JPH06273685A - 光偏向装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ポリゴンミラー８の回転時に、ハウジング１内
で空気が渦を巻く事を防止する。これによって、電動モ
ータ１４の消費電力の低減、騒音や回転むらの発生を防
止する。 【構成】ハウジング１に設けた透明窓１７ａを通じて、
ポリゴンミラー８の外周面にレーザ光を照射する。上記
ハウジング１の内周面の形状は、この透明窓１７ａ部分
も含めて円筒形とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明に係る光偏向装置は、例
えばレーザプリンタやディジタル複写機に組み込んで、
レーザ照射器から照射されるレーザビームを、感光ドラ
ムに向け走査させる為に利用する。

【０００２】

【従来の技術】光偏向装置として従来から、図７〜８に
示す様な装置が使用されている。ハウジング１は、上端
開口部を塞ぐ為の蓋板２を有する。このハウジング１内
には、密閉空間３が設けられている。上記ハウジング１
の底面中心部には枢軸４の下端を支持固定している。こ
の枢軸４は、次述するスリーブ５と共に動圧気体軸受６
を構成する。この為、上記枢軸４の外周面には動圧溝
７、７を形成している。

【０００３】又、上記スリーブ５の外周面には、レーザ
光を反射させる為のポリゴンミラー８と、回転バランス
を整える為のバランスリング９とを支持固定している。
このバランスリング９の上面に設けた凹部９ａには、適
宜接着剤等を塗布固化させて、円周方向に亙る回転バラ
ンスの調整を行う。一方、上記スリーブ５の上端開口部
は、プラグ１０により塞ぎ、このプラグ１０の下面と上
記枢軸４の上端面とを対向させている。又、上記プラグ
１０の中心部には、軸受用の気体を流通させる為の循環
孔１１を設けている。

【０００４】又、上記スリーブ５の下部外周面にはロー
タ１２を、上記ハウジング１の下部内周面でこのロータ
１２と対向する部分にはステータ１３を、それぞれ設け
て、上記ポリゴンミラー８を回転駆動する為の電動モー
タ１４を構成している。更に、上記ハウジング１の一部
で上記ポリゴンミラー８の外周面と対向する部分の少な
くとも１個所には、窓開口１５を設け、この窓開口１５
の外端開口部を、アクリル板、ガラス板等の透明パネル
１６により塞いで、透明窓１７を構成している。

【０００５】上述の様に構成される光偏向装置の使用時
には、前記ステータ１３に通電し、このステータ１３を
含んで構成される電動モータ１４によって、上記スリー
ブ５並びにこのスリーブ５に固定されたポリゴンミラー
８を回転させる。スリーブ５の回転速度が上昇するのに
伴なって、このスリーブ５の内周面と、動圧溝７、７を
形成した枢軸４の外周面との間に動圧が発生し、両周面
同士が非接触状態となる。

【０００６】又、動圧を発生させる為の気体が、前記循
環孔１１を通過しつつ流れる為、この循環孔１１を設け
たプラグ１０の下面と上記枢軸４の上端面との間にも気
体が流通する。この結果、上記プラグ１０の下面と上記
枢軸４の上端面とも互いに非接触状態となって、上記ス
リーブ５並びにポリゴンミラー８の回転時に発生する摩
擦力が極く軽微になる。

【０００７】この様にポリゴンミラー８を高速回転させ
た状態で、このポリゴンミラー８には、図示しないレー
ザ照射器からレーザ光を、前記透明窓１７を通じて照射
する。そしてこのレーザ光は、上記ポリゴンミラー８の
外周面で反射してから、再び上記透明窓１７を通じてハ
ウジング１外に導出され、図示しない感光ドラムに送ら
れる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述の様に
構成され作用する、従来の光偏向装置の場合、ポリゴン
ミラーの高速化、大型化に起因して、次に述べる様な、
解決すべき問題が生じる。

【０００９】即ち、ポリゴンミラー８を回転させると、
ハウジング１内に存在する気体がこのポリゴンミラー８
と共に回転する事が避けられない。この様にポリゴンミ
ラー８と共に回転する気体が、渦を巻いたりする事なく
安定した状態で流れれば特に大きな問題を生じないが、
図７〜８に示した様な従来構造の場合、窓開口１５部分
で渦が生じ、この渦に基づいてポリゴンミラー８の回転
に対する抵抗が大きくなり、しかもこの抵抗の大きさが
頻繁に変化する。

【００１０】この様に、抵抗が大きく、しかも変化する
様になると、駆動用の電動モータ１４の消費電力が嵩
む、騒音が発生する、回転むらが発生する、等の好
ましくない現象が発生する。しかも、上記に起因し
て、電動モータ１４部分での発熱量が多くなり、光偏向
装置の温度上昇が大きくなる。光偏向装置の温度上昇が
大きくなると、構成各部材の熱膨張差に起因して、回転
部分のバランスが崩れ、回転時に振動が生じ易くなる。

【００１１】特に、近年に於けるレーザプリンタの印字
高速化、ディジタル複写機の解像度向上等の要求を満た
す為には、ポリゴンミラー８の回転速度をより高速にし
たり、或はポリゴンミラー８の外径を大きくしたりしな
ければならない。ポリゴンミラー８の高速化や大径化
は、そのまま気体流速が高くなる事に結び付き、大きな
渦が発生し易くなる為、上述の様な不都合を解消する必
要性が高まっている。本発明の光偏向装置は、この様な
事情に鑑みて発明されたものである。

【００１２】

【課題を解決する為の手段】本発明の光偏向装置は、前
述した従来の光偏向装置と同様に、ハウジングと、この
ハウジング内に設けられた軸受と、この軸受により回転
自在に支持されたポリゴンミラーと、このポリゴンミラ
ーを回転駆動する電動モータと、上記ハウジングの一部
で、ポリゴンミラーの外周面と対向する部分に設けられ
た透明窓とを備えている。

【００１３】特に、本発明の光偏向装置に於いては、上
記ハウジングの内周面で上記ポリゴンミラーの外周面と
対向する部分の形状が、上記透明窓の内面を含み、凡そ
円筒形である事を特徴としている。

【００１４】

【作用】上述の様に構成される本発明の光偏向装置に於
いては、電動モータによりポリゴンミラーを高速回転さ
せた場合でも、ハウジング内に存在する気体が渦を生じ
にくい。この結果、上記電動モータの消費電力が嵩んだ
り、騒音が発生したり、回転むらが発生したりする事が
なくなる。

【００１５】

【実施例】図１〜２は本発明の第一実施例を示してい
る。尚、前述した従来構造と同等部分には同一符号を付
して重複する説明を省略し、以下、本発明の特徴部分を
中心に述べる。枢軸４の周囲にはスリーブ５を、回転自
在に設けている。このスリーブ５は、耐摩耗性を有する
非磁性材のアルミニウム合金により造られている。又、
このスリーブ５の内径Ｒは、上記枢軸４の外径Ｄよりも
僅か（例えば６〜２０μｍ）に大きくしている。従っ
て、上記枢軸４の外周面とスリーブ５の内周面との間に
は、例えば３〜１０μｍ程度の微小のラジアル軸受隙間
が、全周に亙って存在する。

【００１６】又、上記枢軸４の上端面には、円盤状の永
久磁石１８を固定している。一方、上記スリーブ５の上
端部内周面で、上記永久磁石１８の外周面と対向する部
分には、円環状の磁性体１９を固定している。この磁性
体１９と永久磁石１８との間に作用する吸引力により、
上記スリーブ５は浮上状態に保たれる。即ち、これら磁
性体１９と永久磁石１８とがスラスト軸受を構成する。
尚、永久磁石１８と磁性体１９との間の隙間は、上記ラ
ジアル軸受隙間より大きい。

【００１７】又、被支承面である上記スリーブ５の内周
面には、ヘリングボーン状の溝の動圧溝７、７を形成し
ている。従って、上記スリーブ５が高速で回転すると、
このスリーブ５の内周面と前記枢軸４の外周面との間に
動圧が発生し、これら内外両周面同士が非接触状態とな
る。即ち、上記動圧溝７、７が、ラジアル軸受の一部を
構成する。又、スリーブ５の下端面に形成した凹溝２０
には、適宜接着剤を塗布し固化させる事で、スリーブ５
の回転バランスを調整自在としている。

【００１８】更に、上記ハウジング１の一部でポリゴン
ミラー８の外周面と対向する部分には、窓開口１５を設
けている。特に、本発明の光偏向装置の場合、ハウジン
グ１に内嵌した透明円筒２１により上記窓開口１５の内
端開口部を塞いで、透明窓１７ａを構成している。上記
透明円筒２１を構成する部材としては、アクリル、ポリ
エステル、セルロイド等の可撓性を有するシート、或は
合成樹脂、ガラス等により円筒形に形成された部材が、
使用可能である。例えば合成樹脂製の円筒を使用すれ
ば、成形が容易でコストが安いと言った利点がある。
又、透明部材の表面に反射防止皮膜をコーティングすれ
ば、上記透明円筒２１表面でのレーザ光の反射防止を図
り、解像度向上等に効果がある。

【００１９】上記透明円筒２１を何れの材料により造る
場合でも、上記ポリゴンミラー８の外周面と対向するハ
ウジング１の内周面は、透明窓１７ａ部分も含めて円筒
形となり、前記従来構造に於ける窓開口１５部分（図７
参照）の様に、急に方向が変化する部分がなくなる。

【００２０】上述の様に構成される本発明の光偏向装置
の使用時には、電動モータ１４によって、上記スリーブ
５並びにこのスリーブ５に固定されたポリゴンミラー８
を回転させる。スリーブ５の回転速度が上昇するのに伴
なって、このスリーブ５の内周面と枢軸４の外周面との
間に動圧が発生し、両周面同士が接触する事がなくな
る。従って、上記ポリゴンミラー８を高速で長時間回転
させる事が可能となる。

【００２１】ポリゴンミラー８が高速で回転するのに伴
なって、上記ハウジング１内には、上記ポリゴンミラー
８の回転方向と同方向の空気の流れが惹起される。本発
明の光偏向装置の場合、前述の様に、ハウジング１の内
周面が、全周に亙って円筒状である為、このハウジング
１内に存在する気体が渦を生じにくい。この結果、上記
ポリゴンミラー８の回転に対する抵抗が小さくなり、し
かもこの抵抗が変動する事もなくなる。この為、前記電
動モータ１４の消費電力が嵩んだり、騒音が発生した
り、回転むらが発生したりする事がなくなる。

【００２２】次に、図３〜４は本発明の第二実施例を示
している。本実施例の場合、アクリル等の合成樹脂、或
はガラスにより、前述した第一実施例の場合に比較して
厚肉の、透明円筒２１ａを形成している。そして、この
透明円筒２１ａを、モータケース２２と蓋板２との間で
挟んで、内部に密閉空間３を有するハウジング１ａを構
成している。又、ポリゴンミラー８上方のバランスリン
グ９（図２）を省略する代わりに、上記ポリゴンミラー
８の上面に凹部２３を形成し、この凹部２３に接着剤等
を塗布固化させる事で、バランスの調整を自在としてい
る。その他、第一実施例と同等部分には同一符号を付し
て重複する説明を省略する。本実施例の場合も、ポリゴ
ンミラー８の回転時にハウジング１ａ内で渦流が発生し
にくくなる。

【００２３】次に、図５〜６は本発明の第三実施例を示
している。本実施例の場合、円筒形のハウジング１ｂの
一部を、当該部分に於ける接線と平行な方向に削設して
窓開口１５ａを形成し、平板状の透明パネル１６ａによ
って、この窓開口１５ａを塞いでいる。従って、この透
明パネル１６ａの内面も、上記接線と平行となる。

【００２４】本実施例の場合、ハウジング１ｂの内周面
で、ポリゴンミラー８の外周面と対向する部分の形状
が、完全な円筒形ではないが凡そ円筒形となって、急に
方向が大きく変化する部分がなくなる。従って、本実施
例の場合も、ポリゴンミラー８の回転時にハウジング１
ｂ内で渦流が発生しにくくなる。その他、第一〜第二実
施例と同等部分には同一符号を付して重複する説明を省
略する。

【００２５】

【発明の効果】本発明の光偏向装置は、以上に述べた通
り構成され作用するので、ポリゴンミラーが回転する事
に対する抵抗が小さく、しかもこの抵抗が変化する事が
少ないので、ポリゴンミラーを駆動する為の電動モータ
の消費電力が少なくて済み、しかも騒音や回転むらが発
生しにくくなる。更に、消費電力が少ない為、回転部分
の温度上昇も少なくて済み、温度上昇に起因する振動も
発生しにくくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施例を示す、図２のＡ−Ａ断面
図。

【図２】図１のＢ−Ｂ断面図。

【図３】本発明の第二実施例を示す、図４のＣ−Ｃ断面
図。

【図４】図３のＤ−Ｄ断面図。

【図５】本発明の第三実施例を示す、図６のＥ−Ｅ断面
図。

【図６】図５のＦ−Ｆ断面図。

【図７】従来構造を示す、図８のＧ−Ｇ断面図。

【図８】図７のＨ−Ｈ断面図。

【符号の説明】

１、１ａ、１ｂ ハウジング ２ 蓋板 ３ 密閉空間 ４ 枢軸 ５ スリーブ ６ 動圧気体軸受 ７ 動圧溝 ８ ポリゴンミラー ９ バランスリング ９ａ 凹部 １０ プラグ １１ 循環孔 １２ ロータ １３ ステータ １４ 電動モータ １５、１５ａ 窓開口 １６、１６ａ 透明パネル １７、１７ａ 透明窓 １８ 永久磁石 １９ 磁性体 ２０ 凹溝 ２１、２１ａ 透明円筒 ２２ モータケース ２３ 凹部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハウジングと、このハウジング内に設け
   られた軸受と、この軸受により回転自在に支持されたポ
   リゴンミラーと、このポリゴンミラーを回転駆動する電
   動モータと、上記ハウジングの一部で、ポリゴンミラー
   の外周面と対向する部分に設けられた透明窓とを備えた
   光偏向装置に於いて、上記ハウジングの内周面で上記ポ
   リゴンミラーの外周面と対向する部分の形状が、上記透
   明窓の内面を含み、凡そ円筒形である事を特徴とする光
   偏向装置。