JPH11249059A - 光偏向装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 回転多面鏡のバランス修正を簡単にする。 【解決手段】 回転多面鏡１はフランジ部材４の上面に
支持され、回転軸３とともに回転する。フランジ部材４
の下面には、モータのロータ５が固着され、ロータ５は
ステータ７に対向している。フランジ部材４は、Ａｌ，
黄銅等を含む切削性の良好な金属材料によって作られて
おり、その外周部は、回転多面鏡１の外接円から径方向
外方へ突出している。該突出部４ａの表面等を削ること
で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）
等の光ビームを偏向走査し、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５は特開平８−１８２２８７号公報に開
示された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、流体軸受を構成するスリーブ１０２によっ
て非接触で回転自在に支持された回転軸１０３と、該回
転軸１０３と一体であるフランジ部材（ミラー取付部
材）１０４に結合されたロータフレーム１０５ａおよび
ロータマグネット１０５ｂと、スリーブ１０２と一体で
あるベース板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、押え板１０８等によっ
てフランジ部材１０４に押圧され、該フランジ部材１０
４を介して回転軸１０３やロータマグネット１０５ｂと
一体化されている。

【０００５】ベース板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１０５ｂ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、フランジ部材１０４、ロータフ
レーム１０５ａ、ロータマグネット１０５ｂ等を含む回
転体Ｒ₀ 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、ロ
ータフレーム１０５ａの外周部に重り装着部（凹所）１
０５ｃを設け、これに重り（バランスウエイト）１０９
を接着することで前記回転体Ｒ₀ の質量のアンバランス
を低減するように工夫されている。

【０００７】なお、重り１０９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１０９をロータフレーム１０５ａの
重り装着部１０５ｃ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る。

【０００８】ロータフレーム１０５ａの重り装着部１０
５ｃの外周縁は、ベース板１０６に立設された抜け止め
部材１１０に対向しており、回転体Ｒ₀ が回転軸１０３
とともに軸方向へ変位すると、抜け止め部材１１０がロ
ータフレーム１０５ａの重り装着部１０５ｃの外周縁に
係合して回転体Ｒ₀ の移動を抑制し、スリーブ１０２か
ら回転軸１０３が抜け出す等の事故を防ぐように構成さ
れている。

【０００９】

【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、ロータフレームに重り装着部（凹所）
を設けて、これにバランスウエイトを接着する構成であ
るため、以下のような未解決の課題があった。

【００１０】（１） ロータフレームの表面粗さ等によ
ってバランスウエイトの接着力が変化するため、バラン
スウエイトの強度にバラツキが生じる。

【００１１】（２） バランスウエイトの量が多くなる
と、抜け止め部材と干渉するおそれがある。

【００１２】（３） 接着剤を主成分とするバランスウ
エイトであるために、重り装着部に付加する重さがバラ
ついたり、接着剤を硬化させる工程が必要となる等、バ
ランス修正の工程が複雑で工程数が多い。

【００１３】（４）ロータフレームの材質は一般的に鉄
系材料であるから、バランス修正のためにロータフレー
ムを削るとサビ等を生じる。

【００１４】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、回転多面鏡のバラ
ンス修正が簡単で工程数も少なくてすみ、加えて、バラ
ンスウエイト等を付加した場合のような精度のバラつき
等のトラブルを回避できる高性能でしかも安価な光偏向
装置を提供することを目的とするものである。

【００１５】

【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、該回転多面鏡を支持する回転多面鏡支持部
材と、該回転多面鏡支持部材と一体であるロータとこれ
に対向するステータからなるモータを有し、前記回転多
面鏡支持部材が、前記回転多面鏡の外径部から径方向外
方へ突出する突出部を備えており、該突出部の少なくと
も一部分が加工性のすぐれた材料によって作られている
ことを特徴とする。

【００１６】回転多面鏡支持部材全体が加工性のすぐれ
た材料によって作られていてもよい。

【００１７】回転多面鏡支持部材の突出部に、バランス
修正用の切除部が設けられているとよい。

【００１８】

【作用】回転多面鏡を支持するフランジ部材等の回転多
面鏡支持部材の外周部を回転多面鏡の外径部から径方向
外方へ突出させ、該突出部の少なくとも一部分の材質に
切削性あるいはレーザ加工性等の良好なＡｌ，Ｚｎまた
は黄銅を含む金属材料等を用いる。ロータフレームの外
周部等にバランスウエイト等を付加する替わりに、加工
性にすぐれた回転多面鏡支持部材の突出部の適切な部位
を選定して適切な量だけ切除することで回転多面鏡のバ
ランス修正を行なう。

【００１９】バランスウエイト等を付加する場合に比べ
て、バランス修正の工程が簡単であり、精度のバラつき
や、バランスウエイトが周辺の部品に干渉する等のトラ
ブルも回避できる。

【００２０】これによって、光偏向装置の製造コストを
大幅に低減できるうえに、バランス修正の精度等を大幅
に向上させ、光偏向装置の高性能化に貢献できる。

【００２１】

【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。

【００２２】図１は第１の実施の形態による光偏向装置
の主要部を示す模式断面図であって、これは、多角柱状
の側面に複数の反射面１ａを有する回転多面鏡１と、後
述する光学箱５０と一体である軸受ハウジングに支持さ
れた流体軸受であるスリーブ２と、該スリーブ２によっ
て回転自在に支持された回転軸３と、該回転軸３に固着
された回転多面鏡支持部材であるフランジ部材４と、そ
の下面に一体的に結合されたロータフレーム５ａと、前
記軸受ハウジングと一体であるベース板６に固定された
ステータコイル７ａを有し、該ステータコイル７ａは、
磁性鋼板を積層したステータコア７ｂに巻線されてお
り、ロータフレーム５ａの内周面に支持されたロータマ
グネット５ｂに対向して配設されている。ロータフレー
ム５ａとロータマグネット５ｂからなるロータ５は、ス
テータコイル７ａとステータコア７ｂからなるステータ
７とともに回転多面鏡１を回転駆動するモータを構成す
る。

【００２３】回転多面鏡１は、押え板８によってフラン
ジ部材４に押圧され、フランジ部材４とロータフレーム
５ａとロータマグネット５ｂ等を含む回転部と一体化さ
れている。

【００２４】ベース板６上の駆動回路と制御回路を経て
供給された駆動電流によってステータコイル７ａ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１ａ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。

【００２５】スリーブ２は、セラミック材料等の耐摩耗
性にすぐれた材料で製作されたもので、スリーブ２およ
び回転軸３の少なくとも一方にヘリングボーン状の浅溝
が設けられている。スリーブ２と回転軸３の間には潤滑
流体の動圧が発生し、回転軸３を非接触で回転支持す
る。

【００２６】回転多面鏡１を高速度で回転させると、回
転多面鏡１、フランジ部材４、ロータフレーム５ａ、ロ
ータマグネット５ｂ等からなる回転体Ｒ₁ 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。

【００２７】そこで、フランジ部材４の外径部を回転多
面鏡１の外接円（外周部）より径方向外方へ突出させ、
図２に示すように環状の突出部４ａを形成し、その上面
等を切削等の公知の方法で局部的に削り取ることによっ
て、バランス修正を行なう。フランジ部材４の材質に
は、Ａｌまたは黄銅を含む金属材料等の、切削加工が容
易であって、かつ、切削しても著しくサビ等を生じるお
それのない加工性にすぐれた材料を選定しておく。従来
例のように鉄系材料を用いると、切削した部分（切除
部）が著しくサビて、バランスが変動したり、サビの粉
が飛散して回転多面鏡１の反射面１ａに付着する等のト
ラブルを生じる。

【００２８】予めフランジ部材４の質量分布等に基づい
てバランス修正のためのフランジ部材４の必要切り込み
量等のデータを求めておけば、回転体Ｒ₁ の動的不均衡
の実測値等に基づいて速かにフランジ部材４の切り込み
量やその位置を選定し、極めて高精度のバランス修正を
容易に行なうことができる。

【００２９】バランス修正の工程は、フランジ部材４の
上面等を局部的に切削等の方法で削るだけでよいから、
接着剤を主成分とするバランスウエイトを用いる場合の
ように、バランスウエイトの付加量がバラついてバラン
ス修正量が不正確になったり、バランスウエイトを取り
付けたうえで接着剤を硬化させる工程を設ける必要がな
い。従って、バランス修正の精度が高く、しかもその作
業が簡単で工程数も少なくてすみ、光偏向装置の製造コ
ストの低減と高性能化に大きく貢献できる。

【００３０】加えて、フランジ部材４の上面等をわずか
に削るだけであるから、バランスウエイトを付加した場
合のように回転時に風切音等を発生したり、抜け止め部
材１０等の他の部品と干渉するおそれのある突起を生じ
ることがないという特筆すべき長所がある。

【００３１】図３は第２の実施の形態による光偏向装置
を示す模式断面図である。これは、図１のフランジ部材
４と同様のフランジ部材１４の外周部（突出部）に、バ
ランス修正用のリング部材１４ａを焼嵌め等の公知の方
法で一体化したものである。リング部材１４ａは、Ａｌ
または黄銅を含む金属材料等の、切削加工しやすく、し
かも切削した部位がサビにくい材料で作られている。バ
ランス修正の工程は、第１の実施の形態と同様に、バラ
ンス修正に必要な部位を選定して、必要量だけリング部
材１４ａを削ることで行なわれる。

【００３２】回転多面鏡１、スリーブ２、回転軸３、ロ
ータフレーム５ａ、ロータマグネット５ｂ、ステータコ
イル７ａ、ステータコア７ｂ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。

【００３３】本実施の形態によれば、バランス修正用の
リング部材の材質を切削性等の加工性にすぐれたサビに
くい材料に限定するだけで、フランジ部材の残りの部分
（母材）の材質は自由に選定できるという長所がある。
換言すれば、リング部材の材質をバランス修正用の加工
方法に合わせて任意に選ぶことで、バランス修正の工程
の簡単化をより一層促進できる。

【００３４】例えば、レーザ加工によってバランス修正
を行なうときは、レーザ光を反射しにくい材料、例えば
黄銅，Ｚｎ等を含む金属材料によってリング部材を製作
する。また、より高精度で微妙なバランス修正を必要と
する場合は、リング部材の材質に比重の軽い材料を用い
ることができる。逆に、バラスン修正量が大きくてラフ
なバランス修正を行なうときは重い材質のリング部材を
用いることができる。

【００３５】このように、バランス修正の精度等を自由
に設定できるという利点もある。

【００３６】図４は光偏向装置全体を示すもので、これ
は、レーザ光等の光ビームＬ₁ を発生する光源５１と、
光ビームＬ₁ 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Ｌ₁ 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。

【００３７】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Ｌ₁ 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Ｌ₁ 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主走査方向に移動する。

【００３８】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（走査光）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てい
る。

【００３９】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。

【００４０】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等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Ｌ₁ に
よる記録情報が記録紙等にプリントされる。

【００４１】検出ミラー５４は、感光体５３に対する記
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、集光
レンズ５５を経て、フォトダイオード等を有する受光素
子５６の受光面に導入する。受光素子５６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。

【００４２】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５６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。

【００４３】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５２系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。

【００４４】

【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。

【００４５】回転多面鏡のバランス修正が簡単で工程数
も少なくてすみ、加えて、バランスウエイト等を付加す
る場合のような精度のバラつき等のトラブルもない。こ
れによって、光偏向装置の高性能化と低価格化に大きく
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
示す模式断面図である。

【図２】図１の装置を示す平面図である。

【図３】第２の実施の形態による光偏向装置の主要部を
示す模式断面図である。

【図４】光偏向装置全体を説明する図である。

【図５】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 スリーブ ３ 回転軸 ４，１４ フランジ部材 ４ａ 突出部 ５ ロータ ５ａ ロータフレーム ５ｂ ロータマグネット ７ ステータ ７ａ ステータコイル ７ｂ ステータコア １０ 抜け止め部材 １４ａ リング部材

Claims (5)

【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、
   該回転多面鏡を支持する回転多面鏡支持部材と、該回転
   多面鏡支持部材と一体である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、前記回転多面鏡支持部材
   が、前記回転多面鏡の外径部から径方向外方へ突出する
   突出部を備えており、該突出部の少なくとも一部分が加
   工性のすぐれた材料によって作られていることを特徴と
   する光偏向装置。
2. 【請求項２】 回転多面鏡支持部材全体が加工性のすぐ
   れた材料によって作られてい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】 回転多面鏡支持部材の突出部の少なくと
   も一部分が、Ａｌまたは黄銅を含む金属材料で作られて
   いることを特徴とする請求項１または２記載の光偏向装
   置。
4. 【請求項４】 回転多面鏡支持部材の突出部の少なくと
   も一部分が、Ｚｎを含む金属材料で作られていることを
   特徴とする請求項１または２記載の光偏向装置。
5. 【請求項５】 回転多面鏡支持部材の突出部に、バラン
   ス修正用の切除部が設けられていることを特徴とする請
   求項１ないし４いずれか１項記載の光偏向装置。