JPH08201714A

JPH08201714A - 光偏向走査装置

Info

Publication number: JPH08201714A
Application number: JP3598895A
Authority: JP
Inventors: Mikio Nakasugi; 幹夫中杉
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1995-01-31
Filing date: 1995-01-31
Publication date: 1996-08-09
Anticipated expiration: 2017-07-08
Also published as: JP3299654B2

Abstract

(57)【要約】【目的】温度変化による回転多面鏡の位置ずれを防止
する。【構成】ハウジング２１にはセラミック製の固定軸２
２を立設し、固定軸２２にはセラミック製の回転スリー
ブ２３を嵌合する。回転スリーブ２３には、熱膨張係数
が２２×１０^-6Ｋ^-1程度のアルミニウム製、又は熱膨張
係数が２０×１０^-6Ｋ^-1程度の黄銅製の受部材２４を固
定する。受部材２４の上面には嵌合突起２４ａを設け、
この嵌合突起２４ａの内周面と回転スリーブ２３の外周
面の間に空隙部Ａを設け、空隙部Ａの深さは嵌合突起２
４ａの高さと同等かそれよりも大きくする。受部材２４
には、熱膨張係数が２２×１０^-6Ｋ^-1程度のアルミニウ
ム製の回転多面鏡３１を、環状突起２４ａが嵌合孔３１
ａに嵌合するように載置する。温度が変化すると、受部
材２４と回転多面鏡３１は略同等に膨縮し、嵌合突起２
４ａは空隙部Ａ内を自由に膨縮して、回転多面鏡３１の
位置の変化を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レーザービームプリン
タ等の記録装置に使用され、光ビームを偏向走査するた
めの回転多面鏡を備えた光偏向走査装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】近年、この種の光偏向走査装置では回転
多面鏡を高速度・高精度で回転させることが要求されて
おり、この要求を満たすために回転多面鏡は非接触で回
転する回転体に固定されている。

【０００３】図４は本出願人が特願平６−１３３７０３
号として出願した光偏向走査装置の断面図であり、ハウ
ジング１にはセラミック材料により形成された固定軸２
が立設され、この固定軸２にはセラミック材料により形
成された回転体としての回転スリーブ３が嵌合されてい
る。回転スリーブ３にはアルミニウム、黄銅等により形
成された受部材４が固定され、この受部材４の外周には
駆動マグネット５が固着されている。駆動マグネット５
に対向するステータ６は、ハウジング１の上面に固定さ
れた基板７の上面に配置されている。

【０００４】また、回転スリーブ３の下端には永久磁石
８が固定されており、この永久磁石８の下方には、永久
磁石９が永久磁石８を上方へ反発するように固定軸２に
配置され、永久磁石８の上方には、永久磁石１０が永久
磁石８を永久磁石９に向けて反発するようにハウジング
１に配置されている。そして、受部材４の上面には、ア
ルミニウム製の回転多面鏡１１が回転スリーブ３に嵌合
された状態で搭載され、この回転多面鏡１１は回転スリ
ーブ３に固定された板ばね１２により押圧固定されてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述した
従来例では、回転多面鏡１１が一般にアルミニウム製と
され、かつセラミック材料により形成された回転スリー
ブ３に嵌合され、更にアルミニウム、黄銅等により形成
された受部材４に押圧固定されているため、回転スリー
ブ３、受部材４及び回転多面鏡１１の熱膨張係数がそれ
ぞれ異なる。

【０００６】従って、温度が変化した場合には回転スリ
ーブ３、受部材４及び回転多面鏡１１が個々に膨縮する
ため、回転多面鏡１１に位置ずれが発生し、初期に設定
した回転多面鏡１１の動的釣り合いや光学的特性が変化
してしまうという欠点がある。

【０００７】本発明の目的は、温度が変化しても回転多
面鏡の初期の動的釣り合いや光学的特性を変化させるこ
とのない光偏向走査装置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
の本発明に係る光偏向走査装置は、回転体に固定した受
部材に回転鏡を固定し、該回転鏡により光ビームを偏向
走査する光偏向走査装置において、前記受部材及び回転
鏡を略同等の熱膨張係数の材料により形成し、前記受部
材には前記回転鏡を嵌合する嵌合部を設け、該嵌合部と
前記回転体の間には空隙部を設けたことを特徴とする。

【０００９】

【作用】上述の構成を有する光偏向走査装置では、受部
材及び回転鏡を略同等の熱膨張係数の材料により形成
し、受部材には回転鏡と嵌合する嵌合部を設け、この嵌
合部と回転体の間には空隙部を設けたので、温度が変化
した際に受部材及び回転鏡は略同等に膨縮し、嵌合部が
空隙部内を自由に膨縮する。従って、回転鏡が初期の位
置から変化することがなく、回転鏡の初期の動的釣り合
いや光学的特性が変化することがない。

【００１０】

【実施例】本発明を図１〜図３に図示の実施例に基づい
て詳細に説明する。図１は第１の実施例の光偏向走査装
置２０の断面図であり、ハウジング２１にはセラミック
材料により形成された固定軸２２が立設され、この固定
軸２２にはセラミック材料により形成された回転体とし
ての回転スリーブ２３が嵌合されている。酸化アルミニ
ウムＡｌ₂ Ｏ₃ 等のセラミック材料の熱膨張係数が２〜
６×１０^-6Ｋ^-1程度であり、高強度窒化ケイ素Ｓｉ₃ Ｎ
₄ 等では熱膨張係数が２．７×１０^-6Ｋ^-1程度である。

【００１１】回転スリーブ２３の外周には、受部材２４
が焼嵌め等により固定されている。この受部材２４の外
周には、駆動マグネット２５が接着等により固定され、
駆動マグネット２５に対向するステータ２６が、ハウジ
ング２１に固定された基板２７の上面に配置されてい
る。回転スリーブ２３の下端には第１の永久磁石２８が
固定されており、この永久磁石２８の下方の固定軸２２
には、第２の永久磁石２９が第１の永久磁石２８を上方
へ反発するように配置されている。同様に、第１の永久
磁石２８の上方のハウジング２１には、第３の永久磁石
３０が第１の永久磁石２８を第２の永久磁石２９に向け
て反発するように配置されている。これにより、回転ス
リーブ２３は駆動マグネット２５、ステータ２６、基板
２７等の構成により回転駆動され、回転に際してラジア
ル方向には固定軸２２に空気膜を介して非接触で支持さ
れ、スラスト方向には永久磁石２８、２９、３０により
磁気的に非接触で支持される。

【００１２】受部材２４の上面には回転多面鏡３１が搭
載され、回転スリーブ２３に固定された板ばね３２によ
り押圧固定されている。ここで、回転多面鏡３１は一般
のアルミニウム製とされ、その熱膨張係数は２２×１０
^-6Ｋ^-1程度とされている。また、受部材２４は熱膨張係
数が２２×１０^-6Ｋ^-1程度のアルミニウム、又は熱膨張
係数が２０×１０^-6Ｋ^-1程度の黄銅等により形成されて
いる。受部材２４の上面には、回転多面鏡３１の嵌合孔
３１ａに嵌合する嵌合突起２４ａが設けられている。嵌
合突起２４ａの内周面と回転スリーブ２３の外周面の間
には空隙部Ａが設けられ、この空隙部Ａの深さは嵌合突
起２４ａの高さと同等か、それよりも大きくされてい
る。そして、受部材２４に固定された回転多面鏡３１に
は動的釣り合いが設定され、その光学的特性が所定に保
持されている。

【００１３】このように構成された光偏向走査装置２０
は、図２の平面図に示すレーザービームプリンタ等の走
査光学系に取り付けられて使用される。即ち、光学箱４
１の所定位置にはレーザーユニット４２が設置されてお
り、このレーザーユニット４２からの光ビームの進行方
向には、シリンドリカルレンズ４３と、光偏向走査装置
２０の回転多面鏡３１とが光学箱４１の内部に配置され
ている。また、回転多面鏡３１により偏向された光ビー
ムの進行方向には、レンズ４４、４５が光学箱４１の内
部に配置され、感光体４６が光学箱４１の外部に配置さ
れている。

【００１４】レーザーユニット４２からの光ビームは、
シリンドリカルレンズ４３を透過して回転多面鏡３１の
鏡面に集光され、回転多面鏡３１により偏向走査され、
レンズ４４、４５により感光体４６にスポット状に結像
される。

【００１５】ここで、温度が変化して受部材２４と回転
多面鏡３１が膨縮した場合には、受部材２４と回転多面
鏡３１の熱膨張係数が略同一であるため、受部材２４の
嵌合突起２４ａも回転多面鏡３１と同様に膨縮する。こ
のとき、回転スリーブ２３の外周面と嵌合突起２４ａの
内周面の間に空隙部Ａが設けられているため、嵌合突起
２４ａは回転スリーブ２３に影響を与えることなく、空
隙部Ａの内部に容易に膨縮し、回転多面鏡３１は初期の
位置からずれることがない。

【００１６】この第１の実施例では、固定軸２２と回転
スリーブ２３をセラミック材料により形成したため、そ
れらの嵌合部に塵埃等が混入し、それらが振動等により
接触しても、かじり等を防止することができ、特にそれ
らを高強度窒化ケイ素により形成した場合には、摩耗や
かじりを極めて良好に防止することができる。また、回
転多面鏡３１の位置ずれを防止することができるため、
初期に設定した動的釣り合いや光学的特性の変化を防止
することができる。

【００１７】図３は第２の実施例の光偏向走査装置５０
の断面図であり、第１の実施例では非接触軸受が用いら
れているのに対し、この第２の実施例ではボール軸受が
用いられている。即ち、ハウジング５１には回転軸５２
がボールベアリング５３、５４を介して支持されてお
り、回転軸５２には第１の実施例と同様な嵌合突起５５
ａ及び空隙部Ｂを有する受部材５５が固定されている。
受部材５５の外周にはロータヨーク５６が固定され、こ
のロータヨーク５６の下面には駆動マグネット５７が固
着されている。駆動マグネット５７に対向する駆動コイ
ル５８は、ハウジング５１に固定された基板５９の上面
に配置されている。

【００１８】そして、受部材５５の上面には回転多面鏡
６０が搭載され、その嵌合孔６０ａが受部材５５の嵌合
突起５５ａに嵌合されている。受部材５５に搭載された
回転多面鏡６０は、ばね部材６１により押圧されてお
り、このばね部材６１は回転軸５２に固定されたワッシ
ャ６２により移動が規制されている。

【００１９】ここで、回転軸５２は一般的に熱膨張係数
が１０×１０^-6Ｋ^-1の鉄、又は熱膨張係数が１１×１０
^-6Ｋ^-1のステンレス鋼により形成されているが、受部材
５５は第１の実施例と同様に熱膨張係数が２２×１０^-6
Ｋ^-1のアルミニウムか、熱膨張係数が２０×１０^-6Ｋ^-1
の黄銅等により形成され、回転多面鏡６０も第１の実施
例と同様に熱膨張係数が２２×１０^-6Ｋ^-1のアルミニウ
ムにより形成されている。

【００２０】この第２の実施例では、回転軸５２が鉄又
はステンレス鋼により形成され、かつボールベアリング
５３、５４により支持されたことを除き、第１の実施例
と同様な作用効果が得られ、回転軸５２の熱膨張係数が
回転多面鏡６０の熱膨張係数と大きく異なっても、第１
の実施例と同様な作用効果が得られる。第１、第２の実
施例共に、受部材と回転多面鏡の熱膨張係数の差は２０
％以内であることが好ましい。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る光偏向
走査装置は、受部材と回転鏡を熱膨張係数が略同一の材
料により形成し、受部材には回転鏡と嵌合する嵌合部を
設け、この嵌合部と回転体の間に空隙部を設けたため、
温度が変化した際には受部材及び回転鏡が略同等に膨縮
し、嵌合部が空隙部内を自由に膨縮する。従って、回転
鏡の位置の変化を防止することができ、回転鏡の初期の
動的釣り合いや光学的特性の変化を防止することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例の断面図である。

【図２】走査光学系の平面図である。

【図３】第２の実施例の断面図である。

【図４】従来例の断面図である。

【符号の説明】

２１、５１ハウジング２２固定軸２３回転スリーブ２４、５５受部材２４ａ、５５ａ嵌合突起３１、６０回転多面鏡５２回転軸Ａ、Ｂ空隙部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転体に固定した受部材に回転鏡を固定
し、該回転鏡により光ビームを偏向走査する光偏向走査
装置において、前記受部材及び回転鏡を略同等の熱膨張
係数の材料により形成し、前記受部材には前記回転鏡を
嵌合する嵌合部を設け、該嵌合部と前記回転体の間には
空隙部を設けたことを特徴とする光偏向走査装置。
【請求項２】前記空隙部の深さを前記嵌合部の高さよ
りも大きくした請求項１に記載の光偏向走査装置。
【請求項３】前記回転体をセラミック材料により形成
し、前記受部材及び回転鏡を非鉄系金属材料により形成
した請求項１に記載の光偏向走査装置。
【請求項４】前記回転体を鉄系金属材料により形成
し、前記受部材及び回転鏡を非鉄系金属材料により形成
した請求項１に記載の光偏向走査装置。