JPH11249058A - 光偏向装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 回転多面鏡を回転させるモータの発熱を低減
する。 【解決手段】 回転多面鏡１を回転させるモータは、回
転多面鏡１と一体的に回転するロータ５と、これに対向
するコイル８ｂを有するステータ８によって構成され
る。コイル８ｂはコア８ａに巻かれており、コア８ａは
放熱部材８ｃに支持される。放熱部材８ｃは、回転多面
鏡１の外周部を包囲する円筒壁１９を有し、回転多面鏡
１の回転に伴なう風によって強制的に冷却される。円筒
壁１９は、回転多面鏡１の風損を低減する働きもする。

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装置は、高速
回転する回転多面鏡によってレーザビーム（レーザ光）
等の光ビームを反射させ、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】近年では光偏向装置の高速化が進み、回転
多面鏡のより一層の高速化や回転性能の向上が望まれて
いる。

【０００４】図４は一従来例による光偏向装置の主要部
を示すもので、これは、固定軸１０２に嵌合する回転ス
リーブ１０３に座金１０３ａを一体化して該座金１０３
ａにロータ１０４を固着し、回転多面鏡１０１を押えバ
ネ１０５によって座金１０３ａに押圧してこれと一体的
に結合させるとともに、固定軸１０２を固定したモータ
ハウジング１０６にモータ基板１０７を支持させたもの
で、モータ基板１０７上に立設されたステータ１０８を
励磁することで、ロータ１０４と回転多面鏡１０１を一
体的に回転させる。

【０００５】回転スリーブ１０３はその回転によって固
定軸１０２との間に空気膜を形成し、固定軸１０２に非
接触で回転するラジアル空気軸受を構成する。回転スリ
ーブ１０３の下端には第１の永久磁石１０９ａが固着さ
れ、永久磁石１０９ａはモータハウジング１０６と一体
である第２の永久磁石１０９ｂに対向している。第１、
第２の永久磁石１０９ａ，１０９ｂは、両者の間に発生
する磁気反発力によって回転スリーブ１０３をスラスト
方向に支持する。

【０００６】なお、回転多面鏡１０１を座金１０３ａに
押圧する押えバネ１０５は、座金１０３ａの側面に組み
付けられた皿形のバネであり、その内周縁が座金１０３
ａの環状溝に係止され、外周縁が回転多面鏡１０１の上
面に押圧される。

【０００７】空気軸受を構成する固定軸１０２と回転ス
リーブ１０３はセラミック材料によって作られている。
また、座金１０３ａは金属製で焼嵌めによって回転スリ
ーブ１０３に固着され、ロータ１０４は接着等の方法で
座金１０３ａに一体化されている。

【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、光偏向装置の高速化のために回転多面
鏡の回転速度を上昇させると、モータのステータのコイ
ルに供給される駆動電流の増大とともにコイルの発熱量
が大きくなる。また、回転多面鏡を高速回転させれば回
転多面鏡の風損も増大するため、より一層大きな駆動電
流が必要となり、このために、コイルの発熱量がさらに
増加する結果となる。このようなモータの発熱は、装置
全体を著しく昇温させ、画像性能等の劣化を招く。

【０００９】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、モータのコイルの放
熱を促進することで装置全体の昇温を防ぎ、画像性能等
を大幅に向上させることのできる高性能でしかも高速化
に適した光偏向装置を提供することを目的とするもので
ある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の光偏向装置は、光ビームを偏向走査する
回転多面鏡と、該回転多面鏡と一体的に回転自在である
ロータとこれに対向するステータを備えたモータと、該
モータの前記ステータのコアと一体である放熱部材を有
し、該放熱部材が前記回転多面鏡の近傍に突出してお
り、該回転多面鏡の回転に伴なって発生する風によって
冷却されるように構成されていることを特徴とする。

【００１１】放熱部材が、ステータのコアを支持する金
属部材であるとよい。

【００１２】放熱部材が、ステータのコアを構成する磁
性鋼板と一体であってもよい。

【００１３】放熱部材が、回転多面鏡の外周部を包囲す
る円筒部を備えているとよい。

【００１４】

【作用】モータを駆動して回転多面鏡を回転させると、
モータの発熱によって装置全体が昇温し、画像性能が劣
化する等のトラブルが生じる。そこで、モータのステー
タに熱伝導率の高い放熱部材を組み込んで、これを回転
多面鏡の近傍に突出させ、回転多面鏡の回転に伴なって
発生する風によってステータのコイルを冷却するように
構成する。

【００１５】このようにステータのコイルの熱を極めて
効果的に放出することで、装置全体の昇温を防ぎ、回転
多面鏡を高速回転させても高画質を維持できる高性能で
しかも高速化に適した光偏向装置を実現することができ
る。

【００１６】回転多面鏡の外周部を包囲する円筒部を備
えた放熱部材であれば、放熱部材によって回転多面鏡の
風損を低減してモータの消費電力の増大を防ぐことがで
きる。これによってモータの発熱を大幅に低減し、装置
の昇温を抑制して画像性能等をより一層向上できる。

【００１７】

【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。

【００１８】図１は第１の実施の形態による光偏向装置
の主要部を示すもので、これは、レーザビーム等の光ビ
ームを反射する反射面１ａを備えた回転多面鏡１を有
し、その駆動部は、固定軸２に回転スリーブ３を嵌合
し、これと一体的に設けられたフランジ部材４にロータ
５を固着し、押えバネ６によって回転多面鏡１をフラン
ジ部材４に押圧するとともに、固定軸２を固定したモー
タハウジング７にモータ基板７ａを支持させ、これにス
テータ８を立設したものである。ロータ５とステータ８
は、回転多面鏡１を回転させるモータを構成し、ステー
タ８を励磁することで、ロータ５と回転多面鏡１を一体
的に回転させる。

【００１９】回転スリーブ３はその回転によって固定軸
２との間に空気膜を形成し、固定軸２に非接触で回転す
る空気軸受を構成する。回転スリーブ３の下端には第１
の永久磁石９ａが固着され、永久磁石９ａの下面が、モ
ータハウジング７に固定された第２の永久磁石９ｂの上
面に対向している。

【００２０】また、第１の永久磁石９ａの外周面は、モ
ータハウジング７に固定された第３の永久磁石９ｃの内
周面に対向している。第１、第２の永久磁石９ａ，９ｂ
は回転スリーブ３の軸方向に互に磁極が逆向きになるよ
うに着磁されており、両者の間の磁気反発力によって、
回転スリーブ３の下端をモータハウジング７に対して非
接触に支持するスラスト軸受を構成する。第３の永久磁
石９ｃは第１の永久磁石９ａと同方向に着磁され、前記
スラスト軸受に予圧を与えて回転スリーブ３の軸方向の
位置を安定させる働きをする。

【００２１】また、回転スリーブ３の開口端は、ふた部
材１０によって閉塞され、固定軸２の上端に空気だまり
１０ａを形成する。回転スリーブ３の固定軸２に対する
軸方向の位置が変化すると、空気だまり１０ａ内の空気
が加圧または減圧され、回転スリーブ３を元の位置に戻
そうとする力が働く。このようなエアダンパーの働きに
よって回転スリーブ３の軸方向の変位を防ぎ、回転多面
鏡１を安定して回転させることができる。ふた部材１０
の中心部には空気抜き穴１０ｂが設けられており、該空
気抜き穴１０ｂは、固定軸２に対する回転スリーブ３の
組み付け後にビス１０ｃによって封止される。

【００２２】回転軸２と回転スリーブ３の材質はセラミ
ックであり、ゴミ等の異物が侵入したり、回転中に振動
等によって回転軸２と回転スリーブ３が接触した場合で
も、かじり等を生じることが少ない。

【００２３】フランジ部材４は、黄銅、アルミニウム等
の金属製であり、回転スリーブ３の外側に焼嵌め等によ
って固定されるが、フランジ部材４の上端には大径部４
ａが配設され、回転スリーブ３との間に間隙（逃げ）が
形成されている。これは、回転多面鏡１の中心穴に挿入
されたフランジ部材４のボス部４ｂが、環境温度の変化
等によって熱膨張を起こしても、回転多面鏡１に偏心等
の位置ずれを生じないようにするためである。

【００２４】ステータ８は、複数の磁性鋼板１８を積層
させたコア８ａとこれに巻線されたコイル８ｂと、コア
８ａと一体であってこれを支持する放熱部材８ｃを有
し、放熱部材８ｃの基部はモータ基板７ａに立設されて
いる。また、放熱部材８ｃの上部には、回転多面鏡１の
近傍に突出してその下半部の外側（外周部）を取り囲む
円筒部である円筒壁１９が一体的に配設されており、円
筒壁１９は、回転多面鏡１の高速回転に伴なう風損を低
減する働きをする。

【００２５】このようにコア８ａを支持する基部と円筒
壁１９を有する放熱部材８ｃは、熱伝導率の高い金属材
料、例えばアルミニウム等によって一体的に製作された
金属部材であって、モータを回転させたときにコイル８
ｂの熱を速やかに放出するように構成されてる。すなわ
ち、前述のように円筒壁１９によって回転多面鏡１の風
損を低減して消費電力の増大を防ぐとともに、回転多面
鏡１の回転によってその外周部に発生する風を利用して
放熱部材８ｃを強制的に冷却することで、コイル８ｂの
放熱を大きく促進することができる。

【００２６】本実施の形態によれば、ステータのコアに
接触してこれを支持し、コイルから発生する熱を効果的
に放出する放熱部材を設けるとともに、回転多面鏡の回
転によって生じる風を利用して放熱部材の放熱を促進す
ることで、回転多面鏡の駆動部の発熱による装置の昇温
を効果的に低減できる。これによって、運転中の昇温に
よる性能劣化等のトラブルのない高性能な光偏向装置を
実現できる。加えて、回転多面鏡の風損を低減し、エネ
ルギー損失による消費電力の増加を回避できるという利
点もある。

【００２７】図２は第２の実施の形態による光偏向装置
を示す。これは図１の装置の円筒壁１９を有する放熱部
材８ｃの替わりに、ステータ２８のコア２８ａを支持す
る基部のみである支持部材２８ｃをモータ基板７ａに立
設し、コア２８ａを構成する複数の磁性鋼板３８のうち
の１つを放熱部材として外側に突出させ、円筒部である
円筒壁３９を一体的に配設したものである。回転多面鏡
１、固定軸２、回転スリーブ３、フランジ部材４、ロー
タ５、モータハウジング７、モータ基板７ａ、永久磁石
９ａ〜９ｃ、ふた部材１０等については第１の実施の形
態と同様であるから同一符号で表わし、説明は省略す
る。

【００２８】円筒壁３９を有する磁性鋼板３８は、回転
多面鏡１の風損を低減するとともに、回転多面鏡１の回
転によって発生する風を利用してコイル２８ｂの放熱効
果を促進する役目をする。

【００２９】コア２８ａを構成する磁性鋼板３８のうち
の１枚に、プレス加工等によって円筒壁３９を絞り加工
したものを用いるのみでよいから、支持部材２８ｃの形
状は単純でよい。すなわち、装置の部品コストを低減で
きるという利点が付加される。

【００３０】図３は光偏向装置全体を示すもので、これ
は、レーザビーム等の光ビーム（光束）を発生する光源
５１と、前記光ビームを回転多面鏡１の反射面１ａ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、結像レンズ系５２を経て回転ドラム上の感光体５３
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５３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。

【００３１】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１ａは、回転多面鏡１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１の反射面１ａの法線とがなす
角、すなわち該反射面１ａ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５３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）に移動する。

【００３２】結像レンズ系５２は、回転多面鏡１におい
て反射された光ビームを感光体５３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ものである。

【００３３】感光体５３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５３が回転ドラムの軸
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。

【００３４】感光体５３の周辺には、感光体５３の表面
を一様に帯電するための帯電装置、感光体５３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に転写する転写装置等が配
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。

【００３５】検出ミラー５４は、感光体５３の表面にお
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側において光ビームを反射し
て、フォトダイオード等を有する受光素子５５の受光面
に導入する。受光素子５５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、書き込み開始位置（書き出
し位置）を制御するための書き込み開始信号を出力す
る。

【００３６】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５３に書き込むべき情報に対応しており、処理回路
は、感光体５３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５５か
ら与えられる書き込み開始信号に同期して送信される。

【００３７】なお、回転多面鏡１、結像レンズ系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
レンズ系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。

【００３８】

【発明の効果】本発明は上述のように構成されているの
で、以下に記載するような効果を奏する。

【００３９】モータのコイルの発熱による装置全体の昇
温を防ぎ、画像性能を大幅に向上できる。これによっ
て、高性能でしかも高速化に適した光偏向装置を実現で
きる。

【００４０】このような光偏向装置を搭載することで、
画像形成装置の高性能化等に貢献できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態による光偏向装置の主要部を
示す模式部分断面図である。

【図２】第２の実施の形態による光偏向装置の主要部を
示す模式部分断面図である。

【図３】光偏向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 ２ 固定軸 ３ 回転スリーブ ５ ロータ ６ 押えバネ ８，２８ ステータ ８ａ，２８ａ コア ８ｂ，２８ｂ コイル ８ｃ 放熱部材 １８，３８ 磁性鋼板 １９，３９ 円筒壁 ２８ｃ 支持部材

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光ビームを偏向走査する回転多面鏡と、
   該回転多面鏡と一体的に回転自在であるロータとこれに
   対向するステータを備えたモータと、該モータの前記ス
   テータのコアと一体である放熱部材を有し、該放熱部材
   が前記回転多面鏡の近傍に突出しており、該回転多面鏡
   の回転に伴なって発生する風によって冷却されるように
   構成されていることを特徴とする光偏向装置。
2. 【請求項２】 放熱部材が、ステータのコアを支持する
   金属部材であることを特徴とする請求項１記載の光偏向
   装置。
3. 【請求項３】 放熱部材が、ステータのコアを構成する
   磁性鋼板と一体であることを特徴とする請求項１記載の
   光偏向装置。
4. 【請求項４】 放熱部材が、回転多面鏡の外周部を包囲
   する円筒部を備えていることを特徴とする請求項１ない
   し３いずれか１項記載の光偏向装置。