JPH10221631A

JPH10221631A - 光偏向走査装置

Info

Publication number: JPH10221631A
Application number: JP9036985A
Authority: JP
Inventors: Kazumi Sato; 一身佐藤; Mikio Nakasugi; 幹夫中杉
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-02-05
Filing date: 1997-02-05
Publication date: 1998-08-21

Abstract

(57)【要約】【課題】回転多面鏡の振動を防ぐためのバランス修正
を簡単にする。【解決手段】押えバネ８によって回転多面鏡１と一体
的に結合されるロータ５の外周面５ａに１個のバランス
溝９を設ける。バランス溝９は、回転多面鏡１やロータ
５を含む回転体Ｒの軸方向の重心位置に配設され、バラ
ンス溝９に装着される重り１０のみによって、前記回転
体Ｒの質量のアンバランスを解消して、回転多面鏡１の
回転中の動的不均衡を防ぐためのバランス修正を行な
う。

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画像形成装置に用いられ
る光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光偏向走査装置は、
回転多面鏡にレーザビーム等の光ビームを照射し、回転
多面鏡の高速回転によって偏向走査する。このようにし
て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】近年では光偏向走査装置の高速化が進み、
回転多面鏡の回転速度が１０，０００ｒｐｍを越えるも
のも開発されている。

【０００４】図４は一従来例による光偏向走査装置の主
要部を示すもので、これは、光学箱１００にボールベア
リング１０２を介して支承された回転軸１０３と、該回
転軸１０３と一体である座金１０４に一体的に結合され
たヨーク１０５ａおよびロータマグネット１０５と、軸
受ハウジング１０２ａと一体であるモータ基板１０６に
固定されたステータコイル１０７を有する。回転多面鏡
１０１は、押えバネ１０８ａ、バネ押さえ１０８ｂ、Ｇ
リング１０８ｃ等からなる弾性押圧機構１０８によって
座金１０４に押圧されており、座金１０４を介して回転
軸１０３やロータマグネット１０５と一体化される。

【０００５】モータ基板１０６上の駆動回路から供給さ
れた駆動電流によってステータコイル１０７が励磁され
ると、ロータマグネット１０５が回転多面鏡１０１とと
もに高速度で回転し、前述のように、回転多面鏡１０１
に照射された光ビームを偏向走査する。

【０００６】回転多面鏡１０１を高速度で回転させる
と、回転多面鏡１０１、ロータマグネット１０５、ヨー
ク１０５ａ、座金１０４および弾性押圧機構１０８等を
含む回転体全体の質量のアンバランスによって動的不均
衡が発生し、これに起因する振れ回り振動等のために、
画像形成装置の画質が劣化するおそれがある。そこで、
回転多面鏡１０１の上面や、ロータマグネット１０５の
ヨーク１０５ａの上面にバランス溝１０９ａ，１０９ｂ
を設け、これらに重り１１０等を接着することで前記回
転体の質量のアンバランスを解消するように工夫されて
いる。

【０００７】なお、重り１１０は金属粒子やガラスビー
ズ等を紫外線硬化型等の光硬化型の接着剤に混ぜたもの
であり、適量の重り１１０をバランス溝１０９ａ，１０
９ｂの適切な部位に載置し、紫外線等の光を照射するこ
とで硬化させて回転多面鏡１０１やヨーク１０５ａに接
着する。

【０００８】

【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、回転多面鏡の上面にバランス溝を切削
加工する工程は複雑で加工コストの上昇を招くうえに、
加工中に回転多面鏡に歪が発生し、回転多面鏡の反射面
に凹凸や傾きを生じるおそれがある。加えて、回転多面
鏡の上面には弾性押圧機構が配設されるため、バランス
溝を設けると押えバネ等の寸法を大きくすることができ
ない等の制約が生じ、特に、小径の回転多面鏡を用いる
場合には、バランス溝の半径も小さくなるため、重りの
必要重量が増大するという不都合もある。

【０００９】また、ロータマグネットのヨークの上面に
バランス溝を設けると、以下のようなトラブルが生じ
る。

【００１０】回転多面鏡の外径の方がロータマグネット
のヨークの外径より大である場合には、回転多面鏡が邪
魔になってロータマグネットのヨークのバランス溝に重
りを装着するのが極めて困難であり、また、ロータマグ
ネットのヨークのバランス溝に重りを装着できたとして
もこれに紫外線等の光を照射する際にはやはり回転多面
鏡が障害となり、バランス溝の底部に光が充分に到達せ
ず、接着剤の硬化が不充分になったり、硬化時間が長く
なる等の不都合がある。さらに、前記ヨークのバランス
溝に装着した重りが回転多面鏡の反射面に入出射する光
ビームに干渉するのを回避するために、回転多面鏡の取
り付け位置を不必要に高くしなければならず、装置の大
型化を招く結果となる。

【００１１】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、回転多面鏡の振動
を防ぐためのバランス修正が極めて簡単であり、装置の
小型化や加工コストの低減にも大きく貢献できる光偏向
走査装置を提供することを目的とするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の光偏向走査装置は、光ビームを反射する回
転多面鏡と、該回転多面鏡と一体的に結合されたロータ
とこれに対向するステータからなるモータを有し、前記
ロータの外周面のみに、前記回転多面鏡と前記ロータを
含む回転体の動的不均衡を解消するためのバランス溝が
配設されていることを特徴とする。

【００１３】バランス溝が、回転多面鏡とロータを含む
回転体の軸方向の重心位置またはその近傍に配設されて
いるとよい。

【００１４】また、ロータが回転多面鏡より大径であ
り、前記ロータの中央に設けられた凹所に前記回転多面
鏡が配設されていてもよい。

【００１５】

【作用】ロータの外周面のみに、切削等の公知の方法に
よってバランス溝を形成し、これに重りを装着する。ロ
ータと回転多面鏡を含む回転体の軸方向の重心位置ある
いはその近傍にバランス溝が配設されていれば、該バラ
ンス溝に装着された重りのみによって、ロータと回転多
面鏡を含む回転体全体の質量のアンバランスを解消し、
回転多面鏡を回転させたときの振動を防ぐことができ
る。ロータに１個のバランス溝を設けるだけで充分であ
るから、回転多面鏡やロータに複数のバランス溝を設け
る場合に比べて加工コストが低く、また、重りの装着位
置や重さを計測する作業も簡単で、前記回転体のバラン
ス修正が極めて容易である。

【００１６】回転多面鏡の上面等にバランス溝を設ける
場合のように、回転多面鏡に加工歪が発生したり、加工
コストが上昇するおそれはない。

【００１７】また、ロータの上面等に重りを装着する場
合のように前記回転体が嵩高になる等の不都合もない。

【００１８】その結果、運転中に回転多面鏡が振動する
ことなく、従って高性能で、しかも小型で製造コストの
低い光偏向走査装置を実現できる。

【００１９】

【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。

【００２０】図１は一実施例による光偏向走査装置の主
要部を示す模式部分断面図であって、これは、多角柱状
の側面に複数の反射面を有する回転多面鏡１と、後述す
る光学箱５０にダイレクトベアリング２を介して支承さ
れた回転軸３と、該回転軸３に固着された座金４を介し
て回転軸３と一体的に結合されたロータ５と、モータハ
ウジング６と一体であるモータ基板６ａに固定されたス
テータコア７ａとこれに巻かれたコイル７ｂからなるス
テータ７を有し、該ステータ７は、ロータ５とともに回
転多面鏡１を回転させるモータを構成する。回転多面鏡
１は、押えバネ８によって座金４に押圧され、座金４を
介してロータ５と一体化されている。

【００２１】モータ基板６ａ上の駆動回路から供給され
た駆動電流によってステータ７が励磁されると、ロータ
５が回転軸３や回転多面鏡１とともに回転し、回転多面
鏡１の反射面に照射されたレーザビーム等の光ビームを
偏向走査する。

【００２２】回転多面鏡１を高速度で回転させると、回
転多面鏡１、座金４、ロータ５等からなる回転体Ｒの動
的不均衡によって振れ回り振動等を発生し、このため
に、画像形成装置の画質が劣化するおそれがある。そこ
で、ロータ５の外周面５ａに周方向にのびる環状のバラ
ンス溝９を設け、これに重り１０を接着することで前記
回転体Ｒの質量のアンバランスを低減する。重り１０
は、金属粒子やガラスビーズ等を紫外線硬化型等の光硬
化型の接着剤に混入したものであり、回転多面鏡１を回
転させて振れ回り振動等を実測し、その測定値に基づい
て重り１０の重さと取り付け位置を選定する。

【００２３】本実施例においては、ステータ７のコイル
７ａがロータ５の内側に配設されてその内周面に対向す
るいわゆるアウターロータ型のモータが用いられてい
る。

【００２４】ロータ５の外周面５ａに設けるバランス溝
９の軸方向の位置（高さ）は、回転多面鏡１、座金４、
ロータ５等からなる回転体Ｒの軸方向の重心位置あるい
はこの近傍に設定される。実際にモータを回転させて回
転多面鏡１の振れ回り振動等を計測して、得られた計測
値から回転体Ｒの重心位置を見つけてもよいし、あるい
は、回転多面鏡１やロータ５等の質量分布から算出する
こともできる。

【００２５】アウターロータ型のモータであるから、ロ
ータ５の外周面５ａの軸方向の寸法は比較的大であり、
回転体Ｒの重心位置をロータ５の軸方向の寸法の範囲内
に設定することは容易である。

【００２６】このようにバランス溝が回転体Ｒの重心位
置あるいはその近傍に配設されていれば、ロータのバラ
ンス溝に重りを１個装着するだけで、回転体Ｒの動的不
均衝を解消することができる。複数のバランス溝を必要
とせず、しかも、ロータの外周面を環状に切削する簡単
な加工のみによってバランス溝を形成することができ
る。従来例のように回転多面鏡の上面を切削加工する必
要がないから、これに伴なう回転多面鏡の反射面の変形
や加工コストの上昇、あるいは押えバネ等の寸法が制約
される等の不都合もない。

【００２７】また、アウターロータ型のモータであれば
ロータの外径が比較的大きいため、バランス溝の半径が
大である分だけ重りの必要量が低減される。従来例のよ
うにロータの上面にバランス溝を設けると、その配設位
置がロータの外周面である場合に比べてバランス溝の半
径が小さくなるから、重りの必要量が増大し、コスト高
となる。

【００２８】さらに、ロータの上面にバランス溝を設け
た場合のように、重りが光ビームの光路を遮ぎるおそれ
もないため、回転多面鏡の取り付け高さを低くして、装
置全体の小型化を促進できるという利点もある。

【００２９】なお、バランス溝の形状は、切削によって
形成した断面方形の溝に限らず、成形やプレス等の公知
の方法で形成できる丸溝等、いかなる形状でもよい。

【００３０】また、ロータがステータの外側に配設され
たアウターロータ型のモータに限定されることなく、ロ
ータとステータを高さ方向に対向させたいわゆる面対向
型のモータ等に適用することもできる。

【００３１】回転多面鏡が比較的小径である場合は、回
転多面鏡の外接円よりロータの外周面の方が径方向に大
きく張り出す結果となる。この場合は、回転多面鏡の加
工時の面精度を向上させるために、回転多面鏡の厚さす
なわち高さを比較的大きくする必要があり、その分だけ
装置が嵩高となる。そこで、図２に示すように、ロータ
５の中央に凹所５ｂを設け、その底部に座金４を固定し
て、押えバネ８によって押圧される回転多面鏡１の下部
がロータ５の凹所５ｂに陥没するように構成するとよ
い。

【００３２】回転多面鏡やロータを含む回転体の軸方向
の寸法も縮小されるため、バランス溝が１個であっても
バランス修正が極めて容易であるという利点も付加され
る。

【００３３】図３は光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を発生する光源５１と、
前記レーザ光を回転多面鏡１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、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
５２と折り返しミラー５３を経て回転ドラム上の感光体
５４に結像させる。結像レンズ５２は球面レンズ部５２
ａ、トーリックレンズ部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いわゆるｆθ機能
を有する。

【００３４】前記モータによって回転多面鏡１が回転す
ると、その反射面は、回転多面鏡１の軸線まわりに矢印
Ａで示すように等速で回転する。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５４上で光ビームが
集光されてできる点像は矢印Ｙで示す方向（主走査方
向）に移動する。

【００３５】結像レンズ５２は、回転多面鏡１において
反射された光ビーム（走査光）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、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複合
レンズである。

【００３６】感光体５４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５４を有する回転ドラ
ムがその軸線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。

【００３７】感光体５４の周辺には、感光体５４の表面
を一様に帯電するためのコロナ放電器、感光体５４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等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。

【００３８】検出ミラー５５は、感光体５４に対する記
録情報の書き込み開始位置Ｙ₁ 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、
集光レンズ５６ａを介して、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。

【００３９】集光レンズ５６ａや受光素子５６ｂは、結
像レンズ５２と回転多面鏡１との間に配設され、検出ミ
ラー５５は、走査光の走査面の下方へ光ビームを反射さ
せる。

【００４０】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を通って与えられる走査開始信
号に同期して送信される。

【００４１】なお、回転多面鏡１、結像レンズ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。

【００４２】

【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。

【００４３】回転多面鏡の振動を防ぐためのバランス修
正が極めて容易であり、装置の小型化や加工コストの低
減にも大きく貢献できる。

【００４４】これによって、高性能で、しかも小型で製
造コストの低い光偏向走査装置を実現できる。このよう
な光偏向走査装置を搭載することで、画像形成装置の高
性能化、小型化および低価格化に大きく貢献できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施例による光偏向走査装置の主要部を示す
模式断面図である。

【図２】図１の装置の一変形例を示す模式断面図であ
る。

【図３】光偏向走査装置全体を説明する図である。

【図４】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３回転軸５ロータ５ａ外周面５ｂ凹所７ステータ９バランス溝１０重り

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光ビームを反射する回転多面鏡と、該回
転多面鏡と一体的に結合されたロータとこれに対向する
ステータからなるモータを有し、前記ロータの外周面の
みに、前記回転多面鏡と前記ロータを含む回転体の動的
不均衡を解消するためのバランス溝が配設されているこ
とを特徴とする光偏向走査装置。
【請求項２】バランス溝が、回転多面鏡とロータを含
む回転体の軸方向の重心位置またはその近傍に配設され
ていることを特徴とする請求項１記載の光偏向走査装
置。
【請求項３】モータが、ロータの内側にステータを配
設したアウターロータ型のモータであることを特徴とす
る請求項１または２記載の光偏向走査装置。
【請求項４】ロータが回転多面鏡より大径であり、前
記ロータの中央に設けられた凹所に前記回転多面鏡が配
設されていることを特徴とする請求項１ないし３いずれ
か１項記載の光偏向走査装置。