JPH11258536A - 光偏向装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 回転多面鏡を回転支持するころがり軸受の外
輪をスリーブに固定するための接着剤によるトラブルを
回避する。 【解決手段】 回転多面鏡１を回転支持するころがり軸
受２は、外輪２２と内輪２４の間に保持されたボール２
３ａを有する。外輪２２をスリーブ２１に固定する接着
剤２６は、スリーブ２１の横穴２１ｂから、スリーブ２
１の内面に設けられた周方向の凹所２１ａに充填され
る。凹所２１ａ以外の部位においてはスリーブ２１と外
輪２２が面接触しているため、接着剤２６の厚みムラや
熱変形による外輪２２の偏心や変形等を回避できる。

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
多面鏡の回転速度が１０，０００ｒｐｍを越えるものも
開発されている。

【０００４】図６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、光学箱１１０に軸受１０２を介
して支承された回転軸１０３と、該回転軸１０３に結合
されたロータマグネット１０４と、軸受１０２のハウジ
ング１２０と一体であるモータ基板１０５に固定された
ステータコイル１０６を有し、ロータマグネット１０４
はステータコイル１０６に対向して配設されており、両
者は回転多面鏡１０１を回転駆動するモータを構成す
る。回転多面鏡１０１は、押えバネ１０７によってロー
タマグネット１０４と一体である座金１０４ａに押圧さ
れ、これと一体的に結合されている。

【０００５】モータ基板１０５上の駆動回路１０５ａか
ら供給された駆動電流によってステータコイル１０６が
励磁されると、ロータマグネット１０４が回転多面鏡１
０１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】光学箱１１０の上部開口は、光学箱１１０
内に回転多面鏡１０１等の光学部品を組み込んだうえ
で、ふた部材１１１によって閉塞される。

【０００７】軸受１０２は、ハウジング１２０の内側に
保持されたスリーブ１２１と、さらにその内側にそれぞ
れ外輪１２２を介して保持された上下一対のボール列１
２３を有するころがり軸受であって、スリーブ１２１と
外輪１２２、およびスリーブ１２１とハウジング１２０
はそれぞれ接着等の方法で固着されている。

【０００８】各ボール列１２３は、回転軸１０３と一体
である内輪１２４と外輪１２２の間に配設され、各ボー
ル列１２３の複数のボール１２３ａは、図７に示すリテ
ーナ１２５によって周方向に等間隔で保持されている。
前述のモータが駆動されて回転軸１０３が回転すると、
外輪１２２と内輪１２４の間で各ボール１２３ａが自転
しながら回転軸１０３のまわりを公転し、回転軸１０３
を回転支持する。

【０００９】ボール列１２３の各ボール１２３ａと外輪
１２２および内輪１２４の嵌合は高精度であり、また、
各ボール１２３ａには外輪１２２および内輪１２４から
矢印で示す方向の力いわゆる予圧を受けている（図６の
（ｂ）参照）。このように予圧をかける理由は、各ボー
ル１２３ａと外輪１２２および内輪１２４との間の遊び
を除去し、回転軸１０３の支持力を強化するためであ
る。従って、このとき、各ボール１２３ａに対する外輪
１２２および内輪１２４の当接部は、弾性変形の範囲内
で変形した状態にある。

【００１０】外輪１２２は接着剤１２６によってスリー
ブ１２１に固定され、また、内輪１２４は、圧入等の公
知の方法によって回転軸１０３と一体化されている。接
着剤１２６は、図７に示すように、厚さ約１５μｍの接
着層として外輪１２２とスリーブ１２１の間に介在す
る。

【００１１】

【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、回転多面鏡と一体である回転軸を支持
するころがり軸受が、厚さ約１５μｍの接着層を介在さ
せることによって外輪をスリーブに固着する構成である
ため、樹脂である接着剤を硬化させる工程で接着層の厚
さ等が変わったり、温度状況の変化に伴なって接着剤の
熱変形が起きると、外輪が変形して真円度が低下し、偏
心等のトラブルを生じる。

【００１２】加えて、接着層の厚さを均一にすることが
難しく、厚みムラによって外輪がスリーブに対して傾く
こともある。このような外輪の変形、偏心、傾き等は、
軸受のボールにかかる予圧を変化させ、その結果、ボー
ルがスリップや自励振動を起こして、回転多面鏡や光学
箱等の振動を誘発し、回転多面鏡の回転ムラ（ジッタ）
等のために画質が劣化したり、運転中に著しい騒音を発
生する。

【００１３】スリーブと外輪の間の隙間を小さくして接
着層の厚さを縮小すれば、接着層に起因する上記のトラ
ブルを低減できるが、外輪の上端または下端から接着剤
を均一に充填するのが困難になって、接着不良という新
たな問題を生じるため、好ましくない。

【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、ころがり軸受の外輪
をスリーブに固定する接着層の厚みムラや熱変形等に起
因するトラブルを極めて効果的に回避できる光偏向装置
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、これを回転支持するころがり軸受と、前記
回転多面鏡を回転駆動するモータを有し、前記ころがり
軸受が、接着剤によってスリーブに固定された外輪と、
該外輪と内輪または回転軸の間に転動自在に保持された
複数のボールを備えており、前記スリーブまたは前記外
輪の嵌合面に配設された凹所に前記接着剤が充填されて
いることを特徴とする。

【００１６】スリーブが、嵌合面の凹所に連通する横穴
を備えているとよい。

【００１７】嵌合面の凹所が、外輪とボールが接触する
接触部から離れた部位に配設されているとよい。

【００１８】

【作用】ころがり軸受の外輪またはスリーブの嵌合面に
凹所を設けて、ここに接着剤を充填する。外輪とスリー
ブの嵌合面の前記凹所を除く残りの部分は、隙間を０〜
５μｍ程度まで縮小できる。このように、実質的に外輪
とスリーブが互に接触した状態で両者を嵌合させること
で、接着剤の厚みムラや熱変形等によって外輪が変形し
たり、傾き、偏心等を生じるのを防ぐことができる。

【００１９】このようにして、軸受部の接着剤の厚みム
ラ等に伴なうトラブルを極めて効果的に回避すること
で、回転性能が安定し、高画質であって、しかも運転音
の小さい光偏向装置を実現できる。

【００２０】スリーブが、嵌合面の凹所に連通する横穴
を備えていれば、スリーブの横穴から接着剤を注入する
ことで、嵌合面の凹所に接着剤を均一に充填し、スリー
ブと外輪を堅固に固定できる。

【００２１】また、嵌合面の凹所が、外輪とボールが接
触する接触部から軸方向に離れた部位に配設されていれ
ば、接着剤の厚みムラや変形等が生じた場合でも、外輪
がボールに接触する部位はほとんど影響を受けることが
ない。

【００２２】さらに、外輪とスリーブの嵌合面全体を接
着剤によって固定する場合に比べて、接着層の厚さの分
だけ外輪を厚肉にすることができるため、軸受剛性を大
幅に向上させることができるという利点もある。

【００２３】

【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。

【００２４】図１は一実施の形態による光偏向装置を示
すもので、これは、光学箱１０にころがり軸受２を介し
て支承された回転軸３と、該回転軸３に結合されたロー
タマグネット４と、ころがり軸受２のハウジング２０と
一体であるモータ基板５に固定されたステータコイル６
を有し、ロータマグネット４はステータコイル６に対向
して配設されており、両者は回転多面鏡１を回転駆動す
るモータを構成する。回転多面鏡１は、押えバネ７によ
ってロータマグネット４と一体である座金４ａに押圧さ
れ、これと一体的に結合されている。

【００２５】モータ基板５上の駆動回路５ａから供給さ
れた駆動電流によってステータコイル６が励磁される
と、ロータマグネット４が回転多面鏡１とともに高速度
で回転し、前述のように、回転多面鏡１に照射された光
ビームを偏向走査する。

【００２６】光学箱１０の上部開口は、光学箱１０内に
回転多面鏡１等の光学部品を組み込んだうえで、ふた部
材１１によって閉塞される。

【００２７】ころがり軸受２は、ハウジング２０の内側
に保持されたスリーブ２１と、さらにその内側にそれぞ
れ外輪２２を介して保持された上下一対のボール列２３
を有し、スリーブ２１と外輪２２は後述するように接着
されている。

【００２８】各ボール列２３は、回転軸３と一体である
内輪２４と外輪２２の間に配設され、各ボール列２３の
複数のボール２３ａは、図２に示すリテーナ２５によっ
て周方向に等間隔で保持されている。前述のようにモー
タが駆動されて回転軸３が回転すると、外輪２２と内輪
２４の間で各ボール２３ａが自転しながら回転軸３のま
わりを公転し、回転軸３を回転支持する。なお、内輪２
４を回転軸３に固着する替わりに、回転軸３の表面に形
成された環状溝を用いる場合もある。

【００２９】外輪２２は接着剤２６によってスリーブ２
１に固定され、また、内輪２４は、圧入等の公知の方法
によって回転軸３と一体化されている。スリーブ２１の
内面（嵌合面）には、接着剤２６を充填するための深さ
１５μｍの周方向の凹所２１ａが設けられており、該凹
所２１ａに向かってスリーブ２１の外表面から複数の横
穴２１ｂが貫通している。

【００３０】すなわち、接着剤２６は、スリーブ２１内
に外輪２２を嵌合させたうえで、スリーブ２１の横穴２
１ｂから凹所２１ａに充填されたもので、厚さ約１５μ
ｍの接着層となっている。凹所２１ａを除く残り部位に
おけるスリーブ２１と外輪２２の嵌合面は接着されてお
らず、両者の隙間は５μｍ以下であって、実質的に接触
した状態で嵌合している。

【００３１】このように外輪とスリーブが接着剤によっ
て局部的に接着され、接着層を除く残りの部位において
は外輪とスリーブの間の隙間は従来例よりはるかに小さ
く、嵌合ガタの少ないいわゆる面接触の嵌合状態となっ
ているため、接着層に厚さムラ等があってもこれによっ
て外輪が傾いたりするおそれはない。また、接着剤の硬
化時や、温度状況の変化に伴なう接着層の熱変形等が生
じたときの外輪の変形や偏心等も大幅に抑制される。

【００３２】加えて、接着剤によって形成される接着層
は、スリーブと外輪を局部的に接着するものであるが、
スリーブを貫通する横穴からスリーブの凹所に注入され
るため、極めて均一に充填される。従って接着強度は充
分である。

【００３３】さらに、従来例に比べて外輪とスリーブの
隙間を例えば１５μｍから５μｍ以下に縮小すること
で、外輪の肉厚を図２に示す厚みの差Ａの分だけ増大さ
せて、その剛性を強化することができる。これによって
外輪の変形等をさらに低減し、ボールのスリップや自励
振動を極めて効果的に回避できる。

【００３４】このようにして回転多面鏡の軸受部から発
生する振動を低減し、回転多面鏡の回転ムラ等に伴なう
画質劣化や、運転中の騒音等のトラブルのない高性能な
光偏向装置を実現できる。

【００３５】図３は第１の変形例を示す。これは、外輪
３２の外面（嵌合面）に接着剤３６を充填する凹所３２
ａを設けて、スリーブ３１を貫通する横穴３１ｂから外
輪３２の凹所３２ａへ接着剤３６を注入するように構成
したものである。

【００３６】このように、接着剤を充填するための凹所
は外輪の外面、スリーブの内面のいずれに設けてもよ
い。

【００３７】図４は第２の変形例を示す。これは、接着
剤４６を充填するスリーブ４１の凹所４１ａを外輪４２
の一端部に近接して設けて、ボール２３ａに対する外輪
４２の接触部から軸方向に離れた部位をスリーブ４１に
接着したものである。ボール２３ａに当接される部位に
おいては、外輪４２がスリーブ４１の内面に面接触に近
い状態で嵌合しているため、接着層が変形したときの影
響を極めて小さくすることができる。

【００３８】図５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（光束）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。

【００３９】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（走査）する。

【００４０】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。

【００４１】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。

【００４２】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コロナ放電器、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。

【００４３】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、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。

【００４４】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
ら与えられる走査開始信号に同期して送信される。

【００４５】なお、回転多面鏡１、結像レンズ系５２等
は光学箱１０に収容され、光源５１等は光学箱１０の側
壁に取り付けられる。光学箱１０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１０の上部
開口にふた部材１１を装着する。

【００４６】

【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。

【００４７】回転多面鏡を回転支持するころがり軸受の
外輪とスリーブを接着する接着層の厚みムラや熱変形等
に起因するトラブルを極めて効果的に回避できる。これ
によって、回転多面鏡の回転性能が安定し、高画質であ
って、しかも運転音の小さい光偏向装置を実現できる。
このような光偏向装置を搭載することで、画像形成装置
の高性能化を大きく促進できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施の形態による光偏向装置の主要部を示す
もので、（ａ）はその模式断面図、（ｂ）は（ａ）のこ
ろがり軸受の一部分を拡大して示す拡大部分断面図であ
る。

【図２】図１のころがり軸受の一部分を示す部分斜視図
である。

【図３】第１の変形例を示す部分斜視図である。

【図４】第２の変形例を示す部分斜視図である。

【図５】光偏向装置全体を説明する図である。

【図６】一従来例を示すもので、（ａ）はその模式断面
図、（ｂ）は（ａ）のころがり軸受の一部分を拡大して
示す拡大部分断面図である。

【図７】図６のころがり軸受の一部分を示す部分斜視図
である。

【符号の説明】

１ 回転多面鏡 ２ ころがり軸受 ３ 回転軸 ４ ロータマグネット ６ ステータコイル ２１，３１，４１ スリーブ ２１ａ，３２ａ，４１ａ 凹所 ２１ｂ，３６ｂ 横穴 ２２，３２，４２ 外輪 ２３ ボール列 ２３ａ ボール ２５ リテーナ ２６，３６，４６ 接着剤

Claims (3)

【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、
   これを回転支持するころがり軸受と、前記回転多面鏡を
   回転駆動するモータを有し、前記ころがり軸受が、接着
   剤によってスリーブに固定された外輪と、該外輪と内輪
   または回転軸の間に転動自在に保持された複数のボール
   を備えており、前記スリーブまたは前記外輪の嵌合面に
   配設された凹所に前記接着剤が充填されていることを特
   徴とする光偏向装置。
2. 【請求項２】 スリーブが、嵌合面の凹所に連通する横
   穴を備え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】 嵌合面の凹所が、外輪とボールが接触す
   る接触部から離れた部位に配設さ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。