JPH0764010A - 光偏向器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】多面鏡が高速回転した際の風損トルクを低減
し、これにより多面鏡を回転駆動するモータの小型化及
びその消費電力の低減化を図ることが可能な光偏向器を
提供する。 【構成】外周に複数の反射鏡面１ａが形成された多面鏡
１を所定の速度で回転させ、上記反射鏡面１ａに入射す
る光ビームを反射、偏向させる光偏向器において、上記
多面鏡１の外接円より外側の領域で、且つ、上記多面鏡
１より上側及び／又は下側の領域には、上記多面鏡１に
近接する周壁２１，２２を設け、多面鏡１の周辺雰囲気
で発生する空気対流を安定した層流状態に維持すること
を特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばデジタル複写機
やファクシミリ等の画像読取り系あるいはレーザービー
ムプリンタ等の画像書込み系において、レーザー光源か
ら照射された光ビームで原稿画像あるいは感光体を走査
するための光偏向器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、原稿画像の読取り系としては光ビ
ームで原稿画像を露光、走査してその反射光から画素毎
の濃度情報を得る方法が知られ、また記録画像の書込み
系としては画情報に応じて変調された光ビームで感光体
を露光、走査して静電潜像を形成する方法が知られてい
る。そして、いずれの系においてもレーザー光源から照
射された光ビームで原稿画像あるいは感光体を走査する
方式としては、多面鏡を備えた光偏向器を用いる走査方
式が知られている。

【０００３】図７はこの走査方式を用いた画像書込み系
示す概略図であり、符号１００はレーザー光源、符号１
０１はコリメータレンズ、符号１０２は多面鏡１０２ａ
を備えた光偏向器、符号１０３は多面鏡１０２ａに入反
射する光ビームが通過する開口部１０３ａを備えたミラ
ーカバー、符号１０４はｆ−θレンズ、符号１０５は感
光体ドラムを夫々示している。レーザー光源１００から
照射された光ビームは多面鏡１０２ａの反射鏡面で反射
されて感光体ドラム１０５に入射するが、このとき光ビ
ームは多面鏡１０２ａの矢線Ａ方向への回転に伴って偏
向され、矢線Ｂ方向に沿って感光体ドラム１０５を走査
する。また、これに伴い感光体ドラム１０５は矢線Ｃ方
向に回転し、感光体ドラム１０５上には二次元の静電潜
像が形成される。

【０００４】従来、このような目的で使用される光偏向
器としては、特開平３−１７６１１号に開示されたもの
が知られている。具体的には、ハウジングに立設された
固定軸に対して回転部材を回転自在に支承すると共に、
上記回転部材に形成されたミラーフランジには多面鏡を
固定し、ハウジングに組み込まれたモータ部によって多
面鏡を回転部材と共に回転させるように構成されてい
る。また、この光偏向器では、多面鏡の外接円に近接さ
せて周壁が立設されており、多面鏡の回転に伴い発生す
る風損トルクの低減が図られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、多面鏡が高
速で回転するとその周囲には空気の対流が発生するが、
この空気対流は主に多面鏡の上面、下面及び外周面と周
辺雰囲気との摩擦によって発生している。すなわち、図
５に示すように、多面鏡５０の上方領域Ａ及び下方領域
Ｂでは多面鏡５０の上面５０ａあるいは下面５０ｂと周
辺雰囲気との摩擦により空気対流が発生する一方、多面
鏡５０の外周領域Ｃでは多面鏡５０の外周面５０ｃと周
辺雰囲気との摩擦により上方領域Ａ及び下方領域Ｂとは
異なつた空気対流が発生する。尚、図中における符号５
１は多面鏡５０に塵芥が付着するのを防止するミラーカ
バーである。

【０００６】しかし、これらの領域Ａ，Ｂ及びＣで発生
した空気対流は、上記多面鏡５０の外接円より外側の領
域で且つ上記多面鏡５０より上側及び／又は下側の領
域、すなわち領域Ａ及びＣに隣接する領域Ｄ、あるいは
領域Ｂ及びＣに隣接する領域Ｅに拡散していくので、上
記領域Ｄ及びＥでは異なる二つの空気対流が混合される
ことになる。このため、領域Ｄ及びＥでは異なる二つの
空気対流が相互に干渉し合って乱流が発生し、多面鏡５
０に作用する空気抵抗すなわち風損トルクが増加すると
いう問題点があった。そして、この風損トルクの増加は
多面鏡５０を回転駆動するモータの大型化や消費電力の
増加を招いた。

【０００７】本発明はこのような問題点に鑑みなされた
ものであり、その目的とするところは、多面鏡が高速回
転した際の風損トルクを低減し、これにより多面鏡を回
転駆動するモータの小型化及びその消費電力の低減化を
図ることが可能な光偏向器を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の光偏向器は、外周に複数の反射鏡面が形成
された多面鏡を所定の速度で回転させ、上記反射鏡面に
入射する光ビームを反射、偏向させる光偏向器におい
て、上記多面鏡の外接円より外側の領域で、且つ、上記
多面鏡より上側及び／又は下側の領域には、上記多面鏡
に近接する周壁を設けたことを特徴とするものである。

【０００９】このような技術的手段において、上記周壁
の形成位置は、多面鏡の外接円より外側の領域であれ
ば、上記多面鏡より上側の領域あるいは下側の領域のい
ずれに形成しても良いし、上記多面鏡より上側及び下側
の双方の領域に形成しても良い。

【００１０】また、上記周壁の形状としては、上記多面
鏡の上方領域で発生した空気対流とと外周領域で発生し
た空気対流との混合を低減できるものであれば、その形
状を適宜設計変更して差し支えないが、これら空気対流
の混合を可及的に防止するという観点からすれば、上記
多面鏡の上方領域と外周領域とを分断できる形状である
ことが好ましい。

【００１１】更に、本発明において、多面鏡の回転を支
承するための軸受は空気動圧軸受等の周知の技術的手段
を適用することができる。また、多面鏡を回転駆動させ
るモータについても、インナーマグネット型スキャナモ
ータ、アウターマグネット型スキャナモータ、アキシャ
ル型スキャナモータ等、周知の技術的手段を適用して差
し支えない。

【００１２】

【作用】上記技術的手段によれば、図６に示すように、
多面鏡５０の外接円より外側の領域で且つ上記多面鏡よ
り上側及び（又は）下側の領域において、上記多面鏡５
０に近接する周壁を設けたので、多面鏡５０の上方領域
Ａあるいは下方領域Ｂで発生した空気対流と多面鏡５０
の外周領域Ｃで発生した空気対流とが相互に干渉し合う
のを防止することができる。これにより、多面鏡５０の
周辺雰囲気における空気の乱流の発生が抑えられ、多面
鏡５０に作用する空気抵抗が低減する。

【００１３】

【実施例】以下、添付図面に基づいて本発明の光偏向器
を詳細に説明する。図１は本発明を適用した光偏向器の
第一実施例を示すものである。同図において、符号１は
外周に８面の反射鏡面１ａを備えた多面鏡、符号２はこ
の多面鏡１を保持して回転する回転スリーブ、符号３は
回転スリーブ２に突設されたミラーフランジ、符号４は
上記ミラーフランジ３との間に多面鏡１を挟み込むミラ
ーキャップ、符号５は上記ミラーキャップ４及び多面鏡
１を貫通してミラーフランジ３に螺合する固定ねじを夫
々示している。

【００１４】上記回転スリーブ２は軸フランジ６ａに立
設された固定軸７に対して所定の隙間（以下、軸受隙
間）を保持して遊嵌しており、これら回転スリーブ２及
び固定軸７はラジアル方向に関する空気動圧軸受を構成
している。すなわち、固定軸７の外周面には動圧発生用
溝７ａがヘーリングボーン状パターンで形成され、上記
回転スリーブ２が回転すると軸受隙間に空気動圧が発生
し、回転スリーブ２は高圧力の空気潤滑膜に支えられて
非接触の状態で固定軸７の周囲を回転する。尚、この実
施例では固定軸７の外周面に動圧発生用溝７ａを形成し
たが、これに代えて回転スリーブ２の内周面に動圧発生
用溝を形成しても差し支えない。

【００１５】また、図１において符号８は上記回転スリ
ーブ２を回転駆動させるためのモータであり、回転スリ
ーブ２の外周に固定されたロータ部８ａと、ハウジング
６に固定されたステータ部８ｂとから構成されている。

【００１６】上記ロータ部８ａはマグネット９及びマグ
ネットヨーク１０を備え、これらは圧入あるいは接着に
より回転スリーブ２に固着されている。図２に示すよう
に、マグネット９は後述するステータコア１１の内周に
配置されており、夫々円周を分割するようにして２極に
着磁されている。

【００１７】マグネット９とステータコア１１との間に
は常に磁気的吸引力が作用しており、これらが磁気的ス
ラスト軸受を構成している。すなわち、回転スリーブ２
が所定の位置からスラスト方向（固定軸の軸方向）へ移
動すると、回転スリーブ２は上記磁気的吸引力によって
マグネット９とステータコア１１とが正対する所定の位
置に引き戻され、回転スリーブ２は常にスラスト方向の
所定の位置に保持されるのである。

【００１８】一方、上記ステータ部８ｂはカラー１２を
介してねじ１３によってハウジング６に立設されたステ
ータコア１１を備え、このステータコア１１には電磁コ
イル１４がトロイダル状に巻回されている。ステータコ
ア１１にはスタッド１５を介して回路基板１６が固定さ
れており、上記電磁コイル１４はこの回路基板１６上に
印刷された配線と接続されている。そして、この回路基
板１６は図示外の制御回路部と接続されている。

【００１９】上記電磁コイル１４に流す電流の向きは、
上記回路基板１６上に立設された磁気検出センサ１７の
検出信号に基づいて決定される。すなわち、この磁気検
出センサ１７がロータ部８ａのマグネット９の漏れ磁束
を検出してその検出信号を上記制御回路部へ送信する一
方、制御回路部はこの検出信号に基づいて磁気検出セン
サ１７の近傍を通過したマグネット９の磁極がＮ極であ
るかＳ極であるかを判断し、ステータコア１１の各箇所
に巻回されている電磁コイル１４に流す電流の向きを決
定する。その結果、電磁コイル１４とマグネット９との
間には常に回転スリーブ２の回転を持続する方向の力が
作用し、回転スリーブ２に対して所定の回転数が与えら
れる。

【００２０】上記回転スリーブ２に対する多面鏡１の固
定は上記ミラーキャップ４及び固定ねじ５を用いて行わ
れる。すなわち、ミラーキャップ４及び多面鏡１を貫通
する固定ねじ５をミラーフランジ３に螺合させ、ミラー
キャップ４とミラーフランジ３で多面鏡１を挟持、固定
している。また、多面鏡１を固定した状態において、固
定軸７の上端とミラーキャップ４との間には空気だまり
１８が形成され、スラスト方向のダンピングを抑制して
いる。この空気だまり１８は微細孔１９によって外気と
連通されており、上述のダンピング効果の安定化が図ら
れている。

【００２１】以上のように構成される本実施例の光偏向
器は、上記多面鏡１及びミラーキャップ５を上方から覆
うミラーカバー２０が上記ハウジング６上に配設され、
塵芥が多面鏡１の反射鏡面１ａやモータに付着するのを
防止している。このミラーカバー２０には反射鏡面に入
反射する光ビームが通過する開口部２０ａが設けられ、
この開口部２０ａにはガラス板が嵌め込まれている。従
って、図３に示すように、図示外のレーザー光源から発
せられた光ビームは上記開口部２０ａを通過して多面鏡
１の反射鏡面１ａに入射し、反射、偏向された後に再度
開口部２０ａを通過して図示外の感光体ドラム等へ照射
される。

【００２２】また、上記ミラーカバー２０の内側には上
記多面鏡１に近接する周壁２１が突設されており、この
周壁２１は上記多面鏡１の外接円より外側の領域で且つ
上記多面鏡１より上側の領域に位置している。また、上
記ハウジング６の上端縁にも周壁２２が突設されてお
り、この周壁２２は上記多面鏡１の外接円より外側の領
域で且つ上記多面鏡１より下側の領域に位置している。

【００２３】つまり、ミラーカバー２０に突設された周
壁２１は多面鏡１の上方空間２３ａと外周空間２３ｃと
を分断しており、多面鏡１の回転に伴い両空間２３ａ，
２３ｃで夫々生じる空気対流が相互に干渉し合うのを防
止している。また、同様にして、ハウジング６に突設さ
れた周壁２２は多面鏡１の下方空間２３ｂと外周空間２
３ｃとを分断しており、多面鏡１の回転に伴い両空間２
３ｂ，２３ｃで夫々生じる空気対流が相互に干渉し合う
のを防止している。

【００２４】従って、この実施例の光偏向器によれば、
多面鏡の周辺の空気対流は乱流を生じることなく安定し
た層流状態を維持するので、多面鏡１に作用する空気抵
抗が従来の光偏向器に比べて減少し、風損トルクを低減
することができる。

【００２５】尚、この実施例では周壁２１をミラーカバ
ー２０と一体に成形したが、リング状の部材をミラーカ
バー２０の内側に固定して周壁２１を形成することも可
能である。また、ハウジング６側の周壁２２について
も、ハウジング６の上端縁にリング状部材を固定して周
壁２２とすることができる。

【００２６】図４は本発明の第二実施例を示すものであ
る。この実施例では、ミラーカバー２０の内側の形状及
びハウジング６の上端縁の形状を第一実施例のものと比
較して図示のように変更した。すなわち、ミラーカバー
２０の周壁３０及びハウジング６の周壁３１をその断面
がテーパ形状となるように成形した。その他の構成につ
いては上記第一実施例と同一なので、図中に第一実施例
と同一符号を付してその説明は省略する。

【００２７】この第二実施例においても、多面鏡１の上
方空間に発生した空気対流あるいは多面鏡１の下方空間
に発生した空気対流と、多面鏡の外周空間に生じた空気
対流とが相互に干渉し合う空間が減少するので、多面鏡
に作用する空気抵抗が従来に比べて小さくなり、やはり
風損トルクの低減を図ることができる。

【００２８】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明の光偏
向器によれば、多面鏡の外接円より外側の領域で且つ上
記多面鏡より上側及び／又は下側の領域で上記多面鏡に
近接する周壁を設け、多面鏡の周辺雰囲気で空気対流が
相互に干渉し合うのを防止しているので、多面鏡が高速
回転した際の風損トルクを低減することができ、多面鏡
を回転駆動するモータの小型化及びその消費電力の低減
化を図ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の光偏向器の第一実施例を示す概略図
である。

【図２】 第一実施例に係る光偏向器のモータを示す平
面図である。

【図３】 第一実施例に係る光偏向器の動作状態を示す
平面図である。

【図４】 本発明の光偏向器の第二実施例を示す概略図
である。

【図５】 従来の光偏向器の問題点を説明するための参
考図である。

【図６】 本発明の作用を説明するための参考図であ
る。

【図７】 光偏向器の使用例を示す概略図である。

【符号の説明】

１…多面鏡、１ａ…反射鏡面、２…回転スリーブ、３…
ミラーフランジ、４…ミラーキャップ、２０…ミラーカ
バー、２０ａ…開口部、２１，２２…周壁

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外周に複数の反射鏡面が形成された多面
   鏡を所定の速度で回転させ、上記反射鏡面に入射する光
   ビームを反射、偏向させる光偏向器において、 上記多面鏡の外接円より外側の領域で、且つ、上記多面
   鏡より上側及び／又は下側の領域には、上記多面鏡に近
   接する周壁を設けたことを特徴とする光偏向器。