ、軸受の作動の信頼性を向上させる
ことが可能となる。
に設けることによって、空気溜りの容積を小さくしてエ
アダンパ効果を高めることができる。
の軸受部の構成を示す半断面図である。
を模式的に示した平面図である。
の軸受部の構成を示す半断面図である。
面図である。
Claims (7)
- 【請求項1】貫通孔を有するハウジングと、 該ハウジングの貫通孔に固定された固定スリーブと、 該固定スリーブに回転自在に嵌合された回転軸と、 該回転軸を磁気力によって軸方向に浮揚させる浮揚手段
と、 前記回転軸の下方に密閉された空気溜りを形成する蓋部
材と、を備え、 前記回転軸に取り付けた回転鏡で光ビームを偏向走査す
る偏向走査装置において、 前記固定スリーブおよび前記蓋部材はともに前記ハウジ
ングによって軸方向に位置決めされて固定されることを
特徴とする偏向走査装置。 - 【請求項2】前記ハウジングは、 前記貫通孔の周面に突条部を有し、 該突条部の上面に前記固定スリーブの下端を当接させ、
かつ、同突条部の下面に前記蓋部材の上端を当接させ
て、該固定スリーブおよび該蓋部材を軸方向に位置決め
することを特徴とする請求項1に記載の偏向走査装置。 - 【請求項3】前記蓋部材の外周面と前記ハウジングの貫
通孔の周面とを接着して該蓋部材を固定することを特徴
とする請求項2に記載の偏向走査装置。 - 【請求項4】前記蓋部材は嫌気性紫外線硬化型の接着剤
で接着されることを特徴とする請求項3に記載の偏向走
査装置。 - 【請求項5】前記浮揚手段は、 前記回転軸の下端に固定された第1の永久磁石と、 前記固定スリーブの下端に該第1の永久磁石と対向して
固定された第2の永久磁石と、を有してなることを特徴
とする請求項1〜4のうちいずれか1項に記載の偏向走
査装置。 - 【請求項6】前記第2の永久磁石の軸方向の厚みは、前
記固定スリーブの下端と前記蓋部材との間隔以下である
ことを特徴とする請求項5に記載の偏向走査装置。 - 【請求項7】前記蓋部材は、前記空気溜りに突出する突
出部を有することを特徴とする請求項1〜6のうちいず
れか1項に記載の偏向走査装置。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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2001
- 2001-02-28 JP JP2001053612A patent/JP4474064B2/ja not_active Expired - Fee Related
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